JP3049175B2 - 浸炭処理金属成品のひずみ発生防止方法 - Google Patents
浸炭処理金属成品のひずみ発生防止方法Info
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Description
より発生する金属成品のひずみを防止あるいは減少させ
る方法に関する。
や機械部品、金型等の金属成品には、浸炭処理が広く行
われている。この浸炭は自動車部品、機械部品のギヤー
やシャフト等に最も多く施行され、耐衝撃性、耐摩耗
性、耐蝕性の向上を図っている。
鍛造等の金属加工が施され、この素材に工作機械で切
削、研磨、転造、プレス加工等の種々の金属加工が行わ
れ、浸炭処理前の金属成品の内部応力の分布状態は様々
である。すなわち、切削、研磨、ドリル加工などでは、
一般的に引張り応力が、転造、鍛造、バニシングなどで
は、硬化応力、圧縮応力が残留する。
で、浸炭処理後の寸法精度は、浸炭処理前と比較して大
きなひずみが発生するものであった。
防止する方法はなく、例えば、シャフト類に浸炭・焼入
れした後は、浸炭・焼入れ前に比較して大きなひずみが
発生するが、このようなひずみを有する成品は、熟練を
要する手作業でひずみ取りを行い(ひずみ取り作業)こ
の作業でもひずみが除去できない成品は、不良品とし回
収されていた。
るひずみを機械あるいは手作業で除去するのであるが、
前述したように内部応力の分布状態が複雑であるので、
たとえ同じ工程による金属成品であっても、ひずみ発生
状態が様々であるため、ひずみ取り作業には多くの時間
を要し、作業者の熟練を必要とする。
作業より高い費用がかかることも珍しくなかった。
すことは難しいため、品質は低下する。
割れが発生して使用不可能となったり、耐久性を著しく
低下する。
品に前記浸炭処理をする前に、ブラスト加工を施し、浸
炭処理後のひずみの発生を防止あるいは許容公差以内に
減少させ、コストの低減、品質向上を図ることにある。
らなる。
に、以下の条件でブラスト加工を施し表層部の高圧縮残
留応力の解放と、内部引張応力から圧縮残留応力への変
換を誘起、付加する。
行う。
スト加工機は、乾式のものであれば種々の型式のものが
使用可能であるが、重力式のものが好ましく、又、研磨
材としては、金属成品の表面硬度と同等又は同等以上の
硬度を有するもので、切削効果の高い、GC,C(Si
C)またはWA,A(Al2O3)又は、ガラスパウダ
ー,金属研磨材として、スチールグリット等のこれらの
内一種又は数種を用いることができる。
〜800、好ましくは#200〜#400、そして多角
形(グリット)形状のものが好ましい。
力式ブラスト加工機のエアー圧力は、3〜4kg/cm2で
ある。
ある。
ある。
なる金属成品により異なるが、成品全体又は部分的に1
0〜60秒程度の極めて短時間が一般的である。
層の硬化による割れの発生を防止するため、部分的に浸
炭処理をする場合で、例えば、部分浸炭では、未浸炭部
分を銅メッキによりマスクするので、この銅メッキをブ
ラストで除去しないので、銅メッキされた部分以外の浸
炭部のみブラスト処理される。
焼入れを行う場合もあるが、1次及び2次焼入れを行っ
ても良い。
しくは、750〜950℃で、加熱時間は、1〜3時
間、浸炭層は、0.1〜1.6mmとなる。続く、焼入れ
は、750〜1000℃、好ましくは、850〜920
℃で油焼入れする。
は、170〜220℃で空冷により行う。
削、研磨、転造、プレス加工等の種々の金属加工が施さ
れているので、その表面層の内部応力の分布状態は複雑
であり均一な状態でなく加工ひずみの応力が生じている
が、金属成品の表面にブラスト加工により、表層部の高
い圧縮残留応力の解放を誘起し、また、内部の引張応力
から圧縮残留応力への変換を誘起し、金属成品の表面層
を均一な金属組織に調整し、表面層の応力の分布状態も
一様にすると共に、表面積を増大させ、熱効率を良くす
ることによって次工程における浸炭処理が均一に行える
ことになる。
は少ない。
面層の加工ひずみの応力が小さい場合は、この加工ひず
みの応力はブラスト加工の前記残留応力の分布状態の変
化により除去される。
炭処理において、加熱されても、従来のような大きなひ
ずみが発生しない。
加工例,,と、それぞれに対応する比較例,
,をもとに説明する。
0mmに対する真直度を振れ幅mmで表した(以下、本願で
は「真直度」という)。
11で、図1に示すように旋盤及びフライス盤等の工作
機械で直径20mm、長さ200mmに切削加工したもの
で、材料はSCM415(クロムモリブデン鋼)であ
る。この加工例の成品、40個について試験を行っ
た。
0.02mm以内であり、この公差から外れる成品は不良
品となる。
法精度は、真直度が0.07〜0.09mmであった。
スト加工を施した。
として以下の条件で浸炭・焼入れ・焼戻しを行った。
間 1時間、 焼入れ; 温度880℃(油焼入れ) 焼戻
し; 温度200℃ (−4)結果 上記の浸炭・焼入れ・焼戻し後のギヤシャフト11の寸
法精度は、真直度が0.02〜0.03mmであった。し
たがって、切削加工後の寸法精度より向上するという良
好な結果を得た。
のが22個であり、残り18個に対して既知のハンドプ
レスの5分程度の作業によりひずみが除去された。
ある。この比較例の成品、40個について試験を行っ
た。
た。
3mmであった。したがって、切削加工後の真直度の寸法
精度0.07〜0.09mmに対して2〜4倍の大幅なひ
ずみが生じた。
許容公差0.02mm以内を外しており、既知のハンドプ
レスの手段によりひずみ取りをすると、全量の40個に
対して1個あたり約20分の作業を行った場合、20
%、すなわち8個のひずみ取りの不可能なものが発生し
た。
と、以下の表2のようになる。
に旋盤及びフライス盤等の工作機械で一方の大径ギヤの
歯先円直径40mm、他方の小径ギヤの歯先円直径20m
m、長さ100mmに切削加工したもので、材料はSCM
420である。なお、段付きギヤ12の軸心には直径1
0mmの貫通孔を形成している。この加工例の成品、1
0個について試験を行った。
差は、0.04mm以内である。
は、0.01mmであった。
ト加工を施した。
して本願加工例と同様の浸炭・焼入れ・焼戻しを行っ
た。
精度は、真直度が0.01mmであり、切削加工後の寸法
精度と同じであった。
ールを除去すると、貫通孔の真直度の寸法精度は、全量
10個が許容公差0.04mm以内となり、ひずみ取り不
要であった。
る。この比較例の成品、10個について試験を行っ
た。
焼入れ・焼戻しを行った。
の)が0.05mmであった。したがって、切削加工後の
真直度0.01mmに対して5倍の大幅なひずみが生じ
た。
真直度の許容公差0.04mm以内を外しており、この場
合貫通孔は内径ひずみであるため、ひずみ取りはできな
い。そこで、比較例の成品の貫通孔を、内径寸法の許
容公差の範囲内で、さらに0.02mmの内径研磨を行っ
たところ、10個中2個は真直度の許容公差0.04mm
以内から外れた不良品が出た。
と、以下の表4のようになる。
図3に示すように旋盤で大径の直径10mm、全体の長さ
150mmに切削加工したもので、材料はSNCM420
(ニッケルクロムモリブデン鋼)である。この加工例
の成品、20個について試験を行った。
0.05mm以内である。
度は、真直度が0.05mmであった。
加工を施した。
て本願加工例と同様の浸炭・焼入れ・焼戻しを行っ
た。
度は、真直度が0.02〜0.03mmであった。従っ
て、切削加工後の寸法精度0.05mmより向上するとい
う良好な結果を得た。
のが全量の20個であり、ひずみ取りが不要であった。
レット13である。この比較例の成品、20個につい
て試験を行った。
・焼入れ・焼戻しを行った。
であった。したがって、切削加工後の真直度0.05mm
に対して2〜4倍の大幅なひずみが生じた。
許容公差0.05mm以内を外しており、バーナーにて加
熱後、既知のハンドプレスの手段によりひずみ取りをす
ると、1個あたり、約10分の作業を全量の20個に対
して行った場合、18個は公差以内であったが、10
%、すなわち2個のひずみ取りの不可能な不良品が出
た。
と、以下の表6のようになる。
でき、ブラスト加工時間はひずみ取り作業時間に比して
はるかに小さいので大幅なコスト低減を図ることができ
た。
度処理の場合、同一の浸炭の深さ(0.1mm〜0.5m
m)を得るために要する処理時間を、20〜30%短縮
できた。
るのに温度を30〜50℃下げて処理を行うことができ
た。
発生するために、部分浸炭処理を行っていた金属成品に
対しては本発明方法により、部分浸炭処理を行なう必要
がなく、そのため高価な銅メッキの前処理が不要となる
ので、大幅なコスト低減を図ることができた。
Claims (2)
- 【請求項1】 押出し、鍛造、切削、研磨等の金属加工
を施して成る金属成品に対して、浸炭処理を施す面に、
金属成品の表面硬度と同等又は同等以上の硬度を有する
粒径♯100〜800の多角形グリット状の研磨材を、
噴射圧力3〜4kg/cm2、噴射速度90〜120m/sec
、噴射時間10〜60sec 、ノズル距離150〜18
0mmで乾式のブラスト加工を施し表層部の高圧縮残留応
力の解放と、内部引張応力から圧縮残留応力への変換を
誘起し、次いで浸炭処理を行うことを特徴とする浸炭処
理金属成品のひずみ防止方法。 - 【請求項2】 前記研磨材の材質がガラス、セラミッ
ク、金属のうち一種又は数種の混合物である請求項1記
載の浸炭処理金属成品のひずみ発生防止方法。」
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5162000A JP3049175B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 浸炭処理金属成品のひずみ発生防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5162000A JP3049175B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 浸炭処理金属成品のひずみ発生防止方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0718408A JPH0718408A (ja) | 1995-01-20 |
JP3049175B2 true JP3049175B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=15746135
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5162000A Expired - Lifetime JP3049175B2 (ja) | 1993-06-30 | 1993-06-30 | 浸炭処理金属成品のひずみ発生防止方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3049175B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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---|---|---|---|---|
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JP4799291B2 (ja) * | 2005-09-29 | 2011-10-26 | トヨタ自動車株式会社 | 合金鋼およびその製造方法 |
JP4407692B2 (ja) | 2006-12-14 | 2010-02-03 | Tdk株式会社 | コイル部品 |
JP6084996B2 (ja) * | 2015-02-04 | 2017-02-22 | 株式会社不二機販 | 低温セラミックスコーティングの密着力強化方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55134171A (en) * | 1979-04-03 | 1980-10-18 | Toshiba Corp | Nitriding method for steel containing chromium and nickel |
JPS5773188A (en) * | 1980-10-24 | 1982-05-07 | Mazda Motor Corp | Surface treatment of graphite flake cast iron parts |
-
1993
- 1993-06-30 JP JP5162000A patent/JP3049175B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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JPS55134171A (en) * | 1979-04-03 | 1980-10-18 | Toshiba Corp | Nitriding method for steel containing chromium and nickel |
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JPH0718408A (ja) | 1995-01-20 |
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