JPH11193454A - 耐摩耗部品及びその製造方法 - Google Patents
耐摩耗部品及びその製造方法Info
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- JPH11193454A JPH11193454A JP36685797A JP36685797A JPH11193454A JP H11193454 A JPH11193454 A JP H11193454A JP 36685797 A JP36685797 A JP 36685797A JP 36685797 A JP36685797 A JP 36685797A JP H11193454 A JPH11193454 A JP H11193454A
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温で使用でき軽量で安価な耐摩耗部品及び
その製造法。 【解決手段】 少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃ
ｒ：９．５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗ
ｔ％を含むマルテンサイト系クロムステンレス鋼からな
る部材をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５以上の硬
さに焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻しして２次
硬化させる。また、該部材をアルミニューム合金鋳造に
より肉付けして耐摩耗部品を形成させる。
その製造法。 【解決手段】 少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃ
ｒ：９．５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗ
ｔ％を含むマルテンサイト系クロムステンレス鋼からな
る部材をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５以上の硬
さに焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻しして２次
硬化させる。また、該部材をアルミニューム合金鋳造に
より肉付けして耐摩耗部品を形成させる。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールねじナット
やスライドレールのスライダなどのように耐摩耗面を焼
入硬化させた複雑な形状の耐摩耗部品の製造方法に関す
るものである。
やスライドレールのスライダなどのように耐摩耗面を焼
入硬化させた複雑な形状の耐摩耗部品の製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】機械部品としては、ベアリングの軌道面
やスライドテーブルの摺動面などを焼入硬化して耐摩耗
性を向上した部品が多く使用されている。その製造方法
としては、鋼材から機械加工により削りだしたり、熱
間、温間あるいは冷間加工した部材から機械加工する方
法が多く採られている。このような耐摩耗部品の焼入面
の硬さは高いほど望ましく、少なくもＨＲＣ５５以上の
硬さが要求される。かかる用途には従来から軸受鋼が多
く使用されている。
やスライドテーブルの摺動面などを焼入硬化して耐摩耗
性を向上した部品が多く使用されている。その製造方法
としては、鋼材から機械加工により削りだしたり、熱
間、温間あるいは冷間加工した部材から機械加工する方
法が多く採られている。このような耐摩耗部品の焼入面
の硬さは高いほど望ましく、少なくもＨＲＣ５５以上の
硬さが要求される。かかる用途には従来から軸受鋼が多
く使用されている。
【０００３】しかしながら、これらの部品が単純な形状
の場合には、容易に一体の材料から切削加工などにより
成形して製造されるが、複雑な形状、例えばボールねじ
ナットのような部品は、内径の軌道面は耐摩耗性を要す
るために高い硬さを必要とする一方、外周部には鋼球の
循環路を設けるため複雑な形状になる。これを製造する
ために丸棒の棒鋼から切削加工により成形し熱処理する
ことは大変な工数がかかりコストが高くなる。また全体
を鋼材で作ると重量も大きくなり、動体部品などの場合
は慣性が大きくなって動きのレスポンスに欠けるという
問題点もある。そこで本発明では、所定硬さに焼入れし
た部材の外周をアルミニュームダイカストで肉付けして
複雑な形状を形成させることにより、機械加工を減じて
軽量で安価な耐摩耗部品の製造を図った。
の場合には、容易に一体の材料から切削加工などにより
成形して製造されるが、複雑な形状、例えばボールねじ
ナットのような部品は、内径の軌道面は耐摩耗性を要す
るために高い硬さを必要とする一方、外周部には鋼球の
循環路を設けるため複雑な形状になる。これを製造する
ために丸棒の棒鋼から切削加工により成形し熱処理する
ことは大変な工数がかかりコストが高くなる。また全体
を鋼材で作ると重量も大きくなり、動体部品などの場合
は慣性が大きくなって動きのレスポンスに欠けるという
問題点もある。そこで本発明では、所定硬さに焼入れし
た部材の外周をアルミニュームダイカストで肉付けして
複雑な形状を形成させることにより、機械加工を減じて
軽量で安価な耐摩耗部品の製造を図った。
【０００４】一方、前記従来から広く使用されている軸
受鋼は、通常２００℃以下の温度で焼戻しして使用さ
れ、焼戻し温度が２００℃を超えると急激に硬さが下が
る。従って、このような温度で焼入・焼戻した軸受鋼を
アルミニュームダイカストで肉付けすると、もとの焼戻
温度より高いダイカスト鋳造時の温度で焼戻しされて硬
さが低下し所要硬さを得ることができなかった。これに
対し、高合金鋼、例えばＪＩＳ．ＳＫＤ１１などの高炭
素高クロム工具鋼などを使用すればダイカスト鋳造時の
温度による硬さの低下は防止できるが、かかる鋼材は高
価であるためコストが増し、また入手が容易でないとい
う問題点がある。
受鋼は、通常２００℃以下の温度で焼戻しして使用さ
れ、焼戻し温度が２００℃を超えると急激に硬さが下が
る。従って、このような温度で焼入・焼戻した軸受鋼を
アルミニュームダイカストで肉付けすると、もとの焼戻
温度より高いダイカスト鋳造時の温度で焼戻しされて硬
さが低下し所要硬さを得ることができなかった。これに
対し、高合金鋼、例えばＪＩＳ．ＳＫＤ１１などの高炭
素高クロム工具鋼などを使用すればダイカスト鋳造時の
温度による硬さの低下は防止できるが、かかる鋼材は高
価であるためコストが増し、また入手が容易でないとい
う問題点がある。
【０００５】そこで本発明は、安価なマルテンサイト系
クロムステンレス鋼をプラズマ浸炭焼入れすると浸炭層
に通常のガス浸炭などで得られない高い炭素量が得られ
て、プラズマ浸炭焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼
戻しすると２次硬化することに着目し、安価な耐摩耗部
品及びその製造法を提供することを目的としたものであ
る。また、前記処理したステンレス鋼はアルミニューム
ダイカスト時の鋳造温度でも軟化しないことに着目し、
これをアルミニュームダイカストで肉付けして複雑な形
状を形成させ、焼入れ面にＨＲＣ５８以上の硬さを有す
る軽量で安価な耐摩耗部品及びその製造法を提供するこ
とを目的とする。
クロムステンレス鋼をプラズマ浸炭焼入れすると浸炭層
に通常のガス浸炭などで得られない高い炭素量が得られ
て、プラズマ浸炭焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼
戻しすると２次硬化することに着目し、安価な耐摩耗部
品及びその製造法を提供することを目的としたものであ
る。また、前記処理したステンレス鋼はアルミニューム
ダイカスト時の鋳造温度でも軟化しないことに着目し、
これをアルミニュームダイカストで肉付けして複雑な形
状を形成させ、焼入れ面にＨＲＣ５８以上の硬さを有す
る軽量で安価な耐摩耗部品及びその製造法を提供するこ
とを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の耐摩耗部品及びその製造方法は、少なくも
Ｃ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃｒ：９．５〜１３．０ｗ
ｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗｔ％を含むマルテンサイ
ト系クロムステンレス鋼からなる部材をプラズマ浸炭焼
入れによりＨＲＣ５５以上の硬さに焼入れした後４３０
℃〜５７０℃で焼戻しして２次硬化させてなることを特
徴とするものである。
に、本発明の耐摩耗部品及びその製造方法は、少なくも
Ｃ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃｒ：９．５〜１３．０ｗ
ｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗｔ％を含むマルテンサイ
ト系クロムステンレス鋼からなる部材をプラズマ浸炭焼
入れによりＨＲＣ５５以上の硬さに焼入れした後４３０
℃〜５７０℃で焼戻しして２次硬化させてなることを特
徴とするものである。
【０００７】従来、耐摩耗部品に広く使用されている焼
入・焼戻しされた軸受鋼（ＪＩＳ．ＳＵＪ）では２００
℃以上に加熱されると硬さが低下するために高温での使
用ができないという問題点がある。これに対して、上記
マルテンサイト系クロムステンレス鋼をプラズマ浸炭焼
入れした浸炭焼入層は４３０〜５７０℃の焼戻しにより
２次硬化して硬さが上昇する。従って本発明の処理を行
った耐摩耗部品は高温で使用される耐摩耗部材にも硬さ
の低下がなく使用できる。この焼入層の焼戻硬化は焼入
時に残留する残留オーステナイトの相変化と固溶合金の
析出によるものである。また、プラズマ浸炭焼入れよれ
ば、浸炭層にガス浸炭で得られない２％以上の高い炭素
量が得られ、短時間で浸炭が終了するので熱処理変形が
少なく研削などの取代が減じて加工工数を低減できると
いう利点がある。
入・焼戻しされた軸受鋼（ＪＩＳ．ＳＵＪ）では２００
℃以上に加熱されると硬さが低下するために高温での使
用ができないという問題点がある。これに対して、上記
マルテンサイト系クロムステンレス鋼をプラズマ浸炭焼
入れした浸炭焼入層は４３０〜５７０℃の焼戻しにより
２次硬化して硬さが上昇する。従って本発明の処理を行
った耐摩耗部品は高温で使用される耐摩耗部材にも硬さ
の低下がなく使用できる。この焼入層の焼戻硬化は焼入
時に残留する残留オーステナイトの相変化と固溶合金の
析出によるものである。また、プラズマ浸炭焼入れよれ
ば、浸炭層にガス浸炭で得られない２％以上の高い炭素
量が得られ、短時間で浸炭が終了するので熱処理変形が
少なく研削などの取代が減じて加工工数を低減できると
いう利点がある。
【０００８】従来、本発明のようにステンレス鋼をプラ
ズマ浸炭して使用する例はない。ここで、前記マルテン
サイト系クロムステンレス鋼の成分をＣ：０．４〜０．
６ｗｔ％とするのは、Ｃがこれより低すぎるとプラズマ
浸炭の時間がかかり過ぎることと、かつ母材の強度が低
くなり浸炭層の亀裂や剥離が生じやすいからである。ま
た、Ｃがこれより高すぎると浸炭層のみでなく内部まで
硬さが増して全体の対衝撃性が低下することと、材料が
高価になりコストがアップするからである。
ズマ浸炭して使用する例はない。ここで、前記マルテン
サイト系クロムステンレス鋼の成分をＣ：０．４〜０．
６ｗｔ％とするのは、Ｃがこれより低すぎるとプラズマ
浸炭の時間がかかり過ぎることと、かつ母材の強度が低
くなり浸炭層の亀裂や剥離が生じやすいからである。ま
た、Ｃがこれより高すぎると浸炭層のみでなく内部まで
硬さが増して全体の対衝撃性が低下することと、材料が
高価になりコストがアップするからである。
【０００９】前記成分をＣｒ：９．５〜１３．０ｗｔ
％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗｔ％とするのは、焼戻しに
よる２次硬化のために必要な合金量として広く知られて
いるところであり、２次硬化の焼戻し硬さを得易くする
ためである。上記の本発明のマルテンサイト系クロムス
テンレス鋼は、ＡＩＳＩ４４０Ｃなどのさらに高炭素・
高合金のステンレス鋼に比し機械加工が容易で安価に入
手できる。
％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗｔ％とするのは、焼戻しに
よる２次硬化のために必要な合金量として広く知られて
いるところであり、２次硬化の焼戻し硬さを得易くする
ためである。上記の本発明のマルテンサイト系クロムス
テンレス鋼は、ＡＩＳＩ４４０Ｃなどのさらに高炭素・
高合金のステンレス鋼に比し機械加工が容易で安価に入
手できる。
【００１０】プラズマ浸炭層の炭素濃度は２％前後の高
い炭素量が得られるので、焼入れの際には残留オーステ
ナイトにより硬さがあまり高くならない場合がある。こ
こで最初の焼入硬さをＨＲＣ５５以上とするのは、この
化学成分でプラズマ浸炭したものは最初の焼入硬さがＨ
ＲＣ５５以上あれば、４３０〜５７０℃の焼戻しにより
残留オーステナイトが相変化してマルテンサイト化し、
析出硬化とともに焼戻し後にＨＲＣ５８以上の所用硬さ
が確実に得られるからである。
い炭素量が得られるので、焼入れの際には残留オーステ
ナイトにより硬さがあまり高くならない場合がある。こ
こで最初の焼入硬さをＨＲＣ５５以上とするのは、この
化学成分でプラズマ浸炭したものは最初の焼入硬さがＨ
ＲＣ５５以上あれば、４３０〜５７０℃の焼戻しにより
残留オーステナイトが相変化してマルテンサイト化し、
析出硬化とともに焼戻し後にＨＲＣ５８以上の所用硬さ
が確実に得られるからである。
【００１１】また、本発明の耐摩耗部品及びその製造方
法は、少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃｒ：９．
５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗｔ％を含
むマルテンサイト系クロムステンレス鋼からなる部材の
所定面をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５以上の硬
さに焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻しして２次
硬化させ、該部材をアルミニューム合金鋳造により肉付
けして形成したことを特徴とするものである。
法は、少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃｒ：９．
５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗｔ％を含
むマルテンサイト系クロムステンレス鋼からなる部材の
所定面をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５以上の硬
さに焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻しして２次
硬化させ、該部材をアルミニューム合金鋳造により肉付
けして形成したことを特徴とするものである。
【００１２】即ち、本発明によれば耐摩耗を要する部分
は焼入硬化させた単純な形状の鋼材を使用して形成さ
せ、複雑な形状で耐摩耗性を要しない部分はアルミニュ
ーム合金鋳造により肉付けして形成することで、軽量で
安価な耐摩耗部材を提供しようとするものである。
は焼入硬化させた単純な形状の鋼材を使用して形成さ
せ、複雑な形状で耐摩耗性を要しない部分はアルミニュ
ーム合金鋳造により肉付けして形成することで、軽量で
安価な耐摩耗部材を提供しようとするものである。
【００１３】この様に耐摩耗性を要しない部分をアルミ
ニューム合金鋳造により肉付けして形成すれば、一体む
くの鋼材から削り出して成型するのに比し容易に複雑な
形状が得られて加工工数を大幅に低減できる。また、少
量生産の場合にも近似の型を使用してアルミニューム合
金によりニヤネットシェイプに成形してアルミニューム
合金の部分を機械加工すれば鋼材の加工より容易で加工
工数が少なくて済む。なお、アルミニューム合金鋳造と
してはダイカスト鋳造やグラビティ鋳造など種々の鋳造
方法が利用できる。
ニューム合金鋳造により肉付けして形成すれば、一体む
くの鋼材から削り出して成型するのに比し容易に複雑な
形状が得られて加工工数を大幅に低減できる。また、少
量生産の場合にも近似の型を使用してアルミニューム合
金によりニヤネットシェイプに成形してアルミニューム
合金の部分を機械加工すれば鋼材の加工より容易で加工
工数が少なくて済む。なお、アルミニューム合金鋳造と
してはダイカスト鋳造やグラビティ鋳造など種々の鋳造
方法が利用できる。
【００１４】しかし、従来の焼入・焼戻しした軸受鋼で
は、アルミニューム合金鋳造により肉付けする際に鋳造
時の温度で軸受鋼が軟化するために所定のＨＲＣ５８以
上の硬さが得られなかった。そこで、本発明は前記ステ
ンレス鋼のプラズマ浸炭した浸炭層が４３０〜５７０℃
の加熱により２次硬化して硬さが上昇することに着目し
た。即ち、このような温度で焼戻ししておけば、鋳造時
の温度では軟化することなく所定のＨＲＣ５８以上の硬
さが得られるので、上記アルミニューム合金の肉付けに
よる軽量化とコスト低減が容易にできる。なお、アルミ
ニューム合金の鋳造温度は通常５７０℃の焼戻温度より
も高いが、溶湯の凝固時間は短時間であるので４３０〜
５７０℃で焼戻しした前記ステンレスが鋳造時に軟化す
ることはない。また、この用途に焼戻し軟化の少ないダ
イス鋼の使用も可能であるが、高価で管材などの入手が
困難である。これに対し、本ステンレス鋼は安価に入手
できる利点がある。
は、アルミニューム合金鋳造により肉付けする際に鋳造
時の温度で軸受鋼が軟化するために所定のＨＲＣ５８以
上の硬さが得られなかった。そこで、本発明は前記ステ
ンレス鋼のプラズマ浸炭した浸炭層が４３０〜５７０℃
の加熱により２次硬化して硬さが上昇することに着目し
た。即ち、このような温度で焼戻ししておけば、鋳造時
の温度では軟化することなく所定のＨＲＣ５８以上の硬
さが得られるので、上記アルミニューム合金の肉付けに
よる軽量化とコスト低減が容易にできる。なお、アルミ
ニューム合金の鋳造温度は通常５７０℃の焼戻温度より
も高いが、溶湯の凝固時間は短時間であるので４３０〜
５７０℃で焼戻しした前記ステンレスが鋳造時に軟化す
ることはない。また、この用途に焼戻し軟化の少ないダ
イス鋼の使用も可能であるが、高価で管材などの入手が
困難である。これに対し、本ステンレス鋼は安価に入手
できる利点がある。
【００１５】また、本発明の軸受部品及びその製造方法
は、少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃｒ：９．５
〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗｔ％を含む
マルテンサイト系クロムステンレス鋼の鋼管の内径の所
定面をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５以上の硬さ
に焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻しして２次硬
化させ、該鋼管の外周をアルミニューム合金鋳造により
鋳ぐるんで形成したことを特徴とするものである。
は、少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃｒ：９．５
〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗｔ％を含む
マルテンサイト系クロムステンレス鋼の鋼管の内径の所
定面をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５以上の硬さ
に焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻しして２次硬
化させ、該鋼管の外周をアルミニューム合金鋳造により
鋳ぐるんで形成したことを特徴とするものである。
【００１６】例えばボールねじナットのような軸受部品
は、内径に螺旋溝の転動面を有する円筒の外周部に鋼球
循環路などの複雑な形状を備えている。本発明は、この
鋼球転動面の耐摩耗性が要求される内径部を前記マルテ
ンサイト系クロムステンレス鋼の鋼管で製作することに
より丸棒鋼から削り出す従来方法に比して内径の孔明け
加工が省略でき、その外周をアルミニューム合金鋳造で
鋳ぐるんで形成することにより複雑な形状が安価容易に
形成できる。また、このような構成にすることにより軽
量化されるので、移動体などに使用する場合に慣性を小
さくし動きのレスポンスが早くなる利点がある。従来の
軸受鋼ではこのような鋳ぐるむことは硬さが低下してで
きなかった。
は、内径に螺旋溝の転動面を有する円筒の外周部に鋼球
循環路などの複雑な形状を備えている。本発明は、この
鋼球転動面の耐摩耗性が要求される内径部を前記マルテ
ンサイト系クロムステンレス鋼の鋼管で製作することに
より丸棒鋼から削り出す従来方法に比して内径の孔明け
加工が省略でき、その外周をアルミニューム合金鋳造で
鋳ぐるんで形成することにより複雑な形状が安価容易に
形成できる。また、このような構成にすることにより軽
量化されるので、移動体などに使用する場合に慣性を小
さくし動きのレスポンスが早くなる利点がある。従来の
軸受鋼ではこのような鋳ぐるむことは硬さが低下してで
きなかった。
【００１７】上記アルミニューム合金鋳造後の焼入れ面
の硬さは、対摩耗性のためには高いほど望ましく、転が
り軸受などに使用される場合少なくもＨＲＣ５８以上の
硬さに保持されることが望ましいが、本発明の耐摩耗部
品はこの要請に十分応えられるものである。
の硬さは、対摩耗性のためには高いほど望ましく、転が
り軸受などに使用される場合少なくもＨＲＣ５８以上の
硬さに保持されることが望ましいが、本発明の耐摩耗部
品はこの要請に十分応えられるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の１実施形態につい
てを具体的に説明する。図１は耐摩耗部材の一つとして
軸受部材の本発明の製造工程と従来工程とを対比した
図、図２は本発明の１実施形態の成品形状の概略を示す
断面図である。
てを具体的に説明する。図１は耐摩耗部材の一つとして
軸受部材の本発明の製造工程と従来工程とを対比した
図、図２は本発明の１実施形態の成品形状の概略を示す
断面図である。
【００１９】図２に示す成品のボールねじナットは、ね
じ軸１の螺旋溝を転動する鋼球２が外筒３及び４の一端
の鋼球循環孔６及び７を通って他端の鋼球循環孔６´か
ら螺旋溝に帰るようになっている。鋼球循環孔７の外側
ははカバー材５でカバーされている。
じ軸１の螺旋溝を転動する鋼球２が外筒３及び４の一端
の鋼球循環孔６及び７を通って他端の鋼球循環孔６´か
ら螺旋溝に帰るようになっている。鋼球循環孔７の外側
ははカバー材５でカバーされている。
【００２０】従来は、図２の内筒３及び外筒４は一体の
鋼材から切削加工により成形された。即ち、図１の従来
の製造工程に示すように、まず素材の棒鋼を所定長さに
切断した後孔明けして管状に加工し外周部の形状を機械
加工により成型した。その後、所要部をガス浸炭焼入れ
し内径研削して成品とされた。しかし、外周部は鋼球循
環孔などがあり形状が複雑で機械加工が困難であった。
かつ、全体を鋼材で製作することにより重量が増し、さ
らに軽量化の要請があった。
鋼材から切削加工により成形された。即ち、図１の従来
の製造工程に示すように、まず素材の棒鋼を所定長さに
切断した後孔明けして管状に加工し外周部の形状を機械
加工により成型した。その後、所要部をガス浸炭焼入れ
し内径研削して成品とされた。しかし、外周部は鋼球循
環孔などがあり形状が複雑で機械加工が困難であった。
かつ、全体を鋼材で製作することにより重量が増し、さ
らに軽量化の要請があった。
【００２１】これに対し、本発明の方法は、図２の内筒
３及び外筒４を分離し、鋼球２が転動する耐摩耗性を要
する内筒３を鋼管で製作し、耐摩耗性を要しない複雑な
形状の外筒４をアルミニュームダイカストにより肉付け
して成形したものである。即ち、本実施形態ではアルミ
ニューム合金鋳造の方法としてダイカストにより、図１
の製造工程に示すように、素材の鋼管の外径を旋削加工
した後、所定長さに切断して所要部をプラズマ浸炭焼入
・焼戻しした後、その外周をアルミニュームダイカスト
により鋳ぐるんで成形した。その後内径研削して成品と
された。これにより、内筒は加工が簡単で高い耐摩耗性
が得られ、外筒部は機械加工部分が大幅に減ると共に、
アルミニューム合金は鋼より加工が容易で軽いため大幅
に加工工数を減してコストを低減するとともに大幅な軽
量化が達成できた。
３及び外筒４を分離し、鋼球２が転動する耐摩耗性を要
する内筒３を鋼管で製作し、耐摩耗性を要しない複雑な
形状の外筒４をアルミニュームダイカストにより肉付け
して成形したものである。即ち、本実施形態ではアルミ
ニューム合金鋳造の方法としてダイカストにより、図１
の製造工程に示すように、素材の鋼管の外径を旋削加工
した後、所定長さに切断して所要部をプラズマ浸炭焼入
・焼戻しした後、その外周をアルミニュームダイカスト
により鋳ぐるんで成形した。その後内径研削して成品と
された。これにより、内筒は加工が簡単で高い耐摩耗性
が得られ、外筒部は機械加工部分が大幅に減ると共に、
アルミニューム合金は鋼より加工が容易で軽いため大幅
に加工工数を減してコストを低減するとともに大幅な軽
量化が達成できた。
【００２２】本実施形態の内筒３の材料の１例として表
１に示すマルテンサイト系ステンレス鋼のプラズマ浸炭
焼入れした焼入層の熱処理特性を図３に示す。
１に示すマルテンサイト系ステンレス鋼のプラズマ浸炭
焼入れした焼入層の熱処理特性を図３に示す。
【００２３】
【表１】
【００２４】図に示すように、上記ステンレス鋼をプラ
ズマ浸炭しないで真空焼入れした場合の焼入層の硬さ
は、焼入れのままでＨｖ７００〜７５０（ＨＲＣ６０〜
６２）であるが、焼戻温度が増すと軟化して２５０℃を
超えるとＨｖ６８０（ＨＲＣ５４）まで低下する。５０
０℃近傍でやや硬さが上昇してようやくＨｖ６００（Ｈ
ＲＣ５５）が得られるが、５００℃を超えると急激に硬
さは低下して不安定であり所用硬さのＨＲＣ５８以上の
硬さを得ることはできない。
ズマ浸炭しないで真空焼入れした場合の焼入層の硬さ
は、焼入れのままでＨｖ７００〜７５０（ＨＲＣ６０〜
６２）であるが、焼戻温度が増すと軟化して２５０℃を
超えるとＨｖ６８０（ＨＲＣ５４）まで低下する。５０
０℃近傍でやや硬さが上昇してようやくＨｖ６００（Ｈ
ＲＣ５５）が得られるが、５００℃を超えると急激に硬
さは低下して不安定であり所用硬さのＨＲＣ５８以上の
硬さを得ることはできない。
【００２５】これに対し、本発明のプラズマ浸炭焼入れ
を行った焼入層の硬さは、焼入れのままでＨｖ７６０
（ＨＲＣ６２．５）程度になる。焼戻温度が増すとＨｖ
６２０（ＨＲＣ５６）に軟化するが、４３０℃を超える
と析出硬化してＨｖ７３０〜７４０（ＨＲＣ６１．５程
度）の高い硬さが得られる。焼戻温度が５７０℃を超え
ると再び硬さが低下するので、４３０℃〜５７０℃の焼
戻しが望ましい。即ち、プラズマ浸炭焼入後にこの温度
で焼戻しすれば、４３０℃以上の高い温度でも長時間使
用に耐える耐摩耗部品が得られる。また、ダイカスト用
アルミニューム合金のダイカスト鋳造温度は通常５７０
℃より高いが、凝固時間が短時間であるので上記温度で
焼戻ししたステンレス部材はアルミニュームダイカスト
の鋳ぐるみの際に軟化することがない。したがって、本
発明のマルテンサイト系ステンレス鋼をプラズマ浸炭焼
入れしてアルミニュームダイカストにより肉付けすれ
ば、内筒には転がり軸受として使用される所要硬さのＨ
ｖ６５０（ＨＲＣ５８）以上の硬さが得られることが分
かった。
を行った焼入層の硬さは、焼入れのままでＨｖ７６０
（ＨＲＣ６２．５）程度になる。焼戻温度が増すとＨｖ
６２０（ＨＲＣ５６）に軟化するが、４３０℃を超える
と析出硬化してＨｖ７３０〜７４０（ＨＲＣ６１．５程
度）の高い硬さが得られる。焼戻温度が５７０℃を超え
ると再び硬さが低下するので、４３０℃〜５７０℃の焼
戻しが望ましい。即ち、プラズマ浸炭焼入後にこの温度
で焼戻しすれば、４３０℃以上の高い温度でも長時間使
用に耐える耐摩耗部品が得られる。また、ダイカスト用
アルミニューム合金のダイカスト鋳造温度は通常５７０
℃より高いが、凝固時間が短時間であるので上記温度で
焼戻ししたステンレス部材はアルミニュームダイカスト
の鋳ぐるみの際に軟化することがない。したがって、本
発明のマルテンサイト系ステンレス鋼をプラズマ浸炭焼
入れしてアルミニュームダイカストにより肉付けすれ
ば、内筒には転がり軸受として使用される所要硬さのＨ
ｖ６５０（ＨＲＣ５８）以上の硬さが得られることが分
かった。
【００２６】なお、図４には省略したが、プラズマ浸炭
焼入時の硬さが残留オーステナイトのために低くてなっ
てもＨｖ６００（ＨＲＣ５５）以上あれば焼戻しにより
残留オーステナイトが相変化してＨＲＣ５８以上の２次
硬化硬さが得られることが判った。
焼入時の硬さが残留オーステナイトのために低くてなっ
てもＨｖ６００（ＨＲＣ５５）以上あれば焼戻しにより
残留オーステナイトが相変化してＨＲＣ５８以上の２次
硬化硬さが得られることが判った。
【００２７】
【実施例】実際の部品について下記の試験条件で試験し
た結果を以下に示す。 部品の形状寸法：図２に示す形状 内筒内径ｄ１： ２６ｍｍφ 内筒外径ｄ２： ３３ｍｍφ 外筒外径Ｄ：約 ６０ｍｍφ異形 長さＬ： ３０ｍｍ 内筒の鋼の材質： 表１に成分を示すマルテンサイト系
ステンレス鋼 製造工程： 図１に示すように鋼管を使用して加工
し、アルミニュームダイカストで鋳ぐるんだ。 熱処理条件： 図３に示すプラズマ浸炭焼入後、５５
０℃×２Ｈｒ焼戻し
た結果を以下に示す。 部品の形状寸法：図２に示す形状 内筒内径ｄ１： ２６ｍｍφ 内筒外径ｄ２： ３３ｍｍφ 外筒外径Ｄ：約 ６０ｍｍφ異形 長さＬ： ３０ｍｍ 内筒の鋼の材質： 表１に成分を示すマルテンサイト系
ステンレス鋼 製造工程： 図１に示すように鋼管を使用して加工
し、アルミニュームダイカストで鋳ぐるんだ。 熱処理条件： 図３に示すプラズマ浸炭焼入後、５５
０℃×２Ｈｒ焼戻し
【００２８】上記条件で試験した結果ダイカスト後に下
記のように非常に高い硬さの結果が得られた。 試験結果： 表面硬さ： Ｈｖ７３０（約ＨＲＣ６１．５） Ｈｖ６５０（ＨＲＣ５８）以上の焼入層深さ： ０．７
ｍｍ
記のように非常に高い硬さの結果が得られた。 試験結果： 表面硬さ： Ｈｖ７３０（約ＨＲＣ６１．５） Ｈｖ６５０（ＨＲＣ５８）以上の焼入層深さ： ０．７
ｍｍ
【００２９】以上説明したように本発明の耐摩耗部品の
製造方法によれば、少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ
％，Ｃｒ：９．５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜
１．０ｗｔ％を含むマルテンサイト系クロムステンレス
鋼をプラズマ浸炭焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼
戻しすると２次硬化して所要のＨＲＣ５８以上の硬さが
得られるので、かかる熱処理をすることにより従来の軸
受鋼では使用できなかった高温で使用できる耐摩耗部材
が安価に得られる。また、熱処理変形が少なく研削など
の取代が減じて加工工数を低減できる。
製造方法によれば、少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ
％，Ｃｒ：９．５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜
１．０ｗｔ％を含むマルテンサイト系クロムステンレス
鋼をプラズマ浸炭焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼
戻しすると２次硬化して所要のＨＲＣ５８以上の硬さが
得られるので、かかる熱処理をすることにより従来の軸
受鋼では使用できなかった高温で使用できる耐摩耗部材
が安価に得られる。また、熱処理変形が少なく研削など
の取代が減じて加工工数を低減できる。
【００３０】また、上記組成のマルテンサイト系クロム
ステンレス鋼を使用してプラズマ浸炭焼入・焼戻を行
い、その部材をアルミニュームダイカストなどのアルミ
ニューム合金鋳造で肉付け成形することにより、部材の
硬さがＨＲＣ５８以上を満足しながら複雑な形状で容積
の大きい部分がアルミニューム合金で成品近似形状に成
型されて機械加工工数が減じコストが低減されて軽量化
できる。
ステンレス鋼を使用してプラズマ浸炭焼入・焼戻を行
い、その部材をアルミニュームダイカストなどのアルミ
ニューム合金鋳造で肉付け成形することにより、部材の
硬さがＨＲＣ５８以上を満足しながら複雑な形状で容積
の大きい部分がアルミニューム合金で成品近似形状に成
型されて機械加工工数が減じコストが低減されて軽量化
できる。
【００３１】上記本実施例ではボールねじナットについ
て試験したが、本発明の製造方法はローラが転動したり
平面で摺動する耐摩耗部材にも適用でき、円筒形状の場
合はステンレス鋼管を使用することにより一層コスト低
減できるが、棒鋼材、平鋼材から削り出すことを排除す
るものではない。また、軸受部品としたが軸受部品に限
るものではなく、広く対摩耗部品に使用される。
て試験したが、本発明の製造方法はローラが転動したり
平面で摺動する耐摩耗部材にも適用でき、円筒形状の場
合はステンレス鋼管を使用することにより一層コスト低
減できるが、棒鋼材、平鋼材から削り出すことを排除す
るものではない。また、軸受部品としたが軸受部品に限
るものではなく、広く対摩耗部品に使用される。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の耐摩耗部
品及びその製造方法によれば、所定成分のマルテンサイ
系ステンレス鋼をプラズマ浸炭焼入・焼戻してアルミニ
ューム合金鋳造で肉付けすることにより、所要部に高い
硬さが得られて軽量化でき、かつ複雑な形状の部品でも
機械工数が低減できてコストの削減ができる。
品及びその製造方法によれば、所定成分のマルテンサイ
系ステンレス鋼をプラズマ浸炭焼入・焼戻してアルミニ
ューム合金鋳造で肉付けすることにより、所要部に高い
硬さが得られて軽量化でき、かつ複雑な形状の部品でも
機械工数が低減できてコストの削減ができる。
【図１】本発明の耐摩耗部品の製造工程と従来の製造工
程を比較した図である。
程を比較した図である。
【図２】本発明実施形態の耐摩耗部品の形状を示す断面
図である。
図である。
【図３】本発明の耐摩耗部品のプラズマ浸炭焼入・焼戻
し条件を示す図である。
し条件を示す図である。
【図４】本発明のマルテンサイト系ステンレス鋼をプラ
ズマ浸炭焼入れした焼入層の熱処理特性を示す図であ
る。
ズマ浸炭焼入れした焼入層の熱処理特性を示す図であ
る。
１ ねじ軸 ２ 鋼球 ３ 内筒 ４ 外筒 ５ カバー ６ 鋼球循環路 ６´ 鋼球循環路 ７ 鋼球循環路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 38/22 Ｃ２２Ｃ 38/22 (72)発明者 秋山 正稔 山形県東根市大字東根甲5600 株式会社ネ ツレン甲府内 (72)発明者 笹 勇 山形県東根市大字東根甲5600 株式会社ネ ツレン甲府内 (72)発明者 有島 利治 山口県厚狭郡山陽町山野井工業団地 株式 会社ネツレン甲府内
Claims (7)
- 【請求項１】 少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃ
ｒ：９．５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗ
ｔ％を含むマルテンサイト系クロムステンレス鋼からな
る部材をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５以上の硬
さに焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻しして２次
硬化させてなることを特徴とする耐摩耗部品。 - 【請求項２】 少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃ
ｒ：９．５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗ
ｔ％を含むマルテンサイト系クロムステンレス鋼からな
る部材の所定面をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５
以上の硬さに焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻し
して２次硬化させ、該部材をアルミニューム合金鋳造に
より肉付けして形成したことを特徴とする耐摩耗部品。 - 【請求項３】 少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃ
ｒ：９．５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗ
ｔ％を含むマルテンサイト系クロムステンレス鋼の鋼管
の内径の所定面をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５
以上の硬さに焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻し
して２次硬化させ、該鋼管の外周をアルミニューム合金
鋳造により鋳ぐるんで形成したことを特徴とする軸受部
品。 - 【請求項４】 前記アルミニューム合金鋳造後の焼入れ
面は少なくもＨＲＣ５８以上の硬さに保持されたことを
特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の耐摩耗部
品。 - 【請求項５】 少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃ
ｒ：９．５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗ
ｔ％を含むマルテンサイト系クロムステンレス鋼からな
る部材をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５以上の硬
さに焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻しして２次
硬化させてなることを特徴とする耐摩耗部品の製造方
法。 - 【請求項６】 少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃ
ｒ：９．５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗ
ｔ％を含むマルテンサイト系クロムステンレス鋼からな
る部材の所定面をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５
以上の硬さに焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻し
して２次硬化させ、該部材をアルミニューム合金鋳造に
より肉付けして形成したことを特徴とする耐摩耗部品の
製造方法。 - 【請求項７】 少なくもＣ：０．４〜０．６ｗｔ％，Ｃ
ｒ：９．５〜１３．０ｗｔ％，Ｍｏ：０．３〜１．０ｗ
ｔ％を含むマルテンサイト系クロムステンレス鋼の鋼管
の内径の所定面をプラズマ浸炭焼入れによりＨＲＣ５５
以上の硬さに焼入れした後４３０℃〜５７０℃で焼戻し
して２次硬化させ、該鋼管の外周をアルミニューム合金
鋳造により鋳ぐるんで形成したことを特徴とする軸受部
品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36685797A JP3844867B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 軸受部品及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36685797A JP3844867B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 軸受部品及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11193454A true JPH11193454A (ja) | 1999-07-21 |
| JP3844867B2 JP3844867B2 (ja) | 2006-11-15 |
Family
ID=18487858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36685797A Expired - Fee Related JP3844867B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 軸受部品及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3844867B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010105644A1 (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Ab Skf | Method of manufacturing a bearing ring |
| GB2519048B (en) * | 2012-08-15 | 2016-11-02 | Timken Co | Steel article having improved contact fatigue resistance and a method of making |
| CN114231701A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-25 | 吉林省齐智科技有限公司 | Xw-42模具钢非标准硬度热处理方法 |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP36685797A patent/JP3844867B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010105644A1 (en) * | 2009-03-19 | 2010-09-23 | Ab Skf | Method of manufacturing a bearing ring |
| CN102356168A (zh) * | 2009-03-19 | 2012-02-15 | Skf公司 | 制造轴承环的方法 |
| US9540705B2 (en) | 2009-03-19 | 2017-01-10 | Aktiebolaget Skf | Method of manufacturing a bearing ring |
| GB2519048B (en) * | 2012-08-15 | 2016-11-02 | Timken Co | Steel article having improved contact fatigue resistance and a method of making |
| US10087512B2 (en) | 2012-08-15 | 2018-10-02 | The Timken Company | Steel article having improved contact fatigue resistance and a method of making |
| CN114231701A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-25 | 吉林省齐智科技有限公司 | Xw-42模具钢非标准硬度热处理方法 |
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|---|---|
| JP3844867B2 (ja) | 2006-11-15 |
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