JP2534337B2 - 鋳造品の局部軟化方法 - Google Patents
鋳造品の局部軟化方法Info
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- JP2534337B2 JP2534337B2 JP30446288A JP30446288A JP2534337B2 JP 2534337 B2 JP2534337 B2 JP 2534337B2 JP 30446288 A JP30446288 A JP 30446288A JP 30446288 A JP30446288 A JP 30446288A JP 2534337 B2 JP2534337 B2 JP 2534337B2
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- heating
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/30—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は金型等を用いて鋳造した鋳造品の一部を鋳造
後に焼鈍して軟化せしめる方法に関する。
後に焼鈍して軟化せしめる方法に関する。
（従来の技術） 金型を用いて鋳鉄部材を鋳造する方法として特開昭63
−174775号が知られている。
−174775号が知られている。
この方法はカムシャフト等の鋳物を鋳造するにあた
り、金型のキャビティ内に溶湯を充填した後、溶湯の表
層を急冷して殻状の凝固層とし、この時点で離型するよ
うにしたものである。このようにすることで、金型に変
形や摩耗を生じることなく、表層が高硬度のチル組織と
なったカムシャフトが得られる。
り、金型のキャビティ内に溶湯を充填した後、溶湯の表
層を急冷して殻状の凝固層とし、この時点で離型するよ
うにしたものである。このようにすることで、金型に変
形や摩耗を生じることなく、表層が高硬度のチル組織と
なったカムシャフトが得られる。
（発明が解決しようとする課題） 上述したように金型を用いてカムシャフト等を鋳造す
れば、砂型を用いた場合に比べ、効率良く且つコスト的
にも有利に鋳物が得られる。
れば、砂型を用いた場合に比べ、効率良く且つコスト的
にも有利に鋳物が得られる。
しかしながら金型を使用する場合には、砂型に冷し金
をセットする場合と異なり、鋳物の表層全体がチル化
し、鋳造後にセンター穴やスプライン溝を加工すべき部
分の硬度が硬くなり過ぎ、刃具の寿命等の点で不利が生
じる。
をセットする場合と異なり、鋳物の表層全体がチル化
し、鋳造後にセンター穴やスプライン溝を加工すべき部
分の硬度が硬くなり過ぎ、刃具の寿命等の点で不利が生
じる。
そこで第５図に示すように一旦鋳造した鋳物の一部を
高周波等を利用して再加熱し、次いで一定時間高温状態
で保持した後に放冷することで当該一部を焼鈍軟化する
方法が考えられるが、この方法のように一定速度でチル
組織となっている鋳物を加熱すると以下の問題がある。
高周波等を利用して再加熱し、次いで一定時間高温状態
で保持した後に放冷することで当該一部を焼鈍軟化する
方法が考えられるが、この方法のように一定速度でチル
組織となっている鋳物を加熱すると以下の問題がある。
即ち、チル組織は軸と直角方向に指向している為、軸
方向引張応力に弱く、高周波等を利用して比較的速く加
熱してゆくと、高周波加熱では、表層側の温度が高くな
る傾向にあるので表層と内部とで温度差が生じて熱応力
が発生し、この熱応力及び前記チル組織に起因して内部
よりクラックが入る。一方、加熱速度を遅くすれば上記
の不利は生じないが、熱伝導により軟化させたくない部
分まで再加熱して焼鈍することとなる。
方向引張応力に弱く、高周波等を利用して比較的速く加
熱してゆくと、高周波加熱では、表層側の温度が高くな
る傾向にあるので表層と内部とで温度差が生じて熱応力
が発生し、この熱応力及び前記チル組織に起因して内部
よりクラックが入る。一方、加熱速度を遅くすれば上記
の不利は生じないが、熱伝導により軟化させたくない部
分まで再加熱して焼鈍することとなる。
更に、溶湯中にNi,Cr或いはMoを添加しているような
場合には、放冷の際に空気焼入れされてしまい、加工容
易な硬度まで軟化せしめることができない。
場合には、放冷の際に空気焼入れされてしまい、加工容
易な硬度まで軟化せしめることができない。
（課題を解決するための手段） 上記課題を解決すべく本発明は、鋳造後に鋳造品の一
部を加熱昇温する工程の前半部の昇温速度を遅くし、後
半部の昇温速度を速くし、更にNi,Cr及びMoを溶湯中に
添加した場合には昇温工程に続く保持工程も２段階で行
うようにした。
部を加熱昇温する工程の前半部の昇温速度を遅くし、後
半部の昇温速度を速くし、更にNi,Cr及びMoを溶湯中に
添加した場合には昇温工程に続く保持工程も２段階で行
うようにした。
具体的には、前記昇温工程の前半部を、昇温速度が15
〜45℃/secである第１昇温工程とし、昇温工程の後半部
を昇温速度が遅くとも46℃/secである第２昇温工程とし
た。
〜45℃/secである第１昇温工程とし、昇温工程の後半部
を昇温速度が遅くとも46℃/secである第２昇温工程とし
た。
また、鋳造品を、鋳鉄チル部材又はNiを0.4〜0.6wt
％、Crを0.5〜1.0wt％、Moを0.5〜1.0wt％を含む合金鋳
鉄チル部材とし、また前記保持工程を、金型鋳造品を前
記第２昇温工程完了時の温度に維持する第１保持工程
と、この第１保持工程よりも低温に維持する第２保持工
程との２段階とした。
％、Crを0.5〜1.0wt％、Moを0.5〜1.0wt％を含む合金鋳
鉄チル部材とし、また前記保持工程を、金型鋳造品を前
記第２昇温工程完了時の温度に維持する第１保持工程
と、この第１保持工程よりも低温に維持する第２保持工
程との２段階とした。
また、前記第１昇温工程で金型鋳造品の一部を300〜4
50℃まで昇温せしめ、第２昇温工程で当該一部を1050〜
1100℃まで昇温せしめるようにした。
50℃まで昇温せしめ、第２昇温工程で当該一部を1050〜
1100℃まで昇温せしめるようにした。
更にまた、前記第１保持工程で金型鋳造品の一部を10
50〜1100℃に維持し、第２保持工程で当該一部を600℃
に維持するようにした。
50〜1100℃に維持し、第２保持工程で当該一部を600℃
に維持するようにした。
（作用） 昇温工程の前半部の昇温速度を遅くすることでクラッ
クの発生が防止でき、後半部の昇温速度を速くすること
で不必要な部分まで熱が伝わることを抑制できる。
クの発生が防止でき、後半部の昇温速度を速くすること
で不必要な部分まで熱が伝わることを抑制できる。
（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基いて説明する。
第１図は本発明方法に係る局部軟化方法を実施する前
のカムシャフト断面図、第２図は局部軟化方法を実施し
た後のカムシャフトの断面図であり、カムシャフト１は
複数のカム部２…を対をなすように軸方向に離間して一
体的に形成し、これら対をなすカム2,2の間及びカムシ
ャフト１両端にジャーナル部３を設けている。
のカムシャフト断面図、第２図は局部軟化方法を実施し
た後のカムシャフトの断面図であり、カムシャフト１は
複数のカム部２…を対をなすように軸方向に離間して一
体的に形成し、これら対をなすカム2,2の間及びカムシ
ャフト１両端にジャーナル部３を設けている。
また、カムシャフト１は［表］に示すJISFC20〜FC30
相当の鋳鉄成分からなる。
相当の鋳鉄成分からなる。
そして上記の成分からなる溶湯を金型に注入してカム
シャフト１を鋳造する。ここで鋳造に用いる金型は例え
ば0.8〜4.0wt％のCrを含有するCu−Cr合金から構成され
る熱伝導率の高いものとし、好ましくはカムシャフト１
の表面部を急冷するための冷却路を内部に形成したもの
とする。
シャフト１を鋳造する。ここで鋳造に用いる金型は例え
ば0.8〜4.0wt％のCrを含有するCu−Cr合金から構成され
る熱伝導率の高いものとし、好ましくはカムシャフト１
の表面部を急冷するための冷却路を内部に形成したもの
とする。
而して斯る構造の金型のキャビティ内に溶湯を注入す
ることで、表層部1aがHRC40〜50（特にカム部はHRC45以
上）のチル組織となり、芯部1bがHRC40以下の組織とな
る。
ることで、表層部1aがHRC40〜50（特にカム部はHRC45以
上）のチル組織となり、芯部1bがHRC40以下の組織とな
る。
以上のカムシャフト１の一部、例えば両端のジャーナ
ル部３を軟化せしめるには、高周波加熱部材４によって
行う。この加熱部材４による加熱方法は第３図に示すよ
うに、昇温工程、保持工程及び放冷工程を連続的に実施
する。
ル部３を軟化せしめるには、高周波加熱部材４によって
行う。この加熱部材４による加熱方法は第３図に示すよ
うに、昇温工程、保持工程及び放冷工程を連続的に実施
する。
特に昇温工程については前半の第１昇温工程と後半の
第２工程に分け、第１昇温工程にあっては昇温速度を15
〜45℃/sec好ましくは20〜25℃/secと遅くし且つ第１昇
温工程によってジャーナル部を300〜450℃まで加熱し、
第２昇温工程にあっては昇温速度を46℃/sec以上と速く
し且つ第２昇温工程によってジャーナル部を1050〜1100
℃まで加熱する。このように第１昇温工程の昇温速度を
遅くすることでジャーナル部３の内部と表層との温度差
を小さくでき、クラックを防止でき、また第２昇温工程
の昇温速度を速くすることでジャーナル部以外の部分へ
の伝熱を抑制できる。
第２工程に分け、第１昇温工程にあっては昇温速度を15
〜45℃/sec好ましくは20〜25℃/secと遅くし且つ第１昇
温工程によってジャーナル部を300〜450℃まで加熱し、
第２昇温工程にあっては昇温速度を46℃/sec以上と速く
し且つ第２昇温工程によってジャーナル部を1050〜1100
℃まで加熱する。このように第１昇温工程の昇温速度を
遅くすることでジャーナル部３の内部と表層との温度差
を小さくでき、クラックを防止でき、また第２昇温工程
の昇温速度を速くすることでジャーナル部以外の部分へ
の伝熱を抑制できる。
また、第２昇温工程に引き続いて行う保持工程にあっ
ては、ジャーナル部３の温度を1050〜1100℃に60〜70秒
維持し、更に保持工程に引き続いて行う放冷は自然放冷
とする。このようにすることで第２図に示すように、両
端ジャーナル部３の表層チル組織が分解してHRC40以下
の組織となる。
ては、ジャーナル部３の温度を1050〜1100℃に60〜70秒
維持し、更に保持工程に引き続いて行う放冷は自然放冷
とする。このようにすることで第２図に示すように、両
端ジャーナル部３の表層チル組織が分解してHRC40以下
の組織となる。
一方、チル組織の形成及びマトリックスの強化を目的
として前記した［表］の成分に対しNiを0.4〜0.6wt％、
Crを0.5〜1.0wt％、Moを0.5〜1.0wt％添加してもよい。
しかしながらこの場合には第３図に示すような放冷工程
とすると空気焼入れが生じ、所望の硬度までジャーナル
部を軟化させることができない。そこで、この場合には
第４図に示す工程による。
として前記した［表］の成分に対しNiを0.4〜0.6wt％、
Crを0.5〜1.0wt％、Moを0.5〜1.0wt％添加してもよい。
しかしながらこの場合には第３図に示すような放冷工程
とすると空気焼入れが生じ、所望の硬度までジャーナル
部を軟化させることができない。そこで、この場合には
第４図に示す工程による。
即ち、二段階で昇温せしめた後に1050〜1100℃で60〜
70秒保持するまでは前記工程と同様であるが、これに引
き続いて常温まで放冷せず所定温度例えば600℃程度ま
でカムシャフトのジャーナル部が冷却したならば、この
温度で30分〜２時間維持する。このように1050〜1100℃
で60〜70秒維持する第１の保持工程の次にこれよりも低
い温度で維持する第２の保持工程を設けることで、空気
焼入れを防止できる。即ち第１保持工程により一旦、チ
ル組織を分解し第２保持工程により硬度低下を図る。こ
の結果HRC35以下の低硬度組織が得られこれについてはF
C20〜30の様な鋳鉄チル部材も同様である。
70秒保持するまでは前記工程と同様であるが、これに引
き続いて常温まで放冷せず所定温度例えば600℃程度ま
でカムシャフトのジャーナル部が冷却したならば、この
温度で30分〜２時間維持する。このように1050〜1100℃
で60〜70秒維持する第１の保持工程の次にこれよりも低
い温度で維持する第２の保持工程を設けることで、空気
焼入れを防止できる。即ち第１保持工程により一旦、チ
ル組織を分解し第２保持工程により硬度低下を図る。こ
の結果HRC35以下の低硬度組織が得られこれについてはF
C20〜30の様な鋳鉄チル部材も同様である。
尚、第４図の想像線で示すように第１の保持工程と第
２の保持工程を連続せず、一旦常温付近まで冷却せしめ
た後、再び600℃程度まで加熱してもよい。
２の保持工程を連続せず、一旦常温付近まで冷却せしめ
た後、再び600℃程度まで加熱してもよい。
（発明の効果） 以上に説明したように本発明によれば、金型鋳造によ
り表層がチル組織となった鋳物の一部を焼鈍によって軟
化せしめるにあたり、昇温工程を２段階とすることで、
クラックの発生を防止でき、また所望の部分のみ軟化せ
しめることができる。
り表層がチル組織となった鋳物の一部を焼鈍によって軟
化せしめるにあたり、昇温工程を２段階とすることで、
クラックの発生を防止でき、また所望の部分のみ軟化せ
しめることができる。
更にNi等を添加した鋳物であっても、保持工程を２段
階とすることで、空気焼鋳れを防止でき、加工容易な硬
度まで軟化し得る。
階とすることで、空気焼鋳れを防止でき、加工容易な硬
度まで軟化し得る。
第１図は本発明方法に係る局部軟化方法を実施する前の
カムシャフトの断面図、第２図は局部軟化方法を実施し
た後のカムシャフトの断面図、第３図及び第４図は本発
明方法の加熱パターンを示すグラフ、第５図は従来方法
を示すグラフである。 尚、図面中１はカムシャフト、1aは表層部、1bは芯部、
２はカム部、３はジャーナル部、４は加熱部材である。
カムシャフトの断面図、第２図は局部軟化方法を実施し
た後のカムシャフトの断面図、第３図及び第４図は本発
明方法の加熱パターンを示すグラフ、第５図は従来方法
を示すグラフである。 尚、図面中１はカムシャフト、1aは表層部、1bは芯部、
２はカム部、３はジャーナル部、４は加熱部材である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑中 節美 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホ ンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 渡辺 敬夫 埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ ホ ンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 永田 隆雄 三重県鈴鹿市算所４―８―14 (72)発明者 村田 光 三重県四日市市川島町6200―269 (72)発明者 大杉 利幸 三重県鈴鹿市岡田２―18―３ (72)発明者 大谷 久義 三重県鈴鹿市道伯４丁目２―29
Claims (4)
- 【請求項１】表面の高硬度チル組織とした鋳造品の一部
を焼鈍軟化せしめる方法において、 この方法は鋳造品の一部を加熱昇温せしめる昇温工程
と、この昇温工程に引き続いて加熱した部分を所定温度
に維持する保持工程と、この保持工程に引き続いて加熱
した部分を徐冷する放冷工程とからなり、 前記昇温工程の前半部を昇温速度が15〜14℃/secである
第１昇温工程とし、昇温工程の後半部を昇温速度が遅く
とも46℃/secである第２昇温工程としたことを特徴とす
る鋳造品の局部軟化方法。 - 【請求項２】前記鋳造品は鋳鉄チル部材又はNiを0.4〜
0.6wt％、Crを0.5〜1.0wt％、Moを0.5〜1.0wt％を含む
合金鋳鉄チル部材であって、また前記保持工程は金型鋳
造品を前記第２昇温工程完了時の温度に維持する第１保
持工程と、この第１保持工程よりも低温に維持する第２
保持工程からなることを特徴とする請求項１に記載の鋳
造品の局部軟化方法。 - 【請求項３】前記第１昇温工程は金型鋳造品の一部を30
0〜450℃まで昇温せしめ、第２昇温工程は当該一部を10
50〜1100℃まで昇温せしめることを特徴とする請求項１
に記載の鋳造品の局部軟化方法。 - 【請求項４】前記第１保持工程は金型鋳造品の一部を10
50〜1100℃に維持し、第２保持工程は当該一部を600℃
に維持することを特徴とする請求項２に記載の鋳造品の
局部軟化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30446288A JP2534337B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 鋳造品の局部軟化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30446288A JP2534337B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 鋳造品の局部軟化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02149639A JPH02149639A (ja) | 1990-06-08 |
| JP2534337B2 true JP2534337B2 (ja) | 1996-09-11 |
Family
ID=17933311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30446288A Expired - Fee Related JP2534337B2 (ja) | 1988-11-30 | 1988-11-30 | 鋳造品の局部軟化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2534337B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2764884B2 (ja) * | 1992-05-11 | 1998-06-11 | 本田技研工業株式会社 | カムシャフトの熱処理方法 |
| DE4304134C1 (de) * | 1993-02-11 | 1994-09-15 | Albert Handtmann Metallguswerk | Verfahren zur Herstellung von Gußteilen |
| CN111719109A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-29 | 东科克诺尔商用车制动技术有限公司 | 一种解决转向器摇臂轴光轴和螺纹断裂的方法 |
-
1988
- 1988-11-30 JP JP30446288A patent/JP2534337B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02149639A (ja) | 1990-06-08 |
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