(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．９６〜１．０％、Ｓｉ：０．８２〜０．８８％、Ｍｎ：０．９２〜０．９９％、Ａｌ：０．０８〜０．１１％、Ｃｒ：０．２２〜０．６８％、Ｐ：０．０２〜０．０４％、Ｓ：０．０２〜０．０４％、Ｂ：０．００３〜０．０４％を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる化学組成を有することを特徴とするブラスト処理用投射材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は品質（硬さ、密度、金属組織）のバラツキが小さく研掃能力が安定したスチール系投射材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スチール系投射材は約１％Ｃからなる鋳鋼を用いて、一般に広く製造され、鋳物の砂落しをはじめとして、主に鉄系金属素材のバリ取り、付着物除去、酸化膜除去など幅広い用途に使用されている。
こうした用途に用いられる投射材としては、他に硬鋼線材を切断したカットワイヤやステンレス鋼線を切断して製造されるステンレスカットワイヤ、ステンレス鋳鋼を水などによってアトマイズして製造されるステンレスショットなどがあるが、スチールショットは最も低コストで製造可能な投射材であり、最も普及している。
しかし、例えばカットワイヤは線材という均一な素材を切断して製造されるため成分、硬さ、金属組織などのバラツキが小さいという特徴を有するが、スチールショットの場合は溶解した高温の溶湯を水などの冷却媒体によって粒子に破砕して製造するため、個々の粒子（ショット）の冷却履歴にバラツキが生じると共に、焼入れ、焼き戻しといった熱処理工程においても同様のバラツキが発生する問題があった。このため、カットワイヤと比較してブラスト処理した面の仕上りにムラが生じたり、ショットの消耗が早いという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来としては、質量％で、Ｃ：０．６〜１．４％、Ｓｉ：０．３〜１．６％、Ｍｎ：０．３〜１．３％、Ｐ：０．０５％以下、Ｓ：０．０５％以下を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる化学組成を有するブラスト処理用投射材が用いられていた。これだけ広い成分のバラツキがあっても、鋳物の砂落しや鋼板の酸化物除去といった処理目的に対しては十分機能を果たしたが、個々のショットの金属組織、硬さなどバラツキが大きいため、ブラスト面の仕上りにムラが生じたり、投射材の消耗が早いという問題があった。
【０００４】
本発明は微量成分（不純物）の含有量を含む化学成分を適正化することによって、品質（硬さ、密度、金属組織）のバラツキが小さく研掃能力が安定した投射材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の目的を達成するために成されたものである。
本発明のブラスト処理用投射材は、質量％で、Ｃ：０．９６〜１．０％、Ｓｉ：０．８２〜０．８８％、Ｍｎ：０．９２〜０．９９％、Ａｌ：０．０８〜０．１１％、Ｃｒ：０．２２〜０．６８％、Ｐ：０．０２〜０．０４％、Ｓ：０．０２〜０．０４％、Ｂ：０．００３〜０．０４％を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる化学組成を有することを特徴とする。
【０００６】
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【０００７】
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【０００８】
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【発明の効果】
【０００９】
上記説明から明らかのように本発明は、質量％で、Ｃ：０．９６〜１．０％、Ｓｉ：０．８２〜０．８８％、Ｍｎ：０．９２〜０．９９％、Ａｌ：０．０８〜０．１１％、Ｃｒ：０．２２〜０．６８％、Ｐ：０．０２〜０．０４％、Ｓ：０．０２〜０．０４％、Ｂ：０．００３〜０．０４％を含有し、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる化学組成を有することにより、各元素の組成範囲をより狭くすることにより、品質バラツキの低減が可能となった。
【００１０】
また、質量％で、Ａｌ：０．０８〜０．１１％を含有することにより、形状を改善し、内部欠陥（空孔）を低減することができる。さらに、質量％で、Ｃｒ：０．２２〜０．６８％を含有することにより焼入れ性を改善することができる。また、質量％で、Ｂ：０．００３〜０．０４％を含有することによりさらに焼入れ性を向上することができる。
【００１１】
また質量％で、Ｃ：０．９６〜１．０％、Ｓｉ：０．８２〜０．８８％、Ｍｎ：０．９２〜０．９９％、Ｐ：０．０２〜０．０４％、Ｓ：０．０２〜０．０４％を含有することにより、機械的強度の低下を防止できる。
【００１２】
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【００１３】
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【００１４】
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【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１５】
以下に、本発明の効果を確認するために行った、試験例（実施例・比較例）について説明する。
＜試験例１＞
【００１６】
本試験例ではＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｂの影響を調査するため、スチールスクラップ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｂ、純アルミニウム、加炭材等を原材料として所望の成分になるように原料配合を調整し、鉄換算溶解量１００ｋｇの実験用高周波溶解炉を使用して溶解した。溶解温度は１６４０〜１６８０℃として、水アトマイズ法によってスチールショットを製作した。得られたショットを乾燥し８５０℃に加熱して１時間保持した後、水焼入れを行い、さらに、ショットの硬さがＨｖ４４０〜４６０となるように焼戻しした。熱処理を実施したショットを篩い分けしてφ１ｍｍ（１．１８ｍｍの篩を通過し、１．００ｍｍの篩に残ったもの）のサイズを取り出し、品質等を評価した。その結果を表１に示す。
【００１７】
空孔率、非球状粒子率、硬さについては、ＪＩＳ−Ｚ０３１１に定められた方法により測定した。
空孔率については、ショット粒子を樹脂中に埋め込んで研磨し、拡大鏡によって粒子断面を観察した時に、その断面積に対して空孔が占める面積が１０％以上のショット粒子の割合を求めた。観察したショット粒子の数は１００とした。
非球状粒子率については、ショット粒子をガラス平板に広げて拡大鏡によって観察した時に、ショット粒子の長径が短径の２倍以上の粒子の割合を求めた。観察したショット粒子の数は１００とした。
硬さについては、ショット粒子を樹脂中に埋め込んで研磨し、粒子断面のビッカース硬さを測定した。試験荷重は９．８Ｎ、荷重負荷時間は１２秒とし、有効な２０個の測定値の平均値を求めた。
【００１８】
ショットの寿命に関しては、ＳＡＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ  ｏｆ  Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｉｎｃ．）Ｊ−４４５に定められた衝撃破砕試験を行った。即ち、上記φ１ｍｍのショット１００ｇを試験装置に投入し、６０ｍ／ｓの速度で耐摩耗鋳鉄製のターゲットに繰り返し衝突させ、一定衝突回数毎に破砕したショットを篩別除去すると共に残留ショットの重量を測定し、残留ショットが最初の３０％以下となるまで試験を行った。この試験により得た衝突回数と残留ショット重量割合の関係を示す曲線を積分して求められる数値を寿命値とした。表１に示す寿命比とは、一般的な組成である実施例３の寿命値を１００とした場合の比率で表しており、寿命比の値が大きいほど耐久性が良好であることを示している。
化学組成については、発光分光分析法によって、試作したショットそのものの分析を行った。
【００１９】
実施例１〜３は、Ｐ、Ｓを０．０４〜０．０５％となるように調整し、特にＣ、Ｓｉ、Ｍｎの影響を調査したものである。実施例１〜３の試料は空孔率、非球状粒子率、寿命比について、いずれも大きな差は無かった。
【００２０】
これに対して、比較例１では、空孔率、非球状粒子率が増加し、寿命比が大きく低下した。これは、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎが低いために、溶解時の脱酸効果が不十分で空孔等の欠陥が増加したためである。また、比較例２では、特に寿命比が大きく低下した。これは、Ｃ量が多いため、水アトマイズ時に炭化物（Ｆｅ３Ｃ）が形成されやすく、焼入れ時の加熱で分解できなかった炭化物が残留した粒子が混在しているためである。
【００２１】
実施例４はＡｌの影響を調査したもので、空孔率、非球状粒子率が顕著に低下し、寿命比も若干向上した。これは、Ａｌよる脱酸効果によるものと考えられる。
【００２２】
これに対して、比較例３では、空孔率は低いものの非球状粒子率が増加し、寿命比も低下した。これは、Ａｌが過剰な場合には溶湯表面に形成される酸化物が増加し、表面張力を阻害して形状を悪化させた結果と考えられる。
【００２３】
実施例５はＣｒの影響を調査したもので、空孔率、非球状粒子率が顕著に低下し、寿命比も若干向上し良好な結果が得られた。
【００２４】
これに対して、比較例４では、実施例５と比較して非球状粒子率が増加し、寿命比が低下した。Ｃｒが過剰な場合にはＡｌの場合と同様に溶湯表面に形成される酸化物が増加して形状が悪化すると共に、Ｃｒの炭化物が形成されやすくなって靭性を低下させるものと推定される。
【００２５】
実施例６はＢの影響を調査したもので、空孔率、非球状粒子率が最も低くなり、寿命比は最も高く最も良好な結果が得られた。
【００２６】
これに対して、比較例５においても、実施例６に近い結果となったが、コストを考慮すると実施例６のＢ量で十分効果を得ることが可能である。
【００２７】
【表１】
0005777201.tif 000002
＜試験例２＞
【００２８】
本試験例ではＣ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、ＳおよびＭｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉの影響を調査した。
試料の作製方法、評価方法は試験例１と同様である。結果を表２に示す。
なお、試験例１において、各元素が空孔率と非球状粒子率に及ぼす影響を確認できたため、本試験例では寿命比の結果だけを示す。
【００２９】
実施例７〜８は、Ｐ、Ｓを０．０３％以下となるように調整したうえで、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎの影響を調査したものである。実施例７〜８の試料の寿命比はいずれも１００を超え、鋼にとって有害な元素であるＰ、Ｓを減少すると共にＣ、Ｓｉ、Ｍｎをさらに好ましい範囲とした効果が認められた。
【００３０】
実施例９は、Ａｌの影響を調査したもので、表１の実施例４よりも寿命比が向上している。これは、Ｐ、Ｓを低く調整した影響と推定される。
一方、比較例６では、表１の比較例３の場合と同様に寿命比が低下した。
【００３１】
実施例１０はＣｒの影響を調査したもので、寿命比が若干向上し良好な結果が得られた。
【００３２】
これに対して、比較例７では、実施例１０と比較して寿命比が低下した。
Ｃｒが過剰な場合にはＡｌの場合と同様に溶湯表面に形成される酸化物が増加して形状が悪化すると共に、Ｃｒの炭化物が形成されやすくなって靭性を低下させるものと推定される。
【００３３】
実施例１１はＢの影響を調査したもので、寿命比が向上し最も良好な結果が得られた。
【００３４】
これに対して、比較例８においても、実施例１１に近い結果となったが、コストを考慮すると実施例１１のＢ量で十分効果を得ることが可能である。
【００３５】
実施例１２はＭｏ、Ｗの影響を調査したもので、実施例１１よりも寿命比がさらに向上し最も良好な結果が得られた。
【００３６】
これに対して、比較例９においても、実施例１２と比較して寿命比が多少低下する程度であったが、コストを考慮すると実施例１２に示す組成範囲で十分効果を得ることが可能である。
【００３７】
実施例１３はＶ、Ｎｂ、Ｔｉの影響を調査したもので、最も高い寿命比が得られ最も良好な結果が得られた。適切な量のＶ、Ｎｂ、Ｔｉを含むことにより、金属組織が微細化し靭性が向上したと推定される。
【００３８】
これに対して、比較例１０では、実施例１３と比較して寿命比が大幅に低下した。
Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ  が過剰な場合には、これらの元素が粗大な炭化物を形成し、寿命比を低下させることが確認された。
【００３９】
【表２】
0005777201.tif 000003