(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル状に巻き取られて結束線で結束された冷間圧造用線材を球状化焼鈍する熱処理方法であって、
前記冷間圧造用線材のコイルの中心を通る鉛直線から左右に前記コイルの中心点と前記コイルの外周部とを結ぶ交点の角度が２５度から５５度の間に左右一対のコイル支持体を設けたコイル保持用治具に入れ、
前記コイル支持体によって前記冷間圧造用線材の前記コイル下部外周部の両側二箇所にて支持することにより前記冷間圧造用線材全体を支持せしめ、
前記結束線を切り前記コイルを軸方向に広げて雰囲気ガスが線材の間を通りやすくした後、球状化焼鈍する事を特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載した熱処理方法に使用するコイル保持用治具であって、
コイルの中心線を通る鉛直線から左右にコイルの中心点とコイルの外周部とを結ぶ交点の角度が２５度から５５度の間に設けた左右一対のコイル支持体と、
前記コイル状の前記冷間圧造用線材が前記軸方向へ倒れないように前記軸方向の前後に取り付けた倒れ防止柵を備えたことを特徴とするコイル保持用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は球状化焼鈍処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱処理の基本は均一に加熱する事です。この基本から離れるに比例して品質は低下して行きます。この観点から現状の球状化焼鈍処理を検証した結果
コイル状に巻き取られた線材は結束されたままの状態で球状化焼鈍をしている。この結果、中心部付近の温度が許容範囲を大きく超えて低くなっている。即ち不合格部分を含んでいる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
温度差を解決する方法は結束線を切り、横に広げて線の間を雰囲気ガスが通り易くする。この場合の課題は熱によるコイルの変形です。どの程度変形するのか、コイル状の線材約１０巻きを実操業の炉に入れてテストをした結果円形からほぼ矩形に大きく変形した。図１
【課題を解決するための手段】
【０００４】
コイル状に巻き取られた線材は結束されている。この結束線を切り、コイルを横軸方向に広げて雰囲気ガスが通り易くした後に球状化焼鈍をする。この場合の課題は熱によるコイルの変形です。コイルの転倒防止と変形防止を目的にコイルの中心線を通る鉛直線と、コイルの中心点とコイルの外周側を結ぶ交点の角度が４０度付近の下部外周部を二本のパイプで両側から支持する。 図２の符号1,2  横軸方向に広げるので横方向への、倒れ防止柵  図２の符号-３,４  を設けたコイル保持用治具にコイルをいれて結束線を切り、横に広げた状態で球状化焼鈍をする。
【発明の効果】
【０００５】
、
現状の処理方法は熱処理の基本から遠く離れている。その結果非常に多くの問題点を持っている。しかし現状の製造方法ではこの課題を解決する事は不可能です。横に広げて処理することで、総ての課題が一挙に解決出来る。具体的には
（１）全長保障の製品が生産出来る。
（２）均熱時間が大幅に短縮できる、徐冷は変態完了温度までとする、無駄な徐冷を削除する、等の改善を含めて大幅な処理時間が短縮出来た。結果、従来に比較して約１/３弱の処理時間で生産が出来る。  図3
（３）生産性の向上により変動費、固定費が低減できる
（４）省エネ、CO２  の削減も出来る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】実炉でのサンプルテスト
【図２】コイル保持用治具
【図３】生産性の向上
【図４】760℃のオーステナイト組織と球状化組織
【図５】750℃のオーステナイト組織
【図６】温度差
【図７】アルミ線でのテスト（A,Bフリー）
【図８】アルミ線でのテスと（A,B固定）
【図９】アルミ線でのテスト（リング径40cm）
【図１０】アルミ線でのテスト結果（リング径40cm）
【図１１】アルミ線でのテスト結果（リング径100cm）
【図１２】治具のテスト結果
【発明を実施するための形態】
【０００７】
球状化組織の品質は均熱温度でほぼ決まる。その均熱温度の幅は非常に狭い。一例としてSCR440について均熱温度を760℃と750℃に均熱し、水焼入れ後、オーステナイトの組織を電子顕微鏡（×1000）で調査した。結果760℃では分断されたパーライトが少し残っており温度としては少し低めの温度です。  
図４の符合１  しかし結果は良好な球状化組織に見える。（光学顕微鏡×400）  図４の符合２  750℃に下げるとオーステナイト化はほとんど進行していない、図５  従って球状化度も10%以下です。球状化率70~80%が合否範囲です。この合格範囲を満足する均熱温度の下限値は757℃程度と非常に高い。従って均熱温度の許容差は760±３℃程度と非常に狭い。
【０００８】
２トンコイルを結束したままの状態で炉に20トン装入し。７〜８時間の均熱後の温度差は常識的に10℃以上の差があると推定出来る。実際の温度差を測定した一例として10時間後でも10℃以上の差があった。図６
【０００９】
球状化の均熱温度760℃に対し下限温度が757℃、と非常に高い。又温度差の測定結果が10℃以上ある。等の結果から、現状の処理方法ではコイルの中心部付近にはかなりの不合格部分を含んでいる、と推定出来る。
【００１０】
現状の課題を解決するにはコイルの結束線を切り横に広げて線の間を雰囲気ガスが通り易くする。この場合の課題はコイルが熱により大きく変形する事です。図１
【００１１】
どのようなメカニズムで変形したのか740℃に加熱中での変形であり、変形のメカニズムを常温で解明する事は一般的に考えて不可能です。しかし、このメカニズムを解決しない限り改善は不可能である。
【００１２】
7４0℃に加熱した線材の抗張力と常温で同程度の抗張力の材料を使用すれば740℃で変形するメカニズムを常温で解明が出来ると判断した。740℃に加熱した40カーボンの炭素鋼と、常温のアルミ線の抗張力はどちらも約10kg/ｍｍ２ 程度とほぼ同じである。このアルミ線を使用して、740℃に加熱した線材が変形するメカニズムと、支点と耐力との関係が解明出来た
【００１３】
先ず直径が約２ｍｍのアルミ線で直径１４ｃｍのリングを作り両手で下部から変形させて行くと 下部の変形に連動してA,B点が左右と下部に移動してAからB,C,D,Eへと変形が進行して行きE点で実炉でのテスト結果とほぼ同じ矩形に変形した。図７
この結果、7４0℃に加熱した線材もほぼ同じメカニズムで変形して行った事と推定できる。
【００１４】
次にＡ,Ｂ点を左右に移動しないように固定した時どのように変形するのか、針金でＡ,Ｂ間を固定し、前回と同じ要領で底部より変形させて行くと変態の形状は全く異なり、変形量は小さくなり、底部が変形した分だけＡ，Ｂは下部に移動をした。図８
以上の結果からＡ，Ｂを下方と左右に移動しないように固定すればリングは絶対に変形しない。この事が証明出来た。
【００１５】
次にＡ,B点を下げていき各支点と耐力の関係を解明するテストとして直径が約４０ｃｍのリングを作り、Ｃ-Ｃ点（55度）を固定しＢ-Ｂ点よりペットボトルを垂直に吊るし水量を増加して行き変形した時点の水量を測定した。図９
以下同様に Ｄ-Ｄ点（45度）Ｅ-Ｅ点（35度）Ｆ-Ｆ点(25度)  G点（０度）の耐力を測定した。測定の結果を 図１０ に示す。
【００１６】
アルミ線でのテストの結果
（１）角度が25度から５５度、この間の支点を両側から二点で支持した場合、支点に掛かる荷重が耐力以下であればリングは変形しない。
（２）耐力は支持する角度が大きくなるのに比例して増加すら。
（３）アルミ線のテスト結果を冷間圧造用線材に摘要するには同じリング径でのテストが必要です。
【００１７】
冷間圧造用線材のリング径は約100cmです。線径が３．５ｍｍのアルミ線で直径が約１00cmのリングを作り２５度から４５度の耐力を測定した結果を図１１に示す。（測定の方法はリング径40cmと同じ要領）
【００１８】
前記アルミ線の測定結果を740℃に加熱した７ｍｍの線材を３５度で支持した時の耐力と安全度について試算する。
(1) 3.5mmと７mmの断面積の比率は４倍です。従って片側の耐力は
230ｇ×４＝920g
(2) 7mmの線材を交点が3５度で支えた時、片側の支点に掛かかる荷量は
3,14×(0,007)２ ÷4×3.14×7.8×290/360÷２＝380g
(3) 結果
７ｍｍの線材を740℃に加熱し交点が３５度の場所を両側から二点で支持した時の安全度は
920÷380＝2.4倍です。
【００１９】
耐力と転倒防止の両方から支持点を検討すると45度が一番有効です。しかし支持点を４５度にすると一例としてパイプで支持する場合はパイプの径が大きくなり枠から出る。従ってパイプの径を約18cm程度にすると支持点は40度付近になる。この４０度近辺を二本パイプで両側からコイル全体を支持する。図２の付図１，２、横に広がりを防止する柵、図２符合３,４ を設けたコイル保持用治具を考案した。
【００２０】
考案したコイル保持用治具にコイルを入れて結束線を切り、横に広げて740℃の実装業で処理した結果、予想通りコイルの変形と品質に関して全く問題は無く、実操業に適用してもして問題はない、図１２
【符号の説明】
【００２１】
図２の符合１  コイルを支持する右側のパイプ
図２の符合２  コイルを支持する左側のパイプ
図２の符合３  コイルの倒れ防止柵正面
図２の符合４  コイルの倒れ防止策反対側
図４の符号１  水焼入れ後の組織
図４の符号２  球状化組織
【要約】      （修正有）【課題】コイル状に巻き取られた冷間圧造用線材を均一に加熱し、かつ、熱によるコイルの変形を防止できる球状化焼鈍の方法を提供する。【解決手段】コイルの変形防止を目的にコイルの下部外周部を両側二箇所からコイル全体を支持したコイル保持用治具１，２に入れ、結束線を切りコイルを横軸方向に広げて雰囲気ガスが線の間を通り易くした後、球状化焼鈍をする。【選択図】図２【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図１２】
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