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JP4563524B2 - 焼入れ鋼部品の製造方法 - Google Patents

焼入れ鋼部品の製造方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は焼入れ鋼部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
転がり軸受、歯車装置などにおける転がり疲労を受け大きく負荷される耐摩耗性部品は焼入れしなければならない。通常これらの部品に対して約１質量％炭素を含む鋼、いわゆる転がり軸受鋼（例えば１００Ｃｒ６）が利用され、これは１１００°Ｃを超える温度に加熱され、管あるいは棒の形に成形され、冷却され、そして焼なましされ、軟質加工され、焼入れされ、そして研磨仕上げされる。
【０００３】
即ち、転がり軸受鋼（例えば１００Ｃｒ６）から成る部品を製造する際、単純な機械加工および焼入れ性を保証するために、成形加工と再処理過程との間に経費のかかる焼なまし過程を入れねばならない。
【０００４】
転がり軸受鋼から成るリングに熱機械的処理（成形加工と熱処理が互いに的確に組み合わされている過程）を施すことも知られている。この過程は例えば成形熱で焼入れを行うことを可能にしているので、特殊な材料特性の向上および又は熱処理の代用が行える。特にそうでない場合の通常の焼なましが省かれ、即ちエネルギが節約される（例えばドイツの技術雑誌「シュタール ウント アイゼン（鋼と鉄）」１０８（１９８８年）第１２号、第５９５〜６０３頁参照）。
【０００５】
この公知の方法の場合、凹面ローラで圧延加工後にＡ１変態点より上で成形熱で焼入れが行われ、続いて焼もどしおよび硬質加工が行われる。しかし、たいていは成形加工後に高いプロセス確実性および均一性を得るために補償炉を利用しなければならない。その焼入れは一般に塩浴あるいは油浴で行われる。その際生ずるゆがみはどんな場合でも経費のかかる硬質加工を必要とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、僅かなエネルギしか必要とされず、したがって費用の面で有利であるだけでなく、追加加工が全くあるいはほんの僅かしか必要とされないような高い精度の部品が得られるような焼入れ鋼部品の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によればこの課題は、０．５〜０．９質量％炭素（Ｃ）、０〜１．０質量％マンガン（Ｍｎ）、０〜２．０質量％珪素（Ｓｉ）、０〜２．０質量％ニッケル（Ｎｉ）、０〜０．７質量％モリブデン（Ｍｏ）、０〜２．０質量％クロム（Ｃｒ）、０〜０．３質量％バナジウム（Ｖ）、残りが鉄と不可避の不純物である組成を有し且つ自硬性を有する自硬鋼を１１００°Ｃを超える温度まで加熱し、この自硬鋼の温度がＡ１変態温度まで降下する前に該自硬鋼を熱間加工し、２８０°Ｃまで空冷し同時に熱機械的処理を行い、常温まで空冷し、１５０〜２５０°Ｃで応力除去処理することによって解決される。
【０００９】
好適には、０．７質量％炭素（Ｃ）、０．３質量％マンガン（Ｍｎ）、１．５質量％珪素（Ｓｉ）、１．０質量％ニッケル（Ｎｉ）、０．１７質量％モリブデン（Ｍｏ）、１．４質量％クロム（Ｃｒ）、残りが鉄と不可避の不純物である組成の鋼を利用する。
【００１０】
本発明に基づく方法の特別な利点は、熱機械的処理によって、部品の硬質加工が全くあるいは僅かしか必要とされないほどに狭い寸法公差が得られることである。同時に焼なましおよび軟化処理が省かれるので、エネルギ費用だけでなく加工段階も減少される。熱間成形後における冷却は空気流で行えるので、塩浴あるいは油浴も省かれる。これは本発明の他の実施形態に基づいて、成形に対して十分な時間が用立てられるので、マルテンサイト温度（２８０°Ｃ）の直ぐ上の温度で熱機械的処理を行うことを可能にする。
【００１１】
熱機械的処理は鍛造最終温度とマルテンサイト温度との間の任意の温度で行われるので、部品は仕上げ寸法あるいはほぼ仕上げ寸法になる。続く一層の空冷は再び所望のマルテンサイト組織を発生するので、ただ２００°Ｃにおける応力除去処理しか必要とされない。
【００１２】
応力除去処理として本件出願人出願のドイツ特許第４００７４８７号明細書に記載されている瞬間焼もどしが利用される。
【００１３】
硬質加工が必要とされるとき、これは研磨加工あるいは硬質旋盤加工で行われ、その場合、熱機械的処理の僅かな公差のためにワークにおける許容誤差は通常の仕上げの場合よりも小さくなる。
【００１４】
そのように作られる部品は転がり軸受部品特に軌道輪、歯車装置部品（歯車）あるいは別の鍛造部品である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に基づく方法の一例が図に示されている。
【００１６】
０．７質量％Ｃ、０．３質量％Ｍｎ、１．５質量％Ｓｉ、１．０質量％Ｎｉ、０．１７質量％Ｍｏ、１．４質量％Ｃｒ、残りが鉄と不可避の不純物である組成の鋼が約１１２０°Ｃに誘導加熱され、一時的にこの温度に保たれる。そして鍛造処理が行われる。続いて１２分より短い時間内で空気中で２５０〜３００°Ｃの温度に冷却される。次の工程で約２８０°Ｃにおいて半製品の熱機械的処理が行われ、続いて室温まで冷却される。続いて瞬間焼もどし処理が行われ、この部品は＞６０ＨＲＣの硬度となる。部品の必要な精度に応じて更に硬質加工が行われる。
【００１７】
この本発明に基づく方法の場合、論理的な利点および短い進行時間を全く度外視しても、そのために必要な固有の設備内における焼なまし、軟質処理および焼入れが要らなくなる。高合金鋼が高い値段をしているかもしれないけれども、非常に僅かなエネルギ需要および加工過程の省略により一層のコトスダウンが図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいて自硬鋼から転がり軸受部品を製造する過程における熱処理を経過を示した線図である。

Claims (3)

  1. ０．５〜０．９質量％炭素（Ｃ）、０〜１．０質量％マンガン（Ｍｎ）、０〜２．０質量％珪素（Ｓｉ）、０〜２．０質量％ニッケル（Ｎｉ）、０〜０．７質量％モリブデン（Ｍｏ）、０〜２．０質量％クロム（Ｃｒ）、０〜０．３質量％バナジウム（Ｖ）、残りが鉄と不可避の不純物である組成を有し且つ自硬性を有する自硬鋼を１１００°Ｃを超える温度まで加熱し、この自硬鋼の温度がＡ１変態温度まで降下する前に該自硬鋼を熱間加工し、２８０°Ｃまで空冷し同時に熱機械的処理を行い、常温まで空冷し、１５０〜２５０°Ｃで応力除去処理することを特徴とする焼入れ鋼部品の製造方法。
  2. 自硬鋼として、０．７質量％炭素（Ｃ）、０．３質量％マンガン（Ｍｎ）、１．５質量％珪素（Ｓｉ）、１．０質量％ニッケル（Ｎｉ）、０．１７質量％モリブデン（Ｍｏ）、１．４質量％クロム（Ｃｒ）、残りが鉄と不可避の不純物である組成の鋼を用いることとする請求項１に記載の焼入れ鋼部品の製造方法。
  3. 熱間加工をプレスで行うこととする請求項１又は請求項２に記載の焼入れ鋼部品の製造方法。
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