JP2001316722A - 熱処理方法 - Google Patents
熱処理方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鋼材部品の焼入処理において焼入歪を低
減しかつ良好な焼入硬さを与えることのできる熱処理方
法を提供すること。 【解決手段】 焼入処理における油冷段階において、処
理材を１００℃における動粘度が６〜５０ｍｍ2 ／秒で
ある焼入油に投入する際の焼入油面圧を１０〜３００Ｔ
ｏｒｒに減圧し、その後該処理材の表面が沸騰段階にあ
る状態で不活性ガスあるいは空気を導入して焼入油面圧
を３００Ｔｏｒｒを超える値とする熱処理方法。
減しかつ良好な焼入硬さを与えることのできる熱処理方
法を提供すること。 【解決手段】 焼入処理における油冷段階において、処
理材を１００℃における動粘度が６〜５０ｍｍ2 ／秒で
ある焼入油に投入する際の焼入油面圧を１０〜３００Ｔ
ｏｒｒに減圧し、その後該処理材の表面が沸騰段階にあ
る状態で不活性ガスあるいは空気を導入して焼入油面圧
を３００Ｔｏｒｒを超える値とする熱処理方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、浸炭鋼、軸受鋼、
強靱鋼、工具鋼などの鋼材部品を焼入処理するための熱
処理方法に関し、詳しくは、上記鋼材部品の焼入処理の
油冷段階においてその圧力を調整し、処理材に応じた最
適な冷却状態を得ることにより、該鋼材部品の焼入歪を
低減しかつ十分な焼入硬さを与えることのできる熱処理
方法に関するものである。
強靱鋼、工具鋼などの鋼材部品を焼入処理するための熱
処理方法に関し、詳しくは、上記鋼材部品の焼入処理の
油冷段階においてその圧力を調整し、処理材に応じた最
適な冷却状態を得ることにより、該鋼材部品の焼入歪を
低減しかつ十分な焼入硬さを与えることのできる熱処理
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車用歯車やベアリングレースなどの
熱処理鋼材部品は、通常その焼入工程において熱応力や
変態応力に起因する焼入歪が発生する。その結果、例え
ば歯車においてはその歪による精度の不良により騒音が
発生し、また、ベアリングレースでは、後工程での研削
に時間を要し製造コストの上昇につながるなどの問題が
生じていた。特に、近年、歯車においては軽量化ニーズ
に応えるため薄肉化が進められており、焼入歪の低減が
大きな問題となっていた。このような焼入歪を改善する
方法としては、従来、例えば、（１）冷却剤にソルトを
使用する、（２）焼入油を２００℃前後の高温油として
使用する、（３）焼入油面圧を減圧にする、（４）攪拌
を制御する、などの方法が採られていた。しかしなが
ら、上記（１）の方法では、コストアップに繋がる点及
び廃液処理に課題があり、また焼入歪低減効果も十分で
なかった。また、（２）〜（４）の方法では、いずれも
やはり焼入歪低減効果が十分でなく、また歪低減がある
程度達成された場合でも一方で部品強度が低下するなど
の問題が生じていた。一般に、焼入処理においては、鋼
材部品の形状によって最適な冷却特性（冷却状態）が異
なることは良く知られている。従来、焼入油の冷却特性
を変化させる方法として、例えば、油温を変える方法、
攪拌速度を変える方法、焼入前の焼入油面圧を変える方
法が知られており、これらの方法により焼入油の蒸気泡
の発生状況を変化させるなど、順次、蒸気膜段階、沸騰
段階、対流段階の３つの段階に分けられる冷却過程を変
化させることができる。すなわち、冷却過程は、通常、
高温の処理材の表面が蒸気膜で包まれて冷却速度が遅く
なる蒸気膜段階、高温の処理材の表面で焼入油が沸騰し
て冷却速度が非常に速くなる沸騰段階、更に、その後
の、焼入油の沸点以下に温度が下がった処理材の表面で
焼入油が対流して冷却速度が再び遅くなる対流段階の３
つの段階からなる。しかしながら、上記の方法では、各
段階の温度範囲やその冷却速度を変化させることはでき
るが、その範囲の比率を変化させることはできず、その
結果、焼入歪の低減及び硬さの向上などには十分な効果
を得ることはできなかった。
熱処理鋼材部品は、通常その焼入工程において熱応力や
変態応力に起因する焼入歪が発生する。その結果、例え
ば歯車においてはその歪による精度の不良により騒音が
発生し、また、ベアリングレースでは、後工程での研削
に時間を要し製造コストの上昇につながるなどの問題が
生じていた。特に、近年、歯車においては軽量化ニーズ
に応えるため薄肉化が進められており、焼入歪の低減が
大きな問題となっていた。このような焼入歪を改善する
方法としては、従来、例えば、（１）冷却剤にソルトを
使用する、（２）焼入油を２００℃前後の高温油として
使用する、（３）焼入油面圧を減圧にする、（４）攪拌
を制御する、などの方法が採られていた。しかしなが
ら、上記（１）の方法では、コストアップに繋がる点及
び廃液処理に課題があり、また焼入歪低減効果も十分で
なかった。また、（２）〜（４）の方法では、いずれも
やはり焼入歪低減効果が十分でなく、また歪低減がある
程度達成された場合でも一方で部品強度が低下するなど
の問題が生じていた。一般に、焼入処理においては、鋼
材部品の形状によって最適な冷却特性（冷却状態）が異
なることは良く知られている。従来、焼入油の冷却特性
を変化させる方法として、例えば、油温を変える方法、
攪拌速度を変える方法、焼入前の焼入油面圧を変える方
法が知られており、これらの方法により焼入油の蒸気泡
の発生状況を変化させるなど、順次、蒸気膜段階、沸騰
段階、対流段階の３つの段階に分けられる冷却過程を変
化させることができる。すなわち、冷却過程は、通常、
高温の処理材の表面が蒸気膜で包まれて冷却速度が遅く
なる蒸気膜段階、高温の処理材の表面で焼入油が沸騰し
て冷却速度が非常に速くなる沸騰段階、更に、その後
の、焼入油の沸点以下に温度が下がった処理材の表面で
焼入油が対流して冷却速度が再び遅くなる対流段階の３
つの段階からなる。しかしながら、上記の方法では、各
段階の温度範囲やその冷却速度を変化させることはでき
るが、その範囲の比率を変化させることはできず、その
結果、焼入歪の低減及び硬さの向上などには十分な効果
を得ることはできなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、このよ
うな状況下で焼入歪を低減するために、焼入歪と冷却特
性の関係を研究し、処理材に応じて目標とする冷却特性
を得るために鋭意研究を行った。すなわち、本発明は、
鋼材部品を焼入処理するための熱処理方法において、そ
の焼入処理の油冷段階で焼入油面圧を連続的あるいは段
階的に変化させ処理材に応じた最適な冷却状態を得るこ
とにより、該部品の焼入歪を低減しかつ十分焼入硬さを
与えることのできる熱処理方法を提供することを目的と
するものである。
うな状況下で焼入歪を低減するために、焼入歪と冷却特
性の関係を研究し、処理材に応じて目標とする冷却特性
を得るために鋭意研究を行った。すなわち、本発明は、
鋼材部品を焼入処理するための熱処理方法において、そ
の焼入処理の油冷段階で焼入油面圧を連続的あるいは段
階的に変化させ処理材に応じた最適な冷却状態を得るこ
とにより、該部品の焼入歪を低減しかつ十分焼入硬さを
与えることのできる熱処理方法を提供することを目的と
するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、処理材に応じ
て焼入歪を抑えるための最適な冷却環境を見出した。そ
して、その冷却環境を実現する方法として、焼入処理の
冷却途中において連続的にあるいは段階的に焼入油面圧
を強制的に変化させることにより蒸気膜段階、沸騰段
階、対流段階の各々の範囲を変化させ得ることを見出
し、本発明の上記課題を解決するに至った。
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、処理材に応じ
て焼入歪を抑えるための最適な冷却環境を見出した。そ
して、その冷却環境を実現する方法として、焼入処理の
冷却途中において連続的にあるいは段階的に焼入油面圧
を強制的に変化させることにより蒸気膜段階、沸騰段
階、対流段階の各々の範囲を変化させ得ることを見出
し、本発明の上記課題を解決するに至った。
【０００５】すなわち、本発明は、（１）焼入処理にお
ける油冷段階において、処理材を１００℃における動粘
度が６〜５０ｍｍ2 ／秒である焼入油に投入する際の焼
入油面圧を１〜３００Ｔｏｒｒに減圧し、その後該処理
材の表面が蒸気膜段階または沸騰段階にある状態で不活
性ガスあるいは空気を導入して焼入油面圧を３００Ｔｏ
ｒｒを超える値とする熱処理方法（第１発明）、及び
（２）焼入処理における油冷段階において、処理材を１
００℃における動粘度が６〜５０ｍｍ2 ／秒である焼入
油に投入する際の焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒを超える
値とし、その後該処理材の表面が沸騰段階にある状態
で、場合によってはその後の対流段階にある状態におい
ても、真空ポンプを用いて焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒ
以下とする熱処理方法（第２発明）、を提供するもので
ある。
ける油冷段階において、処理材を１００℃における動粘
度が６〜５０ｍｍ2 ／秒である焼入油に投入する際の焼
入油面圧を１〜３００Ｔｏｒｒに減圧し、その後該処理
材の表面が蒸気膜段階または沸騰段階にある状態で不活
性ガスあるいは空気を導入して焼入油面圧を３００Ｔｏ
ｒｒを超える値とする熱処理方法（第１発明）、及び
（２）焼入処理における油冷段階において、処理材を１
００℃における動粘度が６〜５０ｍｍ2 ／秒である焼入
油に投入する際の焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒを超える
値とし、その後該処理材の表面が沸騰段階にある状態
で、場合によってはその後の対流段階にある状態におい
ても、真空ポンプを用いて焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒ
以下とする熱処理方法（第２発明）、を提供するもので
ある。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に本発明を更に詳細に説明す
る。本発明の熱処理方法は、鋼材部品の焼入処理の冷却
過程において、連続的にあるいは段階的に焼入油面圧を
強制的に変化させ、調整することにより蒸気膜段階、沸
騰段階、対流段階の各々の範囲を任意に変化させ、これ
により処理材に応じた最適な冷却状態を得るものであ
る。従って、本発明は、処理材である鋼材部品の種類、
形状などにより、上記第１発明及び第２発明の方法を適
宜適用することができる。
る。本発明の熱処理方法は、鋼材部品の焼入処理の冷却
過程において、連続的にあるいは段階的に焼入油面圧を
強制的に変化させ、調整することにより蒸気膜段階、沸
騰段階、対流段階の各々の範囲を任意に変化させ、これ
により処理材に応じた最適な冷却状態を得るものであ
る。従って、本発明は、処理材である鋼材部品の種類、
形状などにより、上記第１発明及び第２発明の方法を適
宜適用することができる。
【０００７】以下に、本発明を具体例を挙げて説明す
る。まず、第１の例として、浸炭処理した歯車部品のよ
うな場合、焼入歪を少なく抑えるためには、冷却特性と
しては蒸気膜段階を長くし、かつ対流段階開始温度を高
くする必要がある。そのためには、高粘度焼入油を使用
し、焼入油面圧を低くした状態で焼入れし、その後処理
材が沸騰段階に達し、その段階にある状態で焼入油面圧
を常圧を含む高い圧力に戻すことにより冷却を行うこと
が好ましい。また、自動車のデファレンシャルのハイポ
イドギアのように、片方の面に歯が切ってある部品で
は、歯面が先に蒸気膜が切れ、遅れて反対側の取付け面
の蒸気膜が切れる。その結果、歯面と取付け面では大き
な温度差が出来、歯がだれるという問題がある。また、
プレート部品でもプレートの端部と中央部では蒸気膜の
破断に大きな時間のずれが生じ、プレートがうねるとい
う問題がある。このような場合、焼入歪を抑えるために
は、歯の両面が、またプレートの端部と中央部が同時に
蒸気膜が切れて、沸騰段階に入れば良いことになる。そ
のためには、焼入れ時には減圧にして蒸気膜段階が長く
続くようにしておき、その後（常圧だと最早沸騰段階又
は対流段階になっている温度で）急激に復圧すれば、全
体が同時に蒸気膜段階から沸騰段階又は対流段階に移
り、歪を小さく抑えることが出来る。本発明において
は、上記高粘度焼入れ油とは、対流段階開始温度の高い
焼入油であり、このようなものとして１００℃の動粘度
が６〜５０ｍｍ2 ／秒、好ましくは９〜４０ｍｍ2 ／秒
である焼入油を用いる。この動粘度が６ｍｍ2 ／秒より
小さい場合は焼入油面圧を常圧に戻しても対流段階開始
温度が十分に高くならず焼入歪低減効果が十分でない。
また、動粘度が５０ｍｍ2 ／秒を超える場合は焼入油面
圧を減圧にしても蒸気膜段階が十分に長くならず、一方
で、処理材に付着した焼入油の除去が困難という問題も
あり好ましくない。本発明においては、このような焼入
油として、具体的には、上記動粘度を有する鉱油、油
脂、これらの混合物等が挙げられる。
る。まず、第１の例として、浸炭処理した歯車部品のよ
うな場合、焼入歪を少なく抑えるためには、冷却特性と
しては蒸気膜段階を長くし、かつ対流段階開始温度を高
くする必要がある。そのためには、高粘度焼入油を使用
し、焼入油面圧を低くした状態で焼入れし、その後処理
材が沸騰段階に達し、その段階にある状態で焼入油面圧
を常圧を含む高い圧力に戻すことにより冷却を行うこと
が好ましい。また、自動車のデファレンシャルのハイポ
イドギアのように、片方の面に歯が切ってある部品で
は、歯面が先に蒸気膜が切れ、遅れて反対側の取付け面
の蒸気膜が切れる。その結果、歯面と取付け面では大き
な温度差が出来、歯がだれるという問題がある。また、
プレート部品でもプレートの端部と中央部では蒸気膜の
破断に大きな時間のずれが生じ、プレートがうねるとい
う問題がある。このような場合、焼入歪を抑えるために
は、歯の両面が、またプレートの端部と中央部が同時に
蒸気膜が切れて、沸騰段階に入れば良いことになる。そ
のためには、焼入れ時には減圧にして蒸気膜段階が長く
続くようにしておき、その後（常圧だと最早沸騰段階又
は対流段階になっている温度で）急激に復圧すれば、全
体が同時に蒸気膜段階から沸騰段階又は対流段階に移
り、歪を小さく抑えることが出来る。本発明において
は、上記高粘度焼入れ油とは、対流段階開始温度の高い
焼入油であり、このようなものとして１００℃の動粘度
が６〜５０ｍｍ2 ／秒、好ましくは９〜４０ｍｍ2 ／秒
である焼入油を用いる。この動粘度が６ｍｍ2 ／秒より
小さい場合は焼入油面圧を常圧に戻しても対流段階開始
温度が十分に高くならず焼入歪低減効果が十分でない。
また、動粘度が５０ｍｍ2 ／秒を超える場合は焼入油面
圧を減圧にしても蒸気膜段階が十分に長くならず、一方
で、処理材に付着した焼入油の除去が困難という問題も
あり好ましくない。本発明においては、このような焼入
油として、具体的には、上記動粘度を有する鉱油、油
脂、これらの混合物等が挙げられる。
【０００８】また、上述のように、焼入油面圧を低くし
た状態で焼入れし、その後処理材が蒸気膜段階または沸
騰段階に達し、その段階にある状態で焼入油面圧を常圧
を含む高い圧力に戻すべく具体的方法として、本発明に
おいては、「焼入油に処理材を投入する際の焼入油面圧
を１〜３００Ｔｏｒｒ（0.１３３〜４０ｋＰａ）に減圧
し、その後該処理材の表面が沸騰段階にある状態で不活
性ガスあるいは空気を導入して焼入油面圧を３００Ｔｏ
ｒｒ（４０ｋＰａ）を超える値とする」方法、すなわち
本発明の第１発明が採られる。投入時の焼入油面圧が３
００Ｔｏｒｒを超える場合は、蒸気膜段階を十分に長く
することができず、また１Ｔｏｒｒ未満の場合は油温を
１５０℃以上に上げた場合に焼入油の蒸気圧が高過ぎて
一定圧に保持することが困難となる。この点から、投入
時の焼入油面圧は１０〜２５０Ｔｏｒｒ（1.３３〜３３
ｋＰａ）であることが好ましい。
た状態で焼入れし、その後処理材が蒸気膜段階または沸
騰段階に達し、その段階にある状態で焼入油面圧を常圧
を含む高い圧力に戻すべく具体的方法として、本発明に
おいては、「焼入油に処理材を投入する際の焼入油面圧
を１〜３００Ｔｏｒｒ（0.１３３〜４０ｋＰａ）に減圧
し、その後該処理材の表面が沸騰段階にある状態で不活
性ガスあるいは空気を導入して焼入油面圧を３００Ｔｏ
ｒｒ（４０ｋＰａ）を超える値とする」方法、すなわち
本発明の第１発明が採られる。投入時の焼入油面圧が３
００Ｔｏｒｒを超える場合は、蒸気膜段階を十分に長く
することができず、また１Ｔｏｒｒ未満の場合は油温を
１５０℃以上に上げた場合に焼入油の蒸気圧が高過ぎて
一定圧に保持することが困難となる。この点から、投入
時の焼入油面圧は１０〜２５０Ｔｏｒｒ（1.３３〜３３
ｋＰａ）であることが好ましい。
【０００９】沸騰段階での不活性ガスあるいは空気の導
入により復圧した焼入油面圧が３００Ｔｏｒｒ以下であ
る場合は、対流段階開始温度を十分に上げることができ
ず好ましくない。この点から、上記焼入油面圧は７６０
Ｔｏｒｒ（１０１ｋＰａ）付近、特に５００〜７６０Ｔ
ｏｒｒ（６７〜１０１ｋＰａ）であることが好ましい。
上記沸騰段階で復圧のため導入される不活性ガスとして
は、好ましくは窒素、ＲＸガス等が用いられる。本発明
においては、沸騰段階に達した時点あるいは沸騰段階の
任意の時点において、上記不活性ガスあるいは空気を導
入して復圧または加圧することにより対流段階開始温度
を高くすることができる。
入により復圧した焼入油面圧が３００Ｔｏｒｒ以下であ
る場合は、対流段階開始温度を十分に上げることができ
ず好ましくない。この点から、上記焼入油面圧は７６０
Ｔｏｒｒ（１０１ｋＰａ）付近、特に５００〜７６０Ｔ
ｏｒｒ（６７〜１０１ｋＰａ）であることが好ましい。
上記沸騰段階で復圧のため導入される不活性ガスとして
は、好ましくは窒素、ＲＸガス等が用いられる。本発明
においては、沸騰段階に達した時点あるいは沸騰段階の
任意の時点において、上記不活性ガスあるいは空気を導
入して復圧または加圧することにより対流段階開始温度
を高くすることができる。
【００１０】なお、大型の歯車などの場合、焼入歪低減
のために上記高粘度焼入油を使用すると十分な歯元硬さ
が得られないなどの問題が発生する。このような場合、
上記のように一旦復圧した後、処理材の表面は対流段階
の温度に達しているが歯車は未だオーステナイトの状態
で再度減圧することにより、対流段階開始温度を下げて
やれば再び沸騰が起こり、これにより歯元硬さを改良す
ることができ、焼入歪低減と内部の硬さ向上の両立を図
ることができる。本発明においては、上記対流開始温度
を下げるために減圧する際の焼入油面圧は３００Ｔｏｒ
ｒ（４０ｋＰａ）以下、好ましくは、２００Ｔｏｒｒ
（２７ｋＰａ）以下である。
のために上記高粘度焼入油を使用すると十分な歯元硬さ
が得られないなどの問題が発生する。このような場合、
上記のように一旦復圧した後、処理材の表面は対流段階
の温度に達しているが歯車は未だオーステナイトの状態
で再度減圧することにより、対流段階開始温度を下げて
やれば再び沸騰が起こり、これにより歯元硬さを改良す
ることができ、焼入歪低減と内部の硬さ向上の両立を図
ることができる。本発明においては、上記対流開始温度
を下げるために減圧する際の焼入油面圧は３００Ｔｏｒ
ｒ（４０ｋＰａ）以下、好ましくは、２００Ｔｏｒｒ
（２７ｋＰａ）以下である。
【００１１】第２の例として、エンジンのメインシャフ
ト、クラッチプレートなど表面に凹凸が少なく、表面積
が広いプレート部品の場合は、一般に蒸気膜段階が長時
間安定に存在する。その結果、処理材の端面と中央部で
蒸気膜段階が終了する時間に大きな差が生じ、これはそ
の後の沸騰段階において大きな温度差となり焼入歪の原
因となる。また油槽の油の流速むらが大きい場合も処理
材の位置により大きな温度差となり同様の結果となる。
また油槽のこのような状態においては、各部の冷却を均
一化するためには蒸気膜段階はできるだけ短いほうが好
ましい。従って、このような場合はできるだけ蒸気膜段
階の短い焼入油を使用し、焼入油面圧を高くした状態で
焼入れすればよい。しかしながら、一方でこのような場
合、冷却性が不足して十分な内部硬さが得られないとい
う問題が生じ、この問題を解決するためには処理材が沸
騰段階に入った状態で焼入油面圧を減圧にすることによ
り対流段階開始温度を下げればよい。
ト、クラッチプレートなど表面に凹凸が少なく、表面積
が広いプレート部品の場合は、一般に蒸気膜段階が長時
間安定に存在する。その結果、処理材の端面と中央部で
蒸気膜段階が終了する時間に大きな差が生じ、これはそ
の後の沸騰段階において大きな温度差となり焼入歪の原
因となる。また油槽の油の流速むらが大きい場合も処理
材の位置により大きな温度差となり同様の結果となる。
また油槽のこのような状態においては、各部の冷却を均
一化するためには蒸気膜段階はできるだけ短いほうが好
ましい。従って、このような場合はできるだけ蒸気膜段
階の短い焼入油を使用し、焼入油面圧を高くした状態で
焼入れすればよい。しかしながら、一方でこのような場
合、冷却性が不足して十分な内部硬さが得られないとい
う問題が生じ、この問題を解決するためには処理材が沸
騰段階に入った状態で焼入油面圧を減圧にすることによ
り対流段階開始温度を下げればよい。
【００１２】本発明においては、上記蒸気膜段階の短い
焼入油として、上述の１００℃の動粘度が６〜５０ｍｍ
2 ／ｓ、好ましくは８〜４０ｍｍ2 ／ｓである焼入油を
用いる。また、焼入油面圧を高くした状態で焼入れし、
その後処理材が沸騰段階に入った状態で焼入油面圧を減
圧にするべく具体的方法として、本発明においては、
「焼入油に処理材を投入する際の焼入油面圧を３００Ｔ
ｏｒｒ（４０ｋＰａ）を超える値とし、その後該処理材
の表面が沸騰段階にある状態で真空ポンプを用いて焼入
油面圧を３００Ｔｏｒｒ（４０ｋＰａ）以下とする」方
法、すなわち本発明の第２発明が採られる。
焼入油として、上述の１００℃の動粘度が６〜５０ｍｍ
2 ／ｓ、好ましくは８〜４０ｍｍ2 ／ｓである焼入油を
用いる。また、焼入油面圧を高くした状態で焼入れし、
その後処理材が沸騰段階に入った状態で焼入油面圧を減
圧にするべく具体的方法として、本発明においては、
「焼入油に処理材を投入する際の焼入油面圧を３００Ｔ
ｏｒｒ（４０ｋＰａ）を超える値とし、その後該処理材
の表面が沸騰段階にある状態で真空ポンプを用いて焼入
油面圧を３００Ｔｏｒｒ（４０ｋＰａ）以下とする」方
法、すなわち本発明の第２発明が採られる。
【００１３】投入時の焼入油面圧が３００Ｔｏｒｒ以下
の場合は、蒸気膜段階を十分に短くすることができな
い。この点から、投入時の焼入油面圧は７６０Ｔｏｒｒ
（１０１ｋＰａ）付近、特に４００〜７６０Ｔｏｒｒ
（５３〜１０１ｋＰａ）であることが好ましい。また、
沸騰段階で真空ポンプを用いて減圧した焼入油面圧が３
００Ｔｏｒｒを超える場合は、対流段階開始温度を十分
に下げることができず好ましくない。この点から、該焼
入油面圧は２５０Ｔｏｒｒ（３３ｋＰａ）以下であるこ
とが好ましい。本発明においては、沸騰段階に達した時
点あるいは沸騰段階の任意の時点において、上記真空ポ
ンプを用いて減圧することにより対流段階開始温度を低
くすることができる。
の場合は、蒸気膜段階を十分に短くすることができな
い。この点から、投入時の焼入油面圧は７６０Ｔｏｒｒ
（１０１ｋＰａ）付近、特に４００〜７６０Ｔｏｒｒ
（５３〜１０１ｋＰａ）であることが好ましい。また、
沸騰段階で真空ポンプを用いて減圧した焼入油面圧が３
００Ｔｏｒｒを超える場合は、対流段階開始温度を十分
に下げることができず好ましくない。この点から、該焼
入油面圧は２５０Ｔｏｒｒ（３３ｋＰａ）以下であるこ
とが好ましい。本発明においては、沸騰段階に達した時
点あるいは沸騰段階の任意の時点において、上記真空ポ
ンプを用いて減圧することにより対流段階開始温度を低
くすることができる。
【００１４】更に、第３の例として、高炭素鋼からなる
ベアリングレース部品などの焼入れの場合、通常、その
円筒歪を抑制するには蒸気膜段階はできるだけ短く、対
流段階開始温度は高く、そして沸騰段階の温度範囲は広
い方がよい。一方、変形のばらつきを抑制するには蒸気
膜段階を短く、対流段階開始温度を低くする方がよい。
このように要求が相反する場合、焼入歪低減をいずれの
歪をメインにして考えるかによりその対応が異なるが、
一般には高粘度焼入油を使用し、常圧を含む高い圧力で
焼入れし、かつ処理材が沸騰段階にある状態で焼入油面
圧を減圧にして対流段階開始温度を下げることが好まし
い。すなわち、上記第２の例であるプレート部品の場合
と同様の処理を行うことが好ましい。本発明の熱処理方
法においては、処理材である鋼材部品としては、歯車、
クラッチプレートなどの浸炭鋼部品、ベアリングレース
などの軸受鋼部品、ボルトなどの強靱鋼部品、刃物、工
具、治具などの工具用部品等が好適に用いられる。
ベアリングレース部品などの焼入れの場合、通常、その
円筒歪を抑制するには蒸気膜段階はできるだけ短く、対
流段階開始温度は高く、そして沸騰段階の温度範囲は広
い方がよい。一方、変形のばらつきを抑制するには蒸気
膜段階を短く、対流段階開始温度を低くする方がよい。
このように要求が相反する場合、焼入歪低減をいずれの
歪をメインにして考えるかによりその対応が異なるが、
一般には高粘度焼入油を使用し、常圧を含む高い圧力で
焼入れし、かつ処理材が沸騰段階にある状態で焼入油面
圧を減圧にして対流段階開始温度を下げることが好まし
い。すなわち、上記第２の例であるプレート部品の場合
と同様の処理を行うことが好ましい。本発明の熱処理方
法においては、処理材である鋼材部品としては、歯車、
クラッチプレートなどの浸炭鋼部品、ベアリングレース
などの軸受鋼部品、ボルトなどの強靱鋼部品、刃物、工
具、治具などの工具用部品等が好適に用いられる。
【００１５】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定され
るものではない。 実施例１〜３、比較例１〜８（浸炭鋼の焼入れ） 直径８０ｍｍ、幅４４ｍｍのＳＣＲ４２０相当のベアリ
ングレースを、９３０℃で2.５時間浸炭処理した後、９
３０℃で1.０時間拡散処理した。浸炭時の炭素ポテンシ
ャル値は1.１％、拡散時の炭素ポテンシャル値は0.８％
であった。更に、浸炭・拡散処理したベアリングレース
を大気圧下８５０℃で２０分間加熱した後に１００℃の
焼入油に挿入し、ベアリングレースを挿入する位置を流
速２５ｃｍ／秒で攪拌しながら下記第１表に示す条件で
冷却を行った。焼入処理されたベアリングレースの円筒
歪及び中心硬さを下記のようにして測定した。結果を第
１表に示す。なお、焼入油としては以下のものを用い
た。 焼入油Ａ： ホット油（１００℃における動粘度；１１
ｍｍ2 ／秒） 焼入油Ｂ： コールド油（１００℃における動粘度；３
ｍｍ2 ／秒）
説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定され
るものではない。 実施例１〜３、比較例１〜８（浸炭鋼の焼入れ） 直径８０ｍｍ、幅４４ｍｍのＳＣＲ４２０相当のベアリ
ングレースを、９３０℃で2.５時間浸炭処理した後、９
３０℃で1.０時間拡散処理した。浸炭時の炭素ポテンシ
ャル値は1.１％、拡散時の炭素ポテンシャル値は0.８％
であった。更に、浸炭・拡散処理したベアリングレース
を大気圧下８５０℃で２０分間加熱した後に１００℃の
焼入油に挿入し、ベアリングレースを挿入する位置を流
速２５ｃｍ／秒で攪拌しながら下記第１表に示す条件で
冷却を行った。焼入処理されたベアリングレースの円筒
歪及び中心硬さを下記のようにして測定した。結果を第
１表に示す。なお、焼入油としては以下のものを用い
た。 焼入油Ａ： ホット油（１００℃における動粘度；１１
ｍｍ2 ／秒） 焼入油Ｂ： コールド油（１００℃における動粘度；３
ｍｍ2 ／秒）
【００１６】（１）焼入歪の測定 円筒歪：ベアリングレースの上部、下部からそれぞれ３
ｍｍの部分の外径寸法を測り、それぞれの位置の最大値
と最小値との平均値の差（上部の平均値−下部の平均
値）を求めた。 （２）中心硬さの測定 ロックウェル硬さ試験法（ＪＩＳ Ｚ ２２４５）に従
い試験した。
ｍｍの部分の外径寸法を測り、それぞれの位置の最大値
と最小値との平均値の差（上部の平均値−下部の平均
値）を求めた。 （２）中心硬さの測定 ロックウェル硬さ試験法（ＪＩＳ Ｚ ２２４５）に従
い試験した。
【００１７】
【表１】
【００１８】実施例４〜５、比較例９〜１６（軸受鋼の
焼入れ） 直径８０ｍｍ、幅３４ｍｍのＳＵＪ２のベアリングレー
スを、８５０℃で３０分間加熱した後焼入油に挿入し、
実施例１と同様に攪拌しながら下記第２表に示す条件で
冷却を行った後、実施例１と同様にしてその円筒歪を測
定した。結果を第２表に示す。
焼入れ） 直径８０ｍｍ、幅３４ｍｍのＳＵＪ２のベアリングレー
スを、８５０℃で３０分間加熱した後焼入油に挿入し、
実施例１と同様に攪拌しながら下記第２表に示す条件で
冷却を行った後、実施例１と同様にしてその円筒歪を測
定した。結果を第２表に示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】
【発明の効果】本発明の熱処理方法によれば、鋼材部品
の焼入れにおいて、焼入歪を低減しかつ良好な焼入硬さ
を与えることができる。本発明の熱処理方法は、浸炭
鋼、軸受鋼、強靱鋼、工具鋼などの鋼材部品の焼入処理
に好適に用いられる。
の焼入れにおいて、焼入歪を低減しかつ良好な焼入硬さ
を与えることができる。本発明の熱処理方法は、浸炭
鋼、軸受鋼、強靱鋼、工具鋼などの鋼材部品の焼入処理
に好適に用いられる。
Claims (5)
- 【請求項１】 焼入処理における油冷段階において、処
理材を１００℃における動粘度が６〜５０ｍｍ2 ／秒で
ある焼入油に投入する際の焼入油面圧を１〜３００Ｔｏ
ｒｒに減圧し、その後該処理材の表面が蒸気膜段階また
は沸騰段階にある状態で不活性ガスあるいは空気を導入
して焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒを超える値とする熱処
理方法。 - 【請求項２】 焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒを超える値
とした後、更に、上記処理材の表面が対流段階に達した
段階で焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒ以下に減圧する請求
項１記載の熱処理方法。 - 【請求項３】 焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒを超える値
とした後、更に、上記処理材の表面温度が該処理材のマ
ルテンサイト変態温度（Ｍｓ点）以下の温度に達した段
階で焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒ以下に減圧する請求項
１記載の熱処理方法。 - 【請求項４】 焼入処理における油冷段階において、処
理材を１００℃における動粘度が６〜５０ｍｍ2 ／秒で
ある焼入油に投入する際の焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒ
を超える値とし、その後該処理材の表面が沸騰段階にあ
る状態で真空ポンプを用いて焼入油面圧を３００Ｔｏｒ
ｒ以下とする熱処理方法。 - 【請求項５】 処理材の表面が沸騰段階から対流状態に
移行した後に焼入油面圧を３００Ｔｏｒｒ以下とする請
求項１に記載の熱処理方法。
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| JP2000057049 | 2000-03-02 | ||
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| JP2000057049 | 2000-03-02 | ||
| JP2000114948A JP4837160B2 (ja) | 2000-03-02 | 2000-04-17 | 熱処理方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP4837160B2 JP4837160B2 (ja) | 2011-12-14 |
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003213328A (ja) * | 2002-01-22 | 2003-07-30 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 焼入れ方法 |
| WO2005087955A1 (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 減圧焼入れ用焼入油及び焼入れ方法 |
| JP2007100154A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Daido Steel Co Ltd | 鋼材の油焼入方法および装置 |
| JP2008540844A (ja) * | 2005-05-19 | 2008-11-20 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 焼入れ用液体 |
| JP2014111826A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-06-19 | Ipsen Inc | マルチメディア焼入れシステム及び方法 |
| CN105925770A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-07 | 马鞍山金泉工业介质科技有限公司 | 一种能使螺钉淬火后自发黑的淬火油及淬火方法 |
| CN105950845A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-21 | 马鞍山金泉工业介质科技有限公司 | 一种能使大模数齿轮淬火后自发黑的专用淬火油及其制备方法 |
| CN105969957A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-28 | 马鞍山金泉工业介质科技有限公司 | 一种能使紧固件淬火后自发黑的淬火油及其使用方法 |
| CN114959193A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 江苏丰东热技术有限公司 | 低压淬火减小变形的方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428818A (ja) * | 1990-05-25 | 1992-01-31 | Tokyo Netsushori Kogyo Kk | 鋼の焼入方法 |
| JPH0754038A (ja) * | 1993-01-20 | 1995-02-28 | Toyota Motor Corp | 浸炭又は浸炭窒化焼入れ方法 |
-
2000
- 2000-04-17 JP JP2000114948A patent/JP4837160B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428818A (ja) * | 1990-05-25 | 1992-01-31 | Tokyo Netsushori Kogyo Kk | 鋼の焼入方法 |
| JPH0754038A (ja) * | 1993-01-20 | 1995-02-28 | Toyota Motor Corp | 浸炭又は浸炭窒化焼入れ方法 |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003213328A (ja) * | 2002-01-22 | 2003-07-30 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 焼入れ方法 |
| US7503985B2 (en) | 2002-01-22 | 2009-03-17 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Quenching method |
| JP4764336B2 (ja) * | 2004-03-10 | 2011-08-31 | 出光興産株式会社 | 減圧焼入れ用焼入油及び焼入れ方法 |
| WO2005087955A1 (ja) * | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | 減圧焼入れ用焼入油及び焼入れ方法 |
| DE112005000546B4 (de) * | 2004-03-10 | 2015-01-29 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Abschrecköl zum Abschrecken unter vermindertem Druck und Verfahren zum Abschrecken |
| JPWO2005087955A1 (ja) * | 2004-03-10 | 2008-01-31 | 出光興産株式会社 | 減圧焼入れ用焼入油及び焼入れ方法 |
| US7851422B2 (en) | 2004-03-10 | 2010-12-14 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Quenching oil for reduced pressure quenching and method for quenching |
| KR101186698B1 (ko) * | 2004-03-10 | 2012-09-27 | 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 | 감압 켄칭용 켄칭 오일 및 켄칭 방법 |
| JP2008540844A (ja) * | 2005-05-19 | 2008-11-20 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 焼入れ用液体 |
| JP4605781B2 (ja) * | 2005-10-03 | 2011-01-05 | 大同特殊鋼株式会社 | 鋼材の油焼入方法および装置 |
| JP2007100154A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-04-19 | Daido Steel Co Ltd | 鋼材の油焼入方法および装置 |
| JP2014111826A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-06-19 | Ipsen Inc | マルチメディア焼入れシステム及び方法 |
| US9458519B2 (en) | 2012-09-28 | 2016-10-04 | Ipsen, Inc. | Process for cooling a metal workload in a multimedia quench system |
| CN105925770A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-07 | 马鞍山金泉工业介质科技有限公司 | 一种能使螺钉淬火后自发黑的淬火油及淬火方法 |
| CN105950845A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-21 | 马鞍山金泉工业介质科技有限公司 | 一种能使大模数齿轮淬火后自发黑的专用淬火油及其制备方法 |
| CN105969957A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-09-28 | 马鞍山金泉工业介质科技有限公司 | 一种能使紧固件淬火后自发黑的淬火油及其使用方法 |
| CN114959193A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-08-30 | 江苏丰东热技术有限公司 | 低压淬火减小变形的方法 |
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