JP3304550B2 - 切欠き付き高周波焼入れ部品の製造方法 - Google Patents
切欠き付き高周波焼入れ部品の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は切欠き付き高周波焼入れ
部品の製造方法にかかわり、さらに詳しくは、機械部品
として優れた捩り強さを有し、かつ製造時に焼き割れを
起こしにくい切欠き付き高周波焼入れ部品の製造方法に
関するものである。
部品の製造方法にかかわり、さらに詳しくは、機械部品
として優れた捩り強さを有し、かつ製造時に焼き割れを
起こしにくい切欠き付き高周波焼入れ部品の製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の動力伝達系を構成する軸形状を
有する部品は、近年の自動車エンジンの高出力化にとも
ない、これらの部品の高強度化（捩り強さの向上）の指
向が強い。これらの機械部品は、通常中炭素鋼を所定の
部品形状に成形加工し、高周波焼入れ−焼戻しを施して
製造されている。高周波焼入れシャフトの高強度化に関
しては、特開平４−２１８６４１号公報に、Ｓｉ：０．
０５％以下、Ｍｎ：０．６５超１．７以下である低Ｓｉ
と高Ｍｎを特徴とする特定成分系の高強度軸部品用鋼材
を用いることにより、スプライン部付き材で１４０〜１
６０ｋｇｆ／ｍｍ2 の捩り強度が得られることが示され
ている。このように切欠き付き材において現状で実現で
きる捩り強度の最大は約１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 である。
有する部品は、近年の自動車エンジンの高出力化にとも
ない、これらの部品の高強度化（捩り強さの向上）の指
向が強い。これらの機械部品は、通常中炭素鋼を所定の
部品形状に成形加工し、高周波焼入れ−焼戻しを施して
製造されている。高周波焼入れシャフトの高強度化に関
しては、特開平４−２１８６４１号公報に、Ｓｉ：０．
０５％以下、Ｍｎ：０．６５超１．７以下である低Ｓｉ
と高Ｍｎを特徴とする特定成分系の高強度軸部品用鋼材
を用いることにより、スプライン部付き材で１４０〜１
６０ｋｇｆ／ｍｍ2 の捩り強度が得られることが示され
ている。このように切欠き付き材において現状で実現で
きる捩り強度の最大は約１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した捩り
強度１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 のレベルは、自動車の動力伝
達系部品の強さレベルとして十分であるとは言えないの
が現状である。ここで、高周波焼入れ材では、高強度化
にともなって焼き割れが発生しやすくなり、その抑制が
現在重要な課題の一つとなっている。そこで、本発明の
目的は、焼き割れを防止し、かつ切欠き付き材において
１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の優れた捩り強さを有する切
欠き付き高周波焼入れ部品の製造方法を提供しようとす
るものである。
強度１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 のレベルは、自動車の動力伝
達系部品の強さレベルとして十分であるとは言えないの
が現状である。ここで、高周波焼入れ材では、高強度化
にともなって焼き割れが発生しやすくなり、その抑制が
現在重要な課題の一つとなっている。そこで、本発明の
目的は、焼き割れを防止し、かつ切欠き付き材において
１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の優れた捩り強さを有する切
欠き付き高周波焼入れ部品の製造方法を提供しようとす
るものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、焼き割れ
を防止しかつ高周波焼入れにより優れた捩り強さを実現
し得る機械部品を実現するために、鋭意検討を行い次の
知見を得た。 （１）高周波焼入れ材の捩り強さは、高Ｃ化と焼入れ性
の向上により、顕著に向上する。しかしながら、高Ｃ化
と焼入れ性を向上させると、焼き割れが発生する危険が
大きくなる。
を防止しかつ高周波焼入れにより優れた捩り強さを実現
し得る機械部品を実現するために、鋭意検討を行い次の
知見を得た。 （１）高周波焼入れ材の捩り強さは、高Ｃ化と焼入れ性
の向上により、顕著に向上する。しかしながら、高Ｃ化
と焼入れ性を向上させると、焼き割れが発生する危険が
大きくなる。
【０００５】（２）焼き割れは旧オーステナイト粒界割
れを呈しており、焼き割れを防止するためには、次の各
点がポイントである。 １）Ｔｉ−Ｂ添加 ２）Ｐ、Ｃｕ、Ｏ量の低減 ３）フェライト地を強化し焼き割れ感受性を高めるＳｉ
を低減する。 ４）高周波焼入れ後の旧オーステナイト粒径を次の方法
の組み合わせにより細粒化する。 ・Ｎｂ添加による炭窒化物生成。 ・高周波焼入れの前に１０００℃以下のオーステナイト
温度域で鍛造し、高周波焼入れの前の組織の微細化をは
かる。
れを呈しており、焼き割れを防止するためには、次の各
点がポイントである。 １）Ｔｉ−Ｂ添加 ２）Ｐ、Ｃｕ、Ｏ量の低減 ３）フェライト地を強化し焼き割れ感受性を高めるＳｉ
を低減する。 ４）高周波焼入れ後の旧オーステナイト粒径を次の方法
の組み合わせにより細粒化する。 ・Ｎｂ添加による炭窒化物生成。 ・高周波焼入れの前に１０００℃以下のオーステナイト
温度域で鍛造し、高周波焼入れの前の組織の微細化をは
かる。
【０００６】（３）高周波焼入れの前の鍛造加熱−冷却
時にＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏ等がセメンタイト中にとけ込み、
焼入れ性が低下する危険性があるので、鍛造加熱時の昇
温および冷却を迅速に行う。なお、これにより、高周波
焼入れの前の組織の微細化も促進される。
時にＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏ等がセメンタイト中にとけ込み、
焼入れ性が低下する危険性があるので、鍛造加熱時の昇
温および冷却を迅速に行う。なお、これにより、高周波
焼入れの前の組織の微細化も促進される。
【０００７】（４）また、Ａｌ等の炭窒化物生成元素は
同時に酸化物系介在物を生成し、焼き割れ感受性を高め
るため、酸素量を低減する。本発明は以上の新規なる知
見にもとずいてなされたものであって、その要旨とする
ところは、重量比として、 Ｃ ：０．４〜０．８％ Ｍｎ：０．３〜１．７０％ Ｓ ：０．００５〜０．１５％ Ａｌ：０．０１５〜０．０５％ Ｎｂ：０．０１〜０．３％ Ｔｉ：０．００５〜０．０５％ Ｂ ：０．０００５〜０．００５％ Ｎ ：０．００２〜０．０２％ を含有し、 Ｓｉ：０．１５％以下、Ｐ：０．０２０％以下、Ｃｕ：
０．０５％以下、Ｏ：０．００２％以下に制限し、 さらにまたは、 Ｃｒ：０．０５〜１．５％ Ｍｏ：０．０５〜０．５％ Ｎｉ：０．１〜３．５％ Ｖ ：０．０３〜０．５％の１種または２種以上を含有
し、 さらにまたは、 Ｃａ：０．０００５〜０．０１０％ Ｐｂ：０．０５〜０．５％ の１種または２種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなる鋼素材を３０分以内の昇温時間で鍛造
温度に加熱し、１０００℃以下のオーステナイト温度域
で鍛造後、鍛造温度〜５００℃間を０．５℃／秒以上の
平均冷却速度で冷却し、その後高周波焼入れ−焼戻しを
行うことを特徴とする切欠き付き高周波焼入れ部品の製
造方法にある。
同時に酸化物系介在物を生成し、焼き割れ感受性を高め
るため、酸素量を低減する。本発明は以上の新規なる知
見にもとずいてなされたものであって、その要旨とする
ところは、重量比として、 Ｃ ：０．４〜０．８％ Ｍｎ：０．３〜１．７０％ Ｓ ：０．００５〜０．１５％ Ａｌ：０．０１５〜０．０５％ Ｎｂ：０．０１〜０．３％ Ｔｉ：０．００５〜０．０５％ Ｂ ：０．０００５〜０．００５％ Ｎ ：０．００２〜０．０２％ を含有し、 Ｓｉ：０．１５％以下、Ｐ：０．０２０％以下、Ｃｕ：
０．０５％以下、Ｏ：０．００２％以下に制限し、 さらにまたは、 Ｃｒ：０．０５〜１．５％ Ｍｏ：０．０５〜０．５％ Ｎｉ：０．１〜３．５％ Ｖ ：０．０３〜０．５％の１種または２種以上を含有
し、 さらにまたは、 Ｃａ：０．０００５〜０．０１０％ Ｐｂ：０．０５〜０．５％ の１種または２種以上を含有し、残部が鉄および不可避
的不純物からなる鋼素材を３０分以内の昇温時間で鍛造
温度に加熱し、１０００℃以下のオーステナイト温度域
で鍛造後、鍛造温度〜５００℃間を０．５℃／秒以上の
平均冷却速度で冷却し、その後高周波焼入れ−焼戻しを
行うことを特徴とする切欠き付き高周波焼入れ部品の製
造方法にある。
【０００８】
【作用】以下に、本発明を詳細に説明する。最初に、本
発明対象鋼として、成分含有範囲を上記の如く限定した
理由について説明する。まず、Ｃは機械部品としての最
終製品の強度を増加させるのに有効な元素であるが、
０．４％未満では最終製品の強度が不足し、また０．８
％を超えるとむしろ最終製品の靭性の劣化を招くので、
含有量を０．４〜０．８％とした。次に、Ｍｎは焼入れ
性の向上を通じて、最終製品の強度を増加させるのに有
効な元素であるが、０．３％未満ではこの効果が不十分
である。一方、１．７％超では、１０００℃以下のオー
ステナイト温度域での鍛造荷重が顕著に大きくなる。以
上の理由でＭｎの含有量を０．３〜１．７％とした。
発明対象鋼として、成分含有範囲を上記の如く限定した
理由について説明する。まず、Ｃは機械部品としての最
終製品の強度を増加させるのに有効な元素であるが、
０．４％未満では最終製品の強度が不足し、また０．８
％を超えるとむしろ最終製品の靭性の劣化を招くので、
含有量を０．４〜０．８％とした。次に、Ｍｎは焼入れ
性の向上を通じて、最終製品の強度を増加させるのに有
効な元素であるが、０．３％未満ではこの効果が不十分
である。一方、１．７％超では、１０００℃以下のオー
ステナイト温度域での鍛造荷重が顕著に大きくなる。以
上の理由でＭｎの含有量を０．３〜１．７％とした。
【０００９】次に、Ｓは鋼中でＭｎＳとして存在し、被
削性の向上および組織の微細化に寄与するが、０．００
５％未満ではその効果は不十分である。一方、０．１５
％を超えるとその効果は飽和し、むしろ靭性の劣化及び
異方性の増加を招く。以上の理由から、Ｓの含有量を
０．００５〜０．１５％とした。次に、Ａｌは脱酸元素
および結晶粒微細化元素として添加するが、０．０１５
％未満ではその効果は不十分であり、一方、０．０５％
を超えるとその効果は飽和し、むしろ靭性を劣化させる
ので、その含有量を０．０１５〜０．０５％とした。
削性の向上および組織の微細化に寄与するが、０．００
５％未満ではその効果は不十分である。一方、０．１５
％を超えるとその効果は飽和し、むしろ靭性の劣化及び
異方性の増加を招く。以上の理由から、Ｓの含有量を
０．００５〜０．１５％とした。次に、Ａｌは脱酸元素
および結晶粒微細化元素として添加するが、０．０１５
％未満ではその効果は不十分であり、一方、０．０５％
を超えるとその効果は飽和し、むしろ靭性を劣化させる
ので、その含有量を０．０１５〜０．０５％とした。
【００１０】Ｎｂは鋼中で炭窒化物形成することによる
高周波焼入れ加熱時のオーステナイト粒の微細化を目的
として添加する。しかしながら、０．０１％未満ではそ
の効果は不十分であり、一方、Ｎｂ：０．３０％超で
は、その効果は飽和し、このような過剰添加は経済性の
観点から好ましくない。以上の理由から、Ｎｂの含有量
を０．０１％〜０．３％とした。Ｔｉもやはり鋼中でＮ
と結合してＴｉＮとなるが、これによる１）高周波焼入
れ加熱時のオーステナイト粒の微細化、および２）固溶
Ｎの完全固定によるＢＮ析出防止、つまり固溶Ｂの確保
を目的として添加する。しかしながら、０．００５％未
満ではその効果は不十分である。一方、０．０５％を超
えるとその効果は飽和し、むしろ靭性を劣化させるの
で、その含有量を０．００５〜０．０５％とした。
高周波焼入れ加熱時のオーステナイト粒の微細化を目的
として添加する。しかしながら、０．０１％未満ではそ
の効果は不十分であり、一方、Ｎｂ：０．３０％超で
は、その効果は飽和し、このような過剰添加は経済性の
観点から好ましくない。以上の理由から、Ｎｂの含有量
を０．０１％〜０．３％とした。Ｔｉもやはり鋼中でＮ
と結合してＴｉＮとなるが、これによる１）高周波焼入
れ加熱時のオーステナイト粒の微細化、および２）固溶
Ｎの完全固定によるＢＮ析出防止、つまり固溶Ｂの確保
を目的として添加する。しかしながら、０．００５％未
満ではその効果は不十分である。一方、０．０５％を超
えるとその効果は飽和し、むしろ靭性を劣化させるの
で、その含有量を０．００５〜０．０５％とした。
【００１１】Ｂは固溶状態でオーステナイト粒界に粒界
偏析し、Ｐ、Ｃｕ等の粒界不純物を粒界から追い出すこ
とにより粒界強度を増加させることを狙いとして添加す
る。しかしながら、０．０００５％未満ではその効果は
不十分であり、一方、０．０５％を超える過剰添加は、
むしろ粒界脆化を招くので、その含有量を０．０００５
〜０．００５％とした。さらに、ＮはＡｌＮ等の炭窒化
物析出による高周波加熱時のオーステナイト粒の微細化
を目的として添加するが、０．００２％未満ではその効
果は不十分であり、一方、０．０２％超では、その効果
は飽和しむしろＢＮを形成して固溶Ｂの減少を招くの
で、その含有量を０．００２〜０．０２％とした。
偏析し、Ｐ、Ｃｕ等の粒界不純物を粒界から追い出すこ
とにより粒界強度を増加させることを狙いとして添加す
る。しかしながら、０．０００５％未満ではその効果は
不十分であり、一方、０．０５％を超える過剰添加は、
むしろ粒界脆化を招くので、その含有量を０．０００５
〜０．００５％とした。さらに、ＮはＡｌＮ等の炭窒化
物析出による高周波加熱時のオーステナイト粒の微細化
を目的として添加するが、０．００２％未満ではその効
果は不十分であり、一方、０．０２％超では、その効果
は飽和しむしろＢＮを形成して固溶Ｂの減少を招くの
で、その含有量を０．００２〜０．０２％とした。
【００１２】一方、Ｓｉは、焼入れ性増加の効果は小さ
く、逆にフェライト地を強化することによって焼き割れ
感受性を高めるとともに、１０００℃以下のオーステナ
イト温度域での鍛造荷重を増加させる元素である。これ
らの悪影響は０．１５％超で特に顕著になるため、０．
１５％を上限とした。Ｐはオーステナイト粒界に粒界偏
析を起こし、粒界強度を低下させて捩り応力下での脆性
破壊を起こし易くし、そのため強度を低下させる。特に
Ｐが０．０２％を超えると強度低下が顕著となるため、
０．０２％を上限とした。なお、より一層高強度化を指
向する場合は、Ｐの含有量を０．００９％以下とするの
が望ましい。
く、逆にフェライト地を強化することによって焼き割れ
感受性を高めるとともに、１０００℃以下のオーステナ
イト温度域での鍛造荷重を増加させる元素である。これ
らの悪影響は０．１５％超で特に顕著になるため、０．
１５％を上限とした。Ｐはオーステナイト粒界に粒界偏
析を起こし、粒界強度を低下させて捩り応力下での脆性
破壊を起こし易くし、そのため強度を低下させる。特に
Ｐが０．０２％を超えると強度低下が顕著となるため、
０．０２％を上限とした。なお、より一層高強度化を指
向する場合は、Ｐの含有量を０．００９％以下とするの
が望ましい。
【００１３】また、ＣｕもＰと同様オーステナイト粒界
に粒界偏析を起こし、強度低下の原因となる。特にＣｕ
が０．０５％を超えると強度低下が顕著となるため、
０．０５％を上限とした。さらに、Ｏは粒界偏析を起こ
し粒界脆化を起こすとともに、鋼中で硬い酸化物系介在
物を形成し、捩り応力下での脆性破壊を起こし易くし、
強度低下の原因となる。特にＯが０．００２０％を超え
ると強度低下が顕著となるため、０．００２０％を上限
とした。
に粒界偏析を起こし、強度低下の原因となる。特にＣｕ
が０．０５％を超えると強度低下が顕著となるため、
０．０５％を上限とした。さらに、Ｏは粒界偏析を起こ
し粒界脆化を起こすとともに、鋼中で硬い酸化物系介在
物を形成し、捩り応力下での脆性破壊を起こし易くし、
強度低下の原因となる。特にＯが０．００２０％を超え
ると強度低下が顕著となるため、０．００２０％を上限
とした。
【００１４】請求項２は、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｖ添加に
より、１）焼入れ性の向上による高周波焼入れ硬さの増
加、硬化層深さの増加および２）オーステナイト粒界に
粒界偏析を起こすことによる粒界強度増加または粒界近
傍の靭性改善による脆性破壊防止により一層の高強度化
と焼き割れ防止を図った鋼である。しかしながら、Ｃ
ｒ：０．０５％未満、Ｍｏ：０．０５％未満、Ｎｉ：
０．１５未満、Ｖ：０．０３％未満ではこの効果は不十
分である。一方、Ｃｒ：１．５％超、Ｍｏ：０．５％
超、Ｎｉ：３．５％超、Ｖ：０．５％超ではこの効果は
飽和し、このような過剰添加は経済性の観点から好まし
くない。以上の理由から、これらの含有量をＣｒ：０．
０５〜１．５％、Ｍｏ：０．０５〜０．５％、Ｎｉ：
０．１〜３．５％、Ｖ：０．０３〜０．５％とした。な
お、Ｖ添加は析出強化による芯部硬さの増加による強度
増加の効果も有している。
より、１）焼入れ性の向上による高周波焼入れ硬さの増
加、硬化層深さの増加および２）オーステナイト粒界に
粒界偏析を起こすことによる粒界強度増加または粒界近
傍の靭性改善による脆性破壊防止により一層の高強度化
と焼き割れ防止を図った鋼である。しかしながら、Ｃ
ｒ：０．０５％未満、Ｍｏ：０．０５％未満、Ｎｉ：
０．１５未満、Ｖ：０．０３％未満ではこの効果は不十
分である。一方、Ｃｒ：１．５％超、Ｍｏ：０．５％
超、Ｎｉ：３．５％超、Ｖ：０．５％超ではこの効果は
飽和し、このような過剰添加は経済性の観点から好まし
くない。以上の理由から、これらの含有量をＣｒ：０．
０５〜１．５％、Ｍｏ：０．０５〜０．５％、Ｎｉ：
０．１〜３．５％、Ｖ：０．０３〜０．５％とした。な
お、Ｖ添加は析出強化による芯部硬さの増加による強度
増加の効果も有している。
【００１５】請求項３は、切欠き付き高周波焼入れ部品
の製造工程において加工性に優れた製造方法に関する発
明である。本発明鋼では、被削性向上を目的としてＣ
ａ、Ｐｂの１種または２種を含有させることが出来る。
なお、Ｃａは被削性向上だけでなく、鋼中でＰと結合し
て燐化物を生成し、Ｐの粒界偏析量を低減し粒界強度を
増加させる効果も有している。しかしながら、Ｃａ含有
量が０．０００５％未満、Ｐｂ含有量が０．０５％未満
ではこれら効果は不十分であり、一方、Ｃａ：０．０１
％超、Ｐｂ：０．５０％超では、これらの効果は飽和
し、このような過剰添加は経済性の観点から好ましくな
い。以上の理由から、これらの含有量を、Ｃａ：０．０
００５〜０．０１０％、Ｐｂ：０．０５〜０．５％とし
た。
の製造工程において加工性に優れた製造方法に関する発
明である。本発明鋼では、被削性向上を目的としてＣ
ａ、Ｐｂの１種または２種を含有させることが出来る。
なお、Ｃａは被削性向上だけでなく、鋼中でＰと結合し
て燐化物を生成し、Ｐの粒界偏析量を低減し粒界強度を
増加させる効果も有している。しかしながら、Ｃａ含有
量が０．０００５％未満、Ｐｂ含有量が０．０５％未満
ではこれら効果は不十分であり、一方、Ｃａ：０．０１
％超、Ｐｂ：０．５０％超では、これらの効果は飽和
し、このような過剰添加は経済性の観点から好ましくな
い。以上の理由から、これらの含有量を、Ｃａ：０．０
００５〜０．０１０％、Ｐｂ：０．０５〜０．５％とし
た。
【００１６】次に、本発明においては、上記の鋼素材
を、３０分以内の昇温時間で鍛造温度に加熱し、１００
０℃以下のオーステナイト温度域で鍛造後、鍛造温度〜
５００℃間を０．５℃／秒以上の平均冷却速度で冷却
し、その後高周波焼入れ−焼戻しを行うのであるが、製
造方法を限定した理由について述べる。高周波焼入れの
前に１０００℃以下のオーステナイト温度域で鍛造する
のは、オーステナイト域での加工再結晶を活用し、高周
波焼入れの前の組織の微細化をはかり、高周波焼入れ時
の焼き割れを抑制するためである。しかしながら、鍛造
温度が１０００℃超ではこの効果が小さいので、鍛造温
度を１０００℃以下とした。ここで、高周波焼入れの前
の鍛造加熱−冷却時にＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏ等がセメンタイ
ト中にとけ込み、十分な焼入れ性の確保が困難になる。
この現象は昇温時間３０分超、および鍛造温度〜５００
℃間の平均冷却速度０．５℃／秒未満で特に顕著になる
ため、鍛造温度までの昇温時間を３０分以内、および鍛
造温度〜５００℃間の平均冷却速度を０．５℃／秒以上
とした。以下に、本発明の効果を実施例により、さらに
具体的に示す。
を、３０分以内の昇温時間で鍛造温度に加熱し、１００
０℃以下のオーステナイト温度域で鍛造後、鍛造温度〜
５００℃間を０．５℃／秒以上の平均冷却速度で冷却
し、その後高周波焼入れ−焼戻しを行うのであるが、製
造方法を限定した理由について述べる。高周波焼入れの
前に１０００℃以下のオーステナイト温度域で鍛造する
のは、オーステナイト域での加工再結晶を活用し、高周
波焼入れの前の組織の微細化をはかり、高周波焼入れ時
の焼き割れを抑制するためである。しかしながら、鍛造
温度が１０００℃超ではこの効果が小さいので、鍛造温
度を１０００℃以下とした。ここで、高周波焼入れの前
の鍛造加熱−冷却時にＭｎ、Ｃｒ、Ｍｏ等がセメンタイ
ト中にとけ込み、十分な焼入れ性の確保が困難になる。
この現象は昇温時間３０分超、および鍛造温度〜５００
℃間の平均冷却速度０．５℃／秒未満で特に顕著になる
ため、鍛造温度までの昇温時間を３０分以内、および鍛
造温度〜５００℃間の平均冷却速度を０．５℃／秒以上
とした。以下に、本発明の効果を実施例により、さらに
具体的に示す。
【００１７】
【実施例】表１〜２の組成を有する直径５０ｍｍφの棒
鋼を、表３に示す条件で減面率５０％の鍛造を行い、平
行部が２０ｍｍφの捩り試験片に機械加工した。その
後、周波数３０ＫＨｚ、加熱条件１０５０℃×４秒の条
件で高周波焼入れを行い、１７０℃×１時間の条件で焼
戻しを行った。これらの試料について焼き割れの有無を
調べ、焼き割れを起こしてないものについて捩り試験を
行った。捩り強度評価用の試験片として平行部が１６ｍ
ｍφで中央部に先端Ｒ０．２５ｍｍ、深さ２ｍｍの切り
欠きを有する切り欠き付き捩り試験片を用いた。
鋼を、表３に示す条件で減面率５０％の鍛造を行い、平
行部が２０ｍｍφの捩り試験片に機械加工した。その
後、周波数３０ＫＨｚ、加熱条件１０５０℃×４秒の条
件で高周波焼入れを行い、１７０℃×１時間の条件で焼
戻しを行った。これらの試料について焼き割れの有無を
調べ、焼き割れを起こしてないものについて捩り試験を
行った。捩り強度評価用の試験片として平行部が１６ｍ
ｍφで中央部に先端Ｒ０．２５ｍｍ、深さ２ｍｍの切り
欠きを有する切り欠き付き捩り試験片を用いた。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【表２】
【００２０】
【表３】
【００２１】表４および５に各鋼材の捩り強さ評価結果
を、高周波加熱時の焼き割れの有無とあわせて示す。表
４および５から明らかなように、本発明法による試料は
いずれも１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の優れた捩り強さを
有し、かつ焼き割れ感受性が小さいことがわかる。一
方、比較例４は鍛造温度までの昇温時間が本発明の範囲
を上回った場合であり、比較例９、２０は鍛造温度〜５
００℃間の平均冷却速度が本発明の範囲を下回った場合
であり、いずれも１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の捩り強さ
を達成していない。また比較例２２はＣの含有量が本発
明の範囲を下回った場合であり、１６０ｋｇｆ／ｍｍ2
以上の捩り強さを達成していない。
を、高周波加熱時の焼き割れの有無とあわせて示す。表
４および５から明らかなように、本発明法による試料は
いずれも１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の優れた捩り強さを
有し、かつ焼き割れ感受性が小さいことがわかる。一
方、比較例４は鍛造温度までの昇温時間が本発明の範囲
を上回った場合であり、比較例９、２０は鍛造温度〜５
００℃間の平均冷却速度が本発明の範囲を下回った場合
であり、いずれも１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の捩り強さ
を達成していない。また比較例２２はＣの含有量が本発
明の範囲を下回った場合であり、１６０ｋｇｆ／ｍｍ2
以上の捩り強さを達成していない。
【００２２】次に、比較例２４、２５、２７はＮｂ、
Ｂ、Ｔｉの含有量がそれぞれ本発明の範囲を下回った場
合であり、比較例２３、２６、２８、２９、３０、３１
はＣ、Ｂ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃｕ、Ｏの含有量がそれぞれ本発
明の範囲を上回った場合であり、さらに比較例３、８は
鍛造温度が本発明の範囲を上回った場合であり、いずれ
も焼き割れが発生している。
Ｂ、Ｔｉの含有量がそれぞれ本発明の範囲を下回った場
合であり、比較例２３、２６、２８、２９、３０、３１
はＣ、Ｂ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃｕ、Ｏの含有量がそれぞれ本発
明の範囲を上回った場合であり、さらに比較例３、８は
鍛造温度が本発明の範囲を上回った場合であり、いずれ
も焼き割れが発生している。
【００２３】
【表４】
【００２４】
【表５】
【００２５】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明法を用いれ
ば、切欠き付き材において１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の
優れた捩り強さを有し、かつ焼き割れの少ない切欠き付
き高周波焼入れ部品の製造が可能であり、近年の自動車
エンジンの高出力化を許容し得る動力伝達系部品の製造
が可能となり産業上の効果は極めて顕著なるものがあ
る。
ば、切欠き付き材において１６０ｋｇｆ／ｍｍ2 以上の
優れた捩り強さを有し、かつ焼き割れの少ない切欠き付
き高周波焼入れ部品の製造が可能であり、近年の自動車
エンジンの高出力化を許容し得る動力伝達系部品の製造
が可能となり産業上の効果は極めて顕著なるものがあ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 9/00 - 9/44 C21D 9/50 C21D 8/00 - 8/10 C22D 38/00 - 38/60
Claims (3)
- 【請求項１】 重量比として、 Ｃ ：０．４〜０．８％ Ｍｎ：０．３〜１．７０％ Ｓ ：０．００５〜０．１５％ Ａｌ：０．０１５〜０．０５％ Ｎｂ：０．０１〜０．３％ Ｔｉ：０．００５〜０．０５％ Ｂ ：０．０００５〜０．００５％ Ｎ ：０．００２〜０．０２％ を含有し、 Ｓｉ：０．１５％以下、Ｐ：０．０２０％以下、Ｃｕ：
０．０５％以下、Ｏ：０．００２％以下に制限し、残部
が鉄および不可避的不純物からなる鋼素材を３０分以内
の昇温時間で鍛造温度に加熱し、１０００℃以下のオー
ステナイト温度域で鍛造後、鍛造温度〜５００℃間を
０．５℃／秒以上の平均冷却速度で冷却し、その後高周
波焼入れ−焼戻しを行うことを特徴とする切欠き付き高
周波焼入れ部品の製造方法。 - 【請求項２】 鋼がさらに、 Ｃｒ：０．０５〜１．５％ Ｍｏ：０．０５〜０．５％ Ｎｉ：０．１〜３．５％ Ｖ ：０．０３〜０．５％の１種または２種以上を含有
する請求項１記載の切欠き付き高周波焼入れ部品の製造
方法。 - 【請求項３】 鋼がさらに、 Ｃａ：０．０００５〜０．０１０％ Ｐｂ：０．０５〜０．５％の１種または２種を含有する
請求項１または請求項２記載の切欠き付き高周波焼入れ
部品の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP25369093A JP3304550B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 切欠き付き高周波焼入れ部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25369093A JP3304550B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 切欠き付き高周波焼入れ部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790380A JPH0790380A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3304550B2 true JP3304550B2 (ja) | 2002-07-22 |
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ID=17254797
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25369093A Expired - Fee Related JP3304550B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 切欠き付き高周波焼入れ部品の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3304550B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103215428A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-07-24 | 许昌远东传动轴股份有限公司 | 传动轴花键轴头热处理方法 |
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| JP3585034B2 (ja) | 2000-12-14 | 2004-11-04 | 日産自動車株式会社 | 高強度レース及びその製造方法 |
| JP4375971B2 (ja) * | 2003-01-23 | 2009-12-02 | 大同特殊鋼株式会社 | 高強度ピニオンシャフト用鋼 |
| AU2005274665B2 (en) * | 2004-08-18 | 2008-03-06 | Bishop Innovation Limited | Method of manufacturing a hardened forged steel component |
| WO2006017880A1 (en) * | 2004-08-18 | 2006-02-23 | Bishop Innovation Limited | Method of manufacturing a hardened forged steel component |
| JP4835178B2 (ja) * | 2006-01-31 | 2011-12-14 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 耐焼き割れ性に優れた部品の製造方法 |
| CN103937933A (zh) * | 2014-04-01 | 2014-07-23 | 安庆市吉安汽车零件锻轧有限公司 | 45钢、50钢汽车前轴工艺控制及其方法 |
-
1993
- 1993-09-17 JP JP25369093A patent/JP3304550B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103215428A (zh) * | 2013-05-13 | 2013-07-24 | 许昌远东传动轴股份有限公司 | 传动轴花键轴头热处理方法 |
| CN103215428B (zh) * | 2013-05-13 | 2015-01-07 | 许昌远东传动轴股份有限公司 | 传动轴花键轴头热处理方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0790380A (ja) | 1995-04-04 |
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