高速度鋼の切削耐久力および抗折力に及ぼすサブゼロ処理の影響

U.D.C.dる9.15.018.752.3

高速度鋼の切削耐久力および抗折力に及ぼすサブゼロ処理の影響

Effect _of

_Subzero

Treatment on

Cutting

Durability

_and

Deflective

Strength

_of

_HighSpeed

Steel

小

柴

定

雄*

Sadao Koshiba

田

_中

_和

夫**

Kazuo Tanaka 内 容 梗 概 低W高速度鋼Ⅹ1,低W∼Co高速度鋼Ⅹ00,Mo∼W高速度鋼ⅩMlおよび18∼4∼1塑HX2の4 種類について,抗折力および切削耐久力に及ぼすサブゼロ処理の影響を調べた｡その結果サブゼロ処理 およびこれにマルクェソチ処理を組合せたものは,油焼入後焼戻2回行ったものと比較し,切削耐久力 はあまり大差がなく,抗折力は同程度ないしほ′トさい傾向にある｡したがってこれらの結果から旋削用 高速度鋼バイトのサブゼロ処理はあまり効果的でないことが認められる｡

〔Ⅰ〕緒

言

高速度鋼のサブゼロ処理に関しては広く研究(1)(2)(3)さ れているが,切削性能に及ぼす影響についてほ比較的少 ない｡K.J.B.Wolfe氏(4)は2種類の高速度鋼iこついて, サブゼロ処理し切削試ま換を行っているが,それによると サブゼロ処理したものは,繰返し焼戻したものに比して やや劣るようであり,またS.M.Depoy代(5)は 度鋼 にサブゼロ処理し,切削旦の増大したことを述べている｡ 本敵71テほこれらの点をあきらかにするため,切削耐久力 および抗折力に及ぼすサブゼロ処理の影響を4種類の高 速度鏑について実験した結果であるし二,

〔ⅠⅠ〕試料および実験方法

実験に使用した 料の化学組成を弟】表にホす｡棟度 測定にほ15￠×12mIコ,抗折測定にほ5￠×70mmおよ び切肖り試験には12串×65¶nrnのバイトを用いた｡また 焼入にはエレバス炉を用い,Ⅹ1,Ⅹ00およびHX2ほ 1,2800C(HX2のバイトは1,300OC),ⅩMlは1,2600Cと し,9000Cに10分予熱後拭折ノ]測定試料は70秒,硬度側 完試料は1.5分および切削用バイトは2分浸漬した｡熱 処理二万法は桓)油焼入→焼戻(0.Q→T),(軌仙妹入→焼 →焼戻(0.Q→T→T),(可油焼入->焼戻→サブゼロ処ま聖 (0.Q→T→S),(弧油焼入→サブゼロ処J埋→焼戻(0.Q →S→T),㊥油焼入→焼戻→サブゼロ処理→焼戻(0.Q →T→S→T),④200OCマルクエソチ→焼戻→サブゼロ 処理(M→T→S),(う2000Cマルクエンチ→サブゼロ処 理→焼戻(M→S→T)の7撞 とし _{サブゼロ処理は} 【750Cに20分,マルクエソチは30分および焼戻ほ5750C に1時間保持した｡抗折 鹸はアムスラー試験機を用い, 支点50皿mの中央に圧縮荷重を加え破断したときの荷 を測定した｡また切削 鹸は6フィート米式精密旋盤に より Ni∼Cr鋼(CO,3%,Ni4,13%,Crl,56%) * 日立金属工業株式会社安来工場 ⊥博 串* 日立金属工業株式会社安来工場 第1表 試料の化学成分(%) のブリネル硬度352のものを切削し,切削不能になるま での時間を測定した｡なおこの場合の切削条件として切 込み1mI℃,送り0.5mrn/Rとした｡

〔ⅠⅠⅠ〕実

験

結

果

(り サブゼロ処理温度と硬度との関係

苓銅棒について1,240および1,2800Cに1.5分保持後油

炊入し,ただちに-25,-50およぴ-750Cにサブゼロ処 理して硬度を測定した｡弟】図はその結果を示す｡1,240 および1,2800C焼人のものともにサブゼロ処理すること によって,またその温度を低 卜する程硬度を増加するが, 1,2800Cのものほ1,2400Cに比して残留オーステナイトが 多く,一-250Cにサブゼロ処理した場合の硬度の増加率は 火である｡なおサブゼロ処理後の硬度は-25∼-750Cに おいて両者にあまり大差がない｡弟2図は前述の1,2800C 焼入したものについて階段的に焼戻して硬度を測定した 結果である｡各鋼種と も曲線の傾向は同様で あり,一般にサブゼロ 処理温 が低い超硬度 ほ高く,また二次硬化 のおこる温度は油焼入 のままのものに比し て,サブゼロ処理した ものほ低温側にずれる が,+･肌-25∼→750Cでほ その温度および硬度が ほとんど りない｡ま 伽 _{一打 ー〟} サブゼロ処王璽ブヨ虔 乃■ 第1図 _{サブゼロ処理温度} と硬度との関係

736 _{昭和32年6月 日 立 評} へヒ章 第39巻 第6号 第4国 Ⅹ1 _×420 0.Q■→S→T 第6図 Ⅹ00 _×420 0.Q→S→T /♂ク 2戊7 焼 戻 ∴ .ニ､.! ∵■ ･--∼ ∴-.1 Jごり 第2図 サブゼロ処理温度と焼戻硬度との関係 (1,2800C池焼入試料) bb-｢-r _巳T†よ ト∵.∵∴ 缶屯-→-?⊥. ミーらー｢ 熱処i翌方法 第3図 熱処理方法と硬度との関係 (T:575OC焼戻,S:r750Cサ ブゼロ処理,M:2000Cマルクェ ソチ) ミー｢-ら た弟3図は各種の処理したものの硬度を示す｡焼戻1回 と2回ではあまり変りないが,焼戻後サブゼロ処理した ものはこれよりやや高目になり,また油焼入直後にサブ

ゼロ処理およびマルクエソチ後にサブゼロ処理し,それ

ぞれ焼戻したものはやや低くなっている｡これらの傾向 は各銅程とも同様であるが ⅩMlは全般的に硬度が低 い｡なおこれらについて組織を調べたが各処理を比較し 第8図 ⅩMl _x420 Q.0→S→T 第10図 HX2 _×420 Q.0→S→T 第5図 Ⅹ1 _×420 0.Q-→T→T 第7図 Ⅹ00 _×420 0.Q→T-→T 第9図 ⅩMlx42() 0.Q-}T-ナT 第11図 HX2 _×420 Q.0→T→T てあまり差がない｡弟4∼11図ほその一例として各鋼種 の油焼入→サブゼロ処理→焼戻と油焼入→焼戻→焼戻の 組織を示す｡ (2)サブゼロ処瑠と抗折力との関係 弟12図は各種の熱処理を行って抗折力を測定した結果 である｡まずⅩ1では0.Q→T-}T処理のものが抗折力 もつとも高く,M→S→Tおよぴ0.Q→T→S→T処理 のものがこれについで高い｡0.Q→S→Tのものはこれ らに比してかなり低い｡Ⅹ00も 0.Q→T→T処理のも のがほかに比して高い｡またⅩMlは0.Q→T→S→T 処理のものがもつとも高くM→S→Tおよび0.Q→T→

高速度鋼の切削耐久力および抗折力に及ぼすサブゼロ処理の影響

へe餐 境野

(∼ち忘)に覧忙∼

737 軌血王翌方法 第12図 各種熱処理による抗析力の比較 (T:575OC焼戻,S:-75OCサブゼロ 処理,M:2000Cマルクエソチ) Tがこれについで高い値を示している｡HX2は0.Q→ T-ナT処理のものがやはり高い｡この結果によれば各銅 種の傾向はかならずしも一定でないが,サブゼロ処理お よびマルクエソチ処理を種々組合せても,焼戻2回行つ たものに比して特に効果があるとほ恩われない｡ (3)サブゼロ処理と切削耐久力との関係 前述と同様に各種の熱処理したものについて,切削試 験を行った｡第2∼5表はその結果を示す｡Ⅹ1でほ0.Q →T→T処理のものが切削耐久ブ｣もつとも大であり0.Q →T→S→Tのものがこれについで良好であるが,その ほかのものは大体同程度である｡Ⅹ00では0.Q→S→ Tおよび0･Q→T→T処理のものが比較的良好である｡ またⅩMlほ0･Q→T→TおよびM→S→T処理のもの がやや劣っているが,そのはかほあまり大差がない｡HX2 もはとんど りないが,0,Q→T→TおよびM→T→S 処理のものが幾分よい傾向を示している｡

〔ⅠⅤ〕結果に対する鳶築

上述の結果についてみるに各鋼種とも池焼入後焼戻す ことにより抗折力を増し,かつ娩戻処理1固より2回行 ったものが高いのはマルチンサイトを安定化し,かつ靭 性を増大するためである｡一方サブゼロ処理およびマル クエソチ処理を組合せたものは焼戻処理を2同行ったも のと同程度ないしはそれ以下の抗折力を示し,その効果 はあまり認められない｡これは焼入後サブゼロ処理を行 うと残留オーステナイトの大部分はマルテンサイト化 し,その後の焼戻匿よってマルテンサイトの焼戻軟化抵 抗を減少するためと考えられる｡また切削耐久力におい ては各処理のものを比較するにあまり大差がないが,Ⅹ1 ではむしろ前述の理由で0.Q→T→T処理したものの方 がサブゼロ処理したものよりもすぐれた憤向を示してい る｡したがってこれらの結果から,この種高速度鋼バイ 第2表 Ⅹ1の切削試 ∴･ ･∴ - 硬度 〟虎(C) 被切削材 1,2800C _O.Q･→T l,2800C _{O,Q･→T･･+T} l,2800C _O.Q->T-→S l,2800C _{O.Q-ウS-ナT} l,230OC _{O.Q→T-ナS-うT} l,2別)OC→M-ナS→T l,2別)DC-うM-→T→S 128.7 128.7 128.7 128.7 128.7 128.7 128.7 験 結果 耐久切削時間 (min-S) 2-23 3-12 2-30 2-22 2-59 2-34 2-10 第3表 Ⅹ00の切削試験結果 第4表 ⅩMlの切削試験結果 第5表 HX2の _{切 削試} トのサブゼロ処理はあまり有効でないことが認められ, むしろ焼戻処理を2回線返し行った方がよいと思われる｡

〔Ⅴ〕結

口 上述の結果を要約すればつぎのごとくである｡ (1)各鋼建とも油妹入後-25へ〃-750Cにサブゼロ処 理した場合ほサブゼロ処理温度が低い程硬度は高くな る｡またこれを焼戻した場合は油焼入のままのものに比 して,二次硬化のおこる温度が低温側にずれるが,-25 ∼-750Cではその温度および硬度がほとんど変りない｡ (2)抗折力はサブゼロ処理およぴこれにマルクエソ

チを組合せた処理を行っても,本実験範囲では油妹入後

738 _{昭和32年6月 日 立}

_評

第39巻 第6号 焼戻処理2回行ったものと同程度,ないしはそれ以下で ありこの瞳サブゼロ処理はあまり効果的でない｡また切 削耐久力についてもサブゼセ処理したものは,焼戻2区吏l 行ったものと大 なく,期待した結果が得られなかつ た｡したがってこの程旋削用バイトは焼戻処理を十分行 った方が適当と恩われる｡ 終りに本研究に協力された日立金属株式会社安来工場 永島祐雄,稲田朝雄両氏に対し,深謝の意を表する 参 男 女 献 (1)小柴,田中,稲田:日本金属学会誌 18,- 52l ヽ-′ ヽI･ ヽl一ノ 2 3 4 ( ( ( (5) (1954) 近藤:日本金属学会誌19,62(1955) 岡本,田中:日本金属学会誌 _{20,285(1956),}

KJ.B Wolfe:Materilas _aTld Methods 25,

129(1949) S.M Depoy:Trans A.S.M.E _{66,645(1944)･} 日

立製作所社員社外講演一覧

(昭和32年4月受付分) 3.21 5. 9 6.1′し 2 6.1∼ 2 4.20 4.20 5.11 5.14′､･ノ15 3.23 3.30 3.30 4.26 4.10 5.15 5.15 4.10 4.10 5.30 5.10∼13 6 _月 6.1∼2 4.19 4.24 4.25 4.26 3.15 東北電力株式会社 日本材料試験協会 高 分 子 学 高 分 子 学 全国炭鉱技術 全国炭鉱技術 自動車技 術 全 会 会 電子麒徽鏡学会 山梨県Ⅹ線技師会 神奈川県Ⅹ線技師 日本医学放射線学 会 神奈川県研究連絡 会 日本学術振興会 電子顕微学 電子顕微学 日本学術振興 日本学術振興 日本物理学 フ:ミ 会 会 会 日本地球電気磁気 学 会 高 分 子 学 高 分 子 学 電気通信 学 質量分析研究 コ ソ _{サル タ こ/} 日 料 技 ■ フ三 ■ヽ 7:く ト 達 中国電力株式会社 発 電 機 の 保 安 に つ い _て 欠 陥 の _{あ る 材 料} の _{疲 労} 強 度 ジメチルポリシロキサンの各種溶媒中におけ る ポリ _{エステル樹脂の構造に関する一考察} ディーゼル機関車の選定と特性について ウイリソソロ動連結器ならびにスキップカー について 自動車川ステアリ ングホイールについて 新 し い 非 点 収 差 の 補 償 法 日 立 Ⅹ _{線 装 置} に つ い て 日立DC-M型間接撮影装置について 可変絞り によ _{る運動照射法について} 最 近 の 交 換 機 の _動 向 に つ い て 究 研 的 学 レし ′1 析 分 の レ ケ (第7報) つ に 定 測 能 解 分 の 鏡 徴 顔 い て 圧 電 子麒徽鏡 と _そ の 応用 化学実験室に便利な新らしい器具と操作(第 2報)

鋼種簡易鑑別法の研究(第19報)

超音波伝播に対する加硫および充填の影響 空間電荷波と相互作用している電子ビームか らの転射 鯵透圧法による鐘状高分子の分子量について の研究(第1報) 高 分 子の初期の加熱劣化について サ ソ プ ル 値 制 御 電子(イオソ)幾何光学の基礎(第2回) 空 気 設 備 空 気 調 和 に つ い て 計 算 の あ ら ま し 調 和 に つ い て 日 立工場 日立研究所 日立研究所 目立研究所 笠戸工場 笠戸工場 多賀 中央研実 多賀工 亀戸工 亀戸工 工慄場所場場 場 亀戸工場 戸塚工場 中央研究所 中央研究所 中央研究所 中央研究所 中央研究所 中央研究所 中央研究所 中央研究所 中央研究所 中央研究所 中央研究所 本 社 本 社 本 社 川 崎 大内田 中牟田 鈴 木 古 賀 浜 原 高 森 佐片大山石 草 藤桐沼田橋 日日 恒 二 忠信嘉正正 広久浄宏弥一男 古 忙甘けけ 自{良 臣男 谷 晴 之 中 野 富士雛 粟渡菰只粟 粟前法 上川原原川三森粟村高 田辺田野田 田田橋 山松田田松巻戸本川橋 常 文常 俊 俊達 正式秀 雄宏孜龍雄 堆庸登 守浄豊豊漁夫望堆雄彦