JP6096481B2 - チェーン及びその表面熱処理方法 - Google Patents
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Description
前記摺動部材の少なくとも一部は、マルテンサイト系ステンレス鋼を母材とし、
前記母材の表層に、単体の炭素及び窒素を合計0.17〜0.50[質量%]含有すると共に、炭化物及び窒化物の析出量は合計0.05[質量%]以下である、
ことを特徴とするチェーン(1)にある。
前記一部の摺動部材は、前記ピン(41)及び前記ブシュ(31)である。
前記一部の摺動部材は、前記ピン(41)、前記ブシュ(31)、前記ローラ(32)である。
該母材の周囲を真空にする第1の減圧工程(S1)と、
前記第1の減圧工程の後に、前記母材を950〜1050[℃]まで昇温する第1の昇温工程(S3)と、
前記第1の昇温工程の後に、前記母材を950〜1050[℃]に1〜3[時間]維持する第1の均熱工程(S4)と、
前記第1の減圧工程の終了から前記第1の均熱工程の開始までの間に、前記母材の周囲に窒化処理ガスを充填する第1の窒素導入工程(S2)と、
前記第1の均熱工程の後に、前記母材を常温まで窒化処理ガスにより冷却する第1の冷却工程(S5)と、
前記第1の冷却工程の後に、前記母材の周囲を真空にする第2の減圧工程(S6)と、
前記第2の減圧工程の後に、前記母材を150〜200[℃]まで昇温する第2の昇温工程(S8)と、
前記第2の昇温工程の後に、前記母材を150〜200[℃]に1〜3[時間]維持する第2の均熱工程(S9)と、
前記第2の減圧工程の終了から前記第2の均熱工程の開始までの間に、前記母材の周囲に窒化処理ガスを充填する第2の窒素導入工程(S7)と、
前記第2の均熱工程の後に、前記母材を常温まで徐冷する第2の冷却工程(S10)と、を有する表面熱処理を前記母材に施す、
ことを特徴とするチェーンの表面熱処理方法にある。
試料に対して、第1の減圧工程及び第2の減圧工程において高真空(0.01[Pa])に減圧し、第1の窒素導入工程及び第2の窒素導入工程において窒素ガス導入を行うことで、雰囲気熱処理による表面熱処理を行った。その結果、単体の炭素及び窒素の含有量は0.321[質量%]、表面硬度は676[HV]、耐食性は1を超え、化合物析出量は0.013[質量%]であった。従って、表面硬度及び耐食性共に、十分な値を得ることができた。本実施例は、高真空にしてから熱処理を行ったことで、脱炭を抑えると共に窒素の拡散量を上げて試料に適量を固溶させることができ、しかも窒素とクロムとの反応を抑えることができた。
試料に対して、第1の減圧工程及び第2の減圧工程において中真空(20[Pa])に減圧し、第1の窒素導入工程及び第2の窒素導入工程において窒素ガス導入を行うことで、雰囲気熱処理による表面熱処理を行った。その結果、単体の炭素及び窒素の含有量は0.166[質量%]、表面硬度は526[HV]、耐食性は1未満、化合物析出量は0.010[質量%]であった。本比較例は、実施例に比べて、真空度が低いために脱炭による母材炭素濃度の低下が生じ、また窒素侵入量が少なかった。従って、単体の炭素及び窒素の含有量は0.166[質量%]に留まり、表面硬度は十分な値であったが、耐食性は不十分な値になった。
試料に対して、第1の減圧工程及び第2の減圧工程において高真空(0.01[Pa])に減圧し、第1の窒素導入工程及び第2の窒素導入工程においては窒素ガスを導入せず、真空熱処理のみの表面熱処理を行った。その結果、単体の炭素及び窒素の含有量は0.132[質量%]、表面硬度は450[HV]、耐食性は1未満、化合物析出量は0.005[質量%]であった。本比較例は、実施例と同等の高真空度であるため、脱炭はみられなかったが、窒素ガスが無いことから窒素の侵入が殆ど無かった。従って、単体の炭素及び窒素の含有量は0.132[質量%]に留まり、表面硬度及び耐食性共に、不十分な値であった。
試料に対して、第1の減圧工程及び第2の減圧工程において減圧をせず、第1の窒素導入工程及び第2の窒素導入工程において吸熱型変性ガス(組成比率は、一酸化炭素:18〜25[容量%]、水素:28〜40[容量%]、窒素:44[容量%]、その他、二酸化炭素等)(平衡炭素濃度0.1[%])導入による雰囲気熱処理で、表面熱処理を行った。その結果、単体の炭素及び窒素の含有量は0.125[質量%]、表面硬度は423[HV]、耐食性は1未満、化合物析出量は0.010[質量%]であった。窒素ガスが殆ど無いことから窒素の侵入が殆ど無く、単体の炭素及び窒素の含有量は0.125[質量%]に留まり、また雰囲気熱処理による酸化スケールの生成による母材表層のクロム濃度の低下により、表面硬度及び耐食性共に、不十分な値であった。
試料に対して、第1の減圧工程及び第2の減圧工程において減圧をせず、第1の窒素導入工程及び第2の窒素導入工程において吸熱型変性ガス(平衡炭素濃度1.0[%])導入による雰囲気熱処理で、表面熱処理を行った。その結果、単体の炭素及び窒素の含有量は1.010[質量%]、表面硬度は740[HV]、耐食性は1未満、化合物析出量は0.880[質量%]であった。窒素ガスが殆ど無いことから窒素の侵入が殆ど無かったが、吸熱型変性ガスにより浸炭が促進され、単体の炭素及び窒素の含有量は1.010[質量%]に増加し、非常に高い硬度を得た。しかし、単体の炭素及び窒素の含有量が0.50[質量%]を超えたため、主に炭化物の化合物析出量が0.880[質量%]にもなり、固溶クロム濃度が大幅に低下して耐食性が不十分な値であった。
3 内リンク
4 外リンク
30 リンクプレート(内リンクプレート)
31 摺動部材(ブシュ)
32 摺動部材(ローラ)
40 リンクプレート(外リンクプレート)
41 摺動部材(ピン)
Claims (7)
- 相対移動する摺動部材を有するチェーンにおいて、
前記摺動部材の少なくとも一部は、マルテンサイト系ステンレス鋼を母材とし、
前記母材の表層に、単体の炭素及び窒素を合計0.17〜0.50[質量%]含有すると共に、炭化物及び窒化物の析出量は合計0.05[質量%]以下である、
ことを特徴とするチェーン。 - 前記マルテンサイト系ステンレス鋼は、炭素量が0.02〜0.3[質量%]の低炭素鋼である、
ことを特徴とする請求項1記載のチェーン。 - 前記チェーンは、多数のリンクプレート及びこれらリンクプレートを屈曲自在に連結するピンを含む前記摺動部材がステンレス鋼からなるステンレスチェーンである、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のチェーン。 - 前記チェーンは、一対の外リンクプレートの両端部をピンで連結した外リンクと、一対の内リンクプレートの両端部をブシュで連結する内リンクと、を前記ブシュに前記ピンを嵌挿することにより交互に連結してなり、
前記一部の摺動部材は、前記ピン及び前記ブシュである、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載のチェーン。 - 前記チェーンは、前記ブシュに被嵌したローラを備えるローラチェーンであり、
前記一部の摺動部材は、前記ピン、前記ブシュ、前記ローラである、
ことを特徴とする請求項4記載のチェーン。 - チェーンを構成する摺動部材の少なくとも一部にマルテンサイト系ステンレス鋼を母材として用い、
該母材の周囲を真空にする第1の減圧工程と、
前記第1の減圧工程の後に、前記母材を950〜1050[℃]まで昇温する第1の昇温工程と、
前記第1の昇温工程の後に、前記母材を950〜1050[℃]に1〜3[時間]維持する第1の均熱工程と、
前記第1の減圧工程の終了から前記第1の均熱工程の開始までの間に、前記母材の周囲に窒化処理ガスを充填する第1の窒素導入工程と、
前記第1の均熱工程の後に、前記母材を常温まで窒化処理ガスにより冷却する第1の冷却工程と、
前記第1の冷却工程の後に、前記母材の周囲を真空にする第2の減圧工程と、
前記第2の減圧工程の後に、前記母材を150〜200[℃]まで昇温する第2の昇温工程と、
前記第2の昇温工程の後に、前記母材を150〜200[℃]に1〜3[時間]維持する第2の均熱工程と、
前記第2の減圧工程の終了から前記第2の均熱工程の開始までの間に、前記母材の周囲に窒化処理ガスを充填する第2の窒素導入工程と、
前記第2の均熱工程の後に、前記母材を常温まで徐冷する第2の冷却工程と、を有する表面熱処理を前記母材に施す、
ことを特徴とするチェーンの表面熱処理方法。 - 前記第1の減圧工程及び前記第2の減圧工程では、前記母材の周囲を高真空にする、
ことを特徴とする請求項6記載のチェーンの表面熱処理方法。
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