JPS6223924A - 焼入加工方法 - Google Patents
焼入加工方法Info
- Publication number
- JPS6223924A JPS6223924A JP16172285A JP16172285A JPS6223924A JP S6223924 A JPS6223924 A JP S6223924A JP 16172285 A JP16172285 A JP 16172285A JP 16172285 A JP16172285 A JP 16172285A JP S6223924 A JPS6223924 A JP S6223924A
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- Japan
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- hardening
- steel
- heat source
- layer
- high energy
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- Pending
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は低合金鋼部品の焼入加工方法に関し、更に詳し
くは部品の鋼組織をｉｌｌ整した後高エネルギー熱源を
照射する焼入加工方法に関するものである。
くは部品の鋼組織をｉｌｌ整した後高エネルギー熱源を
照射する焼入加工方法に関するものである。
従来、疲れ強さや耐摩耗性を要求される機械部品は、浸
炭焼入れや高周波焼入れ等の表面硬化処理が施されて米
だ。これら表面硬化処理は、焼入れの不必要な部分も含
む部品表面の比較的広範囲な領域にわたって焼入れを施
すものであるため、高い残留ひずみを生じ部品が変形し
やすいという欠点があった。
炭焼入れや高周波焼入れ等の表面硬化処理が施されて米
だ。これら表面硬化処理は、焼入れの不必要な部分も含
む部品表面の比較的広範囲な領域にわたって焼入れを施
すものであるため、高い残留ひずみを生じ部品が変形し
やすいという欠点があった。
これに対し近年レーザ・プラズマなどの高エネルギー密
度の熱源を部品表面に照射して焼入れを行う方法が注目
されて米な。この高エネルギー密度の熱源を使用した表
面焼入れは、従来の焼入方法と比較して、必要な部分の
みを局所、選択的に処理でき、しかも薄い表面層のみの
加熱で施工できるため、熱ひずみによる変形が少ないと
いう特徴がある。
度の熱源を部品表面に照射して焼入れを行う方法が注目
されて米な。この高エネルギー密度の熱源を使用した表
面焼入れは、従来の焼入方法と比較して、必要な部分の
みを局所、選択的に処理でき、しかも薄い表面層のみの
加熱で施工できるため、熱ひずみによる変形が少ないと
いう特徴がある。
ところで、この高エネルギー密度の熱源を使用する焼入
方法では、非常に短い照射時間で、部品の表面温度を急
−Ｌ昇せしめ、表面の熱が内部へ熱伝導により放散され
、表面が急冷されて焼入れがおこなわれるものであるが
、硬化処理後の硬さ分布を所望の値に制御することが困
難であるという問題点がある。この理由は、表面硬化処
理を行う前の鋼組織が、通常の場合多量の初析７エライ
トｎ、ｌ：ヒ／Ｊｒ、：は粒状炭化物からなるため、極
めて短時間の加熱である高エネルギー密度熱源照射では
、均一なオーステナイト相が得られ難く、このため冷却
後の組織も均一なマルテンサイト相にならず、硬さがば
らつきやすいためである。
方法では、非常に短い照射時間で、部品の表面温度を急
−Ｌ昇せしめ、表面の熱が内部へ熱伝導により放散され
、表面が急冷されて焼入れがおこなわれるものであるが
、硬化処理後の硬さ分布を所望の値に制御することが困
難であるという問題点がある。この理由は、表面硬化処
理を行う前の鋼組織が、通常の場合多量の初析７エライ
トｎ、ｌ：ヒ／Ｊｒ、：は粒状炭化物からなるため、極
めて短時間の加熱である高エネルギー密度熱源照射では
、均一なオーステナイト相が得られ難く、このため冷却
後の組織も均一なマルテンサイト相にならず、硬さがば
らつきやすいためである。
本発明は、高エネルギー密度熱源照射による焼入れの前
記の始終問題点を解決すべくなされたものであって、硬
さ分布のばらつきの少い硬化層の得られる焼入加工方法
を提供することを［１的とする。
記の始終問題点を解決すべくなされたものであって、硬
さ分布のばらつきの少い硬化層の得られる焼入加工方法
を提供することを［１的とする。
上記問題点を解決するために、発明者等は、鋭意研究の
結果、表面のパーライト相の体積率が９０％以上になる
ように調整することにより前記問題点が解決されること
を新たに知見し本発明を完成するに至ったもので、本発
明の焼入加工方法は、低合金鋼からなる部品の表面を、
鋼組織に占めるパーライト相の体積率が９０％以−１−
になるように調整した後、焼入加工を必要とする部分に
、高エネルギー密度の熱源を照射することを要旨とする
。
結果、表面のパーライト相の体積率が９０％以上になる
ように調整することにより前記問題点が解決されること
を新たに知見し本発明を完成するに至ったもので、本発
明の焼入加工方法は、低合金鋼からなる部品の表面を、
鋼組織に占めるパーライト相の体積率が９０％以−１−
になるように調整した後、焼入加工を必要とする部分に
、高エネルギー密度の熱源を照射することを要旨とする
。
部品の表面の、鋼組織に占めるパーライト相の体積率を
９０％以−１−とじたのは体積率が９０％以下であると
表面硬化層の硬さのばらつきが大きく、充分な硬度の得
られない場合があるからであり、体積率が９０％を越え
るといずれも所期の硬度の表面硬化層が得られるからで
ある。
９０％以−１−とじたのは体積率が９０％以下であると
表面硬化層の硬さのばらつきが大きく、充分な硬度の得
られない場合があるからであり、体積率が９０％を越え
るといずれも所期の硬度の表面硬化層が得られるからで
ある。
部品表面の組織をパーライト９０％以」−とするための
手段としては、 （ａ） Ｃ：０，７−０．９％を含む炭素鋼を、熱開加
１゜まま、または焼ならしすること、 （ｂ） Ｃ：０，４−０．７％を含む鋼に、Ｍｎ、Ｃｒ
等共析炭素量を低減する効果を有する元素を添加した低
合金鋼を熱間加工まま、または焼ならしすること、 などがある。
手段としては、 （ａ） Ｃ：０，７−０．９％を含む炭素鋼を、熱開加
１゜まま、または焼ならしすること、 （ｂ） Ｃ：０，４−０．７％を含む鋼に、Ｍｎ、Ｃｒ
等共析炭素量を低減する効果を有する元素を添加した低
合金鋼を熱間加工まま、または焼ならしすること、 などがある。
したがって、本発明が適用される低合金鋼はＣ：０，４
−０．９％、Ｓ ｉ：０，１０−２．０％、Ｍ ｎ：０
．２０−２．０％、必要に応じてＣｒ２％以下Ｎｉ５％
以下、Ｍ。
−０．９％、Ｓ ｉ：０，１０−２．０％、Ｍ ｎ：０
．２０−２．０％、必要に応じてＣｒ２％以下Ｎｉ５％
以下、Ｍ。
０．５％以下から選ばれる１種又は２種量子、含有する
鋼である。
鋼である。
３一
部品表面のパーライト相の体積率を９０％とする前処理
をした後に、焼入加工を必要とする部分に高エネルギー
密度の熱源を照射すると、パーライトは瞬時に均一なオ
ーステナイト相に変態し、熱源の照射が終ると表面の熱
が処理部の内部へ熱伝導によって放散され、表面が急冷
されて焼入れされるので、品質のすぐれた硬い硬化層が
得られる。
をした後に、焼入加工を必要とする部分に高エネルギー
密度の熱源を照射すると、パーライトは瞬時に均一なオ
ーステナイト相に変態し、熱源の照射が終ると表面の熱
が処理部の内部へ熱伝導によって放散され、表面が急冷
されて焼入れされるので、品質のすぐれた硬い硬化層が
得られる。
本発明の実施例について説明し本発明の効果を明らかに
する。第１表に試験に供した鋼材の化学成分（重量％）
を示す。
する。第１表に試験に供した鋼材の化学成分（重量％）
を示す。
第１表において試料Ａは本発明の対象外の組成を有する
比較例であるが、Ｂ、Ｃ，Ｄはいずれも本発明の対象と
なる低合金鋼である。第１表の成分となるように各元素
を配合し、電気炉で溶製してインゴットに鋳造し、次い
で分塊圧延をした後、小型圧延で３０ｍｍφの丸棒とし
た。
比較例であるが、Ｂ、Ｃ，Ｄはいずれも本発明の対象と
なる低合金鋼である。第１表の成分となるように各元素
を配合し、電気炉で溶製してインゴットに鋳造し、次い
で分塊圧延をした後、小型圧延で３０ｍｍφの丸棒とし
た。
得られた試験片に次の如き前処理を施した。
（１） 圧延まま。
ＤＩ） 焼ならしく８５０℃加熱後空冷）。
（ＩＩＩ） 焼入焼もどしく８５０℃加熱後油冷、
６００℃加熱後空冷）。
６００℃加熱後空冷）。
前処理後の試料の表面のパーライト体積率（％）を第２
表に示す。
表に示す。
前処理後の試験片に表面加工を施した後試験片表面にプ
ラズマアークを照射した。プラズマアーク照射は第１図
に示すように試験片１０の表面にプラズマトーチ１２を
近づけ、アーク１４を照射して、試験片１０を回転しな
がら行った。プラズマアーク照射条件はプラズマガスに
Ａｒを使用し電流９０Ａ走査速度２００ｍ［６／ｍｉｎ
であった。
ラズマアークを照射した。プラズマアーク照射は第１図
に示すように試験片１０の表面にプラズマトーチ１２を
近づけ、アーク１４を照射して、試験片１０を回転しな
がら行った。プラズマアーク照射条件はプラズマガスに
Ａｒを使用し電流９０Ａ走査速度２００ｍ［６／ｍｉｎ
であった。
硬化処理後の試片の表面硬さくＨＲ，Ｃ）を第２表に示
す。表面硬さは５箇の試片の１ユ限値と下限値が示され
ている。
す。表面硬さは５箇の試片の１ユ限値と下限値が示され
ている。
第２表においで、表面のパーライト体積率が９０％未満
であるＮ００１〜Ｎ０９３では表面硬さの上限値と下限
値の差が大きく下限値が着しく低いことが明らかになっ
た。また表面のパーライト体積率がＯであるＮ００６も
同様に上限値と下限値の開きが大きい。これに対し、本
発明例であるＮ００４〜５、Ｎｏ、７〜８は表面のパー
ライト体積率が９０％以上であり、表面硬さのばらつき
が極めて少く所期の硬化層が得られることが確認された
。
であるＮ００１〜Ｎ０９３では表面硬さの上限値と下限
値の差が大きく下限値が着しく低いことが明らかになっ
た。また表面のパーライト体積率がＯであるＮ００６も
同様に上限値と下限値の開きが大きい。これに対し、本
発明例であるＮ００４〜５、Ｎｏ、７〜８は表面のパー
ライト体積率が９０％以上であり、表面硬さのばらつき
が極めて少く所期の硬化層が得られることが確認された
。
本発明は以上説明したように、低合金鋼からなる部品の
表面を、鋼組織に占めるパーライト相の体積率が９０％
以上になるように調整した後、焼入加工を必要とする部
分に高エネルギー密度の熱源を照射する焼入加工方法で
あるので、表面層の瞬時の急熱によっても充分に均一な
オーステナイト相が得られ、その後の熱源の除去による
急冷によって得られる表面硬化層は硬さのばらつきが極
めて小さく、品質のすぐれた硬い硬化層が得られるとい
う効果がある。
表面を、鋼組織に占めるパーライト相の体積率が９０％
以上になるように調整した後、焼入加工を必要とする部
分に高エネルギー密度の熱源を照射する焼入加工方法で
あるので、表面層の瞬時の急熱によっても充分に均一な
オーステナイト相が得られ、その後の熱源の除去による
急冷によって得られる表面硬化層は硬さのばらつきが極
めて小さく、品質のすぐれた硬い硬化層が得られるとい
う効果がある。
なお、本実施例ではプラズマアーク照射による焼入処理
を示したが、レーザ光を照射するレーザ焼入れもレーザ
光の短時間の照射により材料表面近傍のみを急速加熱し
、自己焼入れして硬化する点において、プラズマアーク
を使用する焼入れと本質的に異なるものではなく、レー
ザ焼入れによっても同様の効果が得られるものである。
を示したが、レーザ光を照射するレーザ焼入れもレーザ
光の短時間の照射により材料表面近傍のみを急速加熱し
、自己焼入れして硬化する点において、プラズマアーク
を使用する焼入れと本質的に異なるものではなく、レー
ザ焼入れによっても同様の効果が得られるものである。
第１図は焼入方法の説明図である。
１０・・・試片 １２・・・プラズマトーチ１４・
・・アーク
・・アーク
Claims (1)
- （１）低合金鋼からなる部品の表面を、鋼組織に占める
パーライト相の体積率が９０％以上になるように調整し
た後、焼入加工を必要とする部分に、高エネルギー密度
の熱源を照射することを特徴とする焼入加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16172285A JPS6223924A (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 焼入加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16172285A JPS6223924A (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 焼入加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6223924A true JPS6223924A (ja) | 1987-01-31 |
Family
ID=15740636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16172285A Pending JPS6223924A (ja) | 1985-07-22 | 1985-07-22 | 焼入加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6223924A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5529646A (en) * | 1992-08-28 | 1996-06-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process of Producing high-formability steel plate with a great potential for strength enhancement by high-density energy |
-
1985
- 1985-07-22 JP JP16172285A patent/JPS6223924A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5529646A (en) * | 1992-08-28 | 1996-06-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process of Producing high-formability steel plate with a great potential for strength enhancement by high-density energy |
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