JPH0353018A - 処理鋼のコンポーネントの製造方法 - 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］ この発明は、非処理鋼から機械的性質に優れたコンポー
ネントを製造する方法であって、連続する熱処理および
戊形加工工程を有する処理鋼のコンポーネントの製造方
法に関する。

［従来の技術コ 従来において、棒鋼、ストリップ、またはコイルの形態
にある非処理鋼から、例えばスプリング、補強用棒鋼ま
たは鉄道用レールスプリングクリップのような処理鋼の
コンポーネントを製造する方法は、多数の操作から或り
立っている。

一例として、従来のスプリング製造方法の種々の連続的
な操作を以下に挙げる。

コイルを巻き解き、平坦化し、スケール除去し、研削す
る 保護雰囲気を有する炉内でオーステナイト化加熱する 熱間成形加工する 油焼入れする 炉内で焼もどす 冷却する クランプする 室温まで冷却する 予応力ショットプラストする ショットブラスト後に焼もどす 保護する（塗装、プラスティファイイング）硬化または
架橋させる 室温まで冷却する 試験する この従来の製造方法は、特に、それぞれかなりなエネル
ギ消費と高価なプラントを伴う温度変換工程を多数有す
る。更に、熱開成形加工および油焼入は、違う場所で、
かつ安全な状態で行なう操作である。最後に、曲焼入は
、有害な煙および蒸気を放出し、コンポーネントを油焼
入後に洗浄しなければならないので、大気汚染を助長す
る操作である。

フランス特許出願番号２，３９１，７８９号によれば、
上記の欠点が部分的に除去されている。この方法は、特
にレール締結金具の製造を意図するものであり、下記の
工程を有する。

冷間でコンポーネントを戊形または予或形する コンポーネントをオーステナイト化加熱する、好ましく
は流動床浴中で、または誘導加熱を用いて加熱する 流動床浴内にコンポーネントを焼入れるコンポーネント
を焼ちどす、好ましくは流動味浴内にて焼もどす ショットブラストする 任意的にコンポーネントを最終冷間戊形加エする 保護する ［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の製造方法は、未だいくつかの欠点
を有している。特に、従来法では二つの昇温工程（焼入
前のオーステナイト化加熱と焼入後の焼もどし）を伴う
。更に、コンポーネントは、加熱前に、冷間で、成形ま
たは少なくとも予戊形加工を受けるために、例えばスト
リップの形態にあるような連続的な材料に対してこの加
熱を実施することは不可能である。

この発明は、通常の方法で得られるものと同等か又はそ
れよりも優れた品質のコンポーネントをより低コストで
製造し得る処理鋼のコンポーネントの製造方法を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段および作用］この発明に係
る処理鋼のコンポーネントの製造方法は、非処理鋼から
コンポーネントを製造するための方法であって、以下の
連続操作、変態点を越えるｄ度に鋼を加熱し（オーステ
ナイト化）、 オーステナイト化加熱後、直ちに流動床浴に恒暦焼入し
（鋼にベイナイト組織を与える）、緩やかな条件の下で
コンポーネントを成形加工することを包含する。

オーステナイト化加熱およびマルテンサイト焼入後の成
形加工のみが、高い特性を存するコンポーネントを得る
ことができるという先入観とは対照的に、恒温焼入後（
ベイナイト組ｗ＆）に緩やかな条件の下で成形加工して
得られたコンポーネントは、驚くべきことに、明らかに
改善された機械的および幾何的性質（特に、疲労挙動、
応力腐食、寸広誤差が少なく高精度）を示すことがわか
った。

本発明の範囲内において、連続的な製品（ストリップ、
コイル）、素板（ブランク）あるいはピースに対して流
動床浴または誘導加熱を用いてオーステナイト化加熱を
行なうことが好ましい。また、本発明の範囲内において
、オーステナイト化加熱前に冷間予成形し、コンポーネ
ントを最終形状と異なる形状とすることかで−きる。こ
の場合、オーステナイト化加熱および恒温焼入後に緩や
かな条件下で行われる成形加工は、とりわけ、より高精
度で、より高い機械的性質をコンポーネントに与えるこ
とが意図されている（スプリングの場合におけるクラン
ビングのような、緩やかな条件下での熱力学的処理）。

最後に、緩やかな条件下での戊形加工に引き続いて、本
発明の範囲内で、コンポーネントの温度を新たに上昇さ
せることなく、コンポーネントの残留熱を利用して、緩
やかな条件下での予応カショットブラストおよび緩やか
な条件下での保護操作（硬化を伴う塗装、プラステイフ
ァイイング）を行なうことができる。

本発明の方法の多くの利点を、以下に示すように区分す
ることができる。

省エネルギ 焼入前に熱間加工する従来の製造方法は、熱間加工操作
中および搬送中にコンポーネントが冷えることを考慮し
て、変態点より十分に高い温度までコンポーネント全体
を加熱する必要がある。

本発明に係る製造方法においては、オーステナイト化加
熱操作に直ぐに引き続き焼入操作（ｉ＄ｌＩにベイナイ
ト組織を与える）を行なうという事実のために、熱損失
が非常に少なく、加熱温度は、焼入れを行なうためにの
み用いられるので、さらに低くなる。

さらに、本発明に係る製造方法によれば、金属の加工部
分を加熱し、従ってこれを処理することのみが必要であ
り、これが更にエネルギの利得をもたらす。

この場合、金属の非処理部分は、焼入およびこれに引き
続く操作を行なう場合に、熱拡散によって補足的な役割
を果たすことに留意すべきである。

誘導加熱または流動床浴内加熱を選択すると、小さなス
ペースにおける熱交換が可能となり、これは設備の操作
スタートアップ及びシャットダウン時における設備の損
失をかなり低減し、従ってそのことによって生じる損失
が低減される。油焼入の代りに流動床浴内での焼入操作
を使用することにより、油煙の排気、並びにコンポーネ
ントの洗浄および乾燥が不要になる。更に、これらの操
作で消費されるエネルギに加えて、本発明によれば油焼
入および洗浄操作のために失われる熱量を補償するため
に必要な補足的な加熱が節減される。

恒温焼入が、通常方法の焼入および焼もどしの二つの操
作にとって代わることにより、他の多くのエネルギを節
減することが可能になる。このため、焼もどし温度まで
コンポーネントを昇温するためのエネルギが削減される
。恒温焼入温度に保持する時間は、通常方法における焼
もどし温度保持時間の半分より短い。オーステナイト化
している間に誘導されるエネルギの大部分は、恒温焼入
のための流動床浴内に放出される。これは、．このエネ
ルギの再利用、例えば建屋（　ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ）を
加熱することを可能にする。

恒温焼入終了後は、ベイナイト組織を有するコンポーネ
ントをマルテンサイト変態点を超える温度、すなわち鋼
の等級によって２８０〜３５０℃の温度とし、コンポー
ネントに含まれる残留熱を、緩やかな条件下で実施され
る以後の操作（成形加工、クランプ、予応力、ショット
ブラスト、保護）と調和して用いることができる。

このため、本発明の製造方法によれば、オーステナイト
化中に導入されたエネルギの大部分を回収するこができ
る。

品質向上 緩やかな条件下で加工すると、より良い精度をコンポー
ネントに与え、加工中に誘導された転位欠陥をふさぐ顕
著にブロックすることにより最終製品の機械的特性を増
大させる。転位の誘導は、特に、温度にリンクしている
炭素原子の移動性の上昇の故である。恒温焼入後の急速
加熱は、脱炭の危険を取り除く。

本発明に係る製造方法の連続操作は、正確な順序でおこ
なわれ、原材料に保存されたエネルギを最大限有利に引
き出すことを可能にする。各操作における温度の選択は
、特に、予応力ショットブラストおよび予成形（クラン
ピング）する場合には金属学的観点から、防食保護する
場合には電気化学的観点から有益な効果を最大限引き出
すことをねらいとする。事実、通常の方法に対して本発
明の製造方法は、金属保護のための化学結合（りん酸塩
処理）により得られるいわゆる下塗り層の形成が不要に
なる。この下塗り層の形成は、コンポーネント表面の機
械的性質の低下を必然的に伴つ。

原材料の節減 浦焼入操作の省略と、これに代わる流動床浴内での焼入
は、焼入油のような石浦製品の消費を節減すると共に、
洗浄用の製品および水の消費を節減ずる。本発明の方法
で品質良好なコンポーネントを供給する限りにおいては
、同じ単一の機能に必要な原材料の量を点らすことがで
きる。他の観点からみると、本発明によれば同等の特性
を有するコンポーネントを得るために、鋼に添加される
合金量をさらに少なくすることが可能になる。

圧延からのコイル形態の素材を用いることが可能になり
、原材料損失および素材の価格がかなり低減する。

占有面積およびコストの低減 本発明の方法によれば、操作の数が低減される。

特に、温度を上昇させるための操作および温度保持の時
間が低減される。このため、本発明の方法に用いるのに
必要とされる設備は、さらに小さなサイズになる。

例えば、本発明の設備に必要な投下コストおよび占有面
積は、自動車用サスペンションスプリングを製造するた
めの従来の設備と比較したときにおおよそ５分の１にな
る。

本発明の方法によれば、製造原料がかなり低減される。

このため、一時間当たり６００個のサスペンションスプ
リングを製造する場合に、従来の方法では１２００個の
在庫が必要であったが、本発明ではこれがたったの４０
個になる。本発明を用いることによりコンポーネントの
設備を空にするには数分間で十分である。

作業および安全条件の改善 浦焼入を省略することの長所および緩やかな条件下で加
工することの長所により、本発明の方法では有害な煙お
よび蒸気をすべて除去するので、骨の折れる作業が楽に
なる。

本発明の方法が使用される設備の清潔さ、設備の小型化
は、良質の作業環境を提供し、従来方法に供される設備
に対して生産効率がはるかに優れている。

汚染の低減 本発明の方法によれば、通常の熱間加工および曲焼入の
工程で生じるあらゆる排出物（煙、蒸気、洗浄用製品、
並びにこれに類するもの）が除去される。

所要の温度および時間の表示を伴う連続操作を、以下に
記述する。この場合に、本発明の製造方法の一実施例と
して自動車用サスペンションの製造について挙げるが、
比較例としてこれと類似の特性を有するスプリングの従
来の製造方法を挙げる。

コイルの巻き解き 平坦化切断 スケール除去研削 外気遮断下の 炉内で加熱 熱間加工 油焼入 炉内温度 冷却 クランプ又は予応力 又は予成形 ９５０ 約８００ ５０ ４５０ ２５０ ｔ５分間 ６０分間 １　０． １　１　． １　２． １　３． １　４． １　５， １　６． 室温まで冷却　　　　　２０ 予応カショットプラスト ショットブラスト後 の温度　　　　　　　約２２０ 保護ペインティング ペイント硬化　　　　約２００ 室温まで冷却　　　　約２０ 試験マーキング 操作 １，コイルの巻き解き 温度 時間 ２． ３． ４． ５． 加熱 （誘導又は流動床） 恒温焼入 （冷却） 緩やかな条件下での 成形加工 緩やかな条件下での 約８５０ 約３２０ ３００ １５分間 １５分間 予応力クランプ および試験　　　　　　　２８００ 予応力ショットブラスト　２８０　” 保護　　　　　　　　　　２２０° （塗装又はプラスティサイジング）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続する熱処理および加工操作を含む非処理鋼か
   らコンポーネントを製造するための方法であって、 変態点を越える温度に鋼を加熱し（オーステナイト化）
   、 オーステナイト化加熱後、直ちに流動床浴に恒温焼入し
   （鋼にベイナイト組織を与える）、緩やかな条件の下で
   コンポーネントを成形加工する連続操作を包含する製造
   方法。
2. （２）オーステナイト化加熱前に、最終形状とは異なる
   形状にコンポーネントを冷間予成形することを特徴とす
   る請求項１記載の方法。
3. （３）オーステナイト化加熱を流動床浴内で行なうこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. （４）オーステナイト化加熱を誘導加熱により行なうこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
5. （５）緩やかな条件の下で予応力クランプすることを特
   徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載の
   方法。
6. （６）コンポーネントの残留熱を利用して、予応力ショ
   ットブラストを緩やかな条件の下でさらに行なうことを
   特徴とする請求項１乃至４のうちのいずれか一つに記載
   の方法。
7. （７）コンポーネントの残留熱を利用して、コンポーネ
   ントの保護操作（塗装、プラスティファイイング）を緩
   やかな条件の下でさらに行なうことを特徴とする請求項
   １乃至４のうちのいずれか一つに記載の方法。