JPH04371524A - 鋸刃台金用高強度鋼板の製造法 - Google Patents

鋸刃台金用高強度鋼板の製造法

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JPH04371524A
JPH04371524A JP17431191A JP17431191A JPH04371524A JP H04371524 A JPH04371524 A JP H04371524A JP 17431191 A JP17431191 A JP 17431191A JP 17431191 A JP17431191 A JP 17431191A JP H04371524 A JPH04371524 A JP H04371524A
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saw blade
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JP17431191A
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Iwami Shinagawa
品川 岩美
Tatsuo Yoshii
達雄 吉井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、チップソーやバンド
ソー等の鋸刃の台金用に適した高強度、高靭性を有する
鋼板の製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】図1に示すとおり、チップソーやバンド
ソー等の鋸刃1の刃先2には、切削性、耐摩耗性、高強
度が要求されるため、超硬合金等のチップ3がろう付け
されている。このようなチップを取付ける鋸刃1の台金
4には、高強度、高靭性、耐摩耗性等が要求される。こ
のため、従来台金用としては、通常JISSK5、SK
S5、SKS51等の高炭素工具鋼または高炭素合金工
具鋼が熱処理したのち使用されている。しかしながらこ
の種の高炭素鋼の熱処理は、技術的にも非常に難しく、
また、油、塩等の使用により作業環境が悪化するという
問題がある。
【0003】鋸刃の台金の製造工程は、熱間圧延または
冷間圧延された鋼板を、条取りしたのち、プレス打抜き
、レーザーカットその他の方法で必要な寸法に成形する
。ついで連続熱処理炉において750〜900℃で1〜
30分間加熱し、油槽もしくは水槽にて冷却を行って焼
入れを施したのち、所定の硬度を得るために100〜5
00℃で30分〜2時間の焼戻しを行っている。あるい
は焼入れ焼戻しを簡略化するために750〜900℃で
1〜30分間加熱したのち、100〜500℃に保持さ
れた塩浴炉で30分〜2時間直接焼戻しを行っている。 成形された台金の寸法矯正は、焼戻し時に行うことが多
いが、プレスクエンチ等も用いられている。硬さ調整、
寸法矯正の施された台金は、必要によっては表面研削等
を行ったのち、超硬合金等のチップをろう付けし、塗装
を行った後出荷される。
【0004】このような高靭性、耐摩耗性鋼の製造方法
としては、熱間および冷間圧延によって製造したC:0
.45〜1.5%の中高炭素鋼あるいはCr、Mo、N
i、W等の合金元素を0.2〜3.0%含むC:0.4
5〜1.5%の中高炭素鋼を、加熱、均熱、一時冷却、
サイクル急速加熱、冷却の各帯域を順次直列に有する連
続焼鈍炉を連続的に通過せしめ、各帯域で所定条件で焼
入れ、焼戻しを行う方法(特開昭58−167728号
公報)、重量%で、C:0.40〜0.60%、Si:
0.80〜1.70%、Mn:0.40〜0.80%、
Cr:0.60〜2.00%、Nb:0.01〜0.1
0%、Al:0.20〜1.00%、残部がFeおよび
不可避的不純物からなる耐摩耗鋼(特公昭61−232
58号公報)、あるいは、C:0.50〜1.00%、
Si:0.50%以下、Mn:0.60〜1.50%、
P:0.020%以下、Mo:0.15〜0.50%、
Mo/P≧10、solAl:0.020〜0.060
%を含み、残部は実質的にFeよりなる鋼を、780〜
860℃で焼入れし、200〜450℃で焼戻す方法(
特開昭62−139811号公報)等多くの提案が行わ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のJIS  
SK5、SKS5、SKS51等の高炭素鋼等を焼入れ
、焼戻しする方法は、焼入れ時の冷却媒体が油が主体で
あり、一部塩浴等があるが、これら媒体の維持には慎重
を要し、また当然劣化するので廃却、入替が必要であり
、しかも作業環境が非常に悪いという欠点がある。さら
にこれら高炭素鋼等は、低合金入りであり、その製造は
かなり困難で、コスト的にも高価となる。
【0006】また、特開昭58−167728号公報、
特公昭61−232811号公報および特開昭62−1
39811号公報の鋼は、いずれもC:0.40〜1.
00%の高炭素鋼であるため、高強度と耐摩耗性を得る
ための焼入れ時に焼き割れが発生し易く、しかも、十分
な靭性を付与するためには焼戻し処理を必要とする。
【0007】この発明の目的は、焼入れ時に油、塩浴等
を使用することなく、空冷によって焼入れでき、しかも
焼入れ時の焼き割れがなく、寸法精度に優れた鋸刃台金
用高強度鋼板の製造法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく種々試験研究を行った。その結果、炭素含
有量を0.15〜0.40重量%と低い値とすることに
より焼き割れを防止すると共に、Si、Mn、その他の
合金元素を添加することによって必要な強度、耐摩耗性
、靭性を確保することにより、油、塩浴等を使用せず空
冷によって焼入れできることを究明し、この発明に到達
した。
【0009】すなわちこの発明は、重量%で、C:0.
15〜0.40%、Si:0.10〜0.70%、Mn
:1.00〜2.70%、Cr:0.50〜2.50%
、P≦0.025%、S≦0.015%、solAl:
0.01〜0.05%を含み、必要に応じてMo:0.
05〜0.50%、V:0.02〜0.10%、Ni:
0.20〜2.50%、Ti:0.02〜0.10%、
Nb:0.02〜1.00%、B:0.0005〜0.
0050%を含有し、残部がFeと不可避的不純物から
なる熱延鋼板または冷延鋼板を、鋸刃台金用に加工した
のち、850〜1050℃に加熱して0.5〜30分保
持したのち空冷し、ついで50〜350℃の温度で1〜
30分保持したのち放冷するのである。
【0010】また、重量%で、C:0.15〜0.40
%、Si:0.10〜0.70%、Mn:1.00〜2
.70%、Cr:0.50〜2.50%、P≦0.02
5%、S≦0.015%、solAl:0.01〜0.
05%を含み、必要に応じてMo:0.05〜0.50
%、V:0.02〜0.10%、Ni:0.20〜2.
50%、Ti:0.02〜0.10%、Nb:0.02
〜1.00%、B:0.0005〜0.0050%を含
有し、残部がFeと不可避的不純物からなる熱延鋼板ま
たは冷延鋼板を、鋸刃台金用に加工したのち、850〜
1050℃に加熱して0.5〜30分保持したのち空冷
途中で定盤等による寸法矯正を行い、ついで50〜35
0℃の温度で1〜30分保持したのち放冷するのである
【0011】
【作用】この発明において、成分組成を限定した理由は
、次のとおりである。Cは、硬度を安価に得るために必
須の元素であるが、0.15重量%以下では鋸刃台金用
として必要なHRC38以上の硬さを熱処理で得ること
ができない。また、0.40重量%を超えると、焼入れ
のままで硬度が高過ぎ、置き割れが生じるばかりでなく
、熱処理後の靭性も劣化する。このため、C含有量は0
.15〜0.40重量%とした。Siは、脱酸に必要な
元素であるが、0.10重量%未満では脱酸が不十分で
、靭性を確保することができず、また、0.70重量%
を超えると逆に靭性が劣化し、耐衝撃性が悪化する。 このため、Si含有量は0.10〜0.70重量%とし
た。Mnは、焼入れ性改善に必要な元素であるが、1.
00重量%未満では焼入れ性改善効果が不十分で、逆に
2.70重量%を超えると製鋼時のスラブ製造において
欠陥が生じ易くなり、熱処理後に靭性が低下する。この
ため、Mn含有量は1.00〜2.70重量%とした。
【0012】Crは、焼入れ性の改善、靭性改善および
冷延鋼板製造の箱焼鈍時の脱炭防止効果を有するが、0
.50重量%未満ではこれらの効果が不十分で、2.5
0重量%を超えると高価となる。このため、Cr含有量
は0.50〜2.50重量%とした。Pは、鋼中の代表
的不純物で、0.025重量%を超えると焼き割れや熱
処理後の靭性が劣化する。このため、P含有量は0.0
25重量%以下とした。Sは、Pと同様鋼中の代表的不
純物で、0.015重量%を超えると焼き割れや熱処理
後の靭性が劣化する。このため、S含有量は0.015
重量%以下とした。solAlは、Siと同様脱酸に必
要な元素であるが、0.01重量%未満では脱酸が不十
分で、靭性を確保することができず、また、0.05重
量%を超えると逆に靭性が劣化し、耐衝撃性が悪化する
。このため、solAl含有量は0.01〜0.05重
量%とした。
【0013】Moは、Crと同様焼入れ性改善、靭性改
善ならびに焼戻し軟化抵抗上昇に有効であるが、0.0
5重量%未満では効果が不十分で、0.50重量%を超
えると靭性の向上効果が飽和し経済上好ましくない。V
は、高温焼戻し軟化抵抗が大きい元素であるが、0.0
2重量%未満では十分な効果が得られず、また、0.1
0重量%を超えると高価となり経済的に不利である。N
iは、焼入れ性、靭性改善に有効な元素で、0.20重
量%未満では焼入れ、靭性改善効果が不十分で、また、
2.50重量%を超えても有効であるが、経済上好まし
くない。TiおよびNbは、焼入れ時の結晶粒粗大化防
止効果、鋸刃台金切出し時にレーザーカット等を用いる
際の靭性改善に効果を有するが、下限未満では上記効果
が不十分で、また、上限を超えると靭性が劣化する。B
は、焼入れ性改善に有効な元素で、0.0005重量%
未満では焼入れ性改善効果が不十分で、また、0.00
50重量%を超えると靭性が劣化する。
【0014】また、この発明において、焼入れ温度を8
50〜1050℃としたのは、850℃未満では焼入れ
のためのオーステナイト化が十分でなく、また、105
0℃を超えるとオーステナイト粒の粗大化が生じ、靭性
が劣化するからである。焼入れ時間を0.5〜30分と
したのは、0.5分未満の加熱では台金全体を均熱する
ことができず、機械的性質が不均一となる、また、30
分を超えると1050℃近い加熱温度では結晶粒の粗大
化が生じ、靭性が劣化するばかりでなく、焼き割れが生
じ易くなるからである。この発明における空冷とは、水
、油等を使用しないで冷却媒体として空気を利用する全
ての冷却をいう。また、焼戻し条件を50〜350℃で
1〜30分としたのは、低温短時間では十分な靭性が確
保できず、高温長時間では十分な硬度が得られないから
である。この発明において、空冷途中での定盤等による
寸法矯正は、300℃以上の温度で行うのが好ましい。 その理由は、300℃未満では長時間もしくは多数の繰
返しが必要となり、処理中の割れの危険性が大きいから
である。さらにこの発明の鋼板は、高強度、耐摩耗性が
要求され、靭性すなわち耐衝撃性を余り要求されない用
途向けについては、850〜1050℃に加熱して0.
5〜30分保持したのち空冷し、そのまま放冷するのみ
で、焼戻し処理を施さなくても十分な高強度、耐摩耗性
を有する。
【0015】この発明においては、重量%で、C:0.
15〜0.40%、Si:0.10〜0.70%、Mn
:1.00〜2.70%、Cr:0.50〜2.50%
、P≦0.025%、S≦0.015%、solAl:
0.01〜0.05%を含み、必要に応じてMo:0.
05%、V:0.02〜0.10%、Ni:0.20〜
2.50%、Ti:0.02〜0.10%、Nb:0.
02〜1.00%、B:0.0005〜0.0050%
を含有し、残部がFeと不可避的不純物からなる熱延鋼
板または冷延鋼板を使用することによって、油、塩浴等
によることなく空冷で十分に焼入れが可能となり、従来
の油、塩等を使用する場合の管理に関する相当量の作業
工程を省略することができると共に、焼き割れを防止す
ることができる。
【0016】また、この発明においては、空冷途中で定
盤等により寸法矯正を行うことにより、機械的矯正での
長時間もしくは多数の繰返し矯正の必要がなく、また、
処理中の割れの危険性を排除でき、容易に所定の寸法精
度を得ることができる。
【0017】
【実施例】
実施例1 転炉で表1に示す成分組成の本発明鋼A、B、C、Dと
比較鋼E、F、G、Hを溶製し、連続鋳造法によりスラ
ブとしたのち、熱間圧延により厚さ3mm、板幅103
0mmのコイルとなし、その後レーザーカットにより直
径400mmのチップソー用台金に加工し、連続熱処理
炉により表2に示す条件で加熱、空冷、焼戻しを行って
チップソー用台金を製造した。得られた各鋼板の鋼成分
、焼入れ温度、焼戻し温度の耐衝撃性、耐摩耗性に及ぼ
す影響を調べるため、硬さ試験を実施した。その結果を
表2に併記する。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】表2に示すとおり、比較例のCの高いE鋼
は焼入れのままで硬度が高すぎ、置き割れが生じ、Mn
の低いF鋼は硬さが低く、Pが高いG鋼は衝撃値が低く
、また焼入れ温度の低いH鋼は焼入れが十分でなく、比
較例の鋼はいずれもチップソー用台金として要求される
硬さ(HRC:38〜53)を有していない。これに対
し本発明のA〜D鋼はいずれもチップソー用台金として
要求される硬さを有し、優れた耐衝撃性、耐摩耗性を示
している。
【0021】実施例2 前記実施例1の表1に示すA〜H鋼を連続鋳造法により
スラブとしたのち、熱間圧延により厚さ3mm、板幅1
030mmのコイルとなし、このコイルを箱焼鈍したの
ち、冷間圧延により厚さ1.6mm、板幅1000mm
となし、最終の箱焼鈍を行ったのち、プレス打抜きによ
り直径250mmのチップソー用台金に加工した。得ら
れた各台金を連続熱処理炉により表3に示す条件で加熱
、空冷、焼戻しを行って得たチップソー用台金のそれぞ
れについて、硬さ試験を実施した。その結果を表3に併
記した。
【0022】
【表3】
【0023】表3に示すとおり、比較例のCの高いE鋼
は焼入れのままで硬度が高すぎ、置き割れが生じ、Mn
の低いF鋼は硬さが低く、Pが高いG鋼は衝撃値が低く
、また焼入れ温度の低いH鋼は焼入れが十分でなく、比
較例の鋼はいずれもチップソー用台金として要求される
硬さ(HRC:38〜53)を有していない。これに対
し本発明のA〜D鋼はいずれもチップソー用台金として
要求される硬さを有し、優れた耐衝撃性、耐摩耗性を示
している。
【0024】
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、空冷で焼入れでき、焼入れ歪の少ない成分組成を選
択し、さらに空冷中に歪矯正を行うことによって、鋸刃
用台金として要求される耐摩耗性、耐衝撃性ならびに所
定の寸法精度を得ることができ、従来の油、塩浴等が不
要となり、作業環境を改善できるばかりでなく、これら
の管理に要する作業工程を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】チップソーの鋸刃を示す概略説明図である。
【符号の説明】
1    鋸刃 2    刃先 3    チップ 4    台金

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  重量%で、C:0.15〜0.40%
    、Si:0.10〜0.70%、Mn:1.00〜2.
    70%、Cr:0.50〜2.50%、P≦0.025
    %、S≦0.015%、solAl:0.01〜0.0
    5%を含み、必要に応じてMo:0.05〜0.50%
    、V:0.02〜0.10%、Ni:0.20〜2.5
    0%、Ti:0.02〜0.10%、Nb:0.02〜
    1.00%、B:0.0005〜0.0050%を含有
    し、残部がFeと不可避的不純物からなる熱延鋼板また
    は冷延鋼板を、鋸刃台金用に加工したのち、850〜1
    050℃に加熱して0.5〜30分保持したのち空冷し
    、ついで50〜350℃の温度で1〜30分保持したの
    ち放冷することを特徴とする鋸刃台金用高強度鋼板の製
    造法。
  2. 【請求項2】  重量%で、C:0.15〜0.40%
    、Si:0.10〜0.70%、Mn:1.00〜2.
    70%、Cr:0.50〜2.50%、P≦0.025
    %、S≦0.015%、solAl:0.01〜0.0
    5%を含み、必要に応じてMo:0.05〜0.50%
    、V:0.02〜0.10%、Ni:0.20〜2.5
    0%、Ti:0.02〜0.10%、Nb:0.02〜
    1.00%、B:0.0005〜0.0050%を含有
    し、残部がFeと不可避的不純物からなる熱延鋼板また
    は冷延鋼板を、鋸刃台金用に加工したのち、850〜1
    050℃に加熱して0.5〜30分保持したのち空冷途
    中で定盤等による寸法矯正を行い、ついで50〜350
    ℃の温度で1〜30分保持したのち放冷することを特徴
    とする鋸刃台金用高強度鋼板の製造法。
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