JP5896673B2 - せん断加工部品用熱延鋼板およびせん断加工部品用鋼板の製造法 - Google Patents
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Description
図1に、リンクプレートを使用した駆動用チェーンの外観を例示してある。
前記金属組織を有する鋼板をAc1点未満の温度で焼鈍することにより断面硬さが200〜320HV、平均炭化物粒径(円相当径)が0.3μm以下である金属組織とする工程、
を有するせん断加工部品用鋼板の製造法が提供される。
上記焼鈍を断面硬さが320HV未満となるように行い、その後、冷間圧延によって断面硬さを200〜320HVに調整してもよい。
前記金属組織を有する鋼板をAc1点未満の温度で焼鈍することにより断面硬さが200〜320HV、平均炭化物粒径(円相当径)が0.3μm以下である金属組織を有する焼鈍鋼板とする工程、
前記焼鈍鋼板にせん断加工を施してせん断加工部品を得る工程、
前記せん断加工部品に調質熱処理を施して断面硬さを400HV以上とする工程、
を有する靱性および疲労特性に優れたせん断加工部品の製造法を開示する。
上記焼鈍を断面硬さが320HV未満となるように行い、その後、冷間圧延によって断面硬さを200〜320HVに調整し、せん断加工に供してもよい。
本明細書において、成分元素の「%」は特に断らない限り「質量%」を意味する。
本発明では上述のTi、Nb炭化物による靱性、疲労特性の低下を回避するために、特許文献1と同様、Ti、Nbを含有せずVを含有する鋼を対象とする。
以下、各成分元素について説明する
本発明では、熱延鋼板の金属組織(熱延金属組織)を適正化することが極めて重要である。具体的には、ベイナイト組織またはフェライト結晶粒の面積率が5%以下であるフェライト+パーライト組織からなる熱延金属組織とする。フェライト結晶粒の面積率が0〜5%に抑えられていれば、板厚が15mmと厚い場合でも後述の焼鈍によってせん断加工に適した組織状態とすることができる。上記の熱延金属組織を得るためには、鋳片を仕上圧延温度800〜950℃で厚さ4〜15mmまで熱間圧延した後600℃以下の温度で巻取ることが極めて効果的である。ただし、鋼の化学組成は前述のように調整されていることが必要である。
なお、巻取られた熱延鋼板に対して、必要に応じて板厚調整や形状矯正のために冷間圧延を施しても構わない。
せん断加工の前に、熱間圧延工程を経て上記の金属組織に調整された鋼板に焼鈍を施して組織状態を適正化する。この焼鈍後に冷間圧延を行わず、焼鈍鋼板を直接せん断加工に供する場合は、Ac1点未満の温度で焼鈍することにより断面硬さが200〜320HV、平均炭化物粒径(円相当径)が0.3μm以下である焼鈍金属組織とする。この焼鈍金属組織は、ベイナイトあるいはパーライトの層状組織が消失し、フェライト相の素地中に炭化物が分散した組織である。断面硬さは、板厚方向に平行な断面内における板厚中央部の硬さを意味する。
上記焼鈍後に冷間圧延を施して板厚および硬さを適正化する場合は、断面硬さが200〜320HVとなる範囲で冷間圧延率を調整する。
上記の焼鈍または冷間圧延によって組織調整された鋼板はせん断加工によってせん断加工部品とされる。せん断加工としてはプレス打抜きや、切断などが挙げられる。部品に形成されたせん断加工面は、摺動面とならない場合にはカエリを除去する以外ほとんど無手入れで使用されることも多い。
所定の形状に加工された部品は、焼入れ・焼戻し処理や恒温変態処理によって所定の硬さに調質される。一般に硬質に調整するほど靱性は低下する。駆動用チェーンなど動力を伝達する機械部品としては断面硬さ400HV以上であることが望ましい。本発明に従えば断面硬さを400HVに調整した場合に衝撃値100J/cm2以上の靱性を得ることができる。450HVに調整した場合でも衝撃値80J/cm2以上の靱性が得られる。調質熱処理における溶体化時には未溶解セメンタイトを消失させることが望ましい。
これに対し、比較例No.A−1、B−1は巻取温度が低すぎたのでマルテンサイトが生成した。No.B−4、C−3、D−2は巻取温度が高すぎたのでフェライト結晶粒の面積率が5%を超えた。No.E−1はC含有量が低いためフェライト結晶粒の面積率が5%を超えた。No.F−1、H−1はCr無添加またはCr含有量不足であり、G−1はV無添加であるため、これらはフェライト+パーライトへの変態が速く、ベイナイト組織にならずにフェライト結晶粒の面積率が5%を超える組織となった。
〔調質条件1〕870℃で20min加熱した後、油中に焼入れし、焼戻し処理によって硬さが450HV(±10HV)に揃えた。この材料を「450HV調質材」と呼ぶ。
〔調質条件2〕870℃で20min加熱した後、油中に焼入れし、焼戻し処理によって衝撃値を100J/cm2(±5J/cm2)に揃えた。この材料を「衝撃値100J/cm2調質材」と呼ぶ。
なお、衝撃値は2mmUノッチ付き衝撃試験片を作製したのち焼入れ・焼戻し処理を施した試験片を用いてJIS Z2242に従うシャルピー衝撃試験(試験温度20℃、試験数n=3)によって求めた。
これらの試験結果を表3に示す。
断面硬さおよび平均炭化物粒径が適正化された鋼板をせん断加工(打抜き)に供した本発明例のものは、450HV調質材、衝撃値100J/cm2調質材とも合格判定であり、硬さ、靱性に優れるとともに、せん断加工部品において優れた疲労特性を呈することがわかる。
No.J−1はNi、Nbを含有するため粗大なNi、Nb炭化物が生成した。No.K−1はCrを多量に含有するため粗大なCr炭化物が生成した。これらの炭化物が調質熱処理後に消失しなかったことにより疲労特性が低下した。
No.M−1はC含有量が過剰であるため調質熱処理後に未溶解炭化物が残留し、靱性と疲労特性の両方を向上させることができなかった。
Claims (4)
- 質量%で、C:0.30〜0.50%、Si:0.10〜1.00%、Mn:0.20〜1.50%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Cr:0.50〜2.00%、Mo:0.10〜1.00%、V:0.10〜1.00%、T.Al:0.005〜0.100%、残部がFeおよび不可避的不純物からなる化学組成を有し、ベイナイト組織またはフェライト結晶粒の面積率が5%以下であるフェライト+パーライト組織を有する板厚4〜15mmのせん断加工部品用熱延鋼板。
- 前記せん断加工部品はチェーンのリンクプレートである請求項1に記載のせん断加工部品用熱延鋼板。
- 質量%で、C:0.30〜0.50%、Si:0.10〜1.00%、Mn:0.20〜1.50%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Cr:0.50〜2.00%、Mo:0.10〜1.00%、V:0.10〜1.00%、T.Al:0.005〜0.100%、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼の鋳片を仕上圧延温度800〜950℃で厚さ4〜15mmまで熱間圧延した後600℃以下の温度で巻取ることによりベイナイト組織またはフェライト結晶粒の面積率が5%以下であるフェライト+パーライト組織を有する鋼板とする工程、
前記金属組織を有する鋼板をAc1点未満の温度で焼鈍することにより板厚方向および圧延方向を含む断面(L断面)における断面硬さが200〜320HV、平均炭化物粒径(円相当径)が0.3μm以下である金属組織とする工程、
を有するせん断加工部品用鋼板の製造法。 - 質量%で、C:0.30〜0.50%、Si:0.10〜1.00%、Mn:0.20〜1.50%、P:0.020%以下、S:0.020%以下、Cr:0.50〜2.00%、Mo:0.10〜1.00%、V:0.10〜1.00%、T.Al:0.005〜0.100%、残部がFeおよび不可避的不純物からなる鋼の鋳片を仕上圧延温度800〜950℃で厚さ4〜15mmまで熱間圧延した後600℃以下の温度で巻取ることによりベイナイト組織またはフェライト結晶粒の面積率が5%以下であるフェライト+パーライト組織を有する鋼板とする工程、
前記金属組織を有する鋼板をAc1点未満の温度で焼鈍することにより板厚方向および圧延方向を含む断面(L断面)における断面硬さが320HV未満、平均炭化物粒径(円相当径)が0.3μm以下である金属組織を有する焼鈍鋼板とする工程、
前記焼鈍鋼板に冷間圧延を施して板厚方向および圧延方向を含む断面(L断面)における断面硬さが200〜320HVである鋼板とする工程、
を有するせん断加工部品用鋼板の製造法。
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