JPS60204825A - Manufacture of steel belt - Google Patents

Manufacture of steel belt

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Publication number
JPS60204825A
JPS60204825A JP5931384A JP5931384A JPS60204825A JP S60204825 A JPS60204825 A JP S60204825A JP 5931384 A JP5931384 A JP 5931384A JP 5931384 A JP5931384 A JP 5931384A JP S60204825 A JPS60204825 A JP S60204825A
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JP
Japan
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strength
steel
belt
cylinder
steel belt
Prior art date
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Pending
Application number
JP5931384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiko Odohira
尾土平 俊彦
Yoshio Kobayashi
義雄 小林
Yasuhiro Ishibashi
保博 石橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP5931384A priority Critical patent/JPS60204825A/en
Publication of JPS60204825A publication Critical patent/JPS60204825A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys

Abstract

PURPOSE:To obtain a high strength steel belt capable of compacting a conveyor and extending the field of utilization by forming a thin-walled cylinder of maraging steel by cold flow forming, aging the cylinder, and nitriding it as required. CONSTITUTION:A rough pipe of maraging steel is subjected to soln. heat treatment at the austenite transformation point or above and cold flow forming in a state in which the tube has low strength.The resulting cylinder is subjected to intermediate soln. heat treatment and final cold flow forming to form a thin- walled cylinder. This cylinder is cut to the shape of a steel belt, and it is aged to increase the strength by precipitating a fine intermetallic compound. Nitriding may be carried out furthermore to improve the fatigue strength. When the resulting belt is used, a belt conveyor and a conveyor pulley can be reduced in weight.

Description

【発明の詳細な説明】 〔本発明の技術分野〕 本発明は、ベルト伝達装置やコンベアプーリーなどのコ
ンパクト化及び軽量化を図ると共に従来の歯車伝導分野
への拡大を可能とする高強度のスチールベルトの製造方
法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention is directed to a high-strength steel that can be used to make belt transmission devices, conveyor pulleys, etc. more compact and lightweight, and to enable expansion into the conventional gear transmission field. This invention relates to a belt manufacturing method.

〔背景技術〕[Background technology]

各種機器の作動装置やコンベアなどにスチールベルトが
広く使用されている。第1図にプーリー径とベルトに発
生する応力との関係を示す。
Steel belts are widely used in various equipment operating devices and conveyors. Figure 1 shows the relationship between the pulley diameter and the stress generated in the belt.

ベルトにはトルク伝達のために発生する応力とプーリー
あるいはベルト車によって発生する応力の両者が作用す
るが、プーリーによって発生する応力は、第1図より明
らかなように、プーリー径に依存し、プーリーの径が小
さいほど大きくなることが解る。
Both the stress generated for torque transmission and the stress generated by the pulley or belt wheel act on the belt, but as is clear from Figure 1, the stress generated by the pulley depends on the pulley diameter; It can be seen that the smaller the diameter of the

現在、実用に供されているスチールベルトは、引張強さ
13oki/−のものが最強であり、これを使用した場
合のプーリーの径は800〜1000mφになり、これ
以上プーリーの径を小さくするKは限界がちシ、スチー
ルベルトのコンパクト化、軽量化が困難であった。
Currently, the strongest steel belt in practical use is one with a tensile strength of 13 oki/-, and when this is used, the diameter of the pulley is 800 to 1000 mφ. However, it was difficult to make the steel belt more compact and lightweight.

又、スチールベルトには前記応力が繰返し作用するため
、引張強さ以外にも疲労強度が高いことが要求されるが
、従来のスチールベルトではこの点においても不充分で
あり、;/バクト化、軽量化ができなかった。
In addition, since the above-mentioned stress acts repeatedly on steel belts, it is required to have high fatigue strength in addition to tensile strength, but conventional steel belts are insufficient in this respect as well. It was not possible to reduce the weight.

〔本発明の目的〕[Object of the present invention]

本発明はこのような欠点を解消し、ベルト伝達装置、コ
ンベアプーリーなどのコンパクト化、軽量化を図るとと
もに1従来の歯車伝導の分野への利用拡大を可能とする
高強度のスチールベルトを製造する方法を提供すること
を目的とする。
The present invention eliminates these drawbacks and manufactures a high-strength steel belt that can make belt transmission devices, conveyor pulleys, etc. more compact and lightweight, and also expand its use in the field of conventional gear transmission. The purpose is to provide a method.

〔本発明の構成〕[Configuration of the present invention]

そして本発明は、上記目的を達成する手段として、スチ
ールベルト材料として従来、原子力、航空宇宙の分野に
て利用されていた強度、靭性ならびに冷間加工性に優れ
たマルエージング鋼を使用し、これに冷間70−フオー
ム加工及び時効処理を組合せる点ならびに上記時効処理
後にさらに窒化処理を組合せる点にある。
As a means to achieve the above object, the present invention uses maraging steel, which has excellent strength, toughness, and cold workability and has been conventionally used in the fields of nuclear power and aerospace, as a steel belt material. In addition, cold 70-form processing and aging treatment are combined, and nitriding treatment is further combined after the aging treatment.

すなわち、本発明は2発明からなるものであシ、第1番
目の発明は、マルエージング鋼を冷間70−フオーム加
工によって薄肉円筒とし、時効処理を施こすことを特徴
とするスチールベルトの製造方法であシ、第2番目の発
明は、第1番目の発明の時効処理後にさらに窒化処理を
施こすことを特徴とするスチールベルトの製造方法であ
る。
That is, the present invention consists of two inventions. The first invention is a production of a steel belt characterized in that maraging steel is formed into a thin cylinder by cold 70-form processing and subjected to aging treatment. As for the method, the second invention is a method for producing a steel belt, characterized in that a nitriding treatment is further performed after the aging treatment of the first invention.

以下、本発明を2発明として区別する必要がないとき、
すなわち、2発明の共通事項を説明するときは単に本発
明と称し、本発明を2発明として区別する必要があると
きは、本発明の上記第1番目の発明を第1発明と称し、
本発明の上記第2番目の発明を第2発明と称する。
Hereinafter, when it is not necessary to distinguish the present invention as two inventions,
That is, when explaining the common features of two inventions, the present invention is simply referred to as the present invention, and when it is necessary to distinguish the present invention as two inventions, the above-mentioned first invention of the present invention is referred to as the first invention,
The second invention of the present invention is referred to as the second invention.

第1発明は、具体的には、マルエージング鋼素管を、オ
ーステナイト変態点以上の温度領域にて溶体化処理を行
なった強度の低い状態にて冷間フローフオーム加工し、
その後、中間の溶体化処理、最終冷間フローフオーム加
工により、薄肉0円筒を製造し、これを輪切りにしてス
チールベルトの形状をつくる。この後、微細な金属間化
合物が析出し、高強度化が達成できる温度領域にて時効
処理を行なうことを特徴とするものである。
Specifically, the first invention involves cold flow forming a maraging steel pipe in a low-strength state that has been solution-treated at a temperature above the austenite transformation point,
Thereafter, an intermediate solution treatment and a final cold flow forming process are performed to produce a thin-walled zero cylinder, which is then sliced into rounds to create the shape of a steel belt. After this, an aging treatment is performed in a temperature range where fine intermetallic compounds precipitate and high strength can be achieved.

第2発明は、具体的には、上記第1発明の時効処理に続
いて、更に、疲労強度の改善を図るため、数10μmの
窒化深さと高い表面硬さの得られる温度領域にて窒化処
理を行なうことを特徴とするものである。
Specifically, following the aging treatment of the first invention, the second invention further provides nitriding treatment in a temperature range that provides a nitriding depth of several tens of μm and high surface hardness, in order to further improve fatigue strength. It is characterized by carrying out the following.

このように製造したベルトは、第1発明に於いては引張
強さ約250 kg/−であり、第2発明に於いてはこ
の引張強さに加えて疲労強度的120kg/−のものと
な〕、この両発明で得られたベルトを利用すればプーリ
ーの径は10〇−φ程度に小さくすることが可能であり
、コンパクト化、軽量化が達成できる。
The belt manufactured in this manner has a tensile strength of approximately 250 kg/- in the first invention, and a fatigue strength of 120 kg/- in addition to this tensile strength in the second invention. ], by using the belts obtained by these two inventions, the diameter of the pulley can be reduced to about 100-φ, making it possible to achieve compactness and weight reduction.

以上述べたように、第1発明は高強度を有するスチール
ベルトの製造方法として、また、第2発明は高強度であ
ってしかも高疲労強度を有するスチールベルトの製造方
法として共に工業的にも価値あるものといえる。
As described above, the first invention is industrially valuable as a method for manufacturing a steel belt with high strength, and the second invention is a method for manufacturing a steel belt with high strength and high fatigue strength. It can be said that there is.

本発明に於いて、スチールベルトの材質としてはマルエ
ージング鋼であればすべて使用可能であるが、特に、次
に示す成分範囲のマルエージング鋼の使用が好適である
In the present invention, any maraging steel can be used as the material for the steel belt, but maraging steel having the following composition range is particularly preferred.

重量組成比でニッケル12〜26チ、コバルト7〜15
チ、モリブデン3〜10%、チタン[1,1〜2.0チ
、アルミニウムα03〜α30係、残部鉄および炭素、
リン、イオウなど不可避不純物を含むマルエージング鋼 この成分範囲のものがよい理由は次のとおシである。N
1 を12〜26%とした理由は、マトリックスをマル
テンサイトに保ち、かつ、靭性を良くするためであシ、
COを7〜15%とした理由は、金属間化合物の析出に
より強度上昇を図るためであり、これ以上多いと靭性を
そこなうためであシ、MOを3〜10チとした理由は、
上記00の場合と同様金属間化合物(Fθ−Mo系のも
の)の析出によシ強度上昇を図るためであり、これ以上
多いと未溶解の粗大析出物が出て靭性を害するからであ
る。また、Tiをα1〜2.0チとした理由は、同じく
金属間化合物(N1−Ti系のもの)を作シ強度上昇を
図るためであり、多すぎると靭性を害することとなるか
らであ夛、ムtをα03〜α30%とした理由は、同じ
く金属間化合物(Ni−At系のもの)を作り強度上昇
を図るためである。
Weight composition ratio: 12 to 26 nickel, 7 to 15 cobalt
3-10% molybdenum, titanium [1,1-2.0%], aluminum α03-α30, balance iron and carbon,
Maraging steel containing unavoidable impurities such as phosphorus and sulfur.The reason why maraging steel with this composition range is good is as follows. N
The reason for setting 1 to 12 to 26% is to keep the matrix as martensite and improve toughness.
The reason why CO was set at 7 to 15% was to increase the strength by precipitation of intermetallic compounds, and the reason why the MO was set at 3 to 10% was because if it was more than this, toughness would be impaired.
As in the case of 00 above, this is to increase the strength by precipitation of an intermetallic compound (Fθ-Mo type), and if the amount exceeds this amount, undissolved coarse precipitates will appear and impair toughness. Also, the reason why Ti is set to α1 to 2.0 is to increase the strength of the intermetallic compound (N1-Ti type), and too much will impair the toughness. The reason why the thickness is set to α03 to α30% is to create an intermetallic compound (Ni-At type) to increase the strength.

また、本発明に於いて、スチールベルトの材質としては
、次に示す成分範囲のマルエージング鋼の使用も好適で
ある。
Further, in the present invention, as the material for the steel belt, it is also suitable to use maraging steel having the following composition range.

重量組成比で、ニッケル3〜5チ、コバルト11〜14
%、モリブデン4.5〜5.5係、チタンα1〜zO%
、アルミニウムα03〜α3チ、クロム11〜13チ、
残部鉄および炭素、リン、イオウなど不可避不純物を含
むマルエージング鋼 この成分範囲のものがよい理由は次のとおりである。N
1 を5〜5%とした理由は、δフエライト形成抑制効
果をもち、マトリックスをマルテンサイ)Kすると同時
に靭性を良くするためであり、COを11〜14%とし
た理由はδフエライト抑制効果をもち、金属間化合物の
析出によシ強度上昇を図るためであシ、Mo4.5〜に
5%とした理由は、金属間化合物(Fe −M。
Weight composition ratio: nickel 3-5, cobalt 11-14
%, molybdenum 4.5-5.5%, titanium α1-zO%
, aluminum α03 to α3, chromium 11 to 13,
Maraging steel containing the balance iron and unavoidable impurities such as carbon, phosphorus, and sulfur. The reason why this composition range is preferable is as follows. N
The reason why 1 is set at 5 to 5% is to have the effect of suppressing the formation of δ ferrite, and to improve the toughness at the same time as martensitic (K) matrix, and the reason why CO is set at 11 to 14% is to have the effect of suppressing the formation of δ ferrite. The reason for setting Mo4.5 to 5% is to increase the strength by precipitation of intermetallic compounds (Fe-M).

系のもの)の析出により強度上昇を図るためであシ、こ
れ以上多いと未溶解の粗大析出物が出て靭性をそこなう
ためである。またT1 を(11〜2.0チとした理由
は、同しく金属間化合物(Ni−Ti系のもの)を作シ
強度上昇を図るためであシ、多すぎると靭性を害するこ
ととなるからであシ、At をα03〜α30チとした
理由は、同じく金属間化合物(Ni−At系のもの)を
作シ強度上昇を図るためである。また、or を11〜
13%とした理由は、マトリックスに固溶し、耐食性を
改善するためであり、少ないと耐食性が不充分−であシ
、一方、多すぎるとδフェライトが析出してくるからで
ある。
This is to increase the strength through the precipitation of silane (based on nitride), and if the amount exceeds this amount, undissolved coarse precipitates will appear and impair toughness. The reason for setting T1 to 11 to 2.0 is to increase the strength of the intermetallic compound (Ni-Ti type), and too much will impair toughness. The reason why At is set to α03 to α30 is to increase the strength of intermetallic compounds (Ni-At type).Also, or is set to 11 to α30.
The reason why it is set at 13% is that it dissolves in the matrix and improves corrosion resistance. If it is too small, the corrosion resistance will be insufficient, whereas if it is too large, δ ferrite will precipitate.

本発明に於いて、上記した2つの成分範囲を有するマル
エージング鋼がスチールベルトの材質として好適である
が、具体例をあげれば、12Ni、18Ni、2ONi
及び81Ji −6(!rをあげることができる。そし
て、本発明では、これらのスチールベルト材質であるマ
ルエージング鋼からなる素管を原材料として使用するの
が好ましい。このような形状のものを使用する理由は、
シームレスのスチールベルトのIIIK適するからであ
り、また、強度向上などスチールベルトの材質の向上の
ために有利であるからである。
In the present invention, maraging steel having the above two component ranges is suitable as a material for the steel belt, but specific examples include 12Ni, 18Ni, 2ONi
and 81Ji-6 (!r).In the present invention, it is preferable to use raw tubes made of maraging steel, which is the material of these steel belts, as raw materials. The reason is
This is because it is suitable for seamless steel belts, and it is also advantageous for improving the material quality of steel belts, such as improving strength.

また、本発明に於いて、冷間フロー7オーム加工によっ
て薄肉円筒とするものであるが、これは厚肉円筒を素材
として、マンドレル0−にの組合せKよシ冷間で加工し
薄肉円筒を得る方法であシ、第2図に基いて詳細に説明
する。第2図は本発明の冷間フローフオームに適する装
置の1例を示すもので、図中、1は回転できるマンドレ
ル、2はしごき加工用ロール、3はバックアップ用ロー
ル、4は軸心位置決め芯、5は元形(加工前の被加工物
の形状)を示す。6はフロー7オーム加工により得られ
る円筒を示し、Oは加工前の元の厚さ、ム〜DFi夫々
第1〜4回目の加工で得られる厚さを示すもので、Fは
フランジである。
In addition, in the present invention, a thin-walled cylinder is formed by cold flow 7-ohm processing, but this is done by cold-processing a thick-walled cylinder using combination K on a mandrel 0- to form a thin-walled cylinder. The method for obtaining this will be explained in detail with reference to FIG. FIG. 2 shows an example of a device suitable for the cold flow form of the present invention. In the figure, 1 is a rotatable mandrel, 2 is a roll for ironing, 3 is a backup roll, and 4 is an axial center positioning center. , 5 indicates the original shape (the shape of the workpiece before processing). 6 indicates the cylinder obtained by flow 7 ohm processing, O indicates the original thickness before processing, the thicknesses obtained by the first to fourth processing of Mu to DFi, respectively, and F indicates the flange.

50元形を持っ厚肉円筒被加工物をマンドレル1に取付
け、軸心位置決め芯4によって図のように固定し、マン
ドレル1を回転しながらロール2及びバックアップ用ロ
ール3を該被加工物に押しつけ、かつマンドレル及び被
加工物の軸心方向に動かし、しごき加工を行う。第1回
目の上記操作により5の元形の円筒はAの肉厚を持つ円
筒に薄く伸びる。第2.5・・・と次々に上記操作を繰
返すことにより、最終的(この場合4回目)には、Dの
肉厚の薄い、長さの伸びた円筒を得ることができる。こ
の例では、端部にフランジFを残した場合を示したが、
フランジを残さすに最後まで押し出す場合もある。
A thick-walled cylindrical workpiece having a 50 element shape is attached to the mandrel 1, fixed as shown in the figure by the axial center positioning core 4, and the roll 2 and backup roll 3 are pressed against the workpiece while rotating the mandrel 1. , and move the mandrel and workpiece in the axial direction to perform ironing. By the first operation described above, the cylinder in the original shape of 5 is thinly extended into a cylinder with a wall thickness of A. By repeating the above operations in steps 2, 5, etc., finally (in this case, the fourth time), a cylinder D with a thin wall thickness and an elongated length can be obtained. This example shows the case where the flange F is left at the end, but
In some cases, it may be pushed out all the way to leave the flange intact.

この冷間フロー7オーム加工法は、シームレスのスチー
ルベルト製造に適してお夛、強度向上等スチールベルト
の材質向上のために有利な方法である。
This cold flow 7 ohm processing method is suitable for manufacturing seamless steel belts and is an advantageous method for improving the material quality of steel belts, such as increasing thickness and improving strength.

本発明では、マルエージング鋼を冷間70−フオーム加
工によって薄肉円筒とするものであるが、本発明では、
具体的にはこのマルエージング鋼製の素管を原材料とし
て使用し、この素管をオーステナイト変態点以上の温度
領域で溶体化処理を行なった強度の低い状態で冷間70
−フオーム加工し、その後中間の溶体化処理、最終冷間
フローフオーム加工によシ薄肉の円筒を製造するのが好
ましい。上記した最初の素管状態での溶体化処理を行う
理由は、合金元素を均一にオーステナイト中に分散させ
るために行うものであシ、ま九、上記した中間の溶体化
処理を行う理由は、冷間加工処理であるフロー7オーム
との組合せによって、結晶粒の微細化を図シ、強度の増
大及び靭性の増加を図るためである。これらの溶体化処
理の適当な温度範囲及び時間は780〜840℃及び3
0分〜2時間である。
In the present invention, maraging steel is formed into a thin cylinder by cold 70-form processing.
Specifically, this raw material pipe made of maraging steel is used as a raw material, and this raw material pipe is subjected to solution treatment in a temperature range above the austenite transformation point, and is cold-hardened for 70 minutes in a low-strength state.
- Preferably, thin-walled cylinders are produced by forming, followed by intermediate solution treatment and final cold flow forming. The reason for performing the above-mentioned solution treatment in the initial state of the raw tube is to uniformly disperse the alloying elements in the austenite.The reason for performing the above-mentioned intermediate solution treatment is This is to improve grain size, increase strength, and increase toughness by combining with flow 7 ohm, which is a cold working process. The appropriate temperature range and time for these solution treatments are 780-840°C and 3.
The duration is 0 minutes to 2 hours.

本発明の具体例として、上記したように、溶体化処理と
フローフオーム加工とを2段に組合せることにより、結
晶粒微細化が一層促進され、強度の増大及び靭性の増加
に有効である。しかしながら、この溶体化処理は1段で
もよく、また、この溶体化処理は合金元素を均一に分散
させて組織を整えるために行なうものであるから本発明
では、1段の場合で最初から組織の整った材料を使用す
る場合には、この溶体化処理は不要である。
As a specific example of the present invention, as described above, by combining solution treatment and flow forming processing in two stages, grain refinement is further promoted, which is effective in increasing strength and toughness. However, this solution treatment may be performed in one stage, and since this solution treatment is performed to uniformly disperse the alloying elements and prepare the structure, in the present invention, in the case of one stage, the structure is adjusted from the beginning. This solution treatment is not necessary if a well-formed material is used.

また、本発明に於ける薄肉円筒の肉厚の範囲は、α2〜
α8 tmが好適範囲である。これはスチールベルトと
しての剛性の点及び薄肉円筒の製造上の利点ならびに発
生応力や重量の点からみて好ましい範囲である。すなわ
ち、この厚さがα8 tss以下の方が、フロー7オー
ム加工を行う場合、素管の厚さ方向くわたって外部及び
内部とも全体を均一に延ばして加工できる。
In addition, the range of the wall thickness of the thin cylinder in the present invention is α2~
α8 tm is a preferred range. This is a preferable range from the viewpoint of rigidity as a steel belt, advantages in manufacturing a thin-walled cylinder, and stress and weight. That is, when this thickness is α8 tss or less, when performing flow 7 ohm processing, it is possible to uniformly extend the entire outside and inside of the raw pipe in the thickness direction.

したがって強さ等素材の性質も全体にわたって均一にで
きることKなる。この厚さがα8 tfi以上となると
、フローフオーム加工を行った場合、表面だけが延ばさ
れ、その性質が外側と内側とで異なってくることとなる
。また、第1図からも明らかなように、薄い方がブーり
によシベルトに発生する応力が小さく、しかも重量も小
さい。一方、この薄肉円筒の厚さの下位限定であるα2
を−は、フローフオーム加工を行う上でこれ以下にする
ことができず、これ以上にする必要がある。
Therefore, the properties of the material such as strength can be made uniform throughout. If the thickness is equal to or greater than α8 tfi, only the surface will be elongated when flowform processing is performed, and the properties will be different between the outside and the inside. Furthermore, as is clear from FIG. 1, the thinner the boot, the less stress is generated on the seatbelt by the boot, and the weight is also smaller. On the other hand, α2, which is the lower limit of the thickness of this thin cylinder
- cannot be lower than this when performing flow form processing, and must be higher than this.

また、本発明に於いて時効処理を施こす理由は、Niや
MOなどを含む微細な金属間化合物をツルテンサイドの
マトリックスに均一に析出させることによシ強度上昇を
図るためのものであり、上記金属間化合物の析出は温度
に依存している。テストの結果、材料によって異なるが
、400℃〜550℃の間が適当であった。この時効処
理の温度が400℃より低いと析出に時間がかかるし、
あまシ低いと析出そのものが生じなくなる。一方、この
温度が550℃よシ高いと金属間化合物が粗大化して強
度があまり上らない。また、あま)高すぎるとオーステ
ナイトが析出してきて強度を下げてしまうこととなる。
In addition, the reason why the aging treatment is performed in the present invention is to increase the strength by uniformly precipitating fine intermetallic compounds containing Ni, MO, etc. in the matrix of the grain side. Precipitation of intermetallic compounds is temperature dependent. As a result of the test, it was found that a temperature between 400°C and 550°C was suitable, although it differed depending on the material. If the temperature of this aging treatment is lower than 400℃, it will take time for precipitation,
If the sweetness is low, precipitation itself will not occur. On the other hand, if this temperature is higher than 550°C, the intermetallic compounds will become coarse and the strength will not increase much. In addition, if it is too high, austenite will precipitate and the strength will be lowered.

なお、この時効処理時間は普通3〜5時間が適当である
Note that the appropriate aging treatment time is normally 3 to 5 hours.

第2発明に於いて、窒化処理を施こす理由は、疲労強度
の改善を図るためであり、この処理としては、数10μ
mの窒化深さと高い表面硬さの得られる温度領域で行う
のが好適である。通常の窒化処理は500℃〜550℃
のアンモニア気流中で数時間〜数百時間加熱処理するこ
とKよって行われるものである。
In the second invention, the reason for performing the nitriding treatment is to improve the fatigue strength, and this treatment is performed by several tens of microns.
It is preferable to carry out the nitriding in a temperature range where a nitriding depth of m and high surface hardness can be obtained. Normal nitriding treatment is 500℃~550℃
It is carried out by heat treatment for several hours to hundreds of hours in an ammonia gas stream.

以下、第1発明及び第2発明の具体例をあげて、両発明
の詳細な説明する。
Hereinafter, specific examples of the first invention and the second invention will be given and both inventions will be explained in detail.

〔第1発明の具体例〕 試験に用いた鋼はいわゆる18Ni型マルエージング鋼
でsb、1a30%Ni、12.05%C!o、432
チMo、1.46チTi、α08%At、残Feの組成
を有するものであシ、このマルエージング鋼素管に以下
に述べる加工、熱処理を行いスチールベルトとした。な
お冷間加工率はto−tt/lo (ただし、1(、は
もとの部材の厚さを示し、tl は加工後の部材の厚さ
を示す。)で表わされるものでちる。
[Specific Example of the First Invention] The steel used in the test was a so-called 18Ni type maraging steel, sb, 1a, 30% Ni, 12.05% C! o, 432
The material had a composition of 1.46% Mo, 1.46% Ti, α08% At, and the remainder Fe. This maraging steel raw tube was processed and heat treated as described below to obtain a steel belt. The cold working rate is expressed as to-tt/lo (where 1 (, indicates the thickness of the original member, and tl indicates the thickness of the member after processing).

即ち、肉厚20 vm 、内径500−の素管を、オー
ステナイト変態点(700℃)以上の溶体化処理温度8
20℃にまで加熱し、該温度に1時間保持して溶体化処
理後、空冷によ)冷却して、肉厚20−1内径500m
、引張強度112kg/、、”で伸びの大きい低戻素マ
ルテンサイト状態にした後、加工効率がよく加工精度の
高い冷間フローフオーム加工(第1次)を行った。得ら
れた部材は、肉厚t5■、内径500■(冷間加工率9
2.5%)、引張強度158 kg7wm” テあった
That is, a raw pipe with a wall thickness of 20 vm and an inner diameter of 500 mm was subjected to solution treatment at a temperature of 8°C above the austenite transformation point (700°C).
Heat to 20°C, hold at that temperature for 1 hour, solution treatment, and then cool (by air cooling) to form a wall thickness of 20-1 and an inner diameter of 500 m.
After making it into a low-return martensite state with a tensile strength of 112 kg/, and high elongation, cold flow forming processing (first stage) with high processing efficiency and high processing accuracy was performed.The obtained member was Wall thickness t5■, inner diameter 500■ (cold working rate 9
2.5%) and a tensile strength of 158 kg7wm”.

上記部材を再度溶体化処理(温度820℃にて1時間)
して、第1次冷間フロー7オーム加工による加工組織を
消した後空冷して、第2次冷間70−フオーム加工を行
った。この中間の溶体化処理の目的は冷間フローフオー
ムの加工率が大きくなりすぎ、割れなどができるのを防
ぐためと、次工程の時効処理後の機械的性質、特に1伸
びを改善するために行った。また第2次フローフオーム
加工率はフロー7オームによる割れの防止の点および最
終加工後の強度、伸びを考慮し80チとした。
Solution treatment of the above parts again (temperature 820℃ for 1 hour)
After the processed structure caused by the first cold flow 7-ohm processing was erased, it was air-cooled and a second cold-flow 70-form processing was performed. The purpose of this intermediate solution treatment is to prevent the processing rate of the cold flow form from becoming too large and cause cracks, etc., and to improve the mechanical properties, especially 1 elongation, after the aging treatment in the next process. went. In addition, the second flow form processing rate was set at 80 inches in consideration of prevention of cracking due to the flow of 7 ohms and strength and elongation after final processing.

第2次フロー7オーム加工でできた肉厚(L3■、内径
500瓢、引張強度114に9/■3の薄肉円筒を、時
効処理前にベルト幅(20■)に輪切に切断し、肉厚(
L3■、内径500m、長さ20鱈、引張強度126 
’qlZ−のものとし、その後520℃で5時間時効処
理を行った後空冷し、肉厚α3m、内径500m、長さ
2〇−の継目なしのスチールベルトを製作した。
A thin-walled cylinder with a thickness of 9/cm (L3 mm, inner diameter of 500 mm, tensile strength of 114 and 9/cm3) made by secondary flow 7 ohm processing was cut into rounds to the belt width (20 mm) before aging treatment. Thickness (
L3■, inner diameter 500m, length 20mm, tensile strength 126
'qlZ-, which was then aged at 520°C for 5 hours and air cooled to produce a seamless steel belt with a wall thickness of α3m, an inner diameter of 500m, and a length of 20m.

このような方法で製造したスチールベルトの引張強さF
i2s4に9/■2、(L2チ耐力は246kP/、”
、疲労強度tri 90 kg/m” テ% ツft−
0〔第2発明の具体例〕 第1発明の上記具体例で製作した継目なしのスチールベ
ルトに更に以下に述べる窒化処理を行ってスチールベル
トを製作した。すなわち、第1発明の具体例で記載した
520℃で5時間時効処理を行った後、更に500℃で
15分の窒化処理を行った後空冷し、肉厚cLs■、内
径500m、長さ20−の継目なしのスチールベルトを
製作した。この窒化処理の具体的な条件は次のとおりで
ある。
The tensile strength F of the steel belt manufactured by this method
9/■2 for i2s4, (L2chi strength is 246kP/,"
, fatigue strength tri 90 kg/m"te% ft-
0 [Specific Example of the Second Invention] The seamless steel belt produced in the above-described specific example of the first invention was further subjected to the nitriding treatment described below to produce a steel belt. That is, after performing the aging treatment at 520°C for 5 hours as described in the specific example of the first invention, the nitriding treatment was further performed at 500°C for 15 minutes, followed by air cooling. − A seamless steel belt was manufactured. The specific conditions for this nitriding treatment are as follows.

温度500℃に保持したアンモニア気流中に、15分間
保持することにより窒化処理を行った。
The nitriding treatment was carried out by holding the sample in an ammonia stream maintained at a temperature of 500° C. for 15 minutes.

鋼は分子状の窒素を吸収することは非常に困難であるが
、NH3ガスと接すれば、容易に多量の窒素と化合する
。即ち、NHs Fi高温にて、NH3→M+3Hの如
く分解するが、特にこの分解は鋼表面にて迅速に進み、
発生期のNが鋼と反応して窒化物をつくる。
Although it is very difficult for steel to absorb molecular nitrogen, when it comes into contact with NH3 gas, it easily combines with a large amount of nitrogen. That is, NHs Fi decomposes as NH3→M+3H at high temperatures, but this decomposition proceeds particularly rapidly on the steel surface.
Nascent N reacts with steel to form nitrides.

このような処理にて、表面硬度がビッカース硬度で10
00〜12001C達する疲労強度の高い材料を得るこ
とができる。
Through such treatment, the surface hardness becomes 10 on the Vickers scale.
A material with high fatigue strength reaching 00 to 12001C can be obtained.

通常の窒化処理は500〜550t:のアンモニア気流
中で数時間〜数百時間加熱処理するととKよって行なわ
れるが、本試験では、前処理工程である時効処理に影響
を与えず、しかも高い表面硬度と適当な硬化深度を得る
ため、5o。
Normal nitriding treatment is carried out by heat treatment for several hours to hundreds of hours in an ammonia stream of 500 to 550 tons. 5o to obtain hardness and appropriate hardening depth.

cr<て15分間の窒化処理を行った。A nitriding treatment was performed for 15 minutes using cr.

このような方法で製造したスチールベルトの疲労強度は
約120 ky/■2であル、引張強さ257 kg/
■”、α2チ耐力248 J/wm” テロ ッた。
The fatigue strength of the steel belt manufactured by this method is approximately 120 ky/■2, and the tensile strength is 257 kg/
■", α2chi proof stress 248 J/wm" Terror.

上記第2発明の具体例で製造したスチールベルトの硬さ
分布状況、すなわち、窒化処理後の硬さ分布状況を第3
図に示す。また、第1発明の具体例及び第2発明の具体
例で夫々製造したスチールベルトの疲労試験結果、すな
わち、窒化処理の有・無に対する疲労試験結果を第4図
に示す。第4図から明らかなように、窒化処理によって
、約5okII7−の疲労強度改善が図れた。
The hardness distribution of the steel belt manufactured in the specific example of the second invention, that is, the hardness distribution after the nitriding treatment, is
As shown in the figure. Further, FIG. 4 shows the fatigue test results of the steel belts manufactured in the specific example of the first invention and the specific example of the second invention, that is, the fatigue test results with and without nitriding treatment. As is clear from FIG. 4, the fatigue strength was improved by about 5okII7- by the nitriding treatment.

〔本発明の効果〕[Effects of the present invention]

第1発明は、以上詳記したように、マルエージング鋼に
冷間70−7オーム加工及び時効処理を施こしたもので
あるから、高強度のスチールベルトが得ることができる
効果が生じ、また第2発明は、更に窒化処理を施こした
ものであるから、高強度でしかも疲労強度が高いスチー
ルベルトが得られる効果が生じ、両発明共、ベルト伝達
装置、コンベアプーリーなどのコンパクト化及び軽量化
が図ることができ、従来の歯車伝達の分野への利用拡大
を可能圧したものである。
As described in detail above, the first invention is made by subjecting maraging steel to cold 70-7 ohm processing and aging treatment, so that a high-strength steel belt can be obtained. Since the second invention is further subjected to nitriding treatment, there is an effect that a steel belt with high strength and high fatigue strength can be obtained, and both inventions can make belt transmission devices, conveyor pulleys, etc. compact and lightweight. This makes it possible to expand its use in the field of conventional gear transmission.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はプーリ径とプーリーによシスチールベル)K発
生する応力との関係図、第2図は本発明で使用する冷間
フローフオーム加工装置の1例、第5図は窒化処理後の
スチールベルト断面の硬さ分布図、第4図は本発明によ
って製造したスチールベルトの疲労試験結果である。 復代理人 内 1) 明 復代理人 萩 原 亮 − プーリーによりへ゛ルトに発生する応力’9/n凛2児
2図 莞3図 帛4図 繰3Ij、NL訴回数
Figure 1 is a diagram showing the relationship between the pulley diameter and the stress generated by the pulley, Figure 2 is an example of the cold flow forming equipment used in the present invention, and Figure 5 is after nitriding. FIG. 4, which is a hardness distribution diagram of a cross section of a steel belt, shows the fatigue test results of a steel belt manufactured according to the present invention. Sub-agent 1) Clearance agent Ryo Hagiwara - Stress generated in the belt by the pulley '9/n Rin 2, 2, 3, 4, 3 Ij, NL number of complaints

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1) マルエージン/鋼t−冷間70−フォーム加工
によって薄肉円筒とし、時効処理を施こすことを特徴と
するスチールベルトの製造方法。
(1) A method for producing a steel belt, which comprises forming a thin-walled cylinder by maraging/steel t-cold 70-form processing and subjecting it to aging treatment.
(2)マルエージング鋼を冷間70−7オーム加工によ
って薄肉円筒とし、時効処理及び窒化処理を施こすこと
を特徴とするスチールベルトの製造方法。
(2) A method for manufacturing a steel belt, which comprises forming maraging steel into a thin cylinder by cold processing to 70-7 ohm, and subjecting it to aging treatment and nitriding treatment.
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GB2581976A (en) * 2019-03-05 2020-09-09 Rolls Royce Plc Manufacturing method

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