[发明专利]冷加工性、切削性和淬透性优良的高碳钢管及其制造方法

说明书

本发明提供兼具优良的冷加工性、切削性和淬透性的高碳电阻焊钢管及其制造方法。具体而言，使具有以质量％计含有C：0.25～0.60％、Si：0.01～2.0％、Mn：0.2～3.0％、Al：0.001～0.1％、P：0.001～0.05％、S：0.02％以下、N：0.0010～0.0100％、B：0.0003～0.0050％、Ca：0.0001～0.0050％、余量由Fe和不可避免的杂质构成的组成的高碳钢管为原材钢管，实施加热至Ac₃相变点以上并进行均热后、使轧制结束温度为900℃～(Ac₁相变点)、在900℃以下的温度范围的累积缩径率为30～70％的缩径轧制。由此，不进行球化退火而能够形成在铁素体相中分散有平均粒径d为0.1μm以上且小于0.5μm、并且邻接的渗碳体粒子的表面‑表面间的平均距离L为0.5～10μm的渗碳体粒子的组织，尤其是切削性显著地得以改善。

技术领域

本发明涉及适合用作组装于汽车的齿轮齿条式转向装置(rack and pinion typesteering device)等中的转向齿条(steering rack bar)、或者转向轴(steering shaft)、驱动轴(drive shaft)等汽车部件(automotive parts)的高碳钢管(high carbon steeltube)及其制造方法，尤其是涉及提高冷加工性(cold workability)、切削性(machinability)和淬透性(hardenability)。

背景技术

近年来，从保护地球环境(conservation of the global environment)这样的观点出发，强烈期望改善汽车的燃耗(automobile mileage)，正不断推进汽车车身(automotive body)的轻量化。出于这样的汽车车身的轻量化要求，对于在将汽车方向盘(steering wheel)的动作传达至车轮的转向装置中所组装的例如转向齿条、转向轴等转向相关部件(associated parts of steering)；或者将发动机(engine)的动力(power)传达至车轮(wheel)的例如驱动轴等驱动轴相关部件(associated parts of drive shaft)而言，越来越采用使用钢管而成的中空型部件(hollow parts)来代替使用棒钢(steel bar)而成的实心型部件(solid-core parts)。

对于用作转向齿条、转向轴或者驱动轴等的原材料的钢管，实施冷拉拔加工(colddrawing working)、冷压(cold press)或者冷锻(cold forging)等冷加工，进而实施切削加工(cutting work)，从而形成最终部件的形状，而且，多数情况下之后实施淬火处理(quenching treatment)用于赋予作为部件的规定强度。

例如，对于中空转向齿条而言，如非专利文献1所记载，以高碳钢管为原材料，通过冷加工在管上表面部加工出平坦部(flat part)，然后通过切削加工在该平坦部形成齿轮的轮齿(gear tooth)而制成最终形状，然后实施高频淬火(high-frequency hardening)，赋予规定的强度而制成产品。如此，对于作为中空转向齿条的原材料的钢管而言，为了实施冷加工、切削加工、淬火处理，要求其为冷加工性、切削性和淬透性优良的钢管。

为了通过淬火处理确保规定的部件强度，需要提高原材钢管的C含量。但是，如果提高C含量则冷加工性降低。因此，以往以来，对于高碳钢实施通过进行球化退火(spheroidizing annealing)来降低强度。但是，球化退火是在约700℃下数小时这样长时间的热处理，存在生产率(productivity)降低、制造成本(production cost)高涨这样的问题。