JPH02310343A - 破砕機用耐摩耗部品の製造方法 - 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〕 本発明は表面に表面硬化層を備えた耐摩耗性に優れた耐
摩耗部品に関し、特に粉体圧縮機などに用いられる耐摩
耗部品に関する。

〔従来の技術〕

粉体の圧縮成形を行う粉体圧縮機などに用いられる耐摩
耗部品、モールドタイヤなどは粉体の高圧動荷重のもと
て摩擦作用を受け、摩耗の著しい進展をもたらすので耐
摩耗材料などが用いられている。

一方、耐摩耗性を増大させ、強度を向上させるために材
料の表面硬化法が利用されており、これらの方法のうち
で浸炭硬化法などが普及し、自動車部品、土木掘削用ビ
ット、各種建設機械用摩耗部分などの機械部品に多用さ
れている。

浸炭硬化処理法では、浸炭材のカーボンポテンシャルを
調節し、部品の表面炭素量をはｙＯ１８〜１．００％と
なるように浸入固溶させ、その後焼入れによってその表
層部を硬いマルテンサイト組織にするようにしている。

最近では浸炭硬化処理法の改良として、高温のオーステ
ナイトの状態で、さらに、高いカーボンポテンシャルの
雰囲気中で、胴中にＣを浸入固溶させ、硬くて微細な球
状の炭化物を生成させる過剰浸炭処理法が発展してきた
（例えば、特開昭５２−１４０４３５号公報、特開昭６
１−１０４０８５号公報など）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の浸炭処理を行った部品では、
技術上、次のような問題があった。

１）　ＪＩＳ　５ＫＤＩＩなどの高炭素クロム鋼の浸炭
処理を行う場合、表面炭素濃度が著しく増加してしまう
ので、耐摩耗部品としての鋼の耐摩耗性および強度を低
下させてしまう。

２）表面硬化層は厚さが薄いので、耐摩耗部品の場合で
は部品の各部にまで摩耗が進展すると摩耗速度が急進し
、部品の耐久性を低下させるとともに、粉体の成形性能
を劣化させてしまう。

３）ガス浸炭炉による浸炭処理を行う場合、浸炭温度が
低いため、浸炭速度を増大させることができず、処理時
間を遅延させてしまう。

４）高荷重（高線圧）下にて粉体を成形するモールドタ
イヤなどでは抗折力の高い鋼が用いられるが、抗折力と
硬さの関係から、硬さく耐摩耗性）を犠牲にして強度の
高い鋼を使用する必要があった。

本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
真空浸炭法を用いて高温にて高濃度浸炭処理を行い、浸
炭硬化層に硬い球状微細炭化物を分散析出した耐摩耗性
および強度に優れた耐摩耗部品を提供することを目的と
するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するために、重量％で、Ｃ：　
０．５０〜１．００％、Ｓｉ：１．０％以下、Ｍｎ：１
．２０％以下、Ｃｒ：１０．０〜１６，０％、および必
要に応じて、Ｍｏ：０．５［１〜１．５０％、Ｖ　：　
０．２０〜０．８０％（７）　１種マタは２種以上、残
部ＦＢおよび不純物よりなる鋼を素材とし、全硬化層深
さが１．５ｍｍ以上、表面硬さがＨｖ８００以上である
表面硬化層を備えたことを特徴としている。

〔作　　用〕

本発明による耐摩耗部品を構成する素材の成分範囲の限
定理由について説明する。

Ｃ：　０．５０〜１．００％ Ｃは部品の各部における強度を確保するために０．５％
以上を含有させる。しかし、０％が高くなると浸炭処理
にさいし部品の表面炭素濃度が著しく増加してしまい、
また、各部が脆くなり、引張り強さ、衝撃値を低下させ
るので、１．００％以下とした。

Ｓ　ｉ：１．０％以下 Ｓｉはマトリックスを固溶体強化し、Ｃの偏析を防ぎマ
トリックスの組織変化に対する抵抗性を増大させるとと
もに、Ｓｔは浸炭阻害作用があり、Ｃｒ、ＭＯが含有さ
れる場合には含有が多くても浸炭可能であるが、１．０
％以下とした。

Ｍｎ：１．２０％以下 Ｍｎは素材の焼入性を増大させる効果があるため添加す
る。しかし、多すぎると焼入れひずみを助長するので１
，２０％以下とした。

Ｃｒ：Ｌｏ、０〜１６．０％ Ｃｒは浸炭時に炭化物を析出させ、表面硬度を上昇させ
る元素であり、耐摩耗性と強度を与えることができる。

とくに添加量を増大させて耐摩耗性と強度とが得られる
ようにするため、１０．０％以上添加する。しかし、多
すぎると脆性をもたらすので１６．０％以下とした。

Ｍｏ：０．５０−１．５０％、Ｖ　：　０．２０〜０．
８０％の１種または２種以上 前記の元素から選ばれる１種または２種以上を添加する
ことにより、部品の耐摩耗性と強度を与えることができ
る。しかし、添加量が多すぎると靭性に悪影響を及ぼす
のでＭｏ：１．５０％以下、■二〇、８０％以下とした
。

上記の素材を用いて、９５０〜１１００℃の温度範囲に
て高温浸炭することにより、Ｃの鋼中への拡散を著しく
進行させるので浸炭時間を短縮できるとともに省エネル
ギーとすることができる。また、浸炭材のカーボンポテ
ンシャルを１．０９６以上の雰囲気に調節し、真空浸炭
法を用いるなどして、加熱にさいしての高温度における
鋼の表面の活性化を行わせ、部品の表面炭素量を調整す
ることにょリ、残留オーステナイト量の増大を軽減し、
炭化物を微細に分散析出させる。生成する炭化物の種類
は、主として（Ｃｒ　、　　Ｆ　ｅ）ａ　Ｃであり、高
い硬さを有している。上記において、浸炭処理にさいし
、冷却加熱を繰返えす熱サイクルにより、炭化物の生成
と球状化を促進するとともに結晶粒の微細化をはかるこ
とができる。

次いで、適当な焼戻温度２００〜４００℃で焼戻しする
ことにより、残留オーステナイト量を減少させている。

かくして、浸炭硬化層には球状微細炭化物を分散析出し
た表面硬化層を備えた耐摩耗性、強度に優れた耐摩耗部
品を得ることができる。

〔実　施　例〕

以下、本発明を実施例に基いて説明する。

第１表に示す化学成分の鋼を溶製したのち、摩耗試験片
を作製した。次いで、各摩耗試験片に対して第２表に示
す条件で浸炭処理を行い、浸炭層硬度および摩耗試験機
による比摩耗量の結果が得られた。

第１表において本発明の試料Ａを基本成分とし、試料Ｂ
においてはＭｏ添加の効果、試料ＣにおいてはＭｏおよ
びＶの添加の効果を検討し、さらに、比較例として試料
りにおいては中炭素高速度鋼を用いて本発明との差異を
検討した。

第１図は第１表の試料Ｃについての浸炭処理および熱処
理の熱サイクルを示し、浸炭処理において、１０４０℃
の浸炭温度にて浸炭し、冷却、加熱を行って炭化物の生
成と球状化を促進させた。引続き、浸炭温度からの真空
浸炭炉内の冷却による焼入れ、さらに、焼戻しを行った
。焼戻し温度は３５０℃としており、残留オーステナイ
トの低減をはかった。

第２図は第１表の試料Ｃについての、熱処理後における
試料断面のビッカース硬度による硬さ分布を示し、表面
硬さＨｖ：５５０までの深さである有効硬化層深さは、
２．１ｍｍであった。なお、その他の試料の硬さ分布に
ついては図示することを省略した。

第２表において、試料Ｃのごとく全硬化層深さは深くな
り、比摩耗量を改善させることができた。

比較例においては、中炭素であることにも起因して抗折
力、靭性についてや＼優位であるが比摩耗量については
充分でないことが判明した。

比摩耗量の測定は入超式摩耗試験機により行われた。

〔発明の効果〕

本発明は上記実施例より明らかなように鋼の組成を選定
し、高温にて浸炭処理を行い、浸炭硬化層に硬い球状微
細炭化物を分散析出した表面硬化層を備えた耐摩耗性お
よび強度に優れた耐摩耗部品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による化学成分を有する試料についての
浸炭処理および熱処理の熱サイクルの説明図、第２図は
この場合の試料断面の硬さ分布曲線である。 ■杓子

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、Ｃ：０．５０〜１．００％、Ｓｉ：１
   ．０％以下、Ｍｎ：１．２０％以下、Ｃｒ：１０．０〜
   １６．０％、残部Ｆｅおよび不純物よりなる鋼を素材と
   し、全硬化層深さが１．５ｍｍ以上、表面硬さがＨｖ８
   ００以上である表面硬化層を備えたことを特徴とする耐
   摩耗部品。
2. （２）重量％で、Ｃ：０．５０〜１．００％、Ｓｉ：１
   ．０％以下、Ｍｎ：１．２０％以下、Ｃｒ：１０．０〜
   １６．０％、およびＭｏ；０．５０〜１．５０％、Ｖ：
   ０．２０〜０．８０％の１種または２種以上、残部Ｆｅ
   および不純物よりなる鋼を素材とし、全硬化層深さが１
   ．５ｍｍ以上、表面硬さがＨｖ８００以上である表面硬
   化層を備えたことを特徴とする耐摩耗部品。