JPS59129752A - 高周波焼入材 - 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】 ば〕　産業上の利用分野 この発明は高周波焼入して転動都伺の素材として使用す
る転がシ軸受、ボールネジ智の部品用高周波焼入祠に関
するものである。

←）従来技術 最近、原価低減の観点から、高周波焼入された軸受部品
の使用が多くなってきている。’ｔ’ｌｌｌ　受部品と
して使用される素材は、熱処理後、表面硬度ＨＲｏｊＪ
？〜ｔｙの高硬度を持つことが必須で、高周波焼入によ
ってＨＲＯｊ（ｆ′以上の硬さを有るには、炭素含有量
としてＯ，グ％以上が必要であシ、この様な材料には、
例えはＪ工Ｓ　規格によればＳりｊ？０ＸＳ３００．８
３３０、Ｓｊ♂０、ＳＯＭグダｊ、ＳＮ０Ｍグ５／２．
５ｔｒｐ／３．５ＵＰ７、ＳＵＪ　／、５ＵＪ−等が有
する。しかしながら、この様な材料を使用して起周波焼
入された軸受部品の転動寿命は１、従来の軸受銅酸いＩ
′ｉ浸炭劇を使用する軸受部品に較べて充分り云えない
のが現状である。これは、銅の熱処理工程に於いて、合
金元素の多い程、焼入性が良く硬化深さは得られ易いが
、炭素の固溶化に対して時間が必要であり、筒周被焼入
の如き短時間加熱では、篩値度が得られにくいからであ
る。その為、Ｓ（ＩＭダタｊなどの合金鋼ではＳ負、焼
準々どの前処理が必要となっている。また、よシ筒淘に
加熱することも必要で、その為組錫の粗大化が生じる。

従って、高周波炉人材では合金元素量を増すことは、高
硬度を得る点ではマイナスの作用をもたらす。また、軸
受部品の転動寿命は品硬度であること以外に１焼入の際
の冷却速度が重髪な因子であることが最近用らかにされ
ている。即ち、冷却速度を小さくすること沈よシ、マル
テン　、サイトの亀裂敏感性が小さくなシ、転勤寿命が
向上する。言い換えればか゛６人性の良い鋼を時間をか
けて焼入することが長寿命へつながるのである。

以上の点から考察するに、高周波焼入軸受部品の短寿命
の原因は、高周波加熱と云う短時間加熱の為、合金元素
の拡散が充分に行なわれないとと及びその為に冷却速度
を大きくしなければ高硬度が得られないことに起因する
と推考される。

ハ０発明の目的 との発明は、前述した高周波焼入材の低寿命を考慮して
、焼入性に寄与し、かつ、炭素との親和力（炭素と結び
ついて炭化物を形成し易い力）の小さい元素の活用によ
って、長寿命かつ安価な転がシ軸受部品用高周波焼人材
を提供せんとするものである。

に）　発明の構成 この発明は、重量比にして炭素０．　ｊ　−０，２％−
マンガン／、０〜／、ｊ％、クロムθ、Δ〜／、０％及
び残部鉄を含む転がシ軸受、ボールネジ等の部品用高周
波焼入材を要旨とするものである。

（ホ）実施例 この発明の転がシ軸受、ポールネジ等の部品用高周波焼
入材の化学成分を前記の範囲に限定した理由は次の通シ
である。

高周波焼入は短時間加熱なので、加熱前、炭化物として
存在する合金元素が加熱によシ炭素から離れてマトリッ
クス（オーステナイト相）に拡散固溶し、焼入性に寄与
しなけれにならない。そこで、同一含有量で比較すれば
、一般的な合金元素例えばマンガン（ＭＱ）、モリブデ
ン（ＭＰ）、クロム（Ｏｒ）、珪素（Ｓｌ）、ニッケル
（Ｎ１）の中では、Ｍｎは最も焼入性への寄与率が高く
、以下はＭｏ、　Ｏｒ、　Ｓｉ、Ｎｉの順に低下する。

また、炭素との親和力は、Ｍｏ、　Ｏｒ、　Ｍｎ、Ｎ１
、Ｓｌの順になっている。Ｍｎは残留オーステナイト量
を多くする成分であって転勤特命に対して有効であシ、
従って、Ｍｎは多い方が良い。但し、多過ぎると炭素と
炭化物を作る量が増加するので、同−加熱温度に対して
オーステナイトへの炭素固溶量が減少し、好ましくない
。ＭＯは炭素との親和力が大きく、また、これらの合金
元素の中で最も高価である為、不適当である。また、Ｏ
ｒはＭｎと同様の働きをするが、焼入性の寄与率及び残
留オーステナ・イト飯を多くすることに関してはｌＪｎ
よシ劣り、炭素との親和力もＭｎｊシ大きい為よシ好ま
しいとはいえない。

次に、転動寿命に□゛対するＭｎの有効性は、高周波焼
入材に対してよりｗ効であると考える。即ち、高周波焼
入は短時間加熱、水冷で行なわれる為、高合金ｆｉ％は
加熱の際の炭素の溶は込み不足、冷却に際［７ては統制
れの為適さない。鋼中の合金元素は、室温では炭素と結
びついて炭化物を形成しているが、Ａ１点（２２３°０
）以上に加熱されることによシフニライト相はオーステ
ナイト相に変態し、その時、炭化物は分解し、炭素及び
合金元素はオーステナイトに固溶する。

焼入（冷却）によシ、オーステナイトはマルテンサイト
変態（冷却が充分速い場合）或いはトルースタイト変態
（冷却がゆるい場合）するが、オーステナイトに固溶し
た合金元素はトルースタイト変態を抑制、即ち焼入性を
上げる役割をし、また、オーステナイトに固溶していた
炭素はマルテンサイトの硬さを高める。従って、炭素と
の親和力が高い元素が存在すれば、加熱しても炭化物は
分解しにくいので焼入性も小さく、マルテンサイトの硬
さもでないことになる炭素は硬さを高くするに何、心積
の成分で、例えばＨＲｃＩｚＯ以上を得るには０．５％
以上が必要となる。一方、辰索が０．２％以上であれば
、高周波焼入の様に短時向加ｍｂ、７ｊＣ冷の工程をと
る場合、オーステナイトに溶は込む炭素量の調整が−［
＜（加熱温度が高くなると、オーステナイト中の炭素量
が増える）、０．２％以上の炭素が溶は込んだ場合には
、焼餉れの危険性が犬となる。

（へ）゛発明の効果 表−／は炭素量約Ｏ１ｊ％で代表的な軸受部品用高周波
焼人材である５ｊｏａ及びＡ１８１７７５０表−／には
軸支！１．２種（Ｂ　Ｕ’Ｔ　−，２）のずぶ部品のデ
ータも加えであるが、これに較べてこれらの鋼の高周波
焼入品の転動寿命はθ１ｇ倍強であり、充分であるとは
云えない。そこで、Ｍｎを／１．２％に増量し、ｏｒ量
をｏ、ｏ７％からｏ、　ｚ　７％迄変えた０、５％０の
炭素鋼を作製し、高周波焼入後の転動疲労強度を調べた
結果を表−２に示す。

−以　　下　　余　　白　　− 表一コ　高周波焼入品の転勤寿命　（Ｏ，、Ｓ％０炭素
＃り上記実験結果によれは、ｏｒ′＆ｔが増すにつれて
転動寿命が増大することが判り、安定して長寿命ｔ−得
るには０９ｇ％以上のＯｒ量が必要である。

一方、これ迄の実験より＼表−３に示した如＜、０１７
％以上では先に述べた理由により、転動寿命は低下する
。従って、Ｏｒ量の範囲はθ、Δ〜／、０％が適当であ
る。また、Ｍｎ量についても同様に多ければ、加熱に際
して炭素が溶は込みにくくなるので７．０〜／、５％が
適当である。

−以　　下　　余　　白　　− この発明は以上説明した様に炭素、マンガン、クロムの
量を適正に選択することによって、長寿命かつ安価な転
がシ軸受、ボールネジ等の部品用高周波焼入材を得るも
のである。

２５９

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　重量比にして炭素Ｑ、ｊ〜０２％、マンガン
   ／。０〜７．５％、クロムＱ１ｇ〜／、０％及び残部鉄
   を含む高周波炉人材。