JPH11269535A - 焼入れ方法 - Google Patents
焼入れ方法Info
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- JPH11269535A JPH11269535A JP7296898A JP7296898A JPH11269535A JP H11269535 A JPH11269535 A JP H11269535A JP 7296898 A JP7296898 A JP 7296898A JP 7296898 A JP7296898 A JP 7296898A JP H11269535 A JPH11269535 A JP H11269535A
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- Japan
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- oil
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 歪みが少なく、かつ要求される硬さの焼
入れ物を得ることができる焼入れ方法を提供する。 【解決手段】 （ａ）特性温度が６００℃以上で、かつ
特性温度以上の領域での熱伝達率が５００ｗ／ｍ2 ・ｋ
以上であり、（ｂ）沸騰段階の最大熱伝達率が３，００
０〜８，０００ｗ／ｍ2 ・ｋであり、（ｃ）対流段階の
開始温度が４００〜６００℃である油剤を、油温を１５
０〜３００℃とし、攪拌速度を３０〜２００ｃｍ／ｓで
使用して焼入れを行う。
入れ物を得ることができる焼入れ方法を提供する。 【解決手段】 （ａ）特性温度が６００℃以上で、かつ
特性温度以上の領域での熱伝達率が５００ｗ／ｍ2 ・ｋ
以上であり、（ｂ）沸騰段階の最大熱伝達率が３，００
０〜８，０００ｗ／ｍ2 ・ｋであり、（ｃ）対流段階の
開始温度が４００〜６００℃である油剤を、油温を１５
０〜３００℃とし、攪拌速度を３０〜２００ｃｍ／ｓで
使用して焼入れを行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は焼入れ方法に関し、
より詳しくは、焼入れ歪みが改善された焼入れ方法に関
する。
より詳しくは、焼入れ歪みが改善された焼入れ方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】自動車業界においては、歯車の焼入れ歪
みは歯車の噛み合い誤差を招き騒音や歯面損傷の原因と
なる。ベアリング業界において、ベアリングの焼入れ歪
みは後工程の研削取り代の増大を招き生産性低下の原因
となる。従来、焼入れ歪みを低減するには、高い油温で
使用できる油剤、所謂ホット油（１００℃における動粘
度が１０〜３０ｍｍ2 ／ｓ）が使用されていたが、焼入
れ歪み低減効果が大きいけれども、冷却性が不足し、十
分な硬さが得られず、歯面の折損、疲労寿命の低下に繋
がる。その場合、冷却性向上のため攪拌する方法もある
が、通常の条件では、攪拌による流動ムラで歪みが増大
するという問題がある。一方、コールド油（１００℃に
おける動粘度が６ｍｍ2 ／ｓ以下）では、十分な硬さは
得られるものの、歪みが大きいという問題がある。更
に、冷却性が高く、歪みの小さいものとして、ソルトと
呼ばれる溶融塩（一般には、ＫＮＯ2とＮａＮＯ3 の混
合塩）が使用されているが、１４０℃以下で固化するた
め、ハンドリングが煩雑であり、作業環境が悪いという
問題がある。また、ソルトにはシアンが含まれており、
廃液処理に問題があるうえ、ソルトの腐食性によって治
具等の寿命が短くなり、ランニングコストがかかるとい
う問題もある。
みは歯車の噛み合い誤差を招き騒音や歯面損傷の原因と
なる。ベアリング業界において、ベアリングの焼入れ歪
みは後工程の研削取り代の増大を招き生産性低下の原因
となる。従来、焼入れ歪みを低減するには、高い油温で
使用できる油剤、所謂ホット油（１００℃における動粘
度が１０〜３０ｍｍ2 ／ｓ）が使用されていたが、焼入
れ歪み低減効果が大きいけれども、冷却性が不足し、十
分な硬さが得られず、歯面の折損、疲労寿命の低下に繋
がる。その場合、冷却性向上のため攪拌する方法もある
が、通常の条件では、攪拌による流動ムラで歪みが増大
するという問題がある。一方、コールド油（１００℃に
おける動粘度が６ｍｍ2 ／ｓ以下）では、十分な硬さは
得られるものの、歪みが大きいという問題がある。更
に、冷却性が高く、歪みの小さいものとして、ソルトと
呼ばれる溶融塩（一般には、ＫＮＯ2とＮａＮＯ3 の混
合塩）が使用されているが、１４０℃以下で固化するた
め、ハンドリングが煩雑であり、作業環境が悪いという
問題がある。また、ソルトにはシアンが含まれており、
廃液処理に問題があるうえ、ソルトの腐食性によって治
具等の寿命が短くなり、ランニングコストがかかるとい
う問題もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点か
らなされたもので、歪みが少なく、かつ要求される硬さ
の焼入れ物を得ることができる焼入れ方法を提供するこ
とを目的とするものである。
らなされたもので、歪みが少なく、かつ要求される硬さ
の焼入れ物を得ることができる焼入れ方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意研究を
重ねた結果、特定の油剤を使用し、特定の条件で実施す
ることにより上記の目的を効果的に達成しうることを見
出し本発明を完成したものである。すなわち、本発明
は、（ａ）特性温度が６００℃以上で、かつ特性温度以
上の領域での熱伝達率が５００ｗ／ｍ2 ・ｋ以上であ
り、（ｂ）沸騰段階の最大熱伝達率が３，０００〜８，
０００ｗ／ｍ2 ・ｋであり、（ｃ）対流段階の開始温度
が４００〜６００℃である油剤を、油温を１５０〜３０
０℃とし、攪拌速度を３０〜２００ｃｍ／ｓで使用する
ことを特徴とする焼入れ方法である。
重ねた結果、特定の油剤を使用し、特定の条件で実施す
ることにより上記の目的を効果的に達成しうることを見
出し本発明を完成したものである。すなわち、本発明
は、（ａ）特性温度が６００℃以上で、かつ特性温度以
上の領域での熱伝達率が５００ｗ／ｍ2 ・ｋ以上であ
り、（ｂ）沸騰段階の最大熱伝達率が３，０００〜８，
０００ｗ／ｍ2 ・ｋであり、（ｃ）対流段階の開始温度
が４００〜６００℃である油剤を、油温を１５０〜３０
０℃とし、攪拌速度を３０〜２００ｃｍ／ｓで使用する
ことを特徴とする焼入れ方法である。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を説
明する。本発明を構成する油剤として、次の（ａ）〜
（ｃ）の要件を満足していることが必要である。 （ａ）特性温度が６００℃以上で、かつ特性温度以上の
領域での熱伝達率が５００ｗ／ｍ2 ・ｋ以上である。一
般に、焼入油による処理物の冷却は、蒸気膜段階、沸騰
段階、対流段階の三段階の順に経て行われる。蒸気膜段
階とは、焼入油による冷却過程の第一段階で、高温処理
物の金属面に触れて発生した蒸気が処理物の全面をとり
まき、この蒸気膜を介してしか冷却が行われない段階で
ある。沸騰段階とは、蒸気膜崩壊後焼入油が直接処理物
に接触して、盛んに沸騰の起こる最も冷却の早い段階
で、焼入油の気化潜熱により冷却が行われる。対流段階
とは、その焼入油の沸点以下になると、焼入油は自らの
温度上昇による流動によってのみ熱を奪うようになる段
階で、焼入油の対流によってのみ冷却が行われる。
明する。本発明を構成する油剤として、次の（ａ）〜
（ｃ）の要件を満足していることが必要である。 （ａ）特性温度が６００℃以上で、かつ特性温度以上の
領域での熱伝達率が５００ｗ／ｍ2 ・ｋ以上である。一
般に、焼入油による処理物の冷却は、蒸気膜段階、沸騰
段階、対流段階の三段階の順に経て行われる。蒸気膜段
階とは、焼入油による冷却過程の第一段階で、高温処理
物の金属面に触れて発生した蒸気が処理物の全面をとり
まき、この蒸気膜を介してしか冷却が行われない段階で
ある。沸騰段階とは、蒸気膜崩壊後焼入油が直接処理物
に接触して、盛んに沸騰の起こる最も冷却の早い段階
で、焼入油の気化潜熱により冷却が行われる。対流段階
とは、その焼入油の沸点以下になると、焼入油は自らの
温度上昇による流動によってのみ熱を奪うようになる段
階で、焼入油の対流によってのみ冷却が行われる。
【０００６】特性温度とは、蒸気膜段階から沸騰段階に
移行する温度であり、本発明に使用する油剤の特性温度
は６００℃以上である。６００℃未満であると、攪拌時
に冷却の均一性が阻害され好ましくない。好ましくは６
５０〜７５０℃である。かつ、特性温度以上の領域での
熱伝達率が５００ｗ／ｍ2 ・ｋ以上である。５００ｗ／
ｍ2 ・ｋ未満であると、処理物の冷却性が不足し、表面
に不完全焼入れ組織が発生し好ましくない。好ましくは
８００ｗ／ｍ2 ・ｋ以上である。なお、熱伝達率は、Ｊ
ＩＳ Ｋ ２２４２の焼入油冷却性能測定器にて冷却曲
線を求め、その冷却曲線より逆に算出される値である。
移行する温度であり、本発明に使用する油剤の特性温度
は６００℃以上である。６００℃未満であると、攪拌時
に冷却の均一性が阻害され好ましくない。好ましくは６
５０〜７５０℃である。かつ、特性温度以上の領域での
熱伝達率が５００ｗ／ｍ2 ・ｋ以上である。５００ｗ／
ｍ2 ・ｋ未満であると、処理物の冷却性が不足し、表面
に不完全焼入れ組織が発生し好ましくない。好ましくは
８００ｗ／ｍ2 ・ｋ以上である。なお、熱伝達率は、Ｊ
ＩＳ Ｋ ２２４２の焼入油冷却性能測定器にて冷却曲
線を求め、その冷却曲線より逆に算出される値である。
【０００７】（ｂ）沸騰段階の最大熱伝達率が３，００
０〜８，０００ｗ／ｍ2 ・ｋである。最大熱伝達率と
は、熱伝達率が最大になる時の値である。３，０００ｗ
／ｍ2・ｋ未満であると、処理物の冷却性が不足し、内
部の硬さ不足を招き、８，０００ｗ／ｍ2 ・ｋを超える
と、処理物各部の冷却の均一性が阻害され好ましくな
い。好ましくは４，０００〜７，０００ｗ／ｍ2 ・ｋで
ある。なお、最大熱伝達率は、上記と同じように、ＪＩ
Ｓ Ｋ ２２４２の焼入油冷却性能測定器にて冷却曲線
を求め、その冷却曲線より逆に算出される値である。
０〜８，０００ｗ／ｍ2 ・ｋである。最大熱伝達率と
は、熱伝達率が最大になる時の値である。３，０００ｗ
／ｍ2・ｋ未満であると、処理物の冷却性が不足し、内
部の硬さ不足を招き、８，０００ｗ／ｍ2 ・ｋを超える
と、処理物各部の冷却の均一性が阻害され好ましくな
い。好ましくは４，０００〜７，０００ｗ／ｍ2 ・ｋで
ある。なお、最大熱伝達率は、上記と同じように、ＪＩ
Ｓ Ｋ ２２４２の焼入油冷却性能測定器にて冷却曲線
を求め、その冷却曲線より逆に算出される値である。
【０００８】（ｃ）対流段階の開始温度が４００〜６０
０℃である。４００℃未満であると、処理物各部の冷却
の均一性が阻害され、６００℃を超えると、処理物の冷
却性が不足し、硬さ不足を招き好ましくない。好ましく
は４５０〜５００℃である。
０℃である。４００℃未満であると、処理物各部の冷却
の均一性が阻害され、６００℃を超えると、処理物の冷
却性が不足し、硬さ不足を招き好ましくない。好ましく
は４５０〜５００℃である。
【０００９】上記の油剤の好ましい粘度については、１
００℃における動粘度が１０〜４０ｍｍ2 ／ｓである。
粘度が高すぎると対流段階開始温度が高くなり、冷却性
能が不足する。また、油剤が処理物に付着して持ち去ら
れる量が多くなり、経済的でなくなる場合があり好まし
くない。逆に、低すぎると蒸気膜段階が長くなり、また
対流段階開始温度が低くなり焼入れ歪みの増大を招く。
同時にミスト発生により作業性悪化を招いたり、火災の
危険性が増大する場合があり好ましくない。また、この
油剤の低温流動性の指標である流動点については特に制
限はないが、−１０℃以下であるのが好ましい。
００℃における動粘度が１０〜４０ｍｍ2 ／ｓである。
粘度が高すぎると対流段階開始温度が高くなり、冷却性
能が不足する。また、油剤が処理物に付着して持ち去ら
れる量が多くなり、経済的でなくなる場合があり好まし
くない。逆に、低すぎると蒸気膜段階が長くなり、また
対流段階開始温度が低くなり焼入れ歪みの増大を招く。
同時にミスト発生により作業性悪化を招いたり、火災の
危険性が増大する場合があり好ましくない。また、この
油剤の低温流動性の指標である流動点については特に制
限はないが、−１０℃以下であるのが好ましい。
【００１０】上記の油剤は、一般に、鉱油であり、パラ
フィン基系原油，中間基系原油あるいはナフテン基系原
油を常圧蒸留するか、あるいは常圧蒸留の残渣油を減圧
蒸留して得られる留出油、またはこれを常法にしたがっ
て精製することによって得られる精製油、例えば、溶剤
精製油，水添精製油，脱蝋処理油，白土処理油などを挙
げることができ、その中から（ａ）〜（ｃ）の条件を満
足するように、単独で、あるいは二種以上を組み合わせ
て使用すればよい。本発明に使用する油剤には、その他
に、必要に応じて極圧剤，清浄分散剤，酸化防止剤，消
泡剤，冷却性向上剤などの添加剤を本発明の目的を阻害
しない範囲で適宜配合することができる。
フィン基系原油，中間基系原油あるいはナフテン基系原
油を常圧蒸留するか、あるいは常圧蒸留の残渣油を減圧
蒸留して得られる留出油、またはこれを常法にしたがっ
て精製することによって得られる精製油、例えば、溶剤
精製油，水添精製油，脱蝋処理油，白土処理油などを挙
げることができ、その中から（ａ）〜（ｃ）の条件を満
足するように、単独で、あるいは二種以上を組み合わせ
て使用すればよい。本発明に使用する油剤には、その他
に、必要に応じて極圧剤，清浄分散剤，酸化防止剤，消
泡剤，冷却性向上剤などの添加剤を本発明の目的を阻害
しない範囲で適宜配合することができる。
【００１１】本発明は、上記の油剤を、油温を１５０〜
３００℃とし、攪拌速度を３０〜２００ｃｍ／ｓで使用
することが肝要である。油温とは、処理物の投入前の油
剤の温度であり、１５０℃未満では、焼入れ歪み低減効
果が十分でなく、３００℃を超えると、焼入油の経時変
化が大きく好ましくない。好ましくは、２００〜２５０
℃である。攪拌速度とは、処理物表面における油剤の流
速であり、３０ｃｍ／ｓ未満では、十分な冷却能を得る
ことができず、２００ｃｍ／ｓを超えると、冷却能の不
均一性が増大し好ましくない。好ましくは、５０〜１２
０ｃｍ／ｓである。上記の油剤を上記の条件で焼入れす
ることによって、所定の硬さを得て歪みを改善できる。
３００℃とし、攪拌速度を３０〜２００ｃｍ／ｓで使用
することが肝要である。油温とは、処理物の投入前の油
剤の温度であり、１５０℃未満では、焼入れ歪み低減効
果が十分でなく、３００℃を超えると、焼入油の経時変
化が大きく好ましくない。好ましくは、２００〜２５０
℃である。攪拌速度とは、処理物表面における油剤の流
速であり、３０ｃｍ／ｓ未満では、十分な冷却能を得る
ことができず、２００ｃｍ／ｓを超えると、冷却能の不
均一性が増大し好ましくない。好ましくは、５０〜１２
０ｃｍ／ｓである。上記の油剤を上記の条件で焼入れす
ることによって、所定の硬さを得て歪みを改善できる。
【００１２】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。 実施例１〜４，比較例１〜６及び参考例１ 第１表に示す性状を示すパラフィン系鉱油を使用し、焼
入れ試験を行い、その処理物の物性を下記の方法で評価
した。その結果を第１表に示す。 〔内部硬さの評価〕テストピース（ＳＣｒ−４２０，外
径３０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱状物）を焼入れし、
その中央・中心部の硬さをロックウエル硬さ計にて測定
した。 〔歪みの評価〕テストピース（ＳＵＪ−２，外径８０ｍ
ｍ×内径６７ｍｍ×幅１３ｍｍのリング状物）１０個焼
入れし、それぞれを三次元測定器にて外周の半径を測定
し、最大と最小の差を出し、１０個の平均値を歪みとし
た。
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。 実施例１〜４，比較例１〜６及び参考例１ 第１表に示す性状を示すパラフィン系鉱油を使用し、焼
入れ試験を行い、その処理物の物性を下記の方法で評価
した。その結果を第１表に示す。 〔内部硬さの評価〕テストピース（ＳＣｒ−４２０，外
径３０ｍｍ×長さ１５０ｍｍの円柱状物）を焼入れし、
その中央・中心部の硬さをロックウエル硬さ計にて測定
した。 〔歪みの評価〕テストピース（ＳＵＪ−２，外径８０ｍ
ｍ×内径６７ｍｍ×幅１３ｍｍのリング状物）１０個焼
入れし、それぞれを三次元測定器にて外周の半径を測定
し、最大と最小の差を出し、１０個の平均値を歪みとし
た。
【００１３】
【表１】
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】
【発明の効果】本発明の焼入れ方法によれば、歪みが少
なく、かつ十分な硬さの焼入れ物を得ることができる。
なく、かつ十分な硬さの焼入れ物を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 （ａ）特性温度が６００℃以上で、かつ
特性温度以上の領域での熱伝達率が５００ｗ／ｍ2 ・ｋ
以上であり、（ｂ）沸騰段階の最大熱伝達率が３，００
０〜８，０００ｗ／ｍ2 ・ｋであり、（ｃ）対流段階の
開始温度が４００〜６００℃である油剤を、油温を１５
０〜３００℃とし、攪拌速度を３０〜２００ｃｍ／ｓで
使用することを特徴とする焼入れ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296898A JPH11269535A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 焼入れ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7296898A JPH11269535A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 焼入れ方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11269535A true JPH11269535A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=13504703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7296898A Pending JPH11269535A (ja) | 1998-03-23 | 1998-03-23 | 焼入れ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11269535A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003213328A (ja) * | 2002-01-22 | 2003-07-30 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 焼入れ方法 |
| JP2012122098A (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Dowa Thermotech Kk | 焼入れ方法及び焼入れ装置 |
| JP2012207239A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Dowa Thermotech Kk | 焼入れ方法及び焼入れ装置 |
-
1998
- 1998-03-23 JP JP7296898A patent/JPH11269535A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003213328A (ja) * | 2002-01-22 | 2003-07-30 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 焼入れ方法 |
| US7503985B2 (en) | 2002-01-22 | 2009-03-17 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Quenching method |
| JP2012122098A (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Dowa Thermotech Kk | 焼入れ方法及び焼入れ装置 |
| JP2012207239A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Dowa Thermotech Kk | 焼入れ方法及び焼入れ装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20041026 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20041026 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20060314 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070410 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20070611 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070710 |