JPH0610042A - 析出硬化系ステンレス鋼の鍛造加工方法 - Google Patents
析出硬化系ステンレス鋼の鍛造加工方法Info
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- JPH0610042A JPH0610042A JP18986192A JP18986192A JPH0610042A JP H0610042 A JPH0610042 A JP H0610042A JP 18986192 A JP18986192 A JP 18986192A JP 18986192 A JP18986192 A JP 18986192A JP H0610042 A JPH0610042 A JP H0610042A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 析出硬化系ステンレス鋼を鍛造加工するに際
して、潤滑剤や金型冷却油の酸化，発火を防止できる低
温度で且つ高度の加工を可能とし、またその後の時効処
理によって本来の硬さが得られるようにする。 【構成】 析出硬化系ステンレス鋼を一旦オーステナイ
ト領域に加熱保持した後、２００〜７００℃の温度領域
まで冷却して該温度領域で鍛造加工を施すようにする。
して、潤滑剤や金型冷却油の酸化，発火を防止できる低
温度で且つ高度の加工を可能とし、またその後の時効処
理によって本来の硬さが得られるようにする。 【構成】 析出硬化系ステンレス鋼を一旦オーステナイ
ト領域に加熱保持した後、２００〜７００℃の温度領域
まで冷却して該温度領域で鍛造加工を施すようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は析出硬化系ステンレス
鋼の鍛造加工方法に関する。
鋼の鍛造加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般の
鍛造加工に際して、材料の変形抵抗が高く、成形時の工
具寿命が短い場合には、一旦冷えた材料を必要な温度ま
で加熱し、変形抵抗を下げた上で鍛造加工を施す。
鍛造加工に際して、材料の変形抵抗が高く、成形時の工
具寿命が短い場合には、一旦冷えた材料を必要な温度ま
で加熱し、変形抵抗を下げた上で鍛造加工を施す。
【０００３】ところでＳＵＳ６３０等析出硬化系ステン
レス鋼、即ちマルテンサイト組織を有するステンレス鋼
の場合、そのマルテンサイト組織が非常に硬く、変形能
の小さい組織であることから、一般的に高い工具寿命が
得られるような変形抵抗領域（７０kgf／mm2以下）で加
工するためには、材料を６００℃以上の高温度で加熱す
る必要がある。
レス鋼、即ちマルテンサイト組織を有するステンレス鋼
の場合、そのマルテンサイト組織が非常に硬く、変形能
の小さい組織であることから、一般的に高い工具寿命が
得られるような変形抵抗領域（７０kgf／mm2以下）で加
工するためには、材料を６００℃以上の高温度で加熱す
る必要がある。
【０００４】一般に鍛造加工に際しては、材料と金型等
工具との焼付きを防止するなどの目的で、材料や金型に
潤滑被膜（例えば黒鉛等）を形成処理したり、金型冷却
油を吹付・塗布したりするが、上記のように６００℃以
上の高い温度では潤滑剤，金型冷却油等の酸化劣化や発
火等の問題のためにこれらを使用することができない。
工具との焼付きを防止するなどの目的で、材料や金型に
潤滑被膜（例えば黒鉛等）を形成処理したり、金型冷却
油を吹付・塗布したりするが、上記のように６００℃以
上の高い温度では潤滑剤，金型冷却油等の酸化劣化や発
火等の問題のためにこれらを使用することができない。
【０００５】従って析出硬化系ステンレス鋼の場合、切
削加工によって所望の形状を出すか、または３００℃程
度の低い温度でしか鍛造加工できないというのが実情で
あった。しかしながらこのような低い温度での鍛造加工
では、高度の加工を施すことは困難である。
削加工によって所望の形状を出すか、または３００℃程
度の低い温度でしか鍛造加工できないというのが実情で
あった。しかしながらこのような低い温度での鍛造加工
では、高度の加工を施すことは困難である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決することを目的としてなされたものであり、
その要旨は、析出硬化系ステンレス鋼を一旦オーステナ
イト領域に加熱保持した後、２００〜７００℃の温度領
域まで冷却して該温度領域で鍛造加工を施すことにあ
る。以上のように本発明は、材料を一旦オ−ステナイト
領域に加熱保持した後２００〜７００℃の温度領域に冷
却して鍛造加工を施すもので、この温度領域では一旦オ
−ステナイト化された材料はマルテンサイト変態してお
らず、従って本発明によれば材料を延性が高くて軟らか
いオ−ステナイト状態で加工を施すことができる。
課題を解決することを目的としてなされたものであり、
その要旨は、析出硬化系ステンレス鋼を一旦オーステナ
イト領域に加熱保持した後、２００〜７００℃の温度領
域まで冷却して該温度領域で鍛造加工を施すことにあ
る。以上のように本発明は、材料を一旦オ−ステナイト
領域に加熱保持した後２００〜７００℃の温度領域に冷
却して鍛造加工を施すもので、この温度領域では一旦オ
−ステナイト化された材料はマルテンサイト変態してお
らず、従って本発明によれば材料を延性が高くて軟らか
いオ−ステナイト状態で加工を施すことができる。
【０００７】このため７００℃以下、例えば２００℃に
近いような低い温度でも容易に鍛造加工することができ
るし、またその際に既存の潤滑被膜剤や金型冷却油を使
用でき、従来不可能であった高度の鍛造加工も本発明に
より可能となる。
近いような低い温度でも容易に鍛造加工することができ
るし、またその際に既存の潤滑被膜剤や金型冷却油を使
用でき、従来不可能であった高度の鍛造加工も本発明に
より可能となる。
【０００８】因みに図２は、本発明の一例に従って材料
を加工した場合の限界圧縮率を従来法との比較において
示したものである。図中Ｂは本発明の一例に従って処理
した場合の結果を、またＡは従来法に従って処理した場
合の結果を示しているが、この結果から明らかなよう
に、本発明に従って加工を施した場合、材料の限界圧縮
率は温度２００〜７００℃の何れの領域においても従来
法に従って処理を行った場合に比べて高くなっている。
を加工した場合の限界圧縮率を従来法との比較において
示したものである。図中Ｂは本発明の一例に従って処理
した場合の結果を、またＡは従来法に従って処理した場
合の結果を示しているが、この結果から明らかなよう
に、本発明に従って加工を施した場合、材料の限界圧縮
率は温度２００〜７００℃の何れの領域においても従来
法に従って処理を行った場合に比べて高くなっている。
【０００９】特に注目されるのは、従来法の場合、最も
加工に適した温度とされる４００℃付近で限界圧縮率が
極端に低下しているのに対し、本発明の場合、高い限界
圧縮率が得られている。但しここで限界圧縮率とは、材
料を圧縮していったときに割れが発生する直前の限界の
圧縮率である。
加工に適した温度とされる４００℃付近で限界圧縮率が
極端に低下しているのに対し、本発明の場合、高い限界
圧縮率が得られている。但しここで限界圧縮率とは、材
料を圧縮していったときに割れが発生する直前の限界の
圧縮率である。
【００１０】上記Ａ及びＢは、具体的には図１に示すよ
うな処理条件を採用した。即ちＡは室温まで冷えた材料
を各加工温度まで加熱して加工を行った場合であり、こ
のとき材料はマルテンサイト状態のまま加工が施される
ことになる。
うな処理条件を採用した。即ちＡは室温まで冷えた材料
を各加工温度まで加熱して加工を行った場合であり、こ
のとき材料はマルテンサイト状態のまま加工が施される
ことになる。
【００１１】一方Ｂは室温まで冷えた材料を一旦オ−ス
テナイト領域まで加熱した後各加工温度まで冷却して加
工を施したもので、材料はオ−ステナイト状態で加工さ
れることとなる。
テナイト領域まで加熱した後各加工温度まで冷却して加
工を施したもので、材料はオ−ステナイト状態で加工さ
れることとなる。
【００１２】図３（Ａ）及び（Ｂ）は、上記圧縮試験の
際の材料の変形抵抗を示したものである。これらの図か
ら明らかなように従来法の場合、温度６００℃以上で初
めて望ましい変形抵抗，変形能が得られるのに対し、本
発明例によれば２００℃の低い温度まで望ましい変形抵
抗，変形能が得られている。このことは、本発明によれ
ば２００℃までの低い温度において望ましい鍛造加工が
可能であることを意味する。
際の材料の変形抵抗を示したものである。これらの図か
ら明らかなように従来法の場合、温度６００℃以上で初
めて望ましい変形抵抗，変形能が得られるのに対し、本
発明例によれば２００℃の低い温度まで望ましい変形抵
抗，変形能が得られている。このことは、本発明によれ
ば２００℃までの低い温度において望ましい鍛造加工が
可能であることを意味する。
【００１３】本発明においては、材料を鍛造加工した
後、析出硬化のための時効処理を行う。この時効処理を
行なったとき、従来法にて加工を行った場合と同様の効
果が得られること、即ち従来法にて加工及び時効処理を
行った場合と同様の硬さが得られることが確認されてい
る。
後、析出硬化のための時効処理を行う。この時効処理を
行なったとき、従来法にて加工を行った場合と同様の効
果が得られること、即ち従来法にて加工及び時効処理を
行った場合と同様の硬さが得られることが確認されてい
る。
【００１４】図４はこのことを表している。図中●は室
温から５００℃まで温度を上げて４時間時効処理を行っ
た場合、▽は室温からオ−ステナイト領域まで温度を上
げた後、室温まで温度を落とし、そしてその間に２００
〜７００℃の温度領域で鍛造加工を行い、しかる後再び
温度を５００℃まで高めて４時間時効処理を行った場合
の結果を示しているが、これらの結果から明らかなよう
に●，▽何れもほぼ同様の値を示している。
温から５００℃まで温度を上げて４時間時効処理を行っ
た場合、▽は室温からオ−ステナイト領域まで温度を上
げた後、室温まで温度を落とし、そしてその間に２００
〜７００℃の温度領域で鍛造加工を行い、しかる後再び
温度を５００℃まで高めて４時間時効処理を行った場合
の結果を示しているが、これらの結果から明らかなよう
に●，▽何れもほぼ同様の値を示している。
【００１５】尚×はオ−ステナイト領域から材料の温度
を室温まで落とさずに直接５００℃に低下させ、そこで
４時間時効処理を行った場合の結果であるが、この結果
が示すようにオ−ステナイト化された材料は一旦室温ま
で落としてマルテンサイト変態させないと充分な時効効
果が得られない。
を室温まで落とさずに直接５００℃に低下させ、そこで
４時間時効処理を行った場合の結果であるが、この結果
が示すようにオ−ステナイト化された材料は一旦室温ま
で落としてマルテンサイト変態させないと充分な時効効
果が得られない。
【００１６】本発明にあっては、前記析出硬化系ステン
レス鋼の加熱工程直後に強制冷却工程を設け、該強制冷
却工程おける冷却により後続の鍛造工程における該析出
硬化系ステンレス鋼材の温度を調節することが望まし
い。このようにすれば、オ−ステナイトからの材料の冷
却速度を鍛造加工速度に合わせることができ、生産能率
を効果的に高めることができる。
レス鋼の加熱工程直後に強制冷却工程を設け、該強制冷
却工程おける冷却により後続の鍛造工程における該析出
硬化系ステンレス鋼材の温度を調節することが望まし
い。このようにすれば、オ−ステナイトからの材料の冷
却速度を鍛造加工速度に合わせることができ、生産能率
を効果的に高めることができる。
【００１７】図５は、本発明をコイル状に巻かれた線材
又は予め一定長さに切断されたスラグに対する鍛造加工
に適用した場合の例を示している。図中１０はコイル状
に巻かれた線材、１２はコイルから引き出された線材を
矯正するためのピンチロールから成る矯正装置、１４は
誘導加熱装置，１６は鍛造装置である。この鍛造装置
は、線材を切断するための切断機１８，切断した材料を
保持して移動させるトランスファー装置２０を含んでい
る。
又は予め一定長さに切断されたスラグに対する鍛造加工
に適用した場合の例を示している。図中１０はコイル状
に巻かれた線材、１２はコイルから引き出された線材を
矯正するためのピンチロールから成る矯正装置、１４は
誘導加熱装置，１６は鍛造装置である。この鍛造装置
は、線材を切断するための切断機１８，切断した材料を
保持して移動させるトランスファー装置２０を含んでい
る。
【００１８】尚、２２は予め所定長さに切断されたスラ
グであって、本装置はコイル状の線材１０を供試材とす
る場合だけでなく、このスラグ２２を供試材としてこれ
を鍛造加工することもできる。
グであって、本装置はコイル状の線材１０を供試材とす
る場合だけでなく、このスラグ２２を供試材としてこれ
を鍛造加工することもできる。
【００１９】本例では、誘導加熱装置１４のすぐ下流工
程にエアノズルからエアを吹出して冷却を行う強制冷却
装置２４が設けてあり、一旦オ−ステナイトに加熱され
た材料がここで強制冷却されて鍛造装置１６へと送られ
る。
程にエアノズルからエアを吹出して冷却を行う強制冷却
装置２４が設けてあり、一旦オ−ステナイトに加熱され
た材料がここで強制冷却されて鍛造装置１６へと送られ
る。
【００２０】図６はこの具体例における各工程に沿った
Ａゾーン，Ｂゾーン，Ｃゾーンにおける温度変化の状態
を表したもので、この図より、一旦オ−ステナイトまで
加熱された材料が強制冷却工程で冷却されて急激に温度
低下し、後続の鍛造工程における材料温度が４００〜６
００℃の適当な温度に調整されていること、換言すれば
通常の鍛造速度で鍛造を行った場合にもその際の材料温
度を４００〜６００℃まで低下させ得ることを示してい
る。
Ａゾーン，Ｂゾーン，Ｃゾーンにおける温度変化の状態
を表したもので、この図より、一旦オ−ステナイトまで
加熱された材料が強制冷却工程で冷却されて急激に温度
低下し、後続の鍛造工程における材料温度が４００〜６
００℃の適当な温度に調整されていること、換言すれば
通常の鍛造速度で鍛造を行った場合にもその際の材料温
度を４００〜６００℃まで低下させ得ることを示してい
る。
【００２１】図７は別の具体例として、スラグを供試材
としてこれに鍛造加工を施す場合の工程例を示したもの
で、図中２６，２８はコンベヤ，３０はパーツフィー
ダ，３２は誘導加熱装置，３４はコンベヤ，３６は潤滑
剤のコーティング工程，４０は鍛造成形のための金型で
ある。ここで潤滑剤のコーティング工程３６の前端部に
は強制冷却装置３８が設けてあり、加熱後の材料を強制
冷却するようになっている。
としてこれに鍛造加工を施す場合の工程例を示したもの
で、図中２６，２８はコンベヤ，３０はパーツフィー
ダ，３２は誘導加熱装置，３４はコンベヤ，３６は潤滑
剤のコーティング工程，４０は鍛造成形のための金型で
ある。ここで潤滑剤のコーティング工程３６の前端部に
は強制冷却装置３８が設けてあり、加熱後の材料を強制
冷却するようになっている。
【００２２】以上の具体的工程例に見られるように、加
熱後の材料を強制冷却する工程を設けることで、鍛造の
タクトに合わせた材料の冷却が可能であり、能率高く鍛
造加工を行うことが可能である。
熱後の材料を強制冷却する工程を設けることで、鍛造の
タクトに合わせた材料の冷却が可能であり、能率高く鍛
造加工を行うことが可能である。
【００２３】
【実施例】次に本発明の特徴を更に明確にすべく、以下
にその実施例を詳述する。表１に示す組成の材料を図８
に示す条件Ａ，Ｂに従って処理及び鍛造加工を行った。
ここで♯１，♯２はそれぞれ鍛造加工における第一工
程，第二工程を意味している。
にその実施例を詳述する。表１に示す組成の材料を図８
に示す条件Ａ，Ｂに従って処理及び鍛造加工を行った。
ここで♯１，♯２はそれぞれ鍛造加工における第一工
程，第二工程を意味している。
【００２４】
【表１】
【００２５】本実施例における鍛造加工は、図９に示す
如き穴４２及び頭４４付きの製品４６を成形するもの
で、第一工程（Ｉ）において素材４８に穴明けを施して
深さ２４ｍｍの穴４２を形成し、しかる後第二工程（I
I）で穴明側とは反対側を加工して頭４４を形成すると
いったものである。
如き穴４２及び頭４４付きの製品４６を成形するもの
で、第一工程（Ｉ）において素材４８に穴明けを施して
深さ２４ｍｍの穴４２を形成し、しかる後第二工程（I
I）で穴明側とは反対側を加工して頭４４を形成すると
いったものである。
【００２６】この鍛造加工実験において、素材硬さ，パ
ンチ寿命，第一及び第二の各工程における加工品の形
状，時効処理後における製品の各部の硬さ等を調べたと
ころ、表２，表３，表４の如くであった。但し表３にお
いて加工品の形状の欄の（ ）内の数値は得られた穴の
深さを示し、また（割れ）とあるのは加工品に割れが発
生したことを意味している。
ンチ寿命，第一及び第二の各工程における加工品の形
状，時効処理後における製品の各部の硬さ等を調べたと
ころ、表２，表３，表４の如くであった。但し表３にお
いて加工品の形状の欄の（ ）内の数値は得られた穴の
深さを示し、また（割れ）とあるのは加工品に割れが発
生したことを意味している。
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】更に表４における硬さは、図１０に示す製
品における〜の各部の硬さを示している。
品における〜の各部の硬さを示している。
【００３０】
【表４】
【００３１】これらの結果から、本発明に従って鍛造加
工を行った場合、材料の変形能が良好であって工具寿命
が高く、高度の加工が可能であること、更に加工後に時
効処理を施した場合において良好な硬さが得られること
等が分る。
工を行った場合、材料の変形能が良好であって工具寿命
が高く、高度の加工が可能であること、更に加工後に時
効処理を施した場合において良好な硬さが得られること
等が分る。
【００３２】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加えた
態様で実施可能である。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加えた
態様で実施可能である。
【図１】本発明に従う具体的な材料の処理及び加工のパ
ターン例を示す説明図である。
ターン例を示す説明図である。
【図２】同処理及び加工にて得られる限界圧縮率を示す
図である。
図である。
【図３】同処理及び加工にて得られる変形抵抗を示す図
である。
である。
【図４】図１に示す処理及び加工後の時効処理によって
得られる硬さを、他の処理・加工にて得られる硬さとの
比較において示す図である。
得られる硬さを、他の処理・加工にて得られる硬さとの
比較において示す図である。
【図５】本発明に従う加工工程例の図である。
【図６】図５の工程における温度変化の状態を示す図で
ある。
ある。
【図７】本発明に従う、図５とは異なる工程例の図であ
る。
る。
【図８】本発明の実施例において採用した材料の処理・
加工条件を示す図である。
加工条件を示す図である。
【図９】その実施例において行った鍛造加工の各工程と
成形品の形状を示す図である。
成形品の形状を示す図である。
【図１０】同実施例において得られた成形品及び硬さ測
定箇所を示す図である。
定箇所を示す図である。
１０ コイル状線材 １４，３２ 誘導加熱装置 １６ 鍛造装置 ２２ スラグ ２４，３８ 強制冷却装置 ４２ 穴 ４４ 頭 ４６ 製品
Claims (2)
- 【請求項１】 析出硬化系ステンレス鋼を一旦オーステ
ナイト領域に加熱保持した後、２００〜７００℃の温度
領域まで冷却して該温度領域で鍛造加工を施すことを特
徴とする析出硬化系ステンレス鋼の鍛造加工方法。 - 【請求項２】 前記析出硬化系ステンレス鋼の加熱工程
直後に強制冷却工程を設け、該強制冷却工程における冷
却により後続の鍛造工程における該析出硬化系ステンレ
ス鋼材の温度を調節することを特徴とする請求項１に記
載の析出硬化系ステンレス鋼の鍛造加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18986192A JP3230283B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 析出硬化系ステンレス鋼の鍛造加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18986192A JP3230283B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 析出硬化系ステンレス鋼の鍛造加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0610042A true JPH0610042A (ja) | 1994-01-18 |
| JP3230283B2 JP3230283B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=16248415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18986192A Expired - Fee Related JP3230283B2 (ja) | 1992-06-24 | 1992-06-24 | 析出硬化系ステンレス鋼の鍛造加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3230283B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6478900B1 (en) | 1994-12-30 | 2002-11-12 | Diado Tokushuko Kabushiki Kaisha | Method of forging precipitation hardening type stainless steel |
| EP1736290A2 (en) * | 2005-06-20 | 2006-12-27 | Daikyo Seiko, LTD. | Mold and process for the production of rubber product |
| WO2012002208A1 (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-05 | 社団法人日本航空宇宙工業会 | 析出強化型ステンレス鋼及びその製造方法 |
| US8557059B2 (en) | 2009-06-05 | 2013-10-15 | Edro Specialty Steels, Inc. | Plastic injection mold of low carbon martensitic stainless steel |
| CN106077379A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 安徽省瑞杰锻造有限责任公司 | 一种0Cr23Ni13耐热不锈钢的锻造工艺 |
| JP2017066495A (ja) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | 日立金属株式会社 | 析出強化型ステンレス鋼の製造方法 |
| CN111270058A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-06-12 | 大冶特殊钢有限公司 | 马氏体沉淀硬化型不锈钢模块锻后热处理方法 |
-
1992
- 1992-06-24 JP JP18986192A patent/JP3230283B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
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| JP2017066495A (ja) * | 2015-10-01 | 2017-04-06 | 日立金属株式会社 | 析出強化型ステンレス鋼の製造方法 |
| CN106077379A (zh) * | 2016-06-20 | 2016-11-09 | 安徽省瑞杰锻造有限责任公司 | 一种0Cr23Ni13耐热不锈钢的锻造工艺 |
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| CN111270058A (zh) * | 2020-01-22 | 2020-06-12 | 大冶特殊钢有限公司 | 马氏体沉淀硬化型不锈钢模块锻后热处理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3230283B2 (ja) | 2001-11-19 |
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