JP2007000883A - Method for manufacturing hot-forged hub product - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は自動車部品であるハブ鍛造品に関し、特に熱間鍛造によるハブ鍛造品のフランジ上面の硬度を顧客要求規格のHRB93〜99に制御する方法に関する。 The present invention relates to a hub forged product that is an automobile part, and more particularly to a method for controlling the hardness of the flange upper surface of a hub forged product by hot forging to HRB93 to 99 of customer requirements.
従来、自動車用部品であるハブ鍛造品は顧客要求に対応するためフランジ上面任意3箇所平均の硬度を顧客要求のHRB93〜99にする必要があったが、鍛造後の冷却における特別な管理をせず製造していたため、フランジ上面の硬度は上記規格のHRB93〜99を満足しないものが製造されることがあった。 Conventionally, hub forgings, which are automotive parts, had to have an average hardness of any three locations on the flange top surface to meet customer requirements in order to meet customer requirements HRB93-99. Therefore, there was a case where the hardness of the flange upper surface did not satisfy HRB93 to 99 of the above standard.
ところで、一般的に熱間鍛造プレスによりハブ鍛造品を製造するとき、鍛造後の冷却温度の管理をしないと、気温の低い時などは熱間鍛造したハブ鍛造品のフランジ上面の冷却速度が速くなり、得られたハブ鍛造品のフランジ上面の硬度は上記の規格のHRB99を超えることがあった。 By the way, generally when manufacturing a hub forging by a hot forging press, if the cooling temperature after forging is not controlled, the cooling rate of the upper surface of the flange for hot forged hub forging is fast when the temperature is low. Therefore, the hardness of the upper surface of the flange of the obtained hub forged product sometimes exceeded HRB99 of the above-mentioned standard.
自動車用部品であるハブ鍛造品は、このようにフランジ上面の硬度が規格のHRB99を超えた場合には、客先加工要請により焼準処理してハブ鍛造品のフランジ上面の任意3点平均の硬度を規格のHRB93〜99に調整することがあった。 When the hardness of the flange top surface exceeds the standard HRB99 as described above, the hub forging product, which is an automotive part, is subjected to a normalization process according to the customer's processing request and the average of any three points on the flange top surface of the hub forging product The hardness was sometimes adjusted to the standard HRB93 to 99.
従来、例えば冷間鍛造により所定形状の機械部品を製造する場合には、例えばつば部と軸部を有する部品を製造する場合には、据え込み加工でつば部の外径を拡げると同時に押し出し加工により軸部の長さを伸ばしている。ところで、この方法において、据え込みによるつば部の外径の拡大と押し出しによる軸部の延びを理論上適合するように、冷間鍛造用のダイに対するパンチの高さを調整する方法が開発されている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、この方法は熱間鍛造と異なって冷間鍛造におけるものであり、熱間鍛造品のように鍛造された成品の硬度を一定範囲になるように冷却速度を調整する必要はなかった。 Conventionally, for example, when manufacturing a machine part of a predetermined shape by cold forging, for example, when manufacturing a part having a collar part and a shaft part, the outer diameter of the collar part is increased by the upsetting process and the extrusion process is performed at the same time. The length of the shaft is extended by By the way, in this method, a method of adjusting the punch height with respect to the die for cold forging has been developed so as to theoretically match the expansion of the outer diameter of the flange portion due to upsetting and the extension of the shaft portion due to extrusion. (For example, refer to Patent Document 1). However, this method is different from the hot forging in the cold forging, and it is not necessary to adjust the cooling rate so that the hardness of the product forged like the hot forged product falls within a certain range.
一方、熱間鍛造方法によるものにおいて、均熱室の温度よりも高温状態とした金型を装着したままの状態で熱間鍛造成品を均熱処理することにより、成品の硬度や歪のバラツキを制御する方法が開発されている(例えば、特許文献2参照。)。しかし、この方法では、金型を成品に取り付けたままの状態で均熱室に移動させるので、製造ラインに多数の金型を必要とし、このために余分のコストを必要とする問題があった。 On the other hand, in the hot forging method, the hardness and strain variation of the product are controlled by soaking the hot forged product with the mold set to a temperature higher than the temperature of the soaking chamber. A method has been developed (see, for example, Patent Document 2). However, in this method, since the mold is moved to the soaking chamber with the product attached to the product, a large number of molds are required on the production line, and thus there is a problem of requiring extra cost. .
さらに、フラッシュ出し鍛造品を生成する熱間鍛造用金型において、この金型にフラッシュの流動性に対応して肉盛り層の材質を変えて肉盛りすることにより、寿命を一層に長寿命化した金型が開発されている(例えば、特許文献3参照。)。しかし、この方法も金型の寿命を延ばす方法であって、得られた製品の硬度を一定範囲に調整して冷却するものではなかった。 Furthermore, in hot forging molds that produce flash-out forged products, the life is further extended by changing the material of the build-up layer in accordance with the fluidity of the flash. A mold has been developed (see, for example, Patent Document 3). However, this method is also a method for extending the life of the mold, and is not intended to cool the product by adjusting the hardness of the obtained product within a certain range.
本発明が解決しようとする課題は、自動車用部品のハブ鍛造品の熱間鍛造において、熱間鍛造装置を設置している建屋をコストの掛かる改修により建屋の温度維持機能を向上させる方法ではなく、熱間鍛造したハブ鍛造品の冷却速度を気温差に関係なく、適正な冷却速度に維持管理可能にすることにより、コストの掛かる焼準処理による硬度調整をすることなく、熱間鍛造後の製品の冷却温度を制御することで、ハブ鍛造品のフランジ部の硬度を常時一定の範囲に保持して規格を満足するものとする熱間鍛造によるハブ鍛造品の製造方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is not a method of improving the temperature maintenance function of a building in which hot forging of a hub forged product of an automobile part is installed by costly refurbishing a building in which a hot forging device is installed. By maintaining the cooling rate of the hot forged hub forged product at an appropriate cooling rate regardless of the temperature difference, it is possible to adjust the hardness after hot forging without adjusting the hardness by costly normalizing treatment. It is to provide a method for manufacturing a hub forged product by hot forging that maintains the hardness of the flange portion of the hub forged product within a certain range at all times by satisfying the standard by controlling the cooling temperature of the product. .
上記の課題を解決するための本発明の手段は、請求項1の発明では、熱間鍛造による自動車用部品のハブ鍛造品の製造において、熱間鍛造プレスから取り出してコンベア搬送している650〜800℃の高温にあるハブ鍛造品をコンベアから近接の徐冷用保温室内の保温容器に移し入れて高温状態で集積し、徐冷カバーで徐冷用保温室を覆い650〜720〜800℃の範囲から500℃に緩徐冷することによりハブ鍛造品のフランジ上面部の硬度をHRC93〜99の範囲に制御する熱間鍛造によるハブ鍛造品の製造方法である。
The means of the present invention for solving the above-mentioned problems is that, in the invention of
この作用を説明すると、本発明の方法の手段は、熱間鍛造品であるハブ鍛造品を高温状態で集積することにより、徐冷カバーで徐冷用保温室を覆ったことにより一層に熱放散が減少される。その結果、たとえ冬場でも徐冷を目的とする緩徐冷で常温まで冷却することができ、得られたハブ鍛造品の硬度をHRC93〜99の規格の範囲に維持することができる。なお、本発明の手段において、650〜800℃から緩徐冷する理由を説明すると、一般にハブ鍛造品として使われる炭素鋼では、650〜800℃から500℃近傍まで緩徐冷することによりフェライト量がより多くなり、パーライトのラメラー間隔が広くなる傾向にあり、この温度域を緩徐冷しない場合と比べて硬さが規格上限を超えることがないと考えられることにある。 Explaining this action, the means of the method of the present invention is to further dissipate heat by accumulating hub forgings, which are hot forgings, in a high temperature state, and covering the annealing chamber with a cooling cover. Is reduced. As a result, even in winter, it can be cooled to room temperature by slow cooling for the purpose of slow cooling, and the hardness of the obtained hub forged product can be maintained within the range of HRC 93 to 99 standards. The reason for the slow cooling from 650 to 800 ° C. in the means of the present invention will be explained. In the carbon steel generally used as a hub forging, the amount of ferrite is further increased by slowly cooling from 650 to 800 ° C. to around 500 ° C. There is a tendency that the lamellar spacing of pearlite tends to be widened, and it is considered that the hardness does not exceed the upper limit of the standard as compared with the case where this temperature range is not slowly cooled.
本発明の製造方法による自動車用部品のハブ鍛造品は、その製品形状に熱間鍛造した後の冷却過程において、熱間鍛造による高温のハブ鍛造品を徐冷カバーで覆った徐冷用保温室内の保温容器に集積して650〜800℃の範囲から緩徐冷することにより、集積開始を管理することで工場建屋内の温度に左右されることなく、ハブ鍛造品のフランジ上面部の硬度を顧客要求であるHRB93〜99の範囲内に制御することができ、焼準処理などの熱処理による手直しを不要とし、コストの削減を図ことができるなどの優れた効果を奏する。 In the cooling process after hot forging into the product shape, the hub forged product for automobile parts according to the manufacturing method of the present invention is provided in a warming room for slow cooling in which a hot forged hub forged product is covered with a slow cooling cover. By accumulating in the heat insulation container and slowly cooling from the range of 650 to 800 ° C, the hardness of the flange top surface of the hub forging product can be controlled by the customer without controlling the temperature of the factory building by controlling the start of accumulation. It can be controlled within the required range of HRB 93 to 99, and there are excellent effects such as eliminating the need for rework by heat treatment such as normalization and reducing costs.
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。先ず、自動車用部品のハブ鍛造品用の鋼材を、例えばJIS G4051に規定するS53Cなどの機械構造用炭素鋼の高清浄度鋼からなる鋼材を、シャー切断して素材とし、この素材を熱間鍛造温度に誘導加熱炉で熱間鍛造温度に加熱し、熱間鍛造プレス1により目的とする形状のハブ鍛造品8に鍛造する。熱間鍛造されたハブ鍛造品8を熱間鍛造プレス1からコンベア2上に取り出し、この取り出した高温のハブ鍛造品8をコンベア2で搬送しながら工場建屋内で自然放冷し、650〜800℃でハブ鍛造品8をコンベア2から建屋内の徐冷用保温室4の保温容器5に移して集積する。次いでこの徐冷用保温室4を保温用のカバー6で被覆し、工場建屋内の雰囲気温度に影響されて熱が急速に徐冷用保温室4から逃散しないようにする。この状態で650〜800℃のハブ鍛造品8を保温室4の保温容器6中に保持することで、ハブ鍛造品8は緩徐冷されて500℃まで冷却されたのち放冷される。
The best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. First, a steel material for a hub forged product of an automobile part, for example, a steel material made of high cleanliness steel of carbon steel for mechanical structure such as S53C defined in JIS G4051, is sheared and used as a raw material. The forging temperature is heated to a hot forging temperature in an induction heating furnace, and the hub forging 8 having a desired shape is forged by the hot forging
さらに本発明における徐冷用保温室4について説明する。図3の(a)に示すように、徐冷用保温室4は金属枠体4aから形成され、その床面には徐冷用保温室4の左右の長手方向にレール4bが敷設されている。このレール4b上に例えば2個の金属枠製の保温容器5が左右移動可能に載置されている。図3の(b)に示すように、徐冷用保温室4の金属枠体4aの周囲及び天井は保温性の徐冷シートカバー6で被覆されている。徐冷シートカバー6はカバー蓋部6aをめくり上げてハブ鍛造品8の出し入れを可能としている。図4のレール4b上の右側の破線は保温容器5の移動箇所5aを示す。一方、図1に示すように3000トンの熱間鍛造プレス1の出口にコンベア2としてコンベア2aを敷設する。搬送中のコンベア2dの終端から徐冷用保温室4に達するシュート2fを付設して保温容器5上に配備し、保温容器5内に徐冷するハブ鍛造品8を集積可能としている。
Further, the annealing
上記の工場建屋内のレイアウトを図1により示す。この場合、3000トンの熱間鍛造プレス1から取り出してコンベア2aにハブ鍛造品8を載置して搬送する。さらにコンベア2aからコンベア2dに移して方向転換し、ハブ鍛造品8をそれぞれ自然放冷しながら搬送する。なお、図1においてコンベア2b、コンベア2c、コンベア2eの各コンベアは熱間鍛造プレス1により打ち抜いたかすであるポンかすを搬送するためのコンベアであり、コンベア2cの終端部及びコンベア2eの終端部にはポンかすを入れるポンかす容器3が配設されている。徐冷用保温室4で冷却されたハブ鍛造品8はラック7に取りだされて収容される。
The layout of the factory building is shown in FIG. In this case, the hub forged
なお、コンベア2により搬送中のハブ鍛造品8を冷却過程の種々の温度(その高温部で示す。)で取り出し、徐冷用容器で徐冷して得た容器中央部のハブ鍛造品8のフランジ上面9の図5に示す任意3点の測定位置10、11、12の平均の硬度を図2のグラフに示す。この結果、760℃近辺で取り出して徐冷し、そのフランジ上面9の部分の硬度はHRB96.26であった。なお、図5の(a)はハブ鍛造品8の平面図、(b)はその縦断面図で、任意測定位置10、11、12を×で示す図ある。
The hub forged
本発明により徐冷されたハブ鍛造品8の硬度が適切であることを知るために、次の測定条件で徐冷用保温室4におけるハブ鍛造品8の測定個数Nを5個として硬度を測定した。この測定項目の内容及び硬度の変化並びにその評価を表1に示す。この表1から、本発明の方法における高温集積したNo.1の場合は、従来の方法の冬場に製造したものと比して硬度が1.29HRB減少しており、No.2のコンベア速度を速くした場合は硬度が0.74HRB減少しており、No.3の保温シートカバーで覆う場合は硬度が0.54HRB減少しており、これらを合わせた本発明のNo.4では硬度が1.31HRB減少し、硬度の変化が改善された。
In order to know that the hardness of the hub forged
表1に示すように、図1におけるコンベア2dの終端部に徐冷用保温室4を設置し、この徐冷用保温室4を徐冷シートカバー6により被覆することで、夏季や冬季の気温の変化に影響されることなく、ハブ鍛造品8のフランジ上面9の任意3点の平均の硬度をHRB93〜99の硬度の規格に保証しうることが判明した。
As shown in Table 1, by installing an
1 熱間鍛造プレス
2 コンベア
2a コンベア
2b コンベア
2c コンベア
2d コンベア
2e コンベア
2f シュート
3 ポンかす容器
4 徐冷用保温室
4a 金属枠体
4b レール
5 保温容器
6 徐冷シートカバー
6a カバー蓋部
7 ラック
8 ハブ鍛造品
9 フランジ上面
10 測定位置
11 測定位置
12 測定位置
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