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公開番号2025152609
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-10
出願番号2024054581
出願日2024-03-28
発明の名称冷間加工用機械構造用鋼線とその製造方法
出願人株式会社神戸製鋼所
代理人個人,個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20251002BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】従来よりも優れた冷間鍛造性と、優れた被削性とを兼備する冷間加工用機械構造用鋼と、その製造方法とを提供する。
【解決手段】所定の化学組成を有し、鋼組織が、フェライト、炭化物および介在物を有し、該介在物の平均長軸径が30μm以下である、冷間加工用機械構造用鋼線。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
化学組成が、
Ｃ：０．０５質量％～０．５０質量％、
Ｓｉ：０．００５質量％～０．５０質量％、
Ｍｎ：０．３０質量％～１．２０質量％、
Ｐ：０質量％超、０．０５０質量％以下、
Ｓ：０．０１０質量％～０．０５０質量％、
Ａｌ：０．００１質量％～０．１０質量％、
Ｃｒ：０質量％超、１．５０質量％以下、
Ｃｕ：０質量％～０．２５質量％、
Ｎｉ：０質量％～０．２５質量％、
Ｍｏ：０質量％～０．５０質量％、
Ｂ：０質量％～０．０１質量％、
Ｔｉ：０質量％～０．２０質量％、
Ｎｂ：０質量％～０．２０質量％、
Ｖ：０質量％～０．５０質量％、
Ｎ：０質量％～０．０１０質量％、
Ｍｇ：０質量％～０．０２０質量％、
Ｃａ：０質量％～０．０５０質量％、
Ｌｉ：０質量％～０．０２０質量％、および
ＲＥＭ：０質量％～０．０５０質量％
を満たし、残部がＦｅおよび不可避不純物からなり、
鋼組織が、フェライト、炭化物および介在物を有し、該介在物の平均長軸径が３０μｍ以下である、冷間加工用機械構造用鋼線。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記炭化物の平均アスペクト比が３．０以下であって、かつ（炭化物の平均円相当直径／介在物の平均円相当直径）で表される比率が０．４６以上である、請求項１に記載の冷間加工用機械構造用鋼線。
【請求項３】
請求項１または２に記載の冷間加工用機械構造用鋼線の製造方法であって、
請求項１に記載の化学組成を満たす鋼材に対し、歪み量２．５以上で且つ９９５℃以上の温度で熱間加工を行うこと、および
前記熱間加工後に、下記（１）～（３）の工程をこの順に含む球状化焼鈍を施すこと
を含む、冷間加工用機械構造用鋼線の製造方法。
（１）（Ａ１＋５℃～Ａ１＋６０℃）の温度Ｔ１に加熱し、該温度Ｔ１で１～６時間保持する。
（２）前記温度Ｔ１から（Ａ１－１０℃～Ａ１－１００℃）の温度Ｔ２まで、２５℃／時間～１００℃／時間の平均冷却速度ＣＲ１で冷却し、次いで、前記温度Ｔ２から前記温度Ｔ１まで再度加熱する、冷却－加熱工程を、１回以上実施する。
（３）前記温度Ｔ１から（Ａ１＋５℃～Ａ１－１０℃）の温度Ｔ３まで、２５℃／時間以上の平均冷却速度ＣＲ２で冷却し、引き続き前記温度Ｔ３から（Ａ１－２０℃～Ａ１－８０℃）の温度Ｔ４まで、１５℃／時間以下の平均冷却速度ＣＲ３で冷却する。
ここで、Ａ１は、下記式（１）で算出される。
Ａ１（℃）＝７２３－１０．７×（％Ｍｎ）－１６．９×（％Ｎｉ）＋２９．１×（％Ｓｉ）＋１６．９×（％Ｃｒ）＋２９０×（％Ａｓ）＋６．３８×（％Ｗ）・・・（１）
ただし、（％元素）は、各元素の含有量（質量％）を表し、含まれない元素の含有量はゼロとする。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、冷間加工用機械構造用鋼線とその製造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車用部品、建設機械用部品等の各種機械構造部品を製造するにあたり、通常、熱間圧延線材を含む条鋼に冷間加工性を付与する目的で球状化焼鈍が施される。そして、球状化焼鈍して得られた鋼線に、冷間鍛造等の冷間加工を施し、その後切削加工などの機械加工を施すことが行われる。よって、前記鋼線には、冷間鍛造性等の冷間加工性と、被削性が高いことが求められる。これまでに冷間鍛造性と被削性を高めた従来技術として、例えば特許文献１には、所定の化学成分を満たし、硫化物に関する式（１）および式（２）を満たし、金属組織中に、円相当径で１．０～１０．０μｍの硫化物を１２００個／ｍｍ
２
以上含み、前記硫化物同士の平均距離が３０．０μｍ未満である冷間鍛造用鋼が示されている。
【０００３】
また特許文献２には、所定の化学成分を満たし、硫化物に関する式（１）および式（２）を満たし、鋼中の硫化物同士の平均距離が３０．０μｍ未満である冷間鍛造用鋼が示されている。特許文献３には、Ｃａ／Ｓの範囲を規定した式（１）を満たす化学組成を有し、圧延方向と平行な断面において、円相当径が２μｍ未満の硫化物の個数密度が３００個／ｍｍ
２
以上である冷間鍛造用鋼が示されている。更に特許文献４には、所定の化学成分を満たすとともに、硫化物系介在物、Ｔｅ、Ｓ、Ｔｉ、Ｎに関する式（１）～式（３）を満たす冷間鍛造用快削鋼が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１８／０６１１９１号
特開２０１８－０３５４１１号公報
特開２０１７－１９３７６７号公報
特開２０１３－０６７８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１等の通り、冷間鍛造性と被削性について従来から検討されているが、近年、優れた被削性とともに、より高い冷間鍛造性を示す冷間加工用機械構造用鋼線が求められている。本開示は、該事情に鑑みてなされたものであって、その目的の一つは、従来よりも優れた冷間鍛造性と、優れた被削性とを兼備する冷間加工用機械構造用鋼線と、その製造方法とを提供することにある。
【０００６】
本明細書において、「線材」「棒鋼」とはそれぞれ、熱間圧延して得られた線状、棒状の鋼材であって、球状化焼鈍などの熱処理と伸線加工のいずれも施されていない鋼材をいう。また「鋼線」とは、線材または棒鋼に、球状化焼鈍などの熱処理と伸線加工との少なくとも一つが施されたものをいう。本明細書では、上記線材、棒鋼および鋼線を総称して「条鋼」という。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様１は、
化学組成が、
Ｃ：０．０５質量％～０．５０質量％、
Ｓｉ：０．００５質量％～０．５０質量％、
Ｍｎ：０．３０質量％～１．２０質量％、
Ｐ：０質量％超、０．０５０質量％以下、
Ｓ：０．０１０質量％～０．０５０質量％、
Ａｌ：０．００１質量％～０．１０質量％、
Ｃｒ：０質量％超、１．５０質量％以下、
Ｃｕ：０質量％～０．２５質量％、
Ｎｉ：０質量％～０．２５質量％、
Ｍｏ：０質量％～０．５０質量％、
Ｂ：０質量％～０．０１質量％、
Ｔｉ：０質量％～０．２０質量％、
Ｎｂ：０質量％～０．２０質量％、
Ｖ：０質量％～０．５０質量％、
Ｎ：０質量％～０．０１０質量％、
Ｍｇ：０質量％～０．０２０質量％、
Ｃａ：０質量％～０．０５０質量％、
Ｌｉ：０質量％～０．０２０質量％、および
ＲＥＭ：０質量％～０．０５０質量％
を満たし、残部がＦｅおよび不可避不純物からなり、
鋼組織が、フェライト、炭化物および介在物を有し、該介在物の平均長軸径が３０μｍ以下である、冷間加工用機械構造用鋼線である。
【０００８】
本発明の態様２は、
前記炭化物の平均アスペクト比が３．０以下であって、かつ（炭化物の平均円相当直径／介在物の平均円相当直径）で表される比率が０．４６以上である、態様１に記載の冷間加工用機械構造用鋼線である。
【０００９】
本発明の態様３は、
態様１または２に記載の冷間加工用機械構造用鋼線の製造方法であって、
態様１に記載の化学組成を満たす鋼材に対し、歪み量２．５以上で且つ９９５℃以上の温度で熱間加工を行うこと、および
前記熱間加工後に、下記（１）～（３）の工程をこの順に含む球状化焼鈍を施すこと
を含む、冷間加工用機械構造用鋼線の製造方法である。
（１）（Ａ１＋５℃～Ａ１＋６０℃）の温度Ｔ１に加熱し、該温度Ｔ１で１～６時間保持する。
（２）前記温度Ｔ１から（Ａ１－１０℃～Ａ１－１００℃）の温度Ｔ２まで、２５℃／時間～１００℃／時間の平均冷却速度ＣＲ１で冷却し、次いで、前記温度Ｔ２から前記温度Ｔ１まで再度加熱する、冷却－加熱工程を、１回以上実施する。
（３）前記温度Ｔ１から（Ａ１＋５℃～Ａ１－１０℃）の温度Ｔ３まで、２５℃／時間以上の平均冷却速度ＣＲ２で冷却し、引き続き前記温度Ｔ３から（Ａ１－２０℃～Ａ１－８０℃）の温度Ｔ４まで、１５℃／時間以下の平均冷却速度ＣＲ３で冷却する。
ここで、Ａ１は、下記式（１）で算出される。
Ａ１（℃）＝７２３－１０．７×（％Ｍｎ）－１６．９×（％Ｎｉ）＋２９．１×（％Ｓｉ）＋１６．９×（％Ｃｒ）＋２９０×（％Ａｓ）＋６．３８×（％Ｗ）・・・（１）
ただし、（％元素）は、各元素の含有量（質量％）を表し、含まれない元素の含有量はゼロとする。
【発明の効果】
【００１０】
本開示によれば、従来よりも優れた冷間鍛造性と、優れた被削性とを兼備する冷間加工用機械構造用鋼線と、その製造方法とを提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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