JP4135665B2 - Crankshaft cast steel - Google Patents

Crankshaft cast steel Download PDF

Info

Publication number
JP4135665B2
JP4135665B2 JP2004080777A JP2004080777A JP4135665B2 JP 4135665 B2 JP4135665 B2 JP 4135665B2 JP 2004080777 A JP2004080777 A JP 2004080777A JP 2004080777 A JP2004080777 A JP 2004080777A JP 4135665 B2 JP4135665 B2 JP 4135665B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
content
crankshaft
present
less
steel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004080777A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005264265A (en
Inventor
裕章 多比良
健 吉野
正英 海野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP2004080777A priority Critical patent/JP4135665B2/en
Publication of JP2005264265A publication Critical patent/JP2005264265A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4135665B2 publication Critical patent/JP4135665B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Description

本発明は、クランクシャフト用鋳鋼に関し、特に被削性に優れた中空クランクシャフト用鋳鋼に関する。   The present invention relates to a cast steel for a crankshaft, and more particularly to a cast steel for a hollow crankshaft excellent in machinability.

例えば自動車の容積形機関のクランクシャフトは、クランクケース内のメインベアリングにより軸支され、コネクティングロッドによって伝えられた燃焼行程のピストンの下降運動を回転運動に変換するための部材である。このクランクシャフトは、大きな荷重を受けながら高速回転するために強度や剛性が求められることから、これまで、高炭素鋼やクロムモリブデン鋼さらにはニッケルクロム鋼などを型打鍛造したものが多用されてきたが、最近ではエンジンの高速化によりよりいっそうの剛性を付与するために例えばミーハナイト鋳鉄や球状黒鉛鋳鉄等の鋳鉄も用いられるようになってきた。   For example, a crankshaft of a positive displacement engine of an automobile is a member that is pivotally supported by a main bearing in a crankcase and converts a downward movement of a piston in a combustion stroke transmitted by a connecting rod into a rotational movement. Since this crankshaft requires strength and rigidity to rotate at a high speed while receiving a large load, high-carbon steel, chrome molybdenum steel, nickel chrome steel, etc. that have been die-forged have been widely used so far. However, recently, cast irons such as mehanite cast iron and spheroidal graphite cast iron have been used in order to give more rigidity by increasing the speed of the engine.

近年、自動車のよりいっそうの低燃費化を図るために、クランクシャフトに対しても軽量化が強く望まれており、そのために、軸部を中空化した中空クランクシャフトが積極的に開発されている。   In recent years, in order to further reduce fuel consumption of automobiles, it is strongly desired to reduce the weight of crankshafts. For this reason, hollow crankshafts with hollow shafts have been actively developed. .

このような中空クランクシャフトを例えば鋳鉄により製造すると、要求される剛性を満足することができない。一方、鍛造により製造しようとしても軸部を中空化することが難しい。   If such a hollow crankshaft is made of cast iron, for example, the required rigidity cannot be satisfied. On the other hand, it is difficult to make the shaft portion hollow even when trying to manufacture by forging.

特許文献1には、中空クランクシャフトを適用対象とするものではないが、C:0.5〜1.5%(本明細書では特にことわりがない限り「%」は「質量%」を意味するものとする)、Si:1.5〜3.5%、Mn:0.7%以下、P:0.05%以下、S:0.1%以下、残部Feからなる組成を有する鋳鋼によりクランクシャフトを製造する発明が記載されている。鋳鋼を用いることにより、鋳鉄並の軽量化を図ることが可能である。   Patent Document 1 does not apply a hollow crankshaft, but C: 0.5 to 1.5% (in this specification, “%” means “% by mass” unless otherwise specified) ), Si: 1.5 to 3.5%, Mn: 0.7% or less, P: 0.05% or less, S: 0.1% or less, and a crank made of cast steel having the balance Fe. An invention for manufacturing a shaft is described. By using cast steel, it is possible to reduce the weight of cast iron.

特開昭61−284550号公報JP-A-61-284550

特許文献1に記載された鋳鋼を用いて中空クランクシャフトを製造する場合には、鋳込み後に切削等の機械加工を行って軸部の中空化を図ることとなる。しかしながら、上述したように、特許文献1により開示された発明は、中実のクランクシャフトを対象とするものであって中空のクランクシャフトを対象とするものではない。このため、この発明では
その被削性を何ら考慮していない。
When a hollow crankshaft is manufactured using the cast steel described in Patent Document 1, the shaft portion is hollowed by performing machining such as cutting after casting. However, as described above, the invention disclosed in Patent Document 1 is intended for a solid crankshaft and not a hollow crankshaft. For this reason, this invention does not consider the machinability at all.

本発明者らの検討結果によれば、特許文献1により開示された鋳鋼は、鋳鉄と同等なレベルのハイスドリル加工性を有していないため、特許文献1に記載された鋳鋼を用いて中空クランクシャフトを製造することはできない。   According to the examination results of the present inventors, the cast steel disclosed in Patent Document 1 does not have a high-speed drilling workability equivalent to that of cast iron. Therefore, a hollow crank using the cast steel described in Patent Document 1 is used. A shaft cannot be manufactured.

本発明は、鍛鋼と同等レベルの強度を有するとともに、鋳鉄と同等レベルの被削性を有することから、中空クランクシャフト用として好適に用いられるクランクシャフト用鋳鋼を提供することである。   The present invention provides a crankshaft cast steel that is suitably used for a hollow crankshaft because it has the same level of strength as forged steel and the same level of machinability as cast iron.

本発明は、C:0.3〜0.6%、Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜2.0%、Cr:0.05〜2.0%、P:0.03%以下、S:0.05〜0.5%、N:0.003〜0.02%、Al:0.001〜0.2%、残部Fe及び不可避的不純物からなる組成を有するクランクシャフト用鋳鋼である。   In the present invention, C: 0.3-0.6%, Si: 0.1-2.0%, Mn: 0.1-2.0%, Cr: 0.05-2.0%, P: 0.03% or less, S: 0.05 to 0.5%, N: 0.003 to 0.02%, Al: 0.001 to 0.2%, balance Fe and inevitable impurities are included. Crankshaft cast steel.

この本発明に係るクランクシャフト用鋳鋼では、(i)B:0.0003〜0.0030%、及び/又は、Ti:0.003〜0.2%、(ii)Nb:0.01〜0.10%、及び/又は、V:0.01〜0.20%、又は(iii)Ca:0.0005〜0.02%を含有することが望ましい。   In the crankshaft cast steel according to the present invention, (i) B: 0.0003 to 0.0030% and / or Ti: 0.003 to 0.2%, (ii) Nb: 0.01 to 0 It is desirable to contain 10% and / or V: 0.01 to 0.20%, or (iii) Ca: 0.0005 to 0.02%.

これらの本発明に係るクランクシャフト用鋳鋼において「鋳鋼」とは、溶製後に鍛造を行われることなく鋳造を行われ、必要に応じてさらに適宜機械加工を行われて製造される製品に供されるFe−C系合金を意味する。   In these cast steels for crankshafts according to the present invention, “cast steel” refers to a product that is cast without being forged after melting and further machined as necessary. Fe-C based alloy.

本発明により、鍛鋼と同等レベルの強度を有するとともに、鋳鉄と同等レベルの被削性を有することから、例えば中空クランクシャフト用といった複雑な形状の部材用として好適に用いられるクランクシャフト用鋳鋼を提供できた。   According to the present invention, there is provided a crankshaft cast steel that is suitably used for a member having a complicated shape, for example, for a hollow crankshaft, because it has the same level of strength as forged steel and the same level of machinability as cast iron. did it.

以下、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
まず、本実施の形態で用いるクランクシャフト用鋳鋼の組成を限定する理由を説明する。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail.
First, the reason why the composition of the crankshaft cast steel used in the present embodiment is limited will be described.

C:0.3%以上0.6%以下
C含有量が0.3%未満であると、高周波焼入れ後の表面硬さが低下し、所望の強度を確保することができない。一方、0.6%を超えると、強度及び硬さは増加するものの被削性が低下する。そこで、本発明では、C含有量は0.3%以上0.6%以下と限定する。同様の観点からC含有量の下限は0.32%であることが望ましく、上限は0.50%であることが望ましい。
C: 0.3% or more and 0.6% or less When the C content is less than 0.3%, the surface hardness after induction hardening is lowered, and a desired strength cannot be ensured. On the other hand, if it exceeds 0.6%, the machinability is lowered although the strength and hardness are increased. Therefore, in the present invention, the C content is limited to 0.3% to 0.6%. From the same viewpoint, the lower limit of the C content is preferably 0.32%, and the upper limit is preferably 0.50%.

Si:0.1%以上2.0%以下
0.1%以上含有することにより溶製時に脱酸剤として作用するとともに、軟質なフェライト相を硬くし、疲労強度の向上に有効であり、鋳造性も向上する。しかし、2.0%を超えると、靱性が低下する。そこで、本発明では、Si含有量は0.1%以上2.0%以下と限定する。同様の観点からSi含有量の下限は0.3%であることが望ましく、上限は1.5%であることが望ましい。
Si: 0.1% or more and 2.0% or less By containing 0.1% or more, it acts as a deoxidizer during melting, hardens the soft ferrite phase, and is effective in improving fatigue strength. Also improves. However, if it exceeds 2.0%, the toughness decreases. Therefore, in the present invention, the Si content is limited to 0.1% to 2.0%. From the same viewpoint, the lower limit of the Si content is desirably 0.3%, and the upper limit is desirably 1.5%.

Mn:0.1%以上2.0%以下
0.1%以上含有することにより強度及び靱性を高め、焼入れ性を向上してCの共析濃度を上げて初析フェライトの析出を抑制する。しかし、2.0%超含有すると、ベイナイト組織の生成を招いて耐摩耗性、被削性に悪影響を及ぼすこととなり、特にMn含有量が2.0%を超えると耐摩耗性及び被削性の低下が著しくなる。そこで、本発明では、Mn含有量は0.1%以上2.0%以下と限定する。同様の観点からMn含有量の下限は0.5%であることが望ましく、上限は1.6%であることが望ましい。
Mn: 0.1% or more and 2.0% or less 0.1% or more increases strength and toughness, improves hardenability, raises the eutectoid concentration of C, and suppresses precipitation of proeutectoid ferrite. However, if the content exceeds 2.0%, the formation of a bainite structure is caused, and the wear resistance and machinability are adversely affected. Particularly, when the Mn content exceeds 2.0%, the wear resistance and machinability are affected. The reduction of the becomes remarkable. Therefore, in the present invention, the Mn content is limited to 0.1% to 2.0%. From the same viewpoint, the lower limit of the Mn content is desirably 0.5%, and the upper limit is desirably 1.6%.

Cr:0.05%以上2.0%以下
Crは、0.05%以上含有することによりフェライト率の低減、及びAcとAcの変態点の間隔を狭め、マルテンサイト粒界へのベイナイト析出、未固溶フェライトの残存がなくなることにより均一なマルテンサイトを得ることが可能となる。しかし、Cr含有量が2.0%を超えると、ベイナイトの生成を招き、耐摩耗性及び被削性に悪影響を及ぼし、特にその含有量が2.0%を超えると、耐摩耗性及び被削性の低下が著しくなる。そこで、本発明では、Cr含有量は0.05%以上2.0%以下と限定する。同様の観点からCr含有量の下限は0.05%であることが望ましく、上限は1.2%であることが望ましい。
Cr: 0.05% or more and 2.0% or less Cr is contained in an amount of 0.05% or more, thereby reducing the ferrite ratio and narrowing the interval between transformation points of Ac 1 and Ac 3 to bainite to the martensite grain boundary. Uniform martensite can be obtained by eliminating the precipitation and remaining of the undissolved ferrite. However, if the Cr content exceeds 2.0%, the formation of bainite is caused, which adversely affects the wear resistance and machinability. In particular, if the content exceeds 2.0%, the wear resistance and coverage are deteriorated. The machinability is significantly reduced. Therefore, in the present invention, the Cr content is limited to 0.05% to 2.0%. From the same viewpoint, the lower limit of the Cr content is desirably 0.05%, and the upper limit is desirably 1.2%.

S:0.05以上0.5%以下
Sは、0.05%以上含有することにより硫化物として析出して被削性を改善する。しかし、S含有量が0.5%を超えると、鋳造性が低下する。そこで、本発明では、S含有量は0.05%以上0.5%以下と限定する。同様の観点からS含有量の下限は0.05%であることが望ましく、上限は0.2%であることが望ましい。
S: 0.05% or more and 0.5% or less S contains 0.05% or more, so that it precipitates as a sulfide and improves machinability. However, if the S content exceeds 0.5%, the castability deteriorates. Therefore, in the present invention, the S content is limited to 0.05% to 0.5%. From the same viewpoint, the lower limit of the S content is desirably 0.05%, and the upper limit is desirably 0.2%.

N:0.003%以上0.02%以下
Nは、0.003%以上含有することによりAlN等の炭窒化物を析出して高周波加熱時のオーステナイト結晶粒を微細化する作用がある。しかし、N含有量が0.02%を超えると、粒界に固溶Nが多量に存在し、さらにBNを形成し固溶Bの減少を招き、逆に粒界強度が低下し、遅れ破壊が発生し易くなる。そこで、本発明では、N含有量は0.003%以上0.02%以下と限定する。同様の観点からN含有量の下限は0.005%であることが望ましく、上限は0.01%であることが望ましい。
N: 0.003% or more and 0.02% or less N is contained in an amount of 0.003% or more, thereby precipitating a carbonitride such as AlN to refine the austenite crystal grains during high-frequency heating. However, if the N content exceeds 0.02%, a large amount of solid solution N is present at the grain boundary, and further BN is formed, resulting in a decrease in solid solution B. Conversely, the grain boundary strength is lowered and delayed fracture occurs. Is likely to occur. Therefore, in the present invention, the N content is limited to 0.003% or more and 0.02% or less. From the same viewpoint, the lower limit of the N content is preferably 0.005%, and the upper limit is preferably 0.01%.

Al:0.001%以上0.2%以下
Alは、0.001%以上含有することにより、脱酸元素及び結晶粒微細化元素として添加する。また、鋼中でNと結合してAlNとなるが、固溶Nを完全に固定し、BN析出防止のために添加する。Al含有量が0.001%未満ではかかる効果は不充分であり、一方0.2%を超えるとかかる効果は飽和し、むしろ靱性が低下する。そこで、本発明では、Al含有量は0.001%以上0.2%以下と限定する。同様の観点からAl含有量の下限は0.002%であることが望ましく、上限は0.1%であることが望ましい。
Al: 0.001% or more and 0.2% or less Al is added as a deoxidizing element and a crystal grain refining element by containing 0.001% or more. Moreover, although it couple | bonds with N in steel and turns into AlN, solid solution N is fixed completely and added for BN precipitation prevention. If the Al content is less than 0.001%, such an effect is insufficient. On the other hand, if it exceeds 0.2%, the effect is saturated and the toughness is rather lowered. Therefore, in the present invention, the Al content is limited to 0.001% or more and 0.2% or less. From the same viewpoint, the lower limit of the Al content is desirably 0.002%, and the upper limit is desirably 0.1%.

以下任意添加元素についても説明する。
B:0.0003%以上0.0030%以下、及び/又は、Ti:0.003%以上0.2%以下
Bは0.0003%以上含有することにより、高周波焼入れなどにより表面の強度を上昇する際に懸念される耐遅れ破壊性の向上に有効である。Bは固溶状態でオーステナイト粒界に偏析し易く、P、Cu等の脆化元素を粒界から排除し粒界強度を増加させる。しかし、0.0030%を超えると、逆に粒界強度の低下を招く。そこで、Bを添加する場合には、その含有量は0.0003%以上0.0030%以下と限定することが望ましい。
The optional additive elements will be described below.
B: 0.0003% or more and 0.0030% or less, and / or Ti: 0.003% or more and 0.2% or less B is contained by 0.0003% or more, thereby increasing the strength of the surface by induction hardening or the like. This is effective in improving delayed fracture resistance, which is a concern when B is easily segregated at the austenite grain boundary in a solid solution state, and embrittles elements such as P and Cu are excluded from the grain boundary to increase the grain boundary strength. However, if it exceeds 0.0030%, the grain boundary strength is conversely reduced. Therefore, when B is added, its content is desirably limited to 0.0003% or more and 0.0030% or less.

一方、Tiは、鋼中にあっては疲労強度の向上作用を奏する。また、BはNと結合して炭窒化物を析出させ、固溶Nを完全に固定し、BN析出防止に効果的である。このような観点から、TiはBと複合添加することが望ましく、その際の含有量は0.003%以上0.2%以下とすることが望ましい。   On the other hand, Ti has an effect of improving fatigue strength in steel. B binds to N to precipitate carbonitride, completely fixes the solid solution N, and is effective in preventing BN precipitation. From such a viewpoint, Ti is preferably added in combination with B, and the content at that time is preferably 0.003% to 0.2%.

Nb:0.01%以上0.10%以下、及び/又は、V:0.01〜0.20%
Nb及びVは、いずれも、鋼中にあっては疲労強度の向上に寄与し、母材強度の向上に寄与する。そこで、Nbを添加する場合にはその含有量は0.01%以上0.10%以下と限定することが望ましく、Vを添加する場合にはその含有量は0.01%以上0.20%以下と限定することが望ましい。
Nb: 0.01% or more and 0.10% or less, and / or V: 0.01-0.20%
Nb and V both contribute to improvement of fatigue strength in steel and contribute to improvement of base material strength. Therefore, when Nb is added, its content is preferably limited to 0.01% or more and 0.10% or less, and when V is added, its content is 0.01% or more and 0.20%. It is desirable to limit to the following.

Ca:0.0005%以上0.02%以下
Caは0.0005%以上含有することにより被削性が向上する。しかし、Ca含有量が0.02%を超えると、このような効果は飽和し、コストが嵩むだけとなる。そこで、Caを添加する場合にはその含有量は0.0005%以上0.02%以下と限定することが望ましい。
Ca: 0.0005% or more and 0.02% or less When the Ca content is 0.0005% or more, the machinability is improved. However, when the Ca content exceeds 0.02%, such an effect is saturated and only the cost increases. Therefore, when Ca is added, its content is desirably limited to 0.0005% or more and 0.02% or less.

上記以外の残部は、Fe及び不可避的不純物である。不可避的不純物としては、P:0.03%以下を例示することができる。P含有量が0.03%を超えると、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、遅れ破壊が発生し易くなる。そこで、P含有量は0.03%以下であることが望ましい。   The balance other than the above is Fe and inevitable impurities. As an inevitable impurity, P: 0.03% or less can be illustrated. If the P content exceeds 0.03%, grain boundary segregation occurs at the austenite grain boundaries, the grain boundary strength is lowered, and delayed fracture tends to occur. Therefore, the P content is desirably 0.03% or less.

以上の組成を有する本実施の形態のクランクシャフト用鋳鋼は、熱間鍛造品よりも鋳鉄並に複雑な形状に対応することができるばかりではなく、鋳鉄に比較すると疲労強度あるいはヤング率が高い。   The crankshaft cast steel according to the present embodiment having the above composition not only can cope with a complex shape similar to cast iron, but also has higher fatigue strength or Young's modulus than cast iron.

また、被削性に関しても、これまで熱間鍛造で割れ発生の原因とされるMnSを抑制する必要がないために、多量にSを添加して被削性を確保できる。また、鍛鋼の場合にはMnSが伸びて研削割れ発生の起点となり易いが、鋳造品では研削割れが発生し難い。   Further, regarding machinability, since it is not necessary to suppress MnS, which has been a cause of cracking in hot forging, machinability can be ensured by adding a large amount of S. Further, in the case of forged steel, MnS is elongated and tends to be a starting point for occurrence of grinding cracks, but in the cast product, grinding cracks are hardly generated.

このため、本実施の形態のクランクシャフト用鋳鋼は、鍛鋼と同等レベルの強度を有するとともに、鋳鉄と同等レベルの被削性を有することから、例えば中空クランクシャフト用といった複雑な形状の部材用として好適に用いることができる。   For this reason, since the cast steel for crankshaft of this embodiment has the same level of strength as forged steel and has the same level of machinability as cast iron, for example, for a member having a complicated shape such as for a hollow crankshaft. It can be used suitably.

このため、本実施の形態のクランクシャフト用鋳鋼からなるクランクシャフトは、中空化しても、高強度を維持できるとともに中空化のための機械加工の際に優れた被削性を発揮することができる。このため、本実施の形態のクランクシャフト用鋳鋼は、エンジンの軽量化及び低燃費化に大きく寄与することができる。   For this reason, even if the crankshaft made of cast steel for crankshaft of the present embodiment is hollow, it can maintain high strength and can exhibit excellent machinability during machining for hollowing. . For this reason, the crankshaft cast steel of the present embodiment can greatly contribute to reducing the weight and fuel consumption of the engine.

さらに、本発明を実施例を参照しながらより具体的に説明する。
表1に示す化学組成を有する鋼材を150kgの真空誘導加熱炉で溶製し、鍛鋼の場合は、直径210mmのインゴットに鋳造し、鋳鋼ならびに鋳鉄の場合は直径65mmのインゴットに鋳造した。
Furthermore, the present invention will be described more specifically with reference to examples.
A steel material having the chemical composition shown in Table 1 was melted in a 150 kg vacuum induction heating furnace, cast into a 210 mm diameter ingot in the case of forged steel, and cast into an ingot with a diameter of 65 mm in the case of cast steel and cast iron.

鍛鋼については上記のインゴットを1250℃に加熱した後、熱間鍛造を行って65mmの丸棒に鍛伸した。なお、鍛造仕上温度は1075℃とし、熱間鍛造後は室温まで大気放冷した。また、鋳鉄及び鋳鋼は、850℃、1時間焼準し、放冷して供試鋼とした。   About forged steel, after heating said ingot to 1250 degreeC, it hot-forged and forged into the 65-mm round bar. The forging finishing temperature was 1075 ° C., and after hot forging, the forging was allowed to cool to room temperature. Moreover, cast iron and cast steel were normalized at 850 ° C. for 1 hour, allowed to cool, and used as test steels.

そして、以下に示す試験方法で、疲労強度、被削性試験(超硬ドリル、ハイスドリル)、及び研削試験を行った。結果を表1にまとめて示す。   Then, fatigue strength, machinability test (carbide drill, high-speed drill), and grinding test were performed by the following test methods. The results are summarized in Table 1.

[疲労強度]
小野式回転曲げ疲労試験(平滑)を行って、疲労強度を測定した。300MPa超を合格とした。
[Fatigue strength]
The Ono type rotating bending fatigue test (smooth) was performed to measure the fatigue strength. More than 300 MPa was accepted.

[被削性試験(超硬ドリル)]
直径6mmの超硬ドリルで、切削速度100m/分、送り速度0.15mm/rev、深さ100mmで、合成エステルからなる潤滑材(5cc/Hr)をもちいながら深さ200mmまで安定して穿孔することができるか否かを判定した。
[Machinability test (Carbide drill)]
A 6 mm diameter carbide drill with a cutting speed of 100 m / min, a feed rate of 0.15 mm / rev, and a depth of 100 mm, and stably drilling to a depth of 200 mm using a synthetic ester lubricant (5 cc / Hr). It was determined whether or not it was possible.

[被削性試験(ハイスドリル)]
直径6mmのハイスドリルで、切削速度18.5m/分、送り速度0.15mm/rev、深さ50mmで、水溶性クーラントからなる潤滑材(20L/min)をもちいながら深さ100mmまで穿孔した後の工具摩耗を測定した。そして、摩耗量が30μm未満を合格とした。
[Machinability test (high-speed drill)]
After drilling to a depth of 100 mm using a high-speed drill with a diameter of 6 mm at a cutting speed of 18.5 m / min, a feed rate of 0.15 mm / rev and a depth of 50 mm, using a lubricant (20 L / min) made of water-soluble coolant. Tool wear was measured. And the amount of wear was less than 30 μm as acceptable.

[研削試験]
上述した直径65mmの丸棒に、通常の方法で旋削加工を行い、外径60mm、内径24mm、高さ15mmのリングを作製し、Hv≧450の深さが3mmとなるように高周波焼入れを施し、以下の条件で研削を行って、研削割れの有無を確認した。
[Grinding test]
The above-mentioned 65 mm diameter round bar is turned by a normal method to produce a ring with an outer diameter of 60 mm, an inner diameter of 24 mm and a height of 15 mm, and induction hardening so that the depth of Hv ≧ 450 is 3 mm. Grinding was performed under the following conditions to check for the presence of grinding cracks.

(研削条件)
砥石(80A 80N 8V 201、寸法:外径405mm、幅25mm、穴径152.4mm)
湿式プランジ研削方式、砥石周速60m/s(ワーク0.2m/s)、送り2.0mm/s、切込み速度0.5mm/min、取りしろ直径0.2mm/1カット
(Grinding conditions)
Whetstone (80A 80N 8V 201, dimensions: outer diameter 405mm, width 25mm, hole diameter 152.4mm)
Wet plunge grinding method, grinding wheel peripheral speed 60m / s (workpiece 0.2m / s), feed 2.0mm / s, cutting speed 0.5mm / min, margin diameter 0.2mm / 1 cut

Figure 0004135665
Figure 0004135665

表1におけるNo.A〜Jは、本発明で規定する組成を満足する鋳鋼により製造した本発明例であるが、いずれも、疲労強度300MPa超、研削割れ無、ハイス摩耗量30μm未満、超硬寿命200mmmの目標を全て満足しており、中空化しても、高強度を維持できるとともに中空化のための機械加工の際に優れた被削性を発揮することがわかる。   No. in Table 1 A to J are examples of the present invention manufactured by cast steel satisfying the composition specified in the present invention, all of which have the targets of fatigue strength of more than 300 MPa, no grinding crack, less than 30 μm of high-speed wear, and carbide life of 200 mm. All are satisfied, and it can be seen that even when hollowed, high strength can be maintained and excellent machinability is exhibited during machining for hollowing.

これに対し、表1におけるNo.1は、鋳鉄であるために疲労強度が足りなかった。
No.2は、鍛鋼であるとともに、S含有量が本発明の下限を下回っているため、超硬寿命、ハイス摩耗量及び研削割れがいずれも不芳な値となった。
In contrast, No. 1 in Table 1 was obtained. Since No. 1 was cast iron, fatigue strength was insufficient.
No. No. 2 is forged steel, and since the S content is below the lower limit of the present invention, the carbide life, the amount of high-speed wear, and the grinding cracks all became unsatisfactory.

No.3は、鍛鋼であるとともに、C含有量は本発明の範囲の上限を上回っているとともにS含有量が本発明の下限を下回っているため、超硬寿命、ハイス摩耗量及び研削割れがいずれも不芳な値となった。   No. 3 is forged steel, and since the C content exceeds the upper limit of the range of the present invention and the S content is lower than the lower limit of the present invention, the carbide life, the high-speed wear amount and the grinding crack are all. The value was unsatisfactory.

No.4は、鍛鋼であるために、研削割れが不芳な値となった。
No.5は、S含有量が本発明の範囲の下限を下回っているため、超硬寿命及びハイス摩耗量ともに不芳な値となった。
No. Since No. 4 is forged steel, grinding cracks were unsatisfactory.
No. Since the S content was below the lower limit of the range of the present invention, both the cemented carbide life and the high speed wear amount were unsatisfactory.

No.6は、C含有量が本発明の範囲の上限を上回っているため、超硬寿命、ハイス摩耗量及び研削割れがいずれも不芳な値となった。
No.7は、C含有量が下限を下回っているため疲労強度が低下した。
No. No. 6, since the C content exceeded the upper limit of the range of the present invention, the cemented carbide life, the high-speed wear amount, and the grinding crack were all unsatisfactory.
No. In No. 7, the fatigue strength decreased because the C content was below the lower limit.

No.8は、N含有量が本発明の範囲の上限を上回っているため、ハイス摩耗量及び研削割れが不芳であった。
さらに、No.9は、P含有量が本発明の範囲の上限を上回っているため、研削割れを生じた。
No. In No. 8, since the N content exceeded the upper limit of the range of the present invention, the amount of high-speed wear and grinding cracks were unsatisfactory.
Furthermore, no. No. 9 caused grinding cracks because the P content exceeded the upper limit of the range of the present invention.

Claims (4)

質量%で、C:0.3〜0.6%、Si:0.1〜2.0%、Mn:0.1〜2.0%、Cr:0.05〜2.0%、P:0.03%以下、S:0.05〜0.5%、N:0.003〜0.02%、Al:0.001〜0.2%、残部Fe及び不可避的不純物からなる組成を有するクランクシャフト用鋳鋼。   In mass%, C: 0.3-0.6%, Si: 0.1-2.0%, Mn: 0.1-2.0%, Cr: 0.05-2.0%, P: 0.03% or less, S: 0.05 to 0.5%, N: 0.003 to 0.02%, Al: 0.001 to 0.2%, balance Fe and inevitable impurities are included. Cast steel for crankshaft. さらに、質量%で、B:0.0003〜0.0030%、及び/又は、Ti:0.003〜0.2%を含有する請求項1に記載されたクランクシャフト用鋳鋼。   Furthermore, the cast steel for crankshafts described in Claim 1 which contains B: 0.0003-0.0030% and / or Ti: 0.003-0.2% by mass%. さらに、質量%で、Nb:0.01〜0.10%、及び/又は、V:0.01〜0.20%を含有する請求項1又は請求項2に記載されたクランクシャフト用鋳鋼。   Furthermore, the cast steel for crankshafts of Claim 1 or Claim 2 which contains Nb: 0.01-0.10% and / or V: 0.01-0.20% by the mass%. さらに、質量%で、Ca:0.0005〜0.02%を含有する請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載されたクランクシャフト用鋳鋼。   Furthermore, the cast steel for crankshafts described in any one of Claim 1- Claim 3 which contains Ca: 0.0005-0.02% by mass%.
JP2004080777A 2004-03-19 2004-03-19 Crankshaft cast steel Expired - Fee Related JP4135665B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004080777A JP4135665B2 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Crankshaft cast steel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004080777A JP4135665B2 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Crankshaft cast steel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005264265A JP2005264265A (en) 2005-09-29
JP4135665B2 true JP4135665B2 (en) 2008-08-20

Family

ID=35089119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004080777A Expired - Fee Related JP4135665B2 (en) 2004-03-19 2004-03-19 Crankshaft cast steel

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4135665B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106636922A (en) * 2016-12-28 2017-05-10 内蒙古包钢钢联股份有限公司 Steel for high-strength microalloying wear-resistant ball material and production method of steel

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5370281B2 (en) * 2010-06-16 2013-12-18 新日鐵住金株式会社 Forged crankshaft
JP5392207B2 (en) 2010-08-31 2014-01-22 新日鐵住金株式会社 Induction hardening steel and crankshaft manufactured using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106636922A (en) * 2016-12-28 2017-05-10 内蒙古包钢钢联股份有限公司 Steel for high-strength microalloying wear-resistant ball material and production method of steel

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005264265A (en) 2005-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5079788B2 (en) Non-tempered steel for martensitic hot forging and hot-forged non-tempered steel parts
JP5655366B2 (en) Bainite steel
JP4773118B2 (en) Crankshaft with excellent bending fatigue strength
JP4257539B2 (en) Non-tempered steel for soft nitriding
JP6620490B2 (en) Age-hardening steel
US7387691B2 (en) Hot forged non-heat treated steel for induction hardening
JP5237696B2 (en) Steel for machine structure
JP4396561B2 (en) Induction hardening steel
JP2006206934A (en) High proof stress ratio non-heat-treated steel
JP6477382B2 (en) Free-cutting steel
JP4135665B2 (en) Crankshaft cast steel
JP4983291B2 (en) Steel
JP4752800B2 (en) Non-tempered steel
JP3988661B2 (en) Non-tempered steel
JP6390685B2 (en) Non-tempered steel and method for producing the same
JP5141313B2 (en) Steel material with excellent black skin peripheral turning and torsional strength
JP4450217B2 (en) Non-tempered steel for soft nitriding
JP3988662B2 (en) Non-tempered steel
JP6825605B2 (en) Carburizing member
JP3988663B2 (en) Non-tempered steel
JP4526440B2 (en) Soft nitriding steel and soft nitriding parts
CN107532252B (en) Case hardening steel
JP4292375B2 (en) Non-heat treated steel for cracking connecting rod
JP6662107B2 (en) Non-tempered steel for hot forging and automotive parts
JP3320958B2 (en) Steel for mechanical structure excellent in machinability and resistance to fire cracking and method for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060420

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080430

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080513

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20080526

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4135665

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 5

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 5

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 5

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees