JPH07238314A - 快削性浸炭用鋼の切削加工前熱処理法 - Google Patents
快削性浸炭用鋼の切削加工前熱処理法Info
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- JPH07238314A JPH07238314A JP2851494A JP2851494A JPH07238314A JP H07238314 A JPH07238314 A JP H07238314A JP 2851494 A JP2851494 A JP 2851494A JP 2851494 A JP2851494 A JP 2851494A JP H07238314 A JPH07238314 A JP H07238314A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｂ，Ｎ，Ｓなどの含
有量の特定された快削性浸炭用鋼を、１０５０℃以上の
温度で１０分間以上熱処理した後、冷却して全量を低温
安定相に変態せしめ、次いで６００〜９５０℃に再加熱
し１０分以上保持してから冷却し機械加工することで、
浸炭焼入れ前の被削性およびその後に行なわれる浸炭焼
入れ後の疲労強度を高める。 【効果】 浸炭焼入前の被削性が良好である浸炭焼入用
鋼の被削性を、疲労強度等に悪影響を及ぼすことなく更
に向上させることができる。
有量の特定された快削性浸炭用鋼を、１０５０℃以上の
温度で１０分間以上熱処理した後、冷却して全量を低温
安定相に変態せしめ、次いで６００〜９５０℃に再加熱
し１０分以上保持してから冷却し機械加工することで、
浸炭焼入れ前の被削性およびその後に行なわれる浸炭焼
入れ後の疲労強度を高める。 【効果】 浸炭焼入前の被削性が良好である浸炭焼入用
鋼の被削性を、疲労強度等に悪影響を及ぼすことなく更
に向上させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、浸炭焼入れ前において
は優れた被削性を示し、また浸炭焼入れにより優れた表
面強度と靭性および疲労強度を発揮する快削性浸炭焼入
れ用鋼材を得るための熱処理法に関し、この方法は、歯
車やシャフト、ピン等に用いられる浸炭焼入れ用鋼材の
熱処理法として極めて有用である。
は優れた被削性を示し、また浸炭焼入れにより優れた表
面強度と靭性および疲労強度を発揮する快削性浸炭焼入
れ用鋼材を得るための熱処理法に関し、この方法は、歯
車やシャフト、ピン等に用いられる浸炭焼入れ用鋼材の
熱処理法として極めて有用である。
【０００２】
【従来の技術】各種機械構造用鋼の被削性を改善するた
めの手段として一般的に実施されているのは、Ｓ，Ｐ
ｂ，Ｃａ等の被削性向上元素の添加である。しかし、Ｓ
は鋼材の靭性や疲労強度を低下させるという欠点があ
り、またＰｂは、Ｓに比べて機械的性質に及ぼす悪影響
は少ないが、耐ピッチング疲労強度や、高強度鋼の曲げ
疲労強度を低下させることが指摘されている。更にＣａ
は、工具の種類によっては被削性向上効果が有効に発揮
されないことがあるばかりでなく、酸化物サイズを粗大
化させて疲労強度を低下させることが知られている。従
って、これら被削性向上元素を添加する方法は、高強度
を必要とする部品の被削性向上には余り有効でないか、
あるいは適用できない。
めの手段として一般的に実施されているのは、Ｓ，Ｐ
ｂ，Ｃａ等の被削性向上元素の添加である。しかし、Ｓ
は鋼材の靭性や疲労強度を低下させるという欠点があ
り、またＰｂは、Ｓに比べて機械的性質に及ぼす悪影響
は少ないが、耐ピッチング疲労強度や、高強度鋼の曲げ
疲労強度を低下させることが指摘されている。更にＣａ
は、工具の種類によっては被削性向上効果が有効に発揮
されないことがあるばかりでなく、酸化物サイズを粗大
化させて疲労強度を低下させることが知られている。従
って、これら被削性向上元素を添加する方法は、高強度
を必要とする部品の被削性向上には余り有効でないか、
あるいは適用できない。
【０００３】このほか、Ｂの窒化物を利用して被削性を
向上しようとする試みが報告されている（たとえば特開
平１−１９７６４号、特開平３−１００４７号）。しか
し、この方法では、浸炭焼入前に切削加工する場合、焼
きならしままであれば添加したＢが全てＢＮとして固定
されずに遊離のＢとして残存し、焼入性が上がって硬質
化し、その結果ＢＮを含有しない鋼よりも被削性が悪く
なるという問題が生じてくる。従って、浸炭焼入用鋼の
浸炭焼入前の被削性を、浸炭焼入後の疲労強度を低下さ
せずに向上させるには、上記ＢＮ含有快削鋼の欠点であ
る過剰な焼入性をコントロールし、被削性をより向上さ
せることのできる熱処理法を開発する必要がある。しか
も、ＢＮは、ＭｎＳを核として析出することにより、粗
大析出物となり、疲労強度を低下させるという難点もあ
るので高強度鋼には適用できず、こうした観点からの改
善も必要となる。
向上しようとする試みが報告されている（たとえば特開
平１−１９７６４号、特開平３−１００４７号）。しか
し、この方法では、浸炭焼入前に切削加工する場合、焼
きならしままであれば添加したＢが全てＢＮとして固定
されずに遊離のＢとして残存し、焼入性が上がって硬質
化し、その結果ＢＮを含有しない鋼よりも被削性が悪く
なるという問題が生じてくる。従って、浸炭焼入用鋼の
浸炭焼入前の被削性を、浸炭焼入後の疲労強度を低下さ
せずに向上させるには、上記ＢＮ含有快削鋼の欠点であ
る過剰な焼入性をコントロールし、被削性をより向上さ
せることのできる熱処理法を開発する必要がある。しか
も、ＢＮは、ＭｎＳを核として析出することにより、粗
大析出物となり、疲労強度を低下させるという難点もあ
るので高強度鋼には適用できず、こうした観点からの改
善も必要となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な問
題点に着目してなされたものであって、その目的は、浸
炭焼入前の被削性が良好である浸炭焼入用鋼の被削性
を、疲労強度等に悪影響を及ぼすことなく更に向上させ
ることのできる熱処理法を提供しようとするものであ
る。
題点に着目してなされたものであって、その目的は、浸
炭焼入前の被削性が良好である浸炭焼入用鋼の被削性
を、疲労強度等に悪影響を及ぼすことなく更に向上させ
ることのできる熱処理法を提供しようとするものであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る熱処理法の構成は、 Ｃ ：０．１〜０．３％ Ｓｉ：０．２５％以下（０％を含む） Ｍｎ：０．３〜２．０％ Ａｌ：０．０２〜０．１％ Ｂ：０．００２〜０．００６％ Ｎ：（１．３×Ｂ［％］＋０．００８）％以上 Ｓ：０．０３％以下（０％を含む） の要件を満たすと共に Ｃｒ：６％以下 Ｎｉ：６％以下 Ｍｏ：２％以下 よりなる群から選択される少なくとも１種を含有し、或
はこれらに加えてＮｂ：０．５％以下および／または
Ｖ：０．３％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避不
純物からなる快削性浸炭用鋼を、１０５０℃以上の温度
で１０分間以上熱処理した後、冷却して全量を低温安定
相に変態せしめ、次いで６００〜９５０℃に再加熱して
１０分以上保持し冷却してから機械加工することによ
り、浸炭焼入れ前の被削性およびその後に行なわれる浸
炭焼入れ後の疲労強度を高めるところに要旨を有するも
のである。
のできた本発明に係る熱処理法の構成は、 Ｃ ：０．１〜０．３％ Ｓｉ：０．２５％以下（０％を含む） Ｍｎ：０．３〜２．０％ Ａｌ：０．０２〜０．１％ Ｂ：０．００２〜０．００６％ Ｎ：（１．３×Ｂ［％］＋０．００８）％以上 Ｓ：０．０３％以下（０％を含む） の要件を満たすと共に Ｃｒ：６％以下 Ｎｉ：６％以下 Ｍｏ：２％以下 よりなる群から選択される少なくとも１種を含有し、或
はこれらに加えてＮｂ：０．５％以下および／または
Ｖ：０．３％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避不
純物からなる快削性浸炭用鋼を、１０５０℃以上の温度
で１０分間以上熱処理した後、冷却して全量を低温安定
相に変態せしめ、次いで６００〜９５０℃に再加熱して
１０分以上保持し冷却してから機械加工することによ
り、浸炭焼入れ前の被削性およびその後に行なわれる浸
炭焼入れ後の疲労強度を高めるところに要旨を有するも
のである。
【０００６】上記の発明において、更に付加することの
できる好ましい態様は次の通りである。 １．本発明で熱処理に付される鋼材は、鋳造後鍛造もし
くは圧延されたものである。 ２．Ｎｂおよび／またはＶは、結晶粒調整成分として有
効に作用する。
できる好ましい態様は次の通りである。 １．本発明で熱処理に付される鋼材は、鋳造後鍛造もし
くは圧延されたものである。 ２．Ｎｂおよび／またはＶは、結晶粒調整成分として有
効に作用する。
【０００７】
【作用】浸炭焼入用鋼の被削性向上には、被削材の硬度
低下と、工具界面との潤滑性を向上させる化合物の含有
が有効である。そして前述のＢＮは、工具との界面に潤
滑性を与えることで被削性を向上させる作用を発揮する
ことが知られている。しかし、前述の如く切削加工前の
熱処理後の冷却時に、化合物として固定されない遊離の
Ｂが存在すると、焼入性が上昇して硬度上昇を招き、被
削性をかえって低下させる。故に、できるだけ多くのＢ
を、被削性向上に有効なＢＮの形で析出させ、遊離のＢ
量を減少させることが被削性向上につながる。従って本
発明においては、十分な量のＮを添加することが重要で
あり、Ｂと結合する化学量論的に必要な量より一定量以
上のＮを含有させる必要がある。次に、各元素の限定理
由につき説明する。
低下と、工具界面との潤滑性を向上させる化合物の含有
が有効である。そして前述のＢＮは、工具との界面に潤
滑性を与えることで被削性を向上させる作用を発揮する
ことが知られている。しかし、前述の如く切削加工前の
熱処理後の冷却時に、化合物として固定されない遊離の
Ｂが存在すると、焼入性が上昇して硬度上昇を招き、被
削性をかえって低下させる。故に、できるだけ多くのＢ
を、被削性向上に有効なＢＮの形で析出させ、遊離のＢ
量を減少させることが被削性向上につながる。従って本
発明においては、十分な量のＮを添加することが重要で
あり、Ｂと結合する化学量論的に必要な量より一定量以
上のＮを含有させる必要がある。次に、各元素の限定理
由につき説明する。
【０００８】Ｃは、浸炭鋼の芯部の強度を増加させるの
に不可欠の元素であり、０．１％未満では強度が不足す
る。しかし０．３％を超えると靭性の劣化を招くと共
に、疲労強度に有用な圧縮残留応力が生じにくくなるた
め、含有量を０．１〜０．３％と定めた。Ｓｉは、鋼材
の脱酸を目的として添加されるが、多過ぎると浸炭異常
層の生成による疲労強度低下や全体の靭性低下を招くの
で、０．２５％を上限とした。Ｓｉのより好ましい上限
値は０．１５％である。
に不可欠の元素であり、０．１％未満では強度が不足す
る。しかし０．３％を超えると靭性の劣化を招くと共
に、疲労強度に有用な圧縮残留応力が生じにくくなるた
め、含有量を０．１〜０．３％と定めた。Ｓｉは、鋼材
の脱酸を目的として添加されるが、多過ぎると浸炭異常
層の生成による疲労強度低下や全体の靭性低下を招くの
で、０．２５％を上限とした。Ｓｉのより好ましい上限
値は０．１５％である。
【０００９】Ｍｎは、鋼材の脱酸と熱間加工性の改善及
び焼入性向上を目的として添加されるもので、少なくと
も０．３％以上含有させなければならないが、多過ぎる
と靭性が低下すると共に焼入性過剰によって被削性低下
を招くので２．０％を上限とする。Ａｌは、脱酸元素と
して鋼中の酸素量を低下させ、またオーステナイト結晶
粒調整のために必須の元素であり、その効果を有効に発
揮させるには０．０２％以上含有させなければならな
い。しかし、Ａｌ量が多くなりすぎると、靭性が損なわ
れるので、０．１％を上限とする。
び焼入性向上を目的として添加されるもので、少なくと
も０．３％以上含有させなければならないが、多過ぎる
と靭性が低下すると共に焼入性過剰によって被削性低下
を招くので２．０％を上限とする。Ａｌは、脱酸元素と
して鋼中の酸素量を低下させ、またオーステナイト結晶
粒調整のために必須の元素であり、その効果を有効に発
揮させるには０．０２％以上含有させなければならな
い。しかし、Ａｌ量が多くなりすぎると、靭性が損なわ
れるので、０．１％を上限とする。
【００１０】Ｂは、鋼中においてＢＮ析出物を形成し、
工具界面との潤滑性を高めることによって被削性を向上
させる効果があり、その効果は、０．００２％以上の添
加で有効に発揮される。しかし、Ｂ量が多過ぎると遊離
のＢが残り易くなり、焼入性が過剰となって被削時の硬
度が上昇し、かえって被削性が劣化するばかりでなく、
疲労強度も低下するので、上限を０．００６％とした。
Ｂのより好ましい含有量は０．００３〜０．００４％の
範囲である。
工具界面との潤滑性を高めることによって被削性を向上
させる効果があり、その効果は、０．００２％以上の添
加で有効に発揮される。しかし、Ｂ量が多過ぎると遊離
のＢが残り易くなり、焼入性が過剰となって被削時の硬
度が上昇し、かえって被削性が劣化するばかりでなく、
疲労強度も低下するので、上限を０．００６％とした。
Ｂのより好ましい含有量は０．００３〜０．００４％の
範囲である。
【００１１】Ｎは、Ｂと結合してＢＮ析出物を形成し、
被削性を高める作用があり、遊離のＢを残さず且つＡｌ
Ｎを形成して十分な結晶粒微細化効果を発揮させるに
は、（Ｎ≧１．３×Ｂ［重量％］＋０．００８）（％）
を満たす様に含有させなければならない。しかしてＮ量
がこれ未満であると、遊離のＢが残って焼入性が過剰と
なり、被削材の硬度が上昇しすぎて被削性をかえって悪
化させる。
被削性を高める作用があり、遊離のＢを残さず且つＡｌ
Ｎを形成して十分な結晶粒微細化効果を発揮させるに
は、（Ｎ≧１．３×Ｂ［重量％］＋０．００８）（％）
を満たす様に含有させなければならない。しかしてＮ量
がこれ未満であると、遊離のＢが残って焼入性が過剰と
なり、被削材の硬度が上昇しすぎて被削性をかえって悪
化させる。
【００１２】Ｓは、ＭｎＳを形成して被削性を向上させ
るのに有効な元素であるが、Ｂを添加した場合の効果は
比較的少ない。しかし、多過ぎると疲労強度を低下させ
るので、０．０３％を上限とする。尚、Ｓ量を極端に低
減した場合ＢＮ析出物の核となるＭｎＳの数も少なくな
って被削性向上効果は少なくなるが、実用上問題となる
レベルではないので、下限は設けない。Ｓのより好まし
い上限値は０．０１６％である。
るのに有効な元素であるが、Ｂを添加した場合の効果は
比較的少ない。しかし、多過ぎると疲労強度を低下させ
るので、０．０３％を上限とする。尚、Ｓ量を極端に低
減した場合ＢＮ析出物の核となるＭｎＳの数も少なくな
って被削性向上効果は少なくなるが、実用上問題となる
レベルではないので、下限は設けない。Ｓのより好まし
い上限値は０．０１６％である。
【００１３】本発明で使用される鋼材は、上記した元素
に加えて、鋼の焼入性と焼入焼戻し後の強度や靭性を向
上させるため、Ｎｉ，Ｃｒ及びＭｏよりなる群から選ば
れる少なくとも１種の元素を含有させる。しかし、これ
らの元素を過多に添加しても添加量に見合った効果の増
大は認められず、鋼材コストを高めるだけであるので、
添加量の上限は、経済上の理由からＮｉ：６．０ｗｔ
％，Ｃｒ：６．０ｗｔ％およびＭｏ：２．０ｗｔ％と定
めた。
に加えて、鋼の焼入性と焼入焼戻し後の強度や靭性を向
上させるため、Ｎｉ，Ｃｒ及びＭｏよりなる群から選ば
れる少なくとも１種の元素を含有させる。しかし、これ
らの元素を過多に添加しても添加量に見合った効果の増
大は認められず、鋼材コストを高めるだけであるので、
添加量の上限は、経済上の理由からＮｉ：６．０ｗｔ
％，Ｃｒ：６．０ｗｔ％およびＭｏ：２．０ｗｔ％と定
めた。
【００１４】本発明鋼材における必須の元素は以上の通
りであるが、これらに加えてＮｂおよび／またはＶを適
量含有させると、結晶粒調整効果を得ることができるの
で好ましい。しかし、これらの元素による結晶粒調整効
果もある程度の添加量で飽和し、過度に添加することは
コストアップを招くだけであるので、添加量の上限は、
Ｎｂは０．５％，Ｖは０．３％と夫々定めた。
りであるが、これらに加えてＮｂおよび／またはＶを適
量含有させると、結晶粒調整効果を得ることができるの
で好ましい。しかし、これらの元素による結晶粒調整効
果もある程度の添加量で飽和し、過度に添加することは
コストアップを招くだけであるので、添加量の上限は、
Ｎｂは０．５％，Ｖは０．３％と夫々定めた。
【００１５】本発明では、上記成分組成の要件を満たす
鋼材を使用し、該成分系の鋼材において、被削性を向上
させるＢＮの析出量を最大にすると共に遊離のＢ量を最
少限に抑え、焼入性の過度の上昇を抑えることによって
被削性を高め、且つ粗大なＢＮ析出量の生成を抑制して
疲労強度の低下を防止するには、浸炭焼入前に最適な条
件で熱処理を行なう必要がある。
鋼材を使用し、該成分系の鋼材において、被削性を向上
させるＢＮの析出量を最大にすると共に遊離のＢ量を最
少限に抑え、焼入性の過度の上昇を抑えることによって
被削性を高め、且つ粗大なＢＮ析出量の生成を抑制して
疲労強度の低下を防止するには、浸炭焼入前に最適な条
件で熱処理を行なう必要がある。
【００１６】即ち本発明においては、上記鋼材を圧延あ
るいは鍛造した後熱処理し、さらに切削加工してから浸
炭焼入に付されるが、浸炭焼入後の疲労強度を本発明で
意図するレベルにまで高めるには、粗大なＢＮの析出を
抑制することが必要となる。溶製時に生成したと思われ
る粗大ＢＮは、１０５０℃以上、より好ましくは１１５
０℃以上に加熱することにより少なくとも一部の再固溶
が起こり、粗大ＢＮ析出物は球状化すると共に小型化
し、疲労強度に無害となる。そのための必要な保持時間
は、温度によって変化するが、少なくとも１０分、より
好ましくは３０分以上が必要である。この熱処理は、鍛
造や圧延と兼ね合わせて行なっても良い。但しこの状態
では遊離のＢが残存して冷却時の焼入れ性が高くなり、
被削性が問題になってくる傾向が現れてくるので注意し
なければならない。
るいは鍛造した後熱処理し、さらに切削加工してから浸
炭焼入に付されるが、浸炭焼入後の疲労強度を本発明で
意図するレベルにまで高めるには、粗大なＢＮの析出を
抑制することが必要となる。溶製時に生成したと思われ
る粗大ＢＮは、１０５０℃以上、より好ましくは１１５
０℃以上に加熱することにより少なくとも一部の再固溶
が起こり、粗大ＢＮ析出物は球状化すると共に小型化
し、疲労強度に無害となる。そのための必要な保持時間
は、温度によって変化するが、少なくとも１０分、より
好ましくは３０分以上が必要である。この熱処理は、鍛
造や圧延と兼ね合わせて行なっても良い。但しこの状態
では遊離のＢが残存して冷却時の焼入れ性が高くなり、
被削性が問題になってくる傾向が現れてくるので注意し
なければならない。
【００１７】ＢＮは、一般的にＭｎＳを核として析出す
るので、微細なＭｎＳ析出物を数多く析出させておけ
ば、微細なＢＮの析出も多くなり遊離のＢ量が低減する
と同時に、粗大なＢＮの析出も抑制される。微細なＭｎ
Ｓを多量析出させるにはオーステナイト相から析出させ
ることが望ましいが、オーステナイト相より析出したま
まであればＭｎＳの結晶格子はオーステナイト相の結晶
格子と整合性（結晶格子に連続性を有すること）を有
し、界面エネルギーが低くなってＢＮの析出核として作
用しない。従って、一旦冷却することによってオーステ
ナイトを低温で安定な相に変態させ、整合性を消失させ
た後に再加熱しＢＮ析出の核として有効に作用させる必
要があり、そのためには６００〜９５０℃、より好まし
くは６７５〜９２５℃に再加熱し、少なくとも１０分
間、より好ましくは３０分間以上保持してから冷却しな
ければならない。ちなみに６００℃以下の再加熱保持で
は、ＢＮの析出が遅いため非能率的であるばかりでな
く、ＢＮの析出量も不十分となって被削性を満足に高め
ることができない。一方９５０℃以上の保持では、ＢＮ
の析出が起こらない。また、保持時間が１０分未満で
は、変態不足となって上記の効果が有効に発揮されな
い。尚、保持時間中の温度は、上記温度範囲内である限
り一定であっても一定でなくとも良い。再加熱後の冷却
は硬質過冷組織が出ない程度の冷却速度で十分であり、
一般的に空冷が用いられる。
るので、微細なＭｎＳ析出物を数多く析出させておけ
ば、微細なＢＮの析出も多くなり遊離のＢ量が低減する
と同時に、粗大なＢＮの析出も抑制される。微細なＭｎ
Ｓを多量析出させるにはオーステナイト相から析出させ
ることが望ましいが、オーステナイト相より析出したま
まであればＭｎＳの結晶格子はオーステナイト相の結晶
格子と整合性（結晶格子に連続性を有すること）を有
し、界面エネルギーが低くなってＢＮの析出核として作
用しない。従って、一旦冷却することによってオーステ
ナイトを低温で安定な相に変態させ、整合性を消失させ
た後に再加熱しＢＮ析出の核として有効に作用させる必
要があり、そのためには６００〜９５０℃、より好まし
くは６７５〜９２５℃に再加熱し、少なくとも１０分
間、より好ましくは３０分間以上保持してから冷却しな
ければならない。ちなみに６００℃以下の再加熱保持で
は、ＢＮの析出が遅いため非能率的であるばかりでな
く、ＢＮの析出量も不十分となって被削性を満足に高め
ることができない。一方９５０℃以上の保持では、ＢＮ
の析出が起こらない。また、保持時間が１０分未満で
は、変態不足となって上記の効果が有効に発揮されな
い。尚、保持時間中の温度は、上記温度範囲内である限
り一定であっても一定でなくとも良い。再加熱後の冷却
は硬質過冷組織が出ない程度の冷却速度で十分であり、
一般的に空冷が用いられる。
【００１８】
【実施例】次に本発明の実施例を示すが、本発明はもと
より下記実施例によって制限を受けるものではなく、前
後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施
することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の
技術的範囲に含まれる。
より下記実施例によって制限を受けるものではなく、前
後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施
することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の
技術的範囲に含まれる。
【００１９】実施例１ 表１に示した鋼を供試材として使用し、成分の影響を調
査した。熱処理条件としては図２の発明例２の条件を採
用し、熱処理後に、硬さと被削性を調べた。硬さはＪＩ
Ｓ Ｚ２２４４に準じて測定し、被削性は歯車ホブ切り
の模擬試験によって最大逃げ面摩耗量を測定した。工具
寿命は、予め定めた摩耗量になるまでの切削した溝の数
で定めた。疲労強度は、９２５℃で２時間３０分、炭素
ポテンシャル０．８％でガス浸炭焼入れを行なった。小
野式回転曲げ疲労試験によって評価した。
査した。熱処理条件としては図２の発明例２の条件を採
用し、熱処理後に、硬さと被削性を調べた。硬さはＪＩ
Ｓ Ｚ２２４４に準じて測定し、被削性は歯車ホブ切り
の模擬試験によって最大逃げ面摩耗量を測定した。工具
寿命は、予め定めた摩耗量になるまでの切削した溝の数
で定めた。疲労強度は、９２５℃で２時間３０分、炭素
ポテンシャル０．８％でガス浸炭焼入れを行なった。小
野式回転曲げ疲労試験によって評価した。
【００２０】結果は表２に示す通りであり、本発明の規
定要件を満たす実施例は、熱処理後の硬さが低く被削性
が良好であると共に疲労強度も良好であることが分か
る。それに反して、比較例は、成分の何れかが規定要件
を外れるものであり、被削性と疲労強度のいずれかが不
良である。例えば、Ｎo.７はＢが無添加であるため被削
性が不十分であり、またＮo.８はＢ量が過剰であるため
遊離のＢが生成して硬さが上昇し、被削性向上が果たせ
ないばかりでなく、疲労強度も低い。Ｎo.９はＮ量不足
のため遊離Ｂが生成し、硬さが上昇して被削性が低下し
ている。Ｎo.１０はＳ量が過剰であるため疲労強度が低
い。
定要件を満たす実施例は、熱処理後の硬さが低く被削性
が良好であると共に疲労強度も良好であることが分か
る。それに反して、比較例は、成分の何れかが規定要件
を外れるものであり、被削性と疲労強度のいずれかが不
良である。例えば、Ｎo.７はＢが無添加であるため被削
性が不十分であり、またＮo.８はＢ量が過剰であるため
遊離のＢが生成して硬さが上昇し、被削性向上が果たせ
ないばかりでなく、疲労強度も低い。Ｎo.９はＮ量不足
のため遊離Ｂが生成し、硬さが上昇して被削性が低下し
ている。Ｎo.１０はＳ量が過剰であるため疲労強度が低
い。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】実施例２ ＳＣＭ４２０鋼におけるＭｏ量を０．４％に高めた鋼材
（成分組成；Ｃ：０．２０％，Ｓｉ：０．１１％，Ｍ
ｎ：０．７８％，Ａｌ：０．０３１％，Ｂ：０．００３
６，Ｎ：０．０１４２％，Ｃｒ：１．０％，Ｓ：０．０
１０％）を供試材として使用し、これを図１に示す条件
で熱処理した後、硬さと工具寿命および疲労強度を調べ
た。また比較のため熱処理条件を図２に示す様に変更し
た以外は全く同様にして比較例とした。結果を表３に示
す。但し、硬さはＪＩＳ Ｚ２２４４に準じて測定し、
疲労試験は、熱処理後に歯車ホブ切りの模擬試験を行な
い、最大逃げ面摩耗量によって測定した。また疲労強度
は、炭素ポテンシャル０．８％のガス雰囲気中で９２５
℃で２．５時間の浸炭処理を施した後、小野式回転曲げ
疲労試験によって評価した。
（成分組成；Ｃ：０．２０％，Ｓｉ：０．１１％，Ｍ
ｎ：０．７８％，Ａｌ：０．０３１％，Ｂ：０．００３
６，Ｎ：０．０１４２％，Ｃｒ：１．０％，Ｓ：０．０
１０％）を供試材として使用し、これを図１に示す条件
で熱処理した後、硬さと工具寿命および疲労強度を調べ
た。また比較のため熱処理条件を図２に示す様に変更し
た以外は全く同様にして比較例とした。結果を表３に示
す。但し、硬さはＪＩＳ Ｚ２２４４に準じて測定し、
疲労試験は、熱処理後に歯車ホブ切りの模擬試験を行な
い、最大逃げ面摩耗量によって測定した。また疲労強度
は、炭素ポテンシャル０．８％のガス雰囲気中で９２５
℃で２．５時間の浸炭処理を施した後、小野式回転曲げ
疲労試験によって評価した。
【００２４】
【表３】
【００２５】表３からも明らかである様に、本発明の実
施例では、熱処理後の硬度が低く被削性が良好であると
共に浸炭後の疲労強度も非常に良好であることが分か
る。特に発明例２に示した条件で熱処理を行なったもの
は、非常に高い切削性を有している。これに対して熱処
理条件が規定要件を欠く比較材では、硬さの上昇によっ
て被削性が著しく低下し、或は浸炭処理後の疲労強度が
劣悪になっている。
施例では、熱処理後の硬度が低く被削性が良好であると
共に浸炭後の疲労強度も非常に良好であることが分か
る。特に発明例２に示した条件で熱処理を行なったもの
は、非常に高い切削性を有している。これに対して熱処
理条件が規定要件を欠く比較材では、硬さの上昇によっ
て被削性が著しく低下し、或は浸炭処理後の疲労強度が
劣悪になっている。
【００２６】
【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、鋼
材の成分組成を規定すると共に、浸炭焼入前の熱処理条
件を適性にコントロールすることによって、浸炭焼入前
の被削性を高めると共に、浸炭焼入後の疲労強度を高め
得ることになった。
材の成分組成を規定すると共に、浸炭焼入前の熱処理条
件を適性にコントロールすることによって、浸炭焼入前
の被削性を高めると共に、浸炭焼入後の疲労強度を高め
得ることになった。
【図１】実施例で採用した熱処理のヒートパターンを示
す図である。
す図である。
【図２】比較例で採用した熱処理のヒートパターンを示
す図である。
す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】Ｃ ：０．１〜０．３％（重量％を意味す
る、以下同じ） Ｓｉ：０．２５％以下（０％を含む） Ｍｎ：０．３〜２．０％ Ａｌ：０．０２〜０．１％ Ｂ：０．００２〜０．００６％ Ｎ：（１．３×Ｂ［％］＋０．００８）％以上 Ｓ：０．０３％以下（０％を含む） の要件を満たすと共に Ｃｒ：６％以下 Ｎｉ：６％以下 Ｍｏ：２％以下 よりなる群から選択される少なくとも１種を含有し、残
部Ｆｅおよび不可避不純物からなる快削性浸炭用鋼を、
１０５０℃以上の温度で１０分間以上熱処理した後、冷
却して全量を低温安定相に変態せしめ、次いで６００〜
９５０℃に再加熱して１０分以上保持し冷却してから機
械加工することにより、浸炭焼入れ前の被削性およびそ
の後に行なわれる浸炭焼入れ後の疲労強度を高めること
を特徴とする、快削性浸炭用鋼の切削加工前熱処理法。 - 【請求項２】 鋼材が、更に他の成分として、Ｎｂ：
０．５％以下および／またはＶ：０．３％以下を含有す
るものである請求項１に記載の快削性浸炭用鋼の切削加
工前熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2851494A JPH07238314A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 快削性浸炭用鋼の切削加工前熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2851494A JPH07238314A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 快削性浸炭用鋼の切削加工前熱処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07238314A true JPH07238314A (ja) | 1995-09-12 |
Family
ID=12250801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2851494A Withdrawn JPH07238314A (ja) | 1994-02-25 | 1994-02-25 | 快削性浸炭用鋼の切削加工前熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07238314A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011040587A1 (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 機械構造用鋼とその製造方法、及び、肌焼鋼部品とその製造方法 |
| JP2011080100A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Kobe Steel Ltd | 機械構造用鋼およびその製造方法 |
| JP2011080099A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Kobe Steel Ltd | 肌焼鋼部品およびその製造方法 |
-
1994
- 1994-02-25 JP JP2851494A patent/JPH07238314A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011040587A1 (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 機械構造用鋼とその製造方法、及び、肌焼鋼部品とその製造方法 |
| JP2011080100A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Kobe Steel Ltd | 機械構造用鋼およびその製造方法 |
| JP2011080099A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Kobe Steel Ltd | 肌焼鋼部品およびその製造方法 |
| CN102686759A (zh) * | 2009-10-02 | 2012-09-19 | 株式会社神户制钢所 | 机械结构用钢及其制造方法和表面硬化钢部件及其制造方法 |
| KR101369113B1 (ko) * | 2009-10-02 | 2014-03-04 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 기계 구조용 강과 그 제조 방법 및 기소강 부품과 그 제조 방법 |
| US9200357B2 (en) | 2009-10-02 | 2015-12-01 | Kobe Steel, Ltd. | Steel for machine structural use, manufacturing method for same, case hardened steel component, and manufacturing method for same |
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|---|---|---|---|
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