专利名称：喷丸硬化用投射材的材料、成品线、制造方法及喷丸硬化用投射材的制作方法
技术领域：
本发明涉及喷丸硬化用投射材的材料、成品线、制造方法及喷丸硬化用投射材。
背景技术：
以前，在喷丸硬化用投射材的制造中，对所谓的轴承钢进行拉丝加工制成拉丝，将 该拉丝切成与其直径相同的长度，然后，投射在刚性壁上使边缘变圆，并且，对其研磨使其 获得规定圆球度，然后进行淬火·回火，从而制成规定的维氏硬度的技术已属公知(例如， 参照日本特开2001-79766号公报)。
发明内容
然而，作为喷丸硬化用投射材的材料，将所谓的轴承钢以其规格(如，日本工业规 格JIS G4805规定的高碳铬轴承钢SUJ2，其组成如表2所示)直接使用时，在拉丝而得到 成品线的工序中发生断线，存在无法获得生产率的提高这样的问题。即，在拉丝工序中发生 断线时，以lOOm/min左右的高速进行拉丝的生产线将停止，从而对生产效率带来较大的影 响。其结果，投射材的生产率也变低。尤其在拉丝的线材直径比0. 7mm细(如0. 3mm左右) 时该倾向显著，拉丝工序中将频繁发生断线。即，还未确立用于从细成品线获得最合适的喷 丸硬化用投射材的、喷丸硬化用投射材的制造方法。本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供在喷丸硬化用投射材的 制造中，在拉丝得到成品线的工序中防止断线，生产率得到提高的喷丸硬化用投射材的材 料、成品线、以及能提高生产率的喷丸硬化用投射材的制造方法和利用该制法的投射材。换言之，本发明的喷丸硬化用投射材的制造方法，首先，为防止断线确保清洁度， 采用特定的喷丸硬化用投射材的材料，确保由该材料制成适当的成品线，维持淬火前的碳 化物的微细状态，确保淬火回火后的适当的组织。并且，本发明提供能赋予喷丸硬化投射材 的寿命和恰当的压缩残余应力的、喷丸硬化用投射材。而且，本发明提供淬火性好、适合于 喷丸硬化的、喷丸硬化用投射材的制造方法。为解决上述问题，本申请的发明人进行了锐意研究，结果发现通过如下设计作为 本发明的第1方式而能实现所期待的目的，并基于该见解完成了本发明。即，本发明的第 1方式为，在喷丸硬化用投射材的材料中，以质量％计，含有0. 95 1. 10%的碳、0. 15 0. 30%的硅、0. 40%以下的锰、0. 020%以下的磷、0. 010%以下的硫、1. 40 1. 60%的铬、 0. 0015%以下的氧，剩余部分为铁及不可避免的杂质。制成这样的材料的原因是，为了防止在拉丝中由破裂引起的断线，降低使基底结 合性变差的非金属夹杂物的量。即，与特开2001-79766号公报的制造方法相比，为稳定地 减少氧化物需要降低氧化量，将氧控制在极低的0.0015%以下。并且，硅量的上限降低了 17%。而且，为降低硫化物，尤其是MnS的量，降低了锰和硫。总的来说，严格控制了铁以外 的所有组成含量的上限。为使基本碳化物量恒定，使碳量保持相同。
并且，本发明的喷丸硬化用投射材的成品线为，通过下列工序使该成品线中的、粒 径2 μ m以下的碳化物所占面积为成品线整体面积的80%以上，将本发明的第1方式所述的 喷丸硬化用投射材的材料拉丝成线材的工序、和反复对该线材退火及冷拔而制成成品线的工序。即，在本发明中，由块料通过拉拔加工进行“拉丝”而制造线材，接着，该线材经反 复“退火”及“冷拔”并拉丝处理制成成品线。并且，此时的成品线中的碳化物的状态为，粒 径2 μ m以下的碳化物所占面积在成品线整体面积的80%以上。本发明的第2方式中，设计成将对本发明的第1方式所述的喷丸硬化用投射材的 材料进行拉丝而得的线材，反复对该线材退火及冷拔制成成品线的工序的原因是，拉丝截 面收缩率高时线材无法伸长，变得容易断裂，所以优选至少在伸长停滞而达到恒定状态时 退火去除加工硬化，以再次恢复了延展性的状态进行拉丝所致。进行冷拔的原因是在热拔时发生晶粒延展而无法获得微细化效果，所以采用了附 带加工硬化和晶粒微细化的冷拔。退火的次数优选3次至5次。拉丝截面收缩率优选10%至40%。在成品线中，使粒径2 μ m以下的碳化物所占面积为成品线整体面积的80%以上 的原因是，通过在细成品线中获得合适的组织，从而在此后的喷丸硬化用投射材中能确保 最佳组织。并且，确定成品线中的性质，会关系到最终产品质量的提高，避免产生材料的浪费。在此成品线是指完成了加工的细线，为切断前的线，是对经轧制、拉拔所得的材料 的线材反复进行退火及冷拔而获得的。另外，关于成品线，通过在720°C以下进行退火而防止喷丸硬化用投射材的成品线 的碳化物的粗大化，维持淬火前的碳化物的微细状态。其结果，因晶粒微细化而增加破坏强 度，能确保向被喷丸硬化材给予更大的负载。其中，退火优选使用光亮退火炉在700°C下进 行加热。通过采用光亮退火炉，使线材表面不生成氧化污垢，无需酸洗工序。并且，本发明的喷丸硬化用投射材的制造方法的特征在于，具有下列工序将本发 明的第2方式所述的喷丸硬化用投射材的成品线，切断并进行塑性加工制成喷丸硬化原料 的工序、和将该喷丸硬化原料进行淬火回火的工序。根据本发明，由于使用了拉丝性出色且性质被确定的成品线，所以生产率高，并 且，能提供质量好的喷丸硬化用投射材。在此，关于上述回火，以回火参数=T((21.3-5.8X[C])+logt)来规定，并作为以 其值达到6200 7300这样的T的方式设定C。在此，T 回火温度⑷、t 回火时间(h)、 C 是碳量(％ )。设定成使回火参数成为6200 7300的、回火温度T、碳量C和回火时间t 时，具有防止晶粒的粗大化并且缓解加工应力韧性增加等的优点，所以优选。另外，还可以具有进行塑性加工的工序。根据本发明，由于投射材没有角，所以具 有硬化时难以生成破坏的起点这样的优点。并且，在此进行塑性加工制成喷丸硬化原料是 指，将具有短的线材形状的、已被切断的成品线，通过塑性加工制成球形的喷丸硬化原料的 形状。即，喷丸硬化原料并不是通过切削、研磨等而作成球形的。另外，本发明的喷丸硬化用投射材的制造方法的特征在于，具有下列工序将本发 明的第1方式所述的喷丸硬化用投射材的材料拉丝成线材的工序、反复退火及冷拔制成成品线的工序、将该成品线切断并进行塑性加工制成喷丸硬化原料的工序、和将该喷丸硬化 原料进行淬火回火的工序。根据本发明，具有热处理后晶粒的微细化和韧性的恢复这个优点。另外，本发明的喷丸硬化用投射材的制造方法的特征在于，在上述喷丸硬化用投 射材的制造方法中，淬火温度为820 850°C。根据本发明，具有难以生成残余奥氏体，能得到在材料整体中均勻的马氏体组织 的优点。进而，本发明的喷丸硬化用投射材为，通过上述的制造方法制造的喷丸硬化用投 射材，其组织的基底实质上是回火马氏体，有微细碳化物析出。并且，碳化物的面积率优选 70%至95%。这是由于作为结合层的金属部分变少时基底的结合性变弱，而碳化物超过 95%、金属部分变得非常少时，碳化物彼此接近于接触的状态。并且，当碳化物的面积率低 于70%时，有时如JIS SUJ2材那样不能满足作为喷丸硬化用投射材的适宜硬度即维氏硬 度HV950。根据本发明，能制作最适合用于喷丸硬化的投射材。另一方面，碳化物的粒径优选小于2 μ m。更优选1至0. 1 μ m。原因为，粒径在2 μ m 以上时在喷丸硬化用投射材的喷丸上的作为裂纹起点的影响变大。粒径大小在1至0. 1 μ m 时，由于从基底的露出变少，从而碳化物的影响变少，所以优选。另外，本发明的喷丸硬化用投射材为，是将下述的喷丸硬化用投射材的材料拉丝 成线材，反复对该拉丝退火及冷拔制成成品线，将该成品线切断并进行塑性加工制成喷丸 硬化原料，将该喷丸硬化原料进行淬火回火而制成的，所述喷丸硬化用投射材，以质量％ 计，含有0. 95 1. 10 %的碳、0. 15 0. 30 %的硅、0. 40 %以下的锰、0. 020 %以下的磷、 0. 010%以下的硫、1. 40 1. 60%的铬、0. 0015%以下的氧，剩余部分由铁及不可避免的 杂质构成，并且，其组织由微细碳化物和回火马氏体构成，而且碳化物的面积率为70%至 95 %，而且，通过塑性加工将硬度调整为，维氏硬度为950HV至1050HV。其维氏硬度为950HV 至1050HV时，能进行适应于高硬度产品的硬化处理。由于本发明的材料为断线少的组成材料，所以生产率提高。并且，能高速加工至细 线为止。本发明的成品线适合于喷丸硬化用投射材的制造。本发明的制造方法能制造生产 率及质量高的、适合于喷丸硬化的投射材。本发明的投射材适合于喷丸硬化。本申请以2008年2月28日在日本提出申请的特愿2008-046967号以及2008年 6月30日在日本提出申请的特愿2008-169971号为基础，其内容作为本申请的内容形成本 发明的一部分。另外，通过下面的详细说明想必能够进一步彻底地理解本发明。然而，详细的说明 及特定的实施例是本发明优选的实施方式，只是为了说明的目的而记载的。对本领域技术 人员来说显而易见的是，可以由该详细说明进行各种变更、改变。申请人:并没有打算将所记载的所有实施方式提供给公众，所公开的改变、替代方 案中，或许文字上未包含在所要保护的范围的内容也同等地作为本发明的一部分。在本说明书或要求保护范围的记载中，名词及同样的指代词的使用只要没有特别 指明、或者只要没有由上下文明确地否定，就可以解释为包含单数及复数两方面的内容。在 本说明书中所提供的任何例示或者例示性用词(例如“等”)的使用也只不过是为了更容易 地说明本发明，只要不特别记载在要求保护的范围中，就不是对本发明的范围加以限制。
具体实施例方式本申请的发明人等，对于JIS G4805-SUJ轴承钢的组成，通过将轴承钢调整成适合 用于喷丸硬化用投射材的、细线的组成，并且引出其组成的性质，从而由细线提供喷丸硬化 出色的投射材。表1表示本发明的喷丸硬化用投射材的材料。作为比较例，将以前的SUJ2 材料(JIS规格)示于表2中。表 1
碳硅锰磷硫铬氧铜镍钼铁及不 可避免的 杂质实施例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
碳硅锰磷硫铬氧铜镍钼铁及不 可避免的 杂质比较例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的对比，与JIS G4805-SUJ轴承钢的组成相比，本申请发明的材料将硫 设为0.010%以下，将氧限制在较低的0. 0015%以下，所以硫化物和氧化物等的夹杂物的析 出少，能确保材料的清洁度，能防止成为断线原因的组织不均勻的发生，而且，还能将断线防 范于未然或抑制在最小限度。由此，即使线变细也可以尽可能地防止拉丝工序中的断线。另外，与JIS G4805-SUJ轴承钢的组成相比，限制锰和磷为较低地。这些限制，从 能抑制残余奥氏体的生成和晶粒间三元化合物的生成的观点考虑优选。另外，将铜限制为0. 15%以下时，不会使渗碳性变坏，从该点考虑优选。另外，将镍限制为0. 15%以下时，不会使渗碳性变坏，从该点考虑优选。实施例1以下，在
图1中表示采用本发明的喷丸硬化用投射材的材料制造了喷丸硬化用投射材 的方法的流程图。以下，按照图1进行详细说明。在流程图中，首先在第1工序中，准备表1所指 定的组成的材料。第2工序中拉丝成线材。第3工序中反复退火及冷拔。第4工序中切断。第5工序中进行塑性加工。第6工序中进行淬火回火。第7工序中根据情况进行 空喷射(空打6 )。关于第1工序至第3工序，表3中表示表2的JIS G4805-SUJ轴承钢的组成与实 施例1的对比。第2工序中拉丝成线材后的拉拔材的线直径是1. 6mm、硬度是HV320。表权利要求
一种喷丸硬化用投射材的材料，以质量％计，含有0.95～1.10％的碳、0.15～0.30％的硅、0.40％以下的锰、0.020％以下的磷、0.010％以下的硫、1.40～1.60％的铬和0.0015％以下的氧，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成。
2.一种喷丸硬化用投射材的成品线，其特征在于，通过下列工序使该成品线中的、粒径 2 μ m以下的碳化物所占面积为成品线整体面积的80%以上，将权利要求1所述的喷丸硬化用投射材的材料拉丝成线材的工序、和反复对该线材退 火及冷拔而制成成品线的工序。
3.如权利要求2所述的喷丸硬化用投射材的成品线，其特征在于，所述退火是在720V 以下进行的。
4.一种喷丸硬化用投射材的制造方法，其特征在于，具有下列工序将权利要求2所述的喷丸硬化用投射材的成品线切断并进行塑性加工制成喷丸硬化 原料的工序、和将该喷丸硬化原料进行淬火回火的工序。
5.如权利要求4所述的喷丸硬化用投射材的制造方法，其特征在于，所述回火中的回 火参数 T,即(21. 3-5. 8X [C])+Iogt 为 6200 7300，其中，T 回火温度，单位是K ;t 回火时间，单位是h ;C 碳量，单位是％。
6.一种喷丸硬化用投射材的制造方法，其特征在于，进一步具有将利用权利要求4或5 所述的制造方法制造的喷丸硬化用投射材进行塑性加工的工序。
7.一种喷丸硬化用投射材的制造方法，其特征在于，具有下列工序将权利要求1所述的喷丸硬化用投射材的材料拉丝成线材的工序、反复退火及冷拔制 成成品线的工序、将该成品线切断并进行塑性加工制成喷丸硬化原料的工序、和将该喷丸硬化原料进行 淬火回火的工序。
8.如权利要求4、5、7中的任一项所述的喷丸硬化用投射材的制造方法，其特征在于， 所述淬火的淬火温度为820 850°C。
9.一种喷丸硬化用投射材，其特征在于，通过权利要求4或7所述喷丸硬化用投射材的 制造方法制造，其组织的基底为回火马氏体，析出有微细碳化物，并且，碳化物的面积率为 70%至 95%。
10.一种喷丸硬化用投射材，其特征在于，是将下述的喷丸硬化用投射材的材料拉丝成 线材，反复对该拉丝退火及冷拔制成成品线，将该成品线切断并进行塑性加工制成喷丸硬 化原料，对该喷丸硬化原料进行淬火回火而制成的，所述喷丸硬化用投射材，以质量％计， 含有0. 95 1. 10%的碳、0. 15 0. 30%的硅、0. 40%以下的锰、0. 020%以下的磷、0. 010% 以下的硫、1. 40 1. 60%的铬和0. 0015%以下的氧，剩余部分由铁及不可避免的杂质构 成，其组织为回火马氏体的基底上析出有微细碳化物，并且，碳化物的面积率为70%至95%。
11.如权利要求10所述的喷丸硬化用投射材，其特征在于，维氏硬度为950HV至 1050HV。
全文摘要
提供在拉丝得到成品线的工序中防止断线且生产率提高的喷丸硬化用投射材的材料、成品线及生产率提高的喷丸硬化用投射材的制法和利用该制法得到的投射材。即，通过拉丝成线材的工序和反复对该线材退火及冷拔制成成品线的工序，得到该成品线中的、粒径2μm以下的碳化物所占面积为成品线整体面积的80％以上的、喷丸硬化用投射材的成品线。喷丸硬化用投射材的材料以质量％计，含有碳0.95～1.10％、硅0.15～0.30％、锰0.40％以下、磷0.020％以下、硫0.010％以下、铬1.40～1.60％和氧0.0015％以下，剩余部分由铁及不可避免的杂质构成。使用该材料的喷丸硬化用投射材的制造方法和利用该制法的投射材。
文档编号B24C11/00GK101939139SQ20088012497
公开日2011年1月5日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年2月28日
发明者小林祐次, 辻俊哉 申请人:新东工业株式会社