JP4093763B2 - リンク体の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鍛造又は溶接によって複数個チェーン連鎖した又は単独の鋼製のリンク体の製造方法に関するものである。
【０００２】
本明細書中の用語「リンク体」とは、例えば、ほぼ円形又は楕円の一定断面形状が長円軌道を描くマスターリンク（図１参照）、エンドリンク、リンクの連鎖によるリンクチェーン、Ｕ字形状のシャックル、ほぼ円形の断面直径が曲線軌道に沿って変化するフック等、荷重支持及び／又は伝達に使用される要素を意味する。従って、これらリンク体は、例えば巻上機におけるチェーンブロック、チェーンレバー、ホイスト、クレーン等、物流システムにおけるチェーン、スリングなどの吊り具として使用されるものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、このようなリンク体は、素体（熱処理前のリンク体）を電気炉に投入し、電気炉の温度を例えば、約９００゜Ｃの焼き入れ温度まで徐々に上昇させ、この高温雰囲気中に比較的長い時間をかけて加熱した後に油冷により急冷する焼き入れ処理を行い、その後、約４５０゜の雰囲気中に約１時間かてけ焼き戻しを行なっていた。
【０００４】
従って、従来のマスターリンクの素体の熱処理後の金属組織は、結晶粒度が６．５程度の比較的粗い粒度の１００％焼き戻しマルテンサイト組織であり、フェライト組織がゼロとなるようにし、硬さは５４ＨＲＣ、破断応力は９３０Ｎ／ｍｍ² 、靱性値は０．０３４Ｊ／ｍｍ³ （試験温度−４０゜Ｃ）程度であった。
【０００５】
このようなリンク体は、強度と靱性の双方が要求されるが、両者は二律背反性があり、強度を高くすると靱性は低下し、靱性を高くすると強度は低下するのが一般的であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、二律背反性を有する強度及び靱性の双方を大幅に向上させるリンク体の製造方法を得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、鍛造若しくは溶接によって複数個チェーン連鎖した又は単独の鋼製のリンク体の製造方法において、複数個チェーン連鎖した又は単独の、Ｎｉ、ＣｒおよびＭｏのうちのいずれをも含有せず、かつ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、ＳおよびＢを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼製のリンク体の素体を、常温雰囲気中で、微細結晶粒度のオーステナイト組織と微細結晶粒度のフェライト組織とが共存する温度域である８３０℃に通電加熱またはレーザ加熱する急速加熱ステップと、８３０℃から前記リンク体の素体を急冷する焼き入れステップと、焼き入れした前記リンク体の素体を焼き戻し、微細結晶粒度の焼き戻しマルテンサイト組織と、微細結晶粒度の焼き戻しフェライト組織とが混在する金属組織を生じさせる焼き戻しステップとよりなることを特徴とする。
【０００９】
この常温雰囲気中での急速加熱には、通電加熱、レーザ加熱を使用し、従来のような電気炉は使用しない。
【００１０】
本発明の好適な実施例においては、前記焼き戻しステップにおいて、前記微細結晶粒度の焼き戻しマルテンサイト組織が６０〜９０％、微細結晶粒度の焼き戻しフェライト組織が４０〜１０％混在する金属組織を生ずるようにする。更に、リンク体素材の鋼は、Ｆｅと、基礎成分であるＣ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，Ｓの他に、Ｂを含有するものとする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明リンク体の好適な実施の形態としてのマスターリンク（線径ｄ＝８ｍｍ、ピッチｐ＝８０ｍｍ）及びリンクをチェーン連鎖したリンクチェーン（線径ｄ＝７ｍｍ、ピッチｐ＝２１ｍｍ）における実験結果を従来のものとの比較する表に基づいて説明する。
【００１２】
尚、以下の説明における強度の指標である破断応力は、
破断応力＝（破断荷重）／２Ａ（Ｎ／ｍｍ² ）
ただし、Ａ＝（πｄ² ）／４とし、
靱性の指標である靱性値は、Ｖノッチ試験片を使用するアイゾット式リンク衝撃試験によるもので、
靱性値＝（吸収エネルギ）／ｄ³ （Ｊ／ｍｍ³ ）
ただし、ｄ＝リンク線径（ｍｍ）とする。
【００１３】
［表１］には、従来と本発明のマスターリンクにおけるＦｅ以外の一般的な成分の含有量を示し、［表２］には従来と本発明のリンクチェーンにおけるＦｅ以外の一般的な成分の含有量を示す。
【００１４】
【表１】

【表２】

【００１５】
［表１］及び［表２］に示すように、本発明の好適な実施例の形態においては、従来のように靱性を高めるために、Ｎｉ，Ｃｒ，及びＭｏを含有させない代わりに、Ｂを含有させるとともに、Ｓｉ，Ｐ，Ｓを従来よりも少なくし、Ｍｎを従来よりも多く含有させる。
【００１６】
本発明製造方法によれば、このような組成の鋼で形成したマスターリンク及びチェーンリンクの素体を、常温雰囲気中から、金属組織がオーステナイト組織とフェライト組織とが共存する温度域まで急速加熱する。本発明製造方法における常温雰囲気からのこの急速加熱によれば、オーステナイト組織及びフェライト組織はともに、結晶粒度が微細化される。
【００１７】
本発明製造方法によれば、従来のように高温雰囲気中にリンク体の素体を投入して金属組織をすべてオーステナイト域にする９００゜Ｃに徐々に加熱する電気炉を使用せず、常温雰囲気から急速加熱することができる、通電加熱、又はレーザ加熱を使用し、従来の熱処理における９００゜Ｃよりも低く、従って、金属組織がオーステナイト組織とフェライト組織とが共存する温度域、８３０゜Ｃに急速加熱する。
【００１８】
金属組織が微細結晶粒度のオーステナイト組織と微細結晶粒度のフェライト組織とが共存する温度域（８３０℃）からリンク体の素体を急冷して焼き入れを行なった後にリンク体素材を焼き戻すことにより、微細結晶粒度の焼き戻しマルテンサイト組織と微細結晶粒度の焼き戻しフェライト組織とが混在する金属組織を生ずる。
【００１９】
本発明製造方法により製造したマスターリンク及びリンクチェーンの金属組織及び結晶粒度を、それぞれ［表３］及び［表４］において、従来のものと比較して示す。
【００２０】
【表３】

【表４】

【００２１】
本発明製造方法によれば、［表３］，［表４］に示すように、焼き戻しマルテンサイト組織は１００％かつ焼き戻しフェライト組織はゼロではないものの、焼き戻しマルテンサイト組織は若干減少し、この減少分だけ焼き戻しフェライト組織が存在する。また、金属組織の結晶粒度指数は従来の約２倍であり、この粒度指数は数値が高いほど微細であるを示すため、従来より約２倍も微細化されていることを意味する。
【００２２】
本発明製造方法により製造したマスターリンク及びリンクチェーンの強度及び靱性値を、それぞれ［表５］及び［表６］において、従来のものと比較して示す。
【００２３】
【表５】

【表６】

【００２４】
本発明製造方法で製造したマスターリンク及びリンクチェーンによれば、従来とほぼ同一の硬さであり、二律背反性を有する破断応力及び靱性値は、それぞれ、約１．５倍（破断応力）及び約１．６〜２．４４倍（靱性値）となり、ともに向上し、従来の二律背反性をくつがえす驚くべき効果が得られた。
【００２５】
［表７］にはマスターリンク素材における従来の電気炉加熱と比較した本発明製造方法を示す。マスターリンクの素体の本発明製造方法における急速加熱を「通電加熱」で行なった。本発明熱処理方法における急速加熱は、この他にレーザ加熱を利用することもできる。
【００２６】
【表７】

【００２７】
【発明の効果】
本発明リンク体の製造方法によれば、リンク体素材を常温雰囲気中で金属組織が微細結晶粒度のオーステナイト組織と微細結晶粒度のフェライト組織とが共存する温度域に急速加熱して急冷する焼き入れを行なった後にリンク体の素体を焼き戻すことにより、金属組織は微細結晶粒度の焼き戻しマルテンサイト組織と微細結晶粒度の焼き戻しフェライト組織とが混在する組織構成となり、強度（破断応力）及び靱性の双方が向上する。
【００２８】
このような強度及び靱性の双方が向上したため、耐衝撃性、切欠き抵抗性、水素脆性抵抗性、低温強度が向上し、従って、安全性が向上するとともに、形状寸法の小型化及び材料コストの低減化が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明リンク体の一つの実施例であるマスターリンクを示す説明図である。
【符号の説明】
１ マスターリンク

Claims (2)

1. 鍛造若しくは溶接によって複数個チェーン連鎖した又は単独の鋼製のリンク体の製造方法において、
   複数個チェーン連鎖した又は単独の、Ｎｉ、ＣｒおよびＭｏのうちのいずれをも含有せず、かつ、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、ＳおよびＢを含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる鋼製のリンク体の素体を、常温雰囲気中で、微細結晶粒度のオーステナイト組織と微細結晶粒度のフェライト組織とが共存する温度域である８３０℃に通電加熱またはレーザ加熱する急速加熱ステップと、
   ８３０℃から前記リンク体の素体を急冷する焼き入れステップと、
   焼き入れした前記リンク体の素体を焼き戻し、微細結晶粒度の焼き戻しマルテンサイト組織と、微細結晶粒度の焼き戻しフェライト組織とが混在する金属組織を生じさせる焼き戻しステップとよりなることを特徴とするリンク体の製造方法。
2. 前記焼き戻しステップにおいて、前記微細結晶粒度の焼き戻しマルテンサイト組織が６０〜９０％、前記微細結晶粒度の焼き戻しフェライト組織が４０〜１０％混在する金属組織を生ずるようにした請求項１記載のリンク体の製造方法。

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