JPH0222444A - 耐銹耐摩耗用鋼 - Google Patents
耐銹耐摩耗用鋼Info
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- JPH0222444A JPH0222444A JP17117888A JP17117888A JPH0222444A JP H0222444 A JPH0222444 A JP H0222444A JP 17117888 A JP17117888 A JP 17117888A JP 17117888 A JP17117888 A JP 17117888A JP H0222444 A JPH0222444 A JP H0222444A
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Landscapes
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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】
[fi業上の利用分野]
本発明は、優れた耐誘性と高い焼入焼もどし硬さに加え
、良好な加工性を兼ね備えた、特に直線運動軸受用およ
びミニチュアベアリング用途や、プラスチック射出成形
機のスクリュー、シリンダ、金型、 エジェクタービン
、また耐食性を要するプランジャーポンプのシリンダー
など、さらに、耐食性を要する刃物順環用途に適する新
規な鋼に関するものである。
、良好な加工性を兼ね備えた、特に直線運動軸受用およ
びミニチュアベアリング用途や、プラスチック射出成形
機のスクリュー、シリンダ、金型、 エジェクタービン
、また耐食性を要するプランジャーポンプのシリンダー
など、さらに、耐食性を要する刃物順環用途に適する新
規な鋼に関するものである。
[従来の技術]
直線運動軸は、レールとベアリングで構成されており、
従来の滑りによる直線案内に対しベアリング内に組み込
まれたボールによる転がり案内であり、摩耗ロスが少な
く高精度の直進性と位置決めが得られる直線案内部品で
ある。
従来の滑りによる直線案内に対しベアリング内に組み込
まれたボールによる転がり案内であり、摩耗ロスが少な
く高精度の直進性と位置決めが得られる直線案内部品で
ある。
その用途は、NC旋盤、マシーニングセンターを始めと
する工作機械さらにロボット、○A機器、コンピュータ
ーなどの幅広い分野にわたっている。
する工作機械さらにロボット、○A機器、コンピュータ
ーなどの幅広い分野にわたっている。
材料鋼種として555C,Al5I4150゜SCM4
15.SCM420,5UJ2,5US420J2等が
使用されている。
15.SCM420,5UJ2,5US420J2等が
使用されている。
饅近では、無潤滑でメンテナンスフリーな用途が多くな
り、高硬度で且つ、耐錆性に優れた材料が要求され、
このような用途に対したとえば555CにCrメツキ
したものやマルテンサイト系ステンレス鋼である5US
440C等が使用されるや 一方、ミニチュアベアリングのなかで耐錆性や高い硬さ
が要求される医療機器、精密計器等の用途には従来から
5O3440Gまたはこれに近い特性のマルテンサイト
系ステンレス鋼が使用されている。
り、高硬度で且つ、耐錆性に優れた材料が要求され、
このような用途に対したとえば555CにCrメツキ
したものやマルテンサイト系ステンレス鋼である5US
440C等が使用されるや 一方、ミニチュアベアリングのなかで耐錆性や高い硬さ
が要求される医療機器、精密計器等の用途には従来から
5O3440Gまたはこれに近い特性のマルテンサイト
系ステンレス鋼が使用されている。
同様に、S U S 420 J 2や5US440C
等が使われている用途どしては、プラスチック射出成形
機のスクリュー、シリンダー、金型、 エジェクタービ
ン、また耐食性を要するプランジャーポンプのシリンダ
ーなど、さらに、耐食性を要する刃物類等があげられる
。
等が使われている用途どしては、プラスチック射出成形
機のスクリュー、シリンダー、金型、 エジェクタービ
ン、また耐食性を要するプランジャーポンプのシリンダ
ーなど、さらに、耐食性を要する刃物類等があげられる
。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、近年の製品の高品質化に伴い、上記のよ
うな各種権械部品や工具類は、−段と厳しい使用環境に
曝されるようになってきた。
うな各種権械部品や工具類は、−段と厳しい使用環境に
曝されるようになってきた。
例えば、メンテナンスフリー化により直線運動軸あるい
はミニチュアベアリング用鋼に必要な特性として、より
高硬度で耐誘性良好であり、且つ加工性を阻害する巨大
−火脚化物が極めて少ないことなどが要求されるように
なった。
はミニチュアベアリング用鋼に必要な特性として、より
高硬度で耐誘性良好であり、且つ加工性を阻害する巨大
−火脚化物が極めて少ないことなどが要求されるように
なった。
その目安としては、硬さHRC約57以上、耐錆性は5
US44OC並で5μm以上の巨大炭化物が極めて少な
いことがあげられる。即ち、S 08420J2クラス
では、硬さ不足(約HRC55種度)であり、一方、5
US440Gは硬さ(約HRC60程度)、耐錆性の点
で要求を十分満足するものの、10数μmの巨大炭化物
が多数存在しており引き抜き、切削、研削等の加工性の
点で問題である。
US44OC並で5μm以上の巨大炭化物が極めて少な
いことがあげられる。即ち、S 08420J2クラス
では、硬さ不足(約HRC55種度)であり、一方、5
US440Gは硬さ(約HRC60程度)、耐錆性の点
で要求を十分満足するものの、10数μmの巨大炭化物
が多数存在しており引き抜き、切削、研削等の加工性の
点で問題である。
特に精密機器等のミニチュアベアリングにおいて往々に
して高速回転時の振動やノイズが大きいのは、これは巨
大炭化物の存在により研削時の表面粗度に限界があるこ
とに起因している。
して高速回転時の振動やノイズが大きいのは、これは巨
大炭化物の存在により研削時の表面粗度に限界があるこ
とに起因している。
このような要求特性は、プラスチック射出成形機のスク
リJ−、シリンダー、金型、 エジェクタービン、また
耐食性を要するプランジャーポンプのシリンダーなど、
さらに、耐食性を要する刃物類等にもあてはまる1例え
ば、プラスチック樹脂の高性能化により、射出成形機の
スクリューは5US420J2を用いた場合、硬さが低
いため(重用中の摩耗が著しく身命が短い、そこで、耐
摩耗性を向」二させるために焼入れ硬さが高くかつ、多
数の硬質炭化物を有した5US440Cを用いることか
考えられるが、この14種は加工性が悪くコスト高にな
るとともに、巨大炭化物による靭性の低下のため使用中
に割れかけ等が発生しやすくなる。
リJ−、シリンダー、金型、 エジェクタービン、また
耐食性を要するプランジャーポンプのシリンダーなど、
さらに、耐食性を要する刃物類等にもあてはまる1例え
ば、プラスチック樹脂の高性能化により、射出成形機の
スクリューは5US420J2を用いた場合、硬さが低
いため(重用中の摩耗が著しく身命が短い、そこで、耐
摩耗性を向」二させるために焼入れ硬さが高くかつ、多
数の硬質炭化物を有した5US440Cを用いることか
考えられるが、この14種は加工性が悪くコスト高にな
るとともに、巨大炭化物による靭性の低下のため使用中
に割れかけ等が発生しやすくなる。
以上述べたような各種用途に対し、0.7% C13%
Cr系のマルテンサイト系ステンレス鋼がすでに開発さ
れているが、この鋼でも耐錆性に若干の問題があり十分
要求を満たしているとはいえないのが現状である。
Cr系のマルテンサイト系ステンレス鋼がすでに開発さ
れているが、この鋼でも耐錆性に若干の問題があり十分
要求を満たしているとはいえないのが現状である。
[課題を解決するための手段]
本発明者は、これらの問題点を解決するために従来の高
マルテンサイト系ステンレス鋼の主要元素であるC、C
rの成分バランスを検討する中で耐錆性や炭化物の粗大
化に対し特にMoの影響が大きいことを見いだした。こ
の際、Cは炭化物の粗大化、耐錆性を考慮して焼入れ硬
さが確保可能な範囲でできるだけ低めに抑えて0.4〜
0.6%としCrは耐錆性を向上するが炭化物を粗大化
して加工性を悪くしまたマトリックスの硬さを下げるの
で、Moの添加による耐誘性向上効果も併せ考え、従来
のステンレス鋼レベル(12〜14%)より低い11%
以下とした。
マルテンサイト系ステンレス鋼の主要元素であるC、C
rの成分バランスを検討する中で耐錆性や炭化物の粗大
化に対し特にMoの影響が大きいことを見いだした。こ
の際、Cは炭化物の粗大化、耐錆性を考慮して焼入れ硬
さが確保可能な範囲でできるだけ低めに抑えて0.4〜
0.6%としCrは耐錆性を向上するが炭化物を粗大化
して加工性を悪くしまたマトリックスの硬さを下げるの
で、Moの添加による耐誘性向上効果も併せ考え、従来
のステンレス鋼レベル(12〜14%)より低い11%
以下とした。
そして、これらC−Crの成分の範囲において目的とす
る硬さ、耐錆性、炭化物粒径などを得るためには、Mo
を下記(1)〜(3)式の範囲で添加すると良いことを
見いだした。即ち、(a)硬さ約HRC57以上を得る
ための成分条件は Crχ+0.3 Moニー16.3
C%≦s、o−−(1)(b)耐錆性を得るための成
分条件は Cd + 1.2 Mo$ −11,5(J≧4.s−
−(2)(c)研削性、加工性および靭性の改善を目的
とし、て含イ4する長径571m以上の巨大炭化物をで
きるだけ抑えるための成分条件は CrX + 2.7 Mo$ + 21.
5 CI ≦ 26.L−=−(3)である、尚
、これらの式は、実験データーを回帰分析して導出した
ものである。
る硬さ、耐錆性、炭化物粒径などを得るためには、Mo
を下記(1)〜(3)式の範囲で添加すると良いことを
見いだした。即ち、(a)硬さ約HRC57以上を得る
ための成分条件は Crχ+0.3 Moニー16.3
C%≦s、o−−(1)(b)耐錆性を得るための成
分条件は Cd + 1.2 Mo$ −11,5(J≧4.s−
−(2)(c)研削性、加工性および靭性の改善を目的
とし、て含イ4する長径571m以上の巨大炭化物をで
きるだけ抑えるための成分条件は CrX + 2.7 Mo$ + 21.
5 CI ≦ 26.L−=−(3)である、尚
、これらの式は、実験データーを回帰分析して導出した
ものである。
すなわち、本願発明は、
重量%で
C:0.4〜0.6%
Si:1.0%以下
Mn川、0%以下
Cr:6.O〜11.0%
Mo:0.5〜4.0%
を含有し、かつ主要成分のCとCrおよびMOが上記(
1)〜(3)式を満足し、残部Feおよび不可避の不純
物からなる耐銹耐摩耗用鋼である。
1)〜(3)式を満足し、残部Feおよび不可避の不純
物からなる耐銹耐摩耗用鋼である。
[作用コ
まず(1)〜(3)式を見出だすに至った実験過程につ
いて述べる。
いて述べる。
C: 0.35−1.0% 、Cr:10〜143%M
(1:0.05〜2.0%を主成分とし各成分をこの範
囲で種々変動させた多数の供試鋼を100kg真空誘導
溶解炉にて出鋼し、平均径190mmの鋳塊に鋳込み、
これを径25 m mに鍛伸して供試材とした。各試験
片は1050℃に15分保持後油焼き入れし、焼もどし
は180℃に1時間保持後空冷により実施し各試験に用
いた。
(1:0.05〜2.0%を主成分とし各成分をこの範
囲で種々変動させた多数の供試鋼を100kg真空誘導
溶解炉にて出鋼し、平均径190mmの鋳塊に鋳込み、
これを径25 m mに鍛伸して供試材とした。各試験
片は1050℃に15分保持後油焼き入れし、焼もどし
は180℃に1時間保持後空冷により実施し各試験に用
いた。
耐誘性は、温度70℃、相対湿度95%の環境下に96
時間暴露したのち、10倍の拡大鏡で発錆の有無を調べ
評価した。一方、耐誘性を定量化する方法として0.5
%NaCl中での孔食電位を採用したが、あとで述べる
ように本暴露試験とはかなりの相関性が見られた。
時間暴露したのち、10倍の拡大鏡で発錆の有無を調べ
評価した。一方、耐誘性を定量化する方法として0.5
%NaCl中での孔食電位を採用したが、あとで述べる
ように本暴露試験とはかなりの相関性が見られた。
長径が5μm以上の炭化物の個数は画像解析装置を用い
て測定した。尚、測定面積は1.125×106μm”
(50視野)とした。
て測定した。尚、測定面積は1.125×106μm”
(50視野)とした。
以上の実験を全供試材について行ない、熱処理硬さ、孔
食電位および暴露試験成績さらに長径5μm以上の炭化
物量についてC,Cr、Moで整理した結果、次のよう
な知見を得た。
食電位および暴露試験成績さらに長径5μm以上の炭化
物量についてC,Cr、Moで整理した結果、次のよう
な知見を得た。
第1図に示すとおり熱処理硬さは式(Crχ+0.3M
oニー 16.3C工)にて整理でき、硬さ HRC5
7程度を得るためにはバラツキを考慮して、この式の値
が少なくとも5,0以下である必要かあ、る。
oニー 16.3C工)にて整理でき、硬さ HRC5
7程度を得るためにはバラツキを考慮して、この式の値
が少なくとも5,0以下である必要かあ、る。
第2図に示す通り孔食電位VCは式 (CrZ÷1.2
Mo$ −11,5C% )にて整理でき、この値が
4.5以上の場合、暴露試験での発耐は認められなかっ
た。
Mo$ −11,5C% )にて整理でき、この値が
4.5以上の場合、暴露試験での発耐は認められなかっ
た。
第3図に示すとおり、長径5μm以上の炭化物量は、式
(Cr + 2.7Mo$ + 21.5C! )にて
整理できこの値が26〜27を超えると急激に増大する
。
(Cr + 2.7Mo$ + 21.5C! )にて
整理できこの値が26〜27を超えると急激に増大する
。
バラツキも考慮して本発明用途を満足するための目安を
26.0以下とした8 次に本発明の化学成分の限定理由について述べる。
26.0以下とした8 次に本発明の化学成分の限定理由について述べる。
Cは、焼入れ焼戻しにより十分なマトリックス硬さを得
るために不可欠な元素であり、 HRC56〜57程度
以上の硬さを得るためには、少なくとも0.4%必要で
ある。一方、0.6%を超えて添加すると巨大な炭化物
が発生して研削性や靭性を損なうと共にマトリックスの
有効Crlが減少して耐誘性が低下するので、上限を0
.6%とした。
るために不可欠な元素であり、 HRC56〜57程度
以上の硬さを得るためには、少なくとも0.4%必要で
ある。一方、0.6%を超えて添加すると巨大な炭化物
が発生して研削性や靭性を損なうと共にマトリックスの
有効Crlが減少して耐誘性が低下するので、上限を0
.6%とした。
Slは、主に脱酸材として添加し焼入性を向上させるが
、1.0%を超えて添加すると靭性の劣化が生ずるので
上限を1.0%とした。
、1.0%を超えて添加すると靭性の劣化が生ずるので
上限を1.0%とした。
Mnは、Slと同様に、脱酸材として添加し焼入性を向
上させるが、1.0%を超えて添加すると靭性や焼き戻
し軟化抵抗を低下させるので上限を1.0%とした。
上させるが、1.0%を超えて添加すると靭性や焼き戻
し軟化抵抗を低下させるので上限を1.0%とした。
Crは、Cと結合して硬質炭化物を形成し耐摩耗性を向
上させるとともに、マトリックス中に固溶し耐誘性を向
上させる元素である。このためには6.0%以上必要で
ある。しかし、11.0%を超えると巨大炭化物が生じ
易くなると共に硬さが低下してHRC56〜57程度の
硬さが得れなくなるので上限を11.0%とした。
上させるとともに、マトリックス中に固溶し耐誘性を向
上させる元素である。このためには6.0%以上必要で
ある。しかし、11.0%を超えると巨大炭化物が生じ
易くなると共に硬さが低下してHRC56〜57程度の
硬さが得れなくなるので上限を11.0%とした。
Moは、Crと同様に耐摩耗性や耐銹性性を向上させる
のに有効な元素でありその効果を得るためには0.5%
以上必要である。 しかしながら4.0%を超えて添
加すると炭化物の粗大化を助長するので上限を4.0%
どした。
のに有効な元素でありその効果を得るためには0.5%
以上必要である。 しかしながら4.0%を超えて添
加すると炭化物の粗大化を助長するので上限を4.0%
どした。
し実施例]
次に本発明の実施例について述べる。
先に得られた知見をもとに、新たに第1表に示す成分の
A−Jの10鋼種を上述の実験過程と同じ工程で作製し
た。
A−Jの10鋼種を上述の実験過程と同じ工程で作製し
た。
第1表に本発明鋼と比較鋼および従来鋼の成分と(1)
〜(3)式のイ直を示した。
〜(3)式のイ直を示した。
また第2表に各供試材の1050℃焼入れ、180℃焼
戻し後の硬さ、長径5μm以上の巨大炭化物量、さらに
温度70℃、相対湿度95%、保持時間96時間の暴露
試験での、発錆の有無を示す。
戻し後の硬さ、長径5μm以上の巨大炭化物量、さらに
温度70℃、相対湿度95%、保持時間96時間の暴露
試験での、発錆の有無を示す。
これらから明らかなように、本発明鋼は、従来鋼に比べ
硬さ、耐誘性および巨大炭化物量の全てにおいて優れて
いることがわかる。
硬さ、耐誘性および巨大炭化物量の全てにおいて優れて
いることがわかる。
[効果]
従来5US440Cクラスを使用していた直線運動軸や
ミニチュアベアリングなどの部品に対し本発明鋼を採用
することにより、特に研削性の向上による部品加工コス
トの削減と、表面粗度が向上したことによる製品の精密
さや振動音響特性の向上などを、他の機能特性を同等以
上に維持しつつ得ることができた。同様に、5US42
0J2や5US440C等が使われていたプラスチック
射出成形機のスクリュー、シリンダー、金型、エジェク
タービン、また耐食性を要するプランジャーポンプのシ
リンダーなど、さらに、耐食性を要する刃物類等に対し
本発明鋼を採用することにより、加工コストの削減と共
に寿命の向上が得られた。
ミニチュアベアリングなどの部品に対し本発明鋼を採用
することにより、特に研削性の向上による部品加工コス
トの削減と、表面粗度が向上したことによる製品の精密
さや振動音響特性の向上などを、他の機能特性を同等以
上に維持しつつ得ることができた。同様に、5US42
0J2や5US440C等が使われていたプラスチック
射出成形機のスクリュー、シリンダー、金型、エジェク
タービン、また耐食性を要するプランジャーポンプのシ
リンダーなど、さらに、耐食性を要する刃物類等に対し
本発明鋼を採用することにより、加工コストの削減と共
に寿命の向上が得られた。
第1図は硬さとC,Cr、Moの量の関係を示す図、第
2図は孔食電位および!!露試験結果とCCr、Moの
関係を示す図、さらに第3図は、長径5μm以上の炭化
物量とC,Cr、Moの量の関係を示す図である。 第 図 rt 0.3Moχ 16.3Cχ 第 図 Crχ →− 2,7MO工 + 21.5C工
2図は孔食電位および!!露試験結果とCCr、Moの
関係を示す図、さらに第3図は、長径5μm以上の炭化
物量とC,Cr、Moの量の関係を示す図である。 第 図 rt 0.3Moχ 16.3Cχ 第 図 Crχ →− 2,7MO工 + 21.5C工
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 重量%で C:0.4〜0.6% Si:1.0%以下 Mn:1.0%以下 Cr:6.0〜11.0% Mo:0.5〜4.0% を含有し、かつCとCrおよびMoの関係がCr%+0
.3Mo%−16.3C%≦5.0……(1)Cr%+
1.2Mo%−11.5C%≧4.5……(2)Cr%
+2.7Mo%+21.5C%≦26.0……(3)を
満たし残部Feおよび不可避の不純物からなる耐銹耐摩
耗用鋼。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17117888A JPH0222444A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 耐銹耐摩耗用鋼 |
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JP17117888A JPH0222444A (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | 耐銹耐摩耗用鋼 |
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JPH0222444A true JPH0222444A (ja) | 1990-01-25 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0492545U (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-12 | ||
JP2007191795A (ja) * | 1999-01-19 | 2007-08-02 | Sulzer Metoco Ag | 基板にプラズマ溶射されるコーティング粉末及びその使用方法 |
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JPS60243249A (ja) * | 1984-05-16 | 1985-12-03 | Hitachi Metals Ltd | 焼戻し軟化抵抗の高い軸受用鋼 |
JPS61163244A (ja) * | 1985-01-11 | 1986-07-23 | Hitachi Metals Ltd | 転がり軸受 |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP17117888A patent/JPH0222444A/ja active Granted
Patent Citations (4)
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JP4644687B2 (ja) * | 1999-01-19 | 2011-03-02 | スルツァー メトコ アーゲー | 基板にプラズマ溶射されるコーティング粉末及びその使用方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPH0534418B2 (ja) | 1993-05-24 |
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