一种适于机械结构用部件的钢材的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适于机械结构用部件的钢材的制造方法。
【背景技术】
[0002]历来，汽车用驱动轴(drive shaft for automotive)或等速联轴器(constantvelocity joints)等机械结构用部件通常由下述工艺制造。首先，对热乳棒钢(hotrolling bar steels)实施热锻造(hot forging)、或切削(cutting)、冷锻造(coldforging)等而加工成预定的形状。之后，为了确保作为机械结构用部件的重要特性即扭转强度(tors1nal strength),进行高频淬火(induct1n hardening) 一炉加热回火(tempering)。因此,提出了在高频淬火前阶段确保良好的切削加工性(machinability)及冷锻造性，同时在高频淬火一回火后具有较高的扭转强度的各种钢材(例如，日本特开平
9-111401号公报(专利文献I))。
[0003]应予说明，上述用途的机械结构用部件，除了作为静态断裂强度的上述扭转强度之外，扭转疲劳强度(tors1nal fatigue strength)也有时受到要求。扭转疲劳强度，通常也是通过高频淬火一回火处理而确保。
[0004]然而，在驱动轴部件的制造中，有时不进行热处理或锻造加工而是由轧制状(“asrolled”的棒钢材(下面，称作黑皮材(bar steels with mill scale))直接通过外周旋削加工(tuning)而加工成预定的形状。该黑皮材的外周旋削加工，与钢材表面的氧化皮层(黑皮:scale)与钢材相比硬度高，因此外周旋削工具的损耗(tool failure)严重，导致工具寿命的降低。且伴随着工具寿命的降低，工具的更换频率增加而使生产率降低，且工具成本上升也成为问题。
[0005]对于该问题，以往通过使用更高硬度的工具或使用表面被覆硬质皮膜的工具之类、从工具一侧采取措施。然而上述措施，仍然没有解决工具成本上升的问题。
[0006]此外也可以考虑实施下述措施，即在周旋削前通过酸洗(pickling)或喷丸处理(shot blast)等除去氧化皮层，之后实施外周旋削加工。然而，由于不得不增加新的工艺，或必需引入新的设备，因此也还是增加了制造成本。
【发明内容】
[0007]以往，实际情况是没有从作为机械结构用部件的原材料的钢材一侧，积极开展针对上述问题的措施。为此，本发明的目的在于解决钢材中现有技术的上述问题，即提供黑皮外周旋削性(machinability in turning for bar steels with mill scale)优异、且联轴器部件等常常要求的扭转强度也优异的、适于机械结构用部件的钢材。
[0008]另外，本发明的第二方面的目的在于提供用于制造钢材的方法，该钢材是黑皮外周旋削性优异、且联轴器部件等常常要求的扭转强度也优异的、适于机械结构用部件的钢材。
[0009]至今凡乎没有关于提高黑皮外周旋削性的研究，对此，发明人等进行了深入研究。其结果新发现了以下见解，即通过对钢的化学组成下功夫可以得到更优异的黑皮外周旋削性，而完成了本发明。
[0010]另外，发明人等在黑皮外周旋削性优异的钢材中，特别是从提高疲劳强度的观点出发进行了深入研究，结果新发现了以下见解，即通过对适于机械结构用部件的钢材的制造方法下功夫可以同时实现优异的扭转疲劳强度与黑皮外周旋削性。本发明的第二方面是基于以上见解而完成的。
[0011]本发明的要旨如下所述。
[0012](I)黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材的制造方法，其特征在于，对原材料实施热轧时将该原材料加热至1100°C以上、1250°C以下的温度区间，并在1000°c以上的温度区间结束轧制，所述原材料具有以下的成分组成，
含有C:0.35质量％以上、0.46质量％以下，
S1:0.16质量％以上、0.35质量％以下，
Mn:超过1.0质量％且为2.0质量％以下，
P:0.025质量％以下，
S:超过0.015质量％且为0.04质量％以下，
Cu:0.21质量％以上、0.35质量％以下，
Al:超过0.03质量％且为0.1%质量％以下，
Cr:不足0.5质量％，
T1:0.005质量％以上、不足0.04%质量％，
B:0.0003质量％以上、0.0070质量％以下，
N:0.002质量％以上、0.02质量％以下，以及 O:0.0030质量％以下，
且余量部为Fe及不可避免的杂质。
[0013](2)黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材的制造方法，其特征在于，对原材料实施热轧时将该原材料加热至1100°C以上、1250°C以下的温度区间，并在1000°c以上的温度
区间结束轧制，所述原材料具有以下的成分组成，
含有C:0.35质量％以上、0.46质量％以下，
含有C:0.35质量％以上、0.46质量％以下，
S1:0.16质量％以上、0.24质量％以下，
Mn:超过1.0质量％且为1.4质量％以下，
P:0.025质量％以下，
S:超过0.015质量％且为0.04质量％以下，
Cu:0.21质量％以上、0.35质量％以下，
Al:超过0.03质量％且为0.1%质量％以下，
Cr:不足0.5质量％，
T1:0.005质量％以上、不足0.04%质量％，
B:0.0003质量％以上、0.0070质量％以下，
N:0.002质量％以上、0.02质量％以下，以及 O:0.0030质量％以下， 且余量部为Fe及不可避免的杂质。
[0014](3)如前述⑴或⑵所述的黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材的制造方法，其中，前述原材料进一步含有N1:0.05-3.5质量％。
[0015](4)如前述⑴或(3)的任一项所述的黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材的制造方法，中，前述原材料进一步含有选自Nb:0.005质量％以上、0.1质量％以下，以及V:0.01质量％以上、0.5质量％以下的I种或2种。
[0016](5)黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材的制造方法，其特征在于，对原材料实施热轧时将该原材料加热至1100°C以上、1250°C以下的温度区间，并在1000°c以上的温度区间结束第一段的轧制，进一步加热至1050°C以上、1150°C以下的温度区间，并在1000 V以上的温度区间结束第二段的轧制，所述原材料具有以下的成分组成，
含有C:0.35质量％以上、0.46质量％以下，
S1:0.16质量％以上、0.35质量％以下，
Mn:超过1.0质量％且为2.0质量％以下，
P:0.025质量％以下，
S:超过0.015质量％且为0.04质量％以下，
Cu:0.21质量％以上、0.35质量％以下，
Al:超过0.03质量％且为0.1%质量％以下，
Cr:不足0.5质量％，
T1:0.005质量％以上、不足0.04%质量％，
B:0.0003质量％以上、0.0070质量％以下，
N:0.002质量％以上、0.02质量％以下，以及 O:0.0030质量％以下，
且余量部为Fe及不可避免的杂质。
[0017](6)黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材的制造方法，其特征在于，对原材料实施热轧时将该原材料加热至1100°c以上、1250°C以下的温度区间，并在1000°C以上的温度区间结束第一段的轧制，进一步加热至1050°C以上、1150°C以下的温度区间，并在1000°C以上的温度区间结束第二段的轧制，所述原材料具有以下的成分组成，
含有C:0.35质量％以上、0.46质量％以下，
S1:0.16质量％以上、0.24质量％以下，
Mn:超过1.0质量％且为1.4质量％以下，
P:0.025质量％以下，
S:超过0.015质量％且为0.04质量％以下，
Cu:0.21质量％以上、0.35质量％以下，
Al:超过0.03质量％且为0.1%质量％以下，
Cr:不足0.5质量％，
T1:0.005质量％以上、不足0.04%质量％，
B:0.0003质量％以上、0.0070质量％以下，
N:0.002质量％以上、0.02质量％以下，以及 O:0.0030质量％以下， 且余量部为Fe及不可避免的杂质。
[0018](7)如前述(5)或(6)所述的黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材的制造方法，其中，前述原材料进一步含有N1:0.05-3.5质量％。
[0019](8)如前述(5)至(7)的任一项所述的黑皮外周旋削性与扭转强度优异的钢材的制造方法，其中，前述原材料进一步含有选自Nb:0.005质量％以上、0.1质量％以下，以及V:0.01质量％以上、0.5质量％以下的I种或2种。
[0020]S卩，通过对形成以下的成分组成的原材料以上述(I)或(2)所记载的条件实施热轧能够实现本发明的第二方面的目的，所述成分组成满足上述(I)或(2)的从C到O<