JPH11302789A - 耐摩耗性に優れた摺動部材用過共析鋼 - Google Patents
耐摩耗性に優れた摺動部材用過共析鋼Info
- Publication number
- JPH11302789A JPH11302789A JP10680398A JP10680398A JPH11302789A JP H11302789 A JPH11302789 A JP H11302789A JP 10680398 A JP10680398 A JP 10680398A JP 10680398 A JP10680398 A JP 10680398A JP H11302789 A JPH11302789 A JP H11302789A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 過共析鋼において、摺動時の相手材の摩耗量
を抑え、摺動部材としての利用性を高め、安価な摺動部
材を提供する。 【解決手段】 過共析鋼において、焼入焼戻しを行い、
摺動部材として必要な４０〜６５ＨＲＣの硬さを得、焼
入後の残留炭化物の平均粒径を０．２０μｍ以下とし
て、微細な残留炭化物を均一に分散させることによっ
て、摺動時の相手材の摩耗を抑え、また自己の耐摩耗性
を向上させるものである。そのため、球状化焼鈍後の部
品への加工後に図１に示すベイナイト処理後に焼入処理
を行ない、平均粒径が０．２０μｍ以下である残留炭化
物を分散させている。
を抑え、摺動部材としての利用性を高め、安価な摺動部
材を提供する。 【解決手段】 過共析鋼において、焼入焼戻しを行い、
摺動部材として必要な４０〜６５ＨＲＣの硬さを得、焼
入後の残留炭化物の平均粒径を０．２０μｍ以下とし
て、微細な残留炭化物を均一に分散させることによっ
て、摺動時の相手材の摩耗を抑え、また自己の耐摩耗性
を向上させるものである。そのため、球状化焼鈍後の部
品への加工後に図１に示すベイナイト処理後に焼入処理
を行ない、平均粒径が０．２０μｍ以下である残留炭化
物を分散させている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、摺動部材に適した
耐摩耗性に優れた過共析鋼に関する。
耐摩耗性に優れた過共析鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】摺動部品には、耐摩耗性材料として合金
鋳鉄（例えば、Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金鋳鉄）が多く使用
されている。また、高炭素クロム軸受鋼（ＪＩＳ ＳＵ
Ｊ１〜５）や炭素工具鋼（ＪＩＳ ＳＫ１〜７）のよう
な過共析鋼は、焼入焼戻しにより必要な硬さを簡単に得
ることができ、また焼入焼戻し後に硬質な炭化物が残留
するために、耐摩耗性に優れ摺動部品としても使用する
ことができる。
鋳鉄（例えば、Ｍｏ−Ｎｉ−Ｃｒ合金鋳鉄）が多く使用
されている。また、高炭素クロム軸受鋼（ＪＩＳ ＳＵ
Ｊ１〜５）や炭素工具鋼（ＪＩＳ ＳＫ１〜７）のよう
な過共析鋼は、焼入焼戻しにより必要な硬さを簡単に得
ることができ、また焼入焼戻し後に硬質な炭化物が残留
するために、耐摩耗性に優れ摺動部品としても使用する
ことができる。
【０００３】例えば、高炭素クロム軸受鋼は、一般の電
気炉もしくは転炉などで溶製された鋼塊から、熱間圧延
により鋼管を製造することができ、摺動部材がリングの
ような単純な形状であれば、鋼管を切断しリングを作製
した方が合金鋳鉄のように鋳造で生産するに比べて、か
なり安価に製造することができる。しかし、高炭素クロ
ム軸受鋼を摺動部材として使用する場合、通常の軸受に
使用されるような球状化焼鈍組織からの焼入焼戻し処理
で得られる組織では、摺動時の相手材の摩耗が激しいと
いう問題があった。
気炉もしくは転炉などで溶製された鋼塊から、熱間圧延
により鋼管を製造することができ、摺動部材がリングの
ような単純な形状であれば、鋼管を切断しリングを作製
した方が合金鋳鉄のように鋳造で生産するに比べて、か
なり安価に製造することができる。しかし、高炭素クロ
ム軸受鋼を摺動部材として使用する場合、通常の軸受に
使用されるような球状化焼鈍組織からの焼入焼戻し処理
で得られる組織では、摺動時の相手材の摩耗が激しいと
いう問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の解決しようと
する課題は、過共析鋼において、摺動時の相手材の摩耗
量を抑え、摺動部材としての利用性を高め、安価な摺動
部材を提供することである。
する課題は、過共析鋼において、摺動時の相手材の摩耗
量を抑え、摺動部材としての利用性を高め、安価な摺動
部材を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの本発明の手段は、過共析鋼において、焼入焼戻しを
行い、摺動部材として必要な４０〜６５ＨＲＣの硬さを
得、焼入後の残留炭化物の平均粒径を０．２０μｍ以下
として、微細な残留炭化物を均一に分散させることによ
って、摺動時の相手材の摩耗を抑え、また自己の耐摩耗
性を向上させるものである。
めの本発明の手段は、過共析鋼において、焼入焼戻しを
行い、摺動部材として必要な４０〜６５ＨＲＣの硬さを
得、焼入後の残留炭化物の平均粒径を０．２０μｍ以下
として、微細な残留炭化物を均一に分散させることによ
って、摺動時の相手材の摩耗を抑え、また自己の耐摩耗
性を向上させるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】焼入後の残留炭化物径が０．２０
μｍ以下では、摺動時に残留炭化物による相手材への攻
撃性が小さく、相手材の摩耗量を減少させることができ
る。また、残留炭化物径が小さくなるほど、残留炭化物
の平均間隔が小さくなり、硬質な残留炭化物が均一に分
散するため、耐摩耗性が向上する。
μｍ以下では、摺動時に残留炭化物による相手材への攻
撃性が小さく、相手材の摩耗量を減少させることができ
る。また、残留炭化物径が小さくなるほど、残留炭化物
の平均間隔が小さくなり、硬質な残留炭化物が均一に分
散するため、耐摩耗性が向上する。
【０００７】平均粒径が０．２０μｍを超える場合は、
残留炭化物の相手材への攻撃性が大きくなり、相手材の
摩耗量を増加させる。また、残留炭化物の平均粒子間距
離が大きくなり、耐摩耗性が劣化する。
残留炭化物の相手材への攻撃性が大きくなり、相手材の
摩耗量を増加させる。また、残留炭化物の平均粒子間距
離が大きくなり、耐摩耗性が劣化する。
【０００８】過共析鋼では、部品成形時の加工性を向上
させるために球状化焼鈍が行われ、球状化炭化物組織か
ら焼入焼戻し処理が行われる。
させるために球状化焼鈍が行われ、球状化炭化物組織か
ら焼入焼戻し処理が行われる。
【０００９】通常、過共析鋼の焼入れは、オーステナイ
ト＋セメンタイトの２相域の温度で行われるため、炭化
物が残留する。焼入時には、焼鈍後の球状化炭化物が炭
素の供給元となるために、残留炭化物の粒径、個数は、
前組織によって決定する。耐摩耗性を向上させ、摺動時
の相手材の摩耗を減少させるため、微細な残留炭化物を
得るには、焼入れの前組織を微細な炭化物にする必要が
ある。そこで、過共析鋼は、ベイナイト変態させること
によって微細な炭化物が均一に析出することに着目し、
球状化焼鈍後、部品成形への加工が終了した時点で、ベ
イナイト変態処理を行ってから、焼入処理を行う。
ト＋セメンタイトの２相域の温度で行われるため、炭化
物が残留する。焼入時には、焼鈍後の球状化炭化物が炭
素の供給元となるために、残留炭化物の粒径、個数は、
前組織によって決定する。耐摩耗性を向上させ、摺動時
の相手材の摩耗を減少させるため、微細な残留炭化物を
得るには、焼入れの前組織を微細な炭化物にする必要が
ある。そこで、過共析鋼は、ベイナイト変態させること
によって微細な炭化物が均一に析出することに着目し、
球状化焼鈍後、部品成形への加工が終了した時点で、ベ
イナイト変態処理を行ってから、焼入処理を行う。
【００１０】これにより、焼入後に平均粒径０．２０μ
ｍ以下の残留炭化物を容易に得ることができる。またそ
の後の焼戻し処理では、容易に硬さを調節することがで
き、耐摩耗性に優れた摺動部品を安価にうることができ
る。
ｍ以下の残留炭化物を容易に得ることができる。またそ
の後の焼戻し処理では、容易に硬さを調節することがで
き、耐摩耗性に優れた摺動部品を安価にうることができ
る。
【００１１】
【実施例】供試材をＪＩＳ ＳＵＪ２とした場合の実施
例を示す。真空溶製したＳＵＪ２を熱間圧延により圧延
し、球状化焼鈍を行った後、切削加工により試験片を作
製した。その後、実施鋼は、焼入れの前組織として微細
な炭化物を得るために図１に示すとおり、固溶化温度１
０５０℃に２０分保持して炭化物を固溶した後、ベイナ
イト変態温度の４５０℃に６０分間保持してベイナイト
変態処理を行ってから、図２に示す焼入れ温度に２０分
間保持してから油焼入れし、焼戻し温度に９０分間保持
して空冷して焼戻し処理を行った。
例を示す。真空溶製したＳＵＪ２を熱間圧延により圧延
し、球状化焼鈍を行った後、切削加工により試験片を作
製した。その後、実施鋼は、焼入れの前組織として微細
な炭化物を得るために図１に示すとおり、固溶化温度１
０５０℃に２０分保持して炭化物を固溶した後、ベイナ
イト変態温度の４５０℃に６０分間保持してベイナイト
変態処理を行ってから、図２に示す焼入れ温度に２０分
間保持してから油焼入れし、焼戻し温度に９０分間保持
して空冷して焼戻し処理を行った。
【００１２】また、比較鋼は切削加工の後、図２に示す
焼入焼戻し処理を行った。焼入れ後の残留炭化物を、Ｓ
ＥＭにて５０００倍で５視野（総面積０．００１３９ｍ
ｍ2）を写真撮影し、さらに画像解析装置で平均炭化物
粒径を測定した。図３、図４に本発明の実施鋼および比
較材の焼入後のミクロ組織を示す。
焼入焼戻し処理を行った。焼入れ後の残留炭化物を、Ｓ
ＥＭにて５０００倍で５視野（総面積０．００１３９ｍ
ｍ2）を写真撮影し、さらに画像解析装置で平均炭化物
粒径を測定した。図３、図４に本発明の実施鋼および比
較材の焼入後のミクロ組織を示す。
【００１３】摩耗試験１ 大越式摩耗試験において、回転リングを実施鋼、比較鋼
とし、相手材となるプレートを工具鋼ＳＫＨ５１とし、
ＳＫＨ５１の摩耗量を測定し、相手材への攻撃性を評価
した。なお、プレート材のＳＫＨ５１の硬さは６２．３
ＨＲＣであった。実験条件を下記する。
とし、相手材となるプレートを工具鋼ＳＫＨ５１とし、
ＳＫＨ５１の摩耗量を測定し、相手材への攻撃性を評価
した。なお、プレート材のＳＫＨ５１の硬さは６２．３
ＨＲＣであった。実験条件を下記する。
【００１４】 実験条件 摩耗距離：６００m 摩耗速度：０．０５４m/sec 、０．０９９m/sec 、０．１７３m/sec 、 ０．０５８m/sec 、０．６３m/sec 、１．１４m/sec 最終荷重：６．３kg
【００１５】実施鋼および比較鋼の焼入焼戻し条件と、
硬さ、平均残留炭化物径を表１に示す。また、実験結果
を表２に示す。比較鋼をリングとした場合の相手材の摩
耗量を１００として、相手材への攻撃性を評価した。
硬さ、平均残留炭化物径を表１に示す。また、実験結果
を表２に示す。比較鋼をリングとした場合の相手材の摩
耗量を１００として、相手材への攻撃性を評価した。
【００１６】
【表１】
【００１７】表２に示されるように、実施鋼をリングと
した場合、比較鋼の場合と比べてプレート材の比摩耗量
が少なく、実施鋼は摺動時の相手材への攻撃性が小さ
く、摺動部材に適していることがわかる。
した場合、比較鋼の場合と比べてプレート材の比摩耗量
が少なく、実施鋼は摺動時の相手材への攻撃性が小さ
く、摺動部材に適していることがわかる。
【００１８】
【表２】
【００１９】摩耗試験２ 大越式摩耗試験において、回転リングをＪＩＳ ＳＣＭ
４２０、相手材となるプレートを実施鋼および比較鋼と
して、プレートの摩耗量を測定し、自己の耐摩耗性を評
価した。
４２０、相手材となるプレートを実施鋼および比較鋼と
して、プレートの摩耗量を測定し、自己の耐摩耗性を評
価した。
【００２０】実施鋼および比較鋼の焼入焼戻し条件と、
硬さ、平均残留炭化物径を表３に示す。
硬さ、平均残留炭化物径を表３に示す。
【００２１】
【表３】
【００２２】比較鋼の比摩耗量を１００とした時の評価
結果を表４に示す。なお、回転リング材のＳＣＭ４２０
の硬さは９０．５ＨＲＢであった。実験条件を下記す
る。
結果を表４に示す。なお、回転リング材のＳＣＭ４２０
の硬さは９０．５ＨＲＢであった。実験条件を下記す
る。
【００２３】 摩耗距離：２００m 摩耗速度：０．０５４m/sec 、０．０９９m/sec 、０．１７３m/sec 、 ０．３０８m/sec 、０．６３m/sec 、１．１４m/sec 、 １．９７m/sec 、３．６２m/sec 最終荷重：６．３kg
【００２４】表４に示されるように、実施鋼は比較鋼に
比べて比摩耗量が少なく耐摩耗性に優れることがわか
る。
比べて比摩耗量が少なく耐摩耗性に優れることがわか
る。
【００２５】
【表４】
【００２６】
【発明の効果】本発明の鋼は、過共析鋼を球状化焼鈍し
た後に製品に形状化し、ベイナイト処理後に焼入れ処理
を行っているので、平均粒径が０．２０μｍ以下である
残留炭化物が均一に分散している。従って、本発明鋼を
摺動材として使用するとき、摺動時の相手材の摩耗を抑
えて相手材の摩耗量を減少させることができる。さら
に、残留炭化物の平均間隔が小さく硬質な残留炭化物が
均一に分散しており、硬さが４０〜６５ＨＲＣであるの
で、耐摩耗性に優れている。本発明は、過共析鋼の摺動
部材としての利用性が高く、かつ、安価な摺動部材が得
られるなど優れた効果を奏するものである。
た後に製品に形状化し、ベイナイト処理後に焼入れ処理
を行っているので、平均粒径が０．２０μｍ以下である
残留炭化物が均一に分散している。従って、本発明鋼を
摺動材として使用するとき、摺動時の相手材の摩耗を抑
えて相手材の摩耗量を減少させることができる。さら
に、残留炭化物の平均間隔が小さく硬質な残留炭化物が
均一に分散しており、硬さが４０〜６５ＨＲＣであるの
で、耐摩耗性に優れている。本発明は、過共析鋼の摺動
部材としての利用性が高く、かつ、安価な摺動部材が得
られるなど優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明におけるベイナイト変態処理の温度パタ
ーンを示す図である。
ーンを示す図である。
【図２】本発明におけるベイナイト変態処理後の、
（ａ）は焼入れ温度パターンを示し、（ｂ）は焼もどし
パターンを示す図である。
（ａ）は焼入れ温度パターンを示し、（ｂ）は焼もどし
パターンを示す図である。
【図３】本発明の実施鋼のミクロ組織を示す顕微鏡写真
である。
である。
【図４】比較鋼のミクロ組織を示す顕微鏡写真である。
Claims (1)
- 【請求項１】 焼入後の平均残留炭化物径が０．２０μ
ｍ以下で、焼入焼戻し後の硬度が４０〜６５ＨＲＣを有
する耐摩耗性に優れた摺動部材用過共析鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10680398A JPH11302789A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 耐摩耗性に優れた摺動部材用過共析鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10680398A JPH11302789A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 耐摩耗性に優れた摺動部材用過共析鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11302789A true JPH11302789A (ja) | 1999-11-02 |
Family
ID=14443031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10680398A Pending JPH11302789A (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 耐摩耗性に優れた摺動部材用過共析鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11302789A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001011252A1 (fr) * | 1999-08-09 | 2001-02-15 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Palier a roulement |
| JP2009084647A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Kobe Steel Ltd | 転動疲労寿命の安定性に優れた軸受用鋼材 |
-
1998
- 1998-04-16 JP JP10680398A patent/JPH11302789A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001011252A1 (fr) * | 1999-08-09 | 2001-02-15 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Palier a roulement |
| US6547442B1 (en) | 1999-08-09 | 2003-04-15 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Rolling bearing |
| JP2009084647A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Kobe Steel Ltd | 転動疲労寿命の安定性に優れた軸受用鋼材 |
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