(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高炭素クロム軸受鋼からなる鋼素材を熱間圧延により冷間引抜用母線に圧延し、この冷間引抜用母線を引抜ダイスに通して冷間引抜きして冷間引抜線材とし、次いでこの冷間引抜線材を焼きなまし、得られた線材を検査して、冷間加工用の線材とするにあたり、前記冷間引抜用母線は、その寸法公差が±０．１５ｍｍ以下、その偏径差が７０％以下であり、前記冷間引抜きは、その引抜減面率が７〜３３％であり、前記引抜ダイスは、そのダイス半角の角度θが５〜３５°であることを特徴とする冷間加工用焼きなまし線材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
機械構造用炭素鋼、機械構造用合金鋼、高炭素クロム軸受鋼等の冷間加工用焼きなまし線材の製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、冷間加工用線材の製造方法としては、（１）鋼素材を熱間圧延により線材に圧延し、得られた線材を焼きなまし、焼きなました線材をさらに冷間引抜きにより伸線し、得られた線材を検査して、冷間加工用の線材とする。あるいは、（２）鋼素材を熱間圧延により線材に圧延し、得られた線材を焼きなまし、焼きなました線材を巻き直し、検査し、冷間加工用とする。なお、上記の方法おいて、それぞれの工程の準備処理工程である酸洗、ショットブラスト、脱脂処理等は省略している。
【０００３】
ところで、冷間加工用線材は寸法精度が要求されるため、これまでは専ら（１）の方法により製造された線材が使用されていたが、最近では圧延材の寸法精度が向上したことにより、（２）の方法により製造した線材の使用が増大してきている。しかし、これらの従来の製造方法にあつては、以下の問題点がある。すなわち、（１）の方法の場合、焼きなまし後の冷間引抜加工により製品の硬さが焼なまし状態よりも増大する。この硬さの増大により、ユーザーサイドで冷間加工する際の金型の寿命の低下をもたらしている。例えば、高炭素クロム軸受鋼の場合、製品硬さは焼なまし硬さ：８７ＨＲＢ程度よりも５〜１０ポイント強高くなる。（２）の方法の場合、焼きなまし時の応力の解放、自重の影響等により線材が変形し、小曲り等が発生している。この小曲りの発生により、ユーザーサイドにて線材を冷間加工機に供給される際、この曲った箇所がガイド等に引っ掛かったり、線材同士がもつれたりするため、線材を冷間加工機に良好に供給することができない場合が多い。そのため、応急的な対策として焼きなまし後に、上記の方法における「巻き直し」と称する矯正を行って曲りを直している場合が多い。しかし、この場合「巻き直し」という冷間塑性加工の影響により製品の硬さが焼きなまし状態よりも、例えば３〜６ポイント高くなり、（１）の方法の場合と同様にユーザーサイドで冷間加工する際の金型寿命の低下をもたらしている。
【０００４】
そこで、冷間加工用の線材として冷間加工用金型の寿命向上と冷間加工機への良好な供給性を兼ね備えた線材、すなわち外観形状に優れ、かつ、加工硬化していない焼きなまし線材の開発が求められている。
【０００５】
現在、冷間加工用の線材についての上記のニーズへのアプローチとして、圧延寸法精度を良くすること等により、焼きなまし後の冷間引抜の省略を図った例が、特開平１１−２７９６９５号公報、特開２０００−２１２６９１号公報に開示され、圧延寸法精度を良くすることにより焼きなまし後の冷間引抜加工率の低減を図った例が特開平０９−７８１２８号公報に開示され、線材外観形状を改良するための線材結束装置の例が特開昭６２−１６７１８２号公報に開示され、圧延線材の外観形状を改善するための巻き取り装置の例が特開昭６３−１５４２１５号公報に開示されている。しかし、焼きなまし状態で良好な外観を有する線材の製造方法の開発について言及したものは見当たらない。さらに熱間圧延後の冷却条件の検討により冷間引抜加工前の焼きなましを省略し、冷間引抜加工性の向上を図った例として特許第２９２６１９５号があるが、これも冷間加工用の線材として冷間加工用金型の寿命向上と冷間加工機への良好な供給性を兼ね備えた線材、すなわち外観形状に優れ、かつ、加工硬化していない焼きなまし線材にかかるものではない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、上記のニーズに応えるものであり、冷間加工用の線材として冷間加工用金型の寿命向上と冷間加工機への良好な供給性を兼ね備えた線材、すなわち外観形状に優れ、かつ、加工硬化していない焼きなまし線材を製造する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項１の発明では、高炭素クロム軸受鋼からなる鋼素材を熱間圧延により冷間引抜用母線に圧延し、この冷間引抜用母線を引抜ダイスに通して冷間引抜きして冷間引抜線材とし、次いでこの冷間引抜線材を焼きなまし、得られた線材を検査して、冷間加工用の線材とするにあたり、前記冷間引抜用母線は、その寸法公差が±０．１５ｍｍ以下、その偏径差が７０％以下であり、前記冷間引抜きは、その引抜減面率が７〜３３％であり、前記引抜ダイスは、そのダイス半角の角度θが５〜３５°であることを特徴とする冷間加工用焼きなまし線材の製造方法。
【０００８】
本発明の手段の作用について説明する。
冷間引抜用母線（圧延材  或いは圧延・酸洗材等）の寸法公差を±０．１５ｍｍ以下、偏径値を７０％以下とする理由は、寸法公差および偏径値が上記よりも大きいと、冷間引抜時均一な塑性加工を施すことができなくなる。
【０００９】
引抜減面率を７〜３３％とする理由は、引抜減面率が７％よりも小さいと、均一な塑性加工を施すことができなくなり、また十分な大きさの均一な歪みを付加することができなくなる。また、引抜減面率が３３％よりも大きいと、冷間引抜時断線、内部欠陥の発生等が生じ易くなるため、上限は３３％とする。ただし、引抜減面率は、［１−（引抜仕上げ寸法＋／母線寸法）2］×１００％であり、母線寸法は、［同一断面における径の（最大値＋最小値）／２］で、定義する。
【００１０】
引抜ダイス形状としてダイス半角θを５〜３５度とする理由は、図１に示すダイス半角θにおいて、ダイス半角θが５度よりも小さいと、所定の減面率を線材に付加する上でダイス長の大きいダイスが必要になる。しかし、設備の制限およびダイスコストの点から下限は５度とする。ダイス半角角度が３５度よりも大きいと、線材外表面にのみ大きな歪みが加わることになるため、均一な歪みを付加することが困難になるので、さらに、引抜加工時に断線、内部欠陥が発生しやすくなるので、上限を３５度とする。
【００１１】
なお、本発明の方法は、線材圧延時の加熱条件、圧延条件及び焼きなまし条件等について規定するものではない。すなわち、これらについては冷間加工用線材の各ユーザーの仕様を満たす従来線材における良好な製品品質を満たすものであれは特別な変更を要することなく、それらの線材圧延時の加熱条件、圧延条件及び焼きなまし条件等を適用できる。
【００１２】
本発明の手段が適用できる鋼種を挙げると、高炭素クロム軸受鋼、例えばＪＩＳ  Ｇ  ４８０５にて規定される高炭素クロム軸受鋼からなる鋼材である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を下記の実施例を通じて説明する。ＪＩＳ  Ｇ  ４８０５のＳＵＪ２鋼である高炭素クロム軸受鋼からなる鋼素材を用いて、熱間圧延により冷間引抜用母線に圧延する。この冷間引抜用母線を引抜ダイスに通して冷間引抜きして冷間引抜線材とする。次いで、この冷間引抜線材を焼きなましして得られた線材は検査工程を経て冷間加工用線材となる。上記工程の冷間引抜きした後に焼きなましする本発明の請求項１の手段を満足する方法を開発方法としてＮｏ．１〜３とし、一方、本発明の請求項１の手段を満足しない方法を比較方法としてＮｏ．４〜７とし、上記の従来の技術において（１）、（２）として示した従来方法を、それぞれ従来法（１）、従来法（２）として、Ｎｏ．８およびＮｏ．９として表１に示し、それぞれの母線寸法、母線偏径差、引抜減面率、ダイス半角、硬さおよび焼きなまし線材の形状を示し、さらに、備考で、線材の必要な注釈を附して、表１に示し、これを次の実施例とする。
【００１４】
【実施例】
【００１５】
表１において、焼きなまし線材の形状※は、図２の（ａ）、（ｂ）を参照して説明すると、（ａ）に示すように焼きなまし線材が角度ηの小曲がり（キンク）を生じ、角度ηが１０度以上であれば×と表示する。また、（ｂ）に示すように焼きなまし線材が自重により変形して、３ｍｍ以上のダレによる落ち込みが生じると×と表示する。
【００１６】
【表１】
0004213370.tif 000002
【００１７】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜３の本発明の開発方法では、焼きなまし線材の形状はすべて○であり、硬さは焼きなまし状態の８６〜８７ＨＲＢであり、冷間加工用線材として極めて適切な線材が得られた。これに対し、Ｎｏ．４〜７の比較方法では、焼きなまし線材の形状はすべて×である。硬さは焼きなまし状態の８６〜８８ＨＲＢであったが、Ｎｏ．４は母線寸法および母線偏径差が本発明を満足せず、Ｎｏ．５は母線偏径差が本発明を満足せず、いずれも焼きなまし線材に小曲がりを生じ、冷間加工用線材として不適切である。さらにＮｏ．６は引抜減面率およびダイス半角が本発明を満足せず、焼きなまし線材にダレ、内部欠陥を生じ、冷間加工用線材として不適切である。Ｎｏ．７は引抜減面率が本発明を満足せず、焼きなまし線材に内部欠陥を生じ、冷間加工用線材として不適切である。Ｎｏ．８の従来法（１）は硬さが９７ＨＲＢと硬く、冷間加工用線材として不適切である。Ｎｏ．９の従来法（２）は焼きなまし線材の形状が××であり、そのままではユーザーでの使用において加工機への供給が良好にできない場合が多いため、応急的な対策として「巻き直し」を施すが、「巻き直し」により硬さが９２ＨＲＢレベルに硬くなり、冷間加工用線材として不適切である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の製造方法で製造した焼きなまし線材は、焼きなまし後の外観形状が良好で、従来方法において必要な「巻き直し」工程を不要とし、「巻き直し」工程が不要なため本来の焼きなまし硬さが引抜線材の状態に確保されている。従って、冷間加工用線材とするとき、優れた冷間加工性が確保される。すなわち、線材圧延後、所定の条件を満たした冷間引抜を実施することにより、線材に均一な方向の塑性加工による歪みを付加することができ、これによりその後の焼きなまし時の均一な応力の解放がなされ、線の曲り、だれの発生、その他自重による部分的な落ち込み等を抑えることができる。その結果、冷間加工用金型の寿命の向上と、冷間加工機への良好な供給性を兼ね備えた曲がりのない線材の製造が可能である。そして従来の線材での焼きなまし時の曲りの原因である線材圧延後の冷却むら、結束等により発生した部分的な応力の影響は、所定の条件を満たした冷間引抜の影響よりも充分小さくなり、無視できるようになる。以上のように、本発明の製造方法は従来にない優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  ダイス半角θを説明する線材とダイスの模式図である。
【図２】  （ａ）で焼きなまし線材の小曲がりηを説明し、（ｂ）で焼きなまし線材のダレを説明する模式図である。
【図１】
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【図２】
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