JP2007254774A - セルフピアスリベットの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鋼素材を、オーステナイト域で鍛造し、焼入れすることによりセルフピアスリベット前駆体とし、前記セルフピアスリベット前駆体を焼戻しする工程を有するセルフピアスリベットの製造方法において、前記鋼素材が、C:0.30〜0.70質量%、Si:0.01〜2.50質量%、Mn:0.10〜1.00質量%、Cr:0.01〜3.00質量%、Ni:0.10〜3.00質量%を基本成分として含有し、さらに、Mo、W、V、Ti、およびNbからなる群から選択される一種または二種以上を合計で0.002〜1.50質量%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、前記不純物中のPは0.01質量%以下、Sは0.01質量%以下であるセルフピアスリベット300の製造方法である。
【選択図】図3
Description
前記鋼素材が、C:0.30〜0.70質量%、Si:0.01〜2.50質量%、Mn:0.10〜1.00質量%、並びにCr:0.01〜3.00質量%および/またはNi:0.10〜3.00質量%を基本成分として含有し、さらに、Mo、W、V、Ti、およびNbからなる群から選択される一種または二種以上を合計で0.002〜1.50質量%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、前記不純物中のPは0.01質量%以下、Sは0.01質量%以下であるセルフピアスリベットの製造方法により上記課題を解決する。
前記鋼素材が、C:0.30〜0.70質量%、Si:0.01〜2.50質量%、Mn:0.10〜1.00質量%、並びにCr:0.01〜3.00質量%および/またはNi:0.10〜3.00質量%を基本成分として含有し、さらに、Mo、W、V、Ti、およびNbからなる群から選択される一種または二種以上を合計で0.002〜1.50質量%を含有し、残部はFe及び不純物からなり、前記不純物中のPは0.01質量%以下、Sは0.01質量%以下であるセルフピアスリベット(単に「リベット」ともいう)の製造方法である。
まず、本発明において、鋼素材の成分組成を上記の範囲に限定した理由について説明する。
Cは、リベットの硬さの向上に最も有効な成分である。しかしながら、優れた硬さを得るためには0.30質量%未満では満足できない恐れがある。一方、0.70質量%を超えるとリベットの延性および靭性の低下を招く。従って、Cは、0.30〜0.70質量%、好ましくは0.40〜0.60質量%とする。
Siは、脱酸およびリベットの硬さの向上に有効な成分である。0.01質量%未満ではSiによる十分な効果が得られない恐れがあり、2.50質量%を超えると延性および靭性の低下を招く恐れがある。従って、Siは、0.01〜2.50質量%、好ましくは0.20〜2.00質量%とする。
Mnは、オーステナイト化温度を低下させ、オーステナイトの微細化に有効であるとともに、焼入れ性および焼戻軟化抵抗の向上に有効な元素である。0.10質量%未満ではMnによる十分な効果が得られない恐れがあり、1.00質量%を超えると延性および靭性の低下を招く恐れがある。従って、Mnは、0.10〜1.00質量%、好ましくは0.10〜0.50質量%とする。
Crは、焼入れ性向上に有効な元素であるとともに、セメンタイト中に固溶して焼戻しによる軟化を遅滞させる作用が強い元素である。0.01質量%未満ではCrによる十分な効果が得られない恐れがあり、3.00質量%を超えると延性および靭性の低下を招く恐れがある。従って、Crは、0.01〜3.00質量%、好ましくは0.50〜2.20質量%とする。
Niは、オーステナイト化温度を低下させ、オーステナイトの微細化に有効であるとともに、耐食性の向上に有効な元素である。0.10質量%未満ではNiによる十分な効果が得られない恐れがあり、3.00質量%を超えると効果が飽和して添加による効果の向上が得られない恐れがある。従って、Niは、0.10〜3.00質量%、好ましくは0.50〜2.00質量%とする。
PおよびSは、本発明のリベットでは不純物であり、リベットの特性を考慮した場合、低い方が好ましい。従って、Pは0.01質量%以下、Sは0.01質量%以下とする。
まず、上記組成を有する鋼素材を、オーステナイト域で鍛造し焼入れする(熱間鍛造する)ことにより動的結晶状態となり析出したオーステナイト組織を焼入れ後と同様の結晶状態とするとともに、所望の形状を有するセルフピアスリベット前駆体とする。従来では焼鈍し工程、冷間鍛造工程、および焼入れ工程は別々に行われていたが、本発明では一工程でこれらを行うことが可能となる。この熱間鍛造工程では、オーステナイト域で鍛造し、焼入れすればよく、当該鍛造と焼入れは、これら2つの処理を同時期に(まとめて)行ってもよいし、これら2つの処理を順々に(逐次的に)行ってもよい。例えば、オーステナイト域で鍛造することでリベット形状を成形するとともに焼入れを行うようにしてもよいし、オーステナイト域で鍛造してリベット形状を成形した後、焼入れするようにしてもよい。
次に、リベット前駆体を焼戻しすることにより、マルテンサイト等の組織中に固溶しきれなくなった成分が、旧オーステナイト粒界にそって球状セメンタイト、さらにはMoなどの金属元素が球状合金炭化物として析出し、かつ、これらがピン止め効果を発揮することにより微細化されたマルテンサイト組織および/またはベイナイト組織が得られる。
表1に示す成分組成を有する鋼線材(5.4mmΦ、硬さHv246)を830℃に所定の金型を用いて図2に示す形状に熱間鍛造した後に水冷することによりリベット前駆体を得た。次に、前記リベット前駆体を570℃で60分保持することで焼戻しを行った。
表1に示す成分組成および表2に示す硬さを有する鋼線材を用いた以外は、実施例1と同様にしてリベットを作製した。
上記各実施例および比較例でそれぞれ作製した脚部深さが異なるリベット(脚部深さ5mm、6mm及び7mmの3種)の外観を観察して、目視できる程度の亀裂が発生しなかったものを「○」とし、目視できる程度の亀裂が発生したものを×として、それぞれ表2の脚部深さの欄に結果を示した。
101 微細なマルテンサイト組織ないしベイナイト組織を基地組織とする旧オーステナイト粒、
102 炭化物粒子、
300 セルフピアスリベット、
301 リベット頭部、
302 リベット脚部。
Claims (6)
- 鋼素材を、オーステナイト域で鍛造し、焼入れ(以下、熱間鍛造ともいう)することによりセルフピアスリベット前駆体とし、前記セルフピアスリベット前駆体を焼戻しする工程を有するセルフピアスリベットの製造方法において、
前記鋼素材が、
C:0.30〜0.70質量%、
Si:0.01〜2.50質量%、
Mn:0.10〜1.00質量%、並びに
Cr:0.01〜3.00質量%および/またはNi:0.10〜3.00質量%を基本成分として含有し、さらに、
Mo、W、V、TiおよびNbからなる群から選択される一種または二種以上を合計で0.002〜1.50質量%を含有し、
残部はFe及び不純物からなり、
前記不純物中のPは0.01質量%以下、Sは0.01質量%以下であるセルフピアスリベットの製造方法。 - 前記鋼素材が、
C:0.30〜0.70質量%、
Si:0.01〜2.50質量%、
Mn:0.10〜1.00質量%、並びに
Cr:0.01〜3.00質量%および/またはNi:0.10〜3.00質量%を基本成分として含有し、さらに、
Mo:0.20〜1.50質量%、
W:0.20〜1.50質量%、
V:0.002〜1.50質量%、
Ti:0.002〜1.50質量%、および
Nb:0.005〜1.50質量%の一種または二種以上を合計で0.002〜1.50質量%を含有し、
残部はFe及び不純物からなり、
前記不純物中のPは0.01質量%以下、Sは0.01質量%以下である請求項1に記載のセルフピアスリベットの製造方法。 - 前記セルフピアスリベット前駆体は、旧オーステナイトの平均結晶粒径が30μm以下である請求項1または2に記載のセルフピアスリベットの製造方法。
- 前記熱間鍛造は、Ac1変態点を超えた温度で行われる請求項1〜3のいずれかに記載のセルフピアスリベットの製造方法。
- 前記熱間鍛造は、Ac1変態点を超えAc3変態点以下で行われる請求項1〜4のいずれかに記載のセルフピアスリベットの製造方法。
- 請求項1〜5に記載の製造方法により得られるセルフピアスリベット。
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