JP2886268B2 - Camshaft of valve train for internal combustion engine and method of manufacturing the same - Google Patents

Camshaft of valve train for internal combustion engine and method of manufacturing the same

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JP2886268B2
JP2886268B2 JP2142980A JP14298090A JP2886268B2 JP 2886268 B2 JP2886268 B2 JP 2886268B2 JP 2142980 A JP2142980 A JP 2142980A JP 14298090 A JP14298090 A JP 14298090A JP 2886268 B2 JP2886268 B2 JP 2886268B2
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、内燃機関の動弁機構を構成するカムシャフ
ト、及びこれの製造方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a camshaft constituting a valve train of an internal combustion engine, and a method for manufacturing the same.

(従来の技術) 従来、車両用エンジンの動弁機構として用いられるカ
ムシャフトは、カム部がタペットとの間で滑り接触を行
うため、耐摩耗性、靭性等の特性を要求され、例えば金
型によって鋳造された鋳鉄製のカムシャフト表層部をチ
ル化した形成している。
(Prior Art) Conventionally, a camshaft used as a valve mechanism of a vehicle engine is required to have characteristics such as wear resistance and toughness because a cam portion makes sliding contact with a tappet. The surface layer of the cast iron camshaft cast by the method described above is chilled.

この際、第6図に示すように、金型のキャビテイ内に
充填した溶湯の表層を急冷して殻状の凝固層とし、次い
で離型して放冷することにより、急冷した表層部を高硬
度のチル組織とする方法が知られている。
At this time, as shown in FIG. 6, the surface layer of the molten metal filled in the cavity of the mold is rapidly cooled to a shell-like solidified layer, then released from the mold and allowed to cool, so that the rapidly cooled surface layer portion is raised. A method of forming a chill structure of hardness is known.

そして、このように形成されたチル層の鉄鋼組織は、
パーライト組織とレーデブライト組織の混合組織となっ
ている。
And the steel structure of the chill layer thus formed is:
It has a mixed structure of perlite structure and redebrite structure.

(発明が解決しようとする課題) しかしかかる金型を用いたチル層の形成によると、砂
型に冷し金をセットする場合と異なって、鋳造部材の表
層が全域に亘ってチル化し、鋳造後スプライン溝等の切
削加工等を施す際には、加工部の硬度が硬くなりすぎて
刃具の寿命を低下させることから、必要箇所を局部的に
軟化させて刃具寿命の向上を図る必要がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, according to the formation of the chill layer using such a mold, the surface layer of the cast member is chilled over the entire area, unlike the case where the cooling metal is set in the sand mold, and after the casting, When performing cutting or the like of a spline groove or the like, the hardness of the machined portion becomes too hard and shortens the life of the cutting tool. Therefore, it is necessary to locally soften necessary parts to improve the life of the cutting tool.

一方、カム部はエンジンの高速回転化、高出力という
動向に添うため、一層摺動特性を向上させる必要があ
る。即ち、カム部とタペットの接触においては、潤滑油
で潤滑されているにも拘らず、軸受けのような良好な流
体潤滑は期待することができないので、カム部自体の硬
さ、自己潤滑性、表面処理等の特性を適正にして、ピッ
チング(軸の小穴傷)、スカッフィング(かじりり
傷)、異常摩耗といった不具合を可能な限り抑制する必
要がある。
On the other hand, the cam portion is required to further improve the sliding characteristics in order to follow the trend of high-speed rotation and high output of the engine. That is, in the contact between the cam portion and the tappet, good fluid lubrication such as a bearing cannot be expected in spite of lubrication with lubricating oil, so the hardness of the cam portion itself, self-lubricating property, It is necessary to optimize characteristics such as surface treatment and to suppress as much as possible defects such as pitting (small hole damage in the shaft), scuffing (scorching), and abnormal wear.

このためカム部にあっては、従来の金属鋳造で得られ
るチル層のパーライトとレーデブライトの混合組織を、
靭性と耐摩耗性に優れたレーデブライト組織と、焼戻し
ソルバイト組織の混合組織、或いはレーデブライト組織
と焼戻しマルテンサイト組織の混合組織にし、しかも、
方面硬さを硬くして耐ピッチング性、耐スカッフィング
性を向上させるとともに、軟化すべき部分はチル化され
ていない芯部の組織と同様の組織として表面硬さを低下
させることが望ましい。
For this reason, in the cam part, the mixed structure of perlite and redebrite of the chill layer obtained by the conventional metal casting,
A reedbrite structure with excellent toughness and abrasion resistance and a mixed structure of a tempered sorbite structure, or a mixed structure of a reedbrite structure and a tempered martensite structure, and
It is desirable to improve the pitting resistance and the scuffing resistance by increasing the direction hardness, and to reduce the surface hardness of the portion to be softened as a structure similar to the structure of the core that is not chilled.

(課題を解決するための手段) かかる課題を解決ため本発明は、請求項1では、内燃
機関用動弁機構のカムシャフトであって、JIS FC20〜F
C30相当の鋳鉄成分又はNi 0.4〜0.6wt%、Cr 0.5〜1.
0wt%、Mo 0.5〜1.0wt%の組成分を含む合金鋳鉄を構
成材料とし溶解したものを金型内に注湯し急冷凝固によ
り得られた摺動部の表層部分がレーデブライト組織と、
焼入れ、焼戻しにより得られた焼戻しマルテンサイト組
織もしくは焼戻しソルバイト組織との混合組織を有し、
且つ表面硬さがHRC55以上となるカム部と、その他の表
層部分の所定部が局部軟化処理により黒鉛、レーデブラ
イト及び焼戻しソルバイト組織を有し且つ表面硬さがHR
C35以下となるジャーナル部と、を備えることを特徴と
する。
(Means for Solving the Problems) In order to solve such problems, the present invention relates to a camshaft of a valve train for an internal combustion engine, which is defined by JIS FC20-F.
Cast iron component equivalent to C30 or Ni 0.4-0.6wt%, Cr 0.5-1.
A molten alloy cast iron containing 0 wt% and 0.5-1.0 wt% Mo was poured into a mold and melted.
Quenching, having a mixed structure with a tempered martensite structure or a tempered sorbite structure obtained by tempering,
The cam portion having a surface hardness of HRC55 or more, and other predetermined portions of the surface layer portion have graphite, redebrite and tempered sorbite structures by local softening treatment, and have a surface hardness of HR.
And a journal section that is C35 or less.

請求項2では、内燃機関用動弁機構のカムシャフトの
製造方法であって、JIS FC20〜FC30相当の鋳鉄成分又
はNi 0.4〜0.6wt%、Cr 0.5〜1.0wt%、Mo 0.5〜1.0
wt%の組成分を含む合金鋳鉄を構成材料とし溶解したも
のを金型内に注湯した後急冷凝固により、カム部の表層
部分がレーデブライト組成を得る鋳造工程と、連続して
金型鋳造の離型直後の赤熱状態にある、A1変態点以上95
0℃以下のカム部を強制空冷によって冷却する焼入れ処
理及びジャーナル部を含むその他の表層部分の軟化すべ
き部分の局部軟化処理を行う中間工程と、カムシャフト
を所定の温度で焼戻し処理する焼戻し工程を順次行い、
カム部の表層部分を金型鋳造により得られたレーデブラ
イト組織と、焼入れ焼戻しにより得られた焼戻しマルテ
ンサイト組織もしくは焼戻しソルバイト組織とし、しか
も表面硬さをHRC55以上とするとともに、軟化すべきジ
ャーナル部分を含む部分の表層を黒鉛、レーデブライト
及び焼戻しソルバイト組織として表面硬さがHRC35以下
となるようにしたことを特徴とする。
Claim 2 is a method for manufacturing a camshaft of a valve train for an internal combustion engine, comprising: a cast iron component corresponding to JIS FC20 to FC30 or Ni 0.4 to 0.6 wt%, Cr 0.5 to 1.0 wt%, Mo 0.5 to 1.0 wt%.
A casting process in which an alloy cast iron containing a wt% composition is melted as a constituent material and poured into a mold and then rapidly solidified to obtain a reed-bright composition on the surface of the cam portion. 95% A1 transformation point or more in red heat immediately after release
An intermediate step of performing a quenching process of cooling the cam portion of 0 ° C. or lower by forced air cooling and a local softening process of other portions of the surface layer portion to be softened including the journal portion, and a tempering process of tempering the cam shaft at a predetermined temperature. Sequentially,
The surface layer part of the cam part has a reed brite structure obtained by die casting, a tempered martensite structure or a tempered sorbite structure obtained by quenching and tempering, and the surface hardness is HRC 55 or more, and the journal part to be softened is The surface layer of the portion including the graphite, the reed brite and the tempered sorbite structure has a surface hardness of HRC 35 or less.

請求項3では、請求項2の内燃機関用動弁機構のカム
シャフトの製造方法において、ジャーナル部を含む部分
の中間工程の局部軟化処理は、前記焼入れ処理と併行し
て行い、軟化すべき部分の温度が600℃以上A1変態点以
下の温度範囲の赤熱状態にあるうちに、同部を1000℃〜
1100℃に加熱保持してチル層のレーデブライト共晶を構
成するセメンタイトの一部を黒鉛化し且つチル層のパー
ライト部分をオーステナイト化し、或いは軟化すべき部
分の温度がA1変態点以上950℃以下の温度範囲にあるう
ちに、同部1000℃〜1100℃に加熱保持してレーデブライ
ト共晶を構成するセメンタイトの一部を黒鉛化し且つ残
留オーステナイトをオーステナイト状態に保ち、引き続
いて放冷又は強制空冷して前記オーステナイトをマルテ
ンサイト化することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a camshaft of the valve train for an internal combustion engine according to the second aspect, the local softening process in the intermediate step of the portion including the journal portion is performed in parallel with the quenching process, and the portion to be softened is formed. While the temperature is in the glowing state in the temperature range between 600 ° C and the A1 transformation point, the part
The temperature of the part to be graphitized and austenite in the pearlite part of the chill layer, or the temperature of the part to be softened, is a temperature not lower than the A1 transformation point and not higher than 950 ° C. While it is in the range, the same part is heated and held at 1000 ° C. to 1100 ° C. to graphitize a part of cementite constituting the redebrite eutectic and to keep the retained austenite in an austenite state, and subsequently allowed to cool or forcibly air-cool. It is characterized by turning austenite into martensite.

請求項4では、請求項2の内燃機関用動弁機構のカム
シャフトの製造方法において、焼戻し工程では、焼入れ
した摺動部の焼戻し処理と同時に、軟化処理部のマルテ
ンサイト化部分の焼戻し処理を行うことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a camshaft of the valve train for an internal combustion engine according to the second aspect, in the tempering step, simultaneously with the tempering process of the quenched sliding portion, the tempering process of the martensitized portion of the softening portion is performed. It is characterized by performing.

(作用) カムシャフトのカム部を、チル化によるレーデブライ
ト組織と、焼入れ焼戻しによる焼戻しマルテンサイト或
いは焼戻しソルバイト組織との混合組織にし、特定の表
面硬さとすることによって靭性、疲労強度を向上させる
ことが出来る。又カムシャフトのカム部の耐スカッフイ
ング性、耐ピッチング性、耐摩耗性も向上して耐久性が
増す。
(Action) The cam portion of the camshaft has a mixed structure of a reed brite structure by chilling and a tempered martensite or a tempered sorbite structure by quenching and tempering to improve toughness and fatigue strength by having a specific surface hardness. I can do it. In addition, the scuffing resistance, pitching resistance, and wear resistance of the cam portion of the camshaft are also improved, and the durability is increased.

一方、軟化すべき部分のレーデブライト組織の一部を
分解して黒鉛化することによって、表層の硬度が低下し
切削加工が容易となる。又これらの処理をほぼ同時に併
行して行なうことによって作業の効率化が図れる。
On the other hand, by decomposing a part of the redebrite structure of the portion to be softened and graphitizing, the hardness of the surface layer is reduced and the cutting process is facilitated. Further, by performing these processes almost simultaneously in parallel, the work efficiency can be improved.

(実施例) 本発明の内燃機関用動弁機構のカムシャフト、及びそ
の製造方法の実施例について添付した図面に基づき説明
する。
(Embodiment) An embodiment of a camshaft of a valve train for an internal combustion engine and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

第1図、第2図はカムシャフトの1例の一部断面図で
あり、第1図は鋳造後ののチル層組織、第2図は焼入れ
及び軟化処理後の表層組織、第3図から第5図は製造方
法を示す工程図である。
1 and 2 are partial cross-sectional views of an example of a camshaft. FIG. 1 is a chill layer structure after casting, FIG. 2 is a surface layer structure after quenching and softening, and FIG. FIG. 5 is a process chart showing a manufacturing method.

周知のように、第1図に示すカムシャフト1には、シ
ヤフト軸方向に複数のカム部2…が形成され、各カム部
2,2の間、及びシャフト端部には、ジャーナル部3…が
一体的に設けられている。そしてカム部2には、エンジ
ンの吸気バルブの弁揚程を行なわしめるためのカムリフ
タ部が設けられており、カム部にすべり接触するタペッ
トから加わる接触圧は、特にこのカムリフタ部が高くな
る。
As is well known, the camshaft 1 shown in FIG. 1 is formed with a plurality of cam portions 2.
Journal portions 3 are provided integrally between the shafts 2 and 2 and at the end of the shaft. The cam portion 2 is provided with a cam lifter portion for performing a valve lift of an intake valve of the engine, and a contact pressure applied from a tappet that comes into sliding contact with the cam portion is particularly high in the cam lifter portion.

かかるカムシャフト1は、金型鋳造によって得られ、
JIS FC20〜FC30相当の鋳鉄成分、又はNi 0.4〜0.6wt
%、Cr 0.5〜1.0wtt%、Mo 0.5〜1.0wt%の成分を含
む合金鋳鉄の溶渇を金型に注入して、表面を急冷させる
ことによって、表層部1aにチル層を形成する。
Such a camshaft 1 is obtained by die casting,
Cast iron component equivalent to JIS FC20-FC30, or Ni 0.4-0.6wt
%, Cr 0.5-1.0 wtt%, and Mo 0.5-1.0 wt%, a chill layer is formed on the surface layer 1a by injecting a melted alloy cast iron into a mold and rapidly cooling the surface.

このため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合金のように熱伝導率の高いものに
よって構成し、表面部を急冷させるため、金型内部の所
定部に冷却路を形成する。そしてかかる金型の鋳造工程
で処理された鋳造部材は、離型後、カム部2が第3図に
示す中間工程で、又シャフト両端部のジャーナル部3が
第4図に示す中間工程で、夫々同時併行して処理され
る。
For this reason, the mold used for casting is, for example, 0.8 to 4.0 wt%
It is made of a material having high thermal conductivity such as a Cu-Cr alloy containing Cr, and a cooling passage is formed in a predetermined portion inside the mold in order to rapidly cool the surface portion. After the mold member is released from the casting, the cam 2 is subjected to the intermediate step shown in FIG. 3 and the journals 3 at both ends of the shaft are subjected to the intermediate step shown in FIG. Each is processed concurrently.

すなわちカム部2は、第3図に示すように金型から離
型後後、930℃〜980℃の温度範囲の赤熱状態から、その
まま強制空冷されて焼入れ処理が行なわれ、カム部2の
チル層にレーデブライト組織とマルテンサイト組織の混
合組織が形成される。
That is, as shown in FIG. 3, after the cam portion 2 is released from the mold, it is forcibly air-cooled from the red heat state in the temperature range of 930 ° C. to 980 ° C. and quenching is performed. A mixed structure of a reed brite structure and a martensite structure is formed in the layer.

一方、このカム部間のジャーナル部3は、第4図に示
すように同部の温度範囲がA1変態点以上950℃以下の範
囲にあるうちに、高周波誘導加熱コイル4によって1000
℃〜1100℃に局部的に加熱し、20秒から30秒間保持した
後、放冷又は強制空冷して軟化処理する。このため加熱
保持中、同部のチル層のレーデブライト共晶を構成する
セメントタイトの一部がFe3C−3Fe+Cの変化を起し
て、黒鉛(炭素C)化し、又チル層の残留オーステナイ
トは、そのままオーステナイトの状態を保つ。
On the other hand, while the temperature range of the journal portion 3 between the cam portions is within the range from the A1 transformation point to 950 ° C. as shown in FIG.
After heating locally to 1100 ° C and holding for 20 to 30 seconds, it is left to cool or forced air cooled to soften. For this reason, during the heating and holding, a part of cementite constituting the redebrite eutectic of the chill layer in the same part undergoes a change of Fe 3 C-3Fe + C to become graphite (carbon C), and the residual austenite of the chill layer becomes , Keep the state of austenite as it is.

次いで放冷又は強制空冷することによって、前記オー
ステナイトはマルテンサイト化し、同部のチル層には、
黒鉛、レーデブライト、マルテンサイトの組織が形成さ
れる。
Then, by allowing to cool or forced air cooling, the austenite turns into martensite, and the chill layer in the same part,
A structure of graphite, redebrite and martensite is formed.

以上のようにカム部2には焼入れ処理を、ジャーナル
部3には軟化処理を夫々施した中間工程が終えると、カ
ムシャフト1全体の焼戻し工程が行なわれる。
As described above, when the intermediate process of quenching the cam portion 2 and the softening process of the journal portion 3 is completed, a tempering process of the entire camshaft 1 is performed.

即ち、この焼戻し工程は、第3図、第4図に示すよう
に電気炉加熱によって行なわれ、本実施例では、600℃.
2Hの加熱保持によって処理される。このため、カム部2
のマルテンサイト組織は、焼戻しソルバイト組織に変化
し、処理後の表層組織は、レーデブライト組織と焼戻し
ソルバイト組織の混合組織となる。
That is, this tempering step is performed by electric furnace heating as shown in FIGS. 3 and 4, and in this embodiment, at 600 ° C.
Treated by heating and holding for 2H. For this reason, the cam portion 2
Changes to a tempered sorbite structure, and the surface layer structure after the treatment becomes a mixed structure of a redebrite structure and a tempered sorbite structure.

尚、例えば、焼戻し温度を、180℃程度の砥い温度で
焼戻し処理すると、マルテンサイト組織は、焼戻しマル
テンサイト(βマルテンサイト)に変化し、同部の表層
はレーデブライト組織と焼戻しマルテンサイト組織とな
り、いずれの場合も、表面硬さをHRC55以上とすること
ができる。
Incidentally, for example, when the tempering temperature is tempered at a grinding temperature of about 180 ° C., the martensite structure changes to tempered martensite (β martensite), and the surface layer of the same portion becomes a redebrite structure and a tempered martensite structure. In any case, the surface hardness can be HRC 55 or more.

一方、ジャーナル部3は、600℃.2Hの焼戻しによっ
て、マルチンサイトが同様に焼戻しソルバイト組織に変
化し、表層組織が第2図に示すように、芯部1bの組織と
同様黒鉛、レーデブライト、焼戻しソルバイト組織とな
って表面硬さがHRC35以下となる。
On the other hand, in the journal part 3, the marcinite is similarly changed to a tempered sorbite structure by tempering at 600 ° C. and 2H, and as shown in FIG. 2, the surface layer structure is similar to the structure of the core part 1b, such as graphite, redebrite, and tempered. It becomes sorbite structure and surface hardness becomes HRC35 or less.

次に第5図は、ジャーナル部3の中間工程の軟化処理
の第2の方法を示す工程図であり、この場合は、鋳造工
程を終えた鋳造部材の離型放冷後、温度範囲が600℃以
上A1変態点以下の温度から高周波誘導加熱するようにし
たものである。
Next, FIG. 5 is a process chart showing a second method of the softening treatment in the intermediate step of the journal portion 3. In this case, the temperature range of the cast member after the casting step is 600 High-frequency induction heating is performed from a temperature of not less than ° C and not more than the A1 transformation point.

この場合、A1変態点以下となることで、表層に形成さ
れたパーライト成分は高周波誘導加熱によってオーステ
ナイト化し、又、レーデブライト共晶を構成するセメン
タイトの一部が黒鉛化して前例の場合と同様の組織を待
ることが出来る。
In this case, by being below the A1 transformation point, the pearlite component formed on the surface layer is austenitized by high-frequency induction heating, and a part of cementite constituting the redebrite eutectic is graphitized, and the same structure as in the previous example. You can wait.

従って以下の焼戻し工程によって得られる最終的な表
層組織と表面硬さは、前例と同じく芯部1bの組織、硬さ
と略一致する。
Therefore, the final surface layer structure and surface hardness obtained by the following tempering process substantially match the structure and hardness of the core 1b as in the previous example.

そしてこのように焼入れ、焼戻し処理後のカム部2の
組織は、衝撃値等の粘り強さ、耐摩耗性に優れ、疲れ破
壊を起しにくく強靭となり、一方軟化処理されたジャー
ナル部3の加工性は向上する。
The structure of the cam portion 2 after the quenching and tempering treatment is excellent in tenacity such as impact value, abrasion resistance, hard to cause fatigue fracture, and tough, while the workability of the softened journal portion 3 is improved. Improves.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、 請求項1では、内燃機関用動弁機構のカムシャフトに
おいて、JIS FC20〜FC30相当の鋳鉄成分又はNi 0.4〜
0.6wt%、Cr 0.5〜1.0wt%、Mo 0.5〜1.0wt%の組成
分を含む合金鋳鉄を構成材料とし溶解したものを金型内
に注湯し急冷凝固により得られた摺動部の表層部分がレ
ーデブライト組織と、焼入れ、焼戻しにより得られた焼
戻しマルテンサイト組織もしくは焼戻しソルバイト組織
との混合組織を有し、且つ表面硬さがHRC55以上となる
カム部と、その他の表層部分の所定部が局部軟化処理に
より黒鉛、レーデブライト及び焼戻しソルバイト組織を
有し且つ表面硬さがHRC35以下となるジャーナル部とを
備えるようにしたので、カム部の表層組織を耐摩耗性、
靭性等に優れた組織とすることが出来るとともに、軟化
すべきジャーナル部の組織を芯部と同様の組織にするこ
とによって加工性にも優れたカムシャフトとすることが
できる。従って、内燃機関用動弁機構のカムシャフトと
してエンジンの高性能化の要請に添うことが出来る。
(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, in claim 1, the camshaft of the valve train for an internal combustion engine has a cast iron component equivalent to JIS FC20 to FC30 or Ni 0.4 to
The surface layer of the sliding part obtained by pouring into a mold a molten alloy cast iron containing 0.6wt%, 0.5-1.0wt% of Cr and 0.5-1.0wt% of Mo The portion has a mixed structure of a rendezvous structure, a tempered martensite structure or a tempered sorbite structure obtained by quenching and tempering, and a cam portion having a surface hardness of HRC 55 or more, and other predetermined portions of a surface layer portion. By having a journal part having graphite, redebrite and tempered sorbite structure by a local softening treatment and having a surface hardness of HRC 35 or less, the surface layer structure of the cam part has abrasion resistance,
A camshaft excellent in workability can be obtained by making the structure of the journal part to be softened the same as the structure of the core part, as well as the structure having excellent toughness and the like. Therefore, it is possible to meet the demand for higher performance of the engine as a camshaft of the valve train for an internal combustion engine.

請求項2では、内燃機関用動弁機構のカムシャフトの
製造方法において、JIS FC20〜FC30相当の鋳鉄成分又
はNi 0.4〜0.6wt%、Cr 0.5〜1.0wt%、Mo 0.5〜1.0
wt%の組成分を含む合金鋳鉄を構成材料とし溶解したも
のを金型内に注湯した後冷凝固により、カム部の表層部
分がレーデブライト組成を得る鋳造工程と、連続して金
型鋳造の離型直後の赤熱状態にある、A1変態点以上950
℃以下のカム部を強制空冷によって冷却する焼入れ処理
及びジャーナル部を含むその他の表層部分の軟化すべき
部分の局部軟化処理を行う中間工程と、カムシャフトを
所定の温度で焼戻し処理する焼戻し工程を順次行い、カ
ム部の表層部分を金型鋳造により得られたレーデブライ
ト組織と、焼入れ焼戻しにより得られた焼戻しマルテン
サイト組織もしくは焼戻しソルバイト組織とし、しかも
表面硬さをHRC55以上とするとともに、軟化すべきジャ
ーナル部分を含む部分の表層を黒鉛、レーデブライト及
び焼戻しソルバイト組織として表面硬さがHRC35以下と
なるようにしたので、カム部の焼入れ処理と軟化すべき
ジャーナル部分の局部軟化処理を同時に行ない、しかも
同時に焼戻し処理を行なうことで、処理作業が円滑であ
り、生産性も良い。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a camshaft of a valve train for an internal combustion engine, comprising: a cast iron component equivalent to JIS FC20 to FC30, Ni 0.4 to 0.6 wt%, Cr 0.5 to 1.0 wt%, Mo 0.5 to 1.0
A casting process in which an alloy cast iron containing a wt% composition is melted as a constituent material and poured into a mold and then cooled and solidified to obtain a reed-bright composition on the surface layer of the cam portion. In red heat immediately after mold release, above the A1 transformation point 950
An intermediate step of performing a quenching process of cooling a cam portion having a temperature of not more than 0 ° C. by forced air cooling and a local softening process of a portion to be softened of other surface layer portions including a journal portion, and a tempering process of tempering a cam shaft at a predetermined temperature. Sequentially, the surface layer portion of the cam portion should be softened while the surface hardness is HRC 55 or more, with the reed brite structure obtained by die casting and the tempered martensite structure or tempered sorbite structure obtained by quenching and tempering. The surface layer of the part including the journal part is made of graphite, leedrite, and tempered sorbite so that the surface hardness is HRC 35 or less, so the quenching treatment of the cam part and the local softening treatment of the journal part to be softened are performed simultaneously, and By performing the tempering process, the processing operation is smooth and the productivity is good.

特に焼入れ処理として、離型直後、A1変態点以下950
℃以下の温度範囲にあるカム部をそのまま急冷して焼き
入れる方法、及び局部軟化処理において一旦常温まで冷
却することなく、赤熱状態から加熱する方法は、効率的
な処理を可能にするものである。
Especially as a quenching treatment, immediately after demolding, 950 below the A1 transformation point
The method of quenching and quenching the cam portion in a temperature range of not more than ℃ or less, and the method of heating from a red-hot state without cooling to a normal temperature once in the local softening treatment enables efficient processing. .

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

第1図、第2図は本発明のカムシャフトの1例の一部断
面図であり、第1図は金型鋳造後のチル層組織、第2図
は焼入れ、及び軟化処理後の表層組織、第3図から第5
図は、本発明の製造方法を示す工程図、第6図は従来の
製造方法を示す工程図である。 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は高周波誘導加
熱コイルを示す。
1 and 2 are partial cross-sectional views of one example of the camshaft of the present invention. FIG. 1 is a chill layer structure after die casting, and FIG. 2 is a surface layer structure after quenching and softening. 3 to 5
FIG. 1 is a process chart showing a manufacturing method of the present invention, and FIG. 6 is a process chart showing a conventional manufacturing method. In the drawings, 1 is a cam shaft, 1a is a surface layer, 1b is a core, 2 is a cam, 3 is a journal, and 4 is a high frequency induction heating coil.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F01L 1/04 F01L 1/04 B J (72)発明者 松本 勲 神奈川県秦野市南矢名小南前2044 秦野 マンシションA312 (72)発明者 江原 誠二 三重県鈴鹿市南玉垣町玉垣5532 サテラ イト玉垣201 (56)参考文献 特開 昭62−256914(JP,A) 特公 昭64−5087(JP,B2) 特公 昭57−38651(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 1/00 - 5/00 C22C 37/00 F01L 1/04 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI F01L 1/04 F01L 1/04 B J (72) Inventor Isao Matsumoto 2044 Minami Yana Konanmae, Hadano City, Kanagawa Prefecture Hadano Mansion A312 (72) Invention Person Seiji Ehara 5532 Tamagaki, Minamitamagaki-cho, Suzuka-shi, Mie 201 (56) References JP-A-62-256914 (JP, A) JP-A 64-5087 (JP, B2) JP-B-57-38651 ( JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C21D 1/00-5/00 C22C 37/00 F01L 1/04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】JIS FC20〜FC30相当の鋳鉄成分又はNi
0.4〜0.6wt%、Cr 0.5〜1.0wt%、Mo 0.5〜1.0wt%の
組成分を含む合金鋳鉄を構成材料とし溶解したものを金
型内に注湯し急冷凝固により得られた摺動部の表層部分
がレーデブライト組織と、焼入れ、焼戻しにより得られ
た焼戻しマルテンサイト組織もしくは焼戻しソルバイト
組織との混合組織を有し、且つ表面硬さがHRC55以上と
なるカム部と、 その他の表層部分の所定部が局部軟化処理により黒鉛、
レーデブライト及び焼戻しソルバイト組織を有し且つ表
面硬さがHRC35以下となるジャーナル部と、 を備えることを特徴とする内燃機関用動弁機構のカムシ
ャフト。
[1] A cast iron component or Ni equivalent to JIS FC20 to FC30.
A sliding part obtained by casting a molten alloy cast iron containing a composition of 0.4 to 0.6 wt%, Cr 0.5 to 1.0 wt%, and Mo 0.5 to 1.0 wt% into a mold and rapidly solidifying it. Has a mixed structure of a redebrite structure, a tempered martensite structure or a tempered sorbite structure obtained by quenching and tempering, and a cam portion having a surface hardness of HRC 55 or more, and a predetermined other surface layer portion. Part is graphite by local softening treatment,
A camshaft for a valve train for an internal combustion engine, comprising: a journal portion having a redebrite and a tempered sorbite structure and having a surface hardness of HRC35 or less.
【請求項2】JIS FC20〜FC30の相当の鋳鉄成分又はNi
0.4〜0.6wt%、Cr 0.5〜1.0wt%、Mo 0.5〜1.0wt%
の組成分を含む合金鋳鉄を構成材料とし溶解したものを
金型内に注湯した後急冷凝固により、カム部の表層部分
がレーデブライト組成を得る鋳造工程と、 連続して金型鋳造の離型直後の赤熱状態にある、A1変態
点以上950℃以下のカム部を強制空冷によって冷却する
焼入れ処理及びジャーナル部を含むその他の表層部分の
軟化すべき部分の局部軟化処理を行う中間工程と、 カムシャフトを所定の温度で焼戻し処理する焼戻し工程
を順次行い、 カム部の表層部分を金型鋳造により得られたレーデブラ
イト組織と、焼入れ焼戻しにより得られた焼戻しマルテ
ンサイト組織もしくは焼戻しソルバイト組織とし、しか
も表面硬さをHRC55以上とするとともに、軟化すべきジ
ャーナル部分を含む部分の表層を黒鉛、レーデブライト
及び焼戻しソルバイト組織として表面硬さがHRC35以下
となったことを特徴とする内燃機関用動弁機構のカムシ
ャフトの製造方法。
2. A cast iron component corresponding to JIS FC20 to FC30 or Ni.
0.4-0.6wt%, Cr 0.5-1.0wt%, Mo 0.5-1.0wt%
A casting process in which a molten alloy cast iron containing the following components is poured into a mold and then rapidly solidified to obtain a reed-bright composition at the surface of the cam portion. An intermediate step of performing a quenching process of cooling the cam portion having a temperature of not less than the A1 transformation point and not more than 950 ° C. in a red hot state by forced air cooling and a local softening process of other portions of the surface layer including the journal portion to be softened, A tempering process of sequentially tempering the shaft at a predetermined temperature is sequentially performed, and a surface layer portion of the cam portion is made to have a redebrite structure obtained by die casting and a tempered martensite structure or a tempered sorbite structure obtained by quenching and tempering. Hardness is HRC55 or more, and the surface layer of the part including the journal part to be softened is made of graphite, redebrite and tempered sorbite. A method for producing a camshaft of a valve train for an internal combustion engine, characterized in that the surface hardness is HRC 35 or less.
【請求項3】前記ジャーナル部を含む部分の中間工程の
局部軟化処理は、前記焼入れ処理と併行して行い、軟化
すべき部分の温度が600℃以上A1変態点以下の温度範囲
の赤熱状態にあるうちに、同部1000℃〜1100℃に加熱保
持してチル層のレーデブライト共晶を構成するセメンタ
イトの一部を黒鉛化し且つチル層のパーライト部分をオ
ーステナイト化し、或いは軟化すべき部分の温度がA1変
態点以上950℃以下の温度範囲にあるうちに、同部1000
℃〜1100℃に加熱保持してレーデブライト共晶を構成す
るセメンタイトの一部を黒鉛化し且つ残留オーステナイ
トをオーステナイト状態に保ち、引き続いて放冷又は強
制空冷して前記オーステナイトをマルテンサイト化する
ことを特徴とする請求項2記載の内燃機関用動弁機構の
カムシャフトの製造方法。
3. The local softening process in the intermediate step of the portion including the journal portion is performed in parallel with the quenching process, and the temperature of the portion to be softened is set to a red heat state in a temperature range of 600 ° C. or more and A1 transformation point or less. Meanwhile, the temperature of the portion to be softened by heating and maintaining the same portion at 1000 ° C. to 1100 ° C. to graphitize a part of cementite constituting the redebrite eutectic of the chill layer and austenite the pearlite portion of the chill layer, or While the temperature is within the temperature range from the A1 transformation point to 950 ° C, 1000 parts
C. to 1100.degree. C. to graphitize a part of the cementite constituting the redebrite eutectic and to keep the retained austenite in the austenitic state, followed by cooling or forced air cooling to transform the austenite into martensite. 3. A method for manufacturing a camshaft for a valve train for an internal combustion engine according to claim 2.
【請求項4】前記焼戻し工程では、焼入れした摺動部の
焼戻し処理と同時に、軟化処理部のマルテンサイト化部
分の焼戻し処理を行うことを特徴とする請求項2記載の
内燃機関用動弁機構のカムシャフトの製造方法。
4. The valve train for an internal combustion engine according to claim 2, wherein in the tempering step, tempering processing is performed on the martensitized portion of the softening processing part simultaneously with tempering processing on the quenched sliding part. Method of manufacturing a camshaft.
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