JPH05263128A - 耐折損性に優れた耐摩耗鋼材の製造方法 - Google Patents
耐折損性に優れた耐摩耗鋼材の製造方法Info
- Publication number
- JPH05263128A JPH05263128A JP9360492A JP9360492A JPH05263128A JP H05263128 A JPH05263128 A JP H05263128A JP 9360492 A JP9360492 A JP 9360492A JP 9360492 A JP9360492 A JP 9360492A JP H05263128 A JPH05263128 A JP H05263128A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wear
- resistant steel
- hardness
- steel material
- tempering
- 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
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 良好な耐摩耗性を示すことは勿論、同時に優
れた耐折損性を有する耐摩耗鋼材を提供する。 【構成】 他部材との摺動部を有する耐摩耗鋼製部材に
焼入れ・焼戻し処理を施した後、 更に図示した如く高周
波加熱により前記摺動部のみを加熱処理してその表層部
硬さをＨs ４２以下に調整する。
れた耐折損性を有する耐摩耗鋼材を提供する。 【構成】 他部材との摺動部を有する耐摩耗鋼製部材に
焼入れ・焼戻し処理を施した後、 更に図示した如く高周
波加熱により前記摺動部のみを加熱処理してその表層部
硬さをＨs ４２以下に調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば土木建設機械の
構成部材たる油圧ショベル用チゼルやリッパ−等として
好適な、折損性に優れた耐摩耗鋼材の製造方法に関する
ものである。
構成部材たる油圧ショベル用チゼルやリッパ−等として
好適な、折損性に優れた耐摩耗鋼材の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来技術とその課題】従来、土砂や岩石等との摩耗が
問題となる土木建設機械のチゼルやリッパ−ポイント等
には、Ｃその他の元素によって耐摩耗性が強化された耐
摩耗鋼が適用されている。
問題となる土木建設機械のチゼルやリッパ−ポイント等
には、Ｃその他の元素によって耐摩耗性が強化された耐
摩耗鋼が適用されている。
【０００３】なお、耐摩耗鋼を代表するものとしては、
ＪＩＳに規格されたＳMn４４３鋼，ＳMnＣ４４３鋼，Ｓ
ＣＭ４４０鋼，ＳＮＣＭ４３９鋼等が知られているが、
上記土木建設機械等では、特に Ｃ：0.38〜0.43％（以降、 成分割合を表す％は重量％と
する），Si：0.15〜0.35％， Mn：0.60〜0.85％，
Cr：0.90〜1.20％，Mo：0.15〜0.30％ を含む化学組成のＳＣＭ４４０鋼が多用されてきた。
ＪＩＳに規格されたＳMn４４３鋼，ＳMnＣ４４３鋼，Ｓ
ＣＭ４４０鋼，ＳＮＣＭ４３９鋼等が知られているが、
上記土木建設機械等では、特に Ｃ：0.38〜0.43％（以降、 成分割合を表す％は重量％と
する），Si：0.15〜0.35％， Mn：0.60〜0.85％，
Cr：0.90〜1.20％，Mo：0.15〜0.30％ を含む化学組成のＳＣＭ４４０鋼が多用されてきた。
【０００４】ところが、近年、これら機械類に対しても
一層の性能向上が求められるようになったこともあっ
て、上述した耐摩耗鋼では焼入れ性や耐摩耗性に満足で
きないとの声が聞かれるようになり、そのため幾つかの
新しい耐摩耗鋼も開発されている。本発明者等も、先
に、 Ｃ：0.35〜0.45％， Si：0.60〜1.50％， Mn：
1.80％以下，Cr：2.50〜4.50％， Mo：0.20〜1.00％ を含有し、更に必要に応じて Ｖ：0.01〜0.50％， Nb：0.01〜0.10％， Ｗ：
0.01〜0.50％，Ti：0.01〜0.10％， Ｂ：0.0005〜0.
0030％ の１種又は２種以上を含むところの、焼入れ性・耐摩耗
性を一段と向上させた耐摩耗鋼を提案し（特開昭６０−
２１５７４３号）、前記要望に応えてきた。
一層の性能向上が求められるようになったこともあっ
て、上述した耐摩耗鋼では焼入れ性や耐摩耗性に満足で
きないとの声が聞かれるようになり、そのため幾つかの
新しい耐摩耗鋼も開発されている。本発明者等も、先
に、 Ｃ：0.35〜0.45％， Si：0.60〜1.50％， Mn：
1.80％以下，Cr：2.50〜4.50％， Mo：0.20〜1.00％ を含有し、更に必要に応じて Ｖ：0.01〜0.50％， Nb：0.01〜0.10％， Ｗ：
0.01〜0.50％，Ti：0.01〜0.10％， Ｂ：0.0005〜0.
0030％ の１種又は２種以上を含むところの、焼入れ性・耐摩耗
性を一段と向上させた耐摩耗鋼を提案し（特開昭６０−
２１５７４３号）、前記要望に応えてきた。
【０００５】しかし、従来鋼をも含め、これら耐摩耗鋼
は何れも焼入れ・焼戻し処理を施されて使用されるもの
であるが、何れの耐摩耗鋼も耐摩耗性を重視して成分設
計されていることもあって、基準に従い焼入れ・焼戻し
処理を施した場合でも靱性が劣り、使用中に折損しやす
いという問題があった。
は何れも焼入れ・焼戻し処理を施されて使用されるもの
であるが、何れの耐摩耗鋼も耐摩耗性を重視して成分設
計されていることもあって、基準に従い焼入れ・焼戻し
処理を施した場合でも靱性が劣り、使用中に折損しやす
いという問題があった。
【０００６】このようなことから、本発明が目的とした
のは、良好な耐摩耗性を示すことは勿論、同時に優れた
耐折損性を有する耐摩耗鋼材を提供することであった。
のは、良好な耐摩耗性を示すことは勿論、同時に優れた
耐折損性を有する耐摩耗鋼材を提供することであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は上
記目的を達成すべく鋭意研究を行ったところ、次のよう
な貴重な知見を得ることができた。 a) 前述した耐摩耗鋼製部材の折損は、例えば土木建設
機械におけるチゼルのブッシュとの摺動部等の如き“他
部材と摺動して加工層が生じる部位”に集中する傾向が
あり、折損部の破面を観察すると、破面の起点は前記摺
動によって生じた加工層（マルテンサイト組織）のミク
ロクラックとなっていること，
記目的を達成すべく鋭意研究を行ったところ、次のよう
な貴重な知見を得ることができた。 a) 前述した耐摩耗鋼製部材の折損は、例えば土木建設
機械におけるチゼルのブッシュとの摺動部等の如き“他
部材と摺動して加工層が生じる部位”に集中する傾向が
あり、折損部の破面を観察すると、破面の起点は前記摺
動によって生じた加工層（マルテンサイト組織）のミク
ロクラックとなっていること，
【０００８】b) 加工層におけるミクロクラックの発生
は加工層生成前の母材硬さに関係しており、母材硬さが
高いとミクロクラックの発生率は高く、軟らかいとミク
ロクラックの発生が抑えられること，
は加工層生成前の母材硬さに関係しており、母材硬さが
高いとミクロクラックの発生率は高く、軟らかいとミク
ロクラックの発生が抑えられること，
【０００９】c) 従って、耐摩耗鋼で構成された部材の
“他部材との摺動により加工層が生じる部位”のみ硬度
調整を行い、この部位の表層部硬さを所定値よりも低く
すると、他部位の優れた耐摩耗性を維持したままで加工
層生成部位におけるミクロクラック発生が抑制され、折
損を生じにくい耐摩耗鋼材が得られること，
“他部材との摺動により加工層が生じる部位”のみ硬度
調整を行い、この部位の表層部硬さを所定値よりも低く
すると、他部位の優れた耐摩耗性を維持したままで加工
層生成部位におけるミクロクラック発生が抑制され、折
損を生じにくい耐摩耗鋼材が得られること，
【００１０】d) 他部材との摺動により加工層が生じる
部位の硬度調整（軟化）は、所要の硬度（耐摩耗性）そ
の他の特性を付与する焼入れ・焼戻し処理を施した耐摩
耗鋼製部材に、特に高周波加熱による表層部の部分焼戻
しを行うことで簡易に実施できること。
部位の硬度調整（軟化）は、所要の硬度（耐摩耗性）そ
の他の特性を付与する焼入れ・焼戻し処理を施した耐摩
耗鋼製部材に、特に高周波加熱による表層部の部分焼戻
しを行うことで簡易に実施できること。
【００１１】本発明は、上記知見事項等に基づいて更に
研究を重ねた結果完成されたものであり、「他部材との
摺動部を有する耐摩耗鋼製部材に焼入れ・焼戻し処理を
施した後、更に高周波加熱により前記摺動部のみを加熱
処理してその表層部硬さをＨs ４２以下に調整すること
により、 耐折損性に優れた耐摩耗鋼材を簡易かつ安定に
製造し得るようにした点」に大きな特徴を有している。
研究を重ねた結果完成されたものであり、「他部材との
摺動部を有する耐摩耗鋼製部材に焼入れ・焼戻し処理を
施した後、更に高周波加熱により前記摺動部のみを加熱
処理してその表層部硬さをＨs ４２以下に調整すること
により、 耐折損性に優れた耐摩耗鋼材を簡易かつ安定に
製造し得るようにした点」に大きな特徴を有している。
【００１２】
【作用】即ち、本発明は、耐摩耗鋼で作成され、焼入れ
・焼戻しによって所要硬度等が付与された部材の“他部
材（ブッシュ等）との摺動部位”のみを高周波加熱によ
り再度焼戻し、その部位の表層部（表面から約１０mmま
での深さ部分で良い）の硬さをＨs ４２以下に調整する
ことを骨子としているが、このような耐摩耗鋼材では、
摺動部位表層が軟化しているのでこの部位に生じる加工
層のミクロクラック発生率は著しく低減し、耐折損性が
著しく向上する。また、本発明は、摺動部位のみ高周波
焼戻しを行うため、その他の部位の耐摩耗性を低下させ
ることはない。
・焼戻しによって所要硬度等が付与された部材の“他部
材（ブッシュ等）との摺動部位”のみを高周波加熱によ
り再度焼戻し、その部位の表層部（表面から約１０mmま
での深さ部分で良い）の硬さをＨs ４２以下に調整する
ことを骨子としているが、このような耐摩耗鋼材では、
摺動部位表層が軟化しているのでこの部位に生じる加工
層のミクロクラック発生率は著しく低減し、耐折損性が
著しく向上する。また、本発明は、摺動部位のみ高周波
焼戻しを行うため、その他の部位の耐摩耗性を低下させ
ることはない。
【００１３】ここで、適用される耐摩耗鋼の種類は格別
に限定されるものではなく、前述したＪＩＳ規格のＳMn
４４３鋼，ＳMnＣ４４３鋼，ＳＣＭ４４０鋼，ＳＮＣＭ
４３９鋼、或いは特開昭６０−２１５７４３号として提
案されたような耐摩耗鋼等の何れを用いても良い。そし
て、耐摩耗鋼材に対してまず所要の硬さ（耐摩耗性）等
を付与するための焼入れ・焼戻し処理は、通常通りの条
件で実施すれば良い。ただ、その後に高周波焼戻しを施
して鋼材の摺動部位表層を軟化させるが、軟化後の硬さ
レベルを特にＨs ４２以下と限定したのは、次の理由に
よる。
に限定されるものではなく、前述したＪＩＳ規格のＳMn
４４３鋼，ＳMnＣ４４３鋼，ＳＣＭ４４０鋼，ＳＮＣＭ
４３９鋼、或いは特開昭６０−２１５７４３号として提
案されたような耐摩耗鋼等の何れを用いても良い。そし
て、耐摩耗鋼材に対してまず所要の硬さ（耐摩耗性）等
を付与するための焼入れ・焼戻し処理は、通常通りの条
件で実施すれば良い。ただ、その後に高周波焼戻しを施
して鋼材の摺動部位表層を軟化させるが、軟化後の硬さ
レベルを特にＨs ４２以下と限定したのは、次の理由に
よる。
【００１４】鋼材が他部材と摺動する部位の表面部には
加工層が形成されるが、この加工層に生じるミクロクラ
ックの発生率は硬さと関係があり、硬さが増加するにつ
れミクロクラックの発生率は高くなる。このミクロクラ
ックが折損につながる割れの起点となることは前述した
通りであるが、本発明が狙いとする耐折損性を向上さ
せ、目標の折損寿命（≧１５０hr）を得るためには、表
層部（表面から約１０mmまでの深さ部分）の硬さをＨs
４２以下に抑える必要がある。つまり、摺動部位の鋼材
硬さがＨs ４２を超えるとその表層部にミクロクラック
が発生しやすくなり、鋼材の耐折損性が著しく低下して
所要の使用寿命を確保できなくなることから、摺動部位
表層の硬さをＨs ４２以下に調整することと定めた訳で
ある。
加工層が形成されるが、この加工層に生じるミクロクラ
ックの発生率は硬さと関係があり、硬さが増加するにつ
れミクロクラックの発生率は高くなる。このミクロクラ
ックが折損につながる割れの起点となることは前述した
通りであるが、本発明が狙いとする耐折損性を向上さ
せ、目標の折損寿命（≧１５０hr）を得るためには、表
層部（表面から約１０mmまでの深さ部分）の硬さをＨs
４２以下に抑える必要がある。つまり、摺動部位の鋼材
硬さがＨs ４２を超えるとその表層部にミクロクラック
が発生しやすくなり、鋼材の耐折損性が著しく低下して
所要の使用寿命を確保できなくなることから、摺動部位
表層の硬さをＨs ４２以下に調整することと定めた訳で
ある。
【００１５】なお、鋼材の摺動部位表層を軟化させる第
２次焼戻しには高周波加熱を適用するが、高周波加熱で
あれば迅速に部分加熱ができ、しかも必要な表層部のみ
の加熱が容易であるため、実際作業として他に代替でき
ない加熱手段であると考えられる。この第２次焼戻しで
の加熱温度は、耐摩耗鋼の種類にもよるが４００〜７０
０℃程度で良く、加熱保持時間は数秒〜数分で十分であ
る。加熱後は空冷すれば良い。
２次焼戻しには高周波加熱を適用するが、高周波加熱で
あれば迅速に部分加熱ができ、しかも必要な表層部のみ
の加熱が容易であるため、実際作業として他に代替でき
ない加熱手段であると考えられる。この第２次焼戻しで
の加熱温度は、耐摩耗鋼の種類にもよるが４００〜７０
０℃程度で良く、加熱保持時間は数秒〜数分で十分であ
る。加熱後は空冷すれば良い。
【００１６】続いて、本発明の効果を実施例によって更
に具体的に説明する。
に具体的に説明する。
【実施例】耐摩耗鋼として一般的に多く用いられるＪＩ
Ｓ規格のＳＣＭ４４０鋼を選び、これを圧延して図１に
示したような外径１２５φの土木建設機械用チゼルの実
部品を複数個製作した。
Ｓ規格のＳＣＭ４４０鋼を選び、これを圧延して図１に
示したような外径１２５φの土木建設機械用チゼルの実
部品を複数個製作した。
【００１７】次いで、これらに焼入れ（８８０℃×２hr
→油焼入れ），焼戻し（２００℃×２hr→空冷）を施
し、その後、一部を除いては更にブッシュとの摺動部
（図２を参照）のみ高周波加熱コイルを用いて第２次焼
戻しを行った。
→油焼入れ），焼戻し（２００℃×２hr→空冷）を施
し、その後、一部を除いては更にブッシュとの摺動部
（図２を参照）のみ高周波加熱コイルを用いて第２次焼
戻しを行った。
【００１８】このときの高周波焼戻し（第２次焼戻し）
条件は次の通りであり、焼戻し温度を種々に変え、摺動
部位の表層部硬さが様々なチゼル製品を製造した。高周波焼戻し（第２次焼戻し）条件 周波数：２０ｋHz， 加熱手法：定位置加熱， 加熱温度：４００〜７００℃， 加熱コイル内径：１４０φ， 加熱時間：３秒， 冷却方法：空冷。
条件は次の通りであり、焼戻し温度を種々に変え、摺動
部位の表層部硬さが様々なチゼル製品を製造した。高周波焼戻し（第２次焼戻し）条件 周波数：２０ｋHz， 加熱手法：定位置加熱， 加熱温度：４００〜７００℃， 加熱コイル内径：１４０φ， 加熱時間：３秒， 冷却方法：空冷。
【００１８】そして、上記のように製造された各チゼル
を実機に組み込んでフィ−ルドテストを実施し「耐折損
寿命」及び「耐摩耗性」を調査したが、その結果を表１
に示す。なお、「耐折損寿命」の調査は２００時間まで
とした。また、「耐摩耗性」については、５０時間使用
後のチゼル先端部（図２の斜線部）の摩耗量を測定して
評価した。
を実機に組み込んでフィ−ルドテストを実施し「耐折損
寿命」及び「耐摩耗性」を調査したが、その結果を表１
に示す。なお、「耐折損寿命」の調査は２００時間まで
とした。また、「耐摩耗性」については、５０時間使用
後のチゼル先端部（図２の斜線部）の摩耗量を測定して
評価した。
【００１９】
【表１】
【００２０】表１に示される結果からも明らかなよう
に、本発明法に従って製造されたチゼル（摺動部での表
層部硬さがＨs ４２以下に調整されているもの）につい
ては耐摩耗性を低下させることなく耐折損性が著しく向
上しているのに対して、高周波焼戻し（第２次焼戻し）
部の表層部硬さがＨs ４２を上回るチゼル（高周波第２
次焼戻しを施さない従来法により製造されたものを含
む）では耐折損性が十分でないことが分かる。
に、本発明法に従って製造されたチゼル（摺動部での表
層部硬さがＨs ４２以下に調整されているもの）につい
ては耐摩耗性を低下させることなく耐折損性が著しく向
上しているのに対して、高周波焼戻し（第２次焼戻し）
部の表層部硬さがＨs ４２を上回るチゼル（高周波第２
次焼戻しを施さない従来法により製造されたものを含
む）では耐折損性が十分でないことが分かる。
【００２１】なお、この実施例では、高周波焼戻し（第
２次焼戻し）条件のうちの加熱温度を変えて表層部の硬
さを変化させたが、この他、周波数，加熱手法，加熱コ
イル内径，加熱時間或いは冷却方法を変えることによっ
ても表層部の硬さを任意に制御できることは言うまでも
ない。
２次焼戻し）条件のうちの加熱温度を変えて表層部の硬
さを変化させたが、この他、周波数，加熱手法，加熱コ
イル内径，加熱時間或いは冷却方法を変えることによっ
ても表層部の硬さを任意に制御できることは言うまでも
ない。
【００２２】
【効果の総括】以上に説明した如く、この発明によれ
ば、優れた耐折損性を示す耐摩耗鋼材を簡単にかつ安定
して製造することが可能となるなど、産業上極めて有用
な効果がもたらされる。
ば、優れた耐折損性を示す耐摩耗鋼材を簡単にかつ安定
して製造することが可能となるなど、産業上極めて有用
な効果がもたらされる。
【図１】実施例で製造した土木建設機械用チゼルの形状
及びその高周波焼戻し状態に係る説明図である。
及びその高周波焼戻し状態に係る説明図である。
【図２】実施例での耐摩耗性の調査部位を示した概念図
である。
である。
Claims (1)
- 【請求項１】 他部材との摺動部を有する耐摩耗鋼製部
材に焼入れ・焼戻し処理を施した後、更に高周波加熱に
より前記摺動部のみを加熱処理してその表層部硬さをＨ
s ４２以下に調整することを特徴とする、耐折損性に優
れた耐摩耗鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9360492A JPH05263128A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 耐折損性に優れた耐摩耗鋼材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9360492A JPH05263128A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 耐折損性に優れた耐摩耗鋼材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05263128A true JPH05263128A (ja) | 1993-10-12 |
Family
ID=14086936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9360492A Pending JPH05263128A (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | 耐折損性に優れた耐摩耗鋼材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05263128A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998000570A1 (en) * | 1996-07-02 | 1998-01-08 | The Timken Company | Induction hardened microalloy steel having enhanced fatigue strength properties |
| JPWO2023243730A1 (ja) * | 2022-06-17 | 2023-12-21 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP9360492A patent/JPH05263128A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998000570A1 (en) * | 1996-07-02 | 1998-01-08 | The Timken Company | Induction hardened microalloy steel having enhanced fatigue strength properties |
| US5906691A (en) * | 1996-07-02 | 1999-05-25 | The Timken Company | Induction hardened microalloy steel having enhanced fatigue strength properties |
| JPWO2023243730A1 (ja) * | 2022-06-17 | 2023-12-21 | ||
| WO2023243730A1 (ja) * | 2022-06-17 | 2023-12-21 | 濱中ナット株式会社 | 表層部に高周波焼き戻し調質層を有する中炭素クロムモリブデン鋼からなる高強度鋼製部材及びその製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4435954B2 (ja) | 冷間鍛造用棒線材とその製造方法 | |
| JP4435953B2 (ja) | 冷間鍛造用棒線材とその製造方法 | |
| JPWO2004067790A1 (ja) | 軸受要素部品用鋼管、その製造方法および切削方法 | |
| WO2022264947A1 (ja) | 冷延鋼板、鋼製部品、冷延鋼板の製造方法、および鋼製部品の製造方法 | |
| JP2019218582A (ja) | 機械部品 | |
| JP6913291B2 (ja) | 熱間工具鋼および熱間工具 | |
| WO2019244504A1 (ja) | 機械部品の製造方法 | |
| US7815750B2 (en) | Method of production of steel soft nitrided machine part | |
| JP6614238B2 (ja) | 製品部材の製造方法及び製品部材 | |
| JP4771745B2 (ja) | 高強度等速ジョイント中間シャフト用鋼材ならびに高強度等速ジョイント中間シャフト | |
| JP2003193184A (ja) | 破断分割型コネクティングロッド及びそれ用の鋼 | |
| JP4159009B2 (ja) | 疲労特性に優れた打抜き部品用鋼板 | |
| JP2008248282A (ja) | 高周波焼入れ部品およびその製造方法 | |
| JPH05263128A (ja) | 耐折損性に優れた耐摩耗鋼材の製造方法 | |
| JP6680406B1 (ja) | 機械部品及び機械部品の製造方法 | |
| JP5206911B1 (ja) | 熱間鍛造用非調質鋼および熱間鍛造非調質品、ならびにその製造方法 | |
| JP2004124190A (ja) | ねじり特性に優れる高周波焼もどし鋼 | |
| JP4392376B2 (ja) | 熱間圧延用複合ロールの製造方法 | |
| JPH09324848A (ja) | 浸炭歯車部品 | |
| JPH05263129A (ja) | 耐折損性に優れた耐摩耗鋼材の製造方法 | |
| JP4411096B2 (ja) | 球状化後の冷間鍛造性に優れた肌焼用鋼線材・棒鋼 | |
| JP4145764B2 (ja) | 冷間加工性及び結晶粒度特性に優れたボロン添加肌焼鋼鋼管の製造方法 | |
| TW202106899A (zh) | 鋼管 | |
| JP4272274B2 (ja) | 高強度鋼線の熱処理方法 | |
| JPH05263180A (ja) | 耐折損性に優れた耐摩耗鋼材の製造方法 |