JPH0568528B2 - - Google Patents
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- JPH0568528B2 JPH0568528B2 JP61308306A JP30830686A JPH0568528B2 JP H0568528 B2 JPH0568528 B2 JP H0568528B2 JP 61308306 A JP61308306 A JP 61308306A JP 30830686 A JP30830686 A JP 30830686A JP H0568528 B2 JPH0568528 B2 JP H0568528B2
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- steel
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- heat treatment
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- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は1000℃以上の高い温度で浸炭熱処理を
しても、混粒あるいは、異常粗大粒と称される結
晶粒の粗大化が生じない肌焼鋼の製造方法に関す
るものである。 自動車、産業機械等に使用されている歯車類
は、機械構造用肌焼鋼の棒鋼、線材を用い、鍛
造、切削加工、種々の熱処理を経て最後に浸炭熱
処理を行つて製造されている。この浸炭のための
熱処理は、数時間以上に及ぶ長時間を要する熱処
理であり、極めてエネルギーを消費する熱処理で
ある。 本発明は浸炭熱処理の時間を短縮するため浸炭
熱処理の温度を上げても結晶粒の粗大化が生じな
い肌焼鋼の製造方法に関するものである。 従来の技術 肌焼鋼の浸炭熱処理時間を短縮するため浸炭熱
処理の温度を高くすることが有効であるが、浸炭
熱処理の温度を高めることにより、結晶粒の粗大
化が生じ、焼き歪の増大、浸炭部品の靭性の劣化
等をもたらすため、浸炭熱処理の温度を高めるこ
とができなかつた。この結晶の粗大化を防止する
ためAl、Ｖ、Nb、Ti等を添加し、圧延の条件、
熱処理の条件等を組合わせることにより、結晶粒
の粗大化を防止する技術が多数提案されてきてい
る（例えば、特開昭61−166922号、特開昭61−
133366号、特開昭60−208413号、特開昭58−
52424号）。 発明が解決しようとする問題点 しかし、上述のような複雑な歯車の製造工程下
で安定して結晶粒の粗大化を防止する点で未だ満
足すべき技術は確立されていないというのが実状
である。 問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題を解決した安定した結晶粒
粗大化防止効果が得られる肌焼鋼の製造方法を提
供するものである。 すなわち、Ｃ：0.13−0.23％、Si：0.15−0.35
％、Mn：0.60−1.50％、Al：0.02−0.100％、
Ｎ：0.0030−0.0200％、Ti：0.01−0.07％で且つ
Ti／Ｎ：1.0／3.4、さらにCr：0.35−1.20％、
Mo：0.15−0.30％の１種または２種を含有し、
残りがFeおよび不可避的不純物からなる機械構
造用肌焼鋼において、通常の方法で溶製した後、
連続鋳造により、凝固点から1000℃の温度範囲を
20℃／min.以上の冷却速度となるような条件で
鋳片に鋳造冷却し、その後分塊圧延を行なうこと
なく、直ちに棒鋼、線材に圧延することを特徴と
する浸炭処理時に結晶粒の粗大化を生じない肌焼
鋼の製造方法である。 本発明のポイントは、特定の範囲内に制限した
化学成分を有する肌焼鋼の溶鋼を鋳造する際、凝
固後の冷却速度を大きくとり且つその後分塊圧延
をすることなく棒鋼、線材に圧延することによ
り、その後の複雑、多岐に亘る、歯車製造工程下
で安定した結晶粒の粗大化防止効果が得られるこ
とを見出したことである。 作 用 本発明において鋼の成分を限定したのは次の理
由による。 Ｃは必要強度を得るために0.13％以上が必要で
あるが、浸炭後の部品の内部の靭性を確保するた
めに0.23％以下とする。 Siは強化および脱酸元素として働くが、0.40％
を超えると浸炭熱処理時に脱炭が大きくなるので
0.40％以下とする。 Mnは固溶強化、焼入れ性向上のため0.60％以
上を添加するが、1.50％を超えると靭性が低下す
る。 Alは脱酸および結晶粒の成長を抑制するため
必要であるが、0.020％未満ではその効果があが
らず又0.100％を越えるとアルミナ系非金属介在
物が急増するので0.020％〜0.100％とする。 Ｎは鋼中のAl、Tiと結びついてAlN、TiNと
なつて析出し結晶粒の粗大化を防止するため必要
で、0.0030％未満ではその効果があがらず、また
0.020％を越えて多量に含有せしめても効果が飽
和し経済的にも好ましくないので0.0030〜0.020
％とする。 Tiは鋼中Ｎと結びついて結晶粒成長を抑制す
るため必要で0.01％未満では効果が少なく、又
0.07％を越えて添加しても効果が飽和するばかり
でなく、靭性が低下するので0.01％〜0.07％とす
る。 更にTiとＮは一定の比率で含有するよう制御
することが重要である。すなわちTi／Ｎの比が
1.0未満では結晶粒粗大化防止効果が十分でなく、
また一方3.4を越えると低温で析出するTiCの量
が増えて靭性を損なうので1.0〜3.4とする。 Cr、Moは固溶強化、および焼入れ性向上のた
め１種もしくは２種を添加する。Moは特に焼入
れ性が必要な場合に添加する。Crは0.35％以上、
Moは0.15％以上でその効果を発揮するが、1.20
％を超えたCr、0.30％を超えたMoの添加は靭性
を低下させる。 上記の如く限定した成分を有する鋼を連続鋳造
法により製造する場合の凝固を条件が、結晶粒の
粗大化防止に重要な役割を果たすtiの析出物を微
細な状態に保つ上で極めて重量であり、凝固点か
ら1000℃の温度範囲を20℃／min以上の冷却速度
となるような条件下で凝固冷却させることが肝要
である。 更にこのようにして得られた連続鋳造鋳片は分
塊圧延を行うことなく製品である棒鋼、線材に圧
延することが必要で、製品圧延工程の前に分塊圧
延を行うと、十分な結晶粒粗大化防止効果が得ら
れないので避けなければならない。 尚被削性を向上せしめる必要がある場合、良く
知られている被削性向上元素であるＳ、Pb、Bi、
Ca等を添加しても何等本発明の効能は損なわれ
ない。 実施例 以下に本発明の実施例を挙げて更に詳しく本発
明を説明する。 実施例 １ 第１表に示す化学成分を有する鋼を転炉で溶製
し、8t鋼塊（凝固後1000℃までの平均冷却速度４
℃／min）、350×560mm断面の連鋳片（同９℃／
min）、及び160×160mm断面連鋳片（同45℃／
min）に鋳造し冷却した。 8t鋼塊および350×560mmの連鋳片は160×160mm
の鋼片に熱間で分塊圧延後、直径32mmの棒鋼に圧
延した。 又160×160mmの連鋳片の一つは120×120mmの鋳
片に熱間で圧延冷却後、他方は分塊圧延すること
なく直ちに直径32mmの棒鋼に圧延した。 これらの直径32mmの棒鋼は焼鈍、冷間鋳造の工
程により傘歯車の素型材に成型し、焼準度、切削
加工を行い、1050℃で真空浸炭を行つた。この歯
車を軸方向に切断し、顕微鏡観察により結晶粒の
粗大化の有無を調査した。 その結果を第２表に示すごとく本発明方法によ
る歯車は結晶粒の粗大化が認められなかつた。 実施例 ２ 第３表に示す化学成分を有する鋼を転炉で溶製
し、200×200mm断面の連鋳片（凝固後1000℃まで
の平均冷却速度31℃／min）、及び160×160mm断
面の連鋳片に（同47℃／min）鋳造冷却した。
200×200mmの連鋳片の一つは160×160mmの鋼片に
熱間で分塊圧延後、他方は分塊圧延することなく
直ちに直径75mmの棒鋼に圧延した。 一方160×160mmの連鋳片は分塊圧延することな
く直ちに直径75mmの棒鋼に圧延した。 これらの直径75mmの棒鋼を熱間鍛造により平歯
車の素型材に成型加工後、焼準、歯切り切削の工
程を経た後、1050℃で浸炭熱処理、焼入を行つ
た。この歯車を切断後顕微鏡により結晶粒の粗大
化を調査した。 結果を第４表に示すごとく本発明による肌焼鋼
を用いた歯車には結晶粒の粗大化は認められなか
つた。
しても、混粒あるいは、異常粗大粒と称される結
晶粒の粗大化が生じない肌焼鋼の製造方法に関す
るものである。 自動車、産業機械等に使用されている歯車類
は、機械構造用肌焼鋼の棒鋼、線材を用い、鍛
造、切削加工、種々の熱処理を経て最後に浸炭熱
処理を行つて製造されている。この浸炭のための
熱処理は、数時間以上に及ぶ長時間を要する熱処
理であり、極めてエネルギーを消費する熱処理で
ある。 本発明は浸炭熱処理の時間を短縮するため浸炭
熱処理の温度を上げても結晶粒の粗大化が生じな
い肌焼鋼の製造方法に関するものである。 従来の技術 肌焼鋼の浸炭熱処理時間を短縮するため浸炭熱
処理の温度を高くすることが有効であるが、浸炭
熱処理の温度を高めることにより、結晶粒の粗大
化が生じ、焼き歪の増大、浸炭部品の靭性の劣化
等をもたらすため、浸炭熱処理の温度を高めるこ
とができなかつた。この結晶の粗大化を防止する
ためAl、Ｖ、Nb、Ti等を添加し、圧延の条件、
熱処理の条件等を組合わせることにより、結晶粒
の粗大化を防止する技術が多数提案されてきてい
る（例えば、特開昭61−166922号、特開昭61−
133366号、特開昭60−208413号、特開昭58−
52424号）。 発明が解決しようとする問題点 しかし、上述のような複雑な歯車の製造工程下
で安定して結晶粒の粗大化を防止する点で未だ満
足すべき技術は確立されていないというのが実状
である。 問題点を解決するための手段 本発明は上記の問題を解決した安定した結晶粒
粗大化防止効果が得られる肌焼鋼の製造方法を提
供するものである。 すなわち、Ｃ：0.13−0.23％、Si：0.15−0.35
％、Mn：0.60−1.50％、Al：0.02−0.100％、
Ｎ：0.0030−0.0200％、Ti：0.01−0.07％で且つ
Ti／Ｎ：1.0／3.4、さらにCr：0.35−1.20％、
Mo：0.15−0.30％の１種または２種を含有し、
残りがFeおよび不可避的不純物からなる機械構
造用肌焼鋼において、通常の方法で溶製した後、
連続鋳造により、凝固点から1000℃の温度範囲を
20℃／min.以上の冷却速度となるような条件で
鋳片に鋳造冷却し、その後分塊圧延を行なうこと
なく、直ちに棒鋼、線材に圧延することを特徴と
する浸炭処理時に結晶粒の粗大化を生じない肌焼
鋼の製造方法である。 本発明のポイントは、特定の範囲内に制限した
化学成分を有する肌焼鋼の溶鋼を鋳造する際、凝
固後の冷却速度を大きくとり且つその後分塊圧延
をすることなく棒鋼、線材に圧延することによ
り、その後の複雑、多岐に亘る、歯車製造工程下
で安定した結晶粒の粗大化防止効果が得られるこ
とを見出したことである。 作 用 本発明において鋼の成分を限定したのは次の理
由による。 Ｃは必要強度を得るために0.13％以上が必要で
あるが、浸炭後の部品の内部の靭性を確保するた
めに0.23％以下とする。 Siは強化および脱酸元素として働くが、0.40％
を超えると浸炭熱処理時に脱炭が大きくなるので
0.40％以下とする。 Mnは固溶強化、焼入れ性向上のため0.60％以
上を添加するが、1.50％を超えると靭性が低下す
る。 Alは脱酸および結晶粒の成長を抑制するため
必要であるが、0.020％未満ではその効果があが
らず又0.100％を越えるとアルミナ系非金属介在
物が急増するので0.020％〜0.100％とする。 Ｎは鋼中のAl、Tiと結びついてAlN、TiNと
なつて析出し結晶粒の粗大化を防止するため必要
で、0.0030％未満ではその効果があがらず、また
0.020％を越えて多量に含有せしめても効果が飽
和し経済的にも好ましくないので0.0030〜0.020
％とする。 Tiは鋼中Ｎと結びついて結晶粒成長を抑制す
るため必要で0.01％未満では効果が少なく、又
0.07％を越えて添加しても効果が飽和するばかり
でなく、靭性が低下するので0.01％〜0.07％とす
る。 更にTiとＮは一定の比率で含有するよう制御
することが重要である。すなわちTi／Ｎの比が
1.0未満では結晶粒粗大化防止効果が十分でなく、
また一方3.4を越えると低温で析出するTiCの量
が増えて靭性を損なうので1.0〜3.4とする。 Cr、Moは固溶強化、および焼入れ性向上のた
め１種もしくは２種を添加する。Moは特に焼入
れ性が必要な場合に添加する。Crは0.35％以上、
Moは0.15％以上でその効果を発揮するが、1.20
％を超えたCr、0.30％を超えたMoの添加は靭性
を低下させる。 上記の如く限定した成分を有する鋼を連続鋳造
法により製造する場合の凝固を条件が、結晶粒の
粗大化防止に重要な役割を果たすtiの析出物を微
細な状態に保つ上で極めて重量であり、凝固点か
ら1000℃の温度範囲を20℃／min以上の冷却速度
となるような条件下で凝固冷却させることが肝要
である。 更にこのようにして得られた連続鋳造鋳片は分
塊圧延を行うことなく製品である棒鋼、線材に圧
延することが必要で、製品圧延工程の前に分塊圧
延を行うと、十分な結晶粒粗大化防止効果が得ら
れないので避けなければならない。 尚被削性を向上せしめる必要がある場合、良く
知られている被削性向上元素であるＳ、Pb、Bi、
Ca等を添加しても何等本発明の効能は損なわれ
ない。 実施例 以下に本発明の実施例を挙げて更に詳しく本発
明を説明する。 実施例 １ 第１表に示す化学成分を有する鋼を転炉で溶製
し、8t鋼塊（凝固後1000℃までの平均冷却速度４
℃／min）、350×560mm断面の連鋳片（同９℃／
min）、及び160×160mm断面連鋳片（同45℃／
min）に鋳造し冷却した。 8t鋼塊および350×560mmの連鋳片は160×160mm
の鋼片に熱間で分塊圧延後、直径32mmの棒鋼に圧
延した。 又160×160mmの連鋳片の一つは120×120mmの鋳
片に熱間で圧延冷却後、他方は分塊圧延すること
なく直ちに直径32mmの棒鋼に圧延した。 これらの直径32mmの棒鋼は焼鈍、冷間鋳造の工
程により傘歯車の素型材に成型し、焼準度、切削
加工を行い、1050℃で真空浸炭を行つた。この歯
車を軸方向に切断し、顕微鏡観察により結晶粒の
粗大化の有無を調査した。 その結果を第２表に示すごとく本発明方法によ
る歯車は結晶粒の粗大化が認められなかつた。 実施例 ２ 第３表に示す化学成分を有する鋼を転炉で溶製
し、200×200mm断面の連鋳片（凝固後1000℃まで
の平均冷却速度31℃／min）、及び160×160mm断
面の連鋳片に（同47℃／min）鋳造冷却した。
200×200mmの連鋳片の一つは160×160mmの鋼片に
熱間で分塊圧延後、他方は分塊圧延することなく
直ちに直径75mmの棒鋼に圧延した。 一方160×160mmの連鋳片は分塊圧延することな
く直ちに直径75mmの棒鋼に圧延した。 これらの直径75mmの棒鋼を熱間鍛造により平歯
車の素型材に成型加工後、焼準、歯切り切削の工
程を経た後、1050℃で浸炭熱処理、焼入を行つ
た。この歯車を切断後顕微鏡により結晶粒の粗大
化を調査した。 結果を第４表に示すごとく本発明による肌焼鋼
を用いた歯車には結晶粒の粗大化は認められなか
つた。
【表】
【表】
【表】
【表】
発明の効果
以上述べた如く、特定の範囲にAl、Ｎ、Ti、
Ti／Ｎを調節し凝固後の冷却条件、およびその
後の製造条件を制御することにより、極めて高い
温度範囲での浸炭熱処理を行つても結晶粒の粗大
化が生じない。
Ti／Ｎを調節し凝固後の冷却条件、およびその
後の製造条件を制御することにより、極めて高い
温度範囲での浸炭熱処理を行つても結晶粒の粗大
化が生じない。
Claims (1)
- １ Ｃ：0.13−0.23％、Si：0.40％以下、Mn：
0.60−1.50％、Al：0.02−0.100％、Ｎ：0.0030−
0.0200％、Ti：0.01−0.07％で且つTi／Ｎ：1.0−
3.4、さらにCr：0.35−1.20％、Mo：0.15−0.30％
の１種または２種を含有し、残りがFeおよび不
可避的不純物からなる機械構造用肌焼鋼におい
て、通常の方法で溶製した後、連続鋳造により、
凝固点から1000℃の温度範囲を20℃／min.以上
の冷却速度となるような条件で鋳片に鋳造冷却
し、その後分塊圧延を行なうことなく、直ちに棒
鋼、線材に圧延することを特徴とする浸炭熱処理
時に結晶粒の粗大化を生じない肌焼鋼の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30830686A JPS63162812A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 肌焼鋼の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30830686A JPS63162812A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 肌焼鋼の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63162812A JPS63162812A (ja) | 1988-07-06 |
| JPH0568528B2 true JPH0568528B2 (ja) | 1993-09-29 |
Family
ID=17979462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30830686A Granted JPS63162812A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 肌焼鋼の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63162812A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0638987U (ja) * | 1992-11-05 | 1994-05-24 | デンケンエンジニアリング株式会社 | 介護老人用肛門洗浄装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2926725B2 (ja) * | 1988-11-28 | 1999-07-28 | 大同特殊鋼株式会社 | 肌焼鋼製品の製造方法 |
| JPH0726151B2 (ja) * | 1989-10-06 | 1995-03-22 | 新日本製鐵株式会社 | 肌焼鋼の製造方法 |
| JPH0791579B2 (ja) * | 1991-05-28 | 1995-10-04 | 新日本製鐵株式会社 | 浸炭熱処理時に結晶粒が粗大化しない肌焼鋼の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6033311A (ja) * | 1983-07-29 | 1985-02-20 | Kawasaki Steel Corp | 大入熱溶接特性に優れた鋼材の製造方法 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP30830686A patent/JPS63162812A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0638987U (ja) * | 1992-11-05 | 1994-05-24 | デンケンエンジニアリング株式会社 | 介護老人用肛門洗浄装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63162812A (ja) | 1988-07-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |