JP2017179475A - Molding component for breaking separation type connecting rod, connecting rod and manufacturing method of the connecting rod - Google Patents

Molding component for breaking separation type connecting rod, connecting rod and manufacturing method of the connecting rod Download PDF

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Goro Anami
吾郎 阿南
希生 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding component for breaking separation type connection rod achieving both of strength of a rod part and machinability of a large end part and a small end part, the connection rod using the molding component for breaking separation type connection rod and a manufacturing method of the connection rod.SOLUTION: The molding component for connection rod contains a predetermined chemical component and the balance iron with inevitable impurities and satisfies following formulae (1) to (3). C=[C]+0.28[Mn]-1.03[S]+0.323[Cr]+1.69[V]≥1.10% (1) Ferrite fraction (%)≥((0.80-[C])/0.80)×0.80×100% (2) HV-254C≤25 (3) HV is Vickers hardness, Cis a value calculated by the formula (1).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、自動車用エンジン等の部品として用いられるコネクティングロッド(以下、「コンロッド」ということがある)の製造に好適な成型部品、及び該成型部品を用いたコネクティングロッド、並びに該コネクティングロッドの製造方法に関する。   The present invention relates to a molded part suitable for the manufacture of a connecting rod (hereinafter sometimes referred to as “connecting rod”) used as a part of an automobile engine, the connecting rod using the molded part, and the manufacturing of the connecting rod. Regarding the method.

ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関には、ピストンとクランクシャフトの間を連結し、ピストンの往復運動をクランクシャフトに伝えて回転運動に変換する部品としてコンロッドが用いられている。コンロッドは、クランクシャフトに組み付けるための略円形の貫通孔を備えた部品であり、この組み付けや保守のための取り外しを容易にすべく、大端部の貫通孔部分が2つの略半円に分離するよう構成されている。分離したコンロッドのうちピストンと直結する側はコンロッド本体と称され、残りはコンロッドキャップと称される。このようにして製造されるコンロッドを、破断分離型コンロッドという。   An internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine uses a connecting rod as a part that connects a piston and a crankshaft and transmits the reciprocating motion of the piston to the crankshaft to convert it into a rotational motion. The connecting rod is a part with a substantially circular through hole for assembling to the crankshaft, and the through hole part at the large end is separated into two substantially semicircles for easy removal for assembly and maintenance. It is configured to Of the separated connecting rods, the side directly connected to the piston is called a connecting rod body, and the rest is called a connecting rod cap. The connecting rod manufactured in this way is called a fracture separation type connecting rod.

このようなコンロッドは、例えばキャップとロッドが一体となった形状で熱間鍛造して成型し、その後、クランクシャフト等に組み付けるために大端部と小端部の内側に貫通孔形成加工、すなわち、穴開け加工やボルト穴加工等の機械加工を施した後、大端部の貫通孔部分が2つの略半円となるように冷間で破断分割するかち割り加工を行う。最後にクランクシャフトを挟んで破断面を嵌合し、ボルトで締結して組立てる方法が行われている。   Such a connecting rod is, for example, formed by hot forging in a shape in which a cap and a rod are integrated, and then through hole formation processing inside the large end and the small end for assembly to a crankshaft or the like, that is, Then, after machining such as drilling and bolt hole machining, split processing is performed to break and divide in a cold manner so that the through-hole portion at the large end becomes two substantially semicircles. Finally, a method is used in which a fractured surface is fitted with a crankshaft sandwiched and fastened with bolts for assembly.

近年、自動車の燃費向上などに対応するために自動車部品の軽量化が求められているが、コンロッドには軽量化と共に高負荷に対応した高強度が求められている。しかしながら鋼の高強度化により、特に大端部や小端部の成形加工性の低下、切削工具の損傷や損耗が生じるなど鋼の切削性が悪化する。そのためコンロッドに要求される強度を満足することができ、且つ被削性にも優れた破断分離型コンロッド用成型部品が求められていた。   In recent years, there has been a demand for weight reduction of automobile parts in order to cope with improvement in fuel consumption of automobiles, but the connecting rod is required to have high strength corresponding to high loads as well as weight reduction. However, due to the increase in strength of steel, the machinability of steel deteriorates, such as the deterioration of the formability of the large and small ends, and the damage and wear of cutting tools. Therefore, there has been a demand for a molded part for a break-separable connecting rod that can satisfy the strength required for the connecting rod and has excellent machinability.

例えば特許文献1には、焼入必要部分よりも広い領域をA1変態点以上に保持し、この状態から前記焼入必要部分のみを急冷して焼入れを行い、しかる後、空気中に放置して焼入必要部分の周辺部の保有熱により該焼入必要部分を焼戻しすることを特徴とする鋼部品の製造方法が開示されている。   For example, in Patent Document 1, a region wider than the necessary quenching portion is maintained at the A1 transformation point or higher, and only the necessary quenching portion is quenched from this state and quenched, and then left in the air. A method for manufacturing a steel part is disclosed, wherein the quenching necessary part is tempered by the retained heat of the peripheral part of the quenching necessary part.

また特許文献2には所定の化学成分組成を有し、MnとSの質量比(Mn/S)が17.5以上であることを特徴とする破断分割性及び被削性に優れたPbフリー鋼が開示されている。   Further, Patent Document 2 has a predetermined chemical component composition, and a mass ratio of Mn to S (Mn / S) is 17.5 or more. Steel is disclosed.

特許文献3には、所定の化学成分組成を満足し、且つフェライトとパーライトが合計で全体の95面積%以上を占め、棒状圧延材の長手方向に対して平行な断面におけるD/4部(Dは圧延材の直径)を観察したときに、硫化物系介在物の平均アスペクト比が10.0以下であると共に、下記式(1)で示されるPcが0.41〜0.75で、かつ下記式(2)で示されるVeqが0.18質量%以上であることを特徴とする破断分離性に優れた破断分離型コネクティングロッド用圧延材が開示されている。
Pc=C/(1−α/100) …(1)
(式(1)中、Cは鋼中炭素含有量(質量%)を示し、αはフェライト分率(面積%)を示す)
Veq=V+Ti/2+Si/20 …(2)
(式(2)中、V、Ti、Siは鋼中の各元素の含有量(質量%)を示す)
In Patent Document 3, a predetermined chemical component composition is satisfied, and ferrite and pearlite occupy 95% by area or more in total, and D / 4 part (D / 4) in a cross section parallel to the longitudinal direction of the rod-shaped rolled material (D Is the diameter of the rolled material), the average aspect ratio of the sulfide inclusions is 10.0 or less, and the Pc represented by the following formula (1) is 0.41 to 0.75, and There is disclosed a rolled material for a fracture separation type connecting rod excellent in fracture separation, characterized in that Veq represented by the following formula (2) is 0.18% by mass or more.
Pc = C / (1-α / 100) (1)
(In the formula (1), C represents the carbon content (% by mass) in the steel, and α represents the ferrite fraction (area%)).
Veq = V + Ti / 2 + Si / 20 (2)
(In Formula (2), V, Ti, and Si indicate the content (mass%) of each element in the steel)

特開2007−197770号公報JP 2007-197770 A 特開2004−190049号公報JP 2004-190049 A 特許第04268194号公報Japanese Patent No. 026819494

強度と被削性はトレードオフの関係にあり、合金元素量を増加させると強度は向上するが被削性は低下する。そのため、従来技術ではコンロッドのロッド部を高強度に維持しつつ、コンロッドの大端部と小端部の被削性を向上させることは難しかった。またロッド部と、大端部及び小端部に異なる熱処理を施して強度と被削性のバランスを図る技術も研究されているが、製造工程が煩雑になるため製造コストが上昇するという問題が生じた。   Strength and machinability are in a trade-off relationship. Increasing the amount of alloy elements increases strength but decreases machinability. For this reason, it has been difficult for the prior art to improve the machinability of the large end and the small end of the connecting rod while maintaining the rod portion of the connecting rod with high strength. In addition, a technique for balancing the strength and machinability by applying different heat treatments to the rod part and the large end part and the small end part has also been studied, but there is a problem that the manufacturing process increases and the manufacturing cost increases. occured.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、ロッド部の強度と、大端部と小端部の被削性(以下、「強度と被削性」ということがある)とを両立させた破断分離型コンロッド用成型部品、及び該コンロッド用成型部品を用いたコンロッド、並び該コンロッドの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and has both the strength of the rod portion and the machinability of the large end portion and the small end portion (hereinafter sometimes referred to as “strength and machinability”). An object of the present invention is to provide a molded part for a fractured separating connecting rod, a connecting rod using the molded part for a connecting rod, and a method for manufacturing the connecting rod.

上記課題を達成し得た本発明の破断分離型コンロッド用成型部品とは、
化学成分組成(以下、化学成分組成は全て「質量%」である)が、C:0.20〜0.50%、Si:0.10〜2%、Mn:0.5〜2%、P:0.001〜0.15%、S:0.01〜0.2%、Cr:0.01〜2%、V:0.27〜0.50%、Al:0%超〜0.1%、及びCa:0.0001〜0.020%、を含有し、残部が鉄、及び不可避的不純物からなり、下記式(1)を満足すると共に、鋼の長手方向1/4位置で幅方向に垂直に切断し、該切断面の幅方向1/4位置と厚さ方向1/4位置の交点におけるフェライト分率が下記式(2)を満足し、且つ前記切断面の幅方向1/4位置と厚さ方向1/2位置のビッカース硬さが下記式(3)下記式(2)、(3)を満足することに要旨を有する。
eq=[C]+0.28[Mn]−1.03[S]+0.323[Cr]+1.69[V]≧1.10%・・・(1)
フェライト分率(%)≧((0.80−[C])/0.80)×0.80×100%・・・(2)
HV−254Ceq≦25・・・(3)
(式中、HVはビッカース硬さ、Ceqは前記式(1)で求められる値である。)
What is the molded part for the fracture separation type connecting rod of the present invention that can achieve the above-mentioned problems?
Chemical component composition (hereinafter, all chemical component compositions are “mass%”), C: 0.20 to 0.50%, Si: 0.10 to 2%, Mn: 0.5 to 2%, P : 0.001 to 0.15%, S: 0.01 to 0.2%, Cr: 0.01 to 2%, V: 0.27 to 0.50%, Al: more than 0% to 0.1 %, And Ca: 0.0001 to 0.020%, the balance is made of iron and inevitable impurities, satisfies the following formula (1), and at the 1/4 position in the longitudinal direction of the steel in the width direction. The ferrite fraction at the intersection of the width direction 1/4 position and the thickness direction 1/4 position of the cut surface satisfies the following formula (2), and the width direction of the cut surface is 1/4. The gist is that the Vickers hardness at the position and the 1/2 position in the thickness direction satisfies the following formula (3) and the following formulas (2) and (3).
C eq = [C] +0.28 [Mn] −1.03 [S] +0.323 [Cr] +1.69 [V] ≧ 1.10% (1)
Ferrite fraction (%) ≧ ((0.80− [C]) / 0.80) × 0.80 × 100% (2)
HV-254C eq ≦ 25 (3)
(In the formula, HV is Vickers hardness, and C eq is a value obtained by the formula (1)).

さらに本発明のコネクティングロッド用成型部品は、さらに(a)Cu、Ni、及びMoよりなる群から選択される少なくとも1種:0%超〜0.2%、(b)Pb、Bi、及びTeよりなる群から選択される少なくとも1種:0%超〜0.2%、(c)REM:0%超〜0.0050%を含有することも好ましい。   Furthermore, the molded component for a connecting rod of the present invention further includes (a) at least one selected from the group consisting of Cu, Ni, and Mo: more than 0% to 0.2%, (b) Pb, Bi, and Te. It is also preferable that at least one selected from the group consisting of: more than 0% to 0.2% and (c) REM: more than 0% to 0.0050%.

また本発明には、上記化学成分組成を満足し、且つ前記コネクティングロッドの大端部及び小端部は前記式(2)、及び前記式(3)を満足すると共に、前記コネクティングロッドのロッド部の0.2%耐力が800MPa以上であるコネクティングロッドも含まれる。   According to the present invention, the chemical component composition is satisfied, and the connecting rod has a large end portion and a small end portion satisfying the equations (2) and (3), and the rod portion of the connecting rod. A connecting rod having a 0.2% proof stress of 800 MPa or more is also included.

更に本発明には、上記化学成分組成を満足する鋼材を用いて1100℃以上に加熱した後、1020℃以下で鍛造を終了し、その後、放冷または風冷により500℃以下に冷却することに要旨を有するコネクティングロッドの製造方法も含まれる。   Furthermore, in the present invention, after heating to 1100 ° C. or higher using a steel material satisfying the above chemical composition composition, forging is finished at 1020 ° C. or lower, and then cooled to 500 ° C. or lower by standing or air cooling. A method of manufacturing a connecting rod having a gist is also included.

本発明によれば、化学成分組成と金属組織を適切に制御しているため、強度と被削性の両特性に優れたコンロッド用成型部品を提供できる。また本発明のコンロッド用成型部品を用いれば強度と被削性に優れたコンロッドを提供できる。そして本発明の製造方法によれば、上記特性を有するコンロッドを容易に提供できる。   According to the present invention, since the chemical component composition and the metal structure are appropriately controlled, it is possible to provide a molded part for a connecting rod that is excellent in both strength and machinability. Moreover, if the molded component for connecting rods of this invention is used, the connecting rod excellent in intensity | strength and machinability can be provided. And according to the manufacturing method of this invention, the connecting rod which has the said characteristic can be provided easily.

図1は、実施例における測定箇所を説明する概略図であり、(a)は上面図、(b)は切断面図である。1A and 1B are schematic views for explaining measurement points in an example, in which FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a cross-sectional view. 図2は、実施例における降伏強度と式(1)との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between yield strength and equation (1) in the example. 図3は、実施例における鍛造終了温度と、強度及び被削性のバランスとの関係を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the relationship between the forging end temperature and the balance between strength and machinability in the examples.

従来はコンロッドのロッド部の強度を高めるために合金元素の含有量を増加させていたが、大端部や小端部の強度も上昇して被削性が悪化した。そこで本発明者らはロッド部の強度を高く維持したまま、大端部や小端部の被削性を向上させ、強度と被削性のバランスを図ることができるコンロッド用成型部品について鋭意検討を重ねた。その結果、従来よりもVを積極的に添加して含有量を増加させると共に、大端部と小端部のフェライト分率をC含有量との関係で規定し、更に鋼の化学成分組成を適切に制御することでロッド部の強度を維持したまま、大端部と小端部の被削性を向上でき、上記課題を解決できることを見出した。   Conventionally, in order to increase the strength of the rod portion of the connecting rod, the content of the alloy element was increased, but the strength of the large end portion and the small end portion also increased, and the machinability deteriorated. Therefore, the present inventors have intensively studied a molded part for a connecting rod that can improve the machinability of the large end portion and the small end portion while maintaining the strength of the rod portion high and can balance the strength and machinability. Repeated. As a result, while adding V more actively than before, the content is increased, the ferrite content of the large end and the small end is defined in relation to the C content, and the chemical composition of the steel is further determined. It has been found that the machinability of the large end portion and the small end portion can be improved while maintaining the strength of the rod portion by appropriately controlling, and the above-mentioned problems can be solved.

すなわち、本発明で規定する所定の要件を満足するロッド用成型部品は加工歪が残存しやすいため加工率が低い大端部や小端部でもフェライトを十分に析出させ、大端部や小端部のビッカース硬さを低減できる結果、被削性が向上する。したがって本発明に基づいてロッド部の強度を確保するために必要な合金元素を添加しても、ロッド部の強度と大端部と小端部の被削性を両立できる。なお、本発明においてコンロッド用成型部品とは、熱間鍛造成型部品をいう。   That is, a molded part for a rod that satisfies the predetermined requirements stipulated in the present invention easily retains processing strain, so that ferrite is sufficiently precipitated even at the large end and small end where the processing rate is low, and the large end and small end As a result of reducing the Vickers hardness of the part, machinability is improved. Therefore, even if an alloy element necessary for securing the strength of the rod portion is added according to the present invention, both the strength of the rod portion and the machinability of the large end portion and the small end portion can be achieved. In the present invention, the connecting rod molded part refers to a hot forged molded part.

本発明者らはロッド部に要求される強度、具体的には0.2%耐力で800MPaを付与する観点から鋼の化学成分組成を制御する指標としてコンロッド用成型部品の炭素当量Ceqを下記式(1)で規定した。
式(1):Ceq=[C]+0.28[Mn]−1.03[S]+0.323[Cr]+1.69[V]≧1.10%
式(1)中の各元素記号には、対応する元素の含有量(質量%)を代入する。
The present inventors set the carbon equivalent C eq of the molded part for connecting rod as an index for controlling the chemical composition of steel from the viewpoint of giving strength required for the rod part, specifically, 800 MPa with 0.2% proof stress. It was defined by equation (1).
Formula (1): C eq = [C] +0.28 [Mn] −1.03 [S] +0.323 [Cr] +1.69 [V] ≧ 1.10%
The content (mass%) of the corresponding element is substituted for each element symbol in the formula (1).

本発明者らが検討した結果、式(1)によって求められる炭素当量とロッド部の降伏強度は相関性が高く、図2に示すように炭素当量が大きくなると降伏強度も大きくなることがわかった。800MPa以上のロッド部の降伏強度を得るためには式(1)は1.10%以上とする必要がある。式(1)の値が高くなる程、降伏強度も高くなる傾向があるため、式(1)の値は好ましくは1.16%、より好ましくは1.23%である。炭素当量Ceqの上限は限定されないが、高くなりすぎると降伏強度向上効果が飽和するため、式(1)は好ましくは1.70%以下、より好ましくは1.50%以下である。 As a result of investigations by the present inventors, it was found that the carbon equivalent obtained by the equation (1) and the yield strength of the rod part are highly correlated, and as shown in FIG. 2, the yield strength increases as the carbon equivalent increases. . In order to obtain the yield strength of the rod portion of 800 MPa or more, the formula (1) needs to be 1.10% or more. Since the yield strength tends to increase as the value of the formula (1) increases, the value of the formula (1) is preferably 1.16%, more preferably 1.23%. The upper limit of the carbon equivalent C eq is not limited, but if it is too high, the yield strength improving effect is saturated, and therefore the formula (1) is preferably 1.70% or less, more preferably 1.50% or less.

また本発明では鋼のV量を高めることによって大端部及び小端部の被削性の向上を図っているが、C量に対して十分なフェライト分率を有していない場合、V添加による被削性向上効果が十分に得られないことがわかった。そこで、本発明では大端部と小端部の被削性を向上させる観点からC量とフェライト分率の関係を式(2)で規定した。本発明では鋼の化学成分組成を上記式(1)を満足するように調整してロッド部を高強度化しても、式(2)を満足するように大端部及び小端部のフェライト分率を高めることでロッド部の高強度化と、大端部及び小端部の被削性向上を両立できる。
式(2):フェライト分率(%)≧((0.80−[C])/0.80)×0.80×100%
式中、[C]はコンロッド用成型部品のC量(質量%)を代入する。なお、式(2)の右辺「((0.80−[C])/0.80)×0.80×100%」を「k1」と記載することがある。フェライト分率は大端部及び小端部のフェライト分率を表すが、コンロッド用成型部品を測定する場合は後記実施例に基づいて測定した値である。
In the present invention, the machinability of the large end portion and the small end portion is improved by increasing the V amount of the steel. However, when the ferrite content is not sufficient with respect to the C amount, V addition It has been found that the machinability improvement effect by is not sufficiently obtained. Therefore, in the present invention, from the viewpoint of improving the machinability of the large end portion and the small end portion, the relationship between the C content and the ferrite fraction is defined by Expression (2). In the present invention, even if the chemical composition of the steel is adjusted so as to satisfy the above formula (1) and the strength of the rod portion is increased, the ferrite content of the large end portion and the small end portion is satisfied so as to satisfy the formula (2). By increasing the rate, both the strength of the rod part and the machinability improvement of the large end part and the small end part can be achieved.
Formula (2): Ferrite fraction (%) ≧ ((0.80− [C]) / 0.80) × 0.80 × 100%
In the formula, [C] substitutes the C amount (mass%) of the connecting rod molded part. Note that “((0.80− [C]) / 0.80) × 0.80 × 100%” on the right side of Expression (2) may be described as “k1”. The ferrite fraction represents the ferrite fraction of the large end portion and the small end portion, and is a value measured based on the examples described later when measuring a connecting rod molded part.

また大端部及び小端部の被削性を高める観点から、大端部及び小端部のビッカース硬さは低いほうがよい。具体的には大端部、及び小端部のビッカース硬さと上記式(1)で求められる炭素当量を補正した値との関係が、下記式(3)を満足すれば、大端部と小端部は優れた被削性を有する。
式(3):ビッカース硬さ(Hv)−254Ceq≦25
式中、Ceqは上記式(1)で求められる値である。ビッカース硬さは大端部及び小端部のビッカース硬さであるが、コンロッド用成型部品を測定する場合は後記実施例に基づいて測定した値である。
From the viewpoint of improving the machinability of the large end portion and the small end portion, the Vickers hardness of the large end portion and the small end portion is preferably low. Specifically, if the relationship between the Vickers hardness of the large end portion and the small end portion and the value obtained by correcting the carbon equivalent obtained by the above equation (1) satisfies the following equation (3), the large end portion and the small end portion are small. The edge has excellent machinability.
Formula (3): Vickers hardness (Hv) -254C eq ≦ 25
In the formula, C eq is a value obtained by the above formula (1). The Vickers hardness is the Vickers hardness of the large end portion and the small end portion, but when measuring a connecting rod molded part, it is a value measured based on the examples described later.

本発明のコンロッド用成型部品は、上記式(1)〜(3)を満足することによって、ロッド部の強度を維持しながら、大端部及び小端部も優れた被削性を発揮できる。   By satisfying the above-mentioned formulas (1) to (3), the connecting rod molded part of the present invention can exhibit excellent machinability at the large end and the small end while maintaining the strength of the rod.

そしてロッド部の強度と大端部及び小端部の被削性とのバランスに優れていることを示す指標として、本発明のコンロッド用成型部品は下記式(4)を満足することが好ましい。   And as a parameter | index which shows that the intensity | strength of a rod part and the machinability of a large end part and a small end part are excellent, it is preferable that the molded component for connecting rods of this invention satisfies following formula (4).

本発明のコンロッド用成型部品は下記化学成分組成を満足する必要がある。以下、本発明の鋼の化学成分組成について説明する。   The connecting rod molded part of the present invention must satisfy the following chemical composition. Hereinafter, the chemical component composition of the steel of the present invention will be described.

C:0.20〜0.50%
Cは、強度の確保、破断分離性の向上と共に靭性の低下に寄与する元素である。このような効果を発揮させるためにC量は0.20%以上、好ましくは0.25%以上、より好ましくは0.30%以上である。C量が過剰になると強度が高くなりすぎて被削性が低下することがある。したがってC量は0.50%以下、好ましくは0.40%以下、より好ましくは0.35%以下である。
C: 0.20 to 0.50%
C is an element that contributes to securing toughness, improving break separation, and reducing toughness. In order to exhibit such an effect, the C content is 0.20% or more, preferably 0.25% or more, more preferably 0.30% or more. If the amount of C is excessive, the strength becomes too high and the machinability may be lowered. Therefore, the C content is 0.50% or less, preferably 0.40% or less, more preferably 0.35% or less.

Si:0.10〜2%
Siは、鋼を溶製する際の脱酸、及び鍛造品の強度向上に寄与する元素である。このような効果を発揮させるためにSi量は0.10%以上、好ましくは0.20%以上、より好ましくは0.40%以上である。Si量が過剰になると強度が高くなりすぎて被削性が低下すると共に、靭性が高くなりすぎることがある。したがってSi量は2%以下、好ましくは1%以下、より好ましくは0.6%以下である。
Si: 0.10 to 2%
Si is an element that contributes to deoxidation when melting steel and to improve the strength of the forged product. In order to exhibit such an effect, the amount of Si is 0.10% or more, preferably 0.20% or more, more preferably 0.40% or more. When the amount of Si is excessive, the strength becomes too high and the machinability is lowered, and the toughness may become too high. Accordingly, the Si content is 2% or less, preferably 1% or less, more preferably 0.6% or less.

Mn:0.5〜2%
Mnは、固溶強化や組織強化によって鋼材の強度確保に寄与する元素である。このような効果を発揮させるためにMn量は0.5%以上、好ましくは0.8%以上、より好ましくは1.1%以上である。Mn量が過剰になるとベイナイトが生成して被削性が低下することがある。したがってMn量は2%以下、好ましくは1.7%以下、より好ましくは1.4%以下である。
Mn: 0.5-2%
Mn is an element that contributes to securing the strength of the steel material by solid solution strengthening or structure strengthening. In order to exhibit such an effect, the amount of Mn is 0.5% or more, preferably 0.8% or more, more preferably 1.1% or more. If the amount of Mn is excessive, bainite may be generated and the machinability may be lowered. Therefore, the amount of Mn is 2% or less, preferably 1.7% or less, more preferably 1.4% or less.

P:0.001〜0.20%
Pは、破断分離時の変形抑制、及び靭性低減に寄与する元素である。特に本発明ではVを多量に添加しているため、Pは少量の添加でこれら効果を発揮する。このような効果を発揮させるためにP量は0.001%以上、好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.03%以上である。P量が過剰になると連続鋳造時の鋳造欠陥を誘発する場合がある。したがってP量は0.20%以下、好ましくは0.15%以下、より好ましくは0.08%以下である。
P: 0.001 to 0.20%
P is an element that contributes to suppression of deformation during fracture separation and toughness reduction. In particular, since a large amount of V is added in the present invention, P exhibits these effects with a small amount of addition. In order to exhibit such an effect, the amount of P is 0.001% or more, preferably 0.01% or more, more preferably 0.03% or more. If the amount of P is excessive, casting defects may be induced during continuous casting. Therefore, the amount of P is 0.20% or less, preferably 0.15% or less, more preferably 0.08% or less.

S:0.01〜0.2%
Sは、鋼中にほとんど固溶せず、切り屑への応力集中により被削性向上に寄与する元素である。このような効果を発揮させるためにS量は0.01%以上、好ましくは0.03%以上である。S量が過剰になると連鋳割れや熱間鍛造割れ、疲労強度低下の原因となる。したがってS量は0.2%以下、好ましくは0.15%以下、より好ましくは0.12%以下である。
S: 0.01 to 0.2%
S is an element that hardly dissolves in steel and contributes to improvement of machinability by stress concentration on the chips. In order to exhibit such an effect, the amount of S is 0.01% or more, preferably 0.03% or more. If the amount of S is excessive, continuous casting cracks, hot forging cracks, and fatigue strength decrease. Therefore, the S content is 0.2% or less, preferably 0.15% or less, more preferably 0.12% or less.

Cr:0.01〜2%
Crは、固溶強化や組織強化によって鋼材の強度向上に寄与する元素である。このような効果を発揮させるためにCr量は0.01以上、好ましくは0.05%以上、より好ましくは0.5%以上である。Cr量が過剰になると靭性が高くなりすぎることがある。したがってCr量は2%以下、好ましくは1.5%以下、より好ましくは1.0%以下である。
Cr: 0.01-2%
Cr is an element that contributes to improving the strength of a steel material by solid solution strengthening or structure strengthening. In order to exhibit such an effect, the Cr content is 0.01 or more, preferably 0.05% or more, more preferably 0.5% or more. If the amount of Cr is excessive, the toughness may become too high. Therefore, the Cr content is 2% or less, preferably 1.5% or less, more preferably 1.0% or less.

V:0.27〜0.50%
Vは被削性向上に寄与する元素である。特に本発明ではVを積極的に添加することで、大端部と小端部のフェライト分率を最適化、及びビッカース硬さの低減に効果を発揮する。また強度と被削性のバランスを図るために必要な元素である。このような効果を発揮させるためにV量は0.27%以上、好ましくは0.28%以上、より好ましくは0.285%以上である。V量が過剰になると被削性向上効果が飽和すると共にロッド部の強度が不十分になる。したがってV量は0.50%以下、好ましくは0.40%以下、より好ましくは0.35%以下である。
V: 0.27 to 0.50%
V is an element contributing to machinability improvement. In particular, in the present invention, by actively adding V, the ferrite fraction of the large end portion and the small end portion is optimized and the effect of reducing the Vickers hardness is exhibited. It is also an element necessary to balance strength and machinability. In order to exhibit such an effect, the V amount is 0.27% or more, preferably 0.28% or more, more preferably 0.285% or more. When the amount of V is excessive, the machinability improving effect is saturated and the strength of the rod portion becomes insufficient. Therefore, the V amount is 0.50% or less, preferably 0.40% or less, and more preferably 0.35% or less.

Al:0%超〜0.1%
Alは、鋼溶製時の脱酸に寄与する元素である。またAlはSi、Caと被削性向上に有用な酸化物を形成する。このような効果を発揮させるためにAlは0%超、好ましくは0.001%以上である。Alが過剰になると硬質な酸化物を形成して被削性を阻害する。したがってAl量は0.1%以下、好ましくは0.02%以下である。
Al: more than 0% to 0.1%
Al is an element that contributes to deoxidation during steel melting. Al forms oxides useful for improving machinability with Si and Ca. In order to exert such an effect, Al is more than 0%, preferably 0.001% or more. When Al is excessive, a hard oxide is formed and machinability is hindered. Therefore, the Al content is 0.1% or less, preferably 0.02% or less.

Ca:0.0001〜0.020%
Caは被削性向上に寄与する元素である。特にCaは工具保護膜を生成して被削性向上効果や、MnSなどの硫化物系介在物を球状化して脆化促進効果を発揮する。このような効果を発揮させるためにCa量は0.0001%以上、好ましくは0.0005%以上である。Ca量が過剰になるとその効果は飽和する。したがってCa量は0.020%以下、好ましくは0.0080%以下、より好ましくは0.0050%以下である。
Ca: 0.0001 to 0.020%
Ca is an element contributing to machinability improvement. In particular, Ca produces a tool protective film to improve the machinability, and spheroidizes sulfide inclusions such as MnS, thereby exhibiting an embrittlement promoting effect. In order to exert such an effect, the Ca content is 0.0001% or more, preferably 0.0005% or more. When the amount of Ca becomes excessive, the effect is saturated. Therefore, the Ca content is 0.020% or less, preferably 0.0080% or less, more preferably 0.0050% or less.

本発明に係るコンロッド用成型部品の化学成分組成は上記の通りであり、残部は鉄および不可避的不純物である。不可避的不純物とは、原料、資材、製造設備等から混入してくる不純物を意味する。例えばNは不可避的不純物として0%超含まれており、通常0.005%以上含まれていることが多いが、N量が過剰になると熱間加工性が阻害されて製造性が劣化することがある。したがってN量は0.03%以下、好ましくは0.025%以下、より好ましくは0.02%以下である。   The chemical component composition of the connecting rod molded part according to the present invention is as described above, and the balance is iron and inevitable impurities. Inevitable impurities mean impurities mixed in from raw materials, materials, manufacturing equipment, and the like. For example, N is contained as an unavoidable impurity in excess of 0% and usually 0.005% or more in many cases. However, when N amount is excessive, hot workability is hindered and manufacturability deteriorates. There is. Therefore, the N content is 0.03% or less, preferably 0.025% or less, more preferably 0.02% or less.

また本発明の作用を阻害しない範囲で下記成分を含んでもよい。   Moreover, you may contain the following component in the range which does not inhibit the effect | action of this invention.

(a)Cu、Ni、及びMoよりなる群から選択される少なくとも1種:0%超〜0.2%
Cu、Ni、及びMoは強度向上に寄与する元素である。このような効果を発揮させるためにCu、Ni、及びMoよりなる群から選択される少なくとも1種は好ましくは0%超、より好ましくは0.01%以上、更に好ましくは0.03%以上である。Cu量が過剰になると熱間加工性が阻害されて製造性が劣化することがある。またNi量、Mo量が過剰になると靭性が高くなりすぎることがある。したがってCu、Ni、及びMoよりなる群から選択される少なくとも1種は好ましくは0.2%以下、より好ましくは0.15%以下、更に好ましくは0.1%以下である。なお、上記含有量はCu、Ni、及びMoよりなる群から複数含む場合は合計量であり、単独で含む場合は単独の量である。
(A) At least one selected from the group consisting of Cu, Ni, and Mo: more than 0% to 0.2%
Cu, Ni, and Mo are elements that contribute to strength improvement. In order to exert such an effect, at least one selected from the group consisting of Cu, Ni, and Mo is preferably more than 0%, more preferably 0.01% or more, and further preferably 0.03% or more. is there. If the amount of Cu is excessive, hot workability may be hindered and productivity may deteriorate. Moreover, when Ni amount and Mo amount are excessive, toughness may become too high. Therefore, at least one selected from the group consisting of Cu, Ni, and Mo is preferably 0.2% or less, more preferably 0.15% or less, and still more preferably 0.1% or less. In addition, the said content is a total amount, when it contains from the group which consists of Cu, Ni, and Mo, and when it contains independently, it is a single amount.

(b)Pb、Bi、及びTeよりなる群から選ばれる少なくとも1種:0%超〜0.20%
Pb、Bi、及びTeは鋼中にほとんど固溶せず、溶融脆化などにより被削性向上に寄与する元素である。このような効果を発揮させるためにPb、Bi、及びTeよりなる群から選ばれる少なくとも1種は好ましくは0%超、より好ましくは0.01%以上、更に好ましくは0.03%以上である。Pb、Bi、及びTeよりなる群から選ばれる少なくとも1種は含有量が過剰になると連鋳割れ、熱間鍛造割れ、疲労強度低下などが生じることがある。したがってPb、Bi、及びTeよりなる群から選ばれる少なくとも1種は好ましくは0.20%以下、より好ましくは0.15%以下、更に好ましくは0.12%以下である。なお、上記含有量はPb、Bi、及びTeよりなる群から複数含む場合は合計量であり、単独で含む場合は単独の量である。
(B) At least one selected from the group consisting of Pb, Bi, and Te: more than 0% to 0.20%
Pb, Bi, and Te are elements that hardly dissolve in steel and contribute to improvement of machinability by melt embrittlement. In order to exert such an effect, at least one selected from the group consisting of Pb, Bi, and Te is preferably more than 0%, more preferably 0.01% or more, and further preferably 0.03% or more. . If the content of at least one selected from the group consisting of Pb, Bi, and Te is excessive, continuous casting cracks, hot forging cracks, fatigue strength reduction, and the like may occur. Accordingly, at least one selected from the group consisting of Pb, Bi, and Te is preferably 0.20% or less, more preferably 0.15% or less, and still more preferably 0.12% or less. In addition, the said content is a total amount, when it contains two or more from the group which consists of Pb, Bi, and Te, and when it contains independently, it is a single amount.

(c)REM:0%超〜0.0050%
REMは、MnS等の硫化化合物系介在物を球状化させ、被削性向上に寄与する元素である。このような効果を発揮させるためにREMは好ましくは0%超、より好ましくは0.0001%以上、更に好ましくは0.0002%以上である。REM量が過剰になると効果が飽和する。したがってREMは好ましく0.0050%以下、より好ましくは0.0008%以下、更に好ましくは0.0005%以下である。なお、REMとは、ランタノイド元素(LaからLuまでの15元素)およびSc(スカンジウム)とY(イットリウム)を含む意味であり、これらの中から任意に選ばれる1種または2種以上を含有してもよい。また上記含有量はREMを複数含む場合は合計量であり、単独で含む場合は単独の量である。
(C) REM: more than 0% to 0.0050%
REM is an element that spheroidizes sulfide compound inclusions such as MnS and contributes to improvement of machinability. In order to exert such an effect, REM is preferably more than 0%, more preferably 0.0001% or more, and further preferably 0.0002% or more. When the amount of REM becomes excessive, the effect is saturated. Therefore, REM is preferably 0.0050% or less, more preferably 0.0008% or less, and still more preferably 0.0005% or less. REM means lanthanoid elements (15 elements from La to Lu), Sc (scandium) and Y (yttrium), and contains one or more selected from these. May be. Moreover, the said content is a total amount, when it contains several REM, and when it contains independently, it is a single amount.

上記要件を満足する本発明のコンロッド用成型部品は、ロッド部に相当する部位は高強度であるが、大端部と小端部に相当する部位は被削性に優れている。本発明のコンロッド用成型部品を用いて得られたコンロッドは、上記化学成分組成を満足し、且つ大端部、及び小端部は上記式(2)、式(3)を満足すると共に、ロッド部は0.2%耐力が800MPa以上の高強度を有する。   In the molded part for a connecting rod of the present invention that satisfies the above requirements, the portion corresponding to the rod portion has high strength, but the portions corresponding to the large end portion and the small end portion are excellent in machinability. The connecting rod obtained using the molded part for connecting rod of the present invention satisfies the above chemical composition composition, and the large end and the small end satisfy the above formulas (2) and (3), and the rod The part has a high strength with a 0.2% proof stress of 800 MPa or more.

以下、本発明のコンロッド用成型部品、及びコンロッドの製造方法の一例を説明する。本発明のコンロッド用成型部品は、上記化学成分を満足する鋼を溶製し、鋳造、分塊圧延して所望の鋼片とした後、熱間圧延して圧延材を得る。そして該圧延材を加熱した後、熱間鍛造を行う。その後、冷却することで熱間鍛成型部品、すなわち、本発明のコンロッド用成型部品が得られる。そして得られた熱間鍛成型部品を必要に応じてトリミング処理、表面処理、切削加工処理など各種公知の成形加工、機械加工を施すことによってコンロッドを製造できる。本発明の製造方法では、後記する熱間鍛造条件、及び熱間鍛造後の冷却条件以外の製造条件については特に限定されず、公知の条件を適宜採用し得る。   Hereinafter, an example of the connecting rod molded part of the present invention and a method for manufacturing the connecting rod will be described. The connecting rod molded part of the present invention is obtained by melting a steel that satisfies the above chemical components, casting and split-rolling to obtain a desired steel piece, and then hot rolling to obtain a rolled material. And after heating this rolling material, hot forging is performed. Thereafter, by cooling, a hot forged molded part, that is, the connecting rod molded part of the present invention is obtained. Then, the connecting rod can be manufactured by subjecting the obtained hot-forged part to various known forming processes and machining processes such as trimming, surface treatment, and cutting as required. In the manufacturing method of this invention, it does not specifically limit about manufacturing conditions other than the hot forging conditions mentioned later and the cooling conditions after hot forging, A well-known condition can be employ | adopted suitably.

上記本発明のコンロッド用成型部品を製造するにあたっては、上記化学成分組成を満足する圧延材を1100℃以上に加熱した後に熱間鍛造を開始し、1020℃以下の温度で熱間鍛造を終了すると共に、熱間鍛造終了後、500℃まで放冷、または空冷を行うことが必要である。   In producing the connecting rod molded part of the present invention, hot forging is started after heating the rolled material satisfying the chemical composition to 1100 ° C. or higher, and hot forging is terminated at a temperature of 1020 ° C. or lower. At the same time, after completion of hot forging, it is necessary to cool to 500 ° C. or to cool by air.

加熱温度:1100℃以上
圧延材の加熱温度が低いと変形抵抗が大きくなり、鍛造時に割れが発生したり、ロッド部を十分に高強度化できない。加熱温度は好ましくは1150℃以上、より好ましくは1200℃以上である。一方、加熱温度の上限は特に限定されないが、加熱温度が高くなりすぎると溶着することがある。したがって加熱温度は好ましくは1300℃以下、より好ましくは1260℃以下である。
Heating temperature: 1100 ° C. or higher If the heating temperature of the rolled material is low, deformation resistance increases, cracking occurs during forging, and the rod portion cannot be sufficiently strengthened. The heating temperature is preferably 1150 ° C. or higher, more preferably 1200 ° C. or higher. On the other hand, the upper limit of the heating temperature is not particularly limited, but if the heating temperature becomes too high, welding may occur. Therefore, the heating temperature is preferably 1300 ° C. or lower, more preferably 1260 ° C. or lower.

鍛造終了温度:1020℃以下
本発明のようにVを積極的に添加している場合、鍛造終了温度を1020℃以下とすることで、上記(1)を満足するように化学成分組成を調整してロッド部の高強度を維持しながら、大端部及び小端部の被削性を改善できる。すなわち、本発明ではV添加量と鍛造終了温度を調整することで、大端部及び小端部に加工歪みが残存しやすくなるため、加工率がロッド部よりも低い大端部及び小端部のフェライト析出量が増大させてビッカース硬さを低減でき、その結果、被削性が改善する。そして図3に示すように鍛造終了温度が低い程、ロッド部は高強度を維持しつつ、被削性を向上できる。このような効果を発揮するためには鍛造終了温度は1020℃以下、好ましくは1000℃以下、より好ましくは950℃以下である。鍛造終了温度が低すぎると2相域に入って強度が低下することがある。したがって鍛造終了温度は好ましくは850℃以上、より好ましくは900℃以上である。
Forging end temperature: 1020 ° C. or lower When V is actively added as in the present invention, the forging end temperature is set to 1020 ° C. or lower to adjust the chemical composition to satisfy the above (1). Thus, the machinability of the large end portion and the small end portion can be improved while maintaining the high strength of the rod portion. That is, in the present invention, by adjusting the V addition amount and the forging end temperature, processing strain tends to remain at the large end portion and the small end portion, so the large end portion and the small end portion whose processing rate is lower than that of the rod portion. This increases the amount of ferrite precipitation and reduces Vickers hardness, resulting in improved machinability. As shown in FIG. 3, the lower the forging end temperature, the higher the machinability while maintaining high strength of the rod portion. In order to exert such an effect, the forging end temperature is 1020 ° C. or lower, preferably 1000 ° C. or lower, more preferably 950 ° C. or lower. If the forging end temperature is too low, the strength may decrease due to entering the two-phase region. Therefore, the forging end temperature is preferably 850 ° C. or higher, more preferably 900 ° C. or higher.

鍛造終了後500℃までの冷却:放冷または空冷
鍛造終了後、500℃まで放冷または空冷することによってフェライト分率を高めることができ、大端部及び小端部の被削性が向上する。このような効果を得るためには少なくとも500℃までは放冷または風冷を行う必要がある。なお、500℃から常温までの冷却速度、冷却方法は特に限定されず、放冷または風冷でもよく特に限定されない。
Cooling to 500 ° C. after completion of forging: Cooling or air cooling After completion of forging, the ferrite fraction can be increased by cooling or air cooling to 500 ° C., and machinability at the large end and small end is improved. . In order to obtain such an effect, it is necessary to cool or cool to at least 500 ° C. In addition, the cooling rate from 500 degreeC to normal temperature and the cooling method are not specifically limited, It may be allowed to cool or air-cooled, and is not particularly limited.

以上のようにして製造されたコンロッド用成型部品は本発明の化学成分組成と上記式(1)〜(3)を満足する。そのため本発明のコンロッド用成型部品は強度と被削性に優れた特性を有する。また該コンロッド用成型部品は大端部及び小端部に相当する部位の被削性に優れているため、所望のコンロッドに容易に加工できる。そして得られたコンロッドのロッド部は800MPa以上の高強度を有する。   The molded part for connecting rods manufactured as described above satisfies the chemical component composition of the present invention and the above formulas (1) to (3). Therefore, the connecting rod molded part of the present invention has excellent strength and machinability. Further, the molded part for the connecting rod is excellent in machinability at the portions corresponding to the large end and the small end, so that it can be easily processed into a desired connecting rod. And the rod part of the obtained connecting rod has the high intensity | strength of 800 Mpa or more.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例によって制限されず、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited by the following examples, and can be implemented with modifications within a range that can meet the purpose described above and below. They are all included in the technical scope of the present invention.

(1)ビッカース硬さ評価試験
下記表1、2に示す化学成分組成の鋼を溶解し、鋳造、分塊した後、熱間圧延を行って直径50mmの丸棒鋼を得た。得られた丸棒鋼を長手方向に対して垂直に切断し、長さ70mmの鋼片とした。この鋼片を表3、4に示す温度に加熱してから鋼片の長さ方向に対して垂直方向に圧縮を加えて厚さ18mmの板状に加工する熱間鍛造を行って表3、4に示す温度で熱間鍛造を終了した。熱間鍛造後、放冷により室温まで冷却し、コンロッドの大端部及び小端部に相当する試験片を作製した。
(1) Vickers hardness evaluation test Steels having the chemical composition shown in Tables 1 and 2 below were melted, cast and divided, and then hot-rolled to obtain a round bar steel having a diameter of 50 mm. The obtained round steel bar was cut perpendicularly to the longitudinal direction to obtain a steel piece having a length of 70 mm. This steel slab is heated to the temperature shown in Tables 3 and 4 and then subjected to hot forging in which compression is performed in a direction perpendicular to the length direction of the steel slab to form a plate shape having a thickness of 18 mm. The hot forging was completed at the temperature shown in FIG. After hot forging, it was allowed to cool to room temperature, and test pieces corresponding to the large end and small end of the connecting rod were produced.

図1に示すように試験片の長手方向Lの1/4位置で幅方向に垂直に切断し、幅方向Wの1/4位置、及び厚さ方向tの1/4位置の交点P1をJIS Z 2201(1998年)に基づいてビッカース硬さを測定した。測定に際しては測定荷重を10kgとした。測定結果は表3、4の「HV」欄に記載した。本発明では800MPa以上の場合を合格と評価した。   As shown in FIG. 1, the test piece was cut perpendicularly in the width direction at a 1/4 position in the longitudinal direction L, and an intersection P1 between a 1/4 position in the width direction W and a 1/4 position in the thickness direction t was JIS. Vickers hardness was measured based on Z 2201 (1998). In the measurement, the measurement load was 10 kg. The measurement results are shown in the “HV” column of Tables 3 and 4. In the present invention, the case of 800 MPa or more was evaluated as acceptable.

(2)フェライト分率測定
上記ビッカース硬さ試験と同様にして作成した試験片について、上記ビッカース硬さ測定箇所と同じ箇所P1において観察部位を採取した。該観察部位の表面を鏡面研磨した後、3%ナイタール液で腐食し、光学顕微鏡を用いて倍率100倍にて観察、画像撮影し、1000μm×1000μmの範囲におけるフェライトの面積率を測定し、表3、4の「F(%)」欄に記載した。なお、表中「K1(%)」は各鋼種のC量を式(2):((0.80−[C])/0.80)×0.80×100%に代入して算出される値であり、上記F(%)がK1(%)以上である場合は合格として表中に「P」と記載し、F(%)がK1(%)未満の場合は不合格として表中に「F」と記載した。
(2) Ferrite fraction measurement About the test piece created like the said Vickers hardness test, the observation site | part was extract | collected in the same location P1 as the said Vickers hardness measurement location. After the surface of the observation part is mirror-polished, it is corroded with 3% nital solution, observed with an optical microscope at a magnification of 100 times, photographed, and measured the area ratio of ferrite in the range of 1000 μm × 1000 μm. 3 and 4 in the “F (%)” column. In the table, “K1 (%)” is calculated by substituting the C amount of each steel type into the formula (2): ((0.80− [C]) / 0.80) × 0.80 × 100%. If the above F (%) is K1 (%) or more, it is indicated as “P” in the table as acceptable, and if F (%) is less than K1 (%), it is indicated as unacceptable in the table. "F".

(3)降伏強度試験
表1、2に示す化学成分組成の鋼を実施例1と同様にして溶解し、鋳造、分塊した後、熱間圧延を行って20mm角の棒鋼を得た。得られた棒鋼を長手方向に対して垂直に切断し、長さ200mmの棒鋼とした。この棒鋼を表3、4に示す温度に加熱してから棒鋼の長さ方向に対して垂直方向に圧縮を加えて厚さ8mmの板状に加工する熱間鍛造を行って表3、4に示す温度で熱間鍛造を終了した。熱間鍛造後、放冷により室温まで冷却し、コンロッドのロッド部に相当する試験片を作製した。
(3) Yield Strength Test Steels having the chemical composition shown in Tables 1 and 2 were melted in the same manner as in Example 1, cast and divided, and then hot-rolled to obtain 20 mm square steel bars. The obtained steel bar was cut perpendicularly to the longitudinal direction to obtain a steel bar having a length of 200 mm. The steel bars are heated to the temperatures shown in Tables 3 and 4 and then subjected to hot forging in which compression is performed in a direction perpendicular to the length direction of the steel bars to form a plate shape having a thickness of 8 mm. Hot forging was completed at the indicated temperature. After hot forging, the specimen was cooled to room temperature by cooling, and a test piece corresponding to the rod portion of the connecting rod was produced.

図1に示すように試験片の長手方向に1/4位置で幅方向に垂直に切断し、幅方向Wの1/4位置、及び厚さ方向tの1/2位置の交点P2をJIS Z 2201(1998年)に規定される14A号試験片を採取し、JIS Z 2241(1998年)に従って引張試験を行い、0.2%耐力を測定した。測定結果は表3、4の「YP(MPa)」欄に記載した。なお、表中「k2」は表中の「Ceq」を式(3)HV−254Ceqに代入して得られた値である。また該k2が25以下の場合は合格として表中に「P」と記載し、k2が25超の場合は不合格として表中に「F」と記載した。 As shown in FIG. 1, the test piece was cut at 1/4 position in the longitudinal direction and perpendicularly to the width direction, and an intersection P2 between 1/4 position in the width direction W and 1/2 position in the thickness direction t was defined as JIS Z. No. 14A test piece specified in 2201 (1998) was collected and subjected to a tensile test according to JIS Z 2241 (1998) to measure 0.2% yield strength. The measurement results are shown in the “YP (MPa)” column of Tables 3 and 4. In the table, “k2” is a value obtained by substituting “C eq ” in the table into the equation (3) HV-254C eq . When k2 was 25 or less, it was described as “P” in the table as acceptable, and when k2 was greater than 25, it was described as “F” in the table as unacceptable.

また表中、「Ceq」は各鋼種の化学成分組成を式(1):Ceq=[C]+0.28[Mn]−1.03[S]+0.323[Cr]+1.69[V]に代入して算出される炭素当量であり、本実施例ではCeq=1.10%以上を合格とした。 In the table, “Ceq” represents the chemical composition of each steel type in the formula (1): C eq = [C] +0.28 [Mn] −1.03 [S] +0.323 [Cr] +1.69 [V ], The carbon equivalent calculated by substituting for the above. In this example, C eq = 1.10% or more was considered acceptable.

Figure 2017179475
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本発明の要件を満たすNo.4〜8、11〜13、16〜23、25〜58は、ロッド部が800MPa以上の高強度を有すると共に、大端部及び小端部のビッカース硬さ、及びフェライト面積率が適切に制御されており、強度と被削性のバランスに優れていた。   No. satisfying the requirements of the present invention. In 4-8, 11-13, 16-23, 25-58, the rod portion has a high strength of 800 MPa or more, the Vickers hardness of the large end portion and the small end portion, and the ferrite area ratio are appropriately controlled. The balance between strength and machinability was excellent.

一方、No.1、2はV量が少なかったため、大端部及び小端部のフェライト分率が十分に得られず、ビッカース硬さも十分に低減できなかったため、被削性が悪かった。また式(1)で求められる炭素当量も満足しなかったため、ロッド部に十分な強度が得られなかった。そのため、強度と被削性のバランスも悪かった。   On the other hand, no. Since 1 and 2 had a small amount of V, the ferrite fractions at the large end and the small end were not sufficiently obtained, and the Vickers hardness could not be sufficiently reduced, so the machinability was poor. Moreover, since the carbon equivalent calculated | required by Formula (1) was not satisfied, sufficient intensity | strength was not obtained at the rod part. Therefore, the balance between strength and machinability was also poor.

No.3はV量が少なかったため、十分なフェライト分率が得られず、またビッカース硬さも十分に低減できなかった。そのため被削性が悪く、強度と被削性のバランスが悪かった。   No. No. 3 had a small amount of V, so that a sufficient ferrite fraction could not be obtained and the Vickers hardness could not be sufficiently reduced. Therefore, machinability was poor, and the balance between strength and machinability was poor.

No.9、10は鍛造終了温度が高すぎたため、十分なフェライト分率が得られず、またビッカース硬さも十分に低減できなかった。そのため被削性が悪く、強度と被削性のバランスが悪かった。   No. In Nos. 9 and 10, the forging end temperature was too high, so that a sufficient ferrite fraction could not be obtained, and the Vickers hardness could not be sufficiently reduced. Therefore, machinability was poor, and the balance between strength and machinability was poor.

No.14は加熱温度が高すぎたため、十分なフェライト分率が得られず、また十分な強度が得られなかった。   No. Since the heating temperature of No. 14 was too high, a sufficient ferrite fraction could not be obtained and sufficient strength could not be obtained.

No.15はV量が多すぎたため、十分な強度が得られなかった。   No. Since the amount of V was too large, sufficient strength could not be obtained.

No.24はMn量が少なく、また式(1)で求められる炭素当量も満足しなかったため、十分な強度が得られなかった。   No. Since No. 24 had a small amount of Mn and did not satisfy the carbon equivalent calculated by the formula (1), sufficient strength could not be obtained.

上記結果からも本発明によれば、従来両立が難しいとされていたロッド部の強度と、大端部及び小端部の被削性を両立できることは明らかである。   From the above results, according to the present invention, it is clear that both the strength of the rod part, which has been difficult to achieve in the past, and the machinability of the large end part and the small end part can be achieved.

Claims (6)

化学成分組成が、質量%で、
C :0.20〜0.50%、
Si:0.10〜2%、
Mn:0.5〜2%、
P :0.001〜0.15%、
S :0.01〜0.2%、
Cr:0.01〜2%、
V :0.27〜0.50%、
Al:0%超〜0.1%、及び
Ca:0.0001〜0.020%、
を含有し、残部が鉄、及び不可避的不純物からなり、
下記式(1)を満足すると共に、
鋼の長手方向1/4位置で幅方向に垂直に切断し、該切断面の幅方向1/4位置と厚さ方向1/4位置の交点におけるフェライト分率が下記式(2)を満足し、且つ前記切断面の幅方向1/4位置と厚さ方向1/2位置のビッカース硬さが下記式(3)を満足する破断分離型コネクティングロッド用成型部品。
eq=[C]+0.28[Mn]−1.03[S]+0.323[Cr]+1.69[V]≧1.10%・・・(1)
フェライト分率(%)≧((0.80−[C])/0.80)×0.80×100%・・・(2)
HV−254Ceq≦25・・・(3)
(式中、HVはビッカース硬さ、Ceqは前記式(1)で求められる値である。)
The chemical composition is mass%,
C: 0.20 to 0.50%,
Si: 0.10 to 2%,
Mn: 0.5-2%
P: 0.001 to 0.15%,
S: 0.01 to 0.2%,
Cr: 0.01-2%
V: 0.27 to 0.50%,
Al: more than 0% to 0.1%, and Ca: 0.0001 to 0.020%,
And the balance consists of iron and inevitable impurities,
While satisfying the following formula (1),
The steel is cut perpendicularly to the width direction at a 1/4 position in the longitudinal direction of the steel, and the ferrite fraction at the intersection of the 1/4 position in the width direction and the 1/4 position in the thickness direction of the cut surface satisfies the following formula (2). And a molded part for a fracture separating connecting rod in which the Vickers hardness at the 1/4 position in the width direction and 1/2 position in the thickness direction of the cut surface satisfies the following formula (3).
C eq = [C] +0.28 [Mn] −1.03 [S] +0.323 [Cr] +1.69 [V] ≧ 1.10% (1)
Ferrite fraction (%) ≧ ((0.80− [C]) / 0.80) × 0.80 × 100% (2)
HV-254C eq ≦ 25 (3)
(In the formula, HV is Vickers hardness, and C eq is a value obtained by the formula (1)).
さらに、Cu、Ni、及びMoよりなる群から選択される少なくとも1種を0%超〜0.2%含有する請求項1に記載の破断分離型コネクティングロッド用成型部品。   The molded part for a fracture separation type connecting rod according to claim 1, further comprising more than 0% to 0.2% of at least one selected from the group consisting of Cu, Ni, and Mo. さらに、Pb、Bi、及びTeよりなる群から選択される少なくとも1種を0%超〜0.2%含有する請求項1または2に記載の破断分離型コネクティングロッド用成型部品。   Furthermore, the molded component for a fracture separating type connecting rod according to claim 1 or 2, further comprising at least one selected from the group consisting of Pb, Bi, and Te, from more than 0% to 0.2%. さらにREM:0%超〜0.0050%含有する請求項1〜3のいずれかに記載の破断分離型コネクティングロッド用成型部品。   Furthermore, REM: More than 0%-0.0050% content, The molded part for fracture | rupture separation type connecting rods in any one of Claims 1-3. 請求項1〜4のいずれかに記載の前記化学成分組成を満足し、且つ前記コネクティングロッドの大端部及び小端部は前記式(2)、及び前記式(3)を満足すると共に、前記コネクティングロッドのロッド部の0.2%耐力が800MPa以上であるコネクティングロッド。   The chemical component composition according to any one of claims 1 to 4 is satisfied, and the large end and the small end of the connecting rod satisfy the formula (2) and the formula (3), and A connecting rod in which the 0.2% proof stress of the rod portion of the connecting rod is 800 MPa or more. 請求項1〜4のいずれかに記載の前記化学成分組成を満足する鋼材を用いて1100℃以上に加熱した後、1020℃以下で鍛造を終了し、その後、放冷または風冷により500℃以下に冷却する請求項5に記載のコネクティングロッドの製造方法。   After heating to 1100 ° C or higher using the steel material satisfying the chemical composition according to any one of claims 1 to 4, forging is terminated at 1020 ° C or lower, and then 500 ° C or lower by cooling or air cooling. The method of manufacturing a connecting rod according to claim 5, wherein the connecting rod is cooled.
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