JPH116029A - 窒化鋼 - Google Patents

窒化鋼

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JPH116029A JP10132608A JP13260898A JPH116029A JP H116029 A JPH116029 A JP H116029A JP 10132608 A JP10132608 A JP 10132608A JP 13260898 A JP13260898 A JP 13260898A JP H116029 A JPH116029 A JP H116029A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の窒化鋼と比べて、機能特性、加工特
性、及び製造特性に優れる窒化鋼を提供することを目的
とする。 【解決手段】 重量％で、Ｃが０．１０〜０．２０％、
Ｓｉが０．５０％以下、Ｍｎが０．６５〜１．２０％、
Ｃｒが１．５０〜４．００％、Ｍｏが０．４０〜０．７
０％、Ａｌが０．５０％以下、他はＦｅ及び不純物から
成る窒化鋼、特に耐摩耗構造部品製造用窒化鋼。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、窒化鋼、特に摩耗
に曝される構造材料製造用窒化鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】日本国特許出願の特開昭５０−０３７６
２９号公報による高強度鋼は、重量％で、Ｃが０．１〜
０．２５％、Ｓｉが０．４％以下、Ｍｎが０．３〜１
１．０％、Ｃｒが０．５〜２％、Ｍｏが０．０７〜０．
２３％、Ａｌが０．５〜１．２％、他はＦｅ及び不純物
であるという組成を有する。
【０００３】この鋼材は、一定の用途では良い結果を与
えるが、製造特性、加工特性、及び窒化特性を改良した
鋼材に対する需要が依然として存在している。高圧下で
回転する、又は滑る機械部品、例えば、歯車、軸、滑り
部品の製造に適した高強度機械鋼材として知られる日本
国特許出願特開昭６３−０６２８５９号公報による鋼材
は、重量％で、Ｃが０．１〜０．３％、Ｓｉが１．５％
以下、Ｍｎが０．６％以下、Ｃｒが０．５〜２．５％、
Ｍｏが０．３〜１．０％、他はＦｅ及び不純物であると
いう組成を有する。
【０００４】この鋼材も最適のものではなく、特に窒化
特性及び硬化能において改善の余地がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
の窒化鋼と比べて、機能特性、加工特性、及び製造特性
に優れる窒化鋼を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的は、重量％でＣ
が０．１〜０．２０％、Ｓｉが０．５％以下、Ｍｎが
０．６５〜１．２０％、Ｃｒが１．５〜４．００％、Ｍ
ｏが０．４０〜０．７０％、Ａｌが０．５０％以下、他
はＦｅ及び不純物、という組成を有する本発明の窒化鋼
によって達成される。
【０００７】本発明による鋼材の開発によれば、その鋼
材は、重量％で０．１０〜０．５０％のＡｌを含有す
る。
【０００８】本発明の好適な実施形態では、その鋼材
は、重量％で、Ｃ ０．１５〜０．２０％、Ｓｉが０．
２０〜０．４０％、Ｍｎが０．７５〜１．００％、Ｃｒ
が１．７５〜２．００％、Ｍｏが０．５０〜０．６０
％、Ａｌが０．０１０〜０．１０％、他はＦｅ及び不純
物、という組成を有する。
【０００９】本発明のもう一つの好適な実施形態では、
その鋼材は、重量％で、Ｃが０．１０〜０．１８％、Ｓ
ｉが０．２０〜０．４０％、Ｍｎが０．７５〜１．００
％、Ｃｒが２．５０〜４．００％、Ｍｏが０．５０〜
０．６５％、Ａｌが０．１０〜０．３５％、他はＦｅ及
び不純物、という組成を有する。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の鋼材により、従来の窒化
鋼と比べて、顕著な窒化深さ、加工性、及び製造特性の
顕著な改善が達成される。
【００１１】本発明による窒化鋼材は、特開昭５０−０
３７６２９による従来の鋼材とは異なり、Ｃｒ及びＭｏ
含量が高く、より良い窒化能及び硬化能を有する。さら
に、低いＡｌ含量は製造特性を改善する。
【００１２】本発明による窒化鋼材は、特開昭６３−０
６２８５９による従来の鋼材と比べて、高いＭｎ含量を
有し、より良い硬化能を有する。Ｍｏ含量の幅が狭い
程、鋼材の特性の再現性が良い。従来の鋼材は、本発明
による鋼材と比べて、Ａｌが添加されておらず、窒化特
性、純度、及び粒径が劣っている。
【００１３】本発明による鋼材は、従来の方法で製造す
ることができ、本発明による一次、二次及び残りの合金
成分の濃度を変えることにより本発明を改変すること
は、窒化鋼製造の熟練者にとっては容易なことである。
【００１４】図１の硬さＨＶは、４２ＣｒＡｌＭｏ７鋼
を、本発明による以下の組成の鋼材と対比して、表面か
らの距離（ｍｍ）の関数で表している： 重量％で、Ｃ
が０．１５〜０．１８％、Ｓｉが０．２０〜０．４０
％、Ｍｎが０．７５〜１．００％、Ｃｒが１．７５〜
２．００％、Ｍｏが０．５０〜０．６０％、Ａｌが０．
０１０〜０．０３０％、他はＦｅ及び不純物。
【００１５】両鋼材は、５１０℃で１２時間そして５３
０℃で２４時間という条件で、それぞれプラズマ窒化し
た。
【００１６】この図は、本発明による鋼材では、表面に
近接して顕著な硬さと深い窒化深さが得られていること
を示している。
【００１７】図２に、ＩＳＯ ３６８５による超硬旋削
で、工具寿命Ｔ（分）を切削速度ｖ（ｍ／分）に対して
プロットしたｖＴ図を示す（硬化及び焼鈍材料は硬さ２
８０ＨＢ）。４１ＣｒＡｌＭｏ７鋼を、以下の組成を有
する本発明による鋼材と比較： 重量％で、Ｃが０．１
５〜０．１８％、Ｓｉが０．２０〜０．４０％、Ｍｎが
０．７５〜１．００％、Ｃｒが１．７５〜２．００％、
Ｍｏが０．５０〜０．６０％、Ａｌが０．０１０〜０．
０３０％、他はＦｅ及び不純物。
【００１８】この図は、本発明による鋼材が寿命を顕著
に延ばしたことを示す。切削速度２００ ｍ／分で、工
具寿命が比較対象鋼材と比べて３倍以上であった。
【００１９】図３は、以下のやや改変した組成を有する
鋼材について、図１と同様に、硬さＨＶを表面からの深
さ（ｍｍ）の関数として表している： 重量％で、Ｃが
０．１６％、Ｓｉが０．２４％、Ｍｎが０．７６％、Ｃ
ｒが３．９０％、Ｍｏが０．６０％、Ａｌが０．３１
％、他はＦｅ及び不純物。この鋼材は、５１０℃で３０
時間ガス窒化又は、４８０℃で３０時間プラズマ窒化を
行った。
【００２０】この図は、表面近くで、図１に示す本発明
による鋼材よりも硬さが増していることを示す。Ａｌ及
びＣｒ含量が増すほど、硬さが増す。しかし、Ａｌ含量
が高くなると、図２に示すＯＶＡＫＯ ２２５Ａと比べ
て、切削特性を損なうという結果を招く。図３による鋼
材の対応するｖＴ図は、図３に示す２種類の鋼材の間に
くる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の鋼材によれば、従来の窒化鋼に
くらべ、顕著な窒化深さ、加工性及び製造特性を得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】４２ＣｒＡｌＭｏ７鋼及び本発明による鋼材に
対して５１０℃、１２時間そして５３０℃、２４時間と
いう条件でそれぞれプラズマ窒化した結果を示した図で
ある。
【図２】４１ＣｒＡｌＭｏ７鋼及び本発明による鋼材の
加工性を示した図である。
【図３】本発明による鋼材の５１０℃、３０時間でのガ
ス窒化及び４８０℃、３０時間でのプラズマ窒化の結果
を示した図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重量％でＣが０．１０〜０．２０％、Ｓ
    ｉが０．５０％以下、Ｍｎが０．６５〜１．２０％、Ｃ
    ｒが１．５０〜４．００％、Ｍｏが０．４０〜０．７０
    ％、Ａｌが０．５０％以下、他はＦｅ及び不純物である
    ことを特徴とする窒化鋼特に耐摩耗構造部品製造用窒化
    鋼。
  2. 【請求項２】 重量％で、０．１０〜０．５０％のＡｌ
    を含むこととする請求項１に記載の窒化鋼。
  3. 【請求項３】 重量％でが０．１０〜０．２０％、Ｓｉ
    が０．２０〜０．４０％、Ｍｎが０．７５〜１．００
    ％、Ｃｒが１．５０〜２．５０％、Ｍｏが０．５０〜
    ０．６５％、Ａｌが０．０１０〜０．１０％、他はＦｅ
    及び不純であることとする請求項１又は請求項２に記載
    の窒化鋼。
  4. 【請求項４】 重量％でＣが０．１０〜０．１８％、Ｓ
    ｉが０．２０〜０．４０％、Ｍｎが０．７５〜１．００
    ％、Ｃｒが２．５０〜４．００％、Ｍｏが０．５０〜
    ０．６５％、Ａｌが０．１０〜０．３５％、他はＦｅ及
    び不純であることとする請求項１又は請求項２に記載の
    窒化鋼。
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