JPH02200727A - 鋼製部品の強化方法 - Google Patents
鋼製部品の強化方法Info
- Publication number
- JPH02200727A JPH02200727A JP2205889A JP2205889A JPH02200727A JP H02200727 A JPH02200727 A JP H02200727A JP 2205889 A JP2205889 A JP 2205889A JP 2205889 A JP2205889 A JP 2205889A JP H02200727 A JPH02200727 A JP H02200727A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- retained austenite
- surface layer
- stress
- shot peening
- 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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- 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】
［産業上の利用分野］
本発明は鋼製部品のショットピーニング法による疲労強
度の強化方法に関する。
度の強化方法に関する。
［従来の技術］
一般に金属材料にショットピーニング処理を施すと、そ
の表面近傍に圧縮残留応力が発生し、そのレベルが高く
なる程疲労強度が増大する。これは浸炭焼入などの各再
熱処理を施した鋼についてもいえることで、その疲労強
度を増すために圧縮残留応力を高める努力がなされてい
る。
の表面近傍に圧縮残留応力が発生し、そのレベルが高く
なる程疲労強度が増大する。これは浸炭焼入などの各再
熱処理を施した鋼についてもいえることで、その疲労強
度を増すために圧縮残留応力を高める努力がなされてい
る。
熱処理鋼の場６、その圧縮残留応力の付与機構は複雑で
通常の金属材料の場きのようなショット粒による直接的
な塑性変形によるもの以外に、残留オーステナイトが加
工により誘起されてマルテンサイト変態を起こす際の体
積膨張による効果も加わっていると考えられる。
通常の金属材料の場きのようなショット粒による直接的
な塑性変形によるもの以外に、残留オーステナイトが加
工により誘起されてマルテンサイト変態を起こす際の体
積膨張による効果も加わっていると考えられる。
［発明が解決しようとする課題］
ショットピーニング前の残留オーステナイト量がショッ
トピーニング後の圧縮残留応力の大きさに及ぼす影響に
ついての研究結果（マツダ技報。
トピーニング後の圧縮残留応力の大きさに及ぼす影響に
ついての研究結果（マツダ技報。
１９８７年、Ｎｏ、５．１７０ベーじ）は、第４図に示
す通りである。第４図から明らかなように、ショットピ
ーニングによる圧縮残留応力に対する初期残留オーステ
ナイト量には、！＆適値が存在する。すなわち、その最
適値はショットピーニング条件によって多少異なるが、
残留オーステナイト量が３０〜３５％において圧縮残留
応力が最大となり、それ以上に残留オーステナイト量が
増加しても圧縮残留応力は却って減少する。
す通りである。第４図から明らかなように、ショットピ
ーニングによる圧縮残留応力に対する初期残留オーステ
ナイト量には、！＆適値が存在する。すなわち、その最
適値はショットピーニング条件によって多少異なるが、
残留オーステナイト量が３０〜３５％において圧縮残留
応力が最大となり、それ以上に残留オーステナイト量が
増加しても圧縮残留応力は却って減少する。
これは、熱処理鋼に対しショットピーニングを行う場合
、ショットピーニング前の残留オーステナイト量を３０
％以上に増加させても、それに伴って残留オーステナイ
トの応力誘起変態量が増加しないため、ショットピーニ
ング後にも残る残留オーステナイトが増加し、却って圧
縮残留応力の低下を招いてしまうものと考えられる。
、ショットピーニング前の残留オーステナイト量を３０
％以上に増加させても、それに伴って残留オーステナイ
トの応力誘起変態量が増加しないため、ショットピーニ
ング後にも残る残留オーステナイトが増加し、却って圧
縮残留応力の低下を招いてしまうものと考えられる。
第５図はショットピーニング処理の前１炎で残留オース
テナイト量をＸ線法によって測定した結果からその変態
量を示したものであるが、処理前の残留オーステナイト
量が２５％以上になると、変ｆｌｌＪｉの増加が鈍くな
っているのがわかる。
テナイト量をＸ線法によって測定した結果からその変態
量を示したものであるが、処理前の残留オーステナイト
量が２５％以上になると、変ｆｌｌＪｉの増加が鈍くな
っているのがわかる。
本発明は表面層に残留オーステナイトを含有する鋼製部
品のショットピーニングにおける前記のごとき問題点に
鑑みてなされたものであって、残留オーステナイト量が
３０％以上になって゛も応力誘起変態を完全に起こさせ
てマルテンサイト化し、残留オーステナイトが残らなく
しで、さらに圧縮残留応力を増加し、疲労強度の潰れた
機械構造部品の得られる鋼製部品の強化方法を提供する
ことを目的とする。
品のショットピーニングにおける前記のごとき問題点に
鑑みてなされたものであって、残留オーステナイト量が
３０％以上になって゛も応力誘起変態を完全に起こさせ
てマルテンサイト化し、残留オーステナイトが残らなく
しで、さらに圧縮残留応力を増加し、疲労強度の潰れた
機械構造部品の得られる鋼製部品の強化方法を提供する
ことを目的とする。
［課題を解決するための手段］
本発明の鋼製部品の強化方法は、鋼製部品を合金元素の
添加または浸炭窒化処理することによりｍ製部品の表面
層の残留オーステナイトが面積率で２５−６０％となる
ようにする工程と、鋼製部品の少なくとも投射部位に引
張応力をかけてショットピーニング処理を行うことによ
り前記鋼製部品の表面層の残留オーステナイトを応力誘
起変態型マルテンサイトに変態させる工程とからなるこ
とを要旨とする。
添加または浸炭窒化処理することによりｍ製部品の表面
層の残留オーステナイトが面積率で２５−６０％となる
ようにする工程と、鋼製部品の少なくとも投射部位に引
張応力をかけてショットピーニング処理を行うことによ
り前記鋼製部品の表面層の残留オーステナイトを応力誘
起変態型マルテンサイトに変態させる工程とからなるこ
とを要旨とする。
鋼製部品に添加される合金元素は、添加することにより
マルテンサイト変態開始温度を上昇し、残留オーステナ
イトを増加する元素、たとえばＭｎ、Ｃｒ、■、Ｎｉ、
Ｃｕ等であれば良い、添加される合金元素は鋼製部品全
体である必要はなく、表面層のみに浸透させるものでも
良い。
マルテンサイト変態開始温度を上昇し、残留オーステナ
イトを増加する元素、たとえばＭｎ、Ｃｒ、■、Ｎｉ、
Ｃｕ等であれば良い、添加される合金元素は鋼製部品全
体である必要はなく、表面層のみに浸透させるものでも
良い。
浸炭窒化処理は表面層の炭素を増加させる浸炭処理のみ
でも良く、また炭素と窒素を同時に浸入させる浸炭窒化
処理でも良い、浸炭処理は固体浸炭、液体浸炭およびガ
ス浸炭のいずれも用いることができる。また、浸炭窒化
処理は塩浴による方法またはガスによる方法のいずれも
用いることができる。
でも良く、また炭素と窒素を同時に浸入させる浸炭窒化
処理でも良い、浸炭処理は固体浸炭、液体浸炭およびガ
ス浸炭のいずれも用いることができる。また、浸炭窒化
処理は塩浴による方法またはガスによる方法のいずれも
用いることができる。
ショットピーニングを行う装置は従来のものを用いるこ
とができる。ショットの投射装置としては、回転する翼
車の羽根によって加速する遠心式投射装置、あるいは圧
縮空気がノズルから噴出するときの空気速度を利用する
空気式吹付投射装置のいずれをも使用することができる
。
とができる。ショットの投射装置としては、回転する翼
車の羽根によって加速する遠心式投射装置、あるいは圧
縮空気がノズルから噴出するときの空気速度を利用する
空気式吹付投射装置のいずれをも使用することができる
。
ショットは、砂、鋳鉄ショット、鋳鋼ショット、鋼線シ
ョット等のいずれを用いても良い、ショット径、投射速
度、投射時間等のショットピーニングの条件は、部品の
材質、部品の大きさ等により適宜選択される。
ョット等のいずれを用いても良い、ショット径、投射速
度、投射時間等のショットピーニングの条件は、部品の
材質、部品の大きさ等により適宜選択される。
鋼製部品の投射部位にかけられる引張応力は表面層の残
留オーステナイトが充分に応力誘起マルテンサイト変態
を起こす程度であれば良く、引張応力をかける方法には
適宜の手段が選択される。
留オーステナイトが充分に応力誘起マルテンサイト変態
を起こす程度であれば良く、引張応力をかける方法には
適宜の手段が選択される。
［作用］
本発明では合金元素の添加まはた浸炭窒化によりマルテ
ンサイト変態開始温度が低下し、鋼製部品の表面層に残
留オーステナイトが得られる。浸炭窒化処理においては
炭素ポテンシャルと窒素ポテンシャルを調節することに
より、表面層の残留オーステナイト量をコントロールす
ることができる０表面層の残留オーステナイトは部品を
オーステナイト化温度に加熱した後息冷することにより
得られる。浸炭窒化処理においては浸炭窒化処理がオー
ステナイト化温度範囲にある場合はそのまま急冷するこ
とにより残留オーステナイトを得ることができる。
ンサイト変態開始温度が低下し、鋼製部品の表面層に残
留オーステナイトが得られる。浸炭窒化処理においては
炭素ポテンシャルと窒素ポテンシャルを調節することに
より、表面層の残留オーステナイト量をコントロールす
ることができる０表面層の残留オーステナイトは部品を
オーステナイト化温度に加熱した後息冷することにより
得られる。浸炭窒化処理においては浸炭窒化処理がオー
ステナイト化温度範囲にある場合はそのまま急冷するこ
とにより残留オーステナイトを得ることができる。
本発明は部品の強化に関し、ショットピーニングにより
、圧ｗＵ残留応力を付与するのに残留オーステナイトの
マルテンサイト化に注目した。この変態は大きな体積膨
張を伴うため、引張応力場の方が変態は起こり易い、そ
こで変態量を増加させる二どをｌ」的とし、て、外力と
して投射部位に引張応力を与えた状πでショットピーニ
ングを施せば。
、圧ｗＵ残留応力を付与するのに残留オーステナイトの
マルテンサイト化に注目した。この変態は大きな体積膨
張を伴うため、引張応力場の方が変態は起こり易い、そ
こで変態量を増加させる二どをｌ」的とし、て、外力と
して投射部位に引張応力を与えた状πでショットピーニ
ングを施せば。
従来では（）られない大きな変態量を４５ることができ
る。
る。
結果として、これはストレスピーニングを施（４゜たこ
とになる９本来、ス）・レスピー二〉′グは通常のショ
ットピーニングに対して塑性変形を増加させるためのも
のであるが、残留オーステ＋ イｌ−欲の−ｔいものに
適用すると、外力としでり、１えオ・−２れる引張応幻
によ・）で、残留オースデナイ１〜がマルテ〉′サイト
化するのを促進する効果を生ずるため、予想量ＩＸ、の
強度白土が得られる。
とになる９本来、ス）・レスピー二〉′グは通常のショ
ットピーニングに対して塑性変形を増加させるためのも
のであるが、残留オーステ＋ イｌ−欲の−ｔいものに
適用すると、外力としでり、１えオ・−２れる引張応幻
によ・）で、残留オースデナイ１〜がマルテ〉′サイト
化するのを促進する効果を生ずるため、予想量ＩＸ、の
強度白土が得られる。
この効果は特に残留オーステナイ１〜が２５−６００６
のものに対して顕著に見られる。−ノま９２５％以下で
は通常のショツトビー−−ングでも充分（、こ変態を誘
起でき、また６０％以上では引張応力をり、えた状Ｇで
処理しても変態しきらず、残る残留オ・−ステナイトの
増加のために却って強度を低Ｆし°Ｃしよう。
のものに対して顕著に見られる。−ノま９２５％以下で
は通常のショツトビー−−ングでも充分（、こ変態を誘
起でき、また６０％以上では引張応力をり、えた状Ｇで
処理しても変態しきらず、残る残留オ・−ステナイトの
増加のために却って強度を低Ｆし°Ｃしよう。
［実施例］
本発明の実施例を従来例と比較し゛ζ説明し２本発明の
効果を明らかにする。
効果を明らかにする。
供試鋼としてＳ ＣＭ ４２０鋼を用い、第３図に示し
た形状の試験片１を製作し、浸炭窒化処理を施した。浸
炭窒化処理においては、窒素ポテンシャルを変ｆヒさせ
ることにより、１０−６０８≦の範囲で８通りの残留オ
ーステナイト址の試＠１）を得た。
た形状の試験片１を製作し、浸炭窒化処理を施した。浸
炭窒化処理においては、窒素ポテンシャルを変ｆヒさせ
ることにより、１０−６０８≦の範囲で８通りの残留オ
ーステナイト址の試＠１）を得た。
それぞノＬの試験片について切欠部に本発明法としてス
トレスピーニングを、Ｘ末法とｉ、 ”Ｃ通常のショッ
トピーニングを施１−た。な・お、ショント条件はス）
・レスピーニング、通常のショットピーニングともシミ
１ット粒の粒径０．８＋ｎ纏硬さＬｌ ｖ ７５０の鋼
球を使用し１、投射４速度７０階・′Ｓで行った。
トレスピーニングを、Ｘ末法とｉ、 ”Ｃ通常のショッ
トピーニングを施１−た。な・お、ショント条件はス）
・レスピーニング、通常のショットピーニングともシミ
１ット粒の粒径０．８＋ｎ纏硬さＬｌ ｖ ７５０の鋼
球を使用し１、投射４速度７０階・′Ｓで行った。
また、ストレスピーニングの引張重重応力は全て９０ｋ
ｇ／・′１１とした。
ｇ／・′１１とした。
ショットピーニング後の試験片１について第３［Ａに示
ずよ）に治具２を用いて３点曲げ試験を行い、疲労耐久
限を測定したやまな、ショットピーニング後の試験片に
ついて残留オーステナイト量を測定しｔよ、得られた結
果は、第１図に疲労耐久限を、第２図に残留オ・−ステ
ナイト量を示した。
ずよ）に治具２を用いて３点曲げ試験を行い、疲労耐久
限を測定したやまな、ショットピーニング後の試験片に
ついて残留オーステナイト量を測定しｔよ、得られた結
果は、第１図に疲労耐久限を、第２図に残留オ・−ステ
ナイト量を示した。
第１【間から明らかなように、本発明例は従来例と比１
２Ｌ、て全てのｙ！４域で高い疲労耐久限を示した。
２Ｌ、て全てのｙ！４域で高い疲労耐久限を示した。
また、従来例においては残留オーステナイ１〜量が３０
１！６を超えると疲労耐久限が減少するのに対し。
１！６を超えると疲労耐久限が減少するのに対し。
本発明例においては残留オーステナイ］・凰が２５へ、
６０ Ｆ６の範囲で特に浸れた疲労耐久限の向上を７′
１々すことが明らかとな−・た、さらに、第２［１’ｌ
から明らかなように、残留オーステナイトの変態量は、
従来例においては残留オーステナイト量が３０２８をＸ
ｆえると横這いになるのに対し、本発明例では残留オー
ステナイト量が６０％まで変ＢＪｉが増加−４ることが
明らかとなり、本発明の効果が裏１十けられた。
６０ Ｆ６の範囲で特に浸れた疲労耐久限の向上を７′
１々すことが明らかとな−・た、さらに、第２［１’ｌ
から明らかなように、残留オーステナイトの変態量は、
従来例においては残留オーステナイト量が３０２８をＸ
ｆえると横這いになるのに対し、本発明例では残留オー
ステナイト量が６０％まで変ＢＪｉが増加−４ることが
明らかとなり、本発明の効果が裏１十けられた。
［発明の効、！１！］
本発明の鋼製部品の強化方法は以上説明した。Ｌう・に
、表面層の残留オーステルイトを２５ ””−６０９５
にする工程と、投射部位に引張応力をかけてショットビ
ーこ二〉・グ処理を行う工程とからなることを特徴とす
テ′、ものであって、引張応力場において応力誘起変態
マルテンサイトを起こさせて、残留オーステナイトの変
Ｒ量を従来よりも著しく増加させることにより、表面層
の圧縮残留応力が増大されるので、鋼製部品の疲労耐久
限のＫしい向トが得られるという優れた効果がある。
、表面層の残留オーステルイトを２５ ””−６０９５
にする工程と、投射部位に引張応力をかけてショットビ
ーこ二〉・グ処理を行う工程とからなることを特徴とす
テ′、ものであって、引張応力場において応力誘起変態
マルテンサイトを起こさせて、残留オーステナイトの変
Ｒ量を従来よりも著しく増加させることにより、表面層
の圧縮残留応力が増大されるので、鋼製部品の疲労耐久
限のＫしい向トが得られるという優れた効果がある。
第１１−４は残留オーステナイト量と疲労耐久限の関係
を示１−１１′Ｊ、第２１Ｍ ｔｉ シｇ ッ） ヒ、
ングｍｆ （７）残留オーステナイト鼠と残ＩＷオ・
−ステＪ−＝ｆ ｌ・の゛犯態辰の関１系を示す図、第
３図は疲労耐久限の試験方法を示すＩＩｔＩＩ曲図、第
４［４は従来の残留オーステナ−（１−・量と圧縮残留
応力の関係を示す図、第５図は従来の残留オーステナイ
ト量と残留オースブナイト変態量の関係を示す図である
。 」・ ・試験片、２・・・治具 特許出願人 トヨタ自動車株式会ｉｔ
を示１−１１′Ｊ、第２１Ｍ ｔｉ シｇ ッ） ヒ、
ングｍｆ （７）残留オーステナイト鼠と残ＩＷオ・
−ステＪ−＝ｆ ｌ・の゛犯態辰の関１系を示す図、第
３図は疲労耐久限の試験方法を示すＩＩｔＩＩ曲図、第
４［４は従来の残留オーステナ−（１−・量と圧縮残留
応力の関係を示す図、第５図は従来の残留オーステナイ
ト量と残留オースブナイト変態量の関係を示す図である
。 」・ ・試験片、２・・・治具 特許出願人 トヨタ自動車株式会ｉｔ
Claims (1)
- （１）鋼製部品を合金元素の添加または浸炭窒化処理す
ることにより鋼製部品の表面層の残留オーステナイトが
面積率で２５〜６０％となるようにする工程と、鋼製部
品の少なくとも投射部位に引張応力をかけてショットピ
ーニング処理を行うことにより前記鋼製部品の表面層の
残留オーステナイトを応力誘起変態型マルテンサイトに
変態させる工程とからなることを特徴とする鋼製部品の
強化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2205889A JPH02200727A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 鋼製部品の強化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2205889A JPH02200727A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 鋼製部品の強化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02200727A true JPH02200727A (ja) | 1990-08-09 |
Family
ID=12072312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2205889A Pending JPH02200727A (ja) | 1989-01-31 | 1989-01-31 | 鋼製部品の強化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02200727A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI628009B (zh) * | 2014-02-26 | 2018-07-01 | 和諧驅動系統股份有限公司 | 諧波齒輪裝置的可撓性外齒齒輪及製造方法 |
-
1989
- 1989-01-31 JP JP2205889A patent/JPH02200727A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI628009B (zh) * | 2014-02-26 | 2018-07-01 | 和諧驅動系統股份有限公司 | 諧波齒輪裝置的可撓性外齒齒輪及製造方法 |
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