JPS5846534B2 - 鋼線材の直接通電焼鈍方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼線材の直接通電による焼鈍方法に関するもの
である。

伸線の後冷間鍛造や転造等の二次加工を行なう鋼線材（
以下線材と略称する）は伸線によって加工硬化した材料
の延性の回復や強度の調整のために通常焼鈍処理が行な
われる。

その焼鈍処理は一般にポット炉、ベル型炉と称する加熱
炉によって行なわれるが、これ等の加熱炉による焼鈍処
理は線材数コイルを適当な雰囲気の容器中に入れ、バー
ナー等によって間接的もしくは直接に加熱し、加熱後大
気中で冷却を行なう方法であり、従って次のような問題
点があった。

（１）熱効率が非常に悪く（通常６０％位）、加熱費が
高くつく。

（２）処理時間が長くか＼る（０．１〜０．５ ／１
１．）（３）炉内温度分布の不拘−及び冷却時の冷却の
不均一のため製品の均一性に欠ける。

本発明は上述の欠点を除くものであって、熱効率及び処
理能力の向上を図ると同時に処理後の線材の諸機械的性
質（引張り強さ、絞り及び捻回値冷間加工性等）を満足
すべき所望の設定値内に保持するために、Ｃ量０．５５
％以下を含有する鋼線材を送り出しながら電極ローラに
よって連続的に直接通電し、ジュール熱によって７００
°〜８００℃の温度に加熱した後これを巻取り開始温度
を３５０°Ｃ以上に設定して断熱巻取リスブールに巻取
ったまま、該線材自体の持つ熱で保温徐冷することを特
徴とする線材の直接通電焼鈍方法に関するものである。

以下に本発明を、図示する一実施例に基いて、その内容
を詳細に説明する。

第１図ａは本発明の方法を実検する装置の一例として、
保温巻取りに断熱巻取リスブールを使用した線材の直接
通電焼鈍ラインの概略を示す正面図である。

ペイオフリール１に貯線された被焼鈍線材２はガイドロ
ーラ３を経て矯正ローラ列４によって曲りを矯正され、
送出しローラ入側がイドローラ５を経て、モータ及び変
速機（図示せず）を介して回転する送出しローラ６に巻
取られる。

ペイオフリール１より電極ローラ９を経て断熱巻取りス
プール１５に至る全焼鈍ライン上の１連の線材に過大な
張力が作用することを避けるために上記の送出しローラ
６に対する線材２の巻数は通常２〜３巻に設定される。

送出しローラ６より送出し、ローラ出側ガイドローラ７
を経て送出された線材２は電極ローラ入側ガイドローラ
８により３つの電極ローラ９に送られる。

電極ローラ９では被焼鈍線材２にその接点から直接通電
し、被焼鈍線材２自体の持つ電気抵抗によるジュール熱
によって被焼鈍線材２の温度が最後段の電極ローラ９の
出側で７００℃〜８００℃となるように電流及び電圧が
調整されている。

本実推測の場合電極ローラ９は駆動モータによって駆動
されている。

７０００〜８００℃に加熱された加熱後の被焼鈍線材１
１は空冷されながら電極ローラ出側ガイドローラ１０、
巻取りスプールガイドローラ１２を経て巻取り案内装置
１４の巻取り案内ローラ１３によって、駆動モータ及び
変速機（図示せず）を介して回転する断熱巻取リスブー
ル１５に整列に巻取られる。

第１図すは第１図ａの巻取り案内装置１４及び断熱巻取
りスプール１５部分のＡ矢視平面図であり、巻取りスプ
ールガイドローラ１２を出た加熱後の被焼鈍線材１１は
断熱巻取りスプール１５の回転に応じて軌道１６上を矢
印Ｂの方向に往復運動する巻取り案内装置１４に設けら
れた巻取り案内ローラ１３によって、断熱巻取リスブー
ル１５に整列に巻取られる。

巻取り開始時点での加熱後の被焼鈍線材１１の温度は、
本発明では３５０℃以上であり、巻取り温度が高い程電
極ローラ９から巻取りスプール１５までの空冷区間を短
かくすることが可能であり、ライン全長をコンパクトに
構成することが出来る。

又、巻取り開始時点の温度が高くてよい場合は空冷時間
を短縮し得る意味から、ラインの高速化が可能である。

むろん、電極ローラ９から断熱巻取りスプール１５まで
のライン長さを自由に設定できない場合や、通電加熱機
の電気容量の面から、ラインの高速化に限度があって巻
取り開始温度を所要の温度にとることのできない場合に
は、電極ローラ９から断熱巻取りスプール１５までの間
で適当な方法によって徐冷もしくは強制冷却をほどこす
ことによっても目的を達することができる。

断熱巻取りスプール１５の構造を第１図Ｃに示す。

断熱巻取りスプール１５の被焼鈍線材１１との接触部分
は、該線材１１が急冷されるのを防ぐために断熱材１７
によって隔離されており、更に上記断熱材１７の損耗を
防ぐために断熱材保護材１８によって保護されている。

尚、徐冷の効果を高めるために巻取りスプール１５自体
を断熱材によるカバーで囲むことによって良好な結果が
期待出来る。

所定の量の線材の焼鈍が終了すれば断熱巻取りスプール
１５をラインから取出し、そのま＼線材を２００℃以下
の温度まで徐冷した後、空冷して焼鈍が終了する。

かかる装置を用いて、第１表に記載の鋼線材における通
電焼鈍条件の影響を調査した結果を以下に示す。

第２図および第３図はＡ鋼、Ｄ鋼について本発明の直接
通電加熱方法によって賦与される線材と加熱温度と該線
材の機械的性質との関係を調査した結果を示すグラフで
あり、横軸に加熱温度を、縦軸に機械的性質即ち、引張
り強さ、絞り及び捻回値を夫々示している。

ここで断熱巻取り開始時の温度（以下巻取り温度と称す
）は６２０℃にとった。

この温度から断熱巻取りスプール１５に約５００に９巻
取った後放置徐冷し、線材温度が２００℃以下に降下し
た時点で線材を断熱巻取リスブール１５から外し、空冷
によって常温まで温度を下げた後機械的性質について試
験を行なったものである。

グラフによって明らかなように、加熱温度が７００℃以
上になると引張り強さはＡ鋼、およびＤ鋼でそれぞれ、
５３ ｋｇ／１ａｒｔおよび４２に９／ｙｎ？を附近で
略々一定、絞りは６５％以上、および７０％以上、捻回
値は９０回以上、１００回以上となり、７００℃以下と
比較してこれ等の諸性質が均衡した好条件を保持する。

従って加熱温度の下限を７００℃に設定した。

更に加熱温度の上限を８００℃に設定した理由は、この
８００℃以上の温度では７００°〜８００℃の範囲に比
較して絞り、捻回値が低下し同時に加熱に使用する消費
電力が増加するためである。

第４図および第５図は直接通電加熱後の巻取り温度が機
械的性質に及ぼす影響を、横軸に巻取り温度、縦軸に機
械的性質をとって表わしたグラフである。

試験に供された被焼鈍線材は第２図、第３図の場合と同
様にＡ鋼およびＤ鋼であり、この場合の加熱温度は第２
図、第３図で機械的性質が最良であった７４０℃に設定
したものである。

第４図および第５図のグラフによって明らかなように、
巻取り温度が３５０’Ｃ以上になると機械的性質は高品
質側に安定し、若しくは巻取り温度の上昇と共に若干向
上する。

従って巻取り温度の下限を３５０℃に設定した。

巻取り温度の上限は理論的には加熱温度と考えられる。

次に、Ｃ量を０．５５％以下に限定した理由を述べる。

第６図はＡおよびＤ−Ｈ鋼までの６鋼種について最良と
考えられる通電焼鈍条件（加熱温度７４０℃、巻取温度
６２０℃）で焼鈍した線材の絞りを図示したものである
。

同図中には比較のために同じ線材をポット焼鈍した場合
の結果も合わせて図示した。

本発明法による焼鈍線材の絞りはポット焼鈍材のそれに
かなり近いすぐれた値を示している。

いずれの場合にもＣ量の増加とともに絞りが減少するが
、Ｃ量が０．５５％を越えると本発明法による焼鈍線材
では絞りが急激に低下する。

このことから、本発明法による焼鈍の効果はＣ量０．５
５％以下の鋼で顕著に認められる。

本発明の焼鈍方法の効果を示す例として、本発明による
線材と、従来行なわれているポット炉によって焼鈍した
線材と、試験的に行った比較法による通電による急速加
熱、空冷、水冷処理した線材の捻回値を第２表に、絞り
値を第３表に、限界圧縮率を第４表に、さらに冷間鍛造
後にタッピンねじ（ＪＩＳ Ｂ１１１５第１種、４Ｘ
２５）に転造した場合の、そのねじ成形性を第５表にそ
れぞれ比較して示す。

これらの結果から明らかなように、本発明の直接通電焼
鈍方法は試験的に行った比較法による通電焼鈍法よりは
るかにすぐれており、通常行なわれている従来法による
ポット炉に焼鈍方法に比しても殆んど遜色なく、むしろ
熱処理費、処理能力を含めて比較すると遥かに優れた処
理方法であり、工業的価値は非常に犬である。

第１図においては、線材の巻取りに巻取りスプールを使
用した例を示しているが、ポーリングリール又はレイイ
ングリールを使用しても同等な効果を得ることが出来る
。

なお、第１表は供試材の化学成分と細径を示し、第２表
、第３表、第４表、第５表はそれぞれ焼鈍後の捻回値、
絞り、限界圧縮率およびタッピンねじ転造性について本
発明と従来法および比較法とを比較したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する装置の一例を示す概略
図で、ａはその全体正面図、ｂはａのＡ矢視平面図、Ｃ
は巻取りスプール１５の断面平面図である。 第２図第３図は本発明における加熱温度が線材の機械的
性質に及ぼす影響を示すグラフ、第４図第５図は巻取り
温度が線材の機械的性質に及ぼす影響を示すグラフであ
る。 第６図は本発明および従来法（ポット焼鈍法）における
鋼線材のＣ量と焼鈍後の絞りの関係を示すグラフである
。 以下図面の簡単な説明、１・・・・・・ペイオフリール
、２・・・・・・被焼鈍線材、３・・・・・・ガイドロ
ーラ、４・・・・・・矯正ローラ列、５・・・・・・送
出しローラ入側ガイドローラ、６・・・・・・送出しロ
ーラ、７・・・・・・送出しローラ出側がイドローラ、
８・・・・・・電極ローラ入側ガイドローラ、９・・・
・・・電極ローラ、１０・・・・・・電極ローラ出側が
イドローラ、１１・・・・・・加熱後の被焼鈍線材、１
２・・・・・・巻取りスプールガイドローラ、１３・・
・・・・巻取り案内ローラ、１４・・・・・・巻取り案
内装置、１５・・・・・・断熱巻取リスブール、１６・
・・・・・巻取り案内装置軌道、１７・・・・・・断熱
材、１８・・・・・・断熱材保護材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ Ｃ量０．５５％以下を含有する鋼線材を送り出しな
   がら電極ローラによる直接通電によって７００〜８００
   ℃の温度に連続的に加熱した後これを３５０℃以上の温
   度で断熱巻取リスブールに巻取ったまま、該線材の自己
   保有熱にて保温徐冷することを特徴とする鋼線材の直接
   通電焼鈍方法。