JPH07116584B2 - 破砕機用耐摩耗部品の製造方法 - Google Patents
破砕機用耐摩耗部品の製造方法Info
- Publication number
- JPH07116584B2 JPH07116584B2 JP1132328A JP13232889A JPH07116584B2 JP H07116584 B2 JPH07116584 B2 JP H07116584B2 JP 1132328 A JP1132328 A JP 1132328A JP 13232889 A JP13232889 A JP 13232889A JP H07116584 B2 JPH07116584 B2 JP H07116584B2
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- Japan
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- carburizing
- wear
- hardened layer
- less
- crusher
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表面に表面硬化層を備えた耐摩耗部品の製造方
法に関し、特に粉体圧縮機、破砕機などに用いられる破
砕機用耐摩耗部品の製造方法に関する。
法に関し、特に粉体圧縮機、破砕機などに用いられる破
砕機用耐摩耗部品の製造方法に関する。
粉体の圧縮成形を行う粉体圧縮機などに用いられる耐摩
耗部品、モールドタイヤなどは粉体の高圧動荷重のもと
で摩擦作用を受け、摩耗の著しい進展をもたらすので耐
摩耗材料などが用いられている。
耗部品、モールドタイヤなどは粉体の高圧動荷重のもと
で摩擦作用を受け、摩耗の著しい進展をもたらすので耐
摩耗材料などが用いられている。
一方、耐摩耗性を増大させ、強度を向上させるために材
料の表面硬化法が利用されており、これらの方法のうち
で浸炭硬化法などが普及し、自動車部品、土木掘削用ビ
ット、各種建設機械用摩耗部品などの機械部品に多用さ
れている。
料の表面硬化法が利用されており、これらの方法のうち
で浸炭硬化法などが普及し、自動車部品、土木掘削用ビ
ット、各種建設機械用摩耗部品などの機械部品に多用さ
れている。
浸炭硬化処理法では、浸炭材のカーボンポテンシャルを
調節し、部品の表面炭素量をほゞ0.8〜1.00％となるよ
うに浸入固溶させ、その後焼入れによってその表層部を
硬いマルテンサイト組織にするようにしている。最近で
は浸炭硬化処理法の改良として、高温のオーステナイト
の状態で、さらに、高いカーボンポテンシャルの雰囲気
中で、鋼中にＣを浸入固溶させ、硬くて微細な球状の炭
化物を生成させる過剰浸炭処理法が発展してきた（例え
ば、特開昭52−140435号公報、特開昭61−104065号公報
など）。
調節し、部品の表面炭素量をほゞ0.8〜1.00％となるよ
うに浸入固溶させ、その後焼入れによってその表層部を
硬いマルテンサイト組織にするようにしている。最近で
は浸炭硬化処理法の改良として、高温のオーステナイト
の状態で、さらに、高いカーボンポテンシャルの雰囲気
中で、鋼中にＣを浸入固溶させ、硬くて微細な球状の炭
化物を生成させる過剰浸炭処理法が発展してきた（例え
ば、特開昭52−140435号公報、特開昭61−104065号公報
など）。
しかしながら、上記従来の浸炭処理を行った部品では、
技術上、次のような問題があった。
技術上、次のような問題があった。
１）JIS SKD11などの高炭素クロム鋼の浸炭処理を行う
場合、表面炭素濃度が著しく増加してしまうので、耐摩
耗部品としての鋼の耐摩耗性および強度を低下させてし
まう。
場合、表面炭素濃度が著しく増加してしまうので、耐摩
耗部品としての鋼の耐摩耗性および強度を低下させてし
まう。
２）表面硬化層は厚さが薄いので、耐摩耗部品の場合で
は部品の心部にまで摩耗が進展すると摩耗速度が急進
し、部品の耐久性を低下させるとともに、粉体の成形性
能を劣化させてしまう。
は部品の心部にまで摩耗が進展すると摩耗速度が急進
し、部品の耐久性を低下させるとともに、粉体の成形性
能を劣化させてしまう。
３）ガス浸炭炉による浸炭処理を行う場合、浸炭温度が
低いため、浸炭速度を増大させることができず、処理時
間を遅延させてしまう。
低いため、浸炭速度を増大させることができず、処理時
間を遅延させてしまう。
４）高荷重（高線圧）下にて粉体を成形するモールドタ
イヤなどでは抗折力の高い鋼が用いられるが、抗折力と
硬さの関係から、硬さ（耐摩耗性）を犠牲にして強度の
高い鋼を使用する必要があった。
イヤなどでは抗折力の高い鋼が用いられるが、抗折力と
硬さの関係から、硬さ（耐摩耗性）を犠牲にして強度の
高い鋼を使用する必要があった。
本発明はこのような従来の問題を解決するものであり、
真空浸炭法を用いて高温にて高濃度浸炭処理を行い、浸
炭硬化層に硬い球状微細炭化物を分散析出した耐摩耗性
および強度に優れた破砕機用耐摩耗部品の製造方法を提
供することを目的とするものである。
真空浸炭法を用いて高温にて高濃度浸炭処理を行い、浸
炭硬化層に硬い球状微細炭化物を分散析出した耐摩耗性
および強度に優れた破砕機用耐摩耗部品の製造方法を提
供することを目的とするものである。
本発明は上記目的を達成するために、重量％で、C:50〜
1.00％、Si:1.0％以下、Mn:1.20％以下、Cr:10.0〜16.0
％、および必要に応じて、Mo:0.50〜1.50％、V:0.20〜
0.80％の１種または２種以上、残部Feおよび不純物より
なる鋼を素材とし、表面にカーボンポテンシャルを、1.
0％以上の真空雰囲気中で、950〜1100℃の温度範囲の加
熱と上記温度範囲以下の温度の冷却とからなる冷却加熱
の繰返しにより浸炭処理を行い、全硬化層深さが1.5mm
以上、表面硬さがHv800以上であるとともに、浸炭硬化
層に球状微細炭化物を分散析出させたことを特徴として
いる。
1.00％、Si:1.0％以下、Mn:1.20％以下、Cr:10.0〜16.0
％、および必要に応じて、Mo:0.50〜1.50％、V:0.20〜
0.80％の１種または２種以上、残部Feおよび不純物より
なる鋼を素材とし、表面にカーボンポテンシャルを、1.
0％以上の真空雰囲気中で、950〜1100℃の温度範囲の加
熱と上記温度範囲以下の温度の冷却とからなる冷却加熱
の繰返しにより浸炭処理を行い、全硬化層深さが1.5mm
以上、表面硬さがHv800以上であるとともに、浸炭硬化
層に球状微細炭化物を分散析出させたことを特徴として
いる。
本発明による破砕機用耐摩耗部品の製造方法を構成する
素材の成分範囲の限定理由について説明する。
素材の成分範囲の限定理由について説明する。
C:0.50〜1.00％ Ｃは部品の心部における強度を確保するために0.5％以
上を含有させる。しかし、Ｃ％が高くなると浸炭処理に
さいし部品の表面炭素濃度が著しく増加してしまい、ま
た、心部が脆くなり、引張り強さ、衝撃値を低下させる
ので、1.00％以下とした。
上を含有させる。しかし、Ｃ％が高くなると浸炭処理に
さいし部品の表面炭素濃度が著しく増加してしまい、ま
た、心部が脆くなり、引張り強さ、衝撃値を低下させる
ので、1.00％以下とした。
Si:1.0％以下 Siはマトリックスを固溶体強化し、Ｃの偏析を防ぎマト
リックスの組織変化に対する抵抗性を増大させるととも
に、Siは浸炭阻害作用があり、Cr,Moが含有される場合
には含有が多くても浸炭可能であるが、1.0％以下とし
た。
リックスの組織変化に対する抵抗性を増大させるととも
に、Siは浸炭阻害作用があり、Cr,Moが含有される場合
には含有が多くても浸炭可能であるが、1.0％以下とし
た。
Mn:1.20％以下 Mnは素材の焼入性を増大させる効果があるため添加す
る。しかし、多すぎると焼入れひずみを助長するので1.
20％以下とした。
る。しかし、多すぎると焼入れひずみを助長するので1.
20％以下とした。
Cr:10.0〜16.0％ Crは浸炭時に炭化物を析出させ、表面硬度を上昇させる
元素であり、耐摩耗性と強度を与えることができる。と
くに添加量を増大させて耐摩耗性と強度とが得られるよ
うにするため、10.0％以上添加する。しかし、多すぎる
と脆性をもたらすので16.0％以下とした。
元素であり、耐摩耗性と強度を与えることができる。と
くに添加量を増大させて耐摩耗性と強度とが得られるよ
うにするため、10.0％以上添加する。しかし、多すぎる
と脆性をもたらすので16.0％以下とした。
Mo:0.50〜1.50％、V:0.20〜0.80％の１種または２種以
上 前記の元素から選ばれる１種または２種以上を添加する
ことにより、部品の耐摩耗性と強度を与えることができ
る。しかし、添加量が多すぎると靭性に悪影響を及ぼす
のでMo:1.50％以下、V:0.80％以下とした。
上 前記の元素から選ばれる１種または２種以上を添加する
ことにより、部品の耐摩耗性と強度を与えることができ
る。しかし、添加量が多すぎると靭性に悪影響を及ぼす
のでMo:1.50％以下、V:0.80％以下とした。
上記の素材を用いて、950〜1100℃の温度範囲にて高温
浸炭することにより、素材が高炭素成分を有しているに
も拘らずＣの鋼中への拡散を著しく進行させるので浸炭
時間を短縮できるとともに省エネルギーとすることがで
きる。また、浸炭材のカーボンポテンシャルを1.0％以
上の高濃度浸炭雰囲気に調節し、真空浸炭法を用いるな
どして高温度における高炭素成分を有している鋼の表面
の活性化を行わせ、部品の表面炭素量を調整することに
より、残留オーステナイト量の増大を軽減し、炭化物を
微細に分析させる。生成する炭化物の種類は、主として
（Cr,Fe）3Cであり、高い硬さならびに深い硬化層深さ
を有している。上記高濃度浸炭処理にさいし、冷却加熱
を繰返す熱サイクルが加えられて、炭化物の生成と球状
化を促進するとともに結晶粒の微細化をはかることがで
きる。上記冷却操作においては、950〜1100℃の温度範
囲以下の温度、例えば500℃以下の低温度に冷却され
る。
浸炭することにより、素材が高炭素成分を有しているに
も拘らずＣの鋼中への拡散を著しく進行させるので浸炭
時間を短縮できるとともに省エネルギーとすることがで
きる。また、浸炭材のカーボンポテンシャルを1.0％以
上の高濃度浸炭雰囲気に調節し、真空浸炭法を用いるな
どして高温度における高炭素成分を有している鋼の表面
の活性化を行わせ、部品の表面炭素量を調整することに
より、残留オーステナイト量の増大を軽減し、炭化物を
微細に分析させる。生成する炭化物の種類は、主として
（Cr,Fe）3Cであり、高い硬さならびに深い硬化層深さ
を有している。上記高濃度浸炭処理にさいし、冷却加熱
を繰返す熱サイクルが加えられて、炭化物の生成と球状
化を促進するとともに結晶粒の微細化をはかることがで
きる。上記冷却操作においては、950〜1100℃の温度範
囲以下の温度、例えば500℃以下の低温度に冷却され
る。
次いで、適当な焼戻温度200〜400℃で焼戻しすることに
より、残留オーステナイト量を減少させている。
より、残留オーステナイト量を減少させている。
かくして、浸炭硬化層には球状微細炭化物を分散析出し
た表面硬化層を備えた耐摩耗性、強度に優れた破砕機用
耐摩耗部品を得ることができる。
た表面硬化層を備えた耐摩耗性、強度に優れた破砕機用
耐摩耗部品を得ることができる。
以下、本発明を実施例に基いて説明する。
第１表に示す化学成分の鋼を溶製したのち、摩耗試験片
を作製した。次いで、各摩耗試験片に対して第２表に示
す条件で浸炭処理を行い、浸炭層硬度および摩耗試験機
による比摩耗量の結果が得られた。
を作製した。次いで、各摩耗試験片に対して第２表に示
す条件で浸炭処理を行い、浸炭層硬度および摩耗試験機
による比摩耗量の結果が得られた。
第１表において本発明の試料Ａを基本成分とし、試料Ｂ
においてはMo添加の効果、試料ＣにおいてはMoおよびＶ
の添加の効果を検討し、さらに、比較例として試料Ｄに
おいては中炭素高速度鋼を用いて本発明との差異を検討
した。
においてはMo添加の効果、試料ＣにおいてはMoおよびＶ
の添加の効果を検討し、さらに、比較例として試料Ｄに
おいては中炭素高速度鋼を用いて本発明との差異を検討
した。
第１図は第１表の試料Ｃについての浸炭処理および熱処
理の熱サイクルを示し、浸炭処理において、1040℃の浸
炭温度にて浸炭し、冷却、加熱を行って炭化物の生成と
球状化を促進させた。引続き、浸炭温度からの真空浸炭
炉内の冷却による焼入れ、さらに、焼戻しを行った。焼
戻し温度は350℃としており、残留オーステナイトの低
減をはかった。
理の熱サイクルを示し、浸炭処理において、1040℃の浸
炭温度にて浸炭し、冷却、加熱を行って炭化物の生成と
球状化を促進させた。引続き、浸炭温度からの真空浸炭
炉内の冷却による焼入れ、さらに、焼戻しを行った。焼
戻し温度は350℃としており、残留オーステナイトの低
減をはかった。
第２図は第１票の試料Ｃについての、熱処理後における
試料断面のビッカース硬度による硬さ分布を示し、表面
硬さHv:550までの深さである有効硬化層深さは、2.1mm
であった。なお、その他の試料の硬さ分布については図
示することを省略した。
試料断面のビッカース硬度による硬さ分布を示し、表面
硬さHv:550までの深さである有効硬化層深さは、2.1mm
であった。なお、その他の試料の硬さ分布については図
示することを省略した。
第２表において、試料Ｃのごとく全硬化層深さは深くな
り、比摩耗量を改善させることができた。比較例におい
ては、中炭素であることにも起因して抗折力、靭性につ
いてやゝ優位であるが比摩耗量については充分でないこ
とが判明した。
り、比摩耗量を改善させることができた。比較例におい
ては、中炭素であることにも起因して抗折力、靭性につ
いてやゝ優位であるが比摩耗量については充分でないこ
とが判明した。
比摩耗量の測定は大越式摩耗試験機により行われた。
本発明は、上記実施例より明らかなように、鋼の組成を
選定し、高温における加熱と低温における冷却との繰返
しのもとで高濃度浸炭処理を行い、浸炭硬化層に硬い球
状微細炭化物を分散析出した表面硬化層を備え、激しい
摩耗および荷重環境においても耐摩耗性および衝撃強度
に優れた大型部品よりなる破砕機用耐摩耗部品の製造方
法を提供することができる。
選定し、高温における加熱と低温における冷却との繰返
しのもとで高濃度浸炭処理を行い、浸炭硬化層に硬い球
状微細炭化物を分散析出した表面硬化層を備え、激しい
摩耗および荷重環境においても耐摩耗性および衝撃強度
に優れた大型部品よりなる破砕機用耐摩耗部品の製造方
法を提供することができる。
第１図は本発明による化学成分を有する試料についての
浸炭処理および熱処理の熱サイクルの説明図、第２図は
この場合の試料断面の硬さ分布曲線である。
浸炭処理および熱処理の熱サイクルの説明図、第２図は
この場合の試料断面の硬さ分布曲線である。
Claims (2)
- 【請求項１】重量％で、C:0.50〜1.00％、Si:1.0％以
下、Mn:1.20％以下、Cr:10.0〜16.0％、残部Feおよび不
純物よりなる鋼を素材とし、表面にカーボンポテンシャ
ルを1.0％以上の真空雰囲気中で950〜1100℃の温度範囲
の加熱と上記温度範囲以下の温度の冷却とからなる冷却
加熱の繰返しにより浸炭処理を行い、全硬化層深さが1.
5mm以上、表面硬さがHv800以上であるとともに、浸炭硬
化層に球状微細炭化物を分散析出させたことを特徴とす
る破砕機用耐摩耗部品の製造方法。 - 【請求項２】重量％で、C:0.50〜1.00％、Si:1.0％以
下、Mn:1.20％以下、Cr:10.0〜16.0％、およびMo:0.50
〜1.50％、V:0.20〜0.80％の１種または２種以上、残部
Feおよび不純物よりなる鋼を素材とし、表面にカーボン
ポテンシャルを1.0％以上の真空雰囲気中で950〜1100℃
の温度範囲の加熱と上記温度範囲以下の温度の冷却とか
らなる冷却加熱の繰返しにより浸炭処理を行い、全硬化
層深さが1.5mm以上、表面硬さがHv800以上であるととも
に、浸炭硬化層に球状微細炭化物を分散析出させたこと
を特徴とする破砕機用耐摩耗部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1132328A JPH07116584B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 破砕機用耐摩耗部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1132328A JPH07116584B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 破砕機用耐摩耗部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02310343A JPH02310343A (ja) | 1990-12-26 |
| JPH07116584B2 true JPH07116584B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=15078752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1132328A Expired - Fee Related JPH07116584B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 破砕機用耐摩耗部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116584B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3456028B2 (ja) * | 1994-10-13 | 2003-10-14 | 日立金属株式会社 | 加工性に優れたピストンリング材 |
| US5944920A (en) * | 1996-04-10 | 1999-08-31 | Hitachi Metals, Ltd. | Piston ring material excellent in workability |
| US7208052B2 (en) * | 2003-12-23 | 2007-04-24 | Rolls-Royce Corporation | Method for carburizing steel components |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6289841A (ja) * | 1985-10-15 | 1987-04-24 | Hiroyuki Kanai | 紡機用金属トラベラ |
| JP2503400B2 (ja) * | 1985-10-17 | 1996-06-05 | 大同特殊鋼株式会社 | 浸炭部品の製造方法 |
| JPS62174347A (ja) * | 1986-01-27 | 1987-07-31 | Hiroyuki Kanai | 紡機用金属トラペラ |
-
1989
- 1989-05-25 JP JP1132328A patent/JPH07116584B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02310343A (ja) | 1990-12-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |