JPS5983746A - はだ焼鋼の製造法 - Google Patents
はだ焼鋼の製造法Info
- Publication number
- JPS5983746A JPS5983746A JP19249682A JP19249682A JPS5983746A JP S5983746 A JPS5983746 A JP S5983746A JP 19249682 A JP19249682 A JP 19249682A JP 19249682 A JP19249682 A JP 19249682A JP S5983746 A JPS5983746 A JP S5983746A
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- Japan
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- steel
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- cold working
- amount
- case hardening
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- Pending
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- Heat Treatment Of Sheet Steel (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】
本発明は、持に冷間鍛造等の冷間加工用に適したはだ焼
鋼に関するものである。
鋼に関するものである。
冷間加工は熱間加工に比較して材料屑の発生が少なく、
材料歩留りが向上するという利点を有しているだけでな
く、工程の自動化や高速化等によって生産コストの削減
が可能であり、加えて寸法精度の向」−や作業環境の改
善が実現できるなどの数多くの利点を有しているため、
冷間加工の採用は今後広まる傾向にあり、これに伴って
冷間加工技術は急速に発達してきてし）る。
材料歩留りが向上するという利点を有しているだけでな
く、工程の自動化や高速化等によって生産コストの削減
が可能であり、加えて寸法精度の向」−や作業環境の改
善が実現できるなどの数多くの利点を有しているため、
冷間加工の採用は今後広まる傾向にあり、これに伴って
冷間加工技術は急速に発達してきてし）る。
機械構造用鋼材を素材として機械構造用部品ｔコとえば
歯車などを製造するに際しては、歯車を転造や圧造等の
冷間加工によって形成しｔコ後、浸炭あるいは浸炭窒化
等の表面硬化処理を施して表面の耐摩耗性や疲労強度を
向上させるの力；普通である。この表面硬化処理を施す
場合、冷間力ロエ後の歯車素材をＡ、変態点以上のぢ−
−ステナイト温度領域でかつ浸炭あるいは浸炭窒化等の
表面硬イし処理雰囲気中で加熱保持するが、このとき、
少数のオーステナイト結晶粒が異常成長して鋼組織中（
こ米粒大のオーステナイト結晶の粗粒力≦形成さ第１る
ことがあり、この粗粒は次の焼入］ｔｉこよってそのま
ま鋼組織中に残され、また粗粒の部分ｊよその周辺部に
比較して焼入性が良いため、大きなｆｄｙ処理歪をもた
らしｔこり、靭性の低下をきｔこし−ｔこりするという
好ましくない状況が発生すること力りｅＪ）つｊこ・ま
た、従来の一般的な機械構造用（よｔご焼鋼を使用して
これを所定の部品形状（こ冷間カロエ′１−る場合冷間
加工時に割れを生ずることカミあるとＬ）うＩ７詞題点
を有し、さらに、冷間加工後に浸炭あるいは浸炭窒化等
の表面硬化処理を施した場合、オーステナイト結晶の粗
粒の発生を阻什し難いという問題点を有し、粗粒の発生
による靭性の劣化ならびに衝撃値の低下をきたすことが
あるという欠点を有していた。
歯車などを製造するに際しては、歯車を転造や圧造等の
冷間加工によって形成しｔコ後、浸炭あるいは浸炭窒化
等の表面硬化処理を施して表面の耐摩耗性や疲労強度を
向上させるの力；普通である。この表面硬化処理を施す
場合、冷間力ロエ後の歯車素材をＡ、変態点以上のぢ−
−ステナイト温度領域でかつ浸炭あるいは浸炭窒化等の
表面硬イし処理雰囲気中で加熱保持するが、このとき、
少数のオーステナイト結晶粒が異常成長して鋼組織中（
こ米粒大のオーステナイト結晶の粗粒力≦形成さ第１る
ことがあり、この粗粒は次の焼入］ｔｉこよってそのま
ま鋼組織中に残され、また粗粒の部分ｊよその周辺部に
比較して焼入性が良いため、大きなｆｄｙ処理歪をもた
らしｔこり、靭性の低下をきｔこし−ｔこりするという
好ましくない状況が発生すること力りｅＪ）つｊこ・ま
た、従来の一般的な機械構造用（よｔご焼鋼を使用して
これを所定の部品形状（こ冷間カロエ′１−る場合冷間
加工時に割れを生ずることカミあるとＬ）うＩ７詞題点
を有し、さらに、冷間加工後に浸炭あるいは浸炭窒化等
の表面硬化処理を施した場合、オーステナイト結晶の粗
粒の発生を阻什し難いという問題点を有し、粗粒の発生
による靭性の劣化ならびに衝撃値の低下をきたすことが
あるという欠点を有していた。
そこで、本発明者らは上記の欠点を解消することを目的
として数多くの実験研究を積重ねた結果、まず、冷間加
工後の表面硬化処理において、従来の場合には粗粒の発
生を阻止することができなかったが、鋼中のＡＩ、Ｎｂ
、Ｎ量を制御することによって上記表面硬化処理時の異
常粗粒の発生を完全に阻止することができることを確認
し、粗粒の発生を阻止するためにＮ含有量を多少増大さ
せたことによる靭性の低下をＮ、Ｎｂ量に応じた量でＡ
Ｉ を添加することにより防止できることを見出した
。次に、冷間加工時の割れ発生については、鋼中の８と
Ｏが割れ発生に大きく関係していることを突き止め、Ｓ
およびＯｌの上限値を積極的に規制することにより冷間
加工性の改善をはかることを可能にした。
として数多くの実験研究を積重ねた結果、まず、冷間加
工後の表面硬化処理において、従来の場合には粗粒の発
生を阻止することができなかったが、鋼中のＡＩ、Ｎｂ
、Ｎ量を制御することによって上記表面硬化処理時の異
常粗粒の発生を完全に阻止することができることを確認
し、粗粒の発生を阻止するためにＮ含有量を多少増大さ
せたことによる靭性の低下をＮ、Ｎｂ量に応じた量でＡ
Ｉ を添加することにより防止できることを見出した
。次に、冷間加工時の割れ発生については、鋼中の８と
Ｏが割れ発生に大きく関係していることを突き止め、Ｓ
およびＯｌの上限値を積極的に規制することにより冷間
加工性の改善をはかることを可能にした。
すなわち、本発明によるはだ焼鋼ｔよ、炭素鋼（ＳＣ）
、ニッケルクロム鋼（ＳＮＯ）、ニソケルりｏ ムモＩ
Ｊ フ７” ’Ｊ鋼（ＳＮＯＭ、）、クロム鋼（ＳＣｒ
）、クロムモリブデンｆｉ（ＳＣＭ）、マンガン鋼（Ｓ
Ｍｎ）、マンガンクロム鋼（ＳＭｎＣ）等の機械構造用
ｌよｔご焼鋼において、重量で、Ａｌ ： ０．０２
〜００６饅、Ｎ：０．０１５ 〜００３ ％、 Ｎｂ
： ０．０１ 〜００８ ％ で力）つ次式、 ＡＩ（％）≧１．５Ｘ（Ｎ（％） −０，１５ＸＮＩ）
（％））の範囲で含有させ、さらにＯ≦１５ ｐｐｍ
、８６００１５％に規制したことを特徴とする鋼である
。
、ニッケルクロム鋼（ＳＮＯ）、ニソケルりｏ ムモＩ
Ｊ フ７” ’Ｊ鋼（ＳＮＯＭ、）、クロム鋼（ＳＣｒ
）、クロムモリブデンｆｉ（ＳＣＭ）、マンガン鋼（Ｓ
Ｍｎ）、マンガンクロム鋼（ＳＭｎＣ）等の機械構造用
ｌよｔご焼鋼において、重量で、Ａｌ ： ０．０２
〜００６饅、Ｎ：０．０１５ 〜００３ ％、 Ｎｂ
： ０．０１ 〜００８ ％ で力）つ次式、 ＡＩ（％）≧１．５Ｘ（Ｎ（％） −０，１５ＸＮＩ）
（％））の範囲で含有させ、さらにＯ≦１５ ｐｐｍ
、８６００１５％に規制したことを特徴とする鋼である
。
コノほか適宜Ｃａ、 Ｐｂ、 Ｔｅ、 Ｃｕ、 Ｔｉ
、 Ｖ、 Ｚｒ。
、 Ｖ、 Ｚｒ。
Ｔａ 等の元素を微量添加しても本発明鋼の特性を失
うものではない。
うものではない。
次に、上記各種の構造用炭素鋼および構造用合金鋼にお
けるＡＩ、Ｎ、Ｎｂ等の成分範囲の限定理由について説
明する。
けるＡＩ、Ｎ、Ｎｂ等の成分範囲の限定理由について説
明する。
ＡＩ含有量が０．０２％未満の場合には、ＮおよびＮｂ
を規定量含有させたときでも粗粒が発生するので、００
２ ％以上含有させる必要がある。しかし、００６ ％
を超えると清浄度が悪化して靭性の低下をきたすので好
ましくない。
を規定量含有させたときでも粗粒が発生するので、００
２ ％以上含有させる必要がある。しかし、００６ ％
を超えると清浄度が悪化して靭性の低下をきたすので好
ましくない。
Ｎ含有量が００１５％未満の場合には、ＮｂおよびＡ１
を規定量含有させたときでも粗粒が発生するので、００
１５％以上含有させる必要がある。しかし、００３ ％
を超えるとブローを生じるので好ましくない。
を規定量含有させたときでも粗粒が発生するので、００
１５％以上含有させる必要がある。しかし、００３ ％
を超えるとブローを生じるので好ましくない。
ＮＩＪ含有量が少ないと粗粒が発生するため０．０１％
以上含有させる必要がある。しかし、００８％を超えて
含有させてもその効果は飽和するため０．０８％以下に
限定した。ＮとＮｌ）の適正含有量を図示すると第１図
に示したごとくになる。さらに、Ｎ。
以上含有させる必要がある。しかし、００８％を超えて
含有させてもその効果は飽和するため０．０８％以下に
限定した。ＮとＮｌ）の適正含有量を図示すると第１図
に示したごとくになる。さらに、Ｎ。
Ｎｂの含有量に応じた量でＡＩ を含有させることによ
って、Ｎ含有量を高くしたことにより生じる靭性の低下
を防ぐことができるが、この関係について種々の実験研
究により調べたところ、ＡＩ（％）≧１５ｘ （Ｎ （
％） −０，１５ｘＮｂ （％））の条件を満たすよう
にすれば良いことが確認された。これらの関係を図示す
ると第２図に示した如くになる。
って、Ｎ含有量を高くしたことにより生じる靭性の低下
を防ぐことができるが、この関係について種々の実験研
究により調べたところ、ＡＩ（％）≧１５ｘ （Ｎ （
％） −０，１５ｘＮｂ （％））の条件を満たすよう
にすれば良いことが確認された。これらの関係を図示す
ると第２図に示した如くになる。
すなわち、ＮとＮｂの交点で示されるＡｌ量以上に含有
させることにより目的が達成できるのである。
させることにより目的が達成できるのである。
０含有量が１５ｐ］）ｍを超えると、冷間加工（こおい
て割れを発生する確立が大となるので、その上限を１５
ｐｐｍに規制する必要がある。第３図（よ冷間加工時の
割れ発生に及ぼすＯ量を調べｔコ結果を示す図であって
、鋼中の８＜０．０１３％のものである。そして、冷間
加工として圧下率７５％の加工を加えたときの割れ発生
の有無を調べたところ、第３図に示すように、０量が１
５１）ｐｌηを超えると割れ発生率が著しく上昇するこ
とが明らめ・となった。
て割れを発生する確立が大となるので、その上限を１５
ｐｐｍに規制する必要がある。第３図（よ冷間加工時の
割れ発生に及ぼすＯ量を調べｔコ結果を示す図であって
、鋼中の８＜０．０１３％のものである。そして、冷間
加工として圧下率７５％の加工を加えたときの割れ発生
の有無を調べたところ、第３図に示すように、０量が１
５１）ｐｌηを超えると割れ発生率が著しく上昇するこ
とが明らめ・となった。
Ｓ含有量が０．０１５％を超えると、冷間加工番こおい
て割れを発生する確率が犬となるので、その上限を０．
０１５％に規制する必要がある。第４図（よ冷間加工時
の割れ発生に及ぼすＳ量を調べた結果を示す図であって
、鋼中のＯ（１４ｐｐｍのものである。そして、冷間加
工として圧下率７５％の加工を加えたときの割れ発生の
有無を調べ？、＝ところ、第４図に示すようにＳ量が０
０１５％を超えると割れ発生率が著しく上昇することが
明らかとなった。
て割れを発生する確率が犬となるので、その上限を０．
０１５％に規制する必要がある。第４図（よ冷間加工時
の割れ発生に及ぼすＳ量を調べた結果を示す図であって
、鋼中のＯ（１４ｐｐｍのものである。そして、冷間加
工として圧下率７５％の加工を加えたときの割れ発生の
有無を調べ？、＝ところ、第４図に示すようにＳ量が０
０１５％を超えると割れ発生率が著しく上昇することが
明らかとなった。
このように各々規制することによって、１５％以上の据
込み率あるいは減面率で冷間加工を行ない、次い−ｐ−
Ａ３変態点以上の温度に加熱したときでも、上記冷間加
工において割れが発生せず、加熱後の鋼組織に結晶粒度
番号で５以下の粗粒が現われず、かつ靭性値の劣化のな
いすぐれた特性の冷鍛用はだ焼鋼とすることができる。
込み率あるいは減面率で冷間加工を行ない、次い−ｐ−
Ａ３変態点以上の温度に加熱したときでも、上記冷間加
工において割れが発生せず、加熱後の鋼組織に結晶粒度
番号で５以下の粗粒が現われず、かつ靭性値の劣化のな
いすぐれた特性の冷鍛用はだ焼鋼とすることができる。
本発明が適用されうる肌焼鋼は、前述したように、構造
用炭素鋼や、Ｎｉ ’、 Ｏｒ’、 Ｍｏ 、 Ｍｎ等
を含む構造用低合金鋼があるが、必要に応じて、例えば
、被削性改善のためにＣａ、Ｐｂ、Ｔ６等の快削性向上
元素を添加し、耐候性改善のためにＣｕを添加し、結晶
粒度改善のためにＴｉ 、 Ｖ 、 Ｚｒ 、Ｔａ等を
添加したものも含まれる。
用炭素鋼や、Ｎｉ ’、 Ｏｒ’、 Ｍｏ 、 Ｍｎ等
を含む構造用低合金鋼があるが、必要に応じて、例えば
、被削性改善のためにＣａ、Ｐｂ、Ｔ６等の快削性向上
元素を添加し、耐候性改善のためにＣｕを添加し、結晶
粒度改善のためにＴｉ 、 Ｖ 、 Ｚｒ 、Ｔａ等を
添加したものも含まれる。
以下、実施例について説明する。
この実施例では、第１表に示す本発明鋼（Ａ−Ｌ）１２
種類と、比較鋼（Ｍ〜１１’）１７種類とについてそれ
ぞれ同表に示す項目毎に試験した。
種類と、比較鋼（Ｍ〜１１’）１７種類とについてそれ
ぞれ同表に示す項目毎に試験した。
同表において、粒度Ｎｏ、 ５以下の粗粒発生の有無は
、第５図に示すように、直径Ｄ＝ ２５ｖｒｙｔ 、長
さβ−３０７１ｍの供試材を冷間鍛造により圧下率７５
係で冷間加工し、次いで９２５°Ｃ×１０時間加熱後水
冷し、その後マクロ腐食を行なうことによって調へた。
、第５図に示すように、直径Ｄ＝ ２５ｖｒｙｔ 、長
さβ−３０７１ｍの供試材を冷間鍛造により圧下率７５
係で冷間加工し、次いで９２５°Ｃ×１０時間加熱後水
冷し、その後マクロ腐食を行なうことによって調へた。
また、衝撃値の測定は、ＪＩＳ ３号衝撃試験片を作成
し、これを第６図に示すように、９２５°Ｃ×３０分の
条件て熱処理後８８０°Ｃ×３０分加熱して油冷し、次
いで１８０°Ｃ×２時間加熱後空冷により焼もどしを施
したのち、シャルピー衝撃試験により行なった。
し、これを第６図に示すように、９２５°Ｃ×３０分の
条件て熱処理後８８０°Ｃ×３０分加熱して油冷し、次
いで１８０°Ｃ×２時間加熱後空冷により焼もどしを施
したのち、シャルピー衝撃試験により行なった。
さらに、割れ発生率は、第７図に示すように、直径Ｄ＝
２５Ｍ、長さβ−３０Ｍの供試材を冷間鍛造により圧下
率７５％で冷間加工し、その際の割れ発生を目視により
確認して百分率で求めた。
２５Ｍ、長さβ−３０Ｍの供試材を冷間鍛造により圧下
率７５％で冷間加工し、その際の割れ発生を目視により
確認して百分率で求めた。
これらの結果、本発明鋼では、粗粒の発生、衝撃値低下
、割れ発生などの不具合は全く認められなかった。
、割れ発生などの不具合は全く認められなかった。
なお、上記した実施例では、クロムモリブデンｆｉ（Ｓ
ＣＭ）、クロム鋼（Ｓ ＣＥ、 ）およびマンガン鋼（
８Ｍｎ）を例にとって説明したが、その他の機械構造用
はだ焼鋼についても試験したところ、上記と同様に良好
な結果を得ることができた。
ＣＭ）、クロム鋼（Ｓ ＣＥ、 ）およびマンガン鋼（
８Ｍｎ）を例にとって説明したが、その他の機械構造用
はだ焼鋼についても試験したところ、上記と同様に良好
な結果を得ることができた。
以上説明してきたように、本発明によれば、機械構造用
はだ焼鋼において、表面硬化処理後に粗粒が発生するの
を阻止するためにＡＩ、Ｎｂ、Ｎ量を制御し、Ｎ量の増
大に伴う靭性の低下をＮ、Ｎｂ量に応じたＡＩ量を含有
させることによって防止し、さらにＯｌＳを規制するよ
うにしたから、機械構造用はだ焼鋼を用いてこれを所定
の形状【こ冷間加工する場合に、冷間加工時の割れ発生
を極力低減することができると同時に、冷間加工後（こ
表面硬化処理を施した際に粗粒が発生するのを有効に阻
止することができ、粗粒の発生による靭性の劣化ならび
に衝撃値の低下を防ぐことが可能であるなどの非常にす
ぐれた効果を有する。
はだ焼鋼において、表面硬化処理後に粗粒が発生するの
を阻止するためにＡＩ、Ｎｂ、Ｎ量を制御し、Ｎ量の増
大に伴う靭性の低下をＮ、Ｎｂ量に応じたＡＩ量を含有
させることによって防止し、さらにＯｌＳを規制するよ
うにしたから、機械構造用はだ焼鋼を用いてこれを所定
の形状【こ冷間加工する場合に、冷間加工時の割れ発生
を極力低減することができると同時に、冷間加工後（こ
表面硬化処理を施した際に粗粒が発生するのを有効に阻
止することができ、粗粒の発生による靭性の劣化ならび
に衝撃値の低下を防ぐことが可能であるなどの非常にす
ぐれた効果を有する。
第１図はＮ量およびＮｂ量の適正範囲を示すグラフ、第
２図はＡＩ量およびＮ量とＮ、ｂ量の適正範囲を示すグ
ラフ、第３図は冷間加工時の割れ発生に及ぼすＯ量の影
響を示すグラフ、第４図は冷間加工時の割れ発生に及ぼ
すＮ量の影響を示すり゛ラフ、第５図は粗粒発生の有無
を調べた試験要領の説明図、第６図は衝撃試験片の熱処
理要領の説明図、第７図は割れ発生率を調べた試験要領
の説明図である。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 河 口 善 雄 第 ８ 図 ０ 量 （ｐｐｍ） 第 ４ 図 ０．００５０．０１ ０．０＋５０．０２ ０．０２５
０．ＯｆＩ Ｏ，０８５８ｆｉ（重量％）
２図はＡＩ量およびＮ量とＮ、ｂ量の適正範囲を示すグ
ラフ、第３図は冷間加工時の割れ発生に及ぼすＯ量の影
響を示すグラフ、第４図は冷間加工時の割れ発生に及ぼ
すＮ量の影響を示すり゛ラフ、第５図は粗粒発生の有無
を調べた試験要領の説明図、第６図は衝撃試験片の熱処
理要領の説明図、第７図は割れ発生率を調べた試験要領
の説明図である。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社 代理人 河 口 善 雄 第 ８ 図 ０ 量 （ｐｐｍ） 第 ４ 図 ０．００５０．０１ ０．０＋５０．０２ ０．０２５
０．ＯｆＩ Ｏ，０８５８ｆｉ（重量％）
Claims (1)
- （１）機械構造用はた焼鋼において、重量で、Ａｔ ：
０．０２〜００６％、Ｎ：０．０１５〜０．０３％
、Ｎｌ＋・ ０．０１〜００８％でかつ次式、ＡＩ （
引≧］、 ５ Ｘ ＩＮ （％） ０．１５ ＸＮｂ
（％））の範囲で含有させ、さらにＯ≦１５ ｐＨ
）＋１１ 、８６００１５％に規制したことを特徴とす
るはだ焼鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19249682A JPS5983746A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | はだ焼鋼の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19249682A JPS5983746A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | はだ焼鋼の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5983746A true JPS5983746A (ja) | 1984-05-15 |
Family
ID=16292267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19249682A Pending JPS5983746A (ja) | 1982-11-04 | 1982-11-04 | はだ焼鋼の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5983746A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4963616A (ja) * | 1972-10-23 | 1974-06-20 |
-
1982
- 1982-11-04 JP JP19249682A patent/JPS5983746A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4963616A (ja) * | 1972-10-23 | 1974-06-20 |
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