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公開番号2025001003
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-07
出願番号2024175504,2022554596
出願日2024-10-07,2021-03-16
発明の名称ねじ
出願人エジョットエスイーアンドカンパニーカーゲー,EJOT SE & Co. KG
代理人個人
主分類C21D 9/00 20060101AFI20241224BHJP(鉄冶金)
要約【課題】シャフトが水素脆化しにくいねじの製造方法、およびそのようなねじを提供する。
【解決手段】ねじの製造方法は、低合金炭素鋼製のねじワイヤを転造して、ねじ山を有するねじを製造するステップ、炭素雰囲気および/または窒素雰囲気下でねじ全体をオーステナイト化温度まで加熱し前記温度を維持するステップ、ねじ全体をベイナイト化温度まで急冷し、ねじがその断面においてベイナイト組織を有するまでベイナイト化温度を維持するステップ、を有し、その後、先端22がオーステナイト化温度まで加熱された後に、ねじがマルテンサイト開始温度(M_S)未満の温度まで急冷されることによって、ねじは、その先端22で局所的に硬化される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ａ．低合金炭素鋼製のねじワイヤを転造して、ねじ山を有するねじ（１０）を製造するステップ；
ｂ．炭素雰囲気および／または窒素雰囲気下で、ねじ（１０）全体をオーステナイト化温度まで加熱し、前記温度を維持するステップ；
ｃ．ねじ（１０）全体をベイナイト化温度まで急冷し、ねじがその断面にわたってベイナイト組織を有するまでベイナイト化温度を維持するステップ；
を有するねじ（１０）の製造方法において、
ｄ．その後、先端（２２）をオーステナイト化温度まで加熱した後に、ねじ（１０）をマルテンサイト開始温度（Ｍ
Ｓ
）未満の温度まで急冷することによって、ねじ（１０）は、その先端（２２）で局所的に硬化されることを特徴とするねじの製造方法。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
炭素雰囲気がねじよりも高い炭素含有量を有すること、および／または、窒素雰囲気がねじよりも高い窒素含有量を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ねじの縁部領域（１２、１８）が中心部の炭素含有量より少なくとも０．２％高い炭素含有量を有するまで、ねじを炭素雰囲気中でオーステナイト化温度に保つことを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
ねじ（１０）が焼戻しされていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の方法。
【請求項５】
ねじ山付きシャフト（２０）と先端（２２）とを備え、シャフト（２０）はその中心部に実質的にベイナイト組織を有するねじ（１０）において、
先端（２２）は、少なくともその縁部領域（１８）において、実質的に硬化マルテンサイト組織からなることを特徴とするねじ。
【請求項６】
ねじ（１０）は、その縁部領域（１２、１８）において、その中心部よりも高い炭素含有量を有することを特徴とする請求項５に記載のねじ。
【請求項７】
シャフトは、その中心部において実質的に焼戻しベイナイト組織を有し、その縁部領域（１２）において中心部よりも高い炭素含有量を有する焼戻し組織を有し、
先端（２２）は、少なくともその縁部領域（１８）において焼戻し硬化マルテンサイト組織を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のねじ。
【請求項８】
ねじ（１０）は、請求項１から４の何れか１項に記載の方法を用いて製造されることを特徴とする請求項５から７の何れか１項に記載のねじ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプリアンブルに規定するねじの製造方法、及び請求項５のプリアンブルに規定する直接締結用のねじに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ＥＰ３２７６１８９Ａ１には、ねじ中心部に比べて、ねじシャフトに沿ったエッジ領域により柔らかいベイナイト組織を有するねじが記載されている。ＤＥ１０２０１７１０１９３１Ａ１には、ベイナイト組織を有するねじが記載されており、ベイナイト組織は、ねじの頭部の方向に位置する中央領域よりもねじの先端における軸方向の硬度が低い。
【０００３】
ＤＥ１０２０１００５５２１０Ａ１には、二重硬化した先端（double-hardened tip）を有するねじの製造方法が開示されており、先端は、ねじの焼戻しマルテンサイト軸領域よりも高い炭素含有量を有している。その結果、ねじの保持領域を有する軸は、ねじの硬化した先端よりも水素脆化しにくい。このため，低合金炭素ねじの先端を部分的に浸炭した後、ねじ全体を焼戻し、その後、先端を局所的に再硬化している。
【０００４】
この方法は、ねじを部分的に浸炭させるため、複雑でコストがかかる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、ねじの先端において特に高い硬度を達成し、なおかつその頭部及び保持領域を有するシャフトにおいて低い硬度を達成し、その結果シャフトが水素脆化しにくい、より速い及び／又はより効率的なねじの製造方法を提供することである。本発明の「先端」という表現は、ねじの最前端からねじの頭部方向に延びるねじの前部領域を意味する。これは、特に高強度の金属材料からなる雌部品に、雌ねじ山を溝加工するように作られた領域であることが好ましい。
【０００６】
本発明に係るねじは、特に合金元素の含有量が３％未満の低合金炭素鋼線からねじを形成することによって製造される。ねじ山は、ねじの製造中にねじに転造される。ねじワイヤ（又は、スクリューワイヤ；screw wire）に用いられる材料は、好ましくは２３ＭｎＢ４又は３８Ｂ２である。
【０００７】
その後、ねじは、オーステナイト化温度まで加熱される。オーステナイト化温度は、用いられるそれぞれの線材が、そのＴＴＴ線図のオーステナイト相領域にある温度である。具体的には、オーステナイト化温度は、線材のＡ
３
温度よりも高い。
【０００８】
ねじをオーステナイト化温度まで加熱した後、ねじをベイナイト化温度まで急冷し、この温度は、具体的にはねじシャフトの断面にわたってねじがベイナイト組織を有するまで維持される。ベイナイト化温度は、線材がベイナイト相領域にあるときの温度である。具体的には、焼入れ時間（又は、急冷時間；quenching time）は、焼入れ中にフェライトとパーライトの両方が形成されないように選択される。具体的には、焼入れは、ねじをベイナイト化温度の溶融塩浴に浸漬することによって行われる。ベイナイト含有組織は、注目する組織部分が、具体的には２５％を超える有意かつ測定可能なベイナイト含有量を有する場合に存在する。組織部分は、好ましくは０．０５ｍｍ
２
のサイズを有する。
【０００９】
本発明に係るねじにおいて、２５％を超えるベイナイト含有量を有する組織部分の総面積は、ねじの断面積のうち特に８０％を超える表面積割合を占める。
【００１０】
本発明によれば、ねじはベイナイト化温度で所定の時間保持された後、ねじの先端をオーステナイト化温度まで再び局所的に加熱し、その後、マルテンサイト開始温度未満、具体的には室温まで冷却される。その後、フェライト、パーライト及びベイナイトの形成が大幅に抑制されるように選択された焼入れ時間で、少なくともねじの先端がマルテンサイト開始温度未満に再び急冷される。
（【００１１】以降は省略されています）

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