專利名稱：噴丸硬化用投射材的材料、成品線、制造方法及噴丸硬化用投射材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及噴丸硬化用投射材的材料、成品線、制造方法及噴丸硬化用投射材。
背景技術(shù)：
以前，在噴丸硬化用投射材的制造中，對所謂的軸承鋼進行拉絲加工制成拉絲，將 該拉絲切成與其直徑相同的長度，然后，投射在剛性壁上使邊緣變圓，并且，對其研磨使其 獲得規(guī)定圓球度，然后進行淬火·回火，從而制成規(guī)定的維氏硬度的技術(shù)已屬公知(例如， 參照日本特開2001-79766號公報)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，作為噴丸硬化用投射材的材料，將所謂的軸承鋼以其規(guī)格(如，日本工業(yè)規(guī) 格JIS G4805規(guī)定的高碳鉻軸承鋼SUJ2，其組成如表2所示)直接使用時，在拉絲而得到 成品線的工序中發(fā)生斷線，存在無法獲得生產(chǎn)率的提高這樣的問題。即，在拉絲工序中發(fā)生 斷線時，以lOOm/min左右的高速進行拉絲的生產(chǎn)線將停止，從而對生產(chǎn)效率帶來較大的影 響。其結(jié)果，投射材的生產(chǎn)率也變低。尤其在拉絲的線材直徑比0. 7mm細(xì)(如0. 3mm左右) 時該傾向顯著，拉絲工序中將頻繁發(fā)生斷線。即，還未確立用于從細(xì)成品線獲得最合適的噴 丸硬化用投射材的、噴丸硬化用投射材的制造方法。本發(fā)明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于，提供在噴丸硬化用投射材的 制造中，在拉絲得到成品線的工序中防止斷線，生產(chǎn)率得到提高的噴丸硬化用投射材的材 料、成品線、以及能提高生產(chǎn)率的噴丸硬化用投射材的制造方法和利用該制法的投射材。換言之，本發(fā)明的噴丸硬化用投射材的制造方法，首先，為防止斷線確保清潔度， 采用特定的噴丸硬化用投射材的材料，確保由該材料制成適當(dāng)?shù)某善肪€，維持淬火前的碳 化物的微細(xì)狀態(tài)，確保淬火回火后的適當(dāng)?shù)慕M織。并且，本發(fā)明提供能賦予噴丸硬化投射材 的壽命和恰當(dāng)?shù)膲嚎s殘余應(yīng)力的、噴丸硬化用投射材。而且，本發(fā)明提供淬火性好、適合于 噴丸硬化的、噴丸硬化用投射材的制造方法。為解決上述問題，本申請的發(fā)明人進行了銳意研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過如下設(shè)計作為 本發(fā)明的第1方式而能實現(xiàn)所期待的目的，并基于該見解完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明的第 1方式為，在噴丸硬化用投射材的材料中，以質(zhì)量％計，含有0. 95 1. 10%的碳、0. 15 0. 30%的硅、0. 40%以下的錳、0. 020%以下的磷、0. 010%以下的硫、1. 40 1. 60%的鉻、 0. 0015%以下的氧，剩余部分為鐵及不可避免的雜質(zhì)。制成這樣的材料的原因是，為了防止在拉絲中由破裂引起的斷線，降低使基底結(jié) 合性變差的非金屬夾雜物的量。即，與特開2001-79766號公報的制造方法相比，為穩(wěn)定地 減少氧化物需要降低氧化量，將氧控制在極低的0.0015%以下。并且，硅量的上限降低了 17%。而且，為降低硫化物，尤其是MnS的量，降低了錳和硫。總的來說，嚴(yán)格控制了鐵以外 的所有組成含量的上限。為使基本碳化物量恒定，使碳量保持相同。
并且，本發(fā)明的噴丸硬化用投射材的成品線為，通過下列工序使該成品線中的、粒 徑2 μ m以下的碳化物所占面積為成品線整體面積的80%以上，將本發(fā)明的第1方式所述的 噴丸硬化用投射材的材料拉絲成線材的工序、和反復(fù)對該線材退火及冷拔而制成成品線的工序。即，在本發(fā)明中，由塊料通過拉拔加工進行“拉絲”而制造線材，接著，該線材經(jīng)反 復(fù)“退火”及“冷拔”并拉絲處理制成成品線。并且，此時的成品線中的碳化物的狀態(tài)為，粒 徑2 μ m以下的碳化物所占面積在成品線整體面積的80%以上。本發(fā)明的第2方式中，設(shè)計成將對本發(fā)明的第1方式所述的噴丸硬化用投射材的 材料進行拉絲而得的線材，反復(fù)對該線材退火及冷拔制成成品線的工序的原因是，拉絲截 面收縮率高時線材無法伸長，變得容易斷裂，所以優(yōu)選至少在伸長停滯而達(dá)到恒定狀態(tài)時 退火去除加工硬化，以再次恢復(fù)了延展性的狀態(tài)進行拉絲所致。進行冷拔的原因是在熱拔時發(fā)生晶粒延展而無法獲得微細(xì)化效果，所以采用了附 帶加工硬化和晶粒微細(xì)化的冷拔。退火的次數(shù)優(yōu)選3次至5次。拉絲截面收縮率優(yōu)選10%至40%。在成品線中，使粒徑2 μ m以下的碳化物所占面積為成品線整體面積的80%以上 的原因是，通過在細(xì)成品線中獲得合適的組織，從而在此后的噴丸硬化用投射材中能確保 最佳組織。并且，確定成品線中的性質(zhì)，會關(guān)系到最終產(chǎn)品質(zhì)量的提高，避免產(chǎn)生材料的浪費。在此成品線是指完成了加工的細(xì)線，為切斷前的線，是對經(jīng)軋制、拉拔所得的材料 的線材反復(fù)進行退火及冷拔而獲得的。另外，關(guān)于成品線，通過在720°C以下進行退火而防止噴丸硬化用投射材的成品線 的碳化物的粗大化，維持淬火前的碳化物的微細(xì)狀態(tài)。其結(jié)果，因晶粒微細(xì)化而增加破壞強 度，能確保向被噴丸硬化材給予更大的負(fù)載。其中，退火優(yōu)選使用光亮退火爐在700°C下進 行加熱。通過采用光亮退火爐，使線材表面不生成氧化污垢，無需酸洗工序。并且，本發(fā)明的噴丸硬化用投射材的制造方法的特征在于，具有下列工序?qū)⒈景l(fā) 明的第2方式所述的噴丸硬化用投射材的成品線，切斷并進行塑性加工制成噴丸硬化原料 的工序、和將該噴丸硬化原料進行淬火回火的工序。根據(jù)本發(fā)明，由于使用了拉絲性出色且性質(zhì)被確定的成品線，所以生產(chǎn)率高，并 且，能提供質(zhì)量好的噴丸硬化用投射材。在此，關(guān)于上述回火，以回火參數(shù)=T((21.3-5.8X[C])+logt)來規(guī)定，并作為以 其值達(dá)到6200 7300這樣的T的方式設(shè)定C。在此，T 回火溫度⑷、t 回火時間(h)、 C 是碳量(％ )。設(shè)定成使回火參數(shù)成為6200 7300的、回火溫度T、碳量C和回火時間t 時，具有防止晶粒的粗大化并且緩解加工應(yīng)力韌性增加等的優(yōu)點，所以優(yōu)選。另外，還可以具有進行塑性加工的工序。根據(jù)本發(fā)明，由于投射材沒有角，所以具 有硬化時難以生成破壞的起點這樣的優(yōu)點。并且，在此進行塑性加工制成噴丸硬化原料是 指，將具有短的線材形狀的、已被切斷的成品線，通過塑性加工制成球形的噴丸硬化原料的 形狀。即，噴丸硬化原料并不是通過切削、研磨等而作成球形的。另外，本發(fā)明的噴丸硬化用投射材的制造方法的特征在于，具有下列工序?qū)⒈景l(fā) 明的第1方式所述的噴丸硬化用投射材的材料拉絲成線材的工序、反復(fù)退火及冷拔制成成品線的工序、將該成品線切斷并進行塑性加工制成噴丸硬化原料的工序、和將該噴丸硬化 原料進行淬火回火的工序。根據(jù)本發(fā)明，具有熱處理后晶粒的微細(xì)化和韌性的恢復(fù)這個優(yōu)點。另外，本發(fā)明的噴丸硬化用投射材的制造方法的特征在于，在上述噴丸硬化用投 射材的制造方法中，淬火溫度為820 850°C。根據(jù)本發(fā)明，具有難以生成殘余奧氏體，能得到在材料整體中均勻的馬氏體組織 的優(yōu)點。進而，本發(fā)明的噴丸硬化用投射材為，通過上述的制造方法制造的噴丸硬化用投 射材，其組織的基底實質(zhì)上是回火馬氏體，有微細(xì)碳化物析出。并且，碳化物的面積率優(yōu)選 70%至95%。這是由于作為結(jié)合層的金屬部分變少時基底的結(jié)合性變?nèi)?，而碳化物超過 95%、金屬部分變得非常少時，碳化物彼此接近于接觸的狀態(tài)。并且，當(dāng)碳化物的面積率低 于70%時，有時如JIS SUJ2材那樣不能滿足作為噴丸硬化用投射材的適宜硬度即維氏硬 度HV950。根據(jù)本發(fā)明，能制作最適合用于噴丸硬化的投射材。另一方面，碳化物的粒徑優(yōu)選小于2 μ m。更優(yōu)選1至0. 1 μ m。原因為，粒徑在2 μ m 以上時在噴丸硬化用投射材的噴丸上的作為裂紋起點的影響變大。粒徑大小在1至0. 1 μ m 時，由于從基底的露出變少，從而碳化物的影響變少，所以優(yōu)選。另外，本發(fā)明的噴丸硬化用投射材為，是將下述的噴丸硬化用投射材的材料拉絲 成線材，反復(fù)對該拉絲退火及冷拔制成成品線，將該成品線切斷并進行塑性加工制成噴丸 硬化原料，將該噴丸硬化原料進行淬火回火而制成的，所述噴丸硬化用投射材，以質(zhì)量％ 計，含有0. 95 1. 10 %的碳、0. 15 0. 30 %的硅、0. 40 %以下的錳、0. 020 %以下的磷、 0. 010%以下的硫、1. 40 1. 60%的鉻、0. 0015%以下的氧，剩余部分由鐵及不可避免的 雜質(zhì)構(gòu)成，并且，其組織由微細(xì)碳化物和回火馬氏體構(gòu)成，而且碳化物的面積率為70%至 95 %，而且，通過塑性加工將硬度調(diào)整為，維氏硬度為950HV至1050HV。其維氏硬度為950HV 至1050HV時，能進行適應(yīng)于高硬度產(chǎn)品的硬化處理。由于本發(fā)明的材料為斷線少的組成材料，所以生產(chǎn)率提高。并且，能高速加工至細(xì) 線為止。本發(fā)明的成品線適合于噴丸硬化用投射材的制造。本發(fā)明的制造方法能制造生產(chǎn) 率及質(zhì)量高的、適合于噴丸硬化的投射材。本發(fā)明的投射材適合于噴丸硬化。本申請以2008年2月28日在日本提出申請的特愿2008-046967號以及2008年 6月30日在日本提出申請的特愿2008-169971號為基礎(chǔ)，其內(nèi)容作為本申請的內(nèi)容形成本 發(fā)明的一部分。另外，通過下面的詳細(xì)說明想必能夠進一步徹底地理解本發(fā)明。然而，詳細(xì)的說明 及特定的實施例是本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，只是為了說明的目的而記載的。對本領(lǐng)域技術(shù) 人員來說顯而易見的是，可以由該詳細(xì)說明進行各種變更、改變。申請人:并沒有打算將所記載的所有實施方式提供給公眾，所公開的改變、替代方 案中，或許文字上未包含在所要保護的范圍的內(nèi)容也同等地作為本發(fā)明的一部分。在本說明書或要求保護范圍的記載中，名詞及同樣的指代詞的使用只要沒有特別 指明、或者只要沒有由上下文明確地否定，就可以解釋為包含單數(shù)及復(fù)數(shù)兩方面的內(nèi)容。在 本說明書中所提供的任何例示或者例示性用詞(例如“等”)的使用也只不過是為了更容易 地說明本發(fā)明，只要不特別記載在要求保護的范圍中，就不是對本發(fā)明的范圍加以限制。
具體實施例方式本申請的發(fā)明人等，對于JIS G4805-SUJ軸承鋼的組成，通過將軸承鋼調(diào)整成適合 用于噴丸硬化用投射材的、細(xì)線的組成，并且引出其組成的性質(zhì)，從而由細(xì)線提供噴丸硬化 出色的投射材。表1表示本發(fā)明的噴丸硬化用投射材的材料。作為比較例，將以前的SUJ2 材料(JIS規(guī)格)示于表2中。表 1
碳硅錳磷硫鉻氧銅鎳鉬鐵及不 可避免的 雜質(zhì)實施例0.95 -0. 15-Sg 0. 4Sg 0. 02Sg1. 40-SgSgSgSg 0. 06剩余部分1. 100. 300. 011. 600. 150. 150. 0015表 2
碳硅錳磷硫鉻氧銅鎳鉬鐵及不 可避免的 雜質(zhì)比較例0. 15-Sg 0. 50Sg 0. 025Sg1. 30-不明不明不明不明剩余部分0. 95-0. 351. 601. 100. 025如表1和表2的對比，與JIS G4805-SUJ軸承鋼的組成相比，本申請發(fā)明的材料將硫 設(shè)為0.010%以下，將氧限制在較低的0. 0015%以下，所以硫化物和氧化物等的夾雜物的析 出少，能確保材料的清潔度，能防止成為斷線原因的組織不均勻的發(fā)生，而且，還能將斷線防 范于未然或抑制在最小限度。由此，即使線變細(xì)也可以盡可能地防止拉絲工序中的斷線。另外，與JIS G4805-SUJ軸承鋼的組成相比，限制錳和磷為較低地。這些限制，從 能抑制殘余奧氏體的生成和晶粒間三元化合物的生成的觀點考慮優(yōu)選。另外，將銅限制為0. 15%以下時，不會使?jié)B碳性變壞，從該點考慮優(yōu)選。另外，將鎳限制為0. 15%以下時，不會使?jié)B碳性變壞，從該點考慮優(yōu)選。實施例1以下，在

圖1中表示采用本發(fā)明的噴丸硬化用投射材的材料制造了噴丸硬化用投射材 的方法的流程圖。以下，按照圖1進行詳細(xì)說明。在流程圖中，首先在第1工序中，準(zhǔn)備表1所指 定的組成的材料。第2工序中拉絲成線材。第3工序中反復(fù)退火及冷拔。第4工序中切斷。第5工序中進行塑性加工。第6工序中進行淬火回火。第7工序中根據(jù)情況進行 空噴射(空打6 )。關(guān)于第1工序至第3工序，表3中表示表2的JIS G4805-SUJ軸承鋼的組成與實 施例1的對比。第2工序中拉絲成線材后的拉拔材的線直徑是1. 6mm、硬度是HV320。表權(quán)利要求
一種噴丸硬化用投射材的材料，以質(zhì)量％計，含有0.95～1.10％的碳、0.15～0.30％的硅、0.40％以下的錳、0.020％以下的磷、0.010％以下的硫、1.40～1.60％的鉻和0.0015％以下的氧，剩余部分由鐵及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
2.一種噴丸硬化用投射材的成品線，其特征在于，通過下列工序使該成品線中的、粒徑 2 μ m以下的碳化物所占面積為成品線整體面積的80%以上，將權(quán)利要求1所述的噴丸硬化用投射材的材料拉絲成線材的工序、和反復(fù)對該線材退 火及冷拔而制成成品線的工序。
3.如權(quán)利要求2所述的噴丸硬化用投射材的成品線，其特征在于，所述退火是在720V 以下進行的。
4.一種噴丸硬化用投射材的制造方法，其特征在于，具有下列工序?qū)?quán)利要求2所述的噴丸硬化用投射材的成品線切斷并進行塑性加工制成噴丸硬化 原料的工序、和將該噴丸硬化原料進行淬火回火的工序。
5.如權(quán)利要求4所述的噴丸硬化用投射材的制造方法，其特征在于，所述回火中的回 火參數(shù) T,即(21. 3-5. 8X [C])+Iogt 為 6200 7300，其中，T 回火溫度，單位是K ;t 回火時間，單位是h ;C 碳量，單位是％。
6.一種噴丸硬化用投射材的制造方法，其特征在于，進一步具有將利用權(quán)利要求4或5 所述的制造方法制造的噴丸硬化用投射材進行塑性加工的工序。
7.一種噴丸硬化用投射材的制造方法，其特征在于，具有下列工序?qū)?quán)利要求1所述的噴丸硬化用投射材的材料拉絲成線材的工序、反復(fù)退火及冷拔制 成成品線的工序、將該成品線切斷并進行塑性加工制成噴丸硬化原料的工序、和將該噴丸硬化原料進行 淬火回火的工序。
8.如權(quán)利要求4、5、7中的任一項所述的噴丸硬化用投射材的制造方法，其特征在于， 所述淬火的淬火溫度為820 850°C。
9.一種噴丸硬化用投射材，其特征在于，通過權(quán)利要求4或7所述噴丸硬化用投射材的 制造方法制造，其組織的基底為回火馬氏體，析出有微細(xì)碳化物，并且，碳化物的面積率為 70%至 95%。
10.一種噴丸硬化用投射材，其特征在于，是將下述的噴丸硬化用投射材的材料拉絲成 線材，反復(fù)對該拉絲退火及冷拔制成成品線，將該成品線切斷并進行塑性加工制成噴丸硬 化原料，對該噴丸硬化原料進行淬火回火而制成的，所述噴丸硬化用投射材，以質(zhì)量％計， 含有0. 95 1. 10%的碳、0. 15 0. 30%的硅、0. 40%以下的錳、0. 020%以下的磷、0. 010% 以下的硫、1. 40 1. 60%的鉻和0. 0015%以下的氧，剩余部分由鐵及不可避免的雜質(zhì)構(gòu) 成，其組織為回火馬氏體的基底上析出有微細(xì)碳化物，并且，碳化物的面積率為70%至95%。
11.如權(quán)利要求10所述的噴丸硬化用投射材，其特征在于，維氏硬度為950HV至 1050HV。
全文摘要
提供在拉絲得到成品線的工序中防止斷線且生產(chǎn)率提高的噴丸硬化用投射材的材料、成品線及生產(chǎn)率提高的噴丸硬化用投射材的制法和利用該制法得到的投射材。即，通過拉絲成線材的工序和反復(fù)對該線材退火及冷拔制成成品線的工序，得到該成品線中的、粒徑2μm以下的碳化物所占面積為成品線整體面積的80％以上的、噴丸硬化用投射材的成品線。噴丸硬化用投射材的材料以質(zhì)量％計，含有碳0.95～1.10％、硅0.15～0.30％、錳0.40％以下、磷0.020％以下、硫0.010％以下、鉻1.40～1.60％和氧0.0015％以下，剩余部分由鐵及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。使用該材料的噴丸硬化用投射材的制造方法和利用該制法的投射材。
文檔編號B24C11/00GK101939139SQ20088012497
公開日2011年1月5日 申請日期2008年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者小林祐次, 辻俊哉 申請人:新東工業(yè)株式會社