JPS6077920A - 表面の塑性加工と熱処理の組み合わせによる高炭素鋼の鍛造における加工限界の向上方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高炭素鋼の累月に対し、塑性変形域が表面近
傍にだけ限定される程度の、加工度の小さな変形を与え
た後、適当な熱処理をほどこすと進されることも知られ
ている。しかしながら、材料全体に加工硬化を与えるに
は、かなり加工度の大きな変形を行なう必要があり、太
さ数層以下の線材の線引きや、高炭素鋼の工具の硬さの
調整など（使われている例がほとんどである。一方比較
的太い高度素鋼棒材などの、鍛造用素材の前処理として
は、予ひずみを与えるプレスやねじりの工程に大きな加
工力が必要で、非経済的であり前述のような処理は行な
われていない。

本発明者たちは、すえ込みやヘッディングのような、圧
縮変形における割れは、はとんどの場合工具と接触して
いない素材の表面から生じることに着目し、累月の表面
層を重点的にある程度の厚さにわたって強靭化すること
により、表面からの割れをかなり防止できると考え、本
発明をなすに至った。

本発明では、予ひずみを素材表面層にだけ与える工程に
おける加工力は、素材の大きさや太さにほとんど無関係
で、比較的小さくて済む。

本発明における表面加工法としては、ロール加工や、断
面減少率の小さな押し出しや引き抜きがあり、素材の高
炭素鋼としては、炭素含有量が約０り％以上Ｏｇ％以下
程度のものが適している。

表面加工によって、素材に０２朋から数Ｍ肩程度の深さ
まで、数％から数十％程度のひずみを与えた後、Ａ、変
態点（７２７℃）直上において、２０〜３０分程度加熱
後炉内で徐冷することにより前もってひずみを与えた部
分のセメンタイトを重点的に球状化して、強靭化する。

この時、表面から離れだ硬化層以外の部分では、球状化
は充分には進行していない。このようにして、Ｉ’＋ｉ
Ｊ処理した材料は、表面層が重点的に強靭化されたもの
となり、すえ込みやヘッディングのような鍛造の際に、
表面から割れが生じ難く、素材に比べて加工限界が大幅
に向上する。

本発明における熱処理は、加工をうけた表面層における
セメンタイトの球状化による強靭化のだめであるから、
熱処理の際に、表面の酸化脱炭によって損傷をうけない
ように、耐酸化性の表面コーティングをほどこすか、ま
だは炉内雰囲気をアルゴンなどの不活性ガス雰囲気もし
くは真空に保つのが望ましい。しかし、表面強靭化層が
、酸化雰囲気中における酸化脱炭層より充分に厚い場合
は、熱処理後に酸化層だけを途去することにより材料表
面の強靭化効果を得ることができる。

本発明により得られる、表面層を重点的に強靭化した高
炭素鋼材は、加工途中での焼なましなどの工程なしに、
ヘッディングやすえ込みなどの鍛造工程において、大き
な加工度を与えることができるため、機械構造用部利を
製作する際の鍛造用ビレットとして、好適と考えられる
。

次に実施例によって、本発明をさらに詳細に説明する。

実施例 ロール加工によって、深さ約０３ｍｍまで平均みが約２
３０％にも達し、厚さ２０　ｍｍ直径りｇ５πｍの薄い
円板になるまで、割れが生じなかった。

一方、同じ材料を表面加工なしに、ｇ００℃、７時間保
持で焼なましをした同じ形状の試料においては、ひずみ
１３５％、厚みｊＯ朋まで圧縮したときに割れが発生し
た。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／　高炭素鋼の素材に刻して、塑性変形域が表面近傍に
   だけ限定、される程度の局部的な塑性加工を行なった後
   、表面ができるだけ酸化または脱炭による損傷を受けな
   いようなコーティングをほどこし、適当な温度で酸化雰
   囲気中での熱処理を行なうことによるか、まだコーティ
   ングをほどこすことなしに同様の熱処理を不活性ガス雰
   囲気中もしくは真空中において行なうことにより、高炭
   素鋼素材の表層を重点的に強靭化し、鍛造における加工
   限界を大幅に向上させる方法。 λ　特許請求の範囲第１項記載の表面の変形域を充分に
   厚くし、酸化雰囲気中における熱処理による酸化脱炭層
   より厚くすることにより、高炭素鋼素材の表層を重点的
   に強靭化し、鍛造における加工限界を大幅に向上させる
   方法。