(57)【要約】【課題】過酸洗とならずに表面のスケールをこれまでよりも除去できる酸洗方法を提供する。【解決手段】軸受用鋼線材の製造工程において、焼鈍後の酸洗処理を、・酸溶液の塩酸濃度：１０〜１５質量％・温度：室温〜４０℃・時間：３〜１０分・酸溶液の鉄分濃度：８０〜１００ｇ／Ｌの条件にて１回目の酸洗を行い、洗浄後、表面に自然酸化皮膜が形成された段階で、前記条件にて２回目の酸洗を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受用鋼線材の製造工程において、焼鈍後の酸洗処理を、
・酸溶液の塩酸濃度：１０〜１５質量％
・温度：室温〜４０℃
・時間：３〜１０分
・酸溶液の鉄分濃度：８０〜１００ｇ／Ｌ
の条件にて１回目の酸洗を行い、洗浄後、表面に自然酸化皮膜が形成された段階で、前記条件にて２回目の酸洗を行うことを特徴とする軸受用鋼線材の酸洗方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸受用鋼線材の製造工程における酸洗方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軸受の軌道輪や転動体の材料となる軸受用鋼線材は、一般的には図１に示す工程を経て製造される。図示される軸受用鋼線材の製造工程では、先ず、電気炉にて溶鋼から炭素を除く一次製錬した後、アーク炉にて溶鋼の脱硫及び介在物の除去を行い（ＬＦ）、取鍋中に二本足の浸漬管を備えた真空槽を装着し、片方の浸漬管側面からＡｒガスを吹き込み、その浮力を利用して溶鋼を真空槽へ環流させて真空脱ガス（ＲＨ）する。次いで、溶鋼を連続鋳造し、加熱炉にて処理した鋼材を分塊圧延した後、表面欠陥を溶削により除去し（ホットスカーファ）、再度加熱し、圧延してコイル状の鋼線材とする。その後、鋼線材の端末キズ検査を行った後、予備酸洗を行い、焼鈍する。次いで、鋼線材の酸洗を行い、リン酸亜鉛等の潤滑皮膜を形成した後、伸線する。
【０００３】
上記したように、焼鈍後の酸洗処理により、鋼線材表面のスケールを除去するが、図２に示すように、スケールにはバラツキがあり、部分的に厚いスケールがあると酸洗後にその部分が残存して、伸線の際に鋼線材の表面に噛み込み、深さ５０μｍ程度にも及ぶ表面欠陥になることがある。この残存スケールによる表面欠陥は接触キズ、取り扱いキズ、黒皮、錆、ペンキの残留、異物などと同様に伸線工程のライン上で行われるＥＣＴ検査で検出され、生産効率を下げる要因になっている。
【０００４】
そのため従来では、表面のスケールを完全に除去するために酸洗時間の延長、酸溶液の温度管理、酸溶液濃度を適正化することが行われている。例えば特許文献１では、５〜３０質量％の硫酸と、１〜６質量％の硝酸とを含有し、５０〜７０℃に昇温した酸溶液を用いて酸洗処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９２３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、図３に示すように、従来の適正化処理は何れも過酸洗によるスマットの発生や孔食など表面品質を低下させることが懸念される。そこで本発明は、過酸洗とならずに表面のスケールをこれまでよりも除去できる酸洗方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために本発明の軸受用鋼線材の酸洗方法は、焼鈍後の酸洗処理を、
・酸溶液の塩酸濃度：１０〜１５質量％
・温度：室温〜４０℃
・時間：３〜１０分
・酸溶液の鉄分濃度：８０〜１００ｇ／Ｌ
の条件にて１回目の酸洗を行い、洗浄後、表面に自然酸化皮膜が形成された段階で、前記条件にて２回目の酸洗を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の酸洗方法では、１回目の酸洗でスケールが残存しても、２回目の酸洗により残留スケールを十分に除去する。それと同時に、自然酸化皮膜により素地が保護された状態で２回目の酸洗を行うため、過酸洗になることもない。そのため、スケールの残存が無く、孔食やスマットも無い良好な表面品質の軸受用鋼線材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】軸受用鋼線材の一般的な製造工程を示す模式図である。
【図２】従来の酸洗処理により一部のスケールが残存した状態で伸線した場合を示す模式図である。
【図３】過酸洗によりスマット等が発生した状態を示す模式図である。
【図４】本発明の酸洗方法を示す模式図である。
【図５】酸洗を１回行い、伸線した後の線材の断面を撮影したＳＥＭ写真及びＥＤＸスペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に関して図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
本発明において軸受用鋼線材の製造方法の全体工程には制限はなく、図１に示したような一般的な製造工程における酸洗処理において、下記条件にて１回目の酸洗後に洗浄し、自然酸化皮膜が形成された段階で、下記条件にて２回目の酸洗を行う。その際、１回目の酸洗と２回目の酸洗との間隔（１回目酸洗後の保持時間）は、自然酸化皮膜が形成されていれば制限はない。
・酸溶液の塩酸濃度：１０〜１５質量％
・温度：室温〜４０℃
・時間：３〜１０分
・酸溶液の鉄分濃度：８０〜１００ｇ／Ｌ
【００１２】
尚、酸洗の進行とともに酸溶液の鉄分濃度が上昇するが、上記の鉄分濃度の範囲となるように酸溶液を管理する。例えば、鉄分濃度が１００ｇ／Ｌを超えた時点で、酸溶液の半分を更新する。
【００１３】
図４に示すように、１回目の酸洗によりスケールが除去されるが、スケールが残存したとしても、自然酸化皮膜により素地が保護された状態で２回目の酸洗を行うことにより、残存スケールを除去するとともに、過酸洗によりスマットや孔食の発生を抑えることができる。尚、１回目の酸洗でスケールを完全に除去できた場合でも、自然酸化皮膜が形成されるため、過酸洗になることはない。
【００１４】
尚、自然酸化皮膜が形成されると洗浄後の鋼線材の表面が変色するため、自然酸化皮膜の形成を目視で判断することができる。
【００１５】
その後は、定法に従い、伸線処理、ＥＣＴ検査を行い、梱包して製品となるが、酸洗処理以外にも下記のようにすることにより、更に表面品質を高めることもできる。
【００１６】
（１）コイル線材は、その構造から搬送時のコイル同士の接触による接触キズや取り扱い傷が高頻度で発生する。そのため、取り扱い管理の改善として、コイル結束圧力を低減して結束時の取り扱いキズを防止することができる。
（２）コイル線材を全面カバーするフルドレス梱包を実施することにより、搬送時の取り扱いキズを少なくことができる。
（３）残存スケールに対しては、伸線時の加工度を向上させ、金型との接触圧を上げることによってもスケール除去率を上げることができる。
（４）酸洗後の洗浄シャワー圧力を向上させることにより、残存スケールの除去率を向上させることができる。
（５）自然発生した錆に対しては、防錆処理時間時間を延長し、工程内での滞留時間を短縮することにより抑制することができる。
（６）ペンキや異物噛み込みなどに対しては、潤滑及び酸洗処理槽の管理を改善し、有機溶剤による洗浄を追加することにより線材表面への異物付着を減少させることができる。
【実施例】
【００１７】
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００１８】
鋼材としてＳＵＪ２を用い、図１に示す工程に従い、酸洗処理を比較例では１回、実施例では２回行って軸受用鋼線材を作製した。尚、実施例において、１回目の酸洗と２回目の酸洗との間隔（１回目酸洗後の保持時間）を、３〜４８時間の範囲で変更した。また、酸洗条件は、酸溶液として１５％塩酸水溶液を用い、液温４０℃にて１０分間洗浄した。評価は、伸線直後に同じライン上で行われるＥＣＴを用いて欠陥数を計数した。
【００１９】
表１に、ロット数毎の欠陥数を示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１に示すように、酸洗を２回行うことにより、単位質量当たりの欠陥検出回数を従来の１回洗浄に比べて半分以下にまで低減することができる。また、２回酸洗する際の１回目酸洗後の保持時間に影響されないことも確認された。
【００２２】
また、図５に、酸洗を１回行い、伸線した後の線材の断面を撮影したＳＥＭ写真を示す。尚、撮影のために線材の周囲を樹脂にしたため、写真上部の黒い部分は樹脂である。図示されるように、残存スケールが深さ５０μｍ程度噛み込んでいるのがわかる。また、同図に併記するＥＤＸスペクトルから、潤滑皮膜の成分であるリン酸亜鉛の成分が検出されていることから、残存スケールは潤滑皮膜処理以前に線材表面に巻き込まれたことがわかる。そして、この残存スケールは、その後の伸線時に線材表面に噛み込まれ、ＥＣＴにより欠陥が検出される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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