JP2520124B2 - Re-Melted Chilcum Shaft - Google Patents

Re-Melted Chilcum Shaft

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JP2520124B2
JP2520124B2 JP7616087A JP7616087A JP2520124B2 JP 2520124 B2 JP2520124 B2 JP 2520124B2 JP 7616087 A JP7616087 A JP 7616087A JP 7616087 A JP7616087 A JP 7616087A JP 2520124 B2 JP2520124 B2 JP 2520124B2
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JP
Japan
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cam
chill
camshaft
hardened layer
remelting
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JP7616087A
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眞 加納
茂興 澤田
一郎 谷本
功 土井
章 藤木
寿章 国兼
良司 牧野
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/01Absolute values

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention 【発明の目的】[Object of the invention]

(産業上の利用分野) この発明は、内燃機関の構成部品として利用される再
溶融チルカムシャフトに関するものである。 (従来の技術) 内燃機関の構成部品として利用されるカムシャフト
は、カムとの摺動面が耐摩耗性に優れていることが要求
される。 そこで、表面の耐摩耗性に優れたカムシャフトを得る
手法として、カムシャフト鋳造型の一部に冷し金をセッ
トし、この冷し金に当たる部分を過冷却してチル硬化層
を形成させるものがあった。 しかし、この手法では冷し金をセットする工程がわず
らわしいうえ、鋳ばりの発生が多いため除去工数が増大
するという欠点があった。 このような冷し金を使用しない表面硬化の手法とし
て、高周波焼入れのほか、カムシャフトの表面をTIGア
ークなどによって再溶融したのち自己冷却によりチル硬
化層を形成させるものがあった。 従来の再溶融チルカムシャフトとしては、C:3.0〜3.6
%、Si:1.5〜2.4%、P:0.1%以下、Mn:0.5〜2.0%、S:
0.08〜0.2%、残部Feの組成からなるねずみ鋳鉄を素材
とするカムシャフトの表面をプラズマアーク等により再
溶融・自己冷却させてチル硬化層を形成したもの(特開
昭60−184694号)や、再溶融・自己冷却されたセメンタ
イトを主要な相とするチル硬化層をカム摺動面の全周に
わたって形成させたもの(特開昭60−234167号)や、セ
メンタイトを主要な相とするチル硬化層と焼入硬化層と
をカム摺動面の全周にわたって形成させたもの(特開昭
60−234169号)や、カム摺動面の10〜75面積%をセメン
タイト組織を主要な相とするチル硬化部とし、残部を焼
入硬化部としたもの(特開昭60−258426号)などがあっ
た。 (発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記に例示した従来の再溶解チルカム
シャフトでは、再溶融による熱影響部の組織が格別に制
御されたものとはなっておらず、熱影響部の組織をカム
シャフトの成分組成の選定や再溶融後の冷却速度の調整
などによって制御するものではなく、単にねずみ鋳鉄を
素材としたり、チル硬化部および焼入硬化部を形成させ
るとしても共に自己冷却により形成させたりしていたた
め、とくに高面圧下の摺動条件においては耐ピッチング
性が低く疲労剥離摩耗を生じることがあるとともに、相
手材であるカムへの攻撃性が大きいという問題点があっ
た。 (発明の目的) この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされ
たもので、カムシャフトの成分組成を調整したり、再溶
融後の冷却速度を調整したりすることによって、表面に
再溶融チル硬化層を有するとともに、再溶融による熱影
響部の組織を適切なものにして、高面圧下の摺動条件に
おいても耐ピッチング性が良好であり、相手材に対する
攻撃性も小さい再溶融チルカムシャフトを提供すること
を目的としているものである。
(Field of industrial application) The present invention relates to a remelting chill cam shaft used as a component of an internal combustion engine. (Prior Art) A camshaft used as a component of an internal combustion engine is required to have excellent wear resistance on its sliding surface with the cam. Therefore, as a method of obtaining a camshaft with excellent surface wear resistance, a chill is set in a part of the camshaft casting mold, and the portion corresponding to this chill is supercooled to form a chill hardened layer. was there. However, this method has a drawback that the step of setting the chill is troublesome and the flashing is often generated, so that the removal man-hour is increased. As a method of surface hardening without using such a chill, there has been a method of forming a chill hardened layer by self-cooling after remelting the surface of the camshaft by TIG arc or the like, in addition to induction hardening. As a conventional remelted chill cam shaft, C: 3.0-3.6
%, Si: 1.5 to 2.4%, P: 0.1% or less, Mn: 0.5 to 2.0%, S:
A chill hardened layer is formed by remelting and self-cooling the surface of a camshaft made of gray cast iron with a composition of 0.08 to 0.2% and the balance Fe by plasma arc or the like (Japanese Patent Laid-Open No. 60-184694) and , A chill-hardened layer containing remelted and self-cooled cementite as the main phase over the entire circumference of the cam sliding surface (JP-A-60-234167), and a chill containing cementite as the main phase A hardened layer and a quench-hardened layer formed on the entire circumference of the cam sliding surface (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61-96)
No. 60-234169), or a chill-hardened part with a cementite structure as the main phase in 10 to 75 area% of the sliding surface of the cam, and the rest as a quench-hardened part (JP-A-60-258426). was there. (Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional remelted chill cam shaft illustrated above, the structure of the heat-affected zone due to remelting is not particularly controlled, and the heat-affected zone is not affected. The structure of is not controlled by selecting the component composition of the camshaft or adjusting the cooling rate after remelting, but even if it is simply made of gray cast iron or a chill hardened part and a quench hardened part are formed, Since it is formed by cooling, there is a problem that the pitting resistance is low and fatigue peel wear may occur especially under sliding conditions under high surface pressure, and the aggression to the cam that is the other material is great. It was (Object of the Invention) The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned conventional problems, and by adjusting the composition of components of the camshaft or adjusting the cooling rate after remelting, It has a re-melted chill hardened layer, and the structure of the heat-affected zone due to re-melting is made appropriate, and the pitting resistance is good even under sliding conditions under high surface pressure, and the re-melting is low against the mating material. It is intended to provide a chill cam shaft.

【発明の構成】Configuration of the Invention

(問題点を解決するための手段) この発明に係る再溶融チルカムシャフトは、表面に再
溶融チル硬化層を有し、再溶融による熱影響部にベイナ
イト相を基地とする組織制御硬化層を有するものである
ことを特徴としている。 この発明に係る再溶融チルカムシャフトは、前述のよ
うに、再溶融による熱影響部がベイナイト相を基地とす
る組織制御硬化層となっていることを特徴としているも
のであるが、このような組織制御硬化層を形成させるに
際しては、カムシャフトの成分組成を調整すること、お
よび際溶融後の冷却速度を調整すること、のいずれか一
方あるいは両方を採用するのがよい。 これらのうち、成分組成を調整する場合には、カムシ
ャフトを合金鋳鉄組成からなるものとし、重量%で、C:
3.0〜3.5%、Si:1.5〜2.5%、Mn:0.3〜1.0%、Cr:0.5〜
1.0%、M0:0.3〜1.0%、P:0.1%以下、S:0.1%以下、残
部Feからなるものとするのがとくに望ましい。すなわ
ち、再溶融による熱影響部においてベイナイト相を基地
とする組織制御硬化層が従来のねずみ鋳鉄に比べてより
得やすくなるように、CrおよびM0量をコントロールした
合金鋳鉄を使用するのがとくに好ましい。 他方、再溶融後の冷却速度を調整する場合には、再溶
融後の熱影響部が、温度150℃〜350℃の範囲において10
分間以上30分間以内で通過するように冷却速度をコント
ロールすることがとくに好ましい。 このようにして、熱影響部の組織を制御するが、この
場合、0.5〜2.0mmのベイナイト変態相を基地とする硬化
層(アシキュラー鋳鉄組織)となるようにすることがと
くに望ましい。 また、再溶融の手段としては、TIGアーク,プラズマ
アーク,レーザビーム,電子ビームなどの高密度エネル
ギ熱源を使用するのが好ましく、再溶融に先立って予熱
処理を行っておくことがとくに望ましい。 第1図はこの発明の一実施態様による再溶融チルカム
シャフトのカム軸直角方向断面図、第2図はカム軸方向
のカム部断面図であって、このカムシャフト1は、カム
部2の表面に再溶融チル硬化層3を有し、再溶融による
熱影響部にベイナイト相を基地とする組織制御硬化層
(アシキュラー鋳鉄組織)4を有し、中央部には中空油
孔5を有していると共に上記中空油孔5にカム油孔6を
有している構造をなすものである。 このような構造のカムシャフトを製造するに際して
は、例えば高密度エネルギ熱源としてTIGアークを使用
し、第3図に示すように、TIGアーク用トーチ11のタン
グステン電極12とカム部2の表面との間でアーク13を発
生させ、一部重複しあるいは近接したアーク軌跡14でカ
ム部2の表面の一部(実線のアーク軌跡)ないしは全周
にわたって(仮想線を含むアーク軌跡14)再溶融し、当
該表面に再溶融チル硬化層3が形成されると共に、再溶
融による熱影響部にベイナイト相を基地とする組織制御
硬化層4が形成されるように、カム部2の鋳鉄組成をあ
らかじめ調整したり、再溶融後の冷却速度を調整したり
する。 (実施例1〜7) 第1表のNo.1〜7に示す成分組成を有する合金鋳鉄を
冷し金を用いずに鋳放してカムシャフト粗材を製作し、
この状態で、中空油孔(5)およびカム油孔(6)の加
工を行うとともにカム部(2)およびジャーナル部の黒
皮を切削し、所定寸法となるように機械加工を行って再
溶融用のカムシャフト粗材を得た。 次に、前記各カムシャフト粗材を同じく第1表に示し
た設定温度に到達するように抵抗加熱もしくは炉中加熱
で予熱し、TIGアーク用トーチ(11)を用いて第2表に
示す条件で高密度エネルギーを照射することによりカム
摺動表面を加熱再溶融し、その後室温の保温槽中に搬入
して150℃〜350℃の温度範囲での保持時間が第1表に示
すものとなるように冷却させ、カム部(2)の表面にチ
ル硬化層(3)とベイナイト変態相を基地とする硬化層
(4)を形成させた。 続いて、再溶融チル化したカムシャフト粗材のカム部
(2)の研磨を行って製品カムシャフトを得た。 第5図はこの実施例によるカムシャフトの熱影響部の
金属組織を示す顕微鏡写真であって、白色部はセメンタ
ト、針状基地がベイナイト(Hv450〜550)であることを
示している。 (比較例8〜14) 第1表のNo.8〜14に示す成分組成を有する合金鋳鉄
(ただし、No.13を除く)を冷し金を用いずに鋳放して
カムシャフト粗材を製作し、この状態で、中空油孔
(5)およびカム油孔(6)の加工を行うとともにカム
部(2)およびジャーナル部の黒皮を切削し、所定寸法
となるように機械加工を行って再溶融用のカムシャフト
粗材を得た。 次に、前記各カムシャフト粗材を同じく第1表に示し
た設定温度に到達するように抵抗加熱もしくは炉中加熱
で予熱し(ただし、No.12,13を除く)、TIGアーク用ト
ーチ(11)を用いて第2表に示した条件で高密度エネル
ギーを照射することによりカム摺動表面を加熱再溶融
し、その後No.8〜11,14については室温の保温槽中に搬
入し、No.12,13については大気中放冷して150℃〜350℃
の温度範囲での保持時間が第1表に示したものとなるよ
うに冷却させ、カム部(2)の表面にチル硬化層(3)
および第1表に示した組織層を形成させた。 続いて、再溶融チル化したカムシャフト粗材のカム部
(2)の研磨を行って製品カムシャフトを得た。 第4図はこの比較例No.8〜11,13,14によるカムシャフ
トの熱影響部の金属組織を示す顕微鏡写真であって、白
色部はセメンタイト、ラメラー状の基地がパーライト
(Hv200〜350)であることを示している。 (比較例15) 第1表のNo.15に示す成分組成を有する鋳鉄を冷し金
を用いた鋳型内で鋳造してカムシャフト粗材を製作し、
中空油孔(5)およびカム油孔(6)の加工を行うとと
もにカム部(2)およびジャーナル部の黒皮を切削し、
所定寸法となるように機械加工を行ってカムシャフト粗
材を得た。 (耐久試験) 次に第1表に示した実施例のカムシャフトNo.1〜7
と、比較例のカムシャフトNo.8〜15について、次の第3
表に示す耐久条件で耐久試験を行った。 次いで、耐久試験後の各カムおよびロッカーアームチ
ップの最大摩耗深さとカムノーズ部のピッチング発生の
有・無を調べた。その結果を同じく第1表にまとめて示
す。 第1表に示す結果より明らかなように、比較例No.8の
カムは、Cr含有量が0.3%であって0.5%未満と低いた
め、白銑化(チル化)傾向が抑制され、チル組織の厚さ
が薄くなるとともに、粗材の焼入れ性が低下し、熱影響
部は加熱,冷却時にTTT曲線(恒温変態曲線)のパーラ
イト・ノーズに引っかかる結果、第4図に示したような
パーライト組織の基地となる。そして、このようにチル
周辺および直下にやわらかいパーライト基地を有するカ
ムにおいては、耐久試験後の摩耗量が大きいだけでな
く、ピッチングを発生してしまう。 また、比較例No.9のカムは、M0含有量が0.1%であっ
て0.3%未満と低いために、前記No.8のカムと同様の理
由で耐摩耗性が不十分なものとなり、比較例No.10のカ
ムは、Cr,M0含有量が共に低いため、No.8,No.9のカムよ
りもさらに著しく耐摩耗性が悪化してしまう。 一方、比較例No.11のカムは、C含有量が2.8%であっ
て3.0%未満のため、不完全チル組織を生じやすくなる
ことから、耐摩耗性が多少悪化している。 他方、比較例No.12のカムは、予熱無しで再溶融さ
せ、大気中で放冷させたため、冷却速度が大きく熱影響
部はマルテンサイト基地となる。それゆえ、このNo.12
のカムでは相手チップに対する攻撃性が多少大きいだけ
でなく、耐久試験中に割れ,ピッチングを発生しやすく
なるので好ましくない。 また、比較例No.13のカムでは、Cr,M0の無添加の組成
であって再溶融後に急冷しているので、熱影響部がパー
ライト基地となるために、No.8のカムと同様の理由で対
摩耗性が劣る。 さらに、比較例No.14のカムでは、予熱温度が高過ぎ
るために、冷却速度が遅く、パーライトを生ずることか
ら、No.8と同様の理由で耐摩耗性が劣るものとなる。 さらにまた、比較例No.15の従来のチル・カムにおい
ては、チル組織が粗大であるために、耐スカッフィング
性に劣り、摩耗量が大きくなってしまう。 以上のNo.8〜15のカムに比べ、実施例のNo.1〜5のカ
ムは、Cr:0.5〜1.0%と,M0:0.3〜1.0%を含む合金鋳鉄
カムシャフト粗材を予熱した後カム表層を再溶融させ、
冷却時に各カム熱影響部を150℃〜350℃の範囲で10分間
〜30分間で通過させて、ベイナイト相を基地とするアシ
キュラー組織を形成させたために、非常に優れた耐摩耗
性を有すると同時に相手に対する攻撃性が著しく小さい
カムとなっている。 また、実施例No.6,7のカムは、熱影響部の組織がベイ
ナイト相を基地としていることから、No.1〜No.5のカム
と同様に、耐摩耗性に優れ、相手材に対する攻撃性が比
較的小さいものとなっているが、No.6のカムではP含有
量が0.2%と多くなっているため、チル組織内に脆いス
テダイト相(Fe−Fe3C−Fe3P)が析出し、これに沿って
クラックが形成されやすいことから、耐ピッチンズ性に
若干劣ったものとなるので、P含有量は0.1%以下とす
ることが望ましく、No.7のカムでは、Cr含有量が1.2%,
M0含有量が1.2%と多量になっていることから、耐摩耗
性の向上代が少なく、相手チップ材への攻撃性が増大す
る傾向となり、また、カム粗材を鋳込んだ段階でチルが
芯部まで入ってしまいやすいことから、中空油孔等の加
工が困難になりやすいので、Cr含有量は1.0%以下、M0
含有量も1.0%以下とすることが望ましいことが認めら
れた。
(Means for Solving the Problems) The remelted chill cam shaft according to the present invention has a remelted chill hardened layer on the surface, and a structure control hardened layer based on a bainite phase in a heat-affected zone due to remelting. It is characterized by having. As described above, the remelted chill cam shaft according to the present invention is characterized in that the heat-affected zone due to remelting is a microstructure-controlled hardened layer based on the bainite phase. When forming the tissue control hardened layer, it is preferable to adopt one or both of adjusting the component composition of the camshaft and adjusting the cooling rate after the excessive melting. Of these, when adjusting the component composition, the camshaft shall be made of an alloy cast iron composition, and in% by weight, C:
3.0-3.5%, Si: 1.5-2.5%, Mn: 0.3-1.0%, Cr: 0.5-
1.0%, M 0 : 0.3 to 1.0%, P: 0.1% or less, S: 0.1% or less, and the balance Fe is particularly desirable. That is, in order to obtain a structure-controlled hardened layer based on the bainite phase in the heat-affected zone due to remelting more easily than the conventional gray cast iron, it is particularly preferable to use an alloy cast iron in which the amounts of Cr and M 0 are controlled. preferable. On the other hand, when adjusting the cooling rate after re-melting, the heat-affected zone after re-melting is 10 in the temperature range of 150 ℃ ~ 350 ℃.
It is particularly preferable to control the cooling rate so that the cooling may pass within 30 minutes or longer. In this way, the structure of the heat-affected zone is controlled. In this case, it is particularly desirable to form a hardened layer (acicular cast iron structure) based on a bainite transformation phase of 0.5 to 2.0 mm. Further, as a means for remelting, it is preferable to use a high-density energy heat source such as TIG arc, plasma arc, laser beam, electron beam or the like, and it is particularly preferable to carry out preheat treatment before remelting. FIG. 1 is a sectional view of a remelting chill cam shaft according to an embodiment of the present invention in a direction perpendicular to the cam axis, and FIG. 2 is a sectional view of a cam portion in the cam axis direction. It has a remelted chill hardened layer 3 on the surface, a structure control hardened layer (acicular cast iron structure) 4 based on bainite phase in the heat-affected zone due to remelting, and a hollow oil hole 5 in the central part. In addition, the hollow oil hole 5 has a cam oil hole 6. When manufacturing a camshaft having such a structure, for example, a TIG arc is used as a high-density energy heat source, and as shown in FIG. 3, the tungsten electrode 12 of the torch 11 for TIG arc and the surface of the cam portion 2 are separated. An arc 13 is generated between them, and a part of the surface of the cam portion 2 (an arc locus of a solid line) or the entire circumference (an arc locus 14 including an imaginary line) is remelted with an arc locus 14 which partially overlaps or is close to, The cast iron composition of the cam portion 2 is adjusted in advance so that the remelted chill hardened layer 3 is formed on the surface and the bainite phase-based microstructure-controlled hardened layer 4 is formed in the heat-affected zone due to remelting. Or adjust the cooling rate after remelting. (Examples 1 to 7) Alloy cast iron having the composition shown in No. 1 to 7 of Table 1 was cooled and cast without using gold to produce a camshaft rough material.
In this state, the hollow oil hole (5) and the cam oil hole (6) are processed, the black skin of the cam part (2) and the journal part are cut, and machined to a predetermined size and remelted. A rough camshaft material was obtained. Next, each of the camshaft rough materials is preheated by resistance heating or furnace heating so as to reach the set temperature shown in Table 1, and the conditions shown in Table 2 are obtained by using the torch (11) for TIG arc. The surface of the cam sliding surface is heated and re-melted by irradiating high-density energy with, and then carried into a temperature-retaining tank at room temperature, and the holding time in the temperature range of 150 ° C to 350 ° C is as shown in Table 1. Thus, the chill hardened layer (3) and the hardened layer (4) based on the bainite transformation phase were formed on the surface of the cam portion (2). Subsequently, the cam portion (2) of the remelted and chilled camshaft rough material was polished to obtain a product camshaft. FIG. 5 is a photomicrograph showing the metal structure of the heat-affected zone of the camshaft according to this example, showing that the white portion is cementate and the acicular base is bainite (Hv450-550). (Comparative Examples 8 to 14) Alloy cast iron (excluding No. 13) having the composition shown in Nos. 8 to 14 in Table 1 was cast as it is without using a cold metal to produce a rough camshaft material. Then, in this state, the hollow oil hole (5) and the cam oil hole (6) are processed, and the black skin of the cam part (2) and the journal part are cut and machined to have a predetermined size. A camshaft rough material for remelting was obtained. Next, each of the camshaft rough materials is preheated by resistance heating or heating in a furnace so as to reach the set temperature shown in Table 1 (except No. 12 and 13), and the torch for TIG arc ( 11) was used to heat and re-melt the cam sliding surface by irradiating it with high-density energy under the conditions shown in Table 2, and then for Nos. 8 to 11 and 14, the cam sliding surface was brought into a room temperature insulation tank, No. 12 and 13 are left to cool in the atmosphere and are 150 ℃ to 350 ℃.
The chill-hardened layer (3) is cooled on the surface of the cam part (2) by cooling so that the holding time in the temperature range of is as shown in Table 1.
And the tissue layers shown in Table 1 were formed. Subsequently, the cam portion (2) of the remelted and chilled camshaft rough material was polished to obtain a product camshaft. FIG. 4 is a photomicrograph showing the metallographic structure of the heat-affected zone of the camshaft according to Comparative Examples Nos. 8-11, 13 and 14, where the white part is cementite and the lamellar matrix is pearlite (Hv200-350). Is shown. (Comparative Example 15) A cast shaft raw material was manufactured by casting cast iron having a composition shown in No. 15 of Table 1 in a mold using a cold metal.
The hollow oil hole (5) and the cam oil hole (6) are processed, and the black skin of the cam portion (2) and the journal portion is cut,
A camshaft rough material was obtained by performing mechanical processing so as to have a predetermined size. (Durability Test) Next, camshaft Nos. 1 to 7 of the examples shown in Table 1
And the camshaft Nos. 8 to 15 of the comparative example, the following third
A durability test was conducted under the durability conditions shown in the table. Then, the maximum wear depth of each cam and rocker arm tip after the durability test and the presence / absence of pitching in the cam nose portion were examined. The results are also summarized in Table 1. As is clear from the results shown in Table 1, the cam of Comparative Example No. 8 has a Cr content of 0.3%, which is as low as less than 0.5%, so that the tendency of white pig iron (chilling) is suppressed and As the structure becomes thinner, the hardenability of the rough material deteriorates, and the heat-affected zone catches on the pearlite nose of the TTT curve (constant temperature transformation curve) during heating and cooling, resulting in pearlite as shown in Fig. 4. It will be the base of the organization. In addition, in the cam having the soft pearlite bases around and just below the chill, not only the wear amount after the durability test is large, but also pitching occurs. Further, the cam of Comparative Example No. 9 has a low M 0 content of 0.1% and less than 0.3%, so that the wear resistance is insufficient for the same reason as the No. 8 cam, Since the cams of Comparative Example No. 10 have low Cr and M 0 contents, the wear resistance of the cams of Comparative Examples No. 8 and No. 9 is further deteriorated. On the other hand, in the cam of Comparative Example No. 11, since the C content is 2.8% and less than 3.0%, an incomplete chill structure is likely to occur, and therefore the wear resistance is somewhat deteriorated. On the other hand, since the cam of Comparative Example No. 12 was remelted without preheating and allowed to cool in the atmosphere, the cooling rate was large and the heat affected zone became a martensite base. Therefore, this No. 12
This cam is not preferable because it not only slightly attacks the opponent chip, but also easily cracks and pitches during the durability test. In addition, in the cam of Comparative Example No. 13, since it has a composition without addition of Cr, M 0 and is rapidly cooled after remelting, since the heat-affected zone becomes a pearlite base, it is the same as the No. 8 cam. Therefore, the wear resistance is poor. Further, in the cam of Comparative Example No. 14, since the preheating temperature is too high, the cooling rate is slow and pearlite is generated, so that the wear resistance is inferior for the same reason as No. 8. Furthermore, in the conventional chill cam of Comparative Example No. 15, since the chill structure is coarse, the scuffing resistance is poor and the amount of wear is large. Compared to the above No. 8 to 15 cams, the No. 1 to 5 cams of the embodiment preheated the alloy cast iron camshaft rough material containing Cr: 0.5 to 1.0% and M 0 : 0.3 to 1.0%. Re-melt the rear cam surface layer,
At the time of cooling, each cam heat affected zone was passed in the range of 150 ° C to 350 ° C for 10 minutes to 30 minutes to form an acicular structure based on the bainite phase, so that it has very excellent wear resistance. At the same time, it has become a cam with extremely low aggression against the opponent. In addition, the cams of Examples No. 6 and 7 have the same wear resistance as the No. 1 to No. 5 cams because the structure of the heat-affected zone is based on the bainite phase. Although become a aggression is relatively small, since the No.6 cam are increasingly 0.2 percent P content, brittle steadite phase into chilled structure (Fe-Fe 3 C-Fe 3 P) Is deposited, and cracks are likely to form along this, so the pitch resistance is slightly inferior. Therefore, it is desirable that the P content be 0.1% or less. Amount is 1.2%,
Since the M 0 content is as large as 1.2%, the margin for improving wear resistance is small, the attacking property on the mating tip material tends to increase, and chilling occurs when the cam rough material is cast. Since it is easy to get into the core, it is difficult to process hollow oil holes etc., so the Cr content is 1.0% or less, M 0
It was confirmed that the content should be 1.0% or less.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上説明してきたようにこの発明に係る再溶融チルカ
ムシャフトは、表面に再溶融チル硬化層を有し、再溶融
による熱影響部にベイナイト相を基地とする組織制御硬
化層を有するものであるから、たとえ高面圧下の摺動条
件であったとしても耐ピッチング性が良好であり、疲労
剥離摩耗を生じるおそれが著しく少ないものであるとと
もに、相手材に対する攻撃性も著しく小さいものであ
り、長期にわたる使用が可能である優れた特性を有する
ものである。
As described above, the remelted chill cam shaft according to the present invention has the remelted chill hardened layer on the surface and the bainite phase-based microstructure-controlled hardened layer in the heat-affected zone due to remelting. Therefore, even if it is a sliding condition under high surface pressure, the pitting resistance is good, the risk of fatigue peeling wear is extremely low, and the aggression against the mating material is also extremely low. It has excellent characteristics that it can be used over a wide range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図および第2図はこの発明の一実施態様による再溶
融チルカムシャフトを示す各々軸直角方向断面図および
カム軸方向のカム部断面図、第3図は再溶融チル化処理
要領を示す斜視説明図、第4図は比較例によるカムシャ
フトの熱影響部の金属組織を示す顕微鏡写真、第5図は
実施例によるカムシャフトの熱影響部の金属組織を示す
顕微鏡写真である。 1……再溶融チルカムシャフト、 2……カム部、 3……再溶融チル硬化層、 4……ベイナイト相を基地とする組織制御硬化層。
FIG. 1 and FIG. 2 are sectional views of a remelting chill cam shaft according to an embodiment of the present invention in a direction perpendicular to each axis and a cam portion in the cam axis direction, and FIG. 3 shows a remelting chilling process procedure. FIG. 4 is a perspective view, FIG. 4 is a micrograph showing a metal structure of a heat-affected zone of a camshaft according to a comparative example, and FIG. 5 is a micrograph showing a metal structure of a heat-affected zone of a camshaft according to an example. 1 ... Re-melting chill cam shaft, 2 ... Cam part, 3 ... Re-melting chill hardened layer, 4 ... Bainite phase-based structure control hardened layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土井 功 横浜市神奈川区宝町2番地 日産自動車 株式会社内 (72)発明者 藤木 章 横浜市神奈川区宝町2番地 日産自動車 株式会社内 (72)発明者 国兼 寿章 横浜市神奈川区宝町2番地 日産自動車 株式会社内 (72)発明者 牧野 良司 横浜市神奈川区宝町2番地 日産自動車 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−23156(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Isao Doi 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Akira Fujiki 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Tokusho Kanekane, 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor, Ryoji Makino, 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama City, Nissan Motor Co., Ltd. (56) Reference JP-A-59-23156 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】表面に再溶融チル硬化層を有し、再溶融に
よる熱影響部にベイナイト相を基地とする組織制御硬化
層を有することを特徴とする再溶融チルカムシャフト。
1. A remelted chill cam shaft having a remelted chill hardened layer on its surface and a structure control hardened layer based on a bainite phase in a heat-affected zone due to remelting.
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