JPS637351A

JPS637351A - メタルバンドソ−の胴材

Info

Publication number: JPS637351A
Application number: JP14959586A
Authority: JP
Inventors: Toshimitsu Fujii; 利光藤井
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1988-01-13

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は高速度鋼の刃先材が電子ビーム溶接法等で溶接
されるメタルバンドソーの胴材に関するものである。

（従来の技術）従来、メタルバンドソーは一般に低度な胴材に刃先材と
して高価な高速度鋼を電子ビーム溶接等で溶接して用い
られている。このメタルバンドソーは胴材に刃先材を溶
接した後、焼入れ、焼戻しを行い刃先の必要な硬度を得
ている６３Ａ入れは高速度鋼の焼入温度に相当する１２
００°Ｃ＠後の高温で行われるので、胴材としては１２
００℃前後に加熱しても胴材の結晶粒が粗大化しないこ
と、且つ、高速度鋼の焼戻し処理温度に相当する５５０
〜６００　’ｃに加熱しても十分な硬度が得られること
が要請される。

又、メタルバンドソーはフラッシュバット溶接等により
その両端が溶接されてエンドレスバンドに成形され、２
個のホイールに架渡して使用され、る、このとき、胴材
はホイールにより曲げられ、この曲げによる引張応力を
繰り返し受けるので胴材部の破断を防止するには胴材に
十分な疲労強度が要請される。

これらの要請から従来疲労強度等の改良を行ったメタル
バンドソーの胴材が、例えば、特公昭５４−５３６６　
、特開昭５４−７６４１４等により知られている。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、近年メタルバンドソーは小型化、且つ、
高速化し、従来知られている胴材では疲労強度が不足し
、より疲労強度の高いメタルバンドソーの胴材が要請さ
れていた。

本発明は斯かる要請に鑑みてなされたもので、従来のも
のより疲労強度が高く、且つ、安価な材料を使用したメ
タルバンドソーの胴材を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段）本発明者らが疲労破壊した胴材の破断面を詳細に観察し
たところ、胴材の破壊は旧オーステナイト粒界に沿った
粒界破壊を呈することが判明した。

そこで、粒界の強化、即ち、疲労強度の向上の見地から
種々の研究を行いＰ　＋　Ｓ　ｌ　＋　Ｍ　ｎ　＋及び
Ｓの低減が有効であることを見出した。本発明は斯かる
知見に基づくもので、本発明のメタルバンドソーの胴材
は、重量％でＣ：０．２５〜０．５０％、Ｓｉ　：　０
．３０％以下、Ｍｎ：０．５０％以下、Ｐ　：ｏ、ｏ１
ｓ％以下、Ｓ　：０．００５％以下、Ｎ　ｔ　：１．５
％以下、Ｃｒ：２．００〜６．００％、Ｖ二０．２０〜
１．００％、Ｈｏ：０．２０〜１．００％とＷ　：　１
．５０％以下とから選んだ元素の一種又は二種を含みＭ
ｏ及びＷの総和が（％Ｍｏ）　＋　’Ａ　（χＷ）とし
て０．２０〜１．００％、及びＮｂ：０．０２〜０．２
０％とＴ　ｉ　：０．０２〜０．２０％とから選んだ元
素の一種又は二種を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純物
からなることを特徴とする。

又、必要に応じ上記合金組成の０を０．００１５％以下
に規制するものである。

（成分限定理由）以下本発明の成分限定理由を説明する。

ＣはＣｒ、Ｖ等と炭化物を形成し、マトリックスに固溶
し基地を強化する。　０．２５Ｘ以下では胴材として十
分な硬さが得られず、０．５０χを超えると靭性が劣化
するので、０．２５〜０．５０χとする。

Ｐはオーステナイト化時に粒界に偏析し、粒界を脆化す
るので少ない方が好ましい、そこで上限値を設定し、０
．０１５％以下とする。

Ｓｉ及びＭｎはいずれもＰの粒界への偏析を助長するの
で、上限値を設定して夫々０．３０％以下、０．５０％
以下とする。これらの含有量が減少する程Ｐの偏析度が
減少して好ましい。

ＳはＭ　ｎ　Ｓを形成し、疲労強度及び曲げ強度を夫々
劣化させる。そこで上限値を設定して０．００５％以下
とする。

Ｃｒは炭化物を形成し、又その一部はマトリックスに固
溶して焼入性を向上すると共に比較的低温における焼戻
軟化抵抗を増す、従って、Ｃｒを２．００％以上を含有
させるのが好ましいが含有量が多すぎるとかえって２次
硬化をこえた領域での軟化抵抗を劣化させるので上限値
を６．００％とする。

Ｍｏは、二次硬化による焼戻し硬さを増大させるので０
．２０〜１．００χの範囲で添加する。

ＷはＭｏと同様の効果を呈するので、Ｍｏの一部または
全てをＷに置き換えることが可能である。ＷでＭｏと同
様の効果を得るためには重量％で２倍の含有量が必要で
あるので、（％Ｍｏ）＋＋Ａ（％Ｗ）を０．２０〜１．
００％の範囲で添加する。しかし、Ｗは高価な材料であ
るので経済的理由からこれを１．５０％以下に限定する
。

■は炭化物を形成し、結晶粒粗大化を抑制すると共に焼
戻し二次硬化に寄与するが、多量に含有すると熱間加工
性、研暦性がいずれも劣化するので０．２０〜１．００
χとする。

Ｎｂ及びＴｉは、これらの炭化物ＮｂＣ，ＴｉＣが１０
００℃以下の温度範囲では容易に分解せず、結晶粒の粗
大化防止に有効であるが、高価な材料であり、過剰に含
有させても効果が少ないのでいずれか一方を含有させる
だけでもよく、またそれらの含有量も０．０２〜０．２
０％とする。

Ｎｉは熱処理後の靭性及び疲れ強さを向上させるが、こ
れを過剰に含有すると溶接後の焼なまし特性が劣化する
ので上限を１．５％とする。

０は種々の元素と酸化物をつくり２ｗ４の疲れ強さを阻
害するので、上限値を設定して、０．００１５％以下と
する。

（実施例）以下本発明の実施例について説明する。

第１表は本発明材の実施化学成分例及び比較材の化学成
分を示す。　。

第２表は各種試験結果を示し、第１表の各供試材をメタ
ルバンドソーの刃先材の高速度鋼と同様の熱処理条件、
即ち、１２００℃のソルトバスに２分間浸漬加熱後油焼
入し、５５０℃、５７５℃及び６００℃の各焼戻温度の
ものについてソルトバス１時間浸漬後空冷の焼戻処理を
３回繰り返し、各焼戻温度のものについて硬さ試験を実
施し焼戻し軟化抵抗性を比較した。５７５℃焼戻温度の
ものについてはＪＩＳ規定のオーステナイト結晶粒度試
験方法により結晶粒度を測定した。

第２表ａ式罵金糸吉果又、第１表の各供試材からＪ［５２２０２に規定の３号
試験片を切り出し、１２００℃のソルトバスに２分間浸
漬加熱後油焼入し、５７５℃のソルトバスに１時間漫清
後空冷の焼戻処理を３回繰り返し、これをシャルピー衝
撃試験に供した。

更に、第１表の各供試材から実体のメタルバンドソーの
胴材と同形状のものを切り出し、これらに高速度鋼の刃
先材を電子ビーム溶接法で溶接してバンドソーに成形・
加工した後、焼入・焼戻しを実施し、実際の鋸盤にかけ
てバンドソーの使用開始から破断に至るまでの時間を計
測、疲労寿命を比較した。

表中Ｎｏ、　１乃至Ｎｏ、１４の供試体（以下これらを
単にｒＮｏ、ＩＪ等と称す）は比較材であり、Ｎｏ、１
及びＮＯ，２は炭素含有量が本発明の規定範囲から外れ
るものであって、Ｎｏ、ｌは炭素含有量が低い側に外れ
るもの、ＮＯ１２は高い側に外れるものである。

Ｎ０９３はＣｒ量が本発明の規定範囲の上限より高いも
の、Ｎｏ、　４はＭｏ量が本発明の規定範囲の下限より
低いもの、Ｎｏ、５及び６はいずれもＭｏ及びＷの総和
が本発明の規定範囲を低い側に外れるものである。

Ｎｏ、７はＶ量が本発明の規定範囲の下限より低いもの
であり、Ｎｏ、８はＮｂ及びＴｉをいずれも実質的に含
有しないものである。

Ｎｏ、１、及びＮｏ、４〜Ｎｏ、６は焼戻し硬さが著し
く低く、十分な疲労強度が得られない、　Ｎｏ、２は焼
戻し硬さが適正でないため、シャルビ衝撃値が著しく小
さい。Ｎｏ、３は焼戻し温度の上昇とともに硬さが低下
し、必要な疲労強度が得られない、　Ｎｏ、７及びＮｏ
、８は結晶粒の粗大化が見られる。

Ｎｏ、９は５ｉｉｌが、Ｎｏ、　１０はＭｎ量が、Ｎｏ
、１１及びＮｏ、　１２はＰ量が、Ｎｏ、１３はＳ量が
夫々本発明の規定範囲の上限より高いものを、Ｎｏ、　
１３はＳｊ＋Ｍｎ＋Ｐ＋Ｓのすべての成分において各含
有量が本発明の規定範囲の各上限よりいずれも高いもの
である。

Ｎｏ、９及びＮｏ、１０はＳｉ、Ｍｎが夫々Ｐの粒界へ
の偏析を助長し、Ｎｏ、１１及びＮｏ、　１２はＰが粒
界に偏析し、Ｎｏ、１３はＭｎＳが形成され、Ｎｏ、１
４はＰが粒界に偏析すると共ににＭｎＳが形成され、Ｎ
ｏ、９乃至Ｎｏ、１４のいずれの比較材も十分な疲労寿
命が得られない。

一方、Ｎｏ、１５乃至Ｎｏ、２８は本発明材を示し、Ｎ
ｏ、１５乃至Ｎｏ、２２のＣ量、Ｃｒ量、（Ｍｏ＋Ｗ）
量、■量、及びＮｂ（Ｔｉ）！はいずれも本発明の規定
範囲内にあるが、Ｎｏ、　１５乃至Ｎｏ、　１８のこれ
らの各値はいずれも夫々の下限近傍値であり、Ｎｏ、１
９〜Ｎｏ、２２はいずれも夫々の上限近傍値であって、
Ｎｏ、１９〜Ｎ９．２２の本発明材の各疲労寿命の方が
Ｎｏ、１５乃至Ｎｏ、１８の本発明材のいずれの疲労寿
命より大きく優れているが、Ｎｏ、１５乃至Ｎｏ、１８
の各本発明材も十分な疲労寿命を存し、Ｎ０１１乃至Ｎ
ｏ、１４のいずれの比較材の疲労強度よりも大きい。特
に、Ｎｏ、９乃至Ｎｏ、１４の比較材と比較すると、こ
れらの比較材はｃ３２）、ＣｒｆＪ等をＮｏ、　１５乃
至Ｎｏ、１８の本発明材より多く含有するものの”’Ｌ
　Ｍｎ量、Ｐ量、Ｓ量が規定範囲を外れるために、Ｎｏ
、　１５乃至Ｎｏ、１８の疲労寿命はＮＯ１９乃至Ｎｏ
、　１４の比較材の疲労寿命よりも優れている。そして
、Ｎｏ、１５〜Ｎｏ、　１８の本発明材ではＳｉｌ、Ｍ
ｎｌ、Ｐｉ、Ｓｌが本発明の規定範囲内で変化しても疲
労寿命への影響は太きくないが、Ｎｏ、　１９乃至Ｎｏ
、２２の本発明材においては、Ｓｉ量、Ｍｎ量、Ｐ量、
Ｓ量の各量が少ない方が疲労寿命において優れている（
　Ｎｏ、　１９とＮｏ、　２０、及びＮｏ、　２１とＮ
ｏ、　２２参照）。

Ｎｏ、２３乃至Ｎｏ、２８の本発明材は、Ｃ量、Ｃｒ量
、（門０十−）量、■量、及びＮｂ（Ｔｉ）量がいずれ
も規定範囲の略中央値であって、且つ、５ｉｌｌ、Ｍｎ
１ｌ、Ｐ量、ｓｌの各個も略−定である。そして、Ｎｉ
１ｌをＮｏ、　２３、Ｎｏ、　２５及びＮｏ、　２８の
順に増量するように３段階に変化させると、含有量の増
加に伴って靭性が向上すると共に疲労強度が向上してい
る。

更に、Ｎｏ、２４及びＮｏ、２６は夫々対応するＮｏ、
２３及びＮｏ、　２５の各成分量と路間−であるが、０
量が夫々Ｎｏ、２３及びＮｏ、２５のものより規制値（
０，００１５％）以下に減量されている。但し、Ｎｏ、
２６はＮｂにかえてＴｉを含有している。○の含有量に
上限値を設けてこれを規制したＮｏ、２４及びＮｏ、２
６は夫々Ｎｏ、２３及びＮｏ、２５に比較してより一層
疲労寿命が向上している。

Ｎｏ、２７の本発明材はＮｏ、２６の本発明材に対し、
０．７０χの一層を１．３７χのＷに置換し、０．０９
χのＴｉを０．０５χのＴｉと０．０５χのＮｂに置換
したもので、Ｎｏ、２７の本発明材はＮｏ、２６の本発
明材より靭性及び疲労強度がともに向上している。

本発明材のＮｏ、１５乃至Ｎｏ、２８はＳｉ、Ｍｎ、Ｐ
、Ｓの低減により、粒界が強化され、靭性が向上すると
共にＮｏ、　１乃至Ｎｏ、　１４のいずれの比較材と比
較しても疲労寿命が向上している。

（発明の効果）以上詳述したように本発明のメタルバンドソーの胴材に
依れば、Ｃ１及びＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ等の
各合金元素量を規定範囲で適宜に調整し、Ｓｉ、Ｍｎ、
Ｐ。

及びＳの各合金元素量を夫々所定値以下に規制するよう
にしたので、比較的安価な素材で粒界を強化し、靭性及
び疲労強度の向上が図れる。又、上述の合金元素で○元
素の含有量の上限値を所定値以下に規制すると鋼中の酸
化物を減少させてより一層疲労強度の向上が図れるとい
う効果を奏する。

Claims

【特許請求の範囲】１）重量％でＣ：０．２５〜０．５０％、Ｓｉ：０．３
０％以下、Ｍｎ：０．５０％以下、Ｐ：０．０１５％以
下、Ｓ：０．００５％以下、Ｎｉ：１．５％以下、Ｃｒ
：２．００〜６．００％、Ｖ：０．２０〜１．００％、
Ｈｏ：０．２０〜１．００％とＷ：１．５０％以下とか
ら選んだ元素の一種又は二種を含みＭｏ及びＷの総和が
（％Ｍｏ）＋１／２（％Ｗ）として０．２０〜１．００
％、及びＮｂ：０．０２〜０．２０％とＴｉ：０．０２
〜０．２０％とから選んだ元素の一種又は二種を含み、
残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなることを特徴とする
メタルバンドソーの胴材。（２）重量％でＣ：０．２５〜０．５０％、Ｓｉ：０．
３０％以下、Ｍｎ：０．５０％以下、Ｐ：０．０１５％
以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｎｉ：１．５％以下、Ｃ
ｒ：２．００〜６．００％、Ｖ：０．２０〜１．００％
、Ｍｏ：０．２０〜１．００％とＷ：１．５０％以下と
から選んだ元素の一種又は二種を含みＭｏ及びＷの総和
が（％Ｍｏ）＋１／２（％Ｗ）として０．２０〜１．０
０％、Ｏ：０．００１５％以下、及びＮｂ：０．０２〜
０．２０％とＴｉ：０．０２〜０．２０％とから選んだ
元素の一種又は二種を含み、残部Ｆｅ及び不可避的不純
物からなることを特徴とするメタルバンドソーの胴材。