JP5341971B2 - 金属成品の瞬間熱処理法 - Google Patents
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Description
なお,本明細書において,粒度とは,平均粒子径の範囲を示す。
金属成品の表面に対して上述した従来の焼入れにより高い表面硬度を得る表面熱処理について,最近では,金属成品の表面に対して瞬時に急加熱急冷を行うことで金属成品の表面内部の組織を微細化させ,金属成品の機械的強度を飛躍的に高める瞬間熱処理方法が提案されている。なお,金属の変形は転位の運動によって起こるが,金属の結晶粒を微細化するほど結晶粒界が増え,転位の動きを阻害するので硬くなることは知られている。
さらに,上述したショットの噴射による表面処理は,摩耗防止のために前述の金属成品の表面に効果的に油膜を形成させる方法として採用されている。詳しくは,金属成品の摺動部の表面に,金属成品の硬度と同等以上の硬度を有し且つ略球状を成すショットを噴射し,前記金属成品の摺動部の表面に油膜切れが生じにくい微小な略断面円弧状を成す無数の凹部(ディンプル)から成る油溜り(ミクロプール)を形成させる金属成品の摺動部の摩耗防止方法が提案されている(特許文献1)。
また,熱処理による金属組織の微細化につき,上述した瞬間熱処理法では,以下の問題点があった。
研磨材として被加工物の母材硬度より高い硬度の略真球状の(JIS R6001) #100〜#800(平均粒径:149μm〜20μm),好ましくは,#280〜(#320,#360,#400)〜#500(平均粒径:73.5μm〜31μm)の範囲内で,3種以上の,近似するが,異なる粒度のショットを混合して,
実施形態では,4.8rpmで回転するバレル内の被加工物に対し,圧縮空気との混合流体として,噴射圧力0.3〜0.6MPa,噴射速度100〜200m/秒,噴射距離100mm〜250mmで,0.1〜1秒の間欠噴射をする。すなわち,0.1〜1秒の噴射を,好ましくは,0.5秒〜5秒の間隔をおいて反復噴射して,前記被加工物の表面に直径0.1〜5μmの無数の略円形の底面を有する微小凹部をランダムに形成することを特徴とする。
本発明の瞬間熱処理法は,既知のブラスト装置によりショットを噴射して金属成品の表面に衝突させるものである。
本発明において使用されるショットは,処理対象の金属成品に対し同等以上の硬度を有し,JIS研磨材粒度が♯100〜♯800(平均粒径:149μm〜20μm)の範囲で目的に応じて近似粒度3種以上を混合したものを使用する。近似粒度とは,上記範囲内の粒度を言う。
噴射方法については,噴射圧力0.3MPa以上で,0.1〜1秒の噴射を好ましくは0.5秒〜5秒,より好ましくは,0.5〜1秒経過後毎に繰り返す間欠噴射を行う。
後述実施例1で使用する微粉用ブラスト装置は,微粉の研磨材をブラストする装置である。微粉はJIS規格(JIS R 6001)では#240〜#3000(平均粒径4.7〜87.5μm)の研磨材をいい,普通粒度の研磨材とは異なり,円錐形の山に積み上げてもさらさらと山の裾野へ流れていくことがなく,極端な場合には垂直に近い角度に積み上げられるほどに微粉同士の吸着性を有するものである。微粉用ブラスト装置は,タンク内の微粉をエアバイブレータによって撹拌と同時に振動を与えるなどして一定量の微粉が平均して噴射ノズルへ供給されるようにし,基本的には既知のブラスト装置とほぼ同じ構造を持つ噴射装置である。
31 キャビネット
32 ノズル
33 回収タンク
35 出入口
38 ホッパ
41 ショット供給管
42 排出管
43 導管
44 圧縮気体供給管
Claims (5)
- 被加工物の母材硬度より高い硬度の略真球状の#100〜#800(平均粒径:149μm〜20μm)の範囲内で,3種以上の異なる近似粒度のショットを混合して,被加工物に対し,圧縮空気との混合流体として,噴射圧力0.3〜0.6MPa,噴射速度100〜200m/秒,噴射距離100mm〜250mmで,0.5秒〜5秒経過毎に,0.1〜1秒間欠噴射し,前記被加工物の表面に直径0.1〜5μmの無数の略円形の底面を有する微小凹部をランダムに形成することを特徴とする金属成品の瞬間熱処理法。
- 前記間欠噴射は,0.5秒〜1秒経過毎である請求項1記載の金属成品の瞬間熱処理法。
- 前記被加工物の表面粗さが1μm(Ra)以下である請求項1又は2記載の金属成品の瞬間熱処理法。
- 前記ショットは,略真球状を成す請求項1〜3いずれか1項記載の金属成品の瞬間熱処理法。
- 前記3種以上の異なる粒度のショットは,ショット混合比が,同率である請求項1〜4いずれか1項記載の金属成品の瞬間熱処理法。
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