JPH0730438B2 - 高炭素クロム軸受鋼の浸炭・熱処理方法 - Google Patents
高炭素クロム軸受鋼の浸炭・熱処理方法Info
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- JPH0730438B2 JPH0730438B2 JP26574189A JP26574189A JPH0730438B2 JP H0730438 B2 JPH0730438 B2 JP H0730438B2 JP 26574189 A JP26574189 A JP 26574189A JP 26574189 A JP26574189 A JP 26574189A JP H0730438 B2 JPH0730438 B2 JP H0730438B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、表面に脱炭層の生じた高炭素クロム軸受鋼
の復炭のための熱処理方法、および復炭と球状化焼なま
しとを兼ねた熱処理方法に関する。
の復炭のための熱処理方法、および復炭と球状化焼なま
しとを兼ねた熱処理方法に関する。
（従来の技術） 軸受の転動体や軌道輪（レース）あるいはピストンリン
グなどに用いられる材料には局部的に大きな面圧が加わ
り、その繰り返しによる摩耗に対する抵抗性が必要とさ
れるので、均一な組織を有する硬い鋼が使用される。こ
のような鋼としては、JIS G 4805に規定される高炭素ク
ロム軸受鋼が代表的なものであり、これは母材の炭素含
有量を高め、炭化物を球状化する熱処理を施すことによ
り硬い鋼表面と良好な摺動特性を発揮し、特にころがり
軸受用として優れている。
グなどに用いられる材料には局部的に大きな面圧が加わ
り、その繰り返しによる摩耗に対する抵抗性が必要とさ
れるので、均一な組織を有する硬い鋼が使用される。こ
のような鋼としては、JIS G 4805に規定される高炭素ク
ロム軸受鋼が代表的なものであり、これは母材の炭素含
有量を高め、炭化物を球状化する熱処理を施すことによ
り硬い鋼表面と良好な摺動特性を発揮し、特にころがり
軸受用として優れている。
上記の高炭素クロム軸受鋼は、母材の炭素含有量が高い
ため、高温に加熱すると、炉内雰囲気を特別に制御しな
い限り、その表面が脱炭してしまう。このような鋼材
は、通常、溶製−鋳造−分塊圧延の工程でビレットにさ
れ、その後、熱間圧延によって棒、線、管（継目無管）
などに加工されるのであるが、分塊圧延および次の熱間
圧延前のビレット加熱は、1150℃を超える高い温度で行
われるため、数mm程度の深い脱炭層が生じる。この脱炭
が起こらないように、鋼材表面付近の雰囲気を制御する
のは、実際の製造現場では極めて困難なことである。分
塊圧延の際およびビレット加熱の際に生じた脱炭層は、
ビレット加熱後の圧延時の圧下比にもよるが、圧延製品
（棒、線、管）の表面に残存することが多く、このよう
な素材から製造される軸受等はう面硬度の定価や摺動性
の劣化を招く。従って、このような場合、通常は研削な
どの手段で脱炭層を除去することも行われているが、こ
れは工数の増加、歩留りの低下などにより製造コストを
大きく増加させてしまう。
ため、高温に加熱すると、炉内雰囲気を特別に制御しな
い限り、その表面が脱炭してしまう。このような鋼材
は、通常、溶製−鋳造−分塊圧延の工程でビレットにさ
れ、その後、熱間圧延によって棒、線、管（継目無管）
などに加工されるのであるが、分塊圧延および次の熱間
圧延前のビレット加熱は、1150℃を超える高い温度で行
われるため、数mm程度の深い脱炭層が生じる。この脱炭
が起こらないように、鋼材表面付近の雰囲気を制御する
のは、実際の製造現場では極めて困難なことである。分
塊圧延の際およびビレット加熱の際に生じた脱炭層は、
ビレット加熱後の圧延時の圧下比にもよるが、圧延製品
（棒、線、管）の表面に残存することが多く、このよう
な素材から製造される軸受等はう面硬度の定価や摺動性
の劣化を招く。従って、このような場合、通常は研削な
どの手段で脱炭層を除去することも行われているが、こ
れは工数の増加、歩留りの低下などにより製造コストを
大きく増加させてしまう。
特公昭62−47605号公報には、上記の問題に関する一つ
の対策が開示されている。これは、脱炭層の生じた鋼材
に浸炭処理を施して復炭させ、脱炭層をなくするという
のであり、研削除去のような方法に較べてはるかに優れ
た方法である。しかし、特公昭62−47605号公報に示さ
れる方法は、復炭処理を800〜950℃という高温度で、し
かも24時間というような長時間行うものであり、後述す
るような材質劣化を招くだけでなく、エネルギーコスト
の削減、工程の短縮という昨今の要請に応えられない。
の対策が開示されている。これは、脱炭層の生じた鋼材
に浸炭処理を施して復炭させ、脱炭層をなくするという
のであり、研削除去のような方法に較べてはるかに優れ
た方法である。しかし、特公昭62−47605号公報に示さ
れる方法は、復炭処理を800〜950℃という高温度で、し
かも24時間というような長時間行うものであり、後述す
るような材質劣化を招くだけでなく、エネルギーコスト
の削減、工程の短縮という昨今の要請に応えられない。
さて、高炭素クロム軸受鋼の熱処理のうち比較的長時間
にわたり鋼を加熱する熱処理に、球状化焼なましがあ
る。球状化焼鈍は炭化物を球状化するための必須の処理
であるが、その方法には、 A1変態点の直下で長時間保持する方法、 A1変態点の直上と直下で繰り返し加熱する方法、 A1変態点の直上で加熱したのち徐冷する方法、 などがある。いずれの方法でも、炉の雰囲気を制御する
ことで鋼表面を保持し熱処理中に脱炭を生じさせない処
理が取られているが、既に存在する脱炭層に復炭させる
ような処理は講じられていない。その理由は、球状化焼
なまし前の素材は場合により数百μｍもの深い脱炭層が
存在すること、上記〜のような熱処理パターンで
は、仮に雰囲気を浸炭雰囲気にしても浸炭の程度が不十
分で脱炭層を完全に復炭することは困難であると考えら
れていたこと、にある。
にわたり鋼を加熱する熱処理に、球状化焼なましがあ
る。球状化焼鈍は炭化物を球状化するための必須の処理
であるが、その方法には、 A1変態点の直下で長時間保持する方法、 A1変態点の直上と直下で繰り返し加熱する方法、 A1変態点の直上で加熱したのち徐冷する方法、 などがある。いずれの方法でも、炉の雰囲気を制御する
ことで鋼表面を保持し熱処理中に脱炭を生じさせない処
理が取られているが、既に存在する脱炭層に復炭させる
ような処理は講じられていない。その理由は、球状化焼
なまし前の素材は場合により数百μｍもの深い脱炭層が
存在すること、上記〜のような熱処理パターンで
は、仮に雰囲気を浸炭雰囲気にしても浸炭の程度が不十
分で脱炭層を完全に復炭することは困難であると考えら
れていたこと、にある。
従来、浸炭処理は鋼のオーステナイト（γ）或で行うの
が常識である。例えば、第３版「鉄鋼便覧VI」（丸善、
昭和57年５月31日発行）の563頁には「浸炭は、オース
テナイト中に炭素を固溶させる反応」と定義されてお
り、改定３版「金属便覧」（丸善、昭和46年12月10日発
行）の1687頁の図14・16にあるように浸炭温度は850〜1
000℃とオーステナイト域になっている。このように、
従来は、ガス浸炭であれ固体浸炭であれ、浸炭処理は温
度の高いオーステナイト域で炭素を拡散浸透させるのが
常識であった。温度の低いところで浸炭した場合には、
拡散した炭素は結晶粒界に塊状炭化物を生成し、これが
拡散障壁となるため十分な深さの浸炭層は得られないと
信じられていたのである。
が常識である。例えば、第３版「鉄鋼便覧VI」（丸善、
昭和57年５月31日発行）の563頁には「浸炭は、オース
テナイト中に炭素を固溶させる反応」と定義されてお
り、改定３版「金属便覧」（丸善、昭和46年12月10日発
行）の1687頁の図14・16にあるように浸炭温度は850〜1
000℃とオーステナイト域になっている。このように、
従来は、ガス浸炭であれ固体浸炭であれ、浸炭処理は温
度の高いオーステナイト域で炭素を拡散浸透させるのが
常識であった。温度の低いところで浸炭した場合には、
拡散した炭素は結晶粒界に塊状炭化物を生成し、これが
拡散障壁となるため十分な深さの浸炭層は得られないと
信じられていたのである。
（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、脱炭層を持つ高炭素クロム軸受鋼の復
炭をできるだけ低温で短時間に行うことのできる技術を
提供すること、さらに、球状化焼なまし処理と同時に脱
炭層の復炭を行うことができる技術を提供すること、に
ある。
炭をできるだけ低温で短時間に行うことのできる技術を
提供すること、さらに、球状化焼なまし処理と同時に脱
炭層の復炭を行うことができる技術を提供すること、に
ある。
（課題を解決するための手段） 浸炭層深さは、種々の要因により決まるが、一般には炭
化物の生成挙動ならびに固溶炭素の母材中の拡散に大き
く依存し、温度が高く、処理時間が長い程浸炭層は深く
なると考えられている。同じ浸炭層深さを得るには、高
温で処理するほど短時間ですむというのが常識である。
前述のごとく、従来、鋼の浸炭処理が高温のγ領域で行
われていたのはこの理由による。しかし、従来の高温域
で長時間加熱する浸炭処理には、特に球状化処理を行わ
なければならない高炭素クロム軸受鋼では、次のような
問題がある。即ち、γ域で鋼を長時間加熱すると、オー
ステナイト結晶粒が粗大化してしまい、引き続く熱処理
によっても均一に分散した球状炭化物が得られない。仮
に、γ域での浸炭処理によって、脱炭層の復炭ができて
も、次の球状化処理で所望の組織が得られなければ軸受
鋼としての特性が発揮できない。さらに、浸炭処理であ
れ、球状化処理であれ、適切な雰囲気に保った炉内に被
処理材を通して連続的に処理するのが望ましいのである
が、従来のような高温での長時間処理では設備的にも連
続処理は難しい。
化物の生成挙動ならびに固溶炭素の母材中の拡散に大き
く依存し、温度が高く、処理時間が長い程浸炭層は深く
なると考えられている。同じ浸炭層深さを得るには、高
温で処理するほど短時間ですむというのが常識である。
前述のごとく、従来、鋼の浸炭処理が高温のγ領域で行
われていたのはこの理由による。しかし、従来の高温域
で長時間加熱する浸炭処理には、特に球状化処理を行わ
なければならない高炭素クロム軸受鋼では、次のような
問題がある。即ち、γ域で鋼を長時間加熱すると、オー
ステナイト結晶粒が粗大化してしまい、引き続く熱処理
によっても均一に分散した球状炭化物が得られない。仮
に、γ域での浸炭処理によって、脱炭層の復炭ができて
も、次の球状化処理で所望の組織が得られなければ軸受
鋼としての特性が発揮できない。さらに、浸炭処理であ
れ、球状化処理であれ、適切な雰囲気に保った炉内に被
処理材を通して連続的に処理するのが望ましいのである
が、従来のような高温での長時間処理では設備的にも連
続処理は難しい。
上記のような問題点を解決する最良の方法は、浸炭（脱
炭層の復炭）をできるだけ低い温度でしかも短時間に行
うことである。さらに、この処理を、球状化熱処理と兼
ねて行うことができれば、生産効率の向上効果は計り知
れない。本発明者は、このような観点から、鋼の浸炭挙
動を改めて詳細に検討した。
炭層の復炭）をできるだけ低い温度でしかも短時間に行
うことである。さらに、この処理を、球状化熱処理と兼
ねて行うことができれば、生産効率の向上効果は計り知
れない。本発明者は、このような観点から、鋼の浸炭挙
動を改めて詳細に検討した。
本発明者は、炭素の拡散の遅速は母材の結晶構造に大き
く依存し、通常はγ相よりもα相の方が拡散が早い点に
着目し、温度の低いフェライト（α）相領域で浸炭が可
能かどうかを調べた。その結果、従来の常識に反し、温
度の低いα相領域でも十分に浸炭することが明らかにな
った。もちろん、同じ結晶構造であれば、温度の高い方
が拡散速度は大きいのであるが、炭素の拡散は、高温の
γ相よりも、低温のα相の方が格段に早いのである。し
かも、浸炭深さは炭素の拡散に大きく依存し、炭化物生
成反応の影響は浸炭に関しては小さく、比較的低温で浸
炭しても、結晶粒界には塊状の炭化物は顕著には生成せ
ず、拡散の障壁とはならないという新しい知見が得られ
た。このことは、同じ浸炭（復炭）深さを得る場合に
は、α相領域で処理した方がγ相領域で処理するよりも
短時間ですむということを意味する。
く依存し、通常はγ相よりもα相の方が拡散が早い点に
着目し、温度の低いフェライト（α）相領域で浸炭が可
能かどうかを調べた。その結果、従来の常識に反し、温
度の低いα相領域でも十分に浸炭することが明らかにな
った。もちろん、同じ結晶構造であれば、温度の高い方
が拡散速度は大きいのであるが、炭素の拡散は、高温の
γ相よりも、低温のα相の方が格段に早いのである。し
かも、浸炭深さは炭素の拡散に大きく依存し、炭化物生
成反応の影響は浸炭に関しては小さく、比較的低温で浸
炭しても、結晶粒界には塊状の炭化物は顕著には生成せ
ず、拡散の障壁とはならないという新しい知見が得られ
た。このことは、同じ浸炭（復炭）深さを得る場合に
は、α相領域で処理した方がγ相領域で処理するよりも
短時間ですむということを意味する。
上記の知見に基づく本発明は、下記（１）および（２）
を要旨とするものである。
を要旨とするものである。
（１） 前工程で表面に脱炭層の生じた高炭素クロム軸
受鋼に、その鋼のA1変態点以下の温度で浸炭処理を施し
て脱炭層に復炭させることを特徴とする高炭素クロム軸
受鋼のガス浸炭方法。
受鋼に、その鋼のA1変態点以下の温度で浸炭処理を施し
て脱炭層に復炭させることを特徴とする高炭素クロム軸
受鋼のガス浸炭方法。
（２） 前工程で表面に脱炭層の生じた高炭素クロム軸
受鋼を球状化焼なましする際に、その鋼がA1変態点以下
の温度域にあるとき加熱雰囲気を浸炭雰囲気とし、球状
化と脱炭層の復炭とを同時に行うことを特徴とする高炭
素クロム軸受鋼の熱熱処理方法。
受鋼を球状化焼なましする際に、その鋼がA1変態点以下
の温度域にあるとき加熱雰囲気を浸炭雰囲気とし、球状
化と脱炭層の復炭とを同時に行うことを特徴とする高炭
素クロム軸受鋼の熱熱処理方法。
本発明の対象となる高炭素クロム軸受鋼とは、例えば、
JIS G4805のSUJ 1〜５に代表される炭素が0.95〜1.10％
程度、クロムが0.90〜1.60％程度含有される鋼で、この
外にMo、Ｗ、Ｖ等を必要に応じて含有する改良鋼種も対
象になる。
JIS G4805のSUJ 1〜５に代表される炭素が0.95〜1.10％
程度、クロムが0.90〜1.60％程度含有される鋼で、この
外にMo、Ｗ、Ｖ等を必要に応じて含有する改良鋼種も対
象になる。
処理される時の形態は、通常、圧延のまま、または圧延
後に脱スケールされた棒、線、管などであるが、その
外、歯車や軸受の転動体、レース等のような部品の形態
になっているものでもよい。
後に脱スケールされた棒、線、管などであるが、その
外、歯車や軸受の転動体、レース等のような部品の形態
になっているものでもよい。
浸炭処理は、ガス浸炭、液体浸炭、固体浸炭、のいずれ
でもよいが、工業的にはガス浸炭が好ましい。特に、所
定温度に保った炉中に被処理材を連続的に通して復炭、
あるいは復炭と球状化処理を兼ねて行うには、雰囲気調
整の容易なガス浸炭法が望ましい。
でもよいが、工業的にはガス浸炭が好ましい。特に、所
定温度に保った炉中に被処理材を連続的に通して復炭、
あるいは復炭と球状化処理を兼ねて行うには、雰囲気調
整の容易なガス浸炭法が望ましい。
A1変態点というのは、低温から加熱していく場合にはAc
1変態点を意味し、高温から冷却していく場合にはAr1変
態点を意味する。
1変態点を意味し、高温から冷却していく場合にはAr1変
態点を意味する。
（２）の方法における球状化処理は、前記〜の方
法、その他いずれの方法でもよい。の方法であれば、
球状化処理の任意の時間に雰囲気を浸炭雰囲気にして実
施する。の方法でも、少なくとも鋼がA1変態点以下の
温度にあるときに浸炭雰囲気にして迅速な復炭を行わせ
ることができる。の方法では、徐冷中のA1変態点以下
の温度域にあるときに浸炭雰囲気にする。なお、およ
びの場合に、A1変態点直上にあるときにも浸炭雰囲気
とすることは何ら差し支えない。
法、その他いずれの方法でもよい。の方法であれば、
球状化処理の任意の時間に雰囲気を浸炭雰囲気にして実
施する。の方法でも、少なくとも鋼がA1変態点以下の
温度にあるときに浸炭雰囲気にして迅速な復炭を行わせ
ることができる。の方法では、徐冷中のA1変態点以下
の温度域にあるときに浸炭雰囲気にする。なお、およ
びの場合に、A1変態点直上にあるときにも浸炭雰囲気
とすることは何ら差し支えない。
（作用） 前述のように数百μｍもの脱炭層のある鋼を浸炭処理に
よって復炭させるためには、炭素の拡散をフェライト相
で行わせる必要がある。そのため、浸炭処理を鋼のA1変
態点以下で行う。この低温浸炭処理であれば、数百μｍ
の深さまで脱炭している鋼でも前記のオーステナイト結
晶粒の過大成長などの弊害なしに復炭させることができ
る。しかも、従来の球状化焼なましの条件で、同時に十
分に復炭させることができる。
よって復炭させるためには、炭素の拡散をフェライト相
で行わせる必要がある。そのため、浸炭処理を鋼のA1変
態点以下で行う。この低温浸炭処理であれば、数百μｍ
の深さまで脱炭している鋼でも前記のオーステナイト結
晶粒の過大成長などの弊害なしに復炭させることができ
る。しかも、従来の球状化焼なましの条件で、同時に十
分に復炭させることができる。
球状化焼鈍を徐冷法（前記の方法）で行う場合には、
鋼の冷却速度を80℃/hr以下に抑えるのがよい。これは8
0℃/hrよりも速い冷却速度だと浸炭の時間が短くなり、
フェライト相で浸炭しても必要な復炭が達成されないこ
とがあるからである。
鋼の冷却速度を80℃/hr以下に抑えるのがよい。これは8
0℃/hrよりも速い冷却速度だと浸炭の時間が短くなり、
フェライト相で浸炭しても必要な復炭が達成されないこ
とがあるからである。
以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明する。
〔実施例１、復炭処理の例〕 第１表に示す化学組成の素材を使用した。
試験片は、マンネスマン方式で製管された50.8φ×7t
（mm）の圧延のままの素管から採取し、試験に供した。
試験片形状を第１図に示す。
（mm）の圧延のままの素管から採取し、試験に供した。
試験片形状を第１図に示す。
素管は、分塊圧延、ビレット加熱、穿孔圧延等のプロセ
スを経て来ているため、管外表面には約500〜750μｍの
脱炭層が存在していた。試験片の一部のものについて
は、鋼表面を切削し、脱炭層を完全に除去したものも準
備した。以降の浸炭挙動の検討には主として管外表面を
用いている。
スを経て来ているため、管外表面には約500〜750μｍの
脱炭層が存在していた。試験片の一部のものについて
は、鋼表面を切削し、脱炭層を完全に除去したものも準
備した。以降の浸炭挙動の検討には主として管外表面を
用いている。
まず、第１表の鋼種２の素管を使用し、復炭の試験を行
った。熱処理には第２図に示すヒートパターンを用い
た。炉の雰囲気は第２図に矢印で示した領域だけ浸炭性
ガスを流し、その他の区間は鋼と雰囲気ガス（燃焼ガ
ス）との反応を避けるためN2ガスを通気した。浸炭性ガ
スとしては、炭素活量の高い混合ガス（CO:25vol.％、H
2:30vol.％、CO2:0.2vol.％、bal.N2）を用いた。浸炭
性ガスを通気する温度範囲を第２図中のＩ〜Ｖのように
変化させ浸炭時の鋼の相状態を区分した。なお、供試鋼
のA1変態点はいずれも加熱昇温時（Ac1変態点）は約760
℃であり、降温時（Ar1変態点）は約720℃である。従っ
て、第２図の熱処理範囲のＩおよびIIはオーステナイト
領域、IIIおよびIVはフェライト領域で、Ｖはオーステ
ナイトとフェライトの二つの相の領域で浸炭反応を行っ
たことになる。
った。熱処理には第２図に示すヒートパターンを用い
た。炉の雰囲気は第２図に矢印で示した領域だけ浸炭性
ガスを流し、その他の区間は鋼と雰囲気ガス（燃焼ガ
ス）との反応を避けるためN2ガスを通気した。浸炭性ガ
スとしては、炭素活量の高い混合ガス（CO:25vol.％、H
2:30vol.％、CO2:0.2vol.％、bal.N2）を用いた。浸炭
性ガスを通気する温度範囲を第２図中のＩ〜Ｖのように
変化させ浸炭時の鋼の相状態を区分した。なお、供試鋼
のA1変態点はいずれも加熱昇温時（Ac1変態点）は約760
℃であり、降温時（Ar1変態点）は約720℃である。従っ
て、第２図の熱処理範囲のＩおよびIIはオーステナイト
領域、IIIおよびIVはフェライト領域で、Ｖはオーステ
ナイトとフェライトの二つの相の領域で浸炭反応を行っ
たことになる。
熱処理後は、試験片の外表面の断面をミクロ組織試験用
に樹脂に埋め込んで研磨し、JIS G 0557、0558で規定さ
れる全硬化層もしくは全脱炭層を測定した。
に樹脂に埋め込んで研磨し、JIS G 0557、0558で規定さ
れる全硬化層もしくは全脱炭層を測定した。
測定結果を第２表に示す。第２表には素管の管外表面の
脱炭層を切削除去したものを健全な素材とし、脱炭層の
深さが500μｍと750μｍの供試材についての結果を示し
た。なお、全硬化層（浸炭層）を＋、全脱炭層を−で記
した。
脱炭層を切削除去したものを健全な素材とし、脱炭層の
深さが500μｍと750μｍの供試材についての結果を示し
た。なお、全硬化層（浸炭層）を＋、全脱炭層を−で記
した。
第２表に明らかなように、オーステナイト領域（Ｉおよ
びII）で浸炭させたものは、フェライト領域（IIIおよ
びIV）で浸炭させたものに比し、脱炭層のない健全な素
材でも浸炭層は極く浅い。もともと500μｍ、750μｍの
脱炭層を有する材料では、第２図に示すＩおよびIIのオ
ーステナイト域だけで浸炭させても完全には復炭してい
ない。しかし、第２図のIII、IV、Ｖにおける浸炭処理
のように、少なくとも浸炭処理の一部がフェライト域で
なされた場合には、十分に復炭している。なお、復炭が
完了した上さらに浸炭が進んでいるものもあるが、浸炭
層の形成は軸受鋼の特性に悪影響は及ぼさない。本発明
方法は、この浸炭層の形成も自在に調整できるという利
点も有する。
びII）で浸炭させたものは、フェライト領域（IIIおよ
びIV）で浸炭させたものに比し、脱炭層のない健全な素
材でも浸炭層は極く浅い。もともと500μｍ、750μｍの
脱炭層を有する材料では、第２図に示すＩおよびIIのオ
ーステナイト域だけで浸炭させても完全には復炭してい
ない。しかし、第２図のIII、IV、Ｖにおける浸炭処理
のように、少なくとも浸炭処理の一部がフェライト域で
なされた場合には、十分に復炭している。なお、復炭が
完了した上さらに浸炭が進んでいるものもあるが、浸炭
層の形成は軸受鋼の特性に悪影響は及ぼさない。本発明
方法は、この浸炭層の形成も自在に調整できるという利
点も有する。
第３表は、第１表に示したJIS G 4805のSUJ1〜５を含む
各種の高炭素クロム軸受鋼を、第２図のIIIの領域で浸
炭処理した場合の結果である。熱処理前の素材は約500
μｍ程度脱炭していたが、第３表に示すように、フェラ
イト相領域で浸炭させることによって素材で認められた
脱炭層は鋼種によらずいずれも完全に復炭していた。
各種の高炭素クロム軸受鋼を、第２図のIIIの領域で浸
炭処理した場合の結果である。熱処理前の素材は約500
μｍ程度脱炭していたが、第３表に示すように、フェラ
イト相領域で浸炭させることによって素材で認められた
脱炭層は鋼種によらずいずれも完全に復炭していた。
〔実施例２、球状化と復炭の例〕 第１表の鋼種２の試験片を用いて、徐冷法による球状化
焼なましを実施した。その際、冷却過程で鋼がフェライ
ト相となる領域（第３図に太線で示す720℃と670℃の
間）で鋼を浸炭性ガス雰囲気（実施例１と同組成）と接
触させ、ガス浸炭させた。
焼なましを実施した。その際、冷却過程で鋼がフェライ
ト相となる領域（第３図に太線で示す720℃と670℃の
間）で鋼を浸炭性ガス雰囲気（実施例１と同組成）と接
触させ、ガス浸炭させた。
熱処理のヒートパターンを第３図に示す。このとき、冷
却速度を５℃/hr〜90℃/hrの間で種々変化させ、復炭の
状況を調査した。素材としては、約750μｍの脱炭層の
あるものを使用した。
却速度を５℃/hr〜90℃/hrの間で種々変化させ、復炭の
状況を調査した。素材としては、約750μｍの脱炭層の
あるものを使用した。
試験結果を第４表に示す。降温速度が80℃/hr以下の場
合には、供試材に見られた脱炭層は完全に復炭し、良好
な鋼表面性状が得られた。また、第４表に示す表面から
300μｍの深さにおける硬度の測定結果をみれば、球状
化も充分に行われていることがわかる。
合には、供試材に見られた脱炭層は完全に復炭し、良好
な鋼表面性状が得られた。また、第４表に示す表面から
300μｍの深さにおける硬度の測定結果をみれば、球状
化も充分に行われていることがわかる。
〔実施例３、球状化と復炭の例〕 第１表の鋼種２の試験片を用いて、繰り返し法による球
状化焼なましを実施した。ヒートパターンを第４図に示
す。
状化焼なましを実施した。ヒートパターンを第４図に示
す。
１回目のオーステナイト域加熱と２回目のオーステナイ
ト域加熱の間のフェライト相領域（図のヒートパターン
の太線の部分）でガス浸炭を行った。ガス組成は実施例
１と同じである。浸炭時間を30分〜１時間の間で変化さ
せて、素材の復炭状況を観察した。素材としては約750
μｍの脱炭層のあるものを用いた。試験結果を第５表に
示す。また、処理後の表面から300μｍの深さの位置で
の硬度測定結果を併記する。
ト域加熱の間のフェライト相領域（図のヒートパターン
の太線の部分）でガス浸炭を行った。ガス組成は実施例
１と同じである。浸炭時間を30分〜１時間の間で変化さ
せて、素材の復炭状況を観察した。素材としては約750
μｍの脱炭層のあるものを用いた。試験結果を第５表に
示す。また、処理後の表面から300μｍの深さの位置で
の硬度測定結果を併記する。
第４図に示すこの実施例のヒートパターンでは、α相領
域での浸炭時間を30分より長くすれば、完全に復炭し、
かつ球状化した良好な鋼が得られることがわかる。
域での浸炭時間を30分より長くすれば、完全に復炭し、
かつ球状化した良好な鋼が得られることがわかる。
（発明の効果） 本発明は、鋼の浸炭がγ相領域よりもα相領域で迅速に
進行するという従来の常識に反する知見に基づいてなさ
れたものである。本発明方法によれば、脱炭層の復炭処
理を従来よりも低温で実施することができ、高温での浸
炭処理に伴う多くの問題が一挙に解決できる。この方法
では短時間で深い浸炭層が得られるため、連続処理にも
適しており、特に、高炭素クロム軸受鋼の製造に必須の
工程である球状化処理の際に脱炭層の復炭処理を同時に
行うことができるから、工程合理化の効果が極めて大き
い。
進行するという従来の常識に反する知見に基づいてなさ
れたものである。本発明方法によれば、脱炭層の復炭処
理を従来よりも低温で実施することができ、高温での浸
炭処理に伴う多くの問題が一挙に解決できる。この方法
では短時間で深い浸炭層が得られるため、連続処理にも
適しており、特に、高炭素クロム軸受鋼の製造に必須の
工程である球状化処理の際に脱炭層の復炭処理を同時に
行うことができるから、工程合理化の効果が極めて大き
い。
第１図は、熱処理の試験に供した試験片の形状を示す
図、第２図は、浸炭処理を行うヒートパターンを示す
図、第３図および第４図は、浸炭と球状化処理を同時に
行うヒートパターンを示す図、である。
図、第２図は、浸炭処理を行うヒートパターンを示す
図、第３図および第４図は、浸炭と球状化処理を同時に
行うヒートパターンを示す図、である。
Claims (2)
- 【請求項１】前工程で表面に脱炭層の生じた高炭素クロ
ム軸受鋼に、その鋼のA1変態点以下の温度で浸炭処理を
施して脱炭層に復炭させることを特徴とする高炭素クロ
ム軸受鋼の浸炭・熱処理方法。 - 【請求項２】前工程で表面に脱炭層の生じた高炭素クロ
ム軸受鋼を球状化焼なましする際に、その鋼がA1変態点
以下の温度域にあるときに加熱雰囲気を浸炭雰囲気と
し、球状化と脱炭層の復炭とを同時に行うことを特徴と
する高炭素クロム軸受鋼の浸炭・熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26574189A JPH0730438B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | 高炭素クロム軸受鋼の浸炭・熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26574189A JPH0730438B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | 高炭素クロム軸受鋼の浸炭・熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03126858A JPH03126858A (ja) | 1991-05-30 |
| JPH0730438B2 true JPH0730438B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=17421352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26574189A Expired - Fee Related JPH0730438B2 (ja) | 1989-10-12 | 1989-10-12 | 高炭素クロム軸受鋼の浸炭・熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730438B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103261450A (zh) * | 2010-12-13 | 2013-08-21 | 新日铁住金株式会社 | 高碳铬轴承钢及其制造方法 |
| JP2013185167A (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 高炭素クロム軸受鋼の製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5318528B2 (ja) * | 2003-02-28 | 2013-10-16 | Ｎｔｎ株式会社 | エンジンのローラ付きカムフォロアの製造方法 |
| JP4712603B2 (ja) * | 2006-04-28 | 2011-06-29 | Ｎｔｎ株式会社 | 転動部品の製造方法、軌道輪および軸受 |
| JP6237459B2 (ja) * | 2014-05-15 | 2017-11-29 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼管の熱処理方法およびそれを用いる軸受用鋼管の製造方法 |
| CN108950154A (zh) * | 2018-08-09 | 2018-12-07 | 洛阳Lyc轴承有限公司 | 一种轴承零件的球化退火工艺 |
-
1989
- 1989-10-12 JP JP26574189A patent/JPH0730438B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103261450A (zh) * | 2010-12-13 | 2013-08-21 | 新日铁住金株式会社 | 高碳铬轴承钢及其制造方法 |
| JP2013185167A (ja) * | 2012-03-06 | 2013-09-19 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | 高炭素クロム軸受鋼の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03126858A (ja) | 1991-05-30 |
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