JPH0925511A - 鋼から成る精密構成部分を熱処理又は熱化学処理するための方法 - Google Patents
鋼から成る精密構成部分を熱処理又は熱化学処理するための方法Info
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- JPH0925511A JPH0925511A JP8179408A JP17940896A JPH0925511A JP H0925511 A JPH0925511 A JP H0925511A JP 8179408 A JP8179408 A JP 8179408A JP 17940896 A JP17940896 A JP 17940896A JP H0925511 A JPH0925511 A JP H0925511A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/04—Hardening by cooling below 0 degrees Celsius
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 肉薄の領域が、望ましくない残留オーステナ
イト変態に基づき、その機械的な性質に関して影響を与
えられないような、種々異なる肉厚さを有する、鋼から
成る精密構成部分を熱処理又は熱化学処理するための方
法を提供する。 【解決手段】 精密構成部分に部分低温冷却９を施し、
これにより一次残留オーステナイト減少を、有利には負
荷された個所で行う。
イト変態に基づき、その機械的な性質に関して影響を与
えられないような、種々異なる肉厚さを有する、鋼から
成る精密構成部分を熱処理又は熱化学処理するための方
法を提供する。 【解決手段】 精密構成部分に部分低温冷却９を施し、
これにより一次残留オーステナイト減少を、有利には負
荷された個所で行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、種々異なる肉厚さ
を有する鋼から成る精密構成部分、特に、カップ形タペ
ット、転がり軸受け部分、ギヤ構成部分及びクラッチ構
成部分を少なくとも硬化、低温冷却、焼き戻しの段階に
より熱処理又は熱化学処理するための方法に関する。
を有する鋼から成る精密構成部分、特に、カップ形タペ
ット、転がり軸受け部分、ギヤ構成部分及びクラッチ構
成部分を少なくとも硬化、低温冷却、焼き戻しの段階に
より熱処理又は熱化学処理するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】このような方法は久しく公知であり、種
々異なる相及び相成分の形成、相変態、完全又は部分的
な炭化物溶解により鋼合金の所望の性質、例えばマルテ
ンサイトの形成による高い硬度を得るという目的を持っ
ている。即ち、これに関連して、精密構成部分を次のよ
うに熱処理することが公知である。即ち、精密構成部分
をまず最初に硬化させ、次いで低温冷却し、その後焼き
戻すことにより熱処理が行われる（Technologie der Wa
ermebehandlung von Stahl、出版社ＶＥＢDeutscher Ve
rlag fuer Grundstoffindustrie、Leipzig在、１９８７
年第２３８頁以降参照）。低温冷却熱処理は、残留オー
ステナイト含量を減少させるために使用される。何故な
らば、残留オーステナイトは比較的軟らかい組織成分と
して、急冷組織の硬度を低下させるからである。
々異なる相及び相成分の形成、相変態、完全又は部分的
な炭化物溶解により鋼合金の所望の性質、例えばマルテ
ンサイトの形成による高い硬度を得るという目的を持っ
ている。即ち、これに関連して、精密構成部分を次のよ
うに熱処理することが公知である。即ち、精密構成部分
をまず最初に硬化させ、次いで低温冷却し、その後焼き
戻すことにより熱処理が行われる（Technologie der Wa
ermebehandlung von Stahl、出版社ＶＥＢDeutscher Ve
rlag fuer Grundstoffindustrie、Leipzig在、１９８７
年第２３８頁以降参照）。低温冷却熱処理は、残留オー
ステナイト含量を減少させるために使用される。何故な
らば、残留オーステナイトは比較的軟らかい組織成分と
して、急冷組織の硬度を低下させるからである。
【０００３】この公知の方法の欠点は、この方法が、種
々異なる肉厚さを有する精密構成部分のためには全く使
用不可能であるか、若しくは条件付きでしか使用可能で
ないことである。つまりこの低温冷却熱処理は、構成部
分全体において、即ち、極めて厚い肉厚さを有する領域
においても、著しく減じられた肉厚さを有する領域にお
いても行われるからである。
々異なる肉厚さを有する精密構成部分のためには全く使
用不可能であるか、若しくは条件付きでしか使用可能で
ないことである。つまりこの低温冷却熱処理は、構成部
分全体において、即ち、極めて厚い肉厚さを有する領域
においても、著しく減じられた肉厚さを有する領域にお
いても行われるからである。
【０００４】例えば、種々異なる肉厚さを有する精密構
成部分においては、肉厚の部分が、トライボロジ的に不
都合に作用する残留オーステナイト含量を有しており、
それに対して、肉薄の部分はトライボロジ的に臨界的で
ない残留オーステナイト含量を有している。このような
構成部分が完全に低温冷却処理されると、肉薄の部分に
おいても、存在する残留オーステナイト深さに応じて場
合によってはコア領域にまで、マルテンサイトの変態が
行われる恐れが生じる。その結果、例えば横断面全体の
脆性化又は横断面全体にわたる不都合な固有応力経過と
いうよく知られた不都合が生じる。その場合、構成部分
の肉薄の部分は、比較的破断に敏感となり、又は亀裂し
易くなる。
成部分においては、肉厚の部分が、トライボロジ的に不
都合に作用する残留オーステナイト含量を有しており、
それに対して、肉薄の部分はトライボロジ的に臨界的で
ない残留オーステナイト含量を有している。このような
構成部分が完全に低温冷却処理されると、肉薄の部分に
おいても、存在する残留オーステナイト深さに応じて場
合によってはコア領域にまで、マルテンサイトの変態が
行われる恐れが生じる。その結果、例えば横断面全体の
脆性化又は横断面全体にわたる不都合な固有応力経過と
いうよく知られた不都合が生じる。その場合、構成部分
の肉薄の部分は、比較的破断に敏感となり、又は亀裂し
易くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、肉薄
の領域が、望ましくない残留オーステナイト変態に基づ
き、その機械的な性質に関して影響を与えられないよう
な、種々異なる肉厚さを有する、鋼から成る精密構成部
分を熱処理又は熱化学処理するための方法を提供するこ
とである。
の領域が、望ましくない残留オーステナイト変態に基づ
き、その機械的な性質に関して影響を与えられないよう
な、種々異なる肉厚さを有する、鋼から成る精密構成部
分を熱処理又は熱化学処理するための方法を提供するこ
とである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、精密構成部分に部分低温冷却を施
し、これにより一次残留オーステナイト減少を、有利に
は負荷された個所で行うようにした。
に本発明の方法では、精密構成部分に部分低温冷却を施
し、これにより一次残留オーステナイト減少を、有利に
は負荷された個所で行うようにした。
【０００７】
【発明の効果】本発明による方法によれば、負荷されな
い個所では、存在する残留オーステナイトの変態は確実
に行われなくなる。即ち、この領域は延性に関して制限
されず、ひいては破断にあまり敏感でなくなる。
い個所では、存在する残留オーステナイトの変態は確実
に行われなくなる。即ち、この領域は延性に関して制限
されず、ひいては破断にあまり敏感でなくなる。
【０００８】本発明の有利な方法は、請求項２以下に記
載されている。請求項２記載の方法によれば、機能面が
所望の低温冷却温度で負荷される。この場合、機能面と
は、高すぎる残留オーステナイト含量に基づき、不都合
な機械的特性若しくは不都合なトライボロジ特性を有し
ている面を意味する。
載されている。請求項２記載の方法によれば、機能面が
所望の低温冷却温度で負荷される。この場合、機能面と
は、高すぎる残留オーステナイト含量に基づき、不都合
な機械的特性若しくは不都合なトライボロジ特性を有し
ている面を意味する。
【０００９】請求項３に記載の方法によれば、低温冷却
熱処理が−３５〜−１２０℃の範囲で行われる。この基
準値は文献データから公知である。
熱処理が−３５〜−１２０℃の範囲で行われる。この基
準値は文献データから公知である。
【００１０】請求項４に記載の方法によれば、精密構成
部分を低温冷却処理の直後に室温にまで加熱される。こ
のように室温まで加熱することにより、比較的暖かい部
分（肉薄の領域）から比較的冷たい部分（肉厚の領域）
への伝熱は回避される。つまり、このような温度補償が
行われてしまうと、精密構成部分は肉薄の領域で伝熱に
よって冷却されて、望ましくない残留オーステナイトの
変態を受ける恐れがある。
部分を低温冷却処理の直後に室温にまで加熱される。こ
のように室温まで加熱することにより、比較的暖かい部
分（肉薄の領域）から比較的冷たい部分（肉厚の領域）
への伝熱は回避される。つまり、このような温度補償が
行われてしまうと、精密構成部分は肉薄の領域で伝熱に
よって冷却されて、望ましくない残留オーステナイトの
変態を受ける恐れがある。
【００１１】請求項５に記載の方法によれば、低温冷却
熱処理が硬化若しくは急冷に直接続いて行われる。つま
りさもないと、急冷と低温冷却熱処理開始時との間の貯
蔵時間により、残留オーステナイト安定化が行われる危
険が生じる。
熱処理が硬化若しくは急冷に直接続いて行われる。つま
りさもないと、急冷と低温冷却熱処理開始時との間の貯
蔵時間により、残留オーステナイト安定化が行われる危
険が生じる。
【００１２】請求項６に記載の方法によれば、精密構成
部分として形成されたカップ形タペットの底部が低温冷
却熱処理を施される。これによって変態させられる、比
較的軟らかい残留オーステナイトの一部が、マルテンサ
イトへ変態させられることに基づき、カムとカップ形タ
ペットの底部との間の摩耗が著しく低減される。即ち、
カム・底部から成る摩擦対の耐用年数は向上される。そ
れに対してカップ形タペットの円筒状壁部は、残留オー
ステナイト変態が行われることに基づき破断敏感性に関
して不都合な影響を与えられなくなる。
部分として形成されたカップ形タペットの底部が低温冷
却熱処理を施される。これによって変態させられる、比
較的軟らかい残留オーステナイトの一部が、マルテンサ
イトへ変態させられることに基づき、カムとカップ形タ
ペットの底部との間の摩耗が著しく低減される。即ち、
カム・底部から成る摩擦対の耐用年数は向上される。そ
れに対してカップ形タペットの円筒状壁部は、残留オー
ステナイト変態が行われることに基づき破断敏感性に関
して不都合な影響を与えられなくなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】次に図面につき本発明の実施の形
態を詳しく説明する。
態を詳しく説明する。
【００１４】図１に示すカップ形タペットの構成では、
円筒状壁部２と閉じられた底部３とを有する第１のカッ
プ形の部分１が形成されている。この第１のカップ形の
部分１には、Ｍ字形ホッパの形の第２の部分４が嵌め込
まれている。この第２の部分４は円筒状外周壁５を有し
ていて、この円筒状外周壁５が円筒状壁部２の孔に嵌め
込まれている。円筒状外周壁５は第１の部分１の底部３
に隣接する端部で、底部３から離れた円錐台形状の領域
６に移行する。この領域６には、底部３から離された円
筒状の領域７が続いている。この円筒状の領域７は、内
側のタペット部分を収容するために働く。図１から判る
ように、図示のカップ形タペットの第１の部分１は種々
異なる肉厚さを有している。特に底部３は他の部分より
も肉厚に形成されている。何故ならば、この底部３の外
面にはカムが当接し、この理由から底部３には特別な耐
摩耗性が与えられていなければならないからである。こ
れに対し円筒状壁部２は、底部３から遠い側の部分で横
断面が減少されている。このことは、ホッパ状の第２の
部分４の円筒状外周壁５にも言える。従来の先行技術に
よる熱処理では、低温冷却が第１の部分１の全ての領域
で行われ、従って残留オーステナイトは、所望されてい
ない場所、即ち円筒状壁部２の領域においても変態させ
られてしまうことが容易に考えられる。
円筒状壁部２と閉じられた底部３とを有する第１のカッ
プ形の部分１が形成されている。この第１のカップ形の
部分１には、Ｍ字形ホッパの形の第２の部分４が嵌め込
まれている。この第２の部分４は円筒状外周壁５を有し
ていて、この円筒状外周壁５が円筒状壁部２の孔に嵌め
込まれている。円筒状外周壁５は第１の部分１の底部３
に隣接する端部で、底部３から離れた円錐台形状の領域
６に移行する。この領域６には、底部３から離された円
筒状の領域７が続いている。この円筒状の領域７は、内
側のタペット部分を収容するために働く。図１から判る
ように、図示のカップ形タペットの第１の部分１は種々
異なる肉厚さを有している。特に底部３は他の部分より
も肉厚に形成されている。何故ならば、この底部３の外
面にはカムが当接し、この理由から底部３には特別な耐
摩耗性が与えられていなければならないからである。こ
れに対し円筒状壁部２は、底部３から遠い側の部分で横
断面が減少されている。このことは、ホッパ状の第２の
部分４の円筒状外周壁５にも言える。従来の先行技術に
よる熱処理では、低温冷却が第１の部分１の全ての領域
で行われ、従って残留オーステナイトは、所望されてい
ない場所、即ち円筒状壁部２の領域においても変態させ
られてしまうことが容易に考えられる。
【００１５】図２には可能な熱処理法が概略的に示され
ている。この方法は、硬化８、低温冷却９、焼き戻し１
０の部分段階から成る。
ている。この方法は、硬化８、低温冷却９、焼き戻し１
０の部分段階から成る。
【００１６】図１に示したカップ形タペットの第１の部
分１の外側の底部３は、−１９６℃にまで冷却された銅
板上に設置される。第１の部分１と銅板との間の２１０
℃の大きな温度差並びに銅の高い比熱容量に基づき、底
部３は極めて急速に冷却される。特に図３から判るよう
に、底部３と円筒状壁部２の上方部分との間には、約５
０〜７０℃の温度差が生じる。ケーシング底部は約３０
秒間、銅板上に放置され、次いで第１の部分１が、２０
℃の別の銅板上に設置される。図３から判るように、底
部３と円筒状壁部２との間には温度経過に差異が生じる
ので、底部３に比べて円筒状壁部２においては残留オー
ステナイトの変態が著しく低減されている。低温冷却
は、底部３における残留オーステナイトを約５０％から
約２０％にまで減少させるのに十分である。引き続き行
われる焼き戻しの際には、残留オーステナイトが再び２
０％よりも少ない値にまで減少する。
分１の外側の底部３は、−１９６℃にまで冷却された銅
板上に設置される。第１の部分１と銅板との間の２１０
℃の大きな温度差並びに銅の高い比熱容量に基づき、底
部３は極めて急速に冷却される。特に図３から判るよう
に、底部３と円筒状壁部２の上方部分との間には、約５
０〜７０℃の温度差が生じる。ケーシング底部は約３０
秒間、銅板上に放置され、次いで第１の部分１が、２０
℃の別の銅板上に設置される。図３から判るように、底
部３と円筒状壁部２との間には温度経過に差異が生じる
ので、底部３に比べて円筒状壁部２においては残留オー
ステナイトの変態が著しく低減されている。低温冷却
は、底部３における残留オーステナイトを約５０％から
約２０％にまで減少させるのに十分である。引き続き行
われる焼き戻しの際には、残留オーステナイトが再び２
０％よりも少ない値にまで減少する。
【００１７】カップ形タペットの部分的低温冷却処理の
本発明による方法により、全体的に、目標とされた好都
合な状況が得られる。すなわち残留オーステナイト含量
の減少率は、底部３における最大減少率を起点として、
開いたカップ側の方向に向かってますます大きく低下す
るので、一方では、カムと底部３との間でトライボロジ
特性が改善されて、他方では、肉薄の円筒状壁部２が、
できるだけ僅かな影響しか受けないことに基づき、この
円筒状壁部２は破損の危険若しくは特別の亀裂の形成の
危険にさらされない。
本発明による方法により、全体的に、目標とされた好都
合な状況が得られる。すなわち残留オーステナイト含量
の減少率は、底部３における最大減少率を起点として、
開いたカップ側の方向に向かってますます大きく低下す
るので、一方では、カムと底部３との間でトライボロジ
特性が改善されて、他方では、肉薄の円筒状壁部２が、
できるだけ僅かな影響しか受けないことに基づき、この
円筒状壁部２は破損の危険若しくは特別の亀裂の形成の
危険にさらされない。
【図１】カップ形タペットの縦断面図である。
【図２】図１のカップ形タペットを熱処理するための温
度と時間との関係を表す線図である。
度と時間との関係を表す線図である。
【図３】図１のカップ形タペットの底部及び円筒状壁部
における温度分配を時間との関係で示す線図である。
における温度分配を時間との関係で示す線図である。
１ 第１の部分、 ２ 円筒状壁部、 ３ 底部、 ４
第２の部分、 ５円筒状外周壁、 ６ 領域、 ７
領域、 ８ 硬化、 ９ 低温冷却、 １０焼き戻し
第２の部分、 ５円筒状外周壁、 ６ 領域、 ７
領域、 ８ 硬化、 ９ 低温冷却、 １０焼き戻し
Claims (6)
- 【請求項１】 種々異なる肉厚さを有する鋼から成る精
密構成部分を少なくとも硬化（８）、低温冷却（９）及
び焼き戻し（１０）の段階により熱処理又は熱化学処理
するための方法において、 精密構成部分に部分低温冷却（９）を施し、これにより
一次残留オーステナイト減少を、有利には負荷された個
所で行うことを特徴とする、鋼から成る精密構成部分の
熱処理又は熱化学処理するための方法。 - 【請求項２】 機能面を所望の低温冷却温度で負荷す
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 低温冷却熱処理（９）を、−３５〜−１
２０℃の範囲で行う、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 精密構成部分を低温冷却熱処理（９）の
直後に室温まで加熱する、請求項１記載の方法。 - 【請求項５】 低温冷却熱処理（９）を硬化（８）若し
くは急冷に直接続いて行う、請求項１記載の方法。 - 【請求項６】 精密構成部分として形成されたカップ形
タペット（１）の底部（３）に低温冷却熱処理（９）を
施す、請求項１又は２記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19525218.7 | 1995-07-11 | ||
| DE19525218A DE19525218A1 (de) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | Verfahren zur thermischen oder thermochemischen Behandlung von Präzisionsbauteilen aus Stahl |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0925511A true JPH0925511A (ja) | 1997-01-28 |
Family
ID=7766538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8179408A Pending JPH0925511A (ja) | 1995-07-11 | 1996-07-09 | 鋼から成る精密構成部分を熱処理又は熱化学処理するための方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5800641A (ja) |
| JP (1) | JPH0925511A (ja) |
| DE (1) | DE19525218A1 (ja) |
| GB (1) | GB2303149B (ja) |
| IT (1) | IT1284113B1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102006052834A1 (de) * | 2006-11-09 | 2008-05-15 | Schaeffler Kg | Verfahren zum Herstellen eines Wälzlagerringes und Wälzlagerring |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB601879A (en) * | 1945-10-09 | 1948-05-13 | Jackstead Engineering Company | Improvements in the hardening and tempering of scissor and other blades |
| GB606663A (en) * | 1945-04-26 | 1948-08-18 | Bristol Aeroplane Co Ltd | Improvements in or relating to chromium-carbon steels for bearing races and to heat treatment processes therefor |
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