JPWO2009016764A1 - 鉄鋼部材の接合方法、鉄鋼部材からなる接合体における接合力強化方法、鉄鋼製品の製造方法及び樹脂製品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
その結果、従来の鉄鋼部材の接合方法によれば、プラスチックギアなどの樹脂成形用金型に適した接合体(鉄鋼製品)を製造することが可能となる。
これに対し、本発明の鉄鋼製品(樹脂成形用金型)によれば、本発明の鉄鋼部材の接合方法により接合された接合体又は本発明の鉄鋼部材からなる接合体における接合力強化方法により接合力が強化された接合体を用いて製造された鉄鋼製品(樹脂成形用金型)であるため、熱交換用媒体流路を内部に含む構造からなる樹脂成形用金型を比較的容易に実現することが可能となる。
また、本発明の鉄鋼製品(樹脂成形用金型)は、十分に高い接合力で接合されていることから、高信頼性かつ長寿命な樹脂成形用金型となる。
実施形態1は、本発明の鉄鋼部材の接合方法を説明するための実施形態である。
鉄鋼部材準備工程S110は、Crを含有する2つの鉄鋼部材110,120を準備する工程である(図3(a)参照。)。
接合体形成工程S120は、2つの鉄鋼部材110,120における接合予定面112,122を突き合わせた状態で、2つの鉄鋼部材110,120を所定の圧力条件で押圧しながら、2つの鉄鋼部材110,120を接合可能な第1温度T1(例えば、850℃〜1150℃(図2においては1070℃))に加熱することにより、2つの鉄鋼部材110,120を互いに接合して接合体100を形成する工程である(図3(b1)参照。)。
金属組織均一化工程S130は、接合体100を、接合体100の組織をより均一にすることが可能な第2温度T2(例えば、850℃〜1150℃(図2においては1040℃))に加熱する工程である(図3(c1)参照。)。
接合体静置工程S140は、520℃以上かつ鉄鋼部材110,120におけるA1変態点(約820℃)未満の温度範囲で、接合体100を30分以上静置する工程である。
実施形態1に係る鉄鋼部材の接合方法の効果を確認するために試験を行った。試験は、実施形態1に係る鉄鋼部材の接合方法によって得られる接合体A1〜A5と、実施形態1の比較例に係る鉄鋼部材の接合方法によって得られる接合体B1〜B5について、各接合体の接合状態の評価を行うとともに、各接合体について破断試験による評価を行った。
HPM38、S−STAR及びSTAVAXは、SUS420J2系のステンレス鋼である。ELMAXは、SUS440C系のステンレス鋼である。SKD61は、熱間金型用鋼である。
なお、表1中の接合状態の評価の欄において、「◎」は接合面が全く確認できない場合を表し、「○」は接合面がほとんど確認できない場合を表し、「△」は接合面が視認可能である場合を表し、「×」は接合面がはっきりと視認可能である場合を表している。また、表1中の破断試験による評価の欄において、「○」は母材破断を起こした場合を表し、「△」は接合面で破断したが破断するには比較的強い力が必要であった場合を表し、「×」は比較的弱い力でも接合面で破断した場合を表している。また、表1中の総合評価の欄は、接合状態の評価及び破断試験による評価に基づいた総合的な評価であって、「◎」はかなり優れた接合体であることを表し、「○」は優れた接合体であることを表し、「×」は悪い接合体であることを表している。
実施形態2は、本発明の鉄鋼部材の接合方法を説明するための実施形態である。
実施形態3は、本発明の鉄鋼部材の接合方法及び当該方法によって製造される鉄鋼製品を説明するために示す実施形態である。実施形態3においては、鉄鋼製品として、樹脂成形用金型(実施形態3に係る樹脂成形用金型)を例にとって説明する。
なお、接合体形成工程を磁気加熱により行う方法は、Crを含有しない鉄鋼材料からなる複数の鉄鋼部材を互いに接合する鉄鋼部材の接合方法にも適用可能なものである。
なお、接合体形成工程をサーボモータを用いて鉄鋼部材を押圧する方法は、Crを含有しない鉄鋼材料からなる複数の鉄鋼部材を互いに接合する鉄鋼部材の接合方法にも適用可能なものである。
Claims (21)
- Crを含有する2つの鉄鋼部材を準備する鉄鋼部材準備工程と、
前記2つの鉄鋼部材における接合予定面を突き合わせた状態で、前記2つの鉄鋼部材を所定の圧力条件で押圧しながら前記2つの鉄鋼部材を接合可能な第1温度に加熱することにより、前記2つの鉄鋼部材を互いに接合して接合体を形成する接合体形成工程と、
520℃以上かつ前記鉄鋼部材におけるA1変態点未満の温度範囲で、前記接合体を30分以上静置する接合体静置工程とをこの順序で含むことを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - Crを含有する2つの鉄鋼部材を互いに接合する鉄鋼部材を準備する鉄鋼部材準備工程と、
前記2つの鉄鋼部材における接合予定面を突き合わせた状態で、前記2つの鉄鋼部材を所定の圧力条件で押圧しながら前記2つの鉄鋼部材を接合可能な第1温度に加熱することにより、前記2つの鉄鋼部材を互いに接合して接合体を形成する接合体形成工程と、
520℃以上かつ820℃未満の温度範囲で、前記接合体を30分以上静置する接合体静置工程とをこの順序で含むことを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項1又は2に記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記接合体形成工程を行った後、前記接合体静置工程を複数回行うことを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記接合体静置工程を行った後、不活性ガス雰囲気下で前記接合体を冷却することを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記第1温度は、850℃〜1150℃の範囲内にあることを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項1〜5のいずれかに記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記接合体形成工程と前記接合体静置工程との間に、前記接合体を、前記接合体の組織をより均一にすることが可能な第2温度に加熱する金属組織均一化工程をさらに含むことを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項6に記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記第2温度は、850℃〜1150℃の範囲内にあることを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項6又は7に記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記金属組織均一化工程を行った後、前記接合体をMs点まで急冷し、その後前記接合体を徐冷することを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項1〜8のいずれかに記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記2つの鉄鋼部材における前記接合予定面は、平面であることを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項9に記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記接合予定面における算術平均粗さRaは、0.2μm以下であることを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項1〜10のいずれかに記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記接合体形成工程及び前記接合体静置工程を、真空中又は不活性ガス雰囲気中において行うことを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項1〜11のいずれかに記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記鉄鋼部材は、ステンレス鋼からなる鉄鋼部材であることを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - 請求項1〜11のいずれかに記載の鉄鋼部材の接合方法において、
前記鉄鋼部材は、熱間金型用鋼、冷間金型用鋼、機械構造用鋼又は高速度工具鋼からなる鉄鋼部材であることを特徴とする鉄鋼部材の接合方法。 - Crを含有する2つの鉄鋼部材が互いに接合された接合体の接合力を強化する、鉄鋼部材からなる接合体における接合力強化方法であって、
前記接合体として、Crを含有する2つの鉄鋼部材が互いに接合された接合体を準備する接合体準備工程と、
520℃以上かつ前記鉄鋼部材におけるA1変態点未満の温度範囲で、前記接合体を30分以上静置する接合体静置工程とをこの順序で含むことを特徴とする、鉄鋼部材からなる接合体における接合力強化方法。 - Crを含有する2つの鉄鋼部材が互いに接合された接合体の接合力を強化する、鉄鋼部材からなる接合体における接合力強化方法であって、
前記接合体として、Crを含有する2つの鉄鋼部材が互いに接合された接合体を準備する接合体準備工程と、
520℃以上かつ820℃未満の温度範囲で、前記接合体を30分以上静置する接合体静置工程とをこの順序で含むことを特徴とする、鉄鋼部材からなる接合体における接合力強化方法。 - 請求項14又は15に記載の鉄鋼部材からなる接合体における接合力強化方法において、
前記接合体準備工程を行った後、前記接合体静置工程を複数回行うことを特徴とする鉄鋼部材からなる接合体における接合力強化方法。 - 請求項1〜13のいずれかに記載の鉄鋼部材の接合方法により接合された接合体又は請求項14〜16のいずれかに記載の鉄鋼部材からなる接合体における接合力強化方法により接合力が強化された接合体を用いて製造された鉄鋼製品。
- 請求項17に記載の鉄鋼製品において、
前記接合体における接合面のうち外方に露出する部分は、除去されていることを特徴とする鉄鋼製品。 - 請求項17又は18に記載の鉄鋼製品において、
前記鉄鋼製品には表面硬度を高くする表面処理が施されていることを特徴とする鉄鋼製品。 - 請求項17〜19のいずれかに記載の鉄鋼製品において、
前記鉄鋼製品は、樹脂成形用金型であることを特徴とする鉄鋼製品。 - 請求項20に記載の樹脂成形用金型を用いて製造された樹脂製品。
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