(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱延板に、加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間以下、脱炉点を６３０℃以下とする前焼鈍を実施し、しかる後に冷間圧延することを特徴とする高硬度高炭素薄鋼板の製造方法。
【請求項２】
前焼鈍を水素を主体の雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１に記載の高硬度高炭素薄鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷間圧延前焼鈍を実施する高硬度高炭素薄鋼板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下の説明において、脱炉点とは箱焼鈍のアウターカバーを外す温度を意味する。また高硬度高炭素薄鋼板とは通常ＪＩＳ  Ｇ  ４４０１炭素工具鋼鋼材およびＪＩＳ  Ｇ  ４０５１機械構造用炭素鋼鋼材を対象とする。
【０００３】
高硬度高炭素薄鋼板の製造工程においては、通常６９０℃以上での均熱を行い、脱炉点を６５０℃以上とし、且つ冷却速度を２５℃／時間以下とする冷間圧延前焼鈍を実施している。この前焼鈍を行う理由は、材質変動を低減すること、および冷間圧延時の圧延負荷を軽減するためである。
【０００４】
特開平５−９８３８８号では、バネ性と靭性に優れた高炭素薄鋼板の製造において熱間圧延の後、圧下率１０〜８０％の冷間圧延およびその後の箱焼鈍に先立って、冷延焼鈍後の成形性を確保するために、Ac1−７０℃〜A c1＋５０℃の温度域で４ｈ以上均熱する箱焼鈍を行うことが示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような冷間圧延前焼鈍を行ったとしても、例えばＳ５０Ｃ以上の高硬度高炭素薄鋼板を製造するのに、従来の技術では主に先・後端部でのゲージ変動が大きくなり、極端な場合には先・後端部が圧延時に過張力で破断するという問題が発生する。このため、先・後端部はオフゲージで使えず、カットすることが多く歩留まりの低下を生じている。
【０００６】
したがって本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解決し、先・後端部でのゲージ変動が小さく、板厚精度の高い高硬度高炭素薄鋼板を製造することができる方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、高硬度高炭素薄鋼板を製造するのに、先・後端部でのゲージ変動を抑えて板厚精度をあげることについて検討した結果、先・後端部でのゲージ変動の発生の原因は、焼鈍条件に起因した材質の不均一にあることを見出し、加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間以下、脱炉点を６３０℃以下とすることにより、コイル内外周の材質均一化が図られ、冷間圧延を安定化できることが判った。
【０００８】
本発明の高硬度高炭素薄鋼板の製造方法は、以上のような知見に基づきなされたもので、以下のような特徴を有する。
【０００９】
（１）熱延板に、加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間以下、脱炉点を６３０℃以下とする前焼鈍を実施し、しかる後に冷間圧延することを特徴とする高硬度高炭素薄鋼板の製造方法。
【００１０】
（２）前焼鈍を水素を主体の雰囲気中で行うことを特徴とする上記（１）に記載の高硬度高炭素薄鋼板の製造方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の製造方法では、熱間圧延された鋼板を酸洗後、焼鈍設備において加熱・均熱することにより前焼鈍を行い、しかる後に冷間圧延を実施する。
【００１２】
図１は本発明の高硬度高炭素薄鋼板の製造方法における前焼鈍の熱履歴の一例を示すもので、冷間圧延前の焼鈍の加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間以下、脱炉点を６３０℃以下とするときの温度（℃）―時間（Ｈｒ）の焼鈍条件の実施形態を示している。
【００１３】
従来は、焼鈍の脱炉点を６５０℃以上とし、且つ加熱・均熱後の冷却速度を２５℃／時間以下とした、炉内雰囲気を窒素を主体の雰囲気とする冷間圧延前焼鈍を実施していたが、本発明法では、焼鈍の脱炉点を６３０℃以下で、且つ加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間以下とした、炉内雰囲気を窒素を主体の雰囲気とする冷間圧延前焼鈍を実施している。さらに、焼鈍の脱炉点を６３０℃以下で、且つ加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間以下とした前焼鈍条件の基で、炉内雰囲気を水素を主体の雰囲気とする冷間圧延前焼鈍がより好ましい。
【００１４】
焼鈍の脱炉点を６５０℃以上とし、且つ加熱・均熱後の冷却速度を２５℃／時間以下としていたのを、焼鈍の脱炉点を６３０℃以下とし、且つ加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間以下としたのは、図１に示すように、徐冷を開始してからの時間を従来より長くし、コイル内外周の材質均一化を図って、冷間圧延の安定化を図るためである。
【００１５】
焼鈍の脱炉点を６３０℃以下としたのは、６３０℃まで脱炉点を下げないと材質が完全には均一にならなかったからである。また、加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間以下としたのは、この冷却速度で実験を行って有効な効果が得られたからである。
【００１６】
炉内雰囲気を従来の窒素を主体の雰囲気でなく水素を主体の雰囲気とするのは、鋼板の酸化防止のためだけでなく、雰囲気を水素主体とすることにより熱伝達係数を上げることができるためである。これによって、コイル全体を早く均一に加熱することができ、冷間圧延時の荷重変動を抑えて圧延荷重を低減し、冷間圧延を安定化させることができる。図１において、炉内雰囲気を従来の窒素を主体の雰囲気でなく水素を主体の雰囲気とすると、炉温昇温時の温度上昇率が向上することがわかる。
【００１７】
水素を主体の雰囲気とは体積％で例えば水素が約７５％以上であり、残りは窒素により構成されるのが望ましい。また、窒素を主体の雰囲気とは体積％で例えば窒素が約９０％以上であり、残りは水素により構成されるのが望ましい。
【００１８】
前焼鈍に引き続いて行われる冷間圧延の好ましい条件は以下の通りである。冷間圧延を行う冷間圧延機に特に制限はない。ただし、鋼板が高硬度で薄鋼板に圧延するときの冷間圧延機の好ましい形態としては、以下があげられる。
▲１▼複数圧延スタンドであること。好ましくは４スタンド以上である。
▲２▼少なくとも最終スタンドまたはこれを含む後段側の複数スタンド（２〜３スタンド）のワークロールが、小径ロールで構成される。それ以外のスタンドのワークロールは通常ロールで構成される。
▲３▼小径ロールの好ましい直径は約１５０ｍｍ〜３００ｍｍであり、通常ロールの好ましい直径は約４００ｍｍ〜６００ｍｍである。
【００１９】
図２は本発明の実施に供される冷間圧延機の一例で、本冷間圧延機は４段圧延機（４Ｈｉ）で構成される圧延スタンドを５スタンド有しているが、一般に高硬度高炭素薄鋼板の圧延の時は第４および第５スタンドを６段圧延機（６Ｈｉ）にする。この時は第１〜第３スタンドのワークロール径が５５０φであるのに対し、第４および第５スタンドはワークロールが小径ロールで構成され、小径ワークロール径は２００φである。図２において、１はワークロール、２はバックアップロール、３は中間ロールを示す。
【００２０】
Ｓ６５Ｃ以上の原板厚１．６ｍｍから０．３〜０．５ｍｍまで高圧下率にて冷間圧延する超硬質高炭素薄鋼板を製造するのには、上記の第４および第５スタンドのワークロールに小径ロールが用いられる。
【００２１】
図２の例では、冷間圧延機の第４および第５スタンドを６段圧延機（６Ｈｉ）とする場合を示したが、本発明法の実施に供される冷間圧延機は、これに限らず、Ｓ５０Ｃ以上で前記程は高圧下でない高硬度高炭素薄鋼板の圧延の時は、第４および第５スタンドを通常の４段圧延機（４Ｈｉ）で大径ワークロールで圧延する場合もある。
【００２２】
【実施例】
熱延板（ＳＫ−５材）に対して脱炉点を６３０℃とし、且つ加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間として、炉内雰囲気を窒素を主体または水素を主体の雰囲気とした前焼鈍を施した後、図２に示される冷間圧延機を用いて冷間圧延した。ＳＫ−５材の鋼板原板厚は１．６ｍｍであり、冷間圧延機全５スタンドでの圧延により板厚０．３ｍｍまで圧延した。
【００２３】
図３において、タイプ２は従来法で、熱延板（ＳＫ−５材）に対して脱炉点を６８０℃とし、且つ加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間として、炉内雰囲気を窒素を主体の雰囲気とした前焼鈍を施した後、冷間圧延した時の、冷間圧延機の第１〜第５スタンドでの単位幅当たりの圧延荷重（トン／ｍｍ）を示す。
【００２４】
タイプ１は比較例で、熱延板（ＳＫ−５材）に対して脱炉点を６３０℃とし、且つ加熱・均熱後の冷却速度を２５℃／時間として、炉内雰囲気を窒素を主体の雰囲気とした前焼鈍を施した後、冷間圧延した時の、冷間圧延機の第１〜第５スタンドでの単位幅当たりの圧延荷重（トン／ｍｍ）を示す。
【００２５】
タイプ３は本発明法で、熱延板（ＳＫ−５材）に対して脱炉点を６３０℃とし、且つ加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間として、炉内雰囲気を窒素を主体の雰囲気とした前焼鈍を施した後、冷間圧延した時の、冷間圧延機の第１〜第５スタンドでの単位幅当たりの圧延荷重（トン／ｍｍ）を示す。
【００２６】
更にタイプ４は本発明法で、熱延板（ＳＫ−５材）に対して脱炉点を６３０℃とし、且つ加熱・均熱後の冷却速度を１５℃／時間として、炉内雰囲気をより好ましい水素を主体の雰囲気とした前焼鈍を施した後、冷間圧延した時の、冷間圧延機の第１〜第５スタンドでの単位幅当たりの圧延荷重（トン／ｍｍ）を示す。
【００２７】
なお、図４に上記タイプ１〜４までの単位幅当たりの圧延荷重変動量（トン／ｍｍ）を示す。
【００２８】
図３においては、従来法のタイプ２および比較例のタイプ１および本発明法のタイプ３は、全て窒素を主体の雰囲気とした前焼鈍を施しており、単位幅当たりの圧延荷重については全スタンドにおいて大差がない。第４および第５スタンドはワークロールに小径ロールを用いているために、単位幅当たりの圧延荷重は減少している。また、本発明法のタイプ４は、炉内雰囲気をより好ましい水素を主体の雰囲気とした前焼鈍を施しているため、コイル全体を早く均一に加熱することができ、特に冷間圧延時の前段で単位幅当たりの圧延荷重を低減することができた。
【００２９】
図４においては、従来法のタイプ２および比較例のタイプ１の単位幅当たりの圧延荷重変動量は、全スタンドに亘ってＳＫ−５材の先・後端部でのゲージ変動を起こす限界値を超えているが、本発明法のタイプ３およびタイプ４の単位幅当たりの圧延荷重変動量は、全スタンドに亘ってＳＫ−５材の先・後端部でのゲージ変動を起こす限界値を下回り、その結果板厚精度が向上し、ＳＫ−５材の先・後端部でのゲージ変動が低減して歩留まりが向上している。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、熱延板に対して脱炉点を従来より下げ、徐冷を開始してからの時間を従来より長くすることにより、高硬度高炭素薄鋼板の先・後端部のゲージ変動を抑えて板厚精度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高硬度高炭素薄鋼板の製造方法における前焼鈍の熱履歴の一例を示す説明図
【図２】本発明の実施に供される冷間圧延機の一例を示す説明図
【図３】本発明の高硬度高炭素薄鋼板の製造方法の実施例を示す冷間圧延機の第１〜第５スタンドでの単位幅当たりの圧延荷重
【図４】本発明の高硬度高炭素薄鋼板の製造方法の実施例を示す冷間圧延機の第１〜第５スタンドでの単位幅当たりの圧延荷重変動量
【符号の説明】
１  ワークロール
２  バックアップロール
３  中間ロール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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