[发明专利]高碳冷轧钢板及其制造方法以及高碳钢制机械部件

说明书

提供一种板厚小于1.0mm的高碳冷轧钢板，其在短时间的固溶处理后的骤冷(淬火)处理和低温回火处理(淬火回火处理)后能够具有良好的冲击特性和硬度特性、以及优良的耐磨损性，并且淬火回火处理前的二次加工性的降低少。制成具有以质量％计含有C：0.85～1.10％、Mn：小于0.60％、Si：0.10～0.35％、P：0.030％以下、S：0.030％以下、Cr：小于0.60％、并且Mn+Cr满足小于1.0％、进一步含有Nb：0.005～0.020质量％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的钢板化学组成的高碳冷轧钢板。由此，与以往的钢材相比，淬火回火前的二次加工性的降低少。另外，通过形成碳化物的平均粒径为0.2～0.7(μm)和球化率为90％以上的钢板组织，即使通过3～15分钟这样短时间的淬火回火处理，也能够制成具有冲击值为9J/cm²以上的优良的冲击特性、600～750HV范围的充分的硬度特性以及优良的耐磨损性的机械部件。

技术领域

本发明涉及通过淬火回火处理制造的作为各种机械部件的原材的高碳冷轧钢板及其制造方法，特别是涉及应用于织针等的板厚小于1.0mm的高碳冷轧钢板。

背景技术

通常，JIS中规定的机械结构用碳钢钢材(S××C)、碳工具钢钢材(SK)被用于各种大小的机械部件。在作为锻造材料使用的情况下，经过冲裁加工、各种塑性加工制成部件形状后，进行淬火-回火处理，由此赋予规定的硬度和韧性(冲击特性)。其中，编织针织布料的织针在以高速反复进行往复运动的同时对线进行拖拉从而编织针织布料，因此，对于与旋转驱动部接触的针主体的针脚部要求充分的强度和耐磨损性，此外，对于与线相互摩擦的钩部，除了要求充分的耐磨损性优良以外还要求伴随往复运动的前端部的冲击特性优良。

作为织针用原材使用的高碳冷轧钢板，在板厚为1.0mm以上的情况下适合于横织机用织针，在板厚小于1.0mm的情况下适合于圆织机、竖织机用织针来使用。对于后者的针而言，由于以高速编织细径的线，因此，所使用的原材的板厚大多为0.4～0.7mm。此外，对于原材，除了优良的冷加工性(也称为二次加工性)以外，还要求在二次加工为针状后进行淬火回火时具有充分的硬度以及在针前端部具有充分的韧性。

另外，JIS中规定的机械结构用碳钢钢材(S××C)、碳工具钢钢材(SK)等所谓高碳钢板根据C量将用途细致地分类。对于C量小于0.8质量％的区域、即亚共析组成的钢板而言，铁素体相的百分率高，因此冷加工性优良，但难以得到充分的淬火硬度，不适合于要求钩部的耐磨损性、针主体的耐久性的织针用途等。另一方面，0.8质量％以上的过共析组成中C量大于1.1质量％的高碳钢板具有优良的淬透性，但另一方面，由于大量含有的碳化物(渗碳体)，冷加工性极差，不适合于进行开槽加工等精密且微细的加工的织针用途等，被限于刃具、冷作模具等形状简单且要求高硬度的部件用途。

以往，织针广泛使用C：0.8～1.1质量％的碳工具钢、合金工具钢或者具有以这些钢组成作为基础并添加有第三元素的钢组成的原材。在该织针的制造过程中，其原材被供于冲裁(剪切加工)、切削、拉丝、敛缝、弯曲等多种多样的塑性加工。因此，该织针制造用的原材需要在针制造工序中的原材加工时具有充分的加工性(二次加工性)，并且具备作为针实际使用时所要求的淬火回火处理后的硬度特性、冲击特性(韧性)。

在织针的制造中，为了确保规定的硬度特性，对原材进行淬火回火处理。通常的情况是将该回火处理的温度设定为200～350℃的低温。但是，在重视硬度特性、增加对淬透性有效的Mn或Cr的含量、或者大量含有其他第三元素时，在上述的200～350℃的温度范围内的低温回火处理中，有时马氏体相的回火变得不充分，冲击特性(韧性)的提高不充分、或者韧性值发生波动。

另一方面，以提高织针的冲击特性为目的，减少原材的化学组成中作为杂质元素的P、S，抑制P的晶界偏析、夹杂物(MnS)的生成从而实现这些元素的不良影响的减小也是有效的对策。但是，从炼钢技术上和经济性的观点出发，减少P、S而实现织针的冲击特性的提高存在极限。

另外，作为提高冲击特性的手段，以往已知金属组织的微细化是有效的。