JP2003313625A - 高周波焼入用軸受鋼およびその製造方法 - Google Patents
高周波焼入用軸受鋼およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 所望の形状からなる高周波焼入用軸受鋼をよ
り効率的に製造することができる、被削性に優れた高周
波焼入用軸受鋼およびその製造方法。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍ
ｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を含有
し、好ましくはＳｉ：０．３５％以下、Ｐ：０．０３％
以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｃ
ｒ：０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５〜０．０
４０％から選択される１種又は２種以上をさらに含有す
る高周波焼入用軸受鋼が、ラメラーパーライトおよび球
状セメンタイトからなる混合組織を有することを特徴と
する。製造方法は該軸受鋼を７２５〜７６０℃まで加熱
し、５０℃以下／ｈｒの冷却速度で５００〜６５０℃ま
で冷却し、その後放冷し冷間加工し、更に７５０〜８０
０℃まで加熱し、１０〜１００℃／ｈｒの冷却速度で５
００〜６５０℃まで冷却し、放冷することによる。
り効率的に製造することができる、被削性に優れた高周
波焼入用軸受鋼およびその製造方法。 【解決手段】 質量％で、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍ
ｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を含有
し、好ましくはＳｉ：０．３５％以下、Ｐ：０．０３％
以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｃ
ｒ：０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５〜０．０
４０％から選択される１種又は２種以上をさらに含有す
る高周波焼入用軸受鋼が、ラメラーパーライトおよび球
状セメンタイトからなる混合組織を有することを特徴と
する。製造方法は該軸受鋼を７２５〜７６０℃まで加熱
し、５０℃以下／ｈｒの冷却速度で５００〜６５０℃ま
で冷却し、その後放冷し冷間加工し、更に７５０〜８０
０℃まで加熱し、１０〜１００℃／ｈｒの冷却速度で５
００〜６５０℃まで冷却し、放冷することによる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被削性に優れた高
周波焼入用軸受鋼およびその製造方法に関し、更に詳し
くは、冷間加工を施しその後に切削加工や矯正を施すこ
とにより、所望形状の製品をより効率的に製造すること
ができる高周波焼入用軸受鋼およびその製造方法に関す
るものである。
周波焼入用軸受鋼およびその製造方法に関し、更に詳し
くは、冷間加工を施しその後に切削加工や矯正を施すこ
とにより、所望形状の製品をより効率的に製造すること
ができる高周波焼入用軸受鋼およびその製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｓ５５Ｃ鋼等の高周波焼入用軸受鋼は、
車軸、クランク軸、ピストン棒、連接棒、歯車、レー
ル、その他の機械部品用の鋼材として広く使用されてい
る。そうした高周波焼入用軸受鋼は、冷間加工性を向上
させるための熱処理と、冷間加工とを繰り返しながら所
定寸法に加工され、その後高周波焼入れをした後に切削
加工されて所望の形状に加工される。なお、所望の形状
に加工する過程においては、適宜矯正がなされている。
車軸、クランク軸、ピストン棒、連接棒、歯車、レー
ル、その他の機械部品用の鋼材として広く使用されてい
る。そうした高周波焼入用軸受鋼は、冷間加工性を向上
させるための熱処理と、冷間加工とを繰り返しながら所
定寸法に加工され、その後高周波焼入れをした後に切削
加工されて所望の形状に加工される。なお、所望の形状
に加工する過程においては、適宜矯正がなされている。
【０００３】例えば、直動案内装置に使用される直動レ
ールを製造する場合においては、質量％で、Ｃ：０．５
５％、Ｓｉ：０．１８％、Ｍｎ：１．４７％、Ｐ：０．
０１９％、Ｓ：０．０２７％、Ｎｉ：０．０６％、Ｃ
ｒ：０．１６％、Ｏ2 ：０．０００５％を含有する炭素
鋼の丸材を７２０℃の温度で約７時間程度熱処理した
後、冷間引き抜き加工を行い、さらに、同様の熱処理と
冷間引き抜き加工を繰り返し行って、所定寸法からなる
高周波焼入用軸受鋼を製造していた。なお、応力除去を
目的とした最後の熱処理においては、８２０〜８５０℃
の温度から６３０℃まで５０℃／ｈｒの冷却速度で冷却
し、その後放冷することにより、得られた高周波焼入用
軸受鋼に被削性を付与していた。
ールを製造する場合においては、質量％で、Ｃ：０．５
５％、Ｓｉ：０．１８％、Ｍｎ：１．４７％、Ｐ：０．
０１９％、Ｓ：０．０２７％、Ｎｉ：０．０６％、Ｃ
ｒ：０．１６％、Ｏ2 ：０．０００５％を含有する炭素
鋼の丸材を７２０℃の温度で約７時間程度熱処理した
後、冷間引き抜き加工を行い、さらに、同様の熱処理と
冷間引き抜き加工を繰り返し行って、所定寸法からなる
高周波焼入用軸受鋼を製造していた。なお、応力除去を
目的とした最後の熱処理においては、８２０〜８５０℃
の温度から６３０℃まで５０℃／ｈｒの冷却速度で冷却
し、その後放冷することにより、得られた高周波焼入用
軸受鋼に被削性を付与していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た成分組成からなる高周波焼入用軸受鋼を冷間引き抜き
加工する場合および切削加工する場合においては、最終
熱処理した後の硬さが９３〜９６ＨＲＢと高く、切削加
工の際の加工抵抗が大きくなって被削性にやや劣ること
から、さらなる改善が要請されていた。
た成分組成からなる高周波焼入用軸受鋼を冷間引き抜き
加工する場合および切削加工する場合においては、最終
熱処理した後の硬さが９３〜９６ＨＲＢと高く、切削加
工の際の加工抵抗が大きくなって被削性にやや劣ること
から、さらなる改善が要請されていた。
【０００５】本発明は、上記課題を解決すべくなされた
ものであって、その目的とするところは、被削性に優れ
た高周波焼入用軸受鋼を提供すること、および、冷間加
工を施しその後に切削加工や矯正を施すことにより、所
望の形状からなる製品をより効率的に製造することがで
きる高周波焼入用軸受鋼の製造方法を提供することにあ
る。
ものであって、その目的とするところは、被削性に優れ
た高周波焼入用軸受鋼を提供すること、および、冷間加
工を施しその後に切削加工や矯正を施すことにより、所
望の形状からなる製品をより効率的に製造することがで
きる高周波焼入用軸受鋼の製造方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する請求
項１に記載の高周波焼入用軸受鋼は、質量％で、Ｃ：
０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：
０．００２％以下を含有し、ラメラーパーライトおよび
球状セメンタイトからなる混合組織を有することに特徴
を有するものである。請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の高周波焼入用軸受鋼において、質量％で、Ｓ
ｉ：０．３５％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０
３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｃｒ：０．１〜０．５
％およびＡｌ：０．００５〜０．０４０％から選択され
る１種又は２種以上をさらに含有することに特徴を有す
るものである。
項１に記載の高周波焼入用軸受鋼は、質量％で、Ｃ：
０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：
０．００２％以下を含有し、ラメラーパーライトおよび
球状セメンタイトからなる混合組織を有することに特徴
を有するものである。請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の高周波焼入用軸受鋼において、質量％で、Ｓ
ｉ：０．３５％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．０
３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｃｒ：０．１〜０．５
％およびＡｌ：０．００５〜０．０４０％から選択され
る１種又は２種以上をさらに含有することに特徴を有す
るものである。
【０００７】これらの発明によれば、上記の成分組成か
らなる高周波焼入用軸受鋼が、冷間加工性に優れた球状
セメンタイトと、切削加工の応力集中源となるラメラー
パーライトとが混在する金属組織を有するので、切削抵
抗が低下し、その結果、被削性が顕著に向上する。さら
に、これらの発明によれば、上記の成分組成を含有する
ので、レール部材等の機械材料部品に好ましく適用でき
る機械的特性を有している。
らなる高周波焼入用軸受鋼が、冷間加工性に優れた球状
セメンタイトと、切削加工の応力集中源となるラメラー
パーライトとが混在する金属組織を有するので、切削抵
抗が低下し、その結果、被削性が顕著に向上する。さら
に、これらの発明によれば、上記の成分組成を含有する
ので、レール部材等の機械材料部品に好ましく適用でき
る機械的特性を有している。
【０００８】請求項３に記載の被削性に優れた高周波焼
入用軸受鋼の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．５〜０．
８％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以
下を含有する高周波焼入用軸受鋼を７５０〜８００℃ま
で加熱し、当該温度で所定時間保持した後、１０〜１０
０℃／ｈｒの冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、
その後放冷することに特徴を有するものである。
入用軸受鋼の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．５〜０．
８％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以
下を含有する高周波焼入用軸受鋼を７５０〜８００℃ま
で加熱し、当該温度で所定時間保持した後、１０〜１０
０℃／ｈｒの冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、
その後放冷することに特徴を有するものである。
【０００９】この発明によれば、上記成分組成からなる
高周波焼入用軸受鋼を上記温度パターンで熱処理したの
で、その高周波焼入用軸受鋼にラメラーパーライトおよ
び球状セメンタイトからなる混合組織を形成することが
できる。混合組織中のラメラーパーライトは、切削加工
の際の応力集中源となり、高周波焼入用軸受鋼に優れた
被削性を持たせることができる。さらに、この方法で処
理された高周波焼入用軸受鋼は、矯正し易いという効果
がある。
高周波焼入用軸受鋼を上記温度パターンで熱処理したの
で、その高周波焼入用軸受鋼にラメラーパーライトおよ
び球状セメンタイトからなる混合組織を形成することが
できる。混合組織中のラメラーパーライトは、切削加工
の際の応力集中源となり、高周波焼入用軸受鋼に優れた
被削性を持たせることができる。さらに、この方法で処
理された高周波焼入用軸受鋼は、矯正し易いという効果
がある。
【００１０】請求項４に記載の冷間加工性に優れた高周
波焼入用軸受鋼の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．５〜
０．８％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２
％以下を含有する高周波焼入用軸受鋼を、７２５〜７６
０℃まで加熱し、当該温度で所定時間保持した後、５０
℃以下／ｈｒの冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却
し、その後放冷することに特徴を有するものである。
波焼入用軸受鋼の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．５〜
０．８％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２
％以下を含有する高周波焼入用軸受鋼を、７２５〜７６
０℃まで加熱し、当該温度で所定時間保持した後、５０
℃以下／ｈｒの冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却
し、その後放冷することに特徴を有するものである。
【００１１】この発明によれば、上記成分組成からなる
高周波焼入用軸受鋼を上記温度パターンで熱処理するこ
とにより、その高周波焼入用軸受鋼に冷間加工性に優れ
た球状セメンタイトを形成できるので、高周波焼入用軸
受鋼の冷間加工性を向上させることができる。
高周波焼入用軸受鋼を上記温度パターンで熱処理するこ
とにより、その高周波焼入用軸受鋼に冷間加工性に優れ
た球状セメンタイトを形成できるので、高周波焼入用軸
受鋼の冷間加工性を向上させることができる。
【００１２】請求項５に記載の被削性に優れた高周波焼
入用軸受鋼の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．５〜０．
８％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以
下を含有する高周波焼入用軸受鋼を、７２５〜７６０℃
まで加熱し、当該温度で所定時間保持した後、５０℃以
下／ｈｒの冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、そ
の後放冷する工程Ａと、工程Ａ後の高周波焼入用軸受鋼
を冷間加工する工程Ｂと、工程Ａおよび工程Ｂを１回実
施しまたは２回以上繰り返して所定の形状に加工した高
周波焼入用軸受鋼を、７５０〜８００℃まで加熱し、当
該温度で所定時間保持した後、１０〜１００℃／ｈｒの
冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後放冷す
る工程Ｃと、を有することに特徴を有するものである。
入用軸受鋼の製造方法は、質量％で、Ｃ：０．５〜０．
８％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以
下を含有する高周波焼入用軸受鋼を、７２５〜７６０℃
まで加熱し、当該温度で所定時間保持した後、５０℃以
下／ｈｒの冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、そ
の後放冷する工程Ａと、工程Ａ後の高周波焼入用軸受鋼
を冷間加工する工程Ｂと、工程Ａおよび工程Ｂを１回実
施しまたは２回以上繰り返して所定の形状に加工した高
周波焼入用軸受鋼を、７５０〜８００℃まで加熱し、当
該温度で所定時間保持した後、１０〜１００℃／ｈｒの
冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後放冷す
る工程Ｃと、を有することに特徴を有するものである。
【００１３】この発明によれば、上記成分組成からなる
高周波焼入用軸受鋼を上記温度パターンで熱処理するこ
と（工程Ａ）により、その高周波焼入用軸受鋼に冷間加
工性に優れた球状セメンタイトを形成できるので、高周
波焼入用軸受鋼の冷間加工性を向上させることができ
る。その結果、工程Ａおよび工程Ｂを１回実施しまたは
２回以上繰り返して所定の形状の高周波焼入用軸受鋼へ
の冷間加工（工程Ｂ）を容易に行うことができる。さら
に、上記温度パターンで熱処理すること（工程Ｃ）によ
り、その高周波焼入用軸受鋼に、切削加工の際の応力集
中源となるラメラーパーライトを形成できるので、高周
波焼入用軸受鋼の被削性を向上させることができる。こ
うした本発明の製造方法によれば、リードタイムを短縮
させることができ、所望の形状からなる製品をより効率
的に製造することができる。
高周波焼入用軸受鋼を上記温度パターンで熱処理するこ
と（工程Ａ）により、その高周波焼入用軸受鋼に冷間加
工性に優れた球状セメンタイトを形成できるので、高周
波焼入用軸受鋼の冷間加工性を向上させることができ
る。その結果、工程Ａおよび工程Ｂを１回実施しまたは
２回以上繰り返して所定の形状の高周波焼入用軸受鋼へ
の冷間加工（工程Ｂ）を容易に行うことができる。さら
に、上記温度パターンで熱処理すること（工程Ｃ）によ
り、その高周波焼入用軸受鋼に、切削加工の際の応力集
中源となるラメラーパーライトを形成できるので、高周
波焼入用軸受鋼の被削性を向上させることができる。こ
うした本発明の製造方法によれば、リードタイムを短縮
させることができ、所望の形状からなる製品をより効率
的に製造することができる。
【００１４】請求項６に記載の高周波焼入用軸受鋼の製
造方法は、請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載の
高周波焼入用軸受鋼の製造方法において、前記高周波焼
入用軸受鋼が、質量％で、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％
以下、Ｃｒ：０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５
〜０．０４０％から選択される１種又は２種以上をさら
に含有することに特徴を有するものである。
造方法は、請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載の
高周波焼入用軸受鋼の製造方法において、前記高周波焼
入用軸受鋼が、質量％で、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％
以下、Ｃｒ：０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５
〜０．０４０％から選択される１種又は２種以上をさら
に含有することに特徴を有するものである。
【００１５】この発明によれば、上記の成分組成をさら
に含有するので、好ましい機械的特性を有するレール部
材等の製品を製造できる。
に含有するので、好ましい機械的特性を有するレール部
材等の製品を製造できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の高周波焼入用軸受
鋼およびその製造方法について図面を参照しつつ説明す
る。なお、以下において、「％」は質量％を表す。
鋼およびその製造方法について図面を参照しつつ説明す
る。なお、以下において、「％」は質量％を表す。
【００１７】（高周波焼入用軸受鋼）本発明の高周波焼
入用軸受鋼は、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜
１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を少なくとも含有す
る高周波焼入用軸受鋼であればいかなるものであっても
よく特に限定されないが、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％
以下、Ｃｒ：０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５
〜０．０４０％から選択される１種又は２種以上をさら
に含有する高周波焼入用軸受鋼は、硬度、転動疲労寿
命、靱性、焼入性等の機械的特性に優れるので、例え
ば、直動案内装置の直動レール用の高周波焼入用軸受鋼
として好ましく使用できる。
入用軸受鋼は、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜
１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を少なくとも含有す
る高周波焼入用軸受鋼であればいかなるものであっても
よく特に限定されないが、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％
以下、Ｃｒ：０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５
〜０．０４０％から選択される１種又は２種以上をさら
に含有する高周波焼入用軸受鋼は、硬度、転動疲労寿
命、靱性、焼入性等の機械的特性に優れるので、例え
ば、直動案内装置の直動レール用の高周波焼入用軸受鋼
として好ましく使用できる。
【００１８】本発明の高周波焼入用軸受鋼は、ラメラー
パーライトおよび球状セメンタイトからなる混合組織を
有している。この混合組織は、図１の温度パターンに示
すように、上記組成の高周波焼入用軸受鋼を７５０〜８
００℃まで加熱し、その温度で所定時間（処理量や処理
炉によって設定され、特に限定されないが、例えば２〜
７時間保持される。）保持した後、１０〜１００℃／ｈ
ｒの冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後放
冷することにより形成される。なお、上記の温度パター
ンにおいて、オーステナイト化温度である７５０〜８０
０℃までは一気に加熱される。なお、その加熱速度は特
に限定されない。また、５００〜６５０℃からの放冷に
ついては、通常、空冷により行われ、その際の冷却速度
は特に限定されない。
パーライトおよび球状セメンタイトからなる混合組織を
有している。この混合組織は、図１の温度パターンに示
すように、上記組成の高周波焼入用軸受鋼を７５０〜８
００℃まで加熱し、その温度で所定時間（処理量や処理
炉によって設定され、特に限定されないが、例えば２〜
７時間保持される。）保持した後、１０〜１００℃／ｈ
ｒの冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後放
冷することにより形成される。なお、上記の温度パター
ンにおいて、オーステナイト化温度である７５０〜８０
０℃までは一気に加熱される。なお、その加熱速度は特
に限定されない。また、５００〜６５０℃からの放冷に
ついては、通常、空冷により行われ、その際の冷却速度
は特に限定されない。
【００１９】図２は、本発明の高周波焼入用軸受鋼
（Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ
2 ：０．００２％以下を少なくとも含有する高周波焼入
用軸受鋼）を、上述の温度パターンで熱処理して形成さ
れたラメラーパーライトおよび球状セメンタイトからな
る混合組織を示す代表的な図面代用写真である。具体的
には、Ｃ：０．５５％、Ｍｎ：１．４７％、Ｏ2 ：０．
０００５％、Ｓｉ：０．１８％、Ｐ：０．０１９％、
Ｓ：０．０２７％、Ｎｉ：０．０６％、Ｃｒ：０．１６
％を含有する高周波焼入用軸受鋼を、７６０℃で加熱保
持したもの（図２（Ａ））、および、７８０℃で加熱保
持したもの（図２（Ｂ））であり、何れにおいても、ラ
メラーパーライトおよび球状セメンタイトからなる混合
組織が現れている。
（Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ
2 ：０．００２％以下を少なくとも含有する高周波焼入
用軸受鋼）を、上述の温度パターンで熱処理して形成さ
れたラメラーパーライトおよび球状セメンタイトからな
る混合組織を示す代表的な図面代用写真である。具体的
には、Ｃ：０．５５％、Ｍｎ：１．４７％、Ｏ2 ：０．
０００５％、Ｓｉ：０．１８％、Ｐ：０．０１９％、
Ｓ：０．０２７％、Ｎｉ：０．０６％、Ｃｒ：０．１６
％を含有する高周波焼入用軸受鋼を、７６０℃で加熱保
持したもの（図２（Ａ））、および、７８０℃で加熱保
持したもの（図２（Ｂ））であり、何れにおいても、ラ
メラーパーライトおよび球状セメンタイトからなる混合
組織が現れている。
【００２０】次に、高周波焼入用軸受鋼の成分組成を上
述の範囲に限定した理由を説明する。
述の範囲に限定した理由を説明する。
【００２１】Ｃ（炭素）は、０．５〜０．８％含まれ、
高周波焼入用軸受鋼に所定の機械的特性（例えば、硬
度：８７〜９２ＨＲＢ等。）を付与すると共に、ラメラ
ーパーライトおよび球状セメンタイトからなる混合組織
が上記の温度パターンで形成されるための必須の成分で
ある。Ｃ含有量が０．５％未満の場合は、上記の混合組
織が形成されないことがあったり、硬度が低くなること
がある。一方、Ｃ含有量が０．８％を超えると、上記の
混合組織が形成されないことがあったり、被削性や冷間
加工性が低下することがある。
高周波焼入用軸受鋼に所定の機械的特性（例えば、硬
度：８７〜９２ＨＲＢ等。）を付与すると共に、ラメラ
ーパーライトおよび球状セメンタイトからなる混合組織
が上記の温度パターンで形成されるための必須の成分で
ある。Ｃ含有量が０．５％未満の場合は、上記の混合組
織が形成されないことがあったり、硬度が低くなること
がある。一方、Ｃ含有量が０．８％を超えると、上記の
混合組織が形成されないことがあったり、被削性や冷間
加工性が低下することがある。
【００２２】Ｍｎ（マンガン）は、比較的安価であり、
本発明においては、０．８〜１．７％の範囲で含まれ、
焼入性および被削性を向上させるように作用する。Ｍｎ
含有量が０．８％未満では、焼入性が低下することがあ
る。一方、Ｍｎ含有量が１．７％を超えると、被削性お
よび冷間加工性が低下することがある。
本発明においては、０．８〜１．７％の範囲で含まれ、
焼入性および被削性を向上させるように作用する。Ｍｎ
含有量が０．８％未満では、焼入性が低下することがあ
る。一方、Ｍｎ含有量が１．７％を超えると、被削性お
よび冷間加工性が低下することがある。
【００２３】Ｏ2 （酸素）は、０．００２％以下とし、
疲労寿命の低下を防止する。Ｏ2 含有量が０．００２％
を超えると、他の金属元素と酸化物を生じて疲れ寿命が
低下することがある。なお、Ｏ2 は、通常の製鋼法では
製鋼条件にもよるが、０．０００４％程度は不可避的に
含まれる。
疲労寿命の低下を防止する。Ｏ2 含有量が０．００２％
を超えると、他の金属元素と酸化物を生じて疲れ寿命が
低下することがある。なお、Ｏ2 は、通常の製鋼法では
製鋼条件にもよるが、０．０００４％程度は不可避的に
含まれる。
【００２４】Ｓｉ（ケイ素）は、脱酸剤として添加され
るものであり、０．３５％以下含まれ、硬さと強度を高
めるように作用する。Ｓｉ含有量が０．３５％を超える
と、被削性や冷間加工性が低下することがある。なお、
Ｓｉも、上述のＯ2 の場合と同様に、０．０５％程度は
不可避的に含まれる。
るものであり、０．３５％以下含まれ、硬さと強度を高
めるように作用する。Ｓｉ含有量が０．３５％を超える
と、被削性や冷間加工性が低下することがある。なお、
Ｓｉも、上述のＯ2 の場合と同様に、０．０５％程度は
不可避的に含まれる。
【００２５】Ｐ（リン）は、鋼材を脆化させるので少な
い方が望ましい。なお、Ｐは、０．０１％程度は不可避
的に含まれるが、製造コスト等を考えた場合の許容され
る含有量は０．０３％以下である。
い方が望ましい。なお、Ｐは、０．０１％程度は不可避
的に含まれるが、製造コスト等を考えた場合の許容され
る含有量は０．０３％以下である。
【００２６】Ｓ（硫黄）は、０．０３％以下含まれ、マ
ンガンと結合してＭｎＳとなり、被削性を向上させるよ
うに作用する。Ｓ含有量が０．０３％を超えると、軟ら
かくて脆いＭｎＳが増して機械的特性を低下させること
がある。なお、Ｓも同様に、０．００５％程度は不可避
的に含まれる。
ンガンと結合してＭｎＳとなり、被削性を向上させるよ
うに作用する。Ｓ含有量が０．０３％を超えると、軟ら
かくて脆いＭｎＳが増して機械的特性を低下させること
がある。なお、Ｓも同様に、０．００５％程度は不可避
的に含まれる。
【００２７】Ｎｉ（ニッケル）は、０．３％以下含ま
れ、強度と靭性を高めるように作用する。Ｎｉ含有量が
０．３％を超えると、原料費がかさんだり、加工性を低
下させるという欠点がある。なお、Ｎｉも同様に、０．
０５％程度は不可避的に含まれる。
れ、強度と靭性を高めるように作用する。Ｎｉ含有量が
０．３％を超えると、原料費がかさんだり、加工性を低
下させるという欠点がある。なお、Ｎｉも同様に、０．
０５％程度は不可避的に含まれる。
【００２８】Ｃｒ（クロム）は、０．１〜０．５％含ま
れ、硬度、耐食性、焼入性および耐熱性を向上させるよ
うに作用する。Ｃｒ含有量が０．１％未満では、焼入性
が低下する。一方、Ｃｒ含有量が０．５％を超えると、
加工性が低下する。
れ、硬度、耐食性、焼入性および耐熱性を向上させるよ
うに作用する。Ｃｒ含有量が０．１％未満では、焼入性
が低下する。一方、Ｃｒ含有量が０．５％を超えると、
加工性が低下する。
【００２９】Ａｌ（アルミニウム）は、０．００５〜
０．０４０％含まれ、脱酸の安定化や、窒化物による結
晶粒微細化に寄与する。この効果は、０．００５％以上
で得られるが、多すぎると被削性を劣化させるため、
０．０４０％を上限とする。
０．０４０％含まれ、脱酸の安定化や、窒化物による結
晶粒微細化に寄与する。この効果は、０．００５％以上
で得られるが、多すぎると被削性を劣化させるため、
０．０４０％を上限とする。
【００３０】本発明の高周波焼入用軸受鋼の残部は、鉄
および不可避不純物である。
および不可避不純物である。
【００３１】上述したＣ、ＭｎおよびＯ2 を少なくとも
含有する高周波焼入用軸受鋼は、図１に示す温度パター
ンの熱処理により、冷間加工性に優れた球状セメンタイ
ト１と、切削加工の応力集中源となるラメラーパーライ
ト２とが混在する金属組織を有するので、切削抵抗が低
下し、その結果、被削性が顕著に向上する。
含有する高周波焼入用軸受鋼は、図１に示す温度パター
ンの熱処理により、冷間加工性に優れた球状セメンタイ
ト１と、切削加工の応力集中源となるラメラーパーライ
ト２とが混在する金属組織を有するので、切削抵抗が低
下し、その結果、被削性が顕著に向上する。
【００３２】また、上述したＣ、Ｍｎ、Ｏ2 、Ｓｉ、
Ｐ、Ｓ、ＮｉおよびＣｒを含有する高周波焼入用軸受鋼
は、図１に示す温度パターンの熱処理により、ラメラー
パーライトおよび球状セメンタイトからなる混合組織
（図２を参照。）となり、被削性に優れると共に、好ま
しい機械的特性（８７〜９２ＨＲＢの硬度を有し、さら
に矯正し易いという効果等。）を有するレール部材等の
機械部品用材料となる。
Ｐ、Ｓ、ＮｉおよびＣｒを含有する高周波焼入用軸受鋼
は、図１に示す温度パターンの熱処理により、ラメラー
パーライトおよび球状セメンタイトからなる混合組織
（図２を参照。）となり、被削性に優れると共に、好ま
しい機械的特性（８７〜９２ＨＲＢの硬度を有し、さら
に矯正し易いという効果等。）を有するレール部材等の
機械部品用材料となる。
【００３３】（高周波焼入用軸受鋼の製造方法）本発明
においては、被削性を向上させるための熱処理方法であ
る第１態様に係る製造方法（請求項３、６）と、冷間加
工性を向上させるための熱処理方法である第２態様に係
る製造方法（請求項４、６）と、冷間加工性を向上させ
ると共に被削性を向上させるための熱処理方法である第
３態様に係る製造方法（請求項５、６）とを提供する。
においては、被削性を向上させるための熱処理方法であ
る第１態様に係る製造方法（請求項３、６）と、冷間加
工性を向上させるための熱処理方法である第２態様に係
る製造方法（請求項４、６）と、冷間加工性を向上させ
ると共に被削性を向上させるための熱処理方法である第
３態様に係る製造方法（請求項５、６）とを提供する。
【００３４】先ず、第１態様に係る高周波焼入用軸受鋼
の製造方法は、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜
１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を少なくとも含有す
る高周波焼入用軸受鋼、または、Ｃ：０．５〜０．８
％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下
を含有し、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｃｒ：
０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５〜０．０４０
％から選択される１種又は２種以上をさらに含有する高
周波焼入用軸受鋼を、７５０〜８００℃まで加熱し、そ
の温度で所定時間保持した後、１０〜１００℃／ｈｒの
冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後放冷し
てなる方法である（図１の温度パターンを参照。）。
の製造方法は、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜
１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を少なくとも含有す
る高周波焼入用軸受鋼、または、Ｃ：０．５〜０．８
％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下
を含有し、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｃｒ：
０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５〜０．０４０
％から選択される１種又は２種以上をさらに含有する高
周波焼入用軸受鋼を、７５０〜８００℃まで加熱し、そ
の温度で所定時間保持した後、１０〜１００℃／ｈｒの
冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後放冷し
てなる方法である（図１の温度パターンを参照。）。
【００３５】この方法により、高周波焼入用軸受鋼に、
図２に示すようなラメラーパーライトおよび球状セメン
タイトからなる混合組織が形成されるので、その混合組
織中のラメラーパーライトにより高周波焼入用軸受鋼の
被削性が向上する。さらに、熱処理の条件を上述の範囲
とすることにより、製造された後の軸受鋼の矯正性（矯
正しやすい性質のことであり、本願においては、曲がり
の矯正し易さや歪みの調整し易さのことである。）を改
善することができる。
図２に示すようなラメラーパーライトおよび球状セメン
タイトからなる混合組織が形成されるので、その混合組
織中のラメラーパーライトにより高周波焼入用軸受鋼の
被削性が向上する。さらに、熱処理の条件を上述の範囲
とすることにより、製造された後の軸受鋼の矯正性（矯
正しやすい性質のことであり、本願においては、曲がり
の矯正し易さや歪みの調整し易さのことである。）を改
善することができる。
【００３６】高周波焼入用軸受鋼の成分組成を上記の範
囲内に限定した理由は上述の通りである。また、温度パ
ターンにおいても、上述と同様であり、オーステナイト
化温度である７５０〜８００℃までは一気に加熱され、
また、５００〜６５０℃からの放冷は、通常、空冷によ
り行われ、その際の冷却速度は特に限定されない。
囲内に限定した理由は上述の通りである。また、温度パ
ターンにおいても、上述と同様であり、オーステナイト
化温度である７５０〜８００℃までは一気に加熱され、
また、５００〜６５０℃からの放冷は、通常、空冷によ
り行われ、その際の冷却速度は特に限定されない。
【００３７】加熱保持温度を７５０〜８００℃の範囲と
したのは、オーステナイト化の際に炭化物の一部を固溶
させるためであり、加熱保持温度が７５０℃未満では、
炭化物の固溶不足を招くことがあり、加熱保持温度が８
００℃を超えると、炭化物の固溶が促進させることがあ
る。
したのは、オーステナイト化の際に炭化物の一部を固溶
させるためであり、加熱保持温度が７５０℃未満では、
炭化物の固溶不足を招くことがあり、加熱保持温度が８
００℃を超えると、炭化物の固溶が促進させることがあ
る。
【００３８】なお、保持時間は、高周波焼入用軸受鋼の
処理量や処理炉の規模により任意に設定されるものであ
り、特に限定されるものではないが、後述の実施例のよ
うに例えば２〜７時間の範囲を例示できる。
処理量や処理炉の規模により任意に設定されるものであ
り、特に限定されるものではないが、後述の実施例のよ
うに例えば２〜７時間の範囲を例示できる。
【００３９】冷却速度を１０〜１００℃／ｈｒとしたの
は、ラメラーパーライトおよび球状セメンタイトの混合
組織を形成させるためであり、冷却速度が１０℃／ｈｒ
未満では、セメンタイトの球状化が顕著に進行し、冷却
速度が１００℃／ｈｒを超えると、ラメラーパーライト
の生成が顕著に促進する。
は、ラメラーパーライトおよび球状セメンタイトの混合
組織を形成させるためであり、冷却速度が１０℃／ｈｒ
未満では、セメンタイトの球状化が顕著に進行し、冷却
速度が１００℃／ｈｒを超えると、ラメラーパーライト
の生成が顕著に促進する。
【００４０】上記の冷却速度で冷却する温度を５００〜
６５０℃としたのは、ラメラーパーライトおよび球状セ
メンタイトの混合組織を形成させるためであり、その温
度が５００℃未満では、生産効率が低下することとな
り、その温度が６５０℃を超えると、ラメラーパーライ
トおよび球状セメンタイトの混合組織の形成が不十分と
なることがある。
６５０℃としたのは、ラメラーパーライトおよび球状セ
メンタイトの混合組織を形成させるためであり、その温
度が５００℃未満では、生産効率が低下することとな
り、その温度が６５０℃を超えると、ラメラーパーライ
トおよび球状セメンタイトの混合組織の形成が不十分と
なることがある。
【００４１】次に、第２態様に係る高周波焼入用軸受鋼
の製造方法は、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜
１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を含有する高周波焼
入用軸受鋼を、７２５〜７６０℃まで加熱し、当該温度
で所定時間保持した後、５０℃以下／ｈｒの冷却速度で
５００〜６５０℃まで冷却し、その後放冷してなる方法
である（図３の温度パターンを参照。）。
の製造方法は、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜
１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を含有する高周波焼
入用軸受鋼を、７２５〜７６０℃まで加熱し、当該温度
で所定時間保持した後、５０℃以下／ｈｒの冷却速度で
５００〜６５０℃まで冷却し、その後放冷してなる方法
である（図３の温度パターンを参照。）。
【００４２】この方法により、高周波焼入用軸受鋼に、
図４に示すような球状セメンタイトからなる混合組織が
形成される。その球状セメンタイトは冷間加工性に優れ
るので、処理後の高周波焼入用軸受鋼の冷間加工性が向
上する。さらに、冷間加工ダイスの寿命を長くするため
に、前記の範囲内で熱処理条件を変化させて軸受鋼の硬
さをコントロールすることができる。
図４に示すような球状セメンタイトからなる混合組織が
形成される。その球状セメンタイトは冷間加工性に優れ
るので、処理後の高周波焼入用軸受鋼の冷間加工性が向
上する。さらに、冷間加工ダイスの寿命を長くするため
に、前記の範囲内で熱処理条件を変化させて軸受鋼の硬
さをコントロールすることができる。
【００４３】高周波焼入用軸受鋼の成分組成を上記の範
囲内に限定した理由は上述の通りである。なお、図４
は、本発明の高周波焼入用軸受鋼（Ｃ：０．５〜０．８
％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下
を少なくとも含有する高周波焼入用軸受鋼）を、第２態
様の温度パターンで熱処理して形成された球状セメンタ
イトからなる混合組織を示す代表的な図面代用写真であ
る。具体的には、Ｃ：０．５５％、Ｍｎ：１．４７％、
Ｏ2 ：０．０００５％、Ｓｉ：０．１８％、Ｐ：０．０
１９％、Ｓ：０．０２７％、Ｎｉ：０．０６％、Ｃｒ：
０．１６％を含有する高周波焼入用軸受鋼を、７３０℃
で加熱保持したもの（図４（Ａ））、および、それを冷
間引き抜き加工したもの（図４（Ｂ））であり、何れに
おいても、球状セメンタイトからなる混合組織が現れて
いる。
囲内に限定した理由は上述の通りである。なお、図４
は、本発明の高周波焼入用軸受鋼（Ｃ：０．５〜０．８
％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下
を少なくとも含有する高周波焼入用軸受鋼）を、第２態
様の温度パターンで熱処理して形成された球状セメンタ
イトからなる混合組織を示す代表的な図面代用写真であ
る。具体的には、Ｃ：０．５５％、Ｍｎ：１．４７％、
Ｏ2 ：０．０００５％、Ｓｉ：０．１８％、Ｐ：０．０
１９％、Ｓ：０．０２７％、Ｎｉ：０．０６％、Ｃｒ：
０．１６％を含有する高周波焼入用軸受鋼を、７３０℃
で加熱保持したもの（図４（Ａ））、および、それを冷
間引き抜き加工したもの（図４（Ｂ））であり、何れに
おいても、球状セメンタイトからなる混合組織が現れて
いる。
【００４４】この第２態様の製造方法において、加熱保
持温度を７２５〜７６０℃の範囲としたのは、処理後の
高周波焼入用軸受鋼の硬さを低減させるためであり、加
熱保持温度が７２５℃未満では、炭化物の未分解により
硬さが上昇してしまうことがあり、加熱保持温度が７６
０℃を超えると、ラメラーパーライトの生成が起こるこ
とにより硬さが上昇してしまうことがある。なお、保持
時間は、上述の第１態様と同様、高周波焼入用軸受鋼の
処理量や処理炉の規模により任意に設定されるものであ
り、特に限定されるものではないが、後述の実施例のよ
うに例えば２〜５時間の範囲を例示できる。
持温度を７２５〜７６０℃の範囲としたのは、処理後の
高周波焼入用軸受鋼の硬さを低減させるためであり、加
熱保持温度が７２５℃未満では、炭化物の未分解により
硬さが上昇してしまうことがあり、加熱保持温度が７６
０℃を超えると、ラメラーパーライトの生成が起こるこ
とにより硬さが上昇してしまうことがある。なお、保持
時間は、上述の第１態様と同様、高周波焼入用軸受鋼の
処理量や処理炉の規模により任意に設定されるものであ
り、特に限定されるものではないが、後述の実施例のよ
うに例えば２〜５時間の範囲を例示できる。
【００４５】冷却速度を５０℃／ｈｒ以下としたのは、
処理後の高周波焼入用軸受鋼の硬さを低減させるためで
あり、冷却速度が５０℃／ｈｒを超えると、硬さが上昇
してしまうことがある。なお、冷却速度の下限は５℃／
ｈｒであり、冷却速度が５℃／ｈｒ未満では、生産効率
の低下となることがある。
処理後の高周波焼入用軸受鋼の硬さを低減させるためで
あり、冷却速度が５０℃／ｈｒを超えると、硬さが上昇
してしまうことがある。なお、冷却速度の下限は５℃／
ｈｒであり、冷却速度が５℃／ｈｒ未満では、生産効率
の低下となることがある。
【００４６】上記の冷却速度で冷却する温度を５００〜
６５０℃としたのは、硬さを低減させるためであり、そ
の温度が５００℃未満では、その効果が飽和し、生産効
率の低下を招くこととなり、その温度が６５０℃を超え
ると、硬さが上昇することがなる。なお、５００〜６５
０℃からの放冷は、通常、空冷により行われ、その際の
冷却速度は特に限定されない。
６５０℃としたのは、硬さを低減させるためであり、そ
の温度が５００℃未満では、その効果が飽和し、生産効
率の低下を招くこととなり、その温度が６５０℃を超え
ると、硬さが上昇することがなる。なお、５００〜６５
０℃からの放冷は、通常、空冷により行われ、その際の
冷却速度は特に限定されない。
【００４７】次に、第３態様に係る高周波焼入用軸受鋼
の製造方法は、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜
１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を少なくとも含有す
る高周波焼入用軸受鋼、または、Ｃ：０．５〜０．８
％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下
を含有し、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｃｒ：
０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５〜０．０４０
％から選択される１種又は２種以上をさらに含有する高
周波焼入用軸受鋼を、７２５〜７６０℃まで加熱し、そ
の温度で所定時間保持した後、５０℃以下／ｈｒの冷却
速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後放冷する工
程Ａと、工程Ａ後の高周波焼入用軸受鋼を冷間加工する
工程Ｂと、工程Ａおよび工程Ｂを１回実施しまたは２回
以上繰り返して所定の形状に加工した高周波焼入用軸受
鋼を７５０〜８００℃まで加熱し、当該温度で所定時間
保持した後、１０〜１００℃／ｈｒの冷却速度で５００
〜６５０℃まで冷却し、その後放冷する工程Ｃとを有す
る方法である（図１および図３の温度パターンを参
照。）。
の製造方法は、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍｎ：０．８〜
１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を少なくとも含有す
る高周波焼入用軸受鋼、または、Ｃ：０．５〜０．８
％、Ｍｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下
を含有し、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｐ：０．０３％以
下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｃｒ：
０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５〜０．０４０
％から選択される１種又は２種以上をさらに含有する高
周波焼入用軸受鋼を、７２５〜７６０℃まで加熱し、そ
の温度で所定時間保持した後、５０℃以下／ｈｒの冷却
速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後放冷する工
程Ａと、工程Ａ後の高周波焼入用軸受鋼を冷間加工する
工程Ｂと、工程Ａおよび工程Ｂを１回実施しまたは２回
以上繰り返して所定の形状に加工した高周波焼入用軸受
鋼を７５０〜８００℃まで加熱し、当該温度で所定時間
保持した後、１０〜１００℃／ｈｒの冷却速度で５００
〜６５０℃まで冷却し、その後放冷する工程Ｃとを有す
る方法である（図１および図３の温度パターンを参
照。）。
【００４８】すなわち、この方法によれば、上記成分組
成からなる高周波焼入用軸受鋼を、１回実施しまたは２
回以上繰り返し実施する。すなわち、工程Ａ→工程Ｂ→
工程Ｃからなる製造方法に供したり、工程Ａ→工程Ｂ→
工程Ａ→工程Ｂ→工程Ｃからなる製造方法に供したり、
工程Ａ→工程Ｂ→工程Ａ→工程Ｂ→……→工程Ｂ→工程
Ｃからなる製造方法に供したりすることにより、その炭
素鋼素材を容易且つ効率的に冷間加工して、所望の形状
からなる製品を製造する。さらに、上述の第１態様およ
び第２態様と同様に、熱処理の条件を上述の範囲とする
ことにより、高周波焼入用軸受鋼を生産する際のリード
タイムを短縮できると共に、製造された後の軸受鋼の矯
正性を改善できる。
成からなる高周波焼入用軸受鋼を、１回実施しまたは２
回以上繰り返し実施する。すなわち、工程Ａ→工程Ｂ→
工程Ｃからなる製造方法に供したり、工程Ａ→工程Ｂ→
工程Ａ→工程Ｂ→工程Ｃからなる製造方法に供したり、
工程Ａ→工程Ｂ→工程Ａ→工程Ｂ→……→工程Ｂ→工程
Ｃからなる製造方法に供したりすることにより、その炭
素鋼素材を容易且つ効率的に冷間加工して、所望の形状
からなる製品を製造する。さらに、上述の第１態様およ
び第２態様と同様に、熱処理の条件を上述の範囲とする
ことにより、高周波焼入用軸受鋼を生産する際のリード
タイムを短縮できると共に、製造された後の軸受鋼の矯
正性を改善できる。
【００４９】工程Ａは、高周波焼入用軸受鋼に優れた冷
間加工性を付与する熱処理工程である。この工程Ａによ
れば、熱処理後の高周波焼入用軸受鋼の金属組織を図４
に示すような球状セメンタイトとすることができ、且つ
その硬度が８３〜８８ＨＲＢとなるので、その冷間加工
性を向上させることができる。この工程Ａにおける加熱
保持温度、保持時間、冷却速度および放冷に関しては、
上述した第２態様に係る高周波焼入用軸受鋼の製造方法
の場合のそれと同じである。この工程Ａの上述の各熱処
理条件は、後述する工程Ｂの冷間加工の回数に基づいて
変化させても、一定条件のままとしてもよく、例えば、
工程Ｂの冷間加工の回数が増すにしたがって、加熱保持
温度を上記温度範囲内でやや低く設定したり、冷却速度
を上記範囲内でやや大きくするように変化させることが
できる。これは、冷間加工の回数が増すに従って、高周
波焼入用軸受鋼が鈍されやすくなるためである。
間加工性を付与する熱処理工程である。この工程Ａによ
れば、熱処理後の高周波焼入用軸受鋼の金属組織を図４
に示すような球状セメンタイトとすることができ、且つ
その硬度が８３〜８８ＨＲＢとなるので、その冷間加工
性を向上させることができる。この工程Ａにおける加熱
保持温度、保持時間、冷却速度および放冷に関しては、
上述した第２態様に係る高周波焼入用軸受鋼の製造方法
の場合のそれと同じである。この工程Ａの上述の各熱処
理条件は、後述する工程Ｂの冷間加工の回数に基づいて
変化させても、一定条件のままとしてもよく、例えば、
工程Ｂの冷間加工の回数が増すにしたがって、加熱保持
温度を上記温度範囲内でやや低く設定したり、冷却速度
を上記範囲内でやや大きくするように変化させることが
できる。これは、冷間加工の回数が増すに従って、高周
波焼入用軸受鋼が鈍されやすくなるためである。
【００５０】工程Ｂは、工程Ａで熱処理した後の高周波
焼入用軸受鋼を冷間加工する工程である。この工程Ｂで
の冷間加工としては、各種の冷間加工を適用でき、例え
ば、引き抜き加工、押し出し加工、曲げ加工、圧延加
工、鍛造加工等を挙げることができる。これらのうち、
引き抜き加工または押し出し加工においては、丸鋼材か
ら所定の減面率で冷間加工することができ、その加工ダ
イスは、円形ダイスであっても異形ダイスであってもよ
く特に限定されない。例えば、引き抜き加工において
は、円形ダイスまたは異形ダイスを使用して、５〜３０
％の減面率で加工できる。なお、図４（Ｂ）は、工程Ａ
で熱処理された高周波焼入用軸受鋼（図４（Ａ）を参
照。）を、減面率１５％で冷間引抜加工した際の球状セ
メンタイト組織を示している。
焼入用軸受鋼を冷間加工する工程である。この工程Ｂで
の冷間加工としては、各種の冷間加工を適用でき、例え
ば、引き抜き加工、押し出し加工、曲げ加工、圧延加
工、鍛造加工等を挙げることができる。これらのうち、
引き抜き加工または押し出し加工においては、丸鋼材か
ら所定の減面率で冷間加工することができ、その加工ダ
イスは、円形ダイスであっても異形ダイスであってもよ
く特に限定されない。例えば、引き抜き加工において
は、円形ダイスまたは異形ダイスを使用して、５〜３０
％の減面率で加工できる。なお、図４（Ｂ）は、工程Ａ
で熱処理された高周波焼入用軸受鋼（図４（Ａ）を参
照。）を、減面率１５％で冷間引抜加工した際の球状セ
メンタイト組織を示している。
【００５１】工程Ｃは、高周波焼入用軸受鋼に優れた被
削性を付与する熱処理工程である。この工程Ｃによれ
ば、熱処理と冷間加工とを繰り返して所定の形状に加工
した後の高周波焼入用軸受鋼の金属組織を、球状セメン
タイトおよびラメラーパーライトからなる混合組織とす
ることができ、且つその硬度を８７〜９２ＨＲＢとする
ことができるので、その冷間加工性を向上させることが
できると共に、機械的特性においても優れたものとする
ことができる。この工程Ｃにおける加熱保持温度、保持
時間、冷却速度および放冷に関しては、上述した第１態
様に係る高周波焼入用軸受鋼の製造方法の場合のそれと
同じである。
削性を付与する熱処理工程である。この工程Ｃによれ
ば、熱処理と冷間加工とを繰り返して所定の形状に加工
した後の高周波焼入用軸受鋼の金属組織を、球状セメン
タイトおよびラメラーパーライトからなる混合組織とす
ることができ、且つその硬度を８７〜９２ＨＲＢとする
ことができるので、その冷間加工性を向上させることが
できると共に、機械的特性においても優れたものとする
ことができる。この工程Ｃにおける加熱保持温度、保持
時間、冷却速度および放冷に関しては、上述した第１態
様に係る高周波焼入用軸受鋼の製造方法の場合のそれと
同じである。
【００５２】この工程Ｃは、工程Ａおよび工程Ｂを１回
実施しまたは２回以上繰り返して所定の形状に加工した
後の高周波焼入用軸受鋼の熱処理工程に関するものであ
るので、工程Ｃに供される高周波焼入用軸受鋼は、切削
加工前の所定の形状に冷間加工されたものであり、工程
Ｃに供された後の高周波焼入用軸受鋼は、被削性に優れ
た金属組織を有し、その後、切削加工されるものであ
る。
実施しまたは２回以上繰り返して所定の形状に加工した
後の高周波焼入用軸受鋼の熱処理工程に関するものであ
るので、工程Ｃに供される高周波焼入用軸受鋼は、切削
加工前の所定の形状に冷間加工されたものであり、工程
Ｃに供された後の高周波焼入用軸受鋼は、被削性に優れ
た金属組織を有し、その後、切削加工されるものであ
る。
【００５３】以上説明した本発明の第１態様〜第３態様
に係る高周波焼入用軸受鋼の製造方法を適用して製造さ
れた高周波焼入用軸受鋼は、冷間加工性および被削性の
何れにおいても優れているので、所望の形状からなる製
品を効率的に製造することができる。さらに、その硬度
を８７〜９２ＨＲＢとすることができるので、機械的特
性においても優れ、直動案内装置に使用される直動レー
ル等のように、直進性、加工性等の特性が要求される部
材の製造に好ましく適用できる。
に係る高周波焼入用軸受鋼の製造方法を適用して製造さ
れた高周波焼入用軸受鋼は、冷間加工性および被削性の
何れにおいても優れているので、所望の形状からなる製
品を効率的に製造することができる。さらに、その硬度
を８７〜９２ＨＲＢとすることができるので、機械的特
性においても優れ、直動案内装置に使用される直動レー
ル等のように、直進性、加工性等の特性が要求される部
材の製造に好ましく適用できる。
【００５４】こうした高周波焼入用軸受鋼は、所望の寸
法ないし形状に加工された後、高周波焼入れされ、例え
ば直動案内装置に使用される直動レール等のような精密
な軸受部材となる。
法ないし形状に加工された後、高周波焼入れされ、例え
ば直動案内装置に使用される直動レール等のような精密
な軸受部材となる。
【００５５】
【実施例】次に、本発明の実施例および比較例を挙げ
て、本発明をさらに具体的に説明する。
て、本発明をさらに具体的に説明する。
【００５６】質量％で、Ｃ：０．５５％、Ｍｎ：１．４
７％、Ｏ2 ：０．０００５％、Ｓｉ：０．１８％、Ｐ：
０．０１９％、Ｓ：０．０２７％、Ｎｉ：０．０６％、
Ｃｒ：０．１６％を含有し、残部が鉄および不可避不純
物からなる直径６３ｍｍの炭素鋼丸材を供試材とした。
７％、Ｏ2 ：０．０００５％、Ｓｉ：０．１８％、Ｐ：
０．０１９％、Ｓ：０．０２７％、Ｎｉ：０．０６％、
Ｃｒ：０．１６％を含有し、残部が鉄および不可避不純
物からなる直径６３ｍｍの炭素鋼丸材を供試材とした。
【００５７】先ず、第１態様の製造方法について表１に
示す温度条件で熱処理し、得られた鋼材の切削性を評価
した。表１には、得られた鋼材の硬度（ＨＲＢ）の測定
結果を併せて示した。
示す温度条件で熱処理し、得られた鋼材の切削性を評価
した。表１には、得られた鋼材の硬度（ＨＲＢ）の測定
結果を併せて示した。
【００５８】
【表１】
次に、第２態様の製造方法について表２に示す温度条件
で熱処理し、得られた鋼材の硬度（ＨＲＢ）を測定し
た。
で熱処理し、得られた鋼材の硬度（ＨＲＢ）を測定し
た。
【００５９】
【表２】
次に、第３態様の製造方法について、表３に示す工程Ａ
−１の温度条件で熱処理を行い、次いで、熱処理後の高
周波焼入用軸受鋼を減面率１５％でダイス引き抜き加工
を行い（工程Ｂ−１）、次いで、表３に示す工程Ａ−２
の温度条件で熱処理を行い、次いで、熱処理後の高周波
焼入用軸受鋼を減面率１５％でダイス引き抜き加工を行
い（工程Ｂ−２）、次いで、表３に示す工程Ｃの温度条
件で熱処理を行い、最後に、熱処理後の高周波焼入用軸
受鋼をドリルで切削加工して切削性を評価した。各工程
後の高周波焼入用軸受鋼の硬度（ＨＲＢ）を表３に併せ
て示した。
−１の温度条件で熱処理を行い、次いで、熱処理後の高
周波焼入用軸受鋼を減面率１５％でダイス引き抜き加工
を行い（工程Ｂ−１）、次いで、表３に示す工程Ａ−２
の温度条件で熱処理を行い、次いで、熱処理後の高周波
焼入用軸受鋼を減面率１５％でダイス引き抜き加工を行
い（工程Ｂ−２）、次いで、表３に示す工程Ｃの温度条
件で熱処理を行い、最後に、熱処理後の高周波焼入用軸
受鋼をドリルで切削加工して切削性を評価した。各工程
後の高周波焼入用軸受鋼の硬度（ＨＲＢ）を表３に併せ
て示した。
【００６０】
【表３】
表１および表３に示した実施例と比較例とは、冷却速度
は同じでも、加熱温度（ＴA ）が異なると、硬さおよび
被削性が顕著に異なっていた。これは、本発明の高周波
焼入用軸受鋼に被削性を容易にさせるラメラーパーライ
トの生成が、７５０〜８００℃の加熱温度（ＴA ）に大
きく依存するためである。
は同じでも、加熱温度（ＴA ）が異なると、硬さおよび
被削性が顕著に異なっていた。これは、本発明の高周波
焼入用軸受鋼に被削性を容易にさせるラメラーパーライ
トの生成が、７５０〜８００℃の加熱温度（ＴA ）に大
きく依存するためである。
【００６１】なお、上述の被削性については、直径８ｍ
ｍのストレートドリル（ＳＫＨ５１）を使用し、切削速
度２９．７ｍｍ／分、送り０．２ｍｍ／ｒｅｖ、穿孔深
さ２０ｍｍの条件で切削加工し、穿孔不能となるまでの
穴数で評価した。また、硬度測定は、ロックウエル硬度
計Ｂスケールで測定した。
ｍのストレートドリル（ＳＫＨ５１）を使用し、切削速
度２９．７ｍｍ／分、送り０．２ｍｍ／ｒｅｖ、穿孔深
さ２０ｍｍの条件で切削加工し、穿孔不能となるまでの
穴数で評価した。また、硬度測定は、ロックウエル硬度
計Ｂスケールで測定した。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高周波焼
入用軸受鋼によれば、ラメラーパーライトおよび球状セ
メンタイトからなる混合組織を有するので、その混合組
織中のラメラーパーライトが切削加工の際の応力集中源
になり、上記成分組成からなる高周波焼入用軸受鋼に優
れた被削性を持たせることができる。
入用軸受鋼によれば、ラメラーパーライトおよび球状セ
メンタイトからなる混合組織を有するので、その混合組
織中のラメラーパーライトが切削加工の際の応力集中源
になり、上記成分組成からなる高周波焼入用軸受鋼に優
れた被削性を持たせることができる。
【００６３】また、本発明の高周波焼入用軸受鋼の製造
方法によれば、特定の成分組成範囲からなる高周波焼入
用軸受鋼を所定の温度パターンで熱処理することによ
り、その高周波焼入用軸受鋼に冷間加工性に優れた球状
セメンタイト組織を形成できるので、高周波焼入用軸受
鋼の冷間加工性を向上させることができ、その結果、熱
処理と冷間加工を繰り返して所定の寸法の高周波焼入用
軸受鋼を容易に得ることができる。さらに、特定の温度
パターンで熱処理することにより、その高周波焼入用軸
受鋼に、切削加工の際の応力集中源となるラメラーパー
ライトを形成し、その被削性を向上させることができ
る。こうした本発明の製造方法によれば、所望の形状か
らなる高周波焼入用軸受鋼をより効率的に製造すること
ができると共に、好ましい機械的特性を有するレール部
材をも製造できる。
方法によれば、特定の成分組成範囲からなる高周波焼入
用軸受鋼を所定の温度パターンで熱処理することによ
り、その高周波焼入用軸受鋼に冷間加工性に優れた球状
セメンタイト組織を形成できるので、高周波焼入用軸受
鋼の冷間加工性を向上させることができ、その結果、熱
処理と冷間加工を繰り返して所定の寸法の高周波焼入用
軸受鋼を容易に得ることができる。さらに、特定の温度
パターンで熱処理することにより、その高周波焼入用軸
受鋼に、切削加工の際の応力集中源となるラメラーパー
ライトを形成し、その被削性を向上させることができ
る。こうした本発明の製造方法によれば、所望の形状か
らなる高周波焼入用軸受鋼をより効率的に製造すること
ができると共に、好ましい機械的特性を有するレール部
材をも製造できる。
【図１】高周波焼入用軸受鋼にラメラーパーライトおよ
び球状セメンタイトからなる混合組織を形成するための
本発明に係る温度パターンである。
び球状セメンタイトからなる混合組織を形成するための
本発明に係る温度パターンである。
【図２】図１の温度パターンで熱処理して形成されたラ
メラーパーライトおよび球状セメンタイトからなる混合
組織を示す図面代用写真である。
メラーパーライトおよび球状セメンタイトからなる混合
組織を示す図面代用写真である。
【図３】高周波焼入用軸受鋼に球状セメンタイト組織を
形成するための本発明に係る温度パターンである。
形成するための本発明に係る温度パターンである。
【図４】図３の温度パターンで熱処理して形成された球
状セメンタイト組織を示す図面代用写真である。
状セメンタイト組織を示す図面代用写真である。
１ ラメラーパーライト
２ 球状セメンタイト
Ｔ1 工程Ａでの加熱保持温度
Ｔ2 工程Ａでの冷却温度
ＴA 工程Ｃでの加熱保持温度
ＴB 工程Ｃでの冷却温度
フロントページの続き
(72)発明者 藤松 威史
兵庫県姫路市飾磨区中島字一文字3007番地
山陽特殊製鋼株式会社内
(72)発明者 常陰 典正
兵庫県姫路市飾磨区中島字一文字3007番地
山陽特殊製鋼株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍ
ｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を含有
し、ラメラーパーライトおよび球状セメンタイトからな
る混合組織を有することを特徴とする高周波焼入用軸受
鋼。 - 【請求項２】 質量％で、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｐ：
０．０３％以下、Ｓ：０．０３％以下、Ｎｉ：０．３％
以下、Ｃｒ：０．１〜０．５％およびＡｌ：０．００５
〜０．０４０％から選択される１種又は２種以上を、さ
らに含有することを特徴とする請求項１に記載の高周波
焼入用軸受鋼。 - 【請求項３】 質量％で、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍ
ｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を含有
する高周波焼入用軸受鋼を、７５０〜８００℃まで加熱
し、当該温度で所定時間保持した後、１０〜１００℃／
ｈｒの冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後
放冷することを特徴とする被削性に優れた高周波焼入用
軸受鋼の製造方法。 - 【請求項４】 質量％で、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍ
ｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を含有
する高周波焼入用軸受鋼を、７２５〜７６０℃まで加熱
し、当該温度で所定時間保持した後、５０℃以下／ｈｒ
の冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後放冷
することを特徴とする冷間加工性に優れた高周波焼入用
軸受鋼の製造方法。 - 【請求項５】 質量％で、Ｃ：０．５〜０．８％、Ｍ
ｎ：０．８〜１．７％、Ｏ2 ：０．００２％以下を含有
する高周波焼入用軸受鋼を、７２５〜７６０℃まで加熱
し、当該温度で所定時間保持した後、５０℃以下／ｈｒ
の冷却速度で５００〜６５０℃まで冷却し、その後放冷
する工程Ａと、 工程Ａ後の高周波焼入用軸受鋼を冷間加工する工程Ｂ
と、 工程Ａおよび工程Ｂを１回実施しまたは２回以上繰り返
して所定の形状に加工した高周波焼入用軸受鋼を、７５
０〜８００℃まで加熱し、当該温度で所定時間保持した
後、１０〜１００℃／ｈｒの冷却速度で５００〜６５０
℃まで冷却し、その後放冷する工程Ｃと、を有すること
を特徴とする被削性に優れた高周波焼入用軸受鋼の製造
方法。 - 【請求項６】 前記高周波焼入用軸受鋼が、質量％で、
Ｓｉ：０．３５％以下、Ｐ：０．０３％以下、Ｓ：０．
０３％以下、Ｎｉ：０．３％以下、Ｃｒ：０．１〜０．
５％およびＡｌ：０．００５〜０．０４０％から選択さ
れる１種又は２種以上をさらに含有することを特徴とす
る請求項３乃至請求項５の何れか１項に記載の高周波焼
入用軸受鋼の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002118712A JP4227355B2 (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | 高周波焼入用軸受鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002118712A JP4227355B2 (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | 高周波焼入用軸受鋼の製造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006299445A Division JP4456593B2 (ja) | 2006-11-02 | 2006-11-02 | 高周波焼入用軸受鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003313625A true JP2003313625A (ja) | 2003-11-06 |
| JP4227355B2 JP4227355B2 (ja) | 2009-02-18 |
Family
ID=29535471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002118712A Expired - Lifetime JP4227355B2 (ja) | 2002-04-22 | 2002-04-22 | 高周波焼入用軸受鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4227355B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013227676A (ja) * | 2013-04-12 | 2013-11-07 | Nsk Ltd | 車輪支持用軸受装置 |
-
2002
- 2002-04-22 JP JP2002118712A patent/JP4227355B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013227676A (ja) * | 2013-04-12 | 2013-11-07 | Nsk Ltd | 車輪支持用軸受装置 |
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| JP4227355B2 (ja) | 2009-02-18 |
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