JPS6024366A - 強化炭素鋼材の製造方法 - Google Patents
強化炭素鋼材の製造方法Info
- Publication number
- JPS6024366A JPS6024366A JP13046283A JP13046283A JPS6024366A JP S6024366 A JPS6024366 A JP S6024366A JP 13046283 A JP13046283 A JP 13046283A JP 13046283 A JP13046283 A JP 13046283A JP S6024366 A JPS6024366 A JP S6024366A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- chain
- steel material
- carbon steel
- tempering
- plating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- C23C12/00—Solid state diffusion of at least one non-metal element other than silicon and at least one metal element or silicon into metallic material surfaces
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- 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】
この発明は強化炭素鋼材特に加工される強化炭素鋼材の
硬化及び加工方法に関する。強化炭素鋼材（二より作ら
れる加工品の一つであるチェーンについて考察すると、
従来タイヤチェーン、コンベアチェーン建築用、機械用
チェーン、アンカーチェーン等は第１図の流れ図のよう
に製造されていた。多数の比較約款かい低炭素鋼内柱材
を互に円環状に継ぎ合せなカーら折り曲げ該円環材の両
姶を溶接して一連の鎖を形成する。
硬化及び加工方法に関する。強化炭素鋼材（二より作ら
れる加工品の一つであるチェーンについて考察すると、
従来タイヤチェーン、コンベアチェーン建築用、機械用
チェーン、アンカーチェーン等は第１図の流れ図のよう
に製造されていた。多数の比較約款かい低炭素鋼内柱材
を互に円環状に継ぎ合せなカーら折り曲げ該円環材の両
姶を溶接して一連の鎖を形成する。
次にこのチェーンに一次浸炭処理を行い円環の中心部に
は靭性全保持させ表面Ｃ二は硬度を持たせて引っ張り強
度全増加させる。即ち８５０℃〜９５０℃に加熱しなが
ら表面附近を０．９チの高炭素鋼とする、つづいて１５
０℃〜２００℃の低温焼もどしを１時間はど行い炭素を
拡散させて高炭素鋼回妙の焼割れをなくする。焼もどし
の済んだチェーンは表面の酸化や浸炭素の汚れが耐着し
ているためショツトブラスト法や）くフ研摩等ζ二より
表面を研摩し清礎Ｃ二する。表面。
は靭性全保持させ表面Ｃ二は硬度を持たせて引っ張り強
度全増加させる。即ち８５０℃〜９５０℃に加熱しなが
ら表面附近を０．９チの高炭素鋼とする、つづいて１５
０℃〜２００℃の低温焼もどしを１時間はど行い炭素を
拡散させて高炭素鋼回妙の焼割れをなくする。焼もどし
の済んだチェーンは表面の酸化や浸炭素の汚れが耐着し
ているためショツトブラスト法や）くフ研摩等ζ二より
表面を研摩し清礎Ｃ二する。表面。
洗浄のあとでチェーンは無電解メッキ加工を行い、腐食
防止や外観上の処理をする。その後水素ぜい性を防ぐた
め１００℃〜１５０℃で１時間〜２時間ベーキングを行
う、このとき被覆層のメッキ金属と、鉄の炭素鋼材との
中間ベニ合金層が形成されてメッキ層の剥離が防止され
る、この合金層は今だメッキとチェーンとの接看ブｊが
十分なほどに発達したものではないのでこのままではメ
ッキ層が剥離し易い、剥離防止のため拡散熱処理を行う
、即ち該チェーンを８００℃〜９００℃に加熱し１０分
〜３０分放置し合金層の形成を助長する。更に焼入れさ
れた時に生ずる応力をとり除くため２００℃で１時間の
加熱を行う。
防止や外観上の処理をする。その後水素ぜい性を防ぐた
め１００℃〜１５０℃で１時間〜２時間ベーキングを行
う、このとき被覆層のメッキ金属と、鉄の炭素鋼材との
中間ベニ合金層が形成されてメッキ層の剥離が防止され
る、この合金層は今だメッキとチェーンとの接看ブｊが
十分なほどに発達したものではないのでこのままではメ
ッキ層が剥離し易い、剥離防止のため拡散熱処理を行う
、即ち該チェーンを８００℃〜９００℃に加熱し１０分
〜３０分放置し合金層の形成を助長する。更に焼入れさ
れた時に生ずる応力をとり除くため２００℃で１時間の
加熱を行う。
このようにして得られた従来の炭素鋼材の加工品とくに
チェーンは、メッキ層の拡散熱処理再焼もどしを行なわ
ないチェーンに較べて強度、沖びの低下（１０〜２０＃
ｆ／ｍ♂）が認められＪ’ＩＳ規格Ｇ３０（等級８０蛇
ｆ／−）を満足せず不良品が全産品中に２／３程度発生
するという問題点があった。
チェーンは、メッキ層の拡散熱処理再焼もどしを行なわ
ないチェーンに較べて強度、沖びの低下（１０〜２０＃
ｆ／ｍ♂）が認められＪ’ＩＳ規格Ｇ３０（等級８０蛇
ｆ／−）を満足せず不良品が全産品中に２／３程度発生
するという問題点があった。
本発明の発明者が顕微鏡下で金属組織を調査したところ
、前記の理由として次のようなことが考えられる。第２
図は従来の炭素鋼材の製造方法の工程７、即ち、通常焼
もどし後のチェーン表層断面の顕微鏡組織の模式図であ
る。第２図において、１は表面の純メッキ層であり、そ
の下には拡散層２が形成されており、内部には地鉄３の
炭素鋼となっている。この地鉄３の結晶内には残留オー
ステナイトの島４が一様に分散しており、このオーステ
ナイトは一般には更に拡大して観察すると顕微鏡組織で
は石がきを積んだような白い結晶で非常にやわらかい。
、前記の理由として次のようなことが考えられる。第２
図は従来の炭素鋼材の製造方法の工程７、即ち、通常焼
もどし後のチェーン表層断面の顕微鏡組織の模式図であ
る。第２図において、１は表面の純メッキ層であり、そ
の下には拡散層２が形成されており、内部には地鉄３の
炭素鋼となっている。この地鉄３の結晶内には残留オー
ステナイトの島４が一様に分散しており、このオーステ
ナイトは一般には更に拡大して観察すると顕微鏡組織で
は石がきを積んだような白い結晶で非常にやわらかい。
このため表から明らかなようζユ強Ｉｆ ８０．１ ｋ
’ｉ ｆ／ｍｍ２〜８２、５１ｃ’ｉ ｆ ／ ｍｍ２
であり伸びが６．０ ％ 〜７．６ ％であり、製品と
しては充分な伸び強度を満足するものではない。
’ｉ ｆ／ｍｍ２〜８２、５１ｃ’ｉ ｆ ／ ｍｍ２
であり伸びが６．０ ％ 〜７．６ ％であり、製品と
しては充分な伸び強度を満足するものではない。
この発明は、メッキ層の拡散熱処理を行った後焼もどじ
された炭素鋼材金１００℃以下は冷却し、再び１８０℃
〜２００℃に加熱した捷ま所定時間焼もどしを行うこと
により上記問題点を解決することを目的としている。
された炭素鋼材金１００℃以下は冷却し、再び１８０℃
〜２００℃に加熱した捷ま所定時間焼もどしを行うこと
により上記問題点を解決することを目的としている。
以下この発明の実施例を第３図に基づいて説明する。
低炭素鋼材Ｃ二より作られたチェーンは柔らかく強度が
十分でないばかりでなく表面が耐誘性、耐腐食性Ｃ二欠
けるためそのままでは実用例えば建築用に供されない。
十分でないばかりでなく表面が耐誘性、耐腐食性Ｃ二欠
けるためそのままでは実用例えば建築用に供されない。
したがって靭性を保持させかつ硬度を高めるような熱処
理方法が必要になる。鋼材より作られたチェーンは図中
の一次浸炭処理に付される。即ち炭素または高温で炭素
を生ずる物質中にチェーンを密封し、高温度で長時間加
熱する、浸炭材より高温で発生した炭素が拡散によりチ
ェーンの表面から内部に浸入する。チェーンの表面附近
は約０．９％炭素の冒炭素鋼となり、高温から焼き入れ
ると表面付近のピンカース硬さは８００〜８５０にもな
るが、中心部は低炭素鋼のままで残り、十分靭性を保つ
ことかでさる。浸炭剤としては木炭、コークス、骨灰、
グラファイトなど固体浸炭でもよいし、シアン化カリウ
ムなどを主成分とした融解塩中にチェーンを入れて発生
する一酸化炭素と窒素とで浸炭と窒化を同時シニ行う液
体浸炭でもよい。更に天然ガス、−酸化炭素、メタン、
エタン、プロパン、油蒸気またはアルコールのガス中で
行ってもよい。時には浸炭促進剤として炭酸ソーダ、炭
酸バリュームを添加し浸炭箱につめて８５０℃〜９５０
℃に加熱して焼される。浸炭により硬化されたチェーン
は次に２００℃前後の低温度でほぼ１時間焼もどし処理
される。これは、高炭素鋼となったチェーンは浸炭焼入
れの品温加熱により発生した内部応力を除し充分な硬さ
と粘り強さをチェーンに与えるためである。
理方法が必要になる。鋼材より作られたチェーンは図中
の一次浸炭処理に付される。即ち炭素または高温で炭素
を生ずる物質中にチェーンを密封し、高温度で長時間加
熱する、浸炭材より高温で発生した炭素が拡散によりチ
ェーンの表面から内部に浸入する。チェーンの表面附近
は約０．９％炭素の冒炭素鋼となり、高温から焼き入れ
ると表面付近のピンカース硬さは８００〜８５０にもな
るが、中心部は低炭素鋼のままで残り、十分靭性を保つ
ことかでさる。浸炭剤としては木炭、コークス、骨灰、
グラファイトなど固体浸炭でもよいし、シアン化カリウ
ムなどを主成分とした融解塩中にチェーンを入れて発生
する一酸化炭素と窒素とで浸炭と窒化を同時シニ行う液
体浸炭でもよい。更に天然ガス、−酸化炭素、メタン、
エタン、プロパン、油蒸気またはアルコールのガス中で
行ってもよい。時には浸炭促進剤として炭酸ソーダ、炭
酸バリュームを添加し浸炭箱につめて８５０℃〜９５０
℃に加熱して焼される。浸炭により硬化されたチェーン
は次に２００℃前後の低温度でほぼ１時間焼もどし処理
される。これは、高炭素鋼となったチェーンは浸炭焼入
れの品温加熱により発生した内部応力を除し充分な硬さ
と粘り強さをチェーンに与えるためである。
浸炭後焼もどされたチェーンの表面から酸化鉄、特にス
ケールＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｉｉ’ｅ３０４又は工程途
中の一時保管中に附近した汚れ、油脂等の異物を除去す
るため表面研磨が行なわれる。その方法としては、適当
な大きさの粒状の研磨材をチェーン表面にたたきつけて
異物を除去するブラスト法を行ってもよいし、回転ダル
の中にチェーンを投入して研磨材と一緒にタルを回転さ
せるバレル仕上げをしてもよい。またパフ研磨例えば商
会酸化クロムのパフを使用、もし、くはダイヤモンド研
磨等により行ってもよい。研磨されたチェーンの表向は
光沢があり美しいものであるがそのままでは−「ぐに酸
化し黒くなり、腐食してしまうので表面処理としてメッ
キ処理を行う。この実施例ではメッキは無電解メッキを
行う。例えば溶融したニッケル（Ｎｉ）中にチェーンを
浸漬したのち、チェーンを取出し、溶融したニッケルを
凝固して被覆するが、溶融状態（７）ニッケルをガスあ
るいは空気でチェーン表面に吹付けて凝固させ被覆する
溶射メッキとする。浸漬メッキ（熱漬メッキ）はメッキ
層と素地金属のチェーンとの中間Ｃ二これらの合金層が
形成される、一方溶射メツキの場合はこれらの合金層の
形成はほとんどない。しかしながらいづれのメッキ処理
の場合もチェーン表面のメッキ層は剥げ安いため、拡散
熱処理を行い更にチェーン表面にニッケルを浸透拡散さ
せる必要がある。即ち、メッキされたチェーンを８ｏｏ
℃〜９００℃の高温に加熱し１ｏ分〜３０分焼入れする
。このようにしてチェーンの表面は耐誘性、耐食性を与
えられ、耐摩耗性及び表面の美化装飾を持たされる。更
に、メッキ層はチェーンの表地金属と充分な合金層を形
成しメッキの剥れ力くほとんど発生しないチェーンとな
る◎拡散熱処理の高温焼入れによりチェーンの素地金属
中に応力等が発生するのでこの通常焼もどしはチェーン
を２００℃前後に加熱し１時間はど低温焼もどしをする
ことにより行う。このチェーンを１００℃以下に冷却し
た後再度チェーンを１８０℃〜２００℃に加熱し３時間
以上にわたって低温焼入れによる再焼もどじを行う。特
に、炭素鋼材、チェーン材が肉厚の場合は例えば３時間
以上に再焼もどじを行う。このような製Ｊ′々方法によ
り得られた炭素鋼材、チェーンは引張り強度及び伸びが
大幅に向上するばかりでなく、耐食性、耐酸性があり、
美観もよくチェーンの表面硬度も十分なものが得られる
。
ケールＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、Ｉｉ’ｅ３０４又は工程途
中の一時保管中に附近した汚れ、油脂等の異物を除去す
るため表面研磨が行なわれる。その方法としては、適当
な大きさの粒状の研磨材をチェーン表面にたたきつけて
異物を除去するブラスト法を行ってもよいし、回転ダル
の中にチェーンを投入して研磨材と一緒にタルを回転さ
せるバレル仕上げをしてもよい。またパフ研磨例えば商
会酸化クロムのパフを使用、もし、くはダイヤモンド研
磨等により行ってもよい。研磨されたチェーンの表向は
光沢があり美しいものであるがそのままでは−「ぐに酸
化し黒くなり、腐食してしまうので表面処理としてメッ
キ処理を行う。この実施例ではメッキは無電解メッキを
行う。例えば溶融したニッケル（Ｎｉ）中にチェーンを
浸漬したのち、チェーンを取出し、溶融したニッケルを
凝固して被覆するが、溶融状態（７）ニッケルをガスあ
るいは空気でチェーン表面に吹付けて凝固させ被覆する
溶射メッキとする。浸漬メッキ（熱漬メッキ）はメッキ
層と素地金属のチェーンとの中間Ｃ二これらの合金層が
形成される、一方溶射メツキの場合はこれらの合金層の
形成はほとんどない。しかしながらいづれのメッキ処理
の場合もチェーン表面のメッキ層は剥げ安いため、拡散
熱処理を行い更にチェーン表面にニッケルを浸透拡散さ
せる必要がある。即ち、メッキされたチェーンを８ｏｏ
℃〜９００℃の高温に加熱し１ｏ分〜３０分焼入れする
。このようにしてチェーンの表面は耐誘性、耐食性を与
えられ、耐摩耗性及び表面の美化装飾を持たされる。更
に、メッキ層はチェーンの表地金属と充分な合金層を形
成しメッキの剥れ力くほとんど発生しないチェーンとな
る◎拡散熱処理の高温焼入れによりチェーンの素地金属
中に応力等が発生するのでこの通常焼もどしはチェーン
を２００℃前後に加熱し１時間はど低温焼もどしをする
ことにより行う。このチェーンを１００℃以下に冷却し
た後再度チェーンを１８０℃〜２００℃に加熱し３時間
以上にわたって低温焼入れによる再焼もどじを行う。特
に、炭素鋼材、チェーン材が肉厚の場合は例えば３時間
以上に再焼もどじを行う。このような製Ｊ′々方法によ
り得られた炭素鋼材、チェーンは引張り強度及び伸びが
大幅に向上するばかりでなく、耐食性、耐酸性があり、
美観もよくチェーンの表面硬度も十分なものが得られる
。
第４図は本発明の強化炭素鋼材の製造方法の工程８、即
再燃もどし後のチェーン表層断面の顕微鏡ｍａの模式図
である。第４ＩｙＪにおいて、５は表面の純メッキ層で
あり、その下には拡散層６が形成されている。更に下層
は地鉄７の炭素鋼となっており、従来の地鉄中残留オー
ステナイトの島が本発明の再焼もどじ工程によりマルテ
ンサイト化されて消失している。−ｆｆｌニマルテンサ
イトはセメンタイトがα−固固体体溶は込んではなはだ
かたい性質の結晶となっているものであるからである。
再燃もどし後のチェーン表層断面の顕微鏡ｍａの模式図
である。第４ＩｙＪにおいて、５は表面の純メッキ層で
あり、その下には拡散層６が形成されている。更に下層
は地鉄７の炭素鋼となっており、従来の地鉄中残留オー
ステナイトの島が本発明の再焼もどじ工程によりマルテ
ンサイト化されて消失している。−ｆｆｌニマルテンサ
イトはセメンタイトがα−固固体体溶は込んではなはだ
かたい性質の結晶となっているものであるからである。
本発明の強化炭素鋼材の強度試験チーターを次表及び第
５図に表示する。
５図に表示する。
直径： ６．３ ｍｍ
このように浸炭層部分とメッキ層の拡散融合により組織
の変化、結晶格子の変化、化合物の変化、内部組織の靭
性化によりチェーン鋼材の大幅な強度の向上、伸びの向
上が得られる。
の変化、結晶格子の変化、化合物の変化、内部組織の靭
性化によりチェーン鋼材の大幅な強度の向上、伸びの向
上が得られる。
以上説明してきたようにこの発明によれば拡散熱処理の
後の通常焼もどしの後イニ、再度長時間の低温焼もどし
を行ったためチェーン鋼材の強度が向上しチェーンを取
付けた最終製品の軽量化、小型化が可能となり製品のコ
ストダウンが達成できるという効果が得られる。
後の通常焼もどしの後イニ、再度長時間の低温焼もどし
を行ったためチェーン鋼材の強度が向上しチェーンを取
付けた最終製品の軽量化、小型化が可能となり製品のコ
ストダウンが達成できるという効果が得られる。
以上強化炭素鋼材から作られるチェーンについて説明し
たが、この発明はチェーンの製造方法に限定されること
なく、強化炭素、綱材から作られる一般の加工品につい
ても同様に適用される。
たが、この発明はチェーンの製造方法に限定されること
なく、強化炭素、綱材から作られる一般の加工品につい
ても同様に適用される。
第１図は従来の強化炭素鋼材の製、遣方法を示す流れ図
であり、第２図は従来の製造方法により得られた鋼材の
顕微鏡組織の模式図である。 第３図はこの発明に係る強化炭素鋼材の製造方法を示す
流れ図であり、第４図はこの発明の製遣方法により得ら
れた強化炭素鋼材の顕微鏡組織の模式図であり第５図は
カタサの比較を示す図である。
であり、第２図は従来の製造方法により得られた鋼材の
顕微鏡組織の模式図である。 第３図はこの発明に係る強化炭素鋼材の製造方法を示す
流れ図であり、第４図はこの発明の製遣方法により得ら
れた強化炭素鋼材の顕微鏡組織の模式図であり第５図は
カタサの比較を示す図である。
Claims (1)
- 鋼材を浸炭調質した後にほぼ２００℃にて１時間はど焼
もどしを行い、冷却した該鋼材の表面を研摩し、研摩し
た鋼材にメッキを行い、拡散熱処理によりメッキ層と鋼
材との合金層を成長せしめて冷却した後に、はぼ２００
℃にて１時間はど焼もどしの行なわれた鋼材を１００℃
に冷却した後再度１８０℃〜２００℃の範囲で所定時間
再焼もどじを行うことを特徴とする強化炭素鋼材の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13046283A JPS6024366A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 強化炭素鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13046283A JPS6024366A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 強化炭素鋼材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024366A true JPS6024366A (ja) | 1985-02-07 |
Family
ID=15034815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13046283A Pending JPS6024366A (ja) | 1983-07-18 | 1983-07-18 | 強化炭素鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024366A (ja) |
-
1983
- 1983-07-18 JP JP13046283A patent/JPS6024366A/ja active Pending
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