JP2862017B2 - 鋼の焼入方法 - Google Patents
鋼の焼入方法Info
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- JP2862017B2 JP2862017B2 JP2135977A JP13597790A JP2862017B2 JP 2862017 B2 JP2862017 B2 JP 2862017B2 JP 2135977 A JP2135977 A JP 2135977A JP 13597790 A JP13597790 A JP 13597790A JP 2862017 B2 JP2862017 B2 JP 2862017B2
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Landscapes
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鋼（以下「処理品」という。）の熱処理にお
ける焼入方法に関するもので、焼入油の沸点を制御して
処理品の冷却速度を調整し、処理品の変形を少くしたこ
とを特徴とする。
ける焼入方法に関するもので、焼入油の沸点を制御して
処理品の冷却速度を調整し、処理品の変形を少くしたこ
とを特徴とする。
上記焼入れはAr′点通過（臨界区域）を早く、Ar″点
以降（危険区域）をゆっくり冷すことが原則である。
以降（危険区域）をゆっくり冷すことが原則である。
従来、焼入れによる処理品の変形を防止する方法とし
て、マルクエンチ、マルテンパ、機械矯正法等が提供さ
れている。
て、マルクエンチ、マルテンパ、機械矯正法等が提供さ
れている。
マルクエンチはマルテンサイトの生成し始める温度
（Ms点）の直上まで急冷し、トルースタイト、ベイナイ
トの生成を阻止した点で、内外部の温度が一定になるま
で保持した後、空冷して硬化させる方法であるが、Ms点
直上で一時冷却を中止するため、この間にオーステナイ
トが安定化して焼入れした後のオーステナイトの残留量
が、いくぶん増加し、硬さもやや低めになる欠点があ
り、さらに処理時間が長いという問題がある。
（Ms点）の直上まで急冷し、トルースタイト、ベイナイ
トの生成を阻止した点で、内外部の温度が一定になるま
で保持した後、空冷して硬化させる方法であるが、Ms点
直上で一時冷却を中止するため、この間にオーステナイ
トが安定化して焼入れした後のオーステナイトの残留量
が、いくぶん増加し、硬さもやや低めになる欠点があ
り、さらに処理時間が長いという問題がある。
マルテンパはマルテンサイトを生成し始める温度（Ms
点）を直下まで急冷し、トルースタイト、ベイナイトの
生成を阻止してこの温度を保持している間に徐々にマル
テンサイトを生成し、硬化させる方法であるが、保持時
間が長いために上記マルクエンチよりオーステナイトの
安定化度合が大きく、オーステナイトの残留量も多く、
さらにマルクエンチよりも処理時間が長くなるという問
題があった。
点）を直下まで急冷し、トルースタイト、ベイナイトの
生成を阻止してこの温度を保持している間に徐々にマル
テンサイトを生成し、硬化させる方法であるが、保持時
間が長いために上記マルクエンチよりオーステナイトの
安定化度合が大きく、オーステナイトの残留量も多く、
さらにマルクエンチよりも処理時間が長くなるという問
題があった。
機械的矯正法は処理品に外部から機械的に力を加えて
矯正しながら、油を吹付けて冷却する方法や、水や油で
短時間冷却した後、処理品が完全に冷えきならいうちに
機械で矯正する方法であるが、処理品の形状に制限を受
け、多種少量生産には適なさい欠点がある。
矯正しながら、油を吹付けて冷却する方法や、水や油で
短時間冷却した後、処理品が完全に冷えきならいうちに
機械で矯正する方法であるが、処理品の形状に制限を受
け、多種少量生産には適なさい欠点がある。
そこで、本件出願人はAr′点通過までは焼入れ液を大
気圧下におき、Ar′点通過後は焼入液を加圧下において
沸点を制御して冷却速度を制御し、焼入れを行う方法
（特開昭61−79716号公報参照）を提供した。
気圧下におき、Ar′点通過後は焼入液を加圧下において
沸点を制御して冷却速度を制御し、焼入れを行う方法
（特開昭61−79716号公報参照）を提供した。
上記本件出願人が提供した方法は、前記危険区域の冷
却速度を制御するものであり、所要の効果を得ることが
できるが、本願発明はさらに前記臨界区域の冷却速度を
制御して処理品の変更の少い焼入方法を提供することを
目的とするものである。
却速度を制御するものであり、所要の効果を得ることが
できるが、本願発明はさらに前記臨界区域の冷却速度を
制御して処理品の変更の少い焼入方法を提供することを
目的とするものである。
本発明は上記目的を達成するため、焼入れ開始からA
r′点通過までは焼入油を減圧下におくことにより、該
焼入油の沸点を下降制御して処理品の冷却速度を早め、
Ar′点通過後は焼入油を加圧下におくことにより、沸点
を上昇制御して処理品の冷却速度をゆるやかにして焼入
れを行うことを特徴とするものである。
r′点通過までは焼入油を減圧下におくことにより、該
焼入油の沸点を下降制御して処理品の冷却速度を早め、
Ar′点通過後は焼入油を加圧下におくことにより、沸点
を上昇制御して処理品の冷却速度をゆるやかにして焼入
れを行うことを特徴とするものである。
従来から焼入液は決められた性能のものが焼入開始か
ら終了まで変えることなく継続使用されている。
ら終了まで変えることなく継続使用されている。
すなわち、Ar′点通過まで及びAr′点通過後も同一性
能の焼入液が使用される。
能の焼入液が使用される。
本発明では、上記焼入液としての焼入油の性能がAr′
点通過までと、Ar′通過後において変化させられる。具
体的には、Ar′点通過までは焼入油を減圧下において沸
点を大気圧時より下降せしめ、Ar′点通過後は焼入油を
加圧下において沸点を大気圧時より上昇させるものであ
る。
点通過までと、Ar′通過後において変化させられる。具
体的には、Ar′点通過までは焼入油を減圧下において沸
点を大気圧時より下降せしめ、Ar′点通過後は焼入油を
加圧下において沸点を大気圧時より上昇させるものであ
る。
オーステナイトをマルテンサイトに有効に変えるため
には、オーステナイトが不安定な500〜600℃の温度範囲
を臨界冷却速度以上の早さで冷却することが必要であ
り、さらにマルテンサイトが生成される200〜300℃の範
囲をゆっくり冷却することにより変形を少くすることが
できる。
には、オーステナイトが不安定な500〜600℃の温度範囲
を臨界冷却速度以上の早さで冷却することが必要であ
り、さらにマルテンサイトが生成される200〜300℃の範
囲をゆっくり冷却することにより変形を少くすることが
できる。
一般に液体中の冷却は、蒸気膜段階、沸騰段階及び対
流段階を経て行われる。
流段階を経て行われる。
すなわち、処理品を焼入液に浸漬した場合の第一段階
の冷却は蒸気膜段階であり、蒸気膜が処理品の周囲を覆
い熱伝導率を低下させるために冷却速度は遅い。続く第
二冷却段階の沸騰段階は前記処理品周囲の蒸気膜が部分
的に壊されて処理品の全面に焼入液が直接触れるように
なり急速に冷却が行われる。その後、前記処理品の温度
が下がり、沸点近くなると沸騰が止み、主として焼入液
の対流のみによって、ゆっくり冷却されるものである。
上記冷却段階、特に蒸気膜段階は、焼入液の種類や周囲
の状況によって相違がある。
の冷却は蒸気膜段階であり、蒸気膜が処理品の周囲を覆
い熱伝導率を低下させるために冷却速度は遅い。続く第
二冷却段階の沸騰段階は前記処理品周囲の蒸気膜が部分
的に壊されて処理品の全面に焼入液が直接触れるように
なり急速に冷却が行われる。その後、前記処理品の温度
が下がり、沸点近くなると沸騰が止み、主として焼入液
の対流のみによって、ゆっくり冷却されるものである。
上記冷却段階、特に蒸気膜段階は、焼入液の種類や周囲
の状況によって相違がある。
水と焼入油はいずれも蒸気膜段階、沸騰段階、対流段
階が存在するが、含有される空気量、粘性等の相違によ
り水の方が幅広い温度範囲で蒸気膜段階が存在する。
階が存在するが、含有される空気量、粘性等の相違によ
り水の方が幅広い温度範囲で蒸気膜段階が存在する。
そして、減圧下され液の沸点が下がることによって蒸
気膜段階・沸騰段階の温度範囲が大気圧の場合と比較し
て広くなる。
気膜段階・沸騰段階の温度範囲が大気圧の場合と比較し
て広くなる。
特に水の場合は沸点が下がることによって蒸気膜段階
の温度範囲がより低温側へ広がることになる。
の温度範囲がより低温側へ広がることになる。
また、同じ圧力であれば水の温度が高いほど蒸気膜段
階の温度範囲が広くなり冷却速度は遅くなる。
階の温度範囲が広くなり冷却速度は遅くなる。
これに対して焼入油の場合は水と異なり、減圧して沸
点が下降することによって蒸気膜段階の温度範囲があま
り広がらず、むしろ、沸騰段階の温度領域の方が大幅に
広がることになる。
点が下降することによって蒸気膜段階の温度範囲があま
り広がらず、むしろ、沸騰段階の温度領域の方が大幅に
広がることになる。
また、液の温度が上昇しても減圧した時と同じように
蒸気膜段階の温度範囲の広がりよりも沸騰段階の温度範
囲の広がりが大きくなる。
蒸気膜段階の温度範囲の広がりよりも沸騰段階の温度範
囲の広がりが大きくなる。
第１図において、曲線Ａは従来の大気圧下の冷却曲
線、曲線Ｂは本発明による冷却曲線である。
線、曲線Ｂは本発明による冷却曲線である。
すなわち、本発明は上記水に比べて蒸気膜段階の温度
範囲が短く、液の沸点が下がっても、また液の温度が高
くなっても蒸気膜段階の温度範囲がほとんど変わらない
焼入油を使用し、焼入れ開始からAr′点通過までの間Ｘ
（蒸気膜段階及び沸騰段階）を1500mmAqの負圧下にお
く。
範囲が短く、液の沸点が下がっても、また液の温度が高
くなっても蒸気膜段階の温度範囲がほとんど変わらない
焼入油を使用し、焼入れ開始からAr′点通過までの間Ｘ
（蒸気膜段階及び沸騰段階）を1500mmAqの負圧下にお
く。
その結果、大気圧に比べて焼入油の沸点が約10〜20℃
下降させられ、沸騰段階の温度範囲が広がり、早い段階
から蒸気沸騰段階において処理品が急冷され早く焼きが
入る。つぎに処理品が冷却され、Ar′点の通過確認以後
Ｙは焼入油が５〜10Kg/cm2の加圧下におかれる。
下降させられ、沸騰段階の温度範囲が広がり、早い段階
から蒸気沸騰段階において処理品が急冷され早く焼きが
入る。つぎに処理品が冷却され、Ar′点の通過確認以後
Ｙは焼入油が５〜10Kg/cm2の加圧下におかれる。
その結果、大気圧時に比べて焼入油の沸点が約75〜12
0℃上昇させられ、沸騰が押えられて上記対流段階によ
って処理品がゆっくり冷却されるものである。
0℃上昇させられ、沸騰が押えられて上記対流段階によ
って処理品がゆっくり冷却されるものである。
すなわち、第１図の示すごとく、本発明によれば、従
来に比べて沸点段階の傾斜がきつく、対流段階の傾斜が
ゆるくなるものである。
来に比べて沸点段階の傾斜がきつく、対流段階の傾斜が
ゆるくなるものである。
第２図には本発明の方法による焼入処理品の硬化層曲
線が示され、第３図には従来の大気圧焼入処理品の硬化
層曲線が示されている。
線が示され、第３図には従来の大気圧焼入処理品の硬化
層曲線が示されている。
処理品は第４図示のギアであり、第２図、第３図にお
いて、曲線ａはそれぞれ歯底部、曲線ｂはそれぞれ歯面
部、曲線ｃは30φ軸部を示す。
いて、曲線ａはそれぞれ歯底部、曲線ｂはそれぞれ歯面
部、曲線ｃは30φ軸部を示す。
上記各曲線a,b,cを観察すると、本発明の方法による
焼入処理品における曲線間隔（第２図）が従来の大気圧
焼入処理品の曲線間隔（第３図）より狭められ、さらに
均等間隔となっていることが認められる。
焼入処理品における曲線間隔（第２図）が従来の大気圧
焼入処理品の曲線間隔（第３図）より狭められ、さらに
均等間隔となっていることが認められる。
すなわち、本発明の方法によれば、歯底部、歯面部、
さらには軸部における硬化層のバラつきが少く、変形を
少くすることができたものである。
さらには軸部における硬化層のバラつきが少く、変形を
少くすることができたものである。
本発明によれば、焼入油の沸点を焼入工程中において
変化させ、理想的な冷却速度による焼入れが可能であ
り、処理品の変形を少くすることができるものである。
変化させ、理想的な冷却速度による焼入れが可能であ
り、処理品の変形を少くすることができるものである。
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は焼入れ冷却曲
線、第２図は本発明の方法による焼入処理品の硬化層曲
線、第３図は従来の大気圧焼入処理品の硬化層曲線、第
４図は処理品の正面図である。
線、第２図は本発明の方法による焼入処理品の硬化層曲
線、第３図は従来の大気圧焼入処理品の硬化層曲線、第
４図は処理品の正面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北本 健一 神奈川県横浜市港北区箕輪町２丁目６番 26号 東京熱処理工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−79716（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−183121（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−9827（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21D 1/00,1/06,1/18,1/62,9/32
Claims (1)
- 【請求項１】焼入れ開始からAr′点通過までは焼入油を
減圧下におくことにより、該焼入油の沸点を下降制御し
て処理品の冷却速度を早め、Ar′点通過後は焼入油を加
圧下におくことにより、沸点を上昇制御して処理品の冷
却速度をゆるやかにして焼入れを行うことを特徴とする
鋼の焼入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2135977A JP2862017B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 鋼の焼入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2135977A JP2862017B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 鋼の焼入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428818A JPH0428818A (ja) | 1992-01-31 |
| JP2862017B2 true JP2862017B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=15164303
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2135977A Expired - Lifetime JP2862017B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 鋼の焼入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2862017B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2575063Y2 (ja) * | 1991-11-13 | 1998-06-25 | 光洋リンドバーグ株式会社 | 焼入装置 |
| JP4837160B2 (ja) * | 2000-03-02 | 2011-12-14 | 出光興産株式会社 | 熱処理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6179716A (ja) * | 1984-09-26 | 1986-04-23 | Tokyo Netsu Shiyori Kogyo Kk | 鋼の焼入方法 |
| JPS63183121A (ja) * | 1987-01-24 | 1988-07-28 | Shimadzu Corp | 加圧式油焼入方法 |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP2135977A patent/JP2862017B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0428818A (ja) | 1992-01-31 |
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