JPH05179400A - 直接切削―高周波焼入れ用鋼材 - Google Patents
直接切削―高周波焼入れ用鋼材Info
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- JPH05179400A JPH05179400A JP2310627A JP31062790A JPH05179400A JP H05179400 A JPH05179400 A JP H05179400A JP 2310627 A JP2310627 A JP 2310627A JP 31062790 A JP31062790 A JP 31062790A JP H05179400 A JPH05179400 A JP H05179400A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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- C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
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Abstract
(57)【要約】
電子出願以前の出願であるので
要約・選択図及び出願人の識別番号は存在しない。
Description
本発明は、直接切削−高周波焼入れ用鋼材、す なわち、圧延のまま焼なましをせずに切削や転造 加工ができ、しかも高周波焼入れに適した鋼材に 関する。
たとえば自動車のトランスミッション系で使用 する等速ジョイントのドライブシャフトは、圧延 用鋼ＳＡＥ１５４１に焼なましまたは球状化焼な ましを行なって機械加工性を高めたのち、切削ま たは転造により加工し、最後に高周波焼入れで表 面を強化するという工程に従って製造されている。 しかしながら、ＳＡＥ１５４１は圧延ままでは 被削性がよくないため、熱処理を施さなければ加 工できず、経済的に適切な素材であるとはいいが たい。 自動車の軽量化、高出力化の傾向に伴い、トラ ンスミッションはさらに強度を高めなければなら ない一方で、コスト低減の要請から、焼なましを 省略して直接切削を可能にすることが求められて いる。 この要求にこたえて、ＳＡＥ１５４１の Ｍｎ量を減らし被削性を高めた鋼種が提供された が、この鋼は高周波焼入れ性が低く、焼入れ後の 硬化層の深さにバラツキが出るという欠点がある。
本発明の目的は、焼なまし処理をすることなく 直接切削加工が可能な程度の被削性を有するとと もに、良好な高周波焼入れ性を示し、機械構造部 品の高強度化に寄与する、直接切削−高周波焼入 れ用鋼材を提供することにある。
本発明の直接切削−高周波焼入れ用鋼材は、基 本的な合成組成として、Ｃ：０．３８〜０．４５ ％、Ｓｉ：０．３５％以下、Ｍｎ：１．０％超過 〜１．５％以下、Ｂ：０．０００５〜０．００３ ５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０５％およびＡｌ： ０．０１〜０．０６％を含有し、Ｎ：０．０１０ ％以下であって、残部が実質上Ｆｅからなる合金 組成を有し、かつ、ＪＩＳ−Ｇ０５５２で規定す るフェライト結晶粒度番号６以上の細粒組成を有 することを特徴とする。 この鋼は、上記の基本的組成の合成成分に加え て、下記の三種のグループに属する成分を含有す ことができる。 Ｉ） Ｃｒ：１．０％以下、Ｍｏ：０．２０％以 下およびＮｉ：１．０％以下の１種または２種 以上 II） Ｖ：０．３０％以下およびＮｂ：０．１０ ％以下の１種または２種 III） Ｐｂ：０．０１〜０．２０％、Ｓ：０．０ ０５〜０．３０％、Ｂｉ：０．０１〜０．１０ ％、Ｔｅ：０．０００５〜０．１０％およびＣ ａ：０．０００３〜０．００５０％の１種また は２種以上 フェライト結晶粒度番号６以上の細粒組成は、 上記いずれかの組成の合金鋼を比較的低温で、か つ高い減面率をもって圧延することによって得ら れる。 具体的には、加熱温度１１００℃以下、 仕上げ温度９５０℃以下の条件で、減面率７０％ 以上の圧延を行なうのが適当である。 圧延材の脱炭深さ（ＪＩＳ−Ｇ０５８８に規定） は、ＤＭ−Ｔ：０．２０mm以下であることが好ま しい。 脱炭深さが大きいと、高周波焼入れの効 果が乏しく表面硬化層の形成が不十分であり、ま た切削代も増加する
本発明の鋼材の合成組成を前記のように定めた 理由は、つぎのとおりである。 Ｃ ：０．３８〜０．４５％ 部品に必要とされる強度を確保するために、 ０．３８％以上の含有を必要とする。 Ｃ量 の増大に伴って被削性および転造性が低下し、 焼割れ感受性や圧延硬さが増大して不都合で あるから、０．４５％以内で適切な量をえら ぶ。 Ｓｉ：０．３５％以下 脱酸剤として若干の量必要であるが、圧延硬 さを低く保つために、上記限度内の添加に止 める。 Ｍｎ：１．０〜１．５％ 高周波焼入れ性を高く得るためには、１．０ ％以上のＭｎが必要である。 しかしＭｎ量 の増加は被削性、転造性を低下させ、焼割れ 感受性を高めるから１．５％を上限とする。 Ｂ ：０．０００５〜０．００３５％ 硬さをあまり高めずに焼入れ性を向上させる 成分として、Ｂは重要である。 効果は０． ０００５％以上の少量からあらわれるが、量 の増大とともに飽和し、熱間加工性の低下と いう弊害が出てくるので、０．００３５％以 内の添加に止める。 Ｔｉ：０．０１〜０．０５％ Ａｌ：０．０１〜０．０６％ ともに材料に含まれているＮおよびＯを固定 するはたらきがある。 とくに、固溶したＮ があるとＢＮを形成してＢの焼入性向上効果 を低下させるが、ＴｉやＡｌが存在すれば ＴｉＮやＡｌＮの生成が優先して、Ｂの効果 が生きる。 このためにはどちらも０．０１ ％以上の存在が必要であり、一方、多量に添 加しても意味がなくなるから、清浄度を害し ないようにとの配慮から、Ｔｉは０．０５％、 Ａｌは０．０６％の限界を設けた。 Ｎ ：０．０１０％以下 上記のようにＢＮを生成して焼入れ性向上を 阻害するから、ＴｉおよびＡｌとの当量を超 えないことが必要である。 多量のＮを多量 のＴｉで固定するのは、ＴｉＮ系非金属介在 物の増加を招いて好ましくない。 任意に添加する合金成分の各グループは、それ ぞれ下記のはたらきがあり、また下記の理由で組 成範囲が限定される。 Ｃｒ：１．０％以下、Ｍｏ：０．２％以下および Ｎｉ：１．０％以下の１種または２種以上 いずれも焼入れ性のいっそうの向上を希望す る場合に、上記の限度内で添加するとよい。 過大に添加しても効果は増さないばかりか、 被削性や転造性が低下する。 Ｖ：０．１％以下およびＮｂ：０．１％以下の１ 種または２種 結晶粒微細化を意図する場合に添加する。 上記限界を超えて加えても、効果は増さない。 本発明の鋼のミクロ組織は、フェライトとラ メラーパーライトとから成る。 Ｐｂ：０．０１〜０．２０％、Ｓ：０．００５〜 ０．３０％、Ｂｉ：０．０１〜０．１０％、Ｔｅ： ０．０００５〜０．１０％およびＣａ：０．００ ３〜０．０５０％ いうまでもなく、被削性をとくに高めたい場 合に添加する元素であって、それぞれの下限 値以上の存在で効果がある。 上限は、機械 的性質の低下の度合から定めた。 本発明の鋼材の組織がフェライト結晶粒度番号 ６以上の細粒であることを要するのは、製品に所 要の靭性を確保するためである。
第１表に示す組成の合金鋼に対し、加熱温度１ ０５０℃、仕上げ温度８５０℃で減面率９７％の 低温圧延を実施して、直径３２mmの丸棒にした。 （ただし、比較例４に限り加熱温度１２５０℃、 仕上げ温度１０５０℃） 各試料の物性を、それぞれ下に記した条件で試 験した。 （フェライト結晶粒度番号） ＪＩＳ Ｇ０５５２ （被削性） ドリル孔あけ試験、切削不能となっ たとき工具寿命が尽きたとする。 工 具：ＳＫＨＳ１、５mm径、１１８° 送 り：０．１mm／rev 孔 深 さ：２０mm（盲孔） （高周波焼入れ性） 試 験 片：３０mm径×１００mm 周 波 数：８kHz 出力：２００kW 移動速度：６mm／sec 有効硬化層深さ：Ｈｖ４００ （捩り強度） 試験片 ：３０mm径×４５０mm （靭 性） ＪＩＳ３号試験片 ＪＩＳ Ｚ２２４２ 試験結果を、第２表に示す。
本発明の鋼材は、焼鈍し処理をすることなく直 接切削または転造により加工することが可能な程 度の被削性を有し、かつ、高周波焼入れにより十 分な表面硬さが得られる程度の焼入れ性を有して いる。 従ってこの鋼材は、前記した等速ジョイ ントのドライブシャフトの製造をはじめとする多 くの用途において、高い生産性と低いコストを享 受させる。
【手続補正書】
【提出日】平３．１１．２２ （１）発明の名称を「高周波焼入れ用鋼材」に改める。 （２）特許請求の範囲を別紙１のとおり訂正する。 （３）第３頁第３行の“直接切削−”を削除し、第３〜
４行の“すなわち”を「詳しくは」に改める。 （４）同頁第８〜９行の“自動車の…ジョイントの”を
「等速ジョイントを用いた自動車の」に改める。 （５）同頁第１４行の“圧延”と“まま”の間に「の」
を挿入する。 （６）同頁第１８〜１９行の“トランスミッション”を
「ドライブシャフト」に改める。 （７）第４頁第１０行および第１３行の“直接切削−”
を削除する。 （８）第８頁第２０行のＶの含有量上限“０．１％”を
“０．３％”と訂正する。 （９）第９頁第８〜９行のＣａの含有量範囲“０．００
３〜０．０５０％”を「０．０００３〜０．００５０
％」と訂正する。 （１０）第１０頁第１行の比較例の番号“４”を「５」
と訂正する。 （１１）第１２頁の第２表を別紙２と差し換える。 （１２）第１２頁の第２表と第１３頁の［発明の効果］
との間に、別紙３記載の文を加入する。 （別紙１）
４行の“すなわち”を「詳しくは」に改める。 （４）同頁第８〜９行の“自動車の…ジョイントの”を
「等速ジョイントを用いた自動車の」に改める。 （５）同頁第１４行の“圧延”と“まま”の間に「の」
を挿入する。 （６）同頁第１８〜１９行の“トランスミッション”を
「ドライブシャフト」に改める。 （７）第４頁第１０行および第１３行の“直接切削−”
を削除する。 （８）第８頁第２０行のＶの含有量上限“０．１％”を
“０．３％”と訂正する。 （９）第９頁第８〜９行のＣａの含有量範囲“０．００
３〜０．０５０％”を「０．０００３〜０．００５０
％」と訂正する。 （１０）第１０頁第１行の比較例の番号“４”を「５」
と訂正する。 （１１）第１２頁の第２表を別紙２と差し換える。 （１２）第１２頁の第２表と第１３頁の［発明の効果］
との間に、別紙３記載の文を加入する。 （別紙１）
【特許請求の範囲】
【請求項４】 請求項１ないし３に記載の合金成分に加
えて、Ｐｂ：０．０１〜０．２０％、Ｓ：０．００５〜
０．３０％、Ｂｉ：０．０１〜０．１０％、Ｔｅ：０．
０００５〜０．１０％およびＣａ：０．０００３〜０．
００５０％の１種または２種以上を含有する合金組成を
有し、かつ、請求項１に記載の組織を有することを特徴
とする高周波焼入れ用鋼材。 （別紙２） （別紙３） 第２表の実施例のデータは、本発明の鋼の被削性が良
好であること、および焼入れ性が高いことを示してい
る。 一方、比較例のデータは、比較鋼が本発明鋼に及ばな
いことを示している。（第２表のデータの下線は、その
特性が劣っていることを示す。） 詳細にみると、比較
例１の有効硬化層深さは、低いＭｎ量のため、実施例の
それらより浅い。 比較例２は、硬化層の深さが深く捩
り強度も高いが、被削性は極端に低い。 比較例３は、
Ｃ量が本発明の鋼の下限よりも少量であって、捩り強度
がごく低い。 比較例４のＮ量は本発明の鋼のそれらよ
りも高い値まで増大してあり、その結果、硬化層の深さ
が浅くなっている。 比較例５の靱性は本発明の鋼のそ
れより低く、これはフェライト結晶粒度が粗大なためで
ある。 ─────────────────────────────────────────────────────
えて、Ｐｂ：０．０１〜０．２０％、Ｓ：０．００５〜
０．３０％、Ｂｉ：０．０１〜０．１０％、Ｔｅ：０．
０００５〜０．１０％およびＣａ：０．０００３〜０．
００５０％の１種または２種以上を含有する合金組成を
有し、かつ、請求項１に記載の組織を有することを特徴
とする高周波焼入れ用鋼材。 （別紙２） （別紙３） 第２表の実施例のデータは、本発明の鋼の被削性が良
好であること、および焼入れ性が高いことを示してい
る。 一方、比較例のデータは、比較鋼が本発明鋼に及ばな
いことを示している。（第２表のデータの下線は、その
特性が劣っていることを示す。） 詳細にみると、比較
例１の有効硬化層深さは、低いＭｎ量のため、実施例の
それらより浅い。 比較例２は、硬化層の深さが深く捩
り強度も高いが、被削性は極端に低い。 比較例３は、
Ｃ量が本発明の鋼の下限よりも少量であって、捩り強度
がごく低い。 比較例４のＮ量は本発明の鋼のそれらよ
りも高い値まで増大してあり、その結果、硬化層の深さ
が浅くなっている。 比較例５の靱性は本発明の鋼のそ
れより低く、これはフェライト結晶粒度が粗大なためで
ある。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平４．１１．３０
【発明の名称】 高周波焼入れ用鋼材
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】 本発明は、高周波焼入れ用鋼材、詳しくは、圧延のま
ま焼なましをせずに切削や転造加工ができ、しかも高周
波焼入れに適した鋼材に関する。
ま焼なましをせずに切削や転造加工ができ、しかも高周
波焼入れに適した鋼材に関する。
【従来の技術】 たとえば等速ジョイントを用いた自動車のドライブシ
ャフトは、圧延用鋼ＳＡＥ１５４１に焼なましまたは球
状化焼なましを行なって機械加工性を高めたのち、切削
または転造により加工し、最後に高周波焼入れで表面を
強化するという工程に従って製造されている。 しかしながら、ＳＡＥ１５４１は圧延のままでは被削
性がよくないため、熱処理を施さなければ加工できず、
経済的に適切な素材であるとはいいがたい。 自動車の軽量化、高出力化の傾向に伴い、ドライブシ
ャフトはさらに強度を高めなければならない一方で、コ
スト低減の要請から、焼なましを省略して直接切削を可
能にすることが求められている。 この要求にこたえ
て、ＳＡＥ１５４１のＭｎ量を減らし被削性を高めた鋼
種が提供されたが、この鋼は高周波焼入れ性が低く、焼
入れ後の硬化層の深さにバラツキが出るという欠点があ
る。
ャフトは、圧延用鋼ＳＡＥ１５４１に焼なましまたは球
状化焼なましを行なって機械加工性を高めたのち、切削
または転造により加工し、最後に高周波焼入れで表面を
強化するという工程に従って製造されている。 しかしながら、ＳＡＥ１５４１は圧延のままでは被削
性がよくないため、熱処理を施さなければ加工できず、
経済的に適切な素材であるとはいいがたい。 自動車の軽量化、高出力化の傾向に伴い、ドライブシ
ャフトはさらに強度を高めなければならない一方で、コ
スト低減の要請から、焼なましを省略して直接切削を可
能にすることが求められている。 この要求にこたえ
て、ＳＡＥ１５４１のＭｎ量を減らし被削性を高めた鋼
種が提供されたが、この鋼は高周波焼入れ性が低く、焼
入れ後の硬化層の深さにバラツキが出るという欠点があ
る。
【発明が解決しようとする課題】 本発明の目的は、焼なまし処理をすることなく直接切
削加工が可能な程度の被削性を有するとともに、良好な
高周波焼入れ性を示し、機械構造部品の高強度化に寄与
する、高周波焼入れ用鋼材を提供することにある。
削加工が可能な程度の被削性を有するとともに、良好な
高周波焼入れ性を示し、機械構造部品の高強度化に寄与
する、高周波焼入れ用鋼材を提供することにある。
【発明を解決するための手段】 本発明の高周波焼入れ用鋼材は、基本的な合金組成と
して、Ｃ：０．３８〜０．４５％、Ｓｉ：０．３５％以
下、Ｍｎ：１．０％超過〜１．５％以下、Ｂ：０．００
０５〜０．００３５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０５％お
よびＡｌ：０．０１〜０．０６％を含有し、Ｎ：０．０
１０％以下であって、残部が実質上Ｆｅからなる合金組
成を有し、かつ、ＪＩＳ−Ｇ０５５２で規定するフェラ
イト結晶粒度番号６以上の細粒組織を有することを特徴
とする。 この鋼は、上記の基本的組成の合金成分に加えて、下
記の三種のグループに属する成分を含有することができ
る。 Ｉ） Ｃｒ：１．０％以下、Ｍｏ：０．２０％以下およ
びＮｉ：１．０％以下の１種または２種以上 II） Ｖ：０．３０％以下およびＮｂ：０．１０％以下
の１種または２種 III） Ｐｂ：０．０１〜０．２０％、Ｓ：０．００５
〜０．３０％、Ｂｉ：０．０１〜０．１０％、Ｔｅ：
０．０００５〜０．１０％およびＣａ：０．０００３〜
０．００５０％の１種または２種以上 フェライト結晶粒度番号６以上の細粒組織は、上記い
ずれかの組成の合金鋼を比較的低温で、かつ高い減面率
をもって圧延することによって得られる。 具体的に
は、加熱温度１１００℃以下、仕上げ温度９５０℃以下
の条件で、減面率７０％以上の圧延を行なうのが適当で
ある。 圧延材の脱炭深さ（ＪＩＳ−Ｇ０５８８に規定）は、
ＤＭ−Ｔ：０．２０mm以下であることが好ましい。 脱
炭深さが大きいと、高周波焼入れの効果が乏しく表面硬
化層の形成が不十分であり、また切削代も増加する
して、Ｃ：０．３８〜０．４５％、Ｓｉ：０．３５％以
下、Ｍｎ：１．０％超過〜１．５％以下、Ｂ：０．００
０５〜０．００３５％、Ｔｉ：０．０１〜０．０５％お
よびＡｌ：０．０１〜０．０６％を含有し、Ｎ：０．０
１０％以下であって、残部が実質上Ｆｅからなる合金組
成を有し、かつ、ＪＩＳ−Ｇ０５５２で規定するフェラ
イト結晶粒度番号６以上の細粒組織を有することを特徴
とする。 この鋼は、上記の基本的組成の合金成分に加えて、下
記の三種のグループに属する成分を含有することができ
る。 Ｉ） Ｃｒ：１．０％以下、Ｍｏ：０．２０％以下およ
びＮｉ：１．０％以下の１種または２種以上 II） Ｖ：０．３０％以下およびＮｂ：０．１０％以下
の１種または２種 III） Ｐｂ：０．０１〜０．２０％、Ｓ：０．００５
〜０．３０％、Ｂｉ：０．０１〜０．１０％、Ｔｅ：
０．０００５〜０．１０％およびＣａ：０．０００３〜
０．００５０％の１種または２種以上 フェライト結晶粒度番号６以上の細粒組織は、上記い
ずれかの組成の合金鋼を比較的低温で、かつ高い減面率
をもって圧延することによって得られる。 具体的に
は、加熱温度１１００℃以下、仕上げ温度９５０℃以下
の条件で、減面率７０％以上の圧延を行なうのが適当で
ある。 圧延材の脱炭深さ（ＪＩＳ−Ｇ０５８８に規定）は、
ＤＭ−Ｔ：０．２０mm以下であることが好ましい。 脱
炭深さが大きいと、高周波焼入れの効果が乏しく表面硬
化層の形成が不十分であり、また切削代も増加する
【作 用】 本発明の鋼材の合金組成を前記のように定めた理由
は、つぎのとおりである。 Ｃ ：０．３８〜０．４５％ 部品に必要とされる強度を確保するために、０．３
８％以上の含有を必要とする。 Ｃ量の増大に伴って被
削性および転造性が低下し、焼割れ感受性や圧延硬さが
増大して不都合であるから、０．４５％以内で適切な量
をえらぶ。 Ｓｉ：０．３５％以下 脱酸剤として若干の量必要であるが、圧延硬さを低
く保つために、上記限度内の添加に止める。 Ｍｎ：１．０〜１．５％ 高周波焼入れ性を高く得るためには、１．０％以上
のＭｎが必要である。 しかしＭｎ量の増加は被削性、
転造性を低下させ、焼割れ感受性を高めるから１．５％
を上限とする。 Ｂ ：０．０００５〜０．００３５％ 硬さをあまり高めずに焼入れ性を向上させる成分と
して、Ｂは重要である。効果は０．０００５％以上の少
量からあらわれるが、量の増大とともに飽和し、熱間加
工性の低下という弊害が出てくるので、０．００３５％
以内の添加に止める。 Ｔｉ：０．０１〜０．０５％ Ａｌ：０．０１〜０．０６％ ともに材料に含まれているＮおよびＯを固定するは
たらきがある。 とくに、固溶したＮがあるとＢＮを形
成してＢの焼入性向上効果を低下させるが、ＴｉやＡｌ
が存在すればＴｉＮやＡｌＮの生成が優先して、Ｂ 効
果が生きる。 このためにはどちらも０．０１％以上の
存在が必要であり、一方、多量に添加しても意味がなく
なるから、清浄度を害しないようにとの配慮から、Ｔｉ
は０．０５％、Ａｌは０．０６％の限界を設けた。 Ｎ ：０．０１０％以下 上記のようにＢＮを生成して焼入れ性向上を阻害す
るから、ＴｉおよびＡｌとの当量を超えないことが必要
である。 多量のＮを多量のＴｉで固定するのは、Ｔｉ
Ｎ系非金属介在物の増加を招いて好ましくない。 任意に添加する合金成分の各グループは、それぞれ下
記のはたらきがあり、また下記の理由で組成範囲が限定
される。 Ｃｒ：１．０％以下、Ｍｏ：０．２％以下およびＮｉ：
１．０％以下の１種または２種以上 いずれも焼入れ性のいっそうの向上を希望する場合
に、上記の限度内で添加するとよい。過大に添加しても
効果は増さないばかりか、被削性や転造性が低下する。 Ｖ：０．３％以下およびＮｂ：０．１％以下の１種また
は２種 結晶粒微細化を意図する場合に添加する。上記限界
を超えて加えても、効果は増大しない。 本発明の鋼の
ミクロ組織は、フェライトとラメラーパーライトとから
成る。 Ｐｂ：０．０１〜０．２０％、Ｓ：０．００５〜０．３
０％、Ｂｉ：０．０１〜０．１０％、Ｔｅ：０．０００
５〜０．１０％およびＣａ：０．０００３〜０．００５
０％ いうまでもなく、被削性をとくに高めたい場合に添
加する元素であって、それぞれの下限値以上の存在で効
果がある。 上限は、機械的性質の低下の度合から定め
た。 本発明の鋼材の組織がフェライト結晶粒度番号６以上
の細粒であることを要するのは、製品に所要の靭性を確
保するためである。
は、つぎのとおりである。 Ｃ ：０．３８〜０．４５％ 部品に必要とされる強度を確保するために、０．３
８％以上の含有を必要とする。 Ｃ量の増大に伴って被
削性および転造性が低下し、焼割れ感受性や圧延硬さが
増大して不都合であるから、０．４５％以内で適切な量
をえらぶ。 Ｓｉ：０．３５％以下 脱酸剤として若干の量必要であるが、圧延硬さを低
く保つために、上記限度内の添加に止める。 Ｍｎ：１．０〜１．５％ 高周波焼入れ性を高く得るためには、１．０％以上
のＭｎが必要である。 しかしＭｎ量の増加は被削性、
転造性を低下させ、焼割れ感受性を高めるから１．５％
を上限とする。 Ｂ ：０．０００５〜０．００３５％ 硬さをあまり高めずに焼入れ性を向上させる成分と
して、Ｂは重要である。効果は０．０００５％以上の少
量からあらわれるが、量の増大とともに飽和し、熱間加
工性の低下という弊害が出てくるので、０．００３５％
以内の添加に止める。 Ｔｉ：０．０１〜０．０５％ Ａｌ：０．０１〜０．０６％ ともに材料に含まれているＮおよびＯを固定するは
たらきがある。 とくに、固溶したＮがあるとＢＮを形
成してＢの焼入性向上効果を低下させるが、ＴｉやＡｌ
が存在すればＴｉＮやＡｌＮの生成が優先して、Ｂ 効
果が生きる。 このためにはどちらも０．０１％以上の
存在が必要であり、一方、多量に添加しても意味がなく
なるから、清浄度を害しないようにとの配慮から、Ｔｉ
は０．０５％、Ａｌは０．０６％の限界を設けた。 Ｎ ：０．０１０％以下 上記のようにＢＮを生成して焼入れ性向上を阻害す
るから、ＴｉおよびＡｌとの当量を超えないことが必要
である。 多量のＮを多量のＴｉで固定するのは、Ｔｉ
Ｎ系非金属介在物の増加を招いて好ましくない。 任意に添加する合金成分の各グループは、それぞれ下
記のはたらきがあり、また下記の理由で組成範囲が限定
される。 Ｃｒ：１．０％以下、Ｍｏ：０．２％以下およびＮｉ：
１．０％以下の１種または２種以上 いずれも焼入れ性のいっそうの向上を希望する場合
に、上記の限度内で添加するとよい。過大に添加しても
効果は増さないばかりか、被削性や転造性が低下する。 Ｖ：０．３％以下およびＮｂ：０．１％以下の１種また
は２種 結晶粒微細化を意図する場合に添加する。上記限界
を超えて加えても、効果は増大しない。 本発明の鋼の
ミクロ組織は、フェライトとラメラーパーライトとから
成る。 Ｐｂ：０．０１〜０．２０％、Ｓ：０．００５〜０．３
０％、Ｂｉ：０．０１〜０．１０％、Ｔｅ：０．０００
５〜０．１０％およびＣａ：０．０００３〜０．００５
０％ いうまでもなく、被削性をとくに高めたい場合に添
加する元素であって、それぞれの下限値以上の存在で効
果がある。 上限は、機械的性質の低下の度合から定め
た。 本発明の鋼材の組織がフェライト結晶粒度番号６以上
の細粒であることを要するのは、製品に所要の靭性を確
保するためである。
【実施例】 第１表に示す組成の合金鋼に対し、加熱温度１０５０
℃、仕上げ温度８５０℃で減面率９７％の低温圧延を実
施して、直径３２mmの丸棒にした。（ただし、比較例５
に限り加熱温度１２５０℃、仕上げ温度１０５０℃） 各試料の物性を、それぞれ下に記した条件で試験し
た。 （フェライト結晶粒度番号） ＪＩＳ Ｇ０５５２ （被削性） ドリル孔あけ試験、切削不能となったとき
工具寿命が尽きたとする。 工 具：ＳＫＨＳ１、５mm径、１１８° 送 り：０．１mm／rev 孔深さ ：２０mm（盲孔） （高周波焼入れ性） 試験片 ：３０mm径×１００mm 周波数 ：８kHz 出力：２００kW 移動速度：６mm／sec 有効硬化層深さ：Ｈｖ４００ （捩り強度） 試験片：３０mm径×４５０mm （靭 性） ＪＩＳ３号試験片 ＪＩＳ Ｚ２２４２ 試験結果を、第２表に示す。 第２表の実施例のデータは、本発明の被削制が良好で
あること、および焼入れ性が高いことを示している。 一方、比較例のデータは、比較鋼が本発明鋼に及ばな
いことを示している。（第２表のデータの下線は、その
特性が劣っていることを示す。） 詳細にみると、比較
例１の有効硬化層深さは、低いＭｎ量のため他の比較例
のそれらより浅い。 比較例２は、硬化層の深さが深く
捩り強度も高いが、被削性は極端に低い。 比較例３
は、Ｃ量が本発明の鋼の下限よりも少量であって捩り強
度がごく低い。 比較例４のＮ量は本発明の鋼のそれら
よりも高い値まで増大してあり、その結果、硬化層の深
さが浅くなっている。 比較例５の靭性は本発明の鋼の
それより低く、これはフェライト結晶粒度が粗大なため
である。
℃、仕上げ温度８５０℃で減面率９７％の低温圧延を実
施して、直径３２mmの丸棒にした。（ただし、比較例５
に限り加熱温度１２５０℃、仕上げ温度１０５０℃） 各試料の物性を、それぞれ下に記した条件で試験し
た。 （フェライト結晶粒度番号） ＪＩＳ Ｇ０５５２ （被削性） ドリル孔あけ試験、切削不能となったとき
工具寿命が尽きたとする。 工 具：ＳＫＨＳ１、５mm径、１１８° 送 り：０．１mm／rev 孔深さ ：２０mm（盲孔） （高周波焼入れ性） 試験片 ：３０mm径×１００mm 周波数 ：８kHz 出力：２００kW 移動速度：６mm／sec 有効硬化層深さ：Ｈｖ４００ （捩り強度） 試験片：３０mm径×４５０mm （靭 性） ＪＩＳ３号試験片 ＪＩＳ Ｚ２２４２ 試験結果を、第２表に示す。 第２表の実施例のデータは、本発明の被削制が良好で
あること、および焼入れ性が高いことを示している。 一方、比較例のデータは、比較鋼が本発明鋼に及ばな
いことを示している。（第２表のデータの下線は、その
特性が劣っていることを示す。） 詳細にみると、比較
例１の有効硬化層深さは、低いＭｎ量のため他の比較例
のそれらより浅い。 比較例２は、硬化層の深さが深く
捩り強度も高いが、被削性は極端に低い。 比較例３
は、Ｃ量が本発明の鋼の下限よりも少量であって捩り強
度がごく低い。 比較例４のＮ量は本発明の鋼のそれら
よりも高い値まで増大してあり、その結果、硬化層の深
さが浅くなっている。 比較例５の靭性は本発明の鋼の
それより低く、これはフェライト結晶粒度が粗大なため
である。
【発明の効果】 本発明の鋼材は、焼鈍し処理をすることなく直接切削
または転造により加工することが可能な程度の被削性を
有し、かつ、周波数焼入れにより十分な表面硬さが得ら
れる程度の焼入れ性を有している。 従ってこの鋼材
は、前記した等速ジョイントのドライブシャフトの製造
をはじめとする多くの用途において、高い生産性と低い
コストを享受させる。
または転造により加工することが可能な程度の被削性を
有し、かつ、周波数焼入れにより十分な表面硬さが得ら
れる程度の焼入れ性を有している。 従ってこの鋼材
は、前記した等速ジョイントのドライブシャフトの製造
をはじめとする多くの用途において、高い生産性と低い
コストを享受させる。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃ：０．３８〜０．４５％、Ｓｉ：０． ３５％以下、Ｍｎ：１．０％超過〜１．５％以 下、Ｂ：０．０００５〜０．００３５％、Ｔｉ： ０．０１〜０．０５％およびＡｌ：０．０１〜 ０．０６％を含有し、Ｎ：０．０１０％以下で あって、残部が実質上Ｆｅからなる合成組成を 有し、かつ、ＪＩＳ−Ｇ０５５２で規定するフ ェライト結晶粒度番号６以上の細粒組織を有す ることを特徴とする、直接切削−高周波焼入れ 用鋼材。
- 【請求項２】 請求項１に記載の合金成分に加えて、 Ｃｒ：１．０％以下、Ｍｏ：０．２０％以下お よびＮｉ：１．０％以下の１種または２種以上 を含有する合金組成を有し、かつ、請求項１に 記載の組織を有することを特徴とする直接切削 −高周波焼入れ用鋼材。
- 【請求項３】 請求項１または２に記載の合金成分に加 えて、Ｖ：０．３０％以下およびＮｂ：０．１ ０％以下の１種または２種を含有する合金組成 を有し、かつ、請求項１に記載の組織を有する ことを特徴とする、直接切削−高周波焼入れ用 鋼材。
- 【請求項４】 請求項１ないし３に記載の合金成分を加 えて、Ｐｂ：０．０１〜０．２０％、Ｓ：０． ００５〜０．３０％、Ｂｉ：０．０１〜０．１ ０％、Ｔｅ：０．０００５〜０．１０％および Ｃａ：０．０００３〜０．００５０％の１種ま たは２種以上を含有する合金組成を有し、かつ、 請求項１に記載の組織を有することを特徴とす る、直接切削−高周波焼入れ用鋼材。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2310627A JP2725747B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 高周波焼入れ用鋼材 |
| US07/789,568 US5223049A (en) | 1990-11-16 | 1991-11-08 | Steel for induction hardening |
| DE69117262T DE69117262T2 (de) | 1990-11-16 | 1991-11-14 | Für Induktionshärtung geeigneter Stahl |
| EP91310495A EP0487250B1 (en) | 1990-11-16 | 1991-11-14 | Steel suitable for induction hardening |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2310627A JP2725747B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 高周波焼入れ用鋼材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05179400A true JPH05179400A (ja) | 1993-07-20 |
| JP2725747B2 JP2725747B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=18007535
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2310627A Expired - Lifetime JP2725747B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 高周波焼入れ用鋼材 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5223049A (ja) |
| EP (1) | EP0487250B1 (ja) |
| JP (1) | JP2725747B2 (ja) |
| DE (1) | DE69117262T2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19955386C2 (de) * | 1998-11-19 | 2003-06-18 | Honda Motor Co Ltd | Antriebswelle hoher Festigkeit und Verfahren zur Herstellung derselben |
| JP2008537982A (ja) * | 2005-04-12 | 2008-10-02 | スカニア シーブイ アクチボラグ（パブル） | 誘導硬化用ボロン鋼および軸 |
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| JP4205167B2 (ja) * | 1996-07-02 | 2009-01-07 | ザ・ティムケン・カンパニー | 高い疲労強度特性を有する高周波焼入れされた微量合金鋼 |
| DE19928775C2 (de) * | 1998-06-29 | 2001-10-31 | Nsk Ltd | Induktionsgehärtete Wälzlagervorrichtung |
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| JP4375971B2 (ja) | 2003-01-23 | 2009-12-02 | 大同特殊鋼株式会社 | 高強度ピニオンシャフト用鋼 |
| US20070000582A1 (en) * | 2003-09-29 | 2007-01-04 | Akihiro Matsuzaki | Steel product for induction hardening, induction-hardened member using the same, and methods for production them |
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- 1990-11-16 JP JP2310627A patent/JP2725747B2/ja not_active Expired - Lifetime
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- 1991-11-08 US US07/789,568 patent/US5223049A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-14 DE DE69117262T patent/DE69117262T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-14 EP EP91310495A patent/EP0487250B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2725747B2 (ja) | 1998-03-11 |
| EP0487250A1 (en) | 1992-05-27 |
| DE69117262D1 (de) | 1996-03-28 |
| DE69117262T2 (de) | 1996-09-05 |
| EP0487250B1 (en) | 1996-02-21 |
| US5223049A (en) | 1993-06-29 |
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