JP2003147434A - コネクションロッドの製造方法。 - Google Patents
コネクションロッドの製造方法。Info
- Publication number
- JP2003147434A JP2003147434A JP2001349633A JP2001349633A JP2003147434A JP 2003147434 A JP2003147434 A JP 2003147434A JP 2001349633 A JP2001349633 A JP 2001349633A JP 2001349633 A JP2001349633 A JP 2001349633A JP 2003147434 A JP2003147434 A JP 2003147434A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- connection rod
- less
- proof stress
- fatigue strength
- present
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱間鍛造によって一体鍛造した後、形状矯正
のための冷間コイニング（冷間加工）を行い、その後破
断分離するコンロッドの製造方法において、Ｉセクショ
ン部の耐力および疲労強度を向上させることができるコ
ンロッドの製造方法を提供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．２０〜０．７０％、
Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．１０〜２．０
０％、Ｐ：０．０１〜０．２０％、Ｃｒ：０．０５〜
１．００％、Ｖ：０．５０％以下およびＮ：０．０１〜
０．０３％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物から
なるコンロッド用非調質鋼を素材として熱間鍛造によっ
てコンロッド粗成形体に成形し、このコンロッド粗成形
体に形状矯正のための冷間コイニングをＩセクション部
に加えた後、時効処理をすることを特徴とする破断分離
が容易であり、かつＩセクション部の耐力および疲労強
度が優れたコネクションロッドの製造方法。
のための冷間コイニング（冷間加工）を行い、その後破
断分離するコンロッドの製造方法において、Ｉセクショ
ン部の耐力および疲労強度を向上させることができるコ
ンロッドの製造方法を提供すること。 【解決手段】 重量％で、Ｃ：０．２０〜０．７０％、
Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．１０〜２．０
０％、Ｐ：０．０１〜０．２０％、Ｃｒ：０．０５〜
１．００％、Ｖ：０．５０％以下およびＮ：０．０１〜
０．０３％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物から
なるコンロッド用非調質鋼を素材として熱間鍛造によっ
てコンロッド粗成形体に成形し、このコンロッド粗成形
体に形状矯正のための冷間コイニングをＩセクション部
に加えた後、時効処理をすることを特徴とする破断分離
が容易であり、かつＩセクション部の耐力および疲労強
度が優れたコネクションロッドの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コネクションロッ
ドの製造方法、詳細には破断分離が容易であって、かつ
Ｉセクション部が高耐力および高疲労強度を有するコネ
クションロッドの製造方法に関する。
ドの製造方法、詳細には破断分離が容易であって、かつ
Ｉセクション部が高耐力および高疲労強度を有するコネ
クションロッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、エンジン用のコネクションロッド
（以下「コンロッド」という。）は、最終形状に一体鍛
造後、必要に応じて仕上げの機械加工をした後、機械加
工によって二個に分離して製造されていた。しかし、上
記従来のコンロッドの製造方法は、切断部分に切り代と
して余分な材料を要するとともに切断後分離面を切削加
工または研磨等によって仕上げをする必要があり、多大
な時間の浪費と価格の上昇をもたらしていた。
（以下「コンロッド」という。）は、最終形状に一体鍛
造後、必要に応じて仕上げの機械加工をした後、機械加
工によって二個に分離して製造されていた。しかし、上
記従来のコンロッドの製造方法は、切断部分に切り代と
して余分な材料を要するとともに切断後分離面を切削加
工または研磨等によって仕上げをする必要があり、多大
な時間の浪費と価格の上昇をもたらしていた。
【０００３】これらの問題を解決する一方法として、粉
末焼結鍛造によって製造する方法が提案されているが、
粉末焼結鍛造プロセスが複雑なプロセスであるため、生
産性を阻害し、コストの低下にならなかった。
末焼結鍛造によって製造する方法が提案されているが、
粉末焼結鍛造プロセスが複雑なプロセスであるため、生
産性を阻害し、コストの低下にならなかった。
【０００４】そこで、これらの問題を解決する一方法と
して、熱間鍛造によって一体鍛造した後、破断分離する
方法が提案され、破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼
が開発されてきた（特開平８−２９１３７３号公報、特
開平９−３５８９号公報、特開平９−１７６７８７号公
報、特開平１０−２１９３８９号公報参照）。これらの
破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼を使用すると、上
記切断法における欠点が解消され、コンロットが短時間
にかつ安価に製造されるようになってきた。
して、熱間鍛造によって一体鍛造した後、破断分離する
方法が提案され、破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼
が開発されてきた（特開平８−２９１３７３号公報、特
開平９−３５８９号公報、特開平９−１７６７８７号公
報、特開平１０−２１９３８９号公報参照）。これらの
破断分離が容易な熱間鍛造用非調質鋼を使用すると、上
記切断法における欠点が解消され、コンロットが短時間
にかつ安価に製造されるようになってきた。
【０００５】一方、上記コンロッドの製造方法において
は、熱間鍛造によって一体鍛造した後、コンロッドのＩ
セクション部（図３参照）の形状を矯正するために一般
に冷間コイニングという冷間加工が行われているが、こ
のような冷間コイニングを行うと、コンロッドにおいて
最も強度が要求されるＩセクション部の耐力および疲労
強度が低下するという問題点があった。すなわち、コン
ロッドのＩセクション部の形状を矯正するために冷間コ
イニングをすると多量の可動転位部が導入されるが、こ
のように多量の可動転位が導入されたコンロッドでは、
わずかな外力で可動転位が活動して塑性変形が生じる。
このため、耐力が著しく低下し、微小領域での転位の往
復運動によって生じる疲労の初期段階、つまり疲労き裂
の発生が加速されて疲労強度も低下するのである。
は、熱間鍛造によって一体鍛造した後、コンロッドのＩ
セクション部（図３参照）の形状を矯正するために一般
に冷間コイニングという冷間加工が行われているが、こ
のような冷間コイニングを行うと、コンロッドにおいて
最も強度が要求されるＩセクション部の耐力および疲労
強度が低下するという問題点があった。すなわち、コン
ロッドのＩセクション部の形状を矯正するために冷間コ
イニングをすると多量の可動転位部が導入されるが、こ
のように多量の可動転位が導入されたコンロッドでは、
わずかな外力で可動転位が活動して塑性変形が生じる。
このため、耐力が著しく低下し、微小領域での転位の往
復運動によって生じる疲労の初期段階、つまり疲労き裂
の発生が加速されて疲労強度も低下するのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、熱間鍛造に
よって一体鍛造した後、形状矯正のための冷間コイニン
グを行い、その後破断分離するコンロッドの製造方法に
おいて、Ｉセクション部（最小断面部も含む）の耐力お
よび疲労強度を向上させるコンロッドの製造方法を提供
することを課題としている。
よって一体鍛造した後、形状矯正のための冷間コイニン
グを行い、その後破断分離するコンロッドの製造方法に
おいて、Ｉセクション部（最小断面部も含む）の耐力お
よび疲労強度を向上させるコンロッドの製造方法を提供
することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは、熱間鍛造によって一体鍛造した
後、、形状矯正のための冷間コイニングを行ったものの
耐力および疲労強度を向上さる方法について鋭意研究し
ていたところ、冷間コイニングによって多量に導入され
た可動転位を固定すれば、耐力および疲労強度が向上す
ること、可動転位を固定する手段として冷間コイニング
の加工率およびその後の時効処理条件を制御することに
より耐力および疲労強度を向上することができること等
の知見を得た。本発明は、これらの知見に基づいて発明
をされたものである。
め、本発明者らは、熱間鍛造によって一体鍛造した
後、、形状矯正のための冷間コイニングを行ったものの
耐力および疲労強度を向上さる方法について鋭意研究し
ていたところ、冷間コイニングによって多量に導入され
た可動転位を固定すれば、耐力および疲労強度が向上す
ること、可動転位を固定する手段として冷間コイニング
の加工率およびその後の時効処理条件を制御することに
より耐力および疲労強度を向上することができること等
の知見を得た。本発明は、これらの知見に基づいて発明
をされたものである。
【０００８】すなわち、本発明の破断分離が容易であ
り、かつＩセクション部の耐力および疲労強度が優れた
コンロッドの製造方法においては、Ｃ：０．２０〜０．
７０％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．１０
〜２．００％、Ｐ：０．０１〜０．２０％、Ｃｒ：０．
０５〜１．００％、Ｖ：０．５０％以下およびＮ：０．
０１〜０．０３％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純
物からなるコンロッド用非調質鋼を素材として熱間鍛造
によりコンロッド粗成形体に成形し、このコンロッド粗
成形体に形状矯正のための加工率３〜５０％等の冷間コ
イニングをＩセクション部に加えた後、２００〜６００
℃等で時効処理をすることである。
り、かつＩセクション部の耐力および疲労強度が優れた
コンロッドの製造方法においては、Ｃ：０．２０〜０．
７０％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．１０
〜２．００％、Ｐ：０．０１〜０．２０％、Ｃｒ：０．
０５〜１．００％、Ｖ：０．５０％以下およびＮ：０．
０１〜０．０３％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純
物からなるコンロッド用非調質鋼を素材として熱間鍛造
によりコンロッド粗成形体に成形し、このコンロッド粗
成形体に形状矯正のための加工率３〜５０％等の冷間コ
イニングをＩセクション部に加えた後、２００〜６００
℃等で時効処理をすることである。
【０００９】また、本発明の破断分離が容易であり、か
つＩセクション部の耐力および疲労強度が優れたコンロ
ッドの製造方法においては、Ｃ：０．２０〜０．７０
％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．１０〜
２．００％、Ｐ：０．０１〜０．２０％、Ｃｒ：０．０
５〜１．００％、Ｖ：０．５０％以下およびＮ：０．０
１〜０．０３％を含有し、更にＰｂ：０．３０％以下、
Ｓ：０．２０％以下、Ｔｅ：０．３０％以下、Ｃａ：
０．０１％以下およびＢｉ：０．３０％以下のうちの１
種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純
物からなるコンロッド用非調質鋼を素材として熱間鍛造
によりコンロッド粗成形体に成形し、このコンロッド粗
成形体に形状矯正のための加工率３〜５０％等の冷間コ
イニングをＩセクション部に加えた後、２００〜６００
℃等で時効処理することである。
つＩセクション部の耐力および疲労強度が優れたコンロ
ッドの製造方法においては、Ｃ：０．２０〜０．７０
％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．１０〜
２．００％、Ｐ：０．０１〜０．２０％、Ｃｒ：０．０
５〜１．００％、Ｖ：０．５０％以下およびＮ：０．０
１〜０．０３％を含有し、更にＰｂ：０．３０％以下、
Ｓ：０．２０％以下、Ｔｅ：０．３０％以下、Ｃａ：
０．０１％以下およびＢｉ：０．３０％以下のうちの１
種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純
物からなるコンロッド用非調質鋼を素材として熱間鍛造
によりコンロッド粗成形体に成形し、このコンロッド粗
成形体に形状矯正のための加工率３〜５０％等の冷間コ
イニングをＩセクション部に加えた後、２００〜６００
℃等で時効処理することである。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明のコンロッドの製造
方法において成分組成を上記のように特定している理由
を説明する。 Ｃ：０．２０〜０．７０％ Ｃは、コンロッドの強度を高くするので、そのために含
有させる元素である。その効果を得るためには０．２０
％以上、好ましくは０．３０％以上含有させる必要があ
るが、多くなると硬さが高くなり過ぎて被削性を低下さ
せるので、上限を０．７０％、好ましくは０．５５％と
する。
方法において成分組成を上記のように特定している理由
を説明する。 Ｃ：０．２０〜０．７０％ Ｃは、コンロッドの強度を高くするので、そのために含
有させる元素である。その効果を得るためには０．２０
％以上、好ましくは０．３０％以上含有させる必要があ
るが、多くなると硬さが高くなり過ぎて被削性を低下さ
せるので、上限を０．７０％、好ましくは０．５５％と
する。
【００１１】Ｓｉ：０．０５〜２．００％
Ｓｉは、鋼溶製時において脱酸および脱硫をするととも
に、フェライト中に固溶してフェライトの強度を有効に
向上させ、また硬さおよび引張強さを高くすることなく
疲労強度を高めるので、それらのために含有させる元素
である。それらの効果を得るためには０．０５％以上、
好ましくは０．５５％以上含有させる必要があるが、多
くなると硬さが高くなり過ぎて被削性を低下させるとと
もに熱間加工性を劣化させるので、上限を２．００％、
好ましくは１．６０％とする。
に、フェライト中に固溶してフェライトの強度を有効に
向上させ、また硬さおよび引張強さを高くすることなく
疲労強度を高めるので、それらのために含有させる元素
である。それらの効果を得るためには０．０５％以上、
好ましくは０．５５％以上含有させる必要があるが、多
くなると硬さが高くなり過ぎて被削性を低下させるとと
もに熱間加工性を劣化させるので、上限を２．００％、
好ましくは１．６０％とする。
【００１２】Ｍｎ：０．１０〜２．００％
Ｍｎは、鋼溶製時において脱酸および脱硫をするととも
に、疲労強度を高くするので、それらのために含有させ
る元素である。それらの効果を得るためには０．１０％
以上、好ましくは０．７５％以上含有させる必要がある
が、多くなるとパーライトの面積率を増加させ、硬さを
低下させるので、上限を２．００％、好ましくは１．６
０％とする。
に、疲労強度を高くするので、それらのために含有させ
る元素である。それらの効果を得るためには０．１０％
以上、好ましくは０．７５％以上含有させる必要がある
が、多くなるとパーライトの面積率を増加させ、硬さを
低下させるので、上限を２．００％、好ましくは１．６
０％とする。
【００１３】Ｐ：０．０１〜０．２０％
Ｐは、粒界へ偏析することによって靱性を低下させる元
素であるので、含有量を低くするのが一般的であるが、
破断分離を行う本発明においては、脆性破面率を高め、
破断面の密着性を向上させるのに有効であるので、その
ために含有させる元素である。その効果を得るためには
０．０１％以上、好ましくは０．０３％以上合有させる
必要があるが、多量に添加してもその効果が飽和するう
え、硬さが高くなり過ぎて被削性を低下させるので、上
限を０．２０％、好ましくは０．０８％とする。
素であるので、含有量を低くするのが一般的であるが、
破断分離を行う本発明においては、脆性破面率を高め、
破断面の密着性を向上させるのに有効であるので、その
ために含有させる元素である。その効果を得るためには
０．０１％以上、好ましくは０．０３％以上合有させる
必要があるが、多量に添加してもその効果が飽和するう
え、硬さが高くなり過ぎて被削性を低下させるので、上
限を０．２０％、好ましくは０．０８％とする。
【００１４】Ｃｒ：０．０５〜１．００％
Ｃｒは、パーライト部の靱性を高めて疲労強度を有効に
向上させるので、そのために含有させる元素である。そ
の効果を得るためには０．０５％以上、好ましくは０．
１６％以上含有させる必要があるが、多くなるとパーラ
イト部の靱性が高くなるため、破断分離の際に破断面の
塑性変形が大きくなり、そのために密着性が低下するの
で、上限を１．００％、好ましくは０．７４％にする。
向上させるので、そのために含有させる元素である。そ
の効果を得るためには０．０５％以上、好ましくは０．
１６％以上含有させる必要があるが、多くなるとパーラ
イト部の靱性が高くなるため、破断分離の際に破断面の
塑性変形が大きくなり、そのために密着性が低下するの
で、上限を１．００％、好ましくは０．７４％にする。
【００１５】Ｖ：０．５０％以下
Ｖは、ＣやＮと化合して微細な炭窒化物を形成し、鍛造
後の強度を高くするので、そのために含有させる元素で
ある。その効果を得るためには、０．０６％以上含有さ
せるのが好ましいが、多くなると効果が飽和し、さらに
被削性を低下させるので、上限を０．５０％、好ましく
は０．４０％とする。
後の強度を高くするので、そのために含有させる元素で
ある。その効果を得るためには、０．０６％以上含有さ
せるのが好ましいが、多くなると効果が飽和し、さらに
被削性を低下させるので、上限を０．５０％、好ましく
は０．４０％とする。
【００１６】Ｎ：０．０１〜０．０３％
Ｎは、冷間コイニング後の人工時効や使用環境下での自
然時効によって可動転位を固着し、比例限度（耐力）や
疲労強度を向上させるので、それらのために含有させる
元素である。それらの効果を得るためには０．０１％以
上、好ましくは０．０１５％以上含有させる必要がある
が、多量に含有してもそれらの効果が飽和するので、上
限を０．０３％とする。
然時効によって可動転位を固着し、比例限度（耐力）や
疲労強度を向上させるので、それらのために含有させる
元素である。それらの効果を得るためには０．０１％以
上、好ましくは０．０１５％以上含有させる必要がある
が、多量に含有してもそれらの効果が飽和するので、上
限を０．０３％とする。
【００１７】Ｐｂ：０．３０％以下、Ｓ：０．２０％以
下、Ｔｅ：０．３０％以下、Ｃａ：０．０１％以下、Ｂ
ｉ：０．３０％以下 Ｐｂ、Ｓ、Ｔｅ、ＣａおよびＢｉは、被削性を向上させ
るので、そのために含有させる元素であるが、上記上限
を超えると熱間加工性および疲労限度を低下させるの
で、その含有量を上記のとおりとする。なお、本発明の
コンロッドの製造方法に用いる用非調質鋼は、不純物と
してＣｕ：０．３０％以下、Ｎｉ：０．２５％以下、Ｍ
ｏ：０．０５％以下、ｓ−Ａｌ：０．０４５％以下およ
びＯ：０．００５％以下が許容される。
下、Ｔｅ：０．３０％以下、Ｃａ：０．０１％以下、Ｂ
ｉ：０．３０％以下 Ｐｂ、Ｓ、Ｔｅ、ＣａおよびＢｉは、被削性を向上させ
るので、そのために含有させる元素であるが、上記上限
を超えると熱間加工性および疲労限度を低下させるの
で、その含有量を上記のとおりとする。なお、本発明の
コンロッドの製造方法に用いる用非調質鋼は、不純物と
してＣｕ：０．３０％以下、Ｎｉ：０．２５％以下、Ｍ
ｏ：０．０５％以下、ｓ−Ａｌ：０．０４５％以下およ
びＯ：０．００５％以下が許容される。
【００１８】次に、本発明のコンロッドの製造方法にお
ける冷間コイニングおよび時効処理について説明する。
冷間コイニングは、通常形状を矯正するために行う冷間
加工であるが、本発明では単に形状を矯正するためだけ
に行うのではなく、冷間コイニングする前より耐力およ
び疲労強度を高くするために行うものである。この冷間
コイニングの加工率は、本発明の好ましい例では、３〜
５０％である。加工率が３％より低いと、形状の矯正が
十分行えないとともに表３および図１に示すように時効
処理後の耐力および疲労強度が十分向上しないので、冷
間コイニングの加工率を３％以上とするのが好ましい。
また５０％を超えると耐力および疲労強度が最高よりや
や低下し始めるとともに、加工率が高くなると鍛造割れ
が多くなるので、上限を５０％とするのが好ましい。
ける冷間コイニングおよび時効処理について説明する。
冷間コイニングは、通常形状を矯正するために行う冷間
加工であるが、本発明では単に形状を矯正するためだけ
に行うのではなく、冷間コイニングする前より耐力およ
び疲労強度を高くするために行うものである。この冷間
コイニングの加工率は、本発明の好ましい例では、３〜
５０％である。加工率が３％より低いと、形状の矯正が
十分行えないとともに表３および図１に示すように時効
処理後の耐力および疲労強度が十分向上しないので、冷
間コイニングの加工率を３％以上とするのが好ましい。
また５０％を超えると耐力および疲労強度が最高よりや
や低下し始めるとともに、加工率が高くなると鍛造割れ
が多くなるので、上限を５０％とするのが好ましい。
【００１９】時効処理は、人工時効および自然時効によ
って上記冷間コイニング後に耐力および疲労強度を回復
させ、更に向上させるために行うものであり、本発明の
好ましい例では、２００〜６００℃で行うことである。
表４および図２に示すように２００℃より低いと耐力お
よび疲労強度が殆ど向上しないので、２００℃以上にす
る必要がある。また６００℃を超えるとＶ炭窒化物の粗
大化等により耐力および疲労強度が急激に低下するの
で、上限を６００℃とするのが好ましい。
って上記冷間コイニング後に耐力および疲労強度を回復
させ、更に向上させるために行うものであり、本発明の
好ましい例では、２００〜６００℃で行うことである。
表４および図２に示すように２００℃より低いと耐力お
よび疲労強度が殆ど向上しないので、２００℃以上にす
る必要がある。また６００℃を超えるとＶ炭窒化物の粗
大化等により耐力および疲労強度が急激に低下するの
で、上限を６００℃とするのが好ましい。
【００２０】次に、本発明のコンロッドの製造方法にお
ける製造工程について説明する。本発明のコンロッドの
製造方法における製造工程の一実施例は、成分調整され
たコンロッド用鋼材を所定の長さに切断した後加熱し、
熱間鍛造によって粗成形体に成形し、この粗成形体に形
状矯正のための冷間コイニングをＩセクション部に加え
た後、耐力および疲労強度を向上させるための時効処理
をし、部分機械加工をし、その後本体部と大端キャップ
を分離し、仕上げ機械加工をして製品とすることであ
る。
ける製造工程について説明する。本発明のコンロッドの
製造方法における製造工程の一実施例は、成分調整され
たコンロッド用鋼材を所定の長さに切断した後加熱し、
熱間鍛造によって粗成形体に成形し、この粗成形体に形
状矯正のための冷間コイニングをＩセクション部に加え
た後、耐力および疲労強度を向上させるための時効処理
をし、部分機械加工をし、その後本体部と大端キャップ
を分離し、仕上げ機械加工をして製品とすることであ
る。
【００２１】
【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。
実施例１
下記表１に示す成分組成の本発明例及び比較例の各鋼を
溶製した後造塊し、熱間鍛造を行って５０ｍｍ角の鍛造
素材とし、これを１２００℃で６０分間加熱保持した
後、直径２２ｍｍの丸棒に熱間鍛造を行い、適当な間隔
をおいて配置し、そのまま室温まで冷却した。次いで上
記丸棒から１５ｍｍ角の供試材を切り出し、コンロッド
のＩセクション部に加える冷間コイニングに対応するも
のとして１０％の冷間加工を施した後、温度３００℃で
３０分間の時効処理を行った。その後この時効処理を行
った供試材から試験片を切り出して下記方法で硬さ、破
断伸び、疲れ限度、０．０１％耐力および被削性を表す
ドリル加工能率の試験を行った。その結果を下記表２に
示す。なお、本発明例及び比較例の各鋼には、下記表１
に示す成分組成の他に鋼に通常含まれるＣｕ：０．３０
％以下、Ｎｉ：０．２５％以下、Ｍｏ：０．０５％以
下、ｓ−Ａｌ：０．０４５％以下およびＯ：０．００５
％以下の不純物が含まれている。
溶製した後造塊し、熱間鍛造を行って５０ｍｍ角の鍛造
素材とし、これを１２００℃で６０分間加熱保持した
後、直径２２ｍｍの丸棒に熱間鍛造を行い、適当な間隔
をおいて配置し、そのまま室温まで冷却した。次いで上
記丸棒から１５ｍｍ角の供試材を切り出し、コンロッド
のＩセクション部に加える冷間コイニングに対応するも
のとして１０％の冷間加工を施した後、温度３００℃で
３０分間の時効処理を行った。その後この時効処理を行
った供試材から試験片を切り出して下記方法で硬さ、破
断伸び、疲れ限度、０．０１％耐力および被削性を表す
ドリル加工能率の試験を行った。その結果を下記表２に
示す。なお、本発明例及び比較例の各鋼には、下記表１
に示す成分組成の他に鋼に通常含まれるＣｕ：０．３０
％以下、Ｎｉ：０．２５％以下、Ｍｏ：０．０５％以
下、ｓ−Ａｌ：０．０４５％以下およびＯ：０．００５
％以下の不純物が含まれている。
【００２２】
【表１】
【００２３】硬さは、上記コイニングに対応する冷間加
工後の各試験片の中心部におけるロックウエル硬度計の
Ｃスケールで測定した。破断伸びは、破断分離性の指標
として求めたもので、平行部直径８ｍｍ、切欠き底半径
０．２ｍｍ、切欠き深さ１ｍｍの切欠き試験片を用い、
室温で、引張速度１０ｍ／sec で引張って破断させたと
きの切欠き試験片の永久変形量を測定した。
工後の各試験片の中心部におけるロックウエル硬度計の
Ｃスケールで測定した。破断伸びは、破断分離性の指標
として求めたもので、平行部直径８ｍｍ、切欠き底半径
０．２ｍｍ、切欠き深さ１ｍｍの切欠き試験片を用い、
室温で、引張速度１０ｍ／sec で引張って破断させたと
きの切欠き試験片の永久変形量を測定した。
【００２４】疲れ限度は、回転曲げ疲労試験機によって
測定した。０．０１％耐力は、金属材料引張試験方法に
よって測定した。０．０１％耐力としたのは、冷間加工
における可動転位の影響を明らかにするためである。ド
リル加工能率は、供試材の被削性を評価するためのもの
で、工具：ＳＫＨ５１、送り：０．１ｍｍ／rev 、穴深
さ：１９ｍｍ、切削油：なし、工具寿命測定：切削不能
の条件で測定し、本発明例 No.２を１００とした場合
の相対的評価とした。
測定した。０．０１％耐力は、金属材料引張試験方法に
よって測定した。０．０１％耐力としたのは、冷間加工
における可動転位の影響を明らかにするためである。ド
リル加工能率は、供試材の被削性を評価するためのもの
で、工具：ＳＫＨ５１、送り：０．１ｍｍ／rev 、穴深
さ：１９ｍｍ、切削油：なし、工具寿命測定：切削不能
の条件で測定し、本発明例 No.２を１００とした場合
の相対的評価とした。
【００２５】
【表２】
【００２６】表２の結果によると、本発明例は、硬さが
２０．１〜３３．４ＨＲＣ、破断伸びが０．０４〜０．
２１％、疲れ限度が５０６〜７４４ＭＰａ、０．０１％
耐力が６４０〜９５４ＭＰａ、ドリル加工能率が６６〜
１７９であった。これに対して、Ｃ含有量が本発明より
少ない比較例 No.１は、ドリル加工能率が本発明例と同
等またはやや優れているが、硬さが低いため、破断伸び
が大きく破断分離用の鋼材には適していないことを示し
ている。また疲れ限度および０．０１％耐力が本発明例
より低くなっている。
２０．１〜３３．４ＨＲＣ、破断伸びが０．０４〜０．
２１％、疲れ限度が５０６〜７４４ＭＰａ、０．０１％
耐力が６４０〜９５４ＭＰａ、ドリル加工能率が６６〜
１７９であった。これに対して、Ｃ含有量が本発明より
少ない比較例 No.１は、ドリル加工能率が本発明例と同
等またはやや優れているが、硬さが低いため、破断伸び
が大きく破断分離用の鋼材には適していないことを示し
ている。また疲れ限度および０．０１％耐力が本発明例
より低くなっている。
【００２７】Ｃ含有量が本発明より多い比較例 No.２
は、本発明例より硬さが高いため、ドリル加工能率が低
くなっている。また疲れ限度および０．０１％耐力も低
くなっている。Ｓｉ含有量が本発明より多い比較例 No.
３は、本発明例より破断伸びが小さく、疲れ限度および
０．０１％耐力がやや高めであるが、本発明例より硬さ
が高いため、ドリル加工能率が大幅に低くなっている。
Ｍｎ含有量が本発明より多い比較例 No.４は、本発明例
より破断伸びが大きく破断分離用の鋼材には適していな
いことを示している。また本発明例より硬さが高いた
め、ドリル加工能率が大幅に低くなっている。
は、本発明例より硬さが高いため、ドリル加工能率が低
くなっている。また疲れ限度および０．０１％耐力も低
くなっている。Ｓｉ含有量が本発明より多い比較例 No.
３は、本発明例より破断伸びが小さく、疲れ限度および
０．０１％耐力がやや高めであるが、本発明例より硬さ
が高いため、ドリル加工能率が大幅に低くなっている。
Ｍｎ含有量が本発明より多い比較例 No.４は、本発明例
より破断伸びが大きく破断分離用の鋼材には適していな
いことを示している。また本発明例より硬さが高いた
め、ドリル加工能率が大幅に低くなっている。
【００２８】Ｃｒ含有量が本発明より多い比較例 No.５
は、本発明例より破断伸びが大きく破断分離用の鋼材に
は適していないことを示している。また本発明例より硬
さが高いため、ドリル加工能率が大幅に低くなってい
る。Ｐ含有量が本発明より少ない比較例 No.６は、本発
明例より破断伸びが著しく大きく破断分離用の鋼材には
適していないことを示している。Ｖ含有量が本発明より
多い比較例 No.７は、本発明例より疲れ限度および０．
０１％耐力が高いが、硬さが高いためドリル加工能率が
大幅に低くなっている。Ｎ含有量が本発明より少ない比
較例 No.８は、本発明例より疲れ限度および０．０１％
耐力が低くなっている。
は、本発明例より破断伸びが大きく破断分離用の鋼材に
は適していないことを示している。また本発明例より硬
さが高いため、ドリル加工能率が大幅に低くなってい
る。Ｐ含有量が本発明より少ない比較例 No.６は、本発
明例より破断伸びが著しく大きく破断分離用の鋼材には
適していないことを示している。Ｖ含有量が本発明より
多い比較例 No.７は、本発明例より疲れ限度および０．
０１％耐力が高いが、硬さが高いためドリル加工能率が
大幅に低くなっている。Ｎ含有量が本発明より少ない比
較例 No.８は、本発明例より疲れ限度および０．０１％
耐力が低くなっている。
【００２９】Ｓ含有量が本発明より多い比較例 No.９
は、本発明例より疲れ限度および０．０１％耐力が低く
なっている。ＳおよびＰｂ含有量が本発明より多い比較
例 No.９は、本発明例より疲れ限度および０．０１％耐
力が低くなっている。
は、本発明例より疲れ限度および０．０１％耐力が低く
なっている。ＳおよびＰｂ含有量が本発明より多い比較
例 No.９は、本発明例より疲れ限度および０．０１％耐
力が低くなっている。
【００３０】実施例２
上記実施例１の本発明例 No.２の供試材に温度５００℃
で３０分間の時効処理を行ったもの、およびコンロッド
のＩセクション部に加える冷間コイニングに対応するも
のとして２〜６０％の冷間加工を施した後、温度５００
℃で３０分間の時効処理を行ったものから試験片を切り
出し、上記方法で０．０１％耐力および疲れ限度の試験
を行った。その結果を下記表３および図１に示す。
で３０分間の時効処理を行ったもの、およびコンロッド
のＩセクション部に加える冷間コイニングに対応するも
のとして２〜６０％の冷間加工を施した後、温度５００
℃で３０分間の時効処理を行ったものから試験片を切り
出し、上記方法で０．０１％耐力および疲れ限度の試験
を行った。その結果を下記表３および図１に示す。
【００３１】
【表３】
【００３２】表３および図１の結果から、冷間加工を３
％以上行うと熱間鍛造ままより０．０１％耐力および疲
れ限度が高くなるが、５０％を超えるとこれらが飽和
し、やや低下するようになることが分かる。
％以上行うと熱間鍛造ままより０．０１％耐力および疲
れ限度が高くなるが、５０％を超えるとこれらが飽和
し、やや低下するようになることが分かる。
【００３３】実施例３
上記実施例１の本発明例 No.２の供試材のまま（熱間鍛
造のままのもの）、この供試材にコンロッドのＩセクシ
ョン部に加える冷間コイニングに対応するものとして１
０％の冷間加工を施したまま、１０％の冷間加工を施し
た後、温度１００℃〜７００℃で３０分間の人工時効処
理および１８０℃（燃焼エンジン内の使用環境に相当す
る温度）で１０〜３００分間の自然時効処理に相当すの
時効処理を行ったものから試験片を切り出して上記方法
で０．０１％耐力および疲れ限度の試験を行った。その
結果を下記表４および図２に示す。
造のままのもの）、この供試材にコンロッドのＩセクシ
ョン部に加える冷間コイニングに対応するものとして１
０％の冷間加工を施したまま、１０％の冷間加工を施し
た後、温度１００℃〜７００℃で３０分間の人工時効処
理および１８０℃（燃焼エンジン内の使用環境に相当す
る温度）で１０〜３００分間の自然時効処理に相当すの
時効処理を行ったものから試験片を切り出して上記方法
で０．０１％耐力および疲れ限度の試験を行った。その
結果を下記表４および図２に示す。
【００３４】
【表４】
【００３５】表４および図２の結果から、人工時効処理
では、０．０１％耐力および疲れ限度が２００℃を超え
ると熱間鍛造ままより高くなるが、６００℃を超えると
急激に低下し、７００℃になると熱間鍛造ままより低く
なることが分かる。また、自然時効では、０．０１％耐
力および疲れ限度が１００分を越えると熱間鍛造ままよ
り高くなることが分かる。
では、０．０１％耐力および疲れ限度が２００℃を超え
ると熱間鍛造ままより高くなるが、６００℃を超えると
急激に低下し、７００℃になると熱間鍛造ままより低く
なることが分かる。また、自然時効では、０．０１％耐
力および疲れ限度が１００分を越えると熱間鍛造ままよ
り高くなることが分かる。
【００３６】
【効果】本発明のコンロッドの製造方法は、上記構成に
したことにより、Ｉセクション部の耐力および疲労強度
が優れたコンロッドが得られるという優れた効果を奏す
る。
したことにより、Ｉセクション部の耐力および疲労強度
が優れたコンロッドが得られるという優れた効果を奏す
る。
【図１】実施例２の結果における冷間加工率と０．０１
％耐力および疲れ限度との関係を示すグラフである。
％耐力および疲れ限度との関係を示すグラフである。
【図２】実施例３の結果における時効処理温度と０．０
１％耐力および疲れ限度との関係を示すグラフである。
１％耐力および疲れ限度との関係を示すグラフである。
【図３】Ｉセクション部を説明するための一体鍛造した
コンロッドの斜視図である。
コンロッドの斜視図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3J033 AA04 AB03 AC01
4K032 AA03 AA05 AA06 AA08 AA11
AA12 AA16 AA17 AA21 AA27
AA28 AA29 AA31 AA32 AA34
AA36 CB00 CG00 CH04
Claims (4)
- 【請求項１】 重量％で（以下同じ）、Ｃ：０．２０〜
０．７０％、Ｓｉ：０．０５〜２．００％、Ｍｎ：０．
１０〜２．００％、Ｐ：０．０１〜０．２０％、Ｃｒ：
０．０５〜１．００％、Ｖ：０．５０％以下およびＮ：
０．０１〜０．０３％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避
不純物からなるコネクションロッド用非調質鋼を素材と
して熱間鍛造によってコネクションロッド粗成形体に成
形し、このコネクションロッド粗成形体に形状矯正のた
めの冷間コイニングをＩセクション部に加えた後、時効
処理をすることを特徴とする破断分離が容易であり、か
つＩセクション部の耐力および疲労強度が優れたコネク
ションロッドの製造方法。 - 【請求項２】 Ｃ：０．２０〜０．７０％、Ｓｉ：０．
０５〜２．００％、Ｍｎ：０．１０〜２．００％、Ｐ：
０．０１〜０．２０％、Ｃｒ：０．０５〜１．００％、
Ｖ：０．５０％以下およびＮ：０．０１〜０．０３％を
含有し、更にＰｂ：０．３０％以下、Ｓ：０．２０％以
下、Ｔｅ：０．３０％以下、Ｃａ：０．０１％以下およ
びＢｉ：０．３０％以下のうちの１種または２種以上を
含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなるコネクシ
ョンロッド用非調質鋼を素材として熱間鍛造によってコ
ネクションロッド粗成形体に成形し、このコネクション
ロッド粗成形体に形状矯正のための冷間コイニングをＩ
セクション部に加えた後、時効処理をすることを特徴と
する破断分離が容易であり、かつＩセクション部の耐力
および疲労強度が優れたコネクションロッドの製造方
法。 - 【請求項３】 上記冷間コイニングが加工率３〜５０％
の冷間加工であることを特徴とする請求項１または請求
項２記載の破断分離が容易であり、かつＩセクション部
の耐力および疲労強度が優れたコネクションロッドの製
造方法。 - 【請求項４】 上記時効処理が２００〜６００℃で行う
時効処理であることを特徴とする請求項１ないし請求項
３のうちのいずれか１項記載の破断分離が容易であり、
かつＩセクション部の耐力および疲労強度が優れたコネ
クションロッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001349633A JP2003147434A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | コネクションロッドの製造方法。 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001349633A JP2003147434A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | コネクションロッドの製造方法。 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003147434A true JP2003147434A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19162275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001349633A Pending JP2003147434A (ja) | 2001-11-15 | 2001-11-15 | コネクションロッドの製造方法。 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003147434A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7387691B2 (en) | 2003-08-27 | 2008-06-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Hot forged non-heat treated steel for induction hardening |
| KR101053398B1 (ko) * | 2004-06-09 | 2011-08-01 | 엘지전자 주식회사 | 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 및 그 제작방법 |
| CN115213646A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-10-21 | 陕西法士特齿轮有限责任公司 | 一种非调质钢取力器连接轴及其加工方法 |
-
2001
- 2001-11-15 JP JP2001349633A patent/JP2003147434A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7387691B2 (en) | 2003-08-27 | 2008-06-17 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Hot forged non-heat treated steel for induction hardening |
| KR101053398B1 (ko) * | 2004-06-09 | 2011-08-01 | 엘지전자 주식회사 | 밀폐형 압축기의 커넥팅로드 및 그 제작방법 |
| CN115213646A (zh) * | 2022-07-26 | 2022-10-21 | 陕西法士特齿轮有限责任公司 | 一种非调质钢取力器连接轴及其加工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2357262B1 (en) | Production method for a crankshaft | |
| RU2456367C2 (ru) | Закаленная мартенситная сталь с низким или нулевым содержанием кобальта, способ изготовления детали из этой стали и полученная этим способом деталь | |
| JP6292765B2 (ja) | 軟窒化クランクシャフト及びその製造方法 | |
| JP3915710B2 (ja) | 耐低サイクル衝撃疲労特性に優れた浸炭差動歯車 | |
| JPH09324219A (ja) | 耐水素脆性に優れた高強度ばねの製造方法 | |
| JP3918587B2 (ja) | 冷間成形用ばね鋼 | |
| JP6319212B2 (ja) | 歯車部品および歯車部品の製造方法 | |
| JP2003147434A (ja) | コネクションロッドの製造方法。 | |
| JPH1017928A (ja) | 被削性および疲労強度に優れた高周波焼入用の歯車用鋼材の製造方法 | |
| JP2739713B2 (ja) | 高強度ボルト | |
| JP2008013807A (ja) | 窒化部品の製造方法 | |
| JP3623313B2 (ja) | 浸炭歯車部品 | |
| JP3887271B2 (ja) | 破断分離可能な高強度非調質鋼及びその中間製品 | |
| EP0856590B2 (en) | High strength non-thermal refining steel for hot forging | |
| EP1098012B1 (en) | Non-heat treated, soft-nitrided steel parts | |
| JP2006283085A (ja) | バネ材の製造方法 | |
| CN109715839B (zh) | 轴部件 | |
| US11274354B2 (en) | Steel material, crankshaft, and automobile component | |
| JP2003231919A (ja) | ステンレス鋼線の製造方法 | |
| EP3214189B1 (en) | Method for manufacturing a quenched and tempered seamless pipe for a high-strength hollow spring | |
| JP3242336B2 (ja) | 冷間鍛造性および疲労強度に優れた冷間鍛造用鋼ならびに冷間鍛造部材の製造方法 | |
| JP3713806B2 (ja) | 非調質鋼からなる破断分離が容易な高強度コンロッドの製造方法 | |
| JP2002294401A (ja) | 冷間加工性および熱処理後の強度安定性に優れた線状または棒状鋼およびその製造方法並びに機械部品 | |
| JP4332446B2 (ja) | 冷間加工性および耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼、並びに耐遅れ破壊特性に優れた高強度鋼部品 | |
| JP3823413B2 (ja) | 高周波焼入用部品およびその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040930 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051101 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051107 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060306 |