JPS5858274A - 鋼の表面硬化熱処理法 - Google Patents
鋼の表面硬化熱処理法Info
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- JPS5858274A JPS5858274A JP15477281A JP15477281A JPS5858274A JP S5858274 A JPS5858274 A JP S5858274A JP 15477281 A JP15477281 A JP 15477281A JP 15477281 A JP15477281 A JP 15477281A JP S5858274 A JPS5858274 A JP S5858274A
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- Japan
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- steel
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- surface layer
- lower bainite
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/80—After-treatment
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鋼の表面硬化処理法に関するものである。
浸炭硬化歯車は、面圧強さと曲げ疲労強さが高いため自
動車や建設機械などのパワーラインに広く使われている
。
動車や建設機械などのパワーラインに広く使われている
。
しかし、歯車の浸炭処理には、長時間を豐し多量のエネ
ルギーを消費するため、熱処理コストが高価なものとな
る。
ルギーを消費するため、熱処理コストが高価なものとな
る。
また、焼入変形が大きいため騒音、振動等の問題が生じ
、焼入後の研削仕上げを要する場合も少なくない。
、焼入後の研削仕上げを要する場合も少なくない。
本発明は上記の事情に鑑みなされ友ものであって、゛そ
の目的とするところは短時間の熱サイクルにて、高負荷
用歯車に必要な耐ピツチング性を表面の高いマルテンサ
イト硬さで４見、耐スポーリング性は素地部を＃ｙ６０
０以上の硬さの下部ベイナイトとすることにより与え、
壇大曲げ疲労強度社表面の圧縮残留応力にて付毒するこ
とができるはかりか素地部については、オーステンパー
処理でおり、表面層については、マルテンサイトとなっ
て、φ入れと較べ熱処理変形が４以下となる榊ｃ＋＊ｍ
硬化熱処理法を提供することにある。
の目的とするところは短時間の熱サイクルにて、高負荷
用歯車に必要な耐ピツチング性を表面の高いマルテンサ
イト硬さで４見、耐スポーリング性は素地部を＃ｙ６０
０以上の硬さの下部ベイナイトとすることにより与え、
壇大曲げ疲労強度社表面の圧縮残留応力にて付毒するこ
とができるはかりか素地部については、オーステンパー
処理でおり、表面層については、マルテンサイトとなっ
て、φ入れと較べ熱処理変形が４以下となる榊ｃ＋＊ｍ
硬化熱処理法を提供することにある。
以下、本発明を図面を参照して説明する。
本発明は鋼を６００°Ｃ〜９００°Ｃで浸炭浸窒処理し
たのち、２３０’Ｃ〜３０００Ｃの熱浴に焼入れオース
テンパー処理し、素地部が完全に下部ベイナイトに変態
しかつ表面層が変態を起こさない適当な時間まで保持し
たのち冷却し、表面層をマルテンサイト、素地部を下部
ベイナイト組織にするようにした鋼の表面硬化処理法で
おる。
たのち、２３０’Ｃ〜３０００Ｃの熱浴に焼入れオース
テンパー処理し、素地部が完全に下部ベイナイトに変態
しかつ表面層が変態を起こさない適当な時間まで保持し
たのち冷却し、表面層をマルテンサイト、素地部を下部
ベイナイト組織にするようにした鋼の表面硬化処理法で
おる。
実施例に用い７１２：＃Ｉ４の組成は次のものでおる。
ＣＯ，５５１１，Ｓｉ Ｏ，２５嘩、 Ｍｎ ０．７０
％、 Ｎｉ １．８２優。
％、 Ｎｉ １．８２優。
Ｃｒ Ｏ，り１１％ 、 Ｎｏ ０．１８優残部Ｆ−で
ある中炭素合金鋼である。
ある中炭素合金鋼である。
第１図に、実施例に用いた熱サイクルを示す。
まず％８５０°Ｃで１時間の浸炭浸窒を行う。雰囲気は
ＲＸガスに対し％３ ＶｏＬ ％のアンモニアガスを添
加したものでおる。浸炭浸窒により第２図のような炭素
、窒素濃度分布となったものを、２６０°Ｃの硝石糸の
ンルトバスに焼入れ、１時間の等温保持を行う。
ＲＸガスに対し％３ ＶｏＬ ％のアンモニアガスを添
加したものでおる。浸炭浸窒により第２図のような炭素
、窒素濃度分布となったものを、２６０°Ｃの硝石糸の
ンルトバスに焼入れ、１時間の等温保持を行う。
第３図に、供試鋼の素地部および表面の浸炭浸窒層の７
７７図を示す。第３図に示したように、 ２５０’Ｃで
１時間等温保持し、オーステンノ（−することにより素
地は下部ベイナイト変態が完了し１表面層は過冷オース
テナイトという状態になる。そのような状態となった所
で空冷まナイト変態を起こし、高い表面硬さと表面の大
きな圧縮残留応力が得られ、またｇｗｂｏｏ以上の高い
素地硬さが得られる。
７７図を示す。第３図に示したように、 ２５０’Ｃで
１時間等温保持し、オーステンノ（−することにより素
地は下部ベイナイト変態が完了し１表面層は過冷オース
テナイトという状態になる。そのような状態となった所
で空冷まナイト変態を起こし、高い表面硬さと表面の大
きな圧縮残留応力が得られ、またｇｗｂｏｏ以上の高い
素地硬さが得られる。
次に熱処理条件の限定理由を述べる。
浸炭浸窒処理
本発明は表面層と素地部の７７７図におけるベイナイト
変態開始ラインのずれを利用したものであり１両者に充
分なずれを与える必要がある。ところが、素地のベイナ
イト硬さをＨＩ６００以上の充分な硬さとするためには
、素地炭素量を０．４５％以上にする必要がある。この
ように。
変態開始ラインのずれを利用したものであり１両者に充
分なずれを与える必要がある。ところが、素地のベイナ
イト硬さをＨＩ６００以上の充分な硬さとするためには
、素地炭素量を０．４５％以上にする必要がある。この
ように。
素地炭素量の高いものに、浸炭しても％表面と素地との
炭素量の差が小さいためベイナイト変態開始ラインに充
分なずれを寿えることができない、そこで、両者のずれ
を拡大するためには浸炭浸窒処理を行い炭素と共に窒素
を加え、窒素の効果を利用することが必要となる。浸炭
浸窒処理温度は、ｑｏｏ０ｃ以上で鉱、表面窒素蓋を高
めることができず、ｔ ｆｔ５ｏｏ’Ｃ以下では、素地
部が均一な組成のオーステナイトとならないため焼入性
をすこなう。よって８００°〜９００°Ｃにて行う必要
がある。
炭素量の差が小さいためベイナイト変態開始ラインに充
分なずれを寿えることができない、そこで、両者のずれ
を拡大するためには浸炭浸窒処理を行い炭素と共に窒素
を加え、窒素の効果を利用することが必要となる。浸炭
浸窒処理温度は、ｑｏｏ０ｃ以上で鉱、表面窒素蓋を高
めることができず、ｔ ｆｔ５ｏｏ’Ｃ以下では、素地
部が均一な組成のオーステナイトとならないため焼入性
をすこなう。よって８００°〜９００°Ｃにて行う必要
がある。
オーステンパ一温度１
オーステンパ一温度が３００’ Ｃ以上で社、素地を８
１６００以上の充分な硬さにすることができずま７’ｔ
、２３０９Ｃ以下では、素地を完全に下部ベイナイトに
変態させるためには、長時間の等温保持が必要となり、
生産性が落ちる。よって２３０゜〜３００６Ｃの間であ
る必要がある。
１６００以上の充分な硬さにすることができずま７’ｔ
、２３０９Ｃ以下では、素地を完全に下部ベイナイトに
変態させるためには、長時間の等温保持が必要となり、
生産性が落ちる。よって２３０゜〜３００６Ｃの間であ
る必要がある。
オーステンパ一時間
オーステンパ一時間は、素地部が完全に下部ベイナイト
に変態する時間以上でめる必要がある。それは、ベイナ
イトとマルテンサイトまたは残留オーステナイトの混合
組織となると靭性が低下するからである。また、オース
テンパ一時間は、表面がベイナイト変態を開始する時間
より短い必要がある。よってオーステンパ一時間は、そ
れぞれの温度における素地部がベイナイト変態を終了す
る時間以上でらりかつ表面層が、ベイナイト肇態を開始
する時閉以下である必要がおる。
に変態する時間以上でめる必要がある。それは、ベイナ
イトとマルテンサイトまたは残留オーステナイトの混合
組織となると靭性が低下するからである。また、オース
テンパ一時間は、表面がベイナイト変態を開始する時間
より短い必要がある。よってオーステンパ一時間は、そ
れぞれの温度における素地部がベイナイト変態を終了す
る時間以上でらりかつ表面層が、ベイナイト肇態を開始
する時閉以下である必要がおる。
そのような適当なオーステンパ一時間扛、綱の組成とオ
ーステンパ一温度によって異なる。
ーステンパ一温度によって異なる。
以下に、３種の鋼における例を示す。
例１
０．５５９ｋＣ、０，２５ｆｔｒＳｉ、 ０．７０％＆
、 １．８２ ％ＮＮＯ３５１１！ Ｃｒ 、 Ｏ，Ｉ
Ｉ！Ｉ ％ Ｎ。
、 １．８２ ％ＮＮＯ３５１１！ Ｃｒ 、 Ｏ，Ｉ
Ｉ！Ｉ ％ Ｎ。
例２
０．５４−〇、０．２ｇ饅Ｓｉ、１．２０−胎＆ 、
０．０４１１ Ｎｉ 。
０．０４１１ Ｎｉ 。
０．４９＊ Ｃｒ 、 ０．１９％ＭＯ例３
０．５７チｃ 、 ｏ、２ｒ＊ｓｉ 、 ｏ、ｓｏ饅Ｍ
路、 １．５０嘩Ｎｉ。
路、 １．５０嘩Ｎｉ。
０．５０１１ Ｃｒ 、 ０．４６％Ｍａ第４図に本発
明に係る表面硬化熱処理法で処理し、７２ ｇ ＣＨ面
硬さ分布を示し、第６図に当該鋼の断面組織を示す。
明に係る表面硬化熱処理法で処理し、７２ ｇ ＣＨ面
硬さ分布を示し、第６図に当該鋼の断面組織を示す。
次に実施例の熱サイクルにて処理した試験片および歯車
の機械的性質を示す。
の機械的性質を示す。
験によるＳ−Ｎ＠図を、浸炭材（ＳＣＭ４１５Ｈ、９３
０°Ｃ７時間浸炭）の結果と共に示し良、はぼ同等の疲
労強度を示している。
０°Ｃ７時間浸炭）の結果と共に示し良、はぼ同等の疲
労強度を示している。
次に、歯車試験による面圧強さを示す。
（試験条件）
試験機・・・・・・ 動力楯猿式歯車試験機面 圧・・
・・・・ １３０に！！／肩が回転数・・・・・・ ２
２００ｒｐｍ （ピニオン）潤 滑・・・・・・
エンジンオイル場３０．８０’Ｃ，１−２Ｚ／ｙａｆ歯
車＝−！１Ｋ−４．５．ａ−２０’ 、Ｚ１＝１６
＠ ｊ％−２４会浸炭処理は、ＳＣＭ４１５Ｈ，９３０
°Ｃ７時間浸炭硬化深さ１．０簿脇である。
・・・・ １３０に！！／肩が回転数・・・・・・ ２
２００ｒｐｍ （ピニオン）潤 滑・・・・・・
エンジンオイル場３０．８０’Ｃ，１−２Ｚ／ｙａｆ歯
車＝−！１Ｋ−４．５．ａ−２０’ 、Ｚ１＝１６
＠ ｊ％−２４会浸炭処理は、ＳＣＭ４１５Ｈ，９３０
°Ｃ７時間浸炭硬化深さ１．０簿脇である。
以上の様に本発明の処理によれば、１時間の浸炭浸窒処
理により、７時間の浸炭処理材と同等以上の強度が得ら
れ大幅な熱ナイクルの短縮となる。
理により、７時間の浸炭処理材と同等以上の強度が得ら
れ大幅な熱ナイクルの短縮となる。
本発明は以上詳述したから、短時間の熱サイクルにて高
負荷用歯止に必要な耐ピッチング性ヲ表面の高いマルテ
ンサイト硬さで寿え、耐スポーリング性は素地部をＨシ
ロ００以上の硬さの下部ベイナイト１とすることにより
与え、また曲げ疲労強度は表面の圧縮残留応力にて付与
することができる。また、本発明の熱処理は、素地部に
ついては、オーステンパー処理であり、表面層について
は、マルクエンチ処理となっているため、焼入れと較べ
熱処理変形はし以下となる。
負荷用歯止に必要な耐ピッチング性ヲ表面の高いマルテ
ンサイト硬さで寿え、耐スポーリング性は素地部をＨシ
ロ００以上の硬さの下部ベイナイト１とすることにより
与え、また曲げ疲労強度は表面の圧縮残留応力にて付与
することができる。また、本発明の熱処理は、素地部に
ついては、オーステンパー処理であり、表面層について
は、マルクエンチ処理となっているため、焼入れと較べ
熱処理変形はし以下となる。
第１図は本発明に係る綱の表面硬化熱処理法における熱
サイクルの説明図、第２図は浸炭浸窒処理後の鋼の炭素
、窒素濃度分布図、第３図は供試鋼の素地部および表面
の浸炭浸窒層のＴＴＴ図、第４図は表面硬化熱処理後の
鋼の断面硬さ分布図、第５図はφ９の平滑試験片の回転
曲げ疲労試験によるＳ−Ｎ線図、第６図線本発明に係の
表面硬化熱処理後の舖の断面組織を表わす顕微鏡写真図
である。 出願人 株式会社小松製作所 代理人 弁理士米 原 正 章 弁理士浜 本 忠 手続補正書（自発） 昭和５７年９ 月２８日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 特願昭５６− １５４７７２号２！
９：明の名称 鋼の表面硬化熱処理法３、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都港区赤坂２丁目３番６号名称 （１２３
）株式会社小松製作所 代表者 河 合 良 − 自発補正 ６補正の対象 明細書 ｌ補正の内容 （１） 願書添付の明細曹中第１頁に記載の特許請求
の範囲を次のように訂正する。 「 鋼１に８００″〜９００℃で浸炭浸窒処理し几のち
、２３０°〜３００℃の熱浴に焼入れオーステンパー処
理し、素地部が下部ベイナイトに変態しかつ表面層が変
態を起こさない適当な時間まで保持したのち冷却し、表
面層をマルテンサイト、素地部を下部ベイナイト組織と
するようＫｌ、７ｊことを特徴とする鋼の表面硬化熱処
理法。」 （２） 同明細書中第２頁１９〜２０行目、第５頁７
〜８行目の［素地を完全に下部ベイナイト］を「素地を
下部ベーナイト」に訂正し、嬉５頁１２〜１３行目の「
素地が完全に下部ベイナイト」を「素地が４％ Ｑ Ｖ
ｏＬ ｔ４以上下部ベイナイト」Ｋ訂正し、′第５頁１
４行目の「ペイナイトトマルテンサイト」を「ベイナイ
トと多量のマルテンサイト」に訂正し、第５頁１５行目
の「残留オーステナイトの」を「残留オーステナイトと
の」に訂正し、ｔＩｉ５頁１９〜２０行目の「ベイナイ
ト変態を終了する」を「ベイナイト変態を８０参以上終
了する」に訂正し、第９頁１９〜２０行目の「本発明に
係の」を「本発明に係る」に訂正する。
サイクルの説明図、第２図は浸炭浸窒処理後の鋼の炭素
、窒素濃度分布図、第３図は供試鋼の素地部および表面
の浸炭浸窒層のＴＴＴ図、第４図は表面硬化熱処理後の
鋼の断面硬さ分布図、第５図はφ９の平滑試験片の回転
曲げ疲労試験によるＳ−Ｎ線図、第６図線本発明に係の
表面硬化熱処理後の舖の断面組織を表わす顕微鏡写真図
である。 出願人 株式会社小松製作所 代理人 弁理士米 原 正 章 弁理士浜 本 忠 手続補正書（自発） 昭和５７年９ 月２８日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １、事件の表示 特願昭５６− １５４７７２号２！
９：明の名称 鋼の表面硬化熱処理法３、補正をする
者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都港区赤坂２丁目３番６号名称 （１２３
）株式会社小松製作所 代表者 河 合 良 − 自発補正 ６補正の対象 明細書 ｌ補正の内容 （１） 願書添付の明細曹中第１頁に記載の特許請求
の範囲を次のように訂正する。 「 鋼１に８００″〜９００℃で浸炭浸窒処理し几のち
、２３０°〜３００℃の熱浴に焼入れオーステンパー処
理し、素地部が下部ベイナイトに変態しかつ表面層が変
態を起こさない適当な時間まで保持したのち冷却し、表
面層をマルテンサイト、素地部を下部ベイナイト組織と
するようＫｌ、７ｊことを特徴とする鋼の表面硬化熱処
理法。」 （２） 同明細書中第２頁１９〜２０行目、第５頁７
〜８行目の［素地を完全に下部ベイナイト］を「素地を
下部ベーナイト」に訂正し、嬉５頁１２〜１３行目の「
素地が完全に下部ベイナイト」を「素地が４％ Ｑ Ｖ
ｏＬ ｔ４以上下部ベイナイト」Ｋ訂正し、′第５頁１
４行目の「ペイナイトトマルテンサイト」を「ベイナイ
トと多量のマルテンサイト」に訂正し、第５頁１５行目
の「残留オーステナイトの」を「残留オーステナイトと
の」に訂正し、ｔＩｉ５頁１９〜２０行目の「ベイナイ
ト変態を終了する」を「ベイナイト変態を８０参以上終
了する」に訂正し、第９頁１９〜２０行目の「本発明に
係の」を「本発明に係る」に訂正する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 綱を８０００〜ｑｏｏ０ｃで浸炭浸窒処理したのち。 ２３００〜３００°Ｃの熱浴に焼入れオーステンパー処
理し、素地部が完全に下部ベイナイトに変態しかつ表面
層が変゛態を起こさない適当な時間まで素地部を下部ベ
イナイト組織とすることを特徴、＾ とする綱の表面硬化熱処理法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15477281A JPS5858274A (ja) | 1981-10-01 | 1981-10-01 | 鋼の表面硬化熱処理法 |
| US06/425,987 US4470854A (en) | 1981-10-01 | 1982-09-28 | Surface hardening thermal treatment |
| DE19823235807 DE3235807A1 (de) | 1981-10-01 | 1982-09-28 | Oberflaechenhaertung von stahl durch waermebehandlung |
| GB08227866A GB2109014B (en) | 1981-10-01 | 1982-09-30 | Surface hardening of steel |
| BE0/209129A BE894546A (fr) | 1981-10-01 | 1982-09-30 | Traitement thermique destine au durcissement superficiel |
| FR8216546A FR2514035B1 (fr) | 1981-10-01 | 1982-10-01 | Procede de traitement thermique de durcissement de surface de l'acier, acier convenant pour ce traitement et acier traite obtenu |
| IT23579/82A IT1195956B (it) | 1981-10-01 | 1982-10-01 | Trattamento termico di indurimento superficiale |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15477281A JPS5858274A (ja) | 1981-10-01 | 1981-10-01 | 鋼の表面硬化熱処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5858274A true JPS5858274A (ja) | 1983-04-06 |
| JPS611500B2 JPS611500B2 (ja) | 1986-01-17 |
Family
ID=15591553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15477281A Granted JPS5858274A (ja) | 1981-10-01 | 1981-10-01 | 鋼の表面硬化熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5858274A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103352110A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-10-16 | 长沙天和钻具机械有限公司 | 一种中风压冲击钻头的加工工艺 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102007044950B3 (de) * | 2007-09-20 | 2009-01-29 | Ab Skf | Für eine Wälzbeanspruchung ausgebildetes Werkstück aus durchhärtendem Stahl und Verfahren zur Wärmebehandlung |
| JP2009235444A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Ntn Corp | 鋼の熱処理方法、機械部品の製造方法、機械部品および転がり軸受 |
-
1981
- 1981-10-01 JP JP15477281A patent/JPS5858274A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103352110A (zh) * | 2013-06-19 | 2013-10-16 | 长沙天和钻具机械有限公司 | 一种中风压冲击钻头的加工工艺 |
| CN103352110B (zh) * | 2013-06-19 | 2014-08-27 | 长沙天和钻具机械有限公司 | 一种中风压冲击钻头的加工工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS611500B2 (ja) | 1986-01-17 |
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