JPH01259155A - 浸炭焼入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は浸炭焼入方法、殊に焼入後の形状歪の小さい
浸炭焼入方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、浸炭焼入方法としては、炭素鋼材等の焼入処理が
可能な母材に浸炭処理を施した後、母材のＡ３変態点以
上に加熱して焼入を行なっていた。

（発明が解決しようとする課題） 従来の浸炭焼入方法では、焼入後の歪（焼入歪）が大き
く所定の寸法及び真円度等の精度を維持することが難か
しいため、焼入後に研磨等の仕上げ加工を行なう或いは
個々の製品の寸法を測定して、歪の大きいものは廃棄す
る等、焼入後の加工が必要となったり、材料のロスが多
くなる等の不具合を免れなかった。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は従来の浸炭焼入方法における焼入歪の発生
原因を究明するために種々の試験を行ない焼入温度が歪
の発生に大きく影響しているととをつきとめた。

即ち、従来焼入れによる硬度を得るために焼入れ時の温
度は母材のＡ３変態点以上の温度としており、母材が一
旦オーステナイト絹織に変態した後、焼入によってマル
テンサイト組織に変態するため、オーステリーイト組織
からマルテンサイト組織に相変化する際、結晶構造の変
化に伴ない体積が変化し、とれが焼入歪となり製品の寸
法精度を悪くしていることが判明した。

この発明は上記に鑑み、母材と浸炭層との変態点温度が
異なることに着眼して、母材中に炭素を０．０８〜α３
０％含有する炭素鋼材、ニッケル・クロムモリブデン鋼
材或いはクロム・モリブデン鋼材等のＦｅ−Ｃ系の焼入
処理可能な一材を浸炭処理した後、母材のＡ３変態点以
下の温度で、かつ表面浸炭層のＡ３変態点以上の温度で
焼入処理することによってできる限り母材に組織変化を
起させずに表面の浸炭層のみを組織変化させ、焼入歪の
発生を防止すると共に十分な表面硬度を得ることを可能
にしたものである。

（実　施　例） 試料として 組　成：Ｃが０．２１％、Ｓｔが０．２６％、Ｍｎが０
．７６％、Ｐが０．２０％、Ｓが０．１７％、Ｎｉが０
．４１％、Ｃｒが０．４８％、Ｍｏが０．１５％、Ｃｕ
が０．１６％、Ｐｂが０．１５％、残部Ｆｅ（％はいず
れもｗｔ％）形吠：外径りが８２８ｗｍ、内径ｄカ４５
．７２■箇、厚さＨが２５璽嘗の環状リング（第１図）
を１５０個準備した。

この竺料を第２図に示す浸炭・焼入・焼戻し手順に従；
で、まず９３０℃で４時間、浸炭ガスを充滴した浸炭焼
入炉中で浸炭処理を行なった。

浸炭後の浸炭層の炭素（Ｃ）含有量は約０．８ｗｔ％で
あった。

この浸炭処理した試料を５０個個宛群に分けて、その内
の二群は第３図に示すＦｅ−Ｃ系吠態図に斜線を施した
本発明の焼入領域、即ち浸炭層（炭素含有量０．８　ｗ
　ｔ％）のＡ３変態点（”＝Ａｔ変態点）以上で、しか
も試料母材（炭素含有量０．２１ｗｔ％）のＡ３変態点
（吋８２０℃）以下の温度である７４０℃及び８００℃
まで夫々炉冷（除冷）し１時間均熱処理した。

また、他の一群は従来法による焼入領域である浸炭層の
Ａ３変態点以上で、しかも試料母材のＡ３変態点以上：
の温度である８４０℃まで炉冷（除冷）して同様に１時
間均熱処理した。

この熱処理した三群の試料を夫々８０℃のフェンソロ８
の焼入油中に浸漬して焼入した後、１６〇℃で２時間半
焼戻しを行なった。

このようにして浸炭・焼入、焼戻しした試料を焼入温度
の異なる群毎に内径の歪量を測定した。

！４図は真円度歪量５μｍ毎の個数を折線グラフで表わ
したものである。

このグラフから明らかなように、焼入温度が本発明の試
料母材のＡ３変態点以下の温度である７４０℃及び８０
０℃で焼入したものの真円度歪量は殆んどが６〜２５μ
ｍの範囲内に収まっているのに対し、従来の試料母材の
Ａ３変態点以上の温度である８４０℃の温度で焼入した
ものの真円度の歪量は６〜４０μｍ以上まで幅広く散つ
いている。

、従って、Ａ３変態点以下の温度で焼入れすれば許容真
円度歪量３０μｍ以下の焼入歪に押えることが可能であ
った。

第５図は試料の焼入硬度と深さとの関係を示す図である
。

この図から明らかなように、試料の深さ方向の硬度は、
表面からα４ｍｍまでは本発明の７４０℃での焼入のも
のも従来法の８４０℃での焼入のものも共にロックウェ
ル硬度６０　（ＨＲｅＯ４）でほぼ等しく、ｏ−４ｍｍ
から更に深くなるに従って、従来法の８４０℃での焼入
のものの方が硬度が高いが、本発明の方法によっても十
分な表面層の硬度は得られた。

なお、本発明者等は前記した試料の組成のほか第１表に
示す４種類の組成のものについても前記した実施例と同
様な試験を行なったが、この４種類の試料についてもほ
ぼ同様な結果であった。

この結果、試料母材の炭素含有量が０．１０ｗｔ％〜０
．３０ｗｔ％程度のものについては、本発明が有効であ
る。

以下余白 ニ　　０ト　ωΦ ×　　　　　　ｏ　エ　　　−　。

−〇　　　　■　ロ Ｘ　　　　　１　へ　　　　　へ 呂 ＝　　　　　　　１１’）ｈ　　　　　の　ω×　　　
　　０　へ　　　囚　囚 θ　＠　　　θ　ｅ （発明の効果） 本発明によれば、浸炭焼入材料の焼入歪、殊に真円変歪
を小さくすることが可能であるから焼入後の研磨仕上げ
等の加工が不要となると共に、製品不良の発生も防止で
きるから、生産性を向上させると共に材料のロスも少く
できる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は試料の形状を示す図で（ａ）は平面図。 （ｂ）は側面図、第２図は浸炭・焼入・焼戻し手順図、
第３図はＦｅ−Ｃ系状態図、第４図は歪量の折線グラフ
、第５図は焼入硬度と深さの関係を示す図である。 で　　　　　　　　　　　　　　　○Ｊ□眠較レ 一し３只− −興銀 手続補正書く方式） ％式％ １、小作の表示　　　　特願昭６３−８４１９７２、発
明の名称 浸炭焼入方法 名　　称　（２１０）住友重機械工業株式会社４、代理
人 住　　所　　　　　東京都千代田区人手町二丁ＩＤ２に
１１Ｑ５、補正命令の日付　　　　昭和６３年６月２８
日（弁送日）６、補正の対象　　　　　図　面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）母材中に炭素を０．１０〜０．３０％含有する炭素
   鋼材、ニッケル・クロム・モリブデン鋼材或いはクロム
   ・モリブデン鋼材等のＦｅ−Ｃ系の焼入処理可能な鋼材
   を浸炭処理した後、母材のＡ＿３変態点以下の温度で、
   表面浸炭層のＡ＿３変態点以上の温度で焼入処理するこ
   とを特徴とする浸炭焼入方法。