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公開番号2025009833
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2024070081
出願日2024-04-23
発明の名称高周波焼入部品の製造方法
出願人JFEスチール株式会社
代理人個人,個人
主分類C21D 1/10 20060101AFI20250109BHJP(鉄冶金)
要約【課題】高周波焼入れ部品の製造工程における、冷間鍛造前の焼鈍および高周波焼入れ前の焼入れ焼戻しの双方を省略しても、優れた冷間鍛造性および十分な部品性能(表面および芯部の硬度)を有する高周波焼入れ部品の製造方法について提案する。
【解決手段】鋼素材を熱間圧延にて棒鋼または線材に成形し、該棒鋼または線材を、軟化焼鈍を施すことなしに冷間鍛造に供して所定の条件を満足する部品に成形し、該冷間鍛造後の部品に、焼入れおよび焼戻しを施すことなしに所定の条件を満足する高周波焼入れ焼戻し処理を施す。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
鋼素材を熱間圧延にて棒鋼または線材に成形し、該棒鋼または線材を、軟化焼鈍を施すことなしに冷間鍛造に供して下記式（１）を満足する部品に成形し、該冷間鍛造後の部品に、下記式（２）を満足する高周波焼入れ焼戻し処理の前に焼入れ焼戻しを施すことなしに、前記高周波焼き入れ焼き戻し処理を施す高周波焼入部品の製造方法。
記
Ｈ
ＣＦ
≧200 ・・・（１）
ここで、Ｈ
ＣＦ
は冷間鍛造後のビッカース硬度である。
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2025009833000008.jpg
8
170
ここで、高周波加熱の温度Ｔ（Ｋ）と時間ｔ（ｓ）の関数をｆとし、すなわちＴ＝ｆ（ｔ）とする。ただし、ｆ（ｔ）はｆ（ｔ）≧Ｔ
Ｒ
の範囲とする。Ｔ
Ｒ
は高周波加熱中のオーステナイト変態完了温度（Ｋ）である。ｔ
Ｒ
は高周波加熱中のオーステナイト変態完了温度Ｔ
Ｒ
以上にある時間（ｓ）である。また、logは常用対数である。
続きを表示（約 660 文字）【請求項２】
前記棒鋼または線材は、
Ｃ：0.15～0.55質量％、
Si：0.35質量％以下、
Mn：0.85質量％以下、
Ｐ：0.050質量％以下、
Ｓ：0.050質量％以下、
Al：0.010～0.090質量％、
Mo：0.05～0.50質量％、
Ti：0.010～0.200質量％、
Ｂ：0.0005～0.0100質量％および
Ｎ：0.0150質量％以下
を含み、残部はFe及び不可避的不純物の成分組成を有する、請求項１に記載の高周波焼入部品の製造方法。
【請求項３】
前記成分組成として、さらに、
以下のＡ～Ｄ群のうちの１以上の群より選ばれる１種または２種以上を含有する請求項２に記載の高周波焼入部品の製造方法。
Ａ群：
Cr：0.65質量％以下、
Cu：1質量％以下および
Ni：1質量％以下
Ｂ群：
Se：0.3質量％以下、
Ca：0.05質量％以下、
Pb：0.3質量％以下、
Bi：0.3質量％以下、
Mg：0.05質量％以下、
Zr：0.2質量％以下、
REM：0.01質量％以下および
Ｏ：0.025質量％以下
Ｃ群：
Nb：0.1質量％以下および
Ｖ：0.3質量％以下
Ｄ群：
Sn：0.1質量％以下および
Sb：0.1質量％以下

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波焼入部品の製造方法に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車等の機械構造用部品は、熱間鍛造または冷間鍛造にて成形後、切削を施して最終形状に整えられる。とくに、冷間鍛造は、寸法精度に優れるために鍛造後の切削量が低減できる利点があり、近年適用例が増大している。また、高周波焼入れは、短時間の処理で鋼の疲労強度を向上させることが可能であり、ＣＯ
２
排出を抑制可能な利点もあり、適用が進んできている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、鋼組成を規定するとともに、有効硬化層深さと部品半径から投影芯部硬さを規定した、冷間加工性に優れる高捩り疲労強度高周波焼入れ鋼材が提案されている。また、特許文献２では、鋼組成の規定に加え、球状セメンタイトの個数密度をはじめとしたミクロ組織の特徴を規定し、焼入れ焼戻しを省略可能な、高周波焼入れ用圧延鋼材の製造方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平10-195589号公報
特開2011-241468号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
部品に成形後の最終熱処理に高周波焼入れを施して得られる、部品は、冷間鍛造前の軟化焼鈍や高周波焼入れ前の調質熱処理（焼入れ焼戻し）を経るのが通例である。例えば、特許文献１に記載の技術では、冷間鍛造前の焼鈍が必須である。同様に、特許文献２に記載の技術では、冷間鍛造前の焼鈍が必須である。すなわち、熱間圧延後の鋼材を焼鈍によって軟化しておくことによって、その後の冷間鍛造時の変形抵抗を下げて冷間鍛造性を確保する必要がある。また、高周波焼入れ前の調質熱処理（焼入れ焼戻し）は、最終製品の部品において所定の硬度を与えるために必要であった。
【０００６】
一方で、近年の部品価格競争激化ならびにカーボンニュートラル(ＣＯ
２
排出抑制)の機運の高まりを受け、部品製造工程の熱処理省略ニーズが増大している。このような状況において、上述の通り、特許文献１に記載の技術では、冷間鍛造前の焼鈍を省略できないことが問題であった。同様に、特許文献２に記載の技術では、焼入れ焼戻しは省略可能であるが、やはり冷間鍛造前の焼鈍を省略できないことが問題であった。
【０００７】
本発明は、上記の実情に鑑み開発されたものであり、冷間鍛造前の焼鈍および高周波焼入れ前の焼入れ焼戻しの双方を省略可能な、優れた冷間鍛造性および十分な部品性能(表面および芯部の硬度)を有する高周波焼入れ部品の製造方法について提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者らは、上記の目的を達成すべく、高周波焼入れ部品の製造工程について鋭意研究した。その結果、冷間鍛造時の加工硬化と高周波焼入れの条件を適切に制御することにより、冷間鍛造前および高周波焼入れ前の熱処理を省略しても冷間鍛造性を阻害することなく、高性能の部品製造が可能であることを見出した。
【０００９】
本発明は、上記知見に由来するものであり、その要旨は次の通りである。
１．鋼素材を熱間圧延にて棒鋼または線材に成形し、該棒鋼または線材を、軟化焼鈍を施すことなしに冷間鍛造に供して下記式（１）を満足する部品に成形し、該冷間鍛造後の部品に、下記式（２）を満足する高周波焼入れ焼戻し処理の前に焼入れ焼戻しを施すことなしに、前記高周波焼き入れ焼き戻し処理を施す高周波焼入部品の製造方法。
記
Ｈ
ＣＦ
≧200 ・・・（１）
ここで、Ｈ
ＣＦ
は冷間鍛造後のビッカース硬度である。
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2025009833000001.jpg
8
170
ここで、高周波加熱の温度Ｔ（Ｋ）と時間ｔ（ｓ）の関数をｆとし、すなわちＴ＝ｆ（ｔ）とする。ただし、ｆ（ｔ）はｆ（ｔ）≧Ｔ
Ｒ
の範囲とする。Ｔ
Ｒ
は高周波加熱中のオーステナイト変態完了温度（Ｋ）である。ｔ
Ｒ
は高周波加熱中のオーステナイト変態完了温度Ｔ
Ｒ
以上にある時間（ｓ）である。また、logは常用対数である。
【００１０】
２．前記棒鋼または線材は、
Ｃ：0.15～0.55質量％、
Si：0.35質量％以下、
Mn：0.85質量％以下、
Ｐ：0.050質量％以下、
Ｓ：0.050質量％以下、
Al：0.010～0.090質量％、
Mo：0.05～0.50質量％、
Ti：0.010～0.200質量％、
Ｂ：0.0005～0.0100質量％および
Ｎ：0.0150質量％以下
を含み、残部はFe及び不可避的不純物の成分組成を有する、前記１に記載の高周波焼入部品の製造方法。
（【００１１】以降は省略されています）

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