JPS6012410B2 - 高炭素鋼熱間鍛造品の球状化焼鈍法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は高炭素鋼を熱間鍛造後トその鍛造熱を利用し
て短時間（従来の約１／４）で球状化暁鈍を完了させる
と共に焼鈍時間の短縮によりスケール除去の為のショッ
ト行程省略を目的とする球状化焼錨法に関するものであ
る。

一般に切削加工、塑性加工を容易にし、かつ焼入れ焼戻
し後優れた耐転動疲れ性と耐すべり摩耗性を得る為に、
球状化暁錨は、高炭素鋼にとってきわめて重要な作業の
一つと考えられており、大量に球状化焼鈍を行なう時は
、従来法では第１図に示されるような工程で処理されて
いる。

すなわち鍛造後、一度室温まで冷却された鍛造品をＡ，
変態点以上約７８０００に７．５〜８時間保持後、Ａ，
変態点直下約７２０ｏｏに徐冷し再び７．５〜８時間保
持後約５００ｑｏまで１ｏｏｏ／Ｈ〜１００００／日で
従冷し室温まで空冷する。ところが、この従釆の方法で
は、長時間（約２畑時間〜２観時間）の熱処理が必要な
ばかりでなく再加熱に多量の熱量を要し、スケール除去
の為焼鈍後ショット行程が必要である。この発明は、上
記問題点を解決する目的で研究開発したもので、以下に
この発明の構成を第２図乃至第４図に示す実施例に従っ
て説明すると次の通りである。

図面において、この発明は熱間鍛造後約８００℃〜１０
００００の状態から従来と同様な空冷、即ち、一般的に
は１２００ｑｏ／日程度の冷却速度で６００００〜７２
０℃まで冷却し、前記温度から７４０ｏ０〜７８０午０
に加熱し、２０分〜４時間程度保持した後再び１００ｑ
ｏ／日以下の冷却速度で７００ｑｏまで徐冷し、その後
室温まで空冷する球状化焼鈍法に係る。

而してＳＵＪ−２材を１２００ｏｏで熱間鍛造しベアリ
ングレースとした実施例により上記熱間保持の温度範囲
と処理時間の限定条件を説明すると、鍛造終了後Ａ，変
態点以下に冷却せず、Ａ，変態点以上の温度に均熱保持
すると絹状セメンタィトの析出が見られ、被削性が悪化
する。大量に焼鈍する場合には均熱炉をもうけすべての
鍛造品をＡ，変態点以下に冷却する為にセット温度は６
００ｑｏ〜７２０ｑｏが適当である。加熱の際のＡ，変
態により層状セメンタィトがその尖端や強くわん曲した
所で溶解をはじめ分断された残留セメンタィトが凝集し
て球状に近くなる為には７４０００〜７８０００の均熱
保持温度に保つ事が必要であり、７４０ｑｏ以下での保
持温度では処理時間を長くしても層状パーラィトが析出
する。７８０ｑｏ以上ではほぼ完全な均一オーステナィ
ト状態になり炭化物は減少する。

処理時間は２び分以下では球状化が十分進行せず、又約
２時間〜３時間でほぼ完全に球状化は完了する。大量に
蛾鈍する場合には「すべての鍛造品を均一に加熱する事
はむずかしく均熱保持時間は２び分〜４時間程度が適当
である。尚、６００〜７２０００までの冷却速度につい
ては、従来と同様に空冷即ち、１２００００／日程度と
する。これは、熱間鍛造時、鍛造温度で園溶した炭素は
次の冷却過程では過飽和状態となり、析出しなければな
らないが、その際、冷却速度が遅い場合（６００ｏｏ／
日以下の冷却速度では網状セメンタィト析出の危険あり
）には炭素のの拡散速度が大きい為、析出は優先的にオ
ーステナィト粒界で起り、絹状セメンタィトとなる。こ
の場合には、次の７４０〜７８０午○の再加熱及びこれ
を２０分〜４時間灼熱保持させても絹状セメンタィトが
消えず、再度除冷した後でも絹状セメンタィトの為「被
削性が悪化する。一方、６００〜７００ｏｏまで大きい
速度で冷却した場合（１２００００／日（空冷相当）で
は絹状セメンタィト析出の危険性は全くない）は、過冷
却度が大きく、しかも炭素の拡散速度が小さい為に炭化
物の析出は、パーラィト変態により層状になるとしても
、オーステナィト結晶粒内で微細均一に生じ、次の（７
４０〜７８０００）×（２０分〜４時間）への加熱で球
状化される。

上記均熱保持後、７００ｑｏまで冷却する冷却速度につ
いては、１００ｏｏ／Ｈ以下の冷却速度で種々テストを
行ったところ、本発明のヒートパターンで従来品相当の
球状化処理が可能となった。

尚、同一ヒートパターンでも、２００ｑ○／日の冷却速
度では層状パーラィトが析出する。従来第１図に示すよ
うに７８０００からの徐冷過程を問題としてきた。すな
わち徐冷度が高いとセメンタィト粒の大きさはますます
大きくなり、小さなセメンタィト粒は消えていき、焼錨
後の硬度が低くなり、被削性が増すと言われてきた。７
８０００から１００００／日程度の冷却速度で７００ｏ
ｏまで徐冷し、その後室温まで空冷する事により炭化物
粒度（第３図）は従来品（第４図）より細かいがＨＲＢ
９山〆下の硬度が得られる。

そして被削性は十分と考えられる。７８０００から直接
空冷では、硬度はＨＲＢＩＯＯとなり被削性は悪化する
。

なお上記実施例での処理時間は７時間以内であり、暁錨
後ほとんどスケールの付着は見られない。上述燐鈍材の
硬度、暁入後の圧嬢値、熱処理歪量を表に示すと次の通
りである。表注：従釆品と本発明品との糠錨後硬度熱処
理後圧壊値、熱処理変形量の比較以上に説明したように
、この発明は高炭素鋼を熱間鍛造後、１２００００／日
程度（空冷相当）の冷却速度で６００ｑｏ〜７２０午０
まで冷却し前記温度から７４０℃〜７８０ｑｏに加熱し
、２０分〜４時間程度灼熱保持した後再び１００つ０／
Ｈ以下の冷却速度で７００℃まで徐冷し、その後室温ま
で空冷する高炭素鋼熱間鍛造品の球状化燐鈍方法に係り
、この発明によると、従来品と比較して被削性「圧嬢値
、熱処理歪はほぼ同等の結果が得られ、脱炭量は約０．
１側である。そして鍛造後の鍛造品の余熱を有効利用し
室温まで冷却した鍛造品を再び球状化焼鈍する従来法に
比し熱の使用量が大中に減少するばかりか、競錨時間の
短縮、ショット行程の省略など経済的にすぐれた効果を
もたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従釆の球状化嘘鈍の概略工程図である。 第２図は、この発明に係る球状化焼銘の概略工程図であ
る。そして、第３図及び第４図は、それぞれ、この発明
と従来のものの暁錨後の組織を示す拡大図である。第１
図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高炭素鋼の球状化焼鈍に於いて、熱間鍛造品を空冷
   で６００℃〜７２０℃まで冷却した時点で、７４０℃〜
   ７８０℃まで再度加熱して２０分乃至４時間均熱保持し
   、再び１００℃／Ｈ以下の冷却速度で７００℃まで除冷
   し、その後室温まで空冷することを特徴とする高炭素鋼
   熱間鍛造品の球状化焼鈍法。