JPH03223416A - 機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法 - Google Patents
機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法Info
- Publication number
- JPH03223416A JPH03223416A JP2030890A JP2030890A JPH03223416A JP H03223416 A JPH03223416 A JP H03223416A JP 2030890 A JP2030890 A JP 2030890A JP 2030890 A JP2030890 A JP 2030890A JP H03223416 A JPH03223416 A JP H03223416A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- forging
- steel
- free
- cutting steel
- machinability
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005242 forging Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 229910000915 Free machining steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 26
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 23
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 9
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 7
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- -1 aluminum chromium molybdenum Chemical compound 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002436 steel type Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- QDLZHJXUBZCCAD-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Mn] Chemical compound [Cr].[Mn] QDLZHJXUBZCCAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum Chemical compound [Cr].[Mo] VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGSYQYXYGXIQFH-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum nickel Chemical compound [Cr].[Ni].[Mo] OGSYQYXYGXIQFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000003009 desulfurizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000003303 reheating Methods 0.000 description 1
- 230000035936 sexual power Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野）
この発明は、窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼（ここ
では、機械構造用快削鋼を用いた部品ないしは製品の素
材であるものをも当然含む。）を＃９造焼入れするのに
利用される機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法に関する
ものである。 （従来の技術） 従来、各種機械構造物の素材として、機械構造用鋼が用
いられることが多い。 この種の機械構造用鋼としては、機械構造用炭素鋼（Ｓ
−Ｃ，５−ＣＫ）に代表される炭素鋼や、ニッケル・ク
ロム鋼（ＳＮＣ）、ニッケル・クロム・モリブデン鋼（
ＳＮＣＭ）、 クロム鋼（ＳＣｒ）、クロム・モリブデ
ン鋼（ＳＣＭ）マンカンｆｉ（ＳＭｎ）、マンガン・ク
ロム鋼（ＳＭｎＣ）、ボルト用鋼（ＳＮＢ）、アルミニ
ウム・クロム・モリブデン鋼（ＳＡＣＭ）などの機械構
造用低合金鋼があり、これらの被削性を向上させるため
に、Ｐｂ、Ｃａ、Ｔｅ、Ｂｉ。 Ｓなどを添加した機械構造用鋼も使用されることがある
。 また、機械構造用鋼の被削性を向上させる成分として上
記のはかＢＮ（窒化ほう素）を添加することも考えられ
た。 （発明が解決しようとする課題） このように、従来の機械構造用鋼において、その被削性
を向上させるために、Ｐｂ 、 Ｃａ 。 Ｔｅ、Ｂｉ、Ｓなどを添加するほか、化合物としてのＢ
Ｎを鋼中に存在させることによって機械構造用鋼の被削
性を向上させることも考えられたが、このようなりＮ化
合物の存在により被削性を向上させた機械構造用快削鋼
を鍛造工場において鍛造したのち、熱処理工場において
加熱炉内で再加熱して焼入れ焼もどしを行う場合には、
製造工数が多くかかると共に熱エネルギーをも多く必要
とし、生産性に劣るものになるという課題があった。 （発明の目的） この発明は、上記したような従来の課題にがんがみてな
されたもので、Ｉ！ｊ造後に冷却することなくそのまま
直接焼入れする＃？造焼入れを行うことによって製造工
数の短縮をはかると共に、ＢＮ化合物の存在により被削
性を向上させるに際して鍛造焼入れ後の被剛性に大きな
ばらつきを伴うことがなく、前記ＢＮ化合物による被剛
性向上の作用を十分なものとするこ−とが可能であって
、切削加工効率の向上ならびに工具寿命の大幅な延長を
実現することが可能である機械構造用快削鋼の鍛造焼入
れ方法を提供することを目的としている。
では、機械構造用快削鋼を用いた部品ないしは製品の素
材であるものをも当然含む。）を＃９造焼入れするのに
利用される機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法に関する
ものである。 （従来の技術） 従来、各種機械構造物の素材として、機械構造用鋼が用
いられることが多い。 この種の機械構造用鋼としては、機械構造用炭素鋼（Ｓ
−Ｃ，５−ＣＫ）に代表される炭素鋼や、ニッケル・ク
ロム鋼（ＳＮＣ）、ニッケル・クロム・モリブデン鋼（
ＳＮＣＭ）、 クロム鋼（ＳＣｒ）、クロム・モリブデ
ン鋼（ＳＣＭ）マンカンｆｉ（ＳＭｎ）、マンガン・ク
ロム鋼（ＳＭｎＣ）、ボルト用鋼（ＳＮＢ）、アルミニ
ウム・クロム・モリブデン鋼（ＳＡＣＭ）などの機械構
造用低合金鋼があり、これらの被削性を向上させるため
に、Ｐｂ、Ｃａ、Ｔｅ、Ｂｉ。 Ｓなどを添加した機械構造用鋼も使用されることがある
。 また、機械構造用鋼の被削性を向上させる成分として上
記のはかＢＮ（窒化ほう素）を添加することも考えられ
た。 （発明が解決しようとする課題） このように、従来の機械構造用鋼において、その被削性
を向上させるために、Ｐｂ 、 Ｃａ 。 Ｔｅ、Ｂｉ、Ｓなどを添加するほか、化合物としてのＢ
Ｎを鋼中に存在させることによって機械構造用鋼の被削
性を向上させることも考えられたが、このようなりＮ化
合物の存在により被削性を向上させた機械構造用快削鋼
を鍛造工場において鍛造したのち、熱処理工場において
加熱炉内で再加熱して焼入れ焼もどしを行う場合には、
製造工数が多くかかると共に熱エネルギーをも多く必要
とし、生産性に劣るものになるという課題があった。 （発明の目的） この発明は、上記したような従来の課題にがんがみてな
されたもので、Ｉ！ｊ造後に冷却することなくそのまま
直接焼入れする＃？造焼入れを行うことによって製造工
数の短縮をはかると共に、ＢＮ化合物の存在により被削
性を向上させるに際して鍛造焼入れ後の被剛性に大きな
ばらつきを伴うことがなく、前記ＢＮ化合物による被剛
性向上の作用を十分なものとするこ−とが可能であって
、切削加工効率の向上ならびに工具寿命の大幅な延長を
実現することが可能である機械構造用快削鋼の鍛造焼入
れ方法を提供することを目的としている。
（課題を解決するための手段）
この発明に係わる機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法は
、Ｂ ： ０．００４０〜０．０１００重量％、Ｎ：０
．００５０〜０．０２００重量％を含み、Ｔｉ＋Ｚｒ＋
ＲＥＭ： ０．０１重量％以下、０：０．００２０重量
％以下に規制した窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼（
部品や製品の粗成形体である場合も当然含む、）を鍛造
焼入れするに際し、Ａｒ３点以上１０００℃以下の温度
に５分間以上保持したのち焼入れする構成としたことを
特徴としており、このような機械構造用快削鋼の鍛造焼
入れ方法の構成を前述した従来の課題を解決するための
手段としている。 この発明に係わる機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法は
、前記したようなＪＩＳに制定するＳＣ材、５−ＧＫ材
、ＳＮＣ材、ＳＮ０Ｍ材。 ＳＣｒ材、ＳＣＭ材、ＳＭｎ材、ＳＭｎＣ材。 ＳＮＢ材、ＳＡＣＭ＃等の機械構造用鋼に窒化ほう素を
含有させたものが適用され、必要に応じて前記ＪＩＳに
制定する鋼においてその成分範囲をずらしたり他の合金
元素を添加したりしたものに対しても適用することが可
能である。 そして、このような機械構造用鋼の成分範囲の一例を示
すと、重量％で、Ｃ：０．０５〜１．２％、Ｓｉ：２．
０％以下、Ｍ ｎ ： ２ 、０％以下、および必要に
応じてＡＭ：０．００１〜０．１００％、同じく必要に
応じてＮｉ：０．３〜５．０％、Ｃｒ：０．１〜５．０
％、 Ｍ ｏ ：０．０５〜３．０％のうちの１種また
は２種以し、同しく必要に応じてＳ：０．２〜０．４％
。 Ｐｂ：０．０５〜０．５％、Ｂｉ ：０．０５〜０．５
％、Ｔｅ：０．０５〜０．５％のうちの１種または２種
以上を合計で０．０５〜０．５％を含み、残部Ｆｅおよ
び不純物からなるものに適用され、このような機械構造
用鋼においてＢ ： ０．００４０〜０．０１００％、
Ｎ：０．００５０−０．０２００％を含有させると共に
、Ｔｉ＋Ｚｒ＋ＲＥＭ：０．０１％以下、０：０．００
２０％以下に規制したものが適用される。 このような機械構造用鋼の成分範囲を例示することがで
きる理由について述べると、Ｃは機械構造用鋼としての
強度を確保するうえで必須の元素であり、そのためには
０．０５％以上含有させることが望ましいが、多量に含
有すると靭性を低下させるので、その上限を１．２％と
するのが望ましく、Ｓｉは脱酸剤として有効な元素であ
り、鋼塊の表面欠陥発生を防止するのに必要な元素であ
るが、多量に含有すると靭性を低下させるので、その上
限を２．０％とするのが望ましく、Ｍｎは脱酸剤および
脱硫剤として有効であり、鋼の焼入性を高めるほか、Ｍ
ｎ Ｓ等の硫化物を形成することによってＳによる熱
間脆化を防止する効果があるが、多量に含有すると鋼の
被削性を劣化させるため、その上限を２．０％とするの
が望ましく、ＡＭは鋼溶製時の脱酸剤として有効な元素
であり、鋼中の脱酸を十分なものとすることによってＢ
２Ｏ３が生成されるのを防止するのに有効な元素である
ので、このような効果を得るためには必要に応じて０．
００１％以上含有させることも望ましく、多量に含有す
ると地紙発生の原因となるので０．１００％以下とする
ことが望ましく、Ｎｉは機械構造用鋼の焼入れ性および
焼入れ焼もどし後の靭性を向上させるのに効果的な元素
であるが、多量に含有すると被削性が損なわれるので、
含有させるとしても０．３〜５．０％の範囲とすること
が望ましく、Ｃｒは機械構造用鋼の焼入れ性および焼入
れ焼もどし後の強度を向上させるために効果的な元素で
あるが、多量に含有すると複炭化物が形成され、焼入れ
性および被削性が損なわれるので、含有させるとしても
０．１〜５．０％の範囲とすることが望ましく、ＭＯは
機械構造用鋼の焼入れ性および焼入れ焼もどし後の強度
および靭性を向上させるのに効果的な元素であるが、多
量に含有すると複炭化物が形成され、焼入れ性が低下す
ると同時に被削性が低下するので、含有させるとしても
０．０５〜３．０％の範囲とすることが望ましく、Ｓ、
Ｐｂ、Ｓｉ、Ｔｅはいずれも機械構造用鋼の被削性をさ
らに改善するのに有効な元素であるが、多すぎると鋼の
製造性や靭性を害するので、含有させるとしてもＳは０
．２〜０．４％（不純物としては０．０１５％以下）、
ｐｂは０．０５〜０．５％、Ｂｉは０．０５〜０．５％
、Ｔｅは０．０５〜０．５％としてかつ各元素の合計で
は０．０５〜０．５％の範囲とするのが望ましい。 そして、この発明が適用される機械構造用快削鋼におい
ては、上記成分の鋼に対してＢおよびＮを同時に添加し
ているが、これらＢおよびＮは鋼中において被削性の向
上に効果があるＢＮ化合物として析出し、鋼の被削性を
向上させるのに有効な元素である。この場合、ＢＮは鋼
中において微細に析出することにより機械的性質を低下
させることがないものとなり、また熱間加工性を低下さ
せるごともないものとなる。そして、このようなりＮ化
合物による被削性向上の効果を十分に発揮させるために
は、Ｂを０．００４０％以上、Ｎを０．００５０以上含
有させる必要がある。しかし、Ｂの含有量が０．０１０
０％を超えると熱間加工性が劣化し、Ｎの含有量が０．
０２００％を超えると鋳造性が悪化するおそれがあるの
で、Ｂについては０．００４０〜ｏ、ｏｉｏｏ％、Ｎに
ついては０．００５０〜０．０２００％の範囲のものに
適用した。 そして、このようなりＮ化合物による被削性の向上をは
かった機械構造用快削鋼において。 Ｔｉ、Ｚｒ、ＲＥＭが多量に含有されていると、これら
Ｔｉ、Ｚｒ、ＲＥＭはＮと窒化物を形成して前記ＢＮの
形成を阻害することとなるので、これらの合計を０．０
１％以下に規制したものとする必要があり、また、０が
多量に含有されていると、このＯはＢと結合して酸化物
（Ｂ２０３ ）を形成して前記ＢＮの形成を阻害するこ
ととなるので、０含有量は０．００２０％以下に規制し
たものとする必要がある。 このような窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼を鍛造焼
入れするに際して、鍛造後に直ちに焼入れする鍛造焼入
れを行った場合には、焼入れ温度にばらつきを伴いやす
く、またＢＮの析出が十分に生じないものとなるため、
第１図に示すように鍛造（Ｆ）後にＡｒ３点以上１００
０℃以下の温度に５分間以上保持したのち焼入れを行う
析出処理を施すこととした。 この場合、機械構造用鋼中の窒化ほう素は１２００℃以
上の温度において完全固溶の状態にあり、冷却過程にお
いて１１００℃以下の温度で析出するようになるが、鍛
造後直ちに急冷すると十分に析出しない、そして、１１
００℃以下で析出するようになるとしても安定的な析出
を得ることができない場合もあるので、鍛造後の保持温
度は１０００℃以下とした。しかし、Ａｒ３点よりも低
いとＢＮの析出は生じないので、Ａｒ３点以上の温度で
保持することとした。さらに、保持時間が短いと、ＢＮ
の析…が十分でないこともありラるので、前記Ａｒ３点
以上１０００℃以下の温度に５分間以上保持することと
した。 そして、このような鍛造焼入れ後には、必要に応じて焼
もどし処理が施されることもある。 （発明の作用） 熱間鍛造焼入れにおいて、熱間鍛造終了直後の温度はば
らつきを伴いやすいので、熱間鍛造終了後直ちに焼入れ
を行うと、ＢＮの析出門にばらつきを生じやすく、した
がって焼入れ後ないしは焼入れ焼もどし後の被削性にば
らつきを生じやすく、とくに焼入れ温度が高いときには
ＢＮが全く析出しないこともあるが、この発明に係わる
機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法では、Ｂ：０．００
４０〜０．０１００％、Ｎ：０．００５０〜０．０２０
０％を含み、Ｔ ｉ ＋ Ｚ ｒ ＋ ＲＥ Ｍ ：
０ 、０１％以下、〇二０．００２０％以下に規制した
窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼を鍛造焼入れするに
際し、Ａｒ３点以上１０００℃以下の温度に５分間以上
保持したのち焼入れする構成としたから、焼入れ前にお
いてＢＮが析出する温度域−で所要時間保持してＢＮを
十分に析出させたのち焼入れすることとなるので、ＢＮ
析出量は安定したものとなり、したがって被削性も安定
した良好なものとになるという作用がもたらされる。 （実施例） 第１表に示す鋼種Ｎｏ、 １〜５の鋼を真空誘導溶解
により溶製したのち造塊し、鍛造により直径６０ｍｍの
棒状素材とした。 次に、各棒状素材を第２図に示すように１２５０℃で２
時間保持したのち熱間鍛造ＣＦ）を行うことにより直径
３０ｍｍの棒状体とし、鍛造終了後に第２表に示すよう
に、一部（すなわち実施例１一実施例５）については第
２図の線工に示すようにＡｒ３点以上１０００℃以下の
温度に５分間以上保持する析出処理を行ったのち水冷（
Ｗ、Ｑ、）または油冷（０，Ｑ、）を行い、他の一部（
すなわち比較例１〜比較例５）については第２図の線■
に示すように鍛造後直ちに水冷（Ｗ、Ｑ、）または油冷
（０，Ｑ、）を行った。 この場合、第２表に示す鍛造終了温度は、鍛造終了後の
表面温度を放射温度計（スターサーモ；ＤＳ−０６ＣＦ
） で測定シタ、マタ、Ｓ状体の一部について行った析
出処理は、第２表に示す温度に保持したシルトバス中に
同じく第２表に示す時間だけ等温保持することにより実
施した。 このようにして、第２表に示す条件で鍛造焼入れを行っ
たのち鋼種Ｎｏ、 ２〜５のものについては同じく第２
表に示す条件で焼もどしを行い、その後各焼入れ材の硬
さ（ＨＲＣ）、ＢＮＮ析出量よび旋削工具寿命比を調べ
た。 この場合、ＢＮ析出量の測定は、酸不溶性窒化物を抽出
することによりＢ量を分析し、これをＢＮｉに換算する
ことにより行った。 また、旋削工具寿命比は、第３表に示す条件で長手旋削
を行い、比較例１−４を基準として評価した。これらの
結果を同じく第２表に示す。 第２表に示した結果より明らかなように、実施例１〜実
施例５ではいずれもそれぞれ対応する比較例１〜比較例
５に比べてＢＮ析出量が多くなっており、比較例１〜４
を基準とする旋削工具寿命比もかなり大きな値を示して
いて、被削性もかなり向上したものとなっていることが
認められた。
、Ｂ ： ０．００４０〜０．０１００重量％、Ｎ：０
．００５０〜０．０２００重量％を含み、Ｔｉ＋Ｚｒ＋
ＲＥＭ： ０．０１重量％以下、０：０．００２０重量
％以下に規制した窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼（
部品や製品の粗成形体である場合も当然含む、）を鍛造
焼入れするに際し、Ａｒ３点以上１０００℃以下の温度
に５分間以上保持したのち焼入れする構成としたことを
特徴としており、このような機械構造用快削鋼の鍛造焼
入れ方法の構成を前述した従来の課題を解決するための
手段としている。 この発明に係わる機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法は
、前記したようなＪＩＳに制定するＳＣ材、５−ＧＫ材
、ＳＮＣ材、ＳＮ０Ｍ材。 ＳＣｒ材、ＳＣＭ材、ＳＭｎ材、ＳＭｎＣ材。 ＳＮＢ材、ＳＡＣＭ＃等の機械構造用鋼に窒化ほう素を
含有させたものが適用され、必要に応じて前記ＪＩＳに
制定する鋼においてその成分範囲をずらしたり他の合金
元素を添加したりしたものに対しても適用することが可
能である。 そして、このような機械構造用鋼の成分範囲の一例を示
すと、重量％で、Ｃ：０．０５〜１．２％、Ｓｉ：２．
０％以下、Ｍ ｎ ： ２ 、０％以下、および必要に
応じてＡＭ：０．００１〜０．１００％、同じく必要に
応じてＮｉ：０．３〜５．０％、Ｃｒ：０．１〜５．０
％、 Ｍ ｏ ：０．０５〜３．０％のうちの１種また
は２種以し、同しく必要に応じてＳ：０．２〜０．４％
。 Ｐｂ：０．０５〜０．５％、Ｂｉ ：０．０５〜０．５
％、Ｔｅ：０．０５〜０．５％のうちの１種または２種
以上を合計で０．０５〜０．５％を含み、残部Ｆｅおよ
び不純物からなるものに適用され、このような機械構造
用鋼においてＢ ： ０．００４０〜０．０１００％、
Ｎ：０．００５０−０．０２００％を含有させると共に
、Ｔｉ＋Ｚｒ＋ＲＥＭ：０．０１％以下、０：０．００
２０％以下に規制したものが適用される。 このような機械構造用鋼の成分範囲を例示することがで
きる理由について述べると、Ｃは機械構造用鋼としての
強度を確保するうえで必須の元素であり、そのためには
０．０５％以上含有させることが望ましいが、多量に含
有すると靭性を低下させるので、その上限を１．２％と
するのが望ましく、Ｓｉは脱酸剤として有効な元素であ
り、鋼塊の表面欠陥発生を防止するのに必要な元素であ
るが、多量に含有すると靭性を低下させるので、その上
限を２．０％とするのが望ましく、Ｍｎは脱酸剤および
脱硫剤として有効であり、鋼の焼入性を高めるほか、Ｍ
ｎ Ｓ等の硫化物を形成することによってＳによる熱
間脆化を防止する効果があるが、多量に含有すると鋼の
被削性を劣化させるため、その上限を２．０％とするの
が望ましく、ＡＭは鋼溶製時の脱酸剤として有効な元素
であり、鋼中の脱酸を十分なものとすることによってＢ
２Ｏ３が生成されるのを防止するのに有効な元素である
ので、このような効果を得るためには必要に応じて０．
００１％以上含有させることも望ましく、多量に含有す
ると地紙発生の原因となるので０．１００％以下とする
ことが望ましく、Ｎｉは機械構造用鋼の焼入れ性および
焼入れ焼もどし後の靭性を向上させるのに効果的な元素
であるが、多量に含有すると被削性が損なわれるので、
含有させるとしても０．３〜５．０％の範囲とすること
が望ましく、Ｃｒは機械構造用鋼の焼入れ性および焼入
れ焼もどし後の強度を向上させるために効果的な元素で
あるが、多量に含有すると複炭化物が形成され、焼入れ
性および被削性が損なわれるので、含有させるとしても
０．１〜５．０％の範囲とすることが望ましく、ＭＯは
機械構造用鋼の焼入れ性および焼入れ焼もどし後の強度
および靭性を向上させるのに効果的な元素であるが、多
量に含有すると複炭化物が形成され、焼入れ性が低下す
ると同時に被削性が低下するので、含有させるとしても
０．０５〜３．０％の範囲とすることが望ましく、Ｓ、
Ｐｂ、Ｓｉ、Ｔｅはいずれも機械構造用鋼の被削性をさ
らに改善するのに有効な元素であるが、多すぎると鋼の
製造性や靭性を害するので、含有させるとしてもＳは０
．２〜０．４％（不純物としては０．０１５％以下）、
ｐｂは０．０５〜０．５％、Ｂｉは０．０５〜０．５％
、Ｔｅは０．０５〜０．５％としてかつ各元素の合計で
は０．０５〜０．５％の範囲とするのが望ましい。 そして、この発明が適用される機械構造用快削鋼におい
ては、上記成分の鋼に対してＢおよびＮを同時に添加し
ているが、これらＢおよびＮは鋼中において被削性の向
上に効果があるＢＮ化合物として析出し、鋼の被削性を
向上させるのに有効な元素である。この場合、ＢＮは鋼
中において微細に析出することにより機械的性質を低下
させることがないものとなり、また熱間加工性を低下さ
せるごともないものとなる。そして、このようなりＮ化
合物による被削性向上の効果を十分に発揮させるために
は、Ｂを０．００４０％以上、Ｎを０．００５０以上含
有させる必要がある。しかし、Ｂの含有量が０．０１０
０％を超えると熱間加工性が劣化し、Ｎの含有量が０．
０２００％を超えると鋳造性が悪化するおそれがあるの
で、Ｂについては０．００４０〜ｏ、ｏｉｏｏ％、Ｎに
ついては０．００５０〜０．０２００％の範囲のものに
適用した。 そして、このようなりＮ化合物による被削性の向上をは
かった機械構造用快削鋼において。 Ｔｉ、Ｚｒ、ＲＥＭが多量に含有されていると、これら
Ｔｉ、Ｚｒ、ＲＥＭはＮと窒化物を形成して前記ＢＮの
形成を阻害することとなるので、これらの合計を０．０
１％以下に規制したものとする必要があり、また、０が
多量に含有されていると、このＯはＢと結合して酸化物
（Ｂ２０３ ）を形成して前記ＢＮの形成を阻害するこ
ととなるので、０含有量は０．００２０％以下に規制し
たものとする必要がある。 このような窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼を鍛造焼
入れするに際して、鍛造後に直ちに焼入れする鍛造焼入
れを行った場合には、焼入れ温度にばらつきを伴いやす
く、またＢＮの析出が十分に生じないものとなるため、
第１図に示すように鍛造（Ｆ）後にＡｒ３点以上１００
０℃以下の温度に５分間以上保持したのち焼入れを行う
析出処理を施すこととした。 この場合、機械構造用鋼中の窒化ほう素は１２００℃以
上の温度において完全固溶の状態にあり、冷却過程にお
いて１１００℃以下の温度で析出するようになるが、鍛
造後直ちに急冷すると十分に析出しない、そして、１１
００℃以下で析出するようになるとしても安定的な析出
を得ることができない場合もあるので、鍛造後の保持温
度は１０００℃以下とした。しかし、Ａｒ３点よりも低
いとＢＮの析出は生じないので、Ａｒ３点以上の温度で
保持することとした。さらに、保持時間が短いと、ＢＮ
の析…が十分でないこともありラるので、前記Ａｒ３点
以上１０００℃以下の温度に５分間以上保持することと
した。 そして、このような鍛造焼入れ後には、必要に応じて焼
もどし処理が施されることもある。 （発明の作用） 熱間鍛造焼入れにおいて、熱間鍛造終了直後の温度はば
らつきを伴いやすいので、熱間鍛造終了後直ちに焼入れ
を行うと、ＢＮの析出門にばらつきを生じやすく、した
がって焼入れ後ないしは焼入れ焼もどし後の被削性にば
らつきを生じやすく、とくに焼入れ温度が高いときには
ＢＮが全く析出しないこともあるが、この発明に係わる
機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法では、Ｂ：０．００
４０〜０．０１００％、Ｎ：０．００５０〜０．０２０
０％を含み、Ｔ ｉ ＋ Ｚ ｒ ＋ ＲＥ Ｍ ：
０ 、０１％以下、〇二０．００２０％以下に規制した
窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼を鍛造焼入れするに
際し、Ａｒ３点以上１０００℃以下の温度に５分間以上
保持したのち焼入れする構成としたから、焼入れ前にお
いてＢＮが析出する温度域−で所要時間保持してＢＮを
十分に析出させたのち焼入れすることとなるので、ＢＮ
析出量は安定したものとなり、したがって被削性も安定
した良好なものとになるという作用がもたらされる。 （実施例） 第１表に示す鋼種Ｎｏ、 １〜５の鋼を真空誘導溶解
により溶製したのち造塊し、鍛造により直径６０ｍｍの
棒状素材とした。 次に、各棒状素材を第２図に示すように１２５０℃で２
時間保持したのち熱間鍛造ＣＦ）を行うことにより直径
３０ｍｍの棒状体とし、鍛造終了後に第２表に示すよう
に、一部（すなわち実施例１一実施例５）については第
２図の線工に示すようにＡｒ３点以上１０００℃以下の
温度に５分間以上保持する析出処理を行ったのち水冷（
Ｗ、Ｑ、）または油冷（０，Ｑ、）を行い、他の一部（
すなわち比較例１〜比較例５）については第２図の線■
に示すように鍛造後直ちに水冷（Ｗ、Ｑ、）または油冷
（０，Ｑ、）を行った。 この場合、第２表に示す鍛造終了温度は、鍛造終了後の
表面温度を放射温度計（スターサーモ；ＤＳ−０６ＣＦ
） で測定シタ、マタ、Ｓ状体の一部について行った析
出処理は、第２表に示す温度に保持したシルトバス中に
同じく第２表に示す時間だけ等温保持することにより実
施した。 このようにして、第２表に示す条件で鍛造焼入れを行っ
たのち鋼種Ｎｏ、 ２〜５のものについては同じく第２
表に示す条件で焼もどしを行い、その後各焼入れ材の硬
さ（ＨＲＣ）、ＢＮＮ析出量よび旋削工具寿命比を調べ
た。 この場合、ＢＮ析出量の測定は、酸不溶性窒化物を抽出
することによりＢ量を分析し、これをＢＮｉに換算する
ことにより行った。 また、旋削工具寿命比は、第３表に示す条件で長手旋削
を行い、比較例１−４を基準として評価した。これらの
結果を同じく第２表に示す。 第２表に示した結果より明らかなように、実施例１〜実
施例５ではいずれもそれぞれ対応する比較例１〜比較例
５に比べてＢＮ析出量が多くなっており、比較例１〜４
を基準とする旋削工具寿命比もかなり大きな値を示して
いて、被削性もかなり向上したものとなっていることが
認められた。
この発明に係わる機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法で
は、Ｂ：０．００４０〜０．０１００重量％、Ｎ：０．
００５０〜０．０２００重量％を含み、Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｒ
ＥＭ：０．０１重量％以下、Ｏ：０．００２０重量％以
下に規制した窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼を鍛造
焼入れするに際し、Ａｒ３点以上１０００℃以下の温度
に５分間以上保持したのち焼入れする構成としているの
で、鍛造後に冷却することなくそのまま直接焼入れする
鍛造焼入れを行うことによって製造工数の短縮をはかる
と共に、微細なりＮ化合物の存在により機械的性質を損
なうことなく被削性のより一層の向上をはかることが可
能であり、切削加工効率の向上ならびに工具寿命の大幅
な延長を実現することが可能であって、各種自動車部品
等の機械構造部品ないしは製品の品質向上ならびに製造
性の向上に著しく貢献するという優れた効果力くもたら
される。
は、Ｂ：０．００４０〜０．０１００重量％、Ｎ：０．
００５０〜０．０２００重量％を含み、Ｔｉ＋Ｚｒ＋Ｒ
ＥＭ：０．０１重量％以下、Ｏ：０．００２０重量％以
下に規制した窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼を鍛造
焼入れするに際し、Ａｒ３点以上１０００℃以下の温度
に５分間以上保持したのち焼入れする構成としているの
で、鍛造後に冷却することなくそのまま直接焼入れする
鍛造焼入れを行うことによって製造工数の短縮をはかる
と共に、微細なりＮ化合物の存在により機械的性質を損
なうことなく被削性のより一層の向上をはかることが可
能であり、切削加工効率の向上ならびに工具寿命の大幅
な延長を実現することが可能であって、各種自動車部品
等の機械構造部品ないしは製品の品質向上ならびに製造
性の向上に著しく貢献するという優れた効果力くもたら
される。
第１図はこの発明に係わる機械構造用快削鋼の鍛造焼入
れ方法の概要を示す時間−温度説明図、第２図はこの発
明の実施例および比較例で用１．Ｘた時間−温度説明図
である＝
れ方法の概要を示す時間−温度説明図、第２図はこの発
明の実施例および比較例で用１．Ｘた時間−温度説明図
である＝
Claims (1)
- （１）Ｂ：０．００４０〜０．０１００重量％、Ｎ：０
．００５０〜０．０２００重量％を含み、Ｔｉ＋Ｚｒ＋
ＲＥＭ：０．０１重量％以下、Ｏ：０．００２０重量％
以下に規制した窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼を鍛
造焼入れするに際し、Ａｒ＿３点以上１０００℃以下の
温度に５分間以上保持したのち焼入れすることを特徴と
する窒化ほう素を含む機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030890A JPH03223416A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2030890A JPH03223416A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03223416A true JPH03223416A (ja) | 1991-10-02 |
Family
ID=12023518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2030890A Pending JPH03223416A (ja) | 1990-01-29 | 1990-01-29 | 機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03223416A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0741851A (ja) * | 1993-08-02 | 1995-02-10 | Kawasaki Steel Corp | 被削性， 冷間鍛造性および疲労強度特性に優れた機械構造用鋼の製造方法 |
-
1990
- 1990-01-29 JP JP2030890A patent/JPH03223416A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0741851A (ja) * | 1993-08-02 | 1995-02-10 | Kawasaki Steel Corp | 被削性， 冷間鍛造性および疲労強度特性に優れた機械構造用鋼の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4802435B2 (ja) | 材質異方性が小さくかつ強度、靱性および被削性に優れる非調質鋼およびその製造方法 | |
| US20060243352A1 (en) | Process for producing steel products having improved grain size properties and machinability | |
| JP5206056B2 (ja) | 非調質鋼材の製造方法 | |
| JPH08100239A (ja) | 合金工具鋼 | |
| JPH01176055A (ja) | 被削性に優れた熱間鍛造用非調質鋼 | |
| US4952250A (en) | Method for manufacturing steel article having high toughness and high strength | |
| JPH108189A (ja) | 曲げ特性に優れる高周波焼入れ用鋼ならびにその 鋼材を用いた曲げ特性に優れる高周波焼入れ部品 | |
| JPH03223416A (ja) | 機械構造用快削鋼の鍛造焼入れ方法 | |
| JPS582572B2 (ja) | 異方性の少ない強靭棒鋼材の製造方法 | |
| JPH04371547A (ja) | 高強度強靭鋼の製造方法 | |
| JPH07116550B2 (ja) | 低合金高速度工具鋼およびその製造方法 | |
| JPS61166919A (ja) | 高靭性非調質温間鍛造品の製造方法 | |
| JP3075139B2 (ja) | 耐粗粒化肌焼鋼および強度と靱性に優れた表面硬化部品並びにその製造方法 | |
| JP2000282170A (ja) | 耐粗粒化肌焼鋼および強度と靱性に優れた表面硬化部品並びにその製造方法 | |
| JPH0447023B2 (ja) | ||
| JPH0416538B2 (ja) | ||
| JPS61139646A (ja) | 熱間鍛造用非調質棒鋼 | |
| JPS61133366A (ja) | 銘削性を付与した冷間鍛造用肌焼鋼 | |
| JPH02179841A (ja) | 高周波焼入用非調質鋼およびその製造方法 | |
| JPH0572442B2 (ja) | ||
| JP2003321710A (ja) | 結晶粒度特性と被削性に優れた浸炭用鋼製品の製造方法 | |
| JPH0533283B2 (ja) | ||
| JPH10317095A (ja) | 高周波輪郭焼入用非調質鋼 | |
| JPH02209454A (ja) | 快削ステンレス鋼 | |
| JPH10265840A (ja) | 冷間鍛造部品の製造方法 |