JPH11106824A - 軸受鋼のベイナイト焼入れ方法 - Google Patents

軸受鋼のベイナイト焼入れ方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬度を低下することなく、ベイナイト変態時
間を短縮できる完全なベイナイト焼入れの方法を提供す
ることを目的とする。 【解決手段】 軸受及び他の荷重支持要素に用いられる
鋼のベイナイト焼入れの方法において、マルテンサイト
形成温度を丁度超えるような温度でのベイナイト変態を
開始し、オーステナイトの25〜99%を上記温度にて
ベイナイトに変態せしめ、しかる後、残りのオーステナ
イトのベイナイトへの変態を早めるように温度を上昇さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軸受及び他の荷重
支持要素に用いられる鋼のベイナイト焼入れの方法に関
する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】ベイナ
イト焼入れは、マルテンサイト焼入れに代えて、しばし
ば行われる。これは、一般にベイナイト組織がより良い
機械特性、例えば高靱性、亀裂生長に対する高阻止性等
を有するからである。したがって、軸受や疲労荷重を受
ける他の荷重支持要素には、ベイナイト組織が最も適し
ている。
【0003】ベイナイト焼入れは、高強度そして高硬度
をもつ要素を作るのに広く用いられている。与えられた
鋼に対して、ベイナイト組織は、マルテンサイトに比
し、優れた機械特性そして組織の安定性を呈する。ベイ
ナイト焼入れの欠点は、そのプロセスに長時間を要する
ということである。等温ベイナイト変態のための時間を
短縮するには、ベイナイト変態温度を上げることが必要
である。しかしながら、これは要素の特性に影響をもた
らす可能性のある硬度を低下させる。
【0004】GB−A−2019436は、靱性があ
り、強く、そして経済性の良い鋼合金の製造方法を開示
している。この方法は、マルテンサイト点以上で0℃と
100℃の範囲での、最高85%好ましくは80℃の変
態までのベイナイト焼入れ処理そしてそれからの室温ま
での冷却を含んでいる。この方法は、従前の完全変態の
場合に比べ、時間的に大いに短縮されるので、より経済
的である。しかしながら、ベイナイトに変態しなかった
鋼の一部が鋼の特性に寄与しない。
【0005】本発明の目的は、硬度を低下することな
く、ベイナイト変態時間を短縮する完全なベイナイト焼
入れの方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によると、これ
は、マルテンサイト形成温度を丁度超えるような温度で
のベイナイト変態を開始し、オーステナイトの50%以
上をベイナイトに変態せしめ、しかる後、残りのオース
テナイトのベイナイトへの変態を早めるように温度を上
昇させることにより達成される。
【0007】従来の等温ベイナイト変態に比べ、この新
しいプロセスでは、与えられた硬度あるいは変態時間に
対して、プロセス時間を短縮でき、又、硬度を改善でき
る。本発明の好ましい態様によると、変態を早めるため
の温度上昇の前にオーステナイトの60〜80%をベイ
ナイトに変態してしまうことである。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、添付図面にもとづき本発明
の実施の形態を説明する。
【0009】図1において、温度と時間(対数)のグラ
フ上で、ほぼ同じ硬度、すなわち60HRCをもたらす
二つのサイクルがプロットされている。Msはマルテン
サイト開始点を示し、これは通常180℃と280℃の
間で変動し、合金鋼の組成に依存する。Bsはベイナイ
ト変態の開始点を、そしてBfはベイナイト変態の完了
点を示す。最高硬度を得るために、温度はマルテンサイ
ト開始点に近いのがよい。しかし、これは、あまり経済
的でない長い変態時間となってしまい、このことは図1
にて破線で示されている。
【0010】図1にて実線で示されている本発明による
と、ベイナイト変態は、Ms点を超えて、25%以上9
9%まで、好ましくは50〜90%の変態、そして焼入
れが100%まで増大された速度で変態が遂行される温
度で行われるまで、Ms点より若干高い点で行われる。
高い温度で形成されたベイナイトの分級物は硬度には格
別の影響は示さなかった。
【0011】本発明によるプロセスを用いる他の方法は
図2に示されている。破線で示されているプロセスで
は、ベイナイトへの100%変態に要する時間に対する
変態速度の観点から最適温度で変態が行われる。得られ
た材料は58HRCの硬度を有していた。
【0012】本発明によると、ベイナイト焼入れは、実
線に沿って、低温にて50%以上、好ましくは60〜8
0%ベイナイト変態まで低温で行われ、それから温度は
最適温度まで上昇される。この結果、上記と同じ変態時
間で、60HRCの硬度の合金鋼を得る。
【0013】実際、従来のベイナイト焼入れに比し、短
い変態時間そして高い硬度という二つの特徴が得られ
る。この結果は、多くの応用分野で大変重要である組織
の安定性が向上されていることを示している。
【0014】以下、本発明についての実施例を説明す
る。 <実施例>試験は膨張計を用いて行われた。鋼の組成は
表1のごとくである。
【0015】
【表1】 表2の例は、新しいベイナイトサイクルでの9時間+1
時間(No.1)の変態時間に対して、約60HRCの
硬度を得ることが可能であることを示している。もし、
従来のベイナイト焼入れで同じ硬度を得ようとするなら
ば、変態時間は約33時間(No.2)となるであろ
う。従来のベイナイトサイクルでの10時間の変態時間
は、温度の上昇を必要とし、そして硬度は約59HRC
(No.3)まで落ちる。
【0016】
【表2】
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、従来の等温ベイナイト
変態に比べ、与えられた硬度あるいは変態時間に対し
て、プロセス時間を短縮でき、又、硬度を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ほぼ同じ硬度をもたらす二つのサイクルで、一
方が大幅に短い変態時間である様子を示す図である。
【図2】ほぼ同じ変態時間の二つのサイクルで、一方が
大幅に硬度の高い様子を示す図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸受及び他の荷重支持要素に用いられる
    鋼のベイナイト焼入れの方法において、マルテンサイト
    形成温度を丁度超えるような温度でのベイナイト変態を
    開始し、オーステナイトの25〜99%を上記温度にて
    ベイナイトに変態せしめ、しかる後、残りのオーステナ
    イトのベイナイトへの変態を早めるように温度を上昇さ
    せることを特徴とする軸受鋼のベイナイト焼入れ方法。
  2. 【請求項2】 変態を早めるために温度を上昇せしめる
    前に、オーステナイトの50〜90%をベイナイトへ変
    態せしめることとする請求項1に記載の軸受鋼のベイナ
    イト焼入れ方法。
  3. 【請求項3】 変態速度を高めるように温度を上昇せし
    めることとする請求項1又は請求項2に記載の軸受鋼の
    ベイナイト焼入れ方法。
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