JP3083501B2 - 硬質細粒かしめシャフトの加工方法 - Google Patents
硬質細粒かしめシャフトの加工方法Info
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- JP3083501B2 JP3083501B2 JP09242620A JP24262097A JP3083501B2 JP 3083501 B2 JP3083501 B2 JP 3083501B2 JP 09242620 A JP09242620 A JP 09242620A JP 24262097 A JP24262097 A JP 24262097A JP 3083501 B2 JP3083501 B2 JP 3083501B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属シャフトの表
面の硬度を改善するための加工方法に関するものであっ
て、特に、アルミニウムなどの比較的軟質な金属シャフ
トの加工方法に関する。
面の硬度を改善するための加工方法に関するものであっ
て、特に、アルミニウムなどの比較的軟質な金属シャフ
トの加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、金属材料の表面の損傷または
摩耗を防止するための技術として、表面層変成法および
表面被覆法に大別される手法が研究され、実用化されて
いる。そのうち表面層変成法としては、浸炭法，窒化
法、金属浸透法など表面合金層を形成する方法、または
残留応力を利用する加熱焼入れ法あるいはショットピー
ニング法があるが、比較的装置が複雑、大型であるう
え、アルミニウムなど軟質金属には適用できない、また
は適用しにくい方法であった。
摩耗を防止するための技術として、表面層変成法および
表面被覆法に大別される手法が研究され、実用化されて
いる。そのうち表面層変成法としては、浸炭法，窒化
法、金属浸透法など表面合金層を形成する方法、または
残留応力を利用する加熱焼入れ法あるいはショットピー
ニング法があるが、比較的装置が複雑、大型であるう
え、アルミニウムなど軟質金属には適用できない、また
は適用しにくい方法であった。
【０００３】また、表面被覆法としては、硬質クロムめ
っきで代表される金属めっき法、金属溶射法、サーメッ
トなどのセラミック被覆法がある。これらの対象物の表
面に高硬度層を形成する方法では、比較的生産性が高く
ないという問題の他、アルミニウムなど軟質金属の場合
には結合強度に難点があって耐久性に劣るなどの不都合
があった。
っきで代表される金属めっき法、金属溶射法、サーメッ
トなどのセラミック被覆法がある。これらの対象物の表
面に高硬度層を形成する方法では、比較的生産性が高く
ないという問題の他、アルミニウムなど軟質金属の場合
には結合強度に難点があって耐久性に劣るなどの不都合
があった。
【０００４】また、アルミニウム合金の表面加工法とし
て、その表面に陽極酸化法により電気化学的処理を施
し、アルミニウムの酸化物からなる厚さ数μｍ〜数１０
μｍの保護被膜を形成させて、表面の硬度を向上させる
方法が知られている。しかしながらこの表面層は、厚さ
が薄いので損耗し易い、また耐薬品性、特にアルカリ性
に浸食されやすいなどという問題があった。
て、その表面に陽極酸化法により電気化学的処理を施
し、アルミニウムの酸化物からなる厚さ数μｍ〜数１０
μｍの保護被膜を形成させて、表面の硬度を向上させる
方法が知られている。しかしながらこの表面層は、厚さ
が薄いので損耗し易い、また耐薬品性、特にアルカリ性
に浸食されやすいなどという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたものであり、比較的簡単な
方法で金属シャフト表面の硬度を改善することが可能と
なる硬質細粒かしめシャフトの加工方法を提供する。
点を解決するためになされたものであり、比較的簡単な
方法で金属シャフト表面の硬度を改善することが可能と
なる硬質細粒かしめシャフトの加工方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めになされた本発明の硬質細粒かしめシャフトの加工方
法は、金属シャフトの表面に無数の微細な凹部を付与す
る予備加工ステップ、および硬質細粒を前記金属シャフ
トの表面の前記凹部に圧入するステップ、およ びこの硬
質細粒を圧入した金属シャフトを転造加工して、金属部
分を塑性変形させて硬質細粒をかしめた状態に固定し、
かつ表面を平滑面に形成する仕上げステップとを少なく
とも含むことを特徴とするものである。
めになされた本発明の硬質細粒かしめシャフトの加工方
法は、金属シャフトの表面に無数の微細な凹部を付与す
る予備加工ステップ、および硬質細粒を前記金属シャフ
トの表面の前記凹部に圧入するステップ、およ びこの硬
質細粒を圧入した金属シャフトを転造加工して、金属部
分を塑性変形させて硬質細粒をかしめた状態に固定し、
かつ表面を平滑面に形成する仕上げステップとを少なく
とも含むことを特徴とするものである。
【０００７】さらに、本発明は次の各形態に好ましく具
体化することができる。 （１）前記硬質細粒が平均粒径０．２ｍｍ以下の粒度の
ものである形態。（２） 前記硬質細粒の圧入ステップが、上面に硬質細粒
を散布した移動平面型の上面側と、固定平面型の下面側
との間に前記金属シャフトを挟持し、移動平面型を移動
させて金属シャフトを押し圧状態のまま転動させるステ
ップである形態。
体化することができる。 （１）前記硬質細粒が平均粒径０．２ｍｍ以下の粒度の
ものである形態。（２） 前記硬質細粒の圧入ステップが、上面に硬質細粒
を散布した移動平面型の上面側と、固定平面型の下面側
との間に前記金属シャフトを挟持し、移動平面型を移動
させて金属シャフトを押し圧状態のまま転動させるステ
ップである形態。
【０００８】（３）前記予備加工ステップが、あらかじ
め放電加工によって無数の微細な凸部を付与した転造型
面に、金属シャフトを押し圧し転動させて無数の凹部を
付与するステップである形態。（４） 前記予備加工ステップが、スチールグリットまた
はショットを高速で衝突させて無数の微細な凹部を付与
するブラスト処理からなるステップである形態。
め放電加工によって無数の微細な凸部を付与した転造型
面に、金属シャフトを押し圧し転動させて無数の凹部を
付与するステップである形態。（４） 前記予備加工ステップが、スチールグリットまた
はショットを高速で衝突させて無数の微細な凹部を付与
するブラスト処理からなるステップである形態。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の硬質細粒かしめシ
ャフトの加工方法に係る実施形態を図１、２を参照して
説明する。本発明の各ステップを示す図１では、本発明
の加工方法によるシャフト１の表面部分の変化の状況を
イラストで表したものであり、（ａ）は、ほぼ平滑な表
面１０に圧造されたシャフトの上半分を示す。次いで、
（ｂ）は、この圧造シャフトが、予備加工ステップによ
って、シャフト１の表面に無数の凹凸が成形され、微細
な凹部１１が無数に形成され付与された状況を示す。
ャフトの加工方法に係る実施形態を図１、２を参照して
説明する。本発明の各ステップを示す図１では、本発明
の加工方法によるシャフト１の表面部分の変化の状況を
イラストで表したものであり、（ａ）は、ほぼ平滑な表
面１０に圧造されたシャフトの上半分を示す。次いで、
（ｂ）は、この圧造シャフトが、予備加工ステップによ
って、シャフト１の表面に無数の凹凸が成形され、微細
な凹部１１が無数に形成され付与された状況を示す。
【００１０】なお、この予備加工ステップでは、あらか
じめ放電加工によって無数の微細な凸部を付与した転造
型面に、金属シャフトを押し圧し転動させて無数の凹部
１１を付与する方法が採用され得る。また、スチールグ
リットまたはショットを高速で衝突させて無数の微細な
凹部１１を付与するブラスト処理方法も好適に採用する
ことができるのである。
じめ放電加工によって無数の微細な凸部を付与した転造
型面に、金属シャフトを押し圧し転動させて無数の凹部
１１を付与する方法が採用され得る。また、スチールグ
リットまたはショットを高速で衝突させて無数の微細な
凹部１１を付与するブラスト処理方法も好適に採用する
ことができるのである。
【００１１】次いで（ｃ）においては、硬質細粒１２を
前記金属シャフト１の表面の前記凹部１１に圧入するス
テップを示すものであり、次の（ｄ）は、表面を平滑面
に形成する仕上げステップであって、前記（ｃ）の状況
にあるシャフト１を転造加工して、硬質細粒１２を完全
に圧入し、表面が平滑面に成形され、金属部分を塑性変
形させて硬質細粒１２をかしめた状態に固定し、シャフ
トの表層に沿って半埋没状態に配列させた状況が示され
ている。
前記金属シャフト１の表面の前記凹部１１に圧入するス
テップを示すものであり、次の（ｄ）は、表面を平滑面
に形成する仕上げステップであって、前記（ｃ）の状況
にあるシャフト１を転造加工して、硬質細粒１２を完全
に圧入し、表面が平滑面に成形され、金属部分を塑性変
形させて硬質細粒１２をかしめた状態に固定し、シャフ
トの表層に沿って半埋没状態に配列させた状況が示され
ている。
【００１２】以上説明したように、本発明の硬質細粒か
しめシャフトの加工方法によれば、そのシャフトの表面
層には硬質細粒１２を所望の密度に配列させることがで
きるので、シャフト表面１０の硬度を総合的に向上させ
ることができ、例えば表面を砥粒で摩擦する摩耗試験に
おいて、その摩耗量が１／２以下になる硬度に容易に向
上させることができる。
しめシャフトの加工方法によれば、そのシャフトの表面
層には硬質細粒１２を所望の密度に配列させることがで
きるので、シャフト表面１０の硬度を総合的に向上させ
ることができ、例えば表面を砥粒で摩擦する摩耗試験に
おいて、その摩耗量が１／２以下になる硬度に容易に向
上させることができる。
【００１３】また、硬質細粒１２をシャフト１の表層に
沿ってかしめた状態にするとともに半埋没状態に固定、
配列させることができるから、硬質細粒１２が表面１０
から容易には剥離したり、脱落することがなく、硬度付
与の硬化が長期間継続するという利点も得られるのであ
る。
沿ってかしめた状態にするとともに半埋没状態に固定、
配列させることができるから、硬質細粒１２が表面１０
から容易には剥離したり、脱落することがなく、硬度付
与の硬化が長期間継続するという利点も得られるのであ
る。
【００１４】かくして、本発明により得られる硬質細粒
かしめシャフトの加工方法により得られる金属シャフト
は、例えば、スライドバルブ、ニードルバルブの弁体、
各種摺動軸体、などの耐摩耗機械部品に好適に適用され
得る。
かしめシャフトの加工方法により得られる金属シャフト
は、例えば、スライドバルブ、ニードルバルブの弁体、
各種摺動軸体、などの耐摩耗機械部品に好適に適用され
得る。
【００１５】なお、この硬質細粒の圧入ステップとし
て、図２に示すように、転造ダイスである移動平面型２
１の上面側に硬質細粒１２を散布しておき、この移動平
面型２１と固定平面型２２の下面側との間に前記金属シ
ャフトを挟持し、移動平面型を移動させて金属シャフト
１を押し圧状態のまま転動させる方法が適用できる。こ
の場合、移動平面型２１の上面に硬質細粒１２を、金属
シャフト１が少なくとも１〜２回転できる範囲にわたっ
て均一に散布しておくのがよい。
て、図２に示すように、転造ダイスである移動平面型２
１の上面側に硬質細粒１２を散布しておき、この移動平
面型２１と固定平面型２２の下面側との間に前記金属シ
ャフトを挟持し、移動平面型を移動させて金属シャフト
１を押し圧状態のまま転動させる方法が適用できる。こ
の場合、移動平面型２１の上面に硬質細粒１２を、金属
シャフト１が少なくとも１〜２回転できる範囲にわたっ
て均一に散布しておくのがよい。
【００１６】さらに、固定平面型２２の下面のエンド側
２２ａ、および移動平面型２１のエンド側２１ａを鏡面
仕上げしておけば、硬質細粒１２を圧入すると同時に、
硬質細粒１２をシャフト１の表層に沿ってかしめた状態
にするとともに半埋没状態に固定し、シャフト１の表面
を平滑面に仕上げることも可能となる利点が得られるの
である。
２２ａ、および移動平面型２１のエンド側２１ａを鏡面
仕上げしておけば、硬質細粒１２を圧入すると同時に、
硬質細粒１２をシャフト１の表層に沿ってかしめた状態
にするとともに半埋没状態に固定し、シャフト１の表面
を平滑面に仕上げることも可能となる利点が得られるの
である。
【００１７】さらに、本発明の実施形態では、硬質細粒
の平均粒径は、仕上がり平滑度、ミクロ構造の均一性な
どの点から０．２ｍｍ以下、より好ましくは０．１以下
の粒度のものであるのが好適である。また、硬質細粒と
しては、少なくとの下地の金属シャフトより硬度の高い
金属が選定されるが、タングステン、硼素、珪素、モリ
ブデン、クロム、鉄などの炭化物、その他窒化珪素など
の窒化物、硼化珪素などの硼化物、その他マルテンサイ
ト、セメンタイト、オーステナイト、など鋼種のカット
スチールワイヤなど前記粒度のグリットまたはショット
などの定形、または不定形の細粒から適宜に選択して応
用できる。
の平均粒径は、仕上がり平滑度、ミクロ構造の均一性な
どの点から０．２ｍｍ以下、より好ましくは０．１以下
の粒度のものであるのが好適である。また、硬質細粒と
しては、少なくとの下地の金属シャフトより硬度の高い
金属が選定されるが、タングステン、硼素、珪素、モリ
ブデン、クロム、鉄などの炭化物、その他窒化珪素など
の窒化物、硼化珪素などの硼化物、その他マルテンサイ
ト、セメンタイト、オーステナイト、など鋼種のカット
スチールワイヤなど前記粒度のグリットまたはショット
などの定形、または不定形の細粒から適宜に選択して応
用できる。
【００１８】また、前記金属シャフトの材質としては、
比較的軟質の金属が適当であり、特にアルミニウムおよ
びアルミニウム合金が最適であるが、その他に銅合金、
亜鉛合金などにも適用可能である。
比較的軟質の金属が適当であり、特にアルミニウムおよ
びアルミニウム合金が最適であるが、その他に銅合金、
亜鉛合金などにも適用可能である。
【００１９】
【発明の効果】本発明の硬質細粒かしめシャフトの加工
方法は、以上に説明したように構成されているので、シ
ャフト表面の硬度を向上させることができ、表面の損
傷、摩耗に対する耐久性を高めることが可能となり、ま
た摺動部品のような耐摩耗機械部品に応用したときに、
硬質細粒が剥離、脱落しにくいので耐久性に優れ長寿命
となるという優れた効果がある。よって本発明は従来の
問題点を解消した硬質細粒かしめシャフトの加工方法と
して、その工業的価値は極めて大なるものがある。
方法は、以上に説明したように構成されているので、シ
ャフト表面の硬度を向上させることができ、表面の損
傷、摩耗に対する耐久性を高めることが可能となり、ま
た摺動部品のような耐摩耗機械部品に応用したときに、
硬質細粒が剥離、脱落しにくいので耐久性に優れ長寿命
となるという優れた効果がある。よって本発明は従来の
問題点を解消した硬質細粒かしめシャフトの加工方法と
して、その工業的価値は極めて大なるものがある。
【図１】本発明の加工方法を説明するためのフローのイ
ラスト図。
ラスト図。
【図２】本発明の転動操作を示す概念図。
１ シャフト １０ 表面 １１ 凹部 １２ 硬質細粒 ２１ 移動平面型 ２２ 固定平面型
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭48−75434（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−229175（ＪＰ，Ａ) 特公 平２−19192（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B21H 1/00 B21D 39/00 B21K 1/06 B23P 15/00 B24C 1/00
Claims (5)
- 【請求項１】 金属シャフトの表面に無数の微細な凹部
を付与する予備加工ステップ、および硬質細粒を前記金
属シャフトの表面の前記凹部に圧入するステップ、およ
びこの硬質細粒を圧入した金属シャフトを転造加工し
て、金属部分を塑性変形させて硬質細粒をかしめた状態
に固定し、かつ表面を平滑面に形成する仕上げステップ
とを少なくとも含むことを特徴とする硬質細粒かしめシ
ャフトの加工方法。 - 【請求項２】 前記硬質細粒が平均粒径０．２ｍｍ以下
の粒度のものである請求項１に記載の硬質細粒かしめシ
ャフトの加工方法。 - 【請求項３】 前記硬質細粒の圧入ステップが、上面に
硬質細粒を散布した移動平面型の上面側と、固定平面型
の下面側との間に前記金属シャフトを挟持し、移動平面
型を移動させて金属シャフトを押し圧状態のまま転動さ
せるステップである請求項１または２に記載の硬質細粒
かしめシャフトの加工方法。 - 【請求項４】 前記予備加工ステップが、あらかじめ放
電加工によって無数の微細な凸部を付与した転造型面
に、金属シャフトを押し圧し転動させて無数の凹部を付
与するステップである請求項１から３のいずれかに記載
の硬質細粒かしめシャフトの加工方法。 - 【請求項５】 前記予備加工ステップが、スチールグリ
ットまたはショットを高速で衝突させて無数の微細な凹
部を付与するブラスト処理からなるステップである請求
項１から３のいずれかに記載の硬質細粒かしめシャフト
の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09242620A JP3083501B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 硬質細粒かしめシャフトの加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09242620A JP3083501B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 硬質細粒かしめシャフトの加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1177208A JPH1177208A (ja) | 1999-03-23 |
| JP3083501B2 true JP3083501B2 (ja) | 2000-09-04 |
Family
ID=17091775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09242620A Expired - Fee Related JP3083501B2 (ja) | 1997-09-08 | 1997-09-08 | 硬質細粒かしめシャフトの加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3083501B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4503097B2 (ja) | 2008-02-06 | 2010-07-14 | 神奈川県 | Ｄｌｃ被覆摺動部材及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-09-08 JP JP09242620A patent/JP3083501B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1177208A (ja) | 1999-03-23 |
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