JP4822179B2 - 高強度座金の製造方法 - Google Patents

高強度座金の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4822179B2
JP4822179B2 JP2005298318A JP2005298318A JP4822179B2 JP 4822179 B2 JP4822179 B2 JP 4822179B2 JP 2005298318 A JP2005298318 A JP 2005298318A JP 2005298318 A JP2005298318 A JP 2005298318A JP 4822179 B2 JP4822179 B2 JP 4822179B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
washer
stainless steel
nuts
bolts
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.)
Active
Application number
JP2005298318A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007105752A (ja
Inventor
重信 濱中
学 香月
Original Assignee
濱中ナット株式会社
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 濱中ナット株式会社 filed Critical 濱中ナット株式会社
Priority to JP2005298318A priority Critical patent/JP4822179B2/ja
Publication of JP2007105752A publication Critical patent/JP2007105752A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4822179B2 publication Critical patent/JP4822179B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Bolts, Nuts, And Washers (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

本発明は高強度座金の製造方法に関し、特にボルト・ナットの繰り返し締付け作業を行っても座面の平行度を維持することができるようにした座金の製造方法に関する。
化学プラントの配管の締付けや圧力容器のフランジの締付けあるいは理化学機器の締付けなど、耐食性を必要とする特殊な用途には鋼製構造物用の締結部品のなかでも、耐食性に優れたステンレス鋼製のボルト、ナット、座金が用いられることが多い（特許文献１、特許文献２）。
特開平０６−２１２２６７号公報 特開平０７−１３８７０６号公報
しかし、ステンレス鋼製の締結部品はボルト・ナットのねじの噛み合い面でかじりや焼付きが発生しやすく、最悪の場合には締結部品の使命とも言えるボルトの取外しができなくなることがあった。
本件発明者らはボルト・ナットのねじの噛み合い面におけるかじりや焼付きの現象について鋭意研究したところ、ステンレス鋼製のボルト・ナットのかじりや焼付きがボルト・ナットの座面の平行度に依存し、平行度が悪くなると、かじりや焼付きが発生しやすいことに着目するに至った。
本発明はかかる点に着目し、ボルト・ナットに対して繰返し締付け作業を行っても座面の平行度を維持できるようにした高強度座金の製造方法を提供することを課題とする。
そこで、本発明に係る高強度座金の製造方法は、ステンレス鋼製のボルト及びナットとともに使用される平座金を製造するにあたり、オーステナイト系ステンレス鋼製の鋼板を素材として用い、圧延後の鋼板が座金外径の６％以上１４％以下の範囲内の厚さになるような圧延率範囲で、かつ圧延後の鋼板がビッカース硬さＨｖ２００以上Ｈｖ４００以下の範囲内の硬度となるような圧延率範囲から選ばれる圧延率で上記素材鋼板を冷間圧延した後、この圧延後の鋼板に冷間打抜き加工を行って平座金を製造するようにしたことを特徴とする。
ところで、ボルト・ナットを締付けた場合、ナットに加えた締付トルクＴとボルトに発生する締付力Ｆとの間には次の関係がある。
Ｔ＝ＫＦｄ
但し、Ｋ：トルク係数、ｄ：ボルトの呼び径である。また、締付けの理論から、トルク係数Ｋは次式で与えられる。
Figure 0004822179
但し、ｄ2：ねじ部の有効径、ρ：ねじ部の相当摩擦角、β：ねじ部のリード角、ｄw：ナット座面の平均摩擦直径、μw：ナット座面の摩擦係数である。上式から、トルク係数Ｋはねじ面およびナット座面の表面性状、潤滑条件によって影響を受けるということが分かる。
また、炭素鋼や合金鋼製のボルト・ナット（以下、単に「鋼製ボルト・ナット」という）とステンレス鋼製のボルト・ナットに対してトルク試験を行い、得られたトルク係数を比較すると、次のような相違が認められる。
１．鋼製ボルト・ナットではトルク係数が０．１５〜０．２３の範囲内にあるのに対し、ステンレス鋼製ボルト・ナットではトルク係数が０．３０〜０．４５の範囲内にあってかなり大きな値を示し、しかもばらつきも大きくなる傾向がある。
２．締付け作業を繰り返す場合、市販の座金を使用すると、ステンレス鋼製ボルト・ナットでは繰返し回数の増加に伴ってトルク係数が増加する傾向があるのに対し、鋼製ボルト・ナットでは締付けの繰返し回数が増加するに伴ってトルク係数はむしろ安定し、わずかに減少傾向を示す。
従って、ステンレス鋼製のボルト・ナットのかじりや焼付きは以下のことが原因になっており、ボルトの締付力によって座金が変形し、ボルト・ナットの座面の平行度が低下した場合にかじりや焼付きが発生しやすいと考えられる。
１．ステンレス鋼製のボルト・ナットはトルク係数が大きく、つまり摩擦係数が大きいため、ねじの噛み合い面における摺動抵抗が大きい。
２．ステンレス鋼の熱伝達率は炭素鋼や合金鋼の３分の１以下と小さく、ねじの噛み合い面で発生した熱が逃げにくく、局部的に高温になりやすい。
３．ステンレス鋼の熱膨張係数が炭素鋼や合金鋼の熱膨張係数の１．５倍と大きいため、ねじ山の膨張が大きくなる。
従来、ステンレス鋼製のボルト・ナットと共に使用されるステンレス鋼製の座金では材料の入手の容易さや製造の低コスト化の観点などから、ステンレス鋼製の座金を改良し、かじりや焼付きを改善するという考え方はなかった。その為、市販のステンレス鋼製の座金ではステンレス鋼板や鋼帯の入手の容易性、打抜き加工性を優先して製造されてきた。さらに市販のステンレス鋼製の座金ではＪＩＳ Ｇ ４３０５のステンレス鋼板（ＳＵＳ４０３）を打ち抜きしたままで使用しているので、硬度もビッカース硬さでＨｖ１９２以下であった。
これに対し、本発明ではオーステナイト系ステンレス鋼板を素材とし、圧延後の鋼板が座金外径の６％以上１４％以下の範囲内の厚さとなり、しかもビッカース硬さＨｖ２００以上Ｈｖ４００以下の範囲内の硬度となるように素材鋼板を圧延するようにしているので、座金の剛性がアップし、ボルトの締付軸力によって座金が変形し難くなるので、ボルト・ナットの座面の平行度を維持し、かじりや焼付きの発生を抑制できる。
以上のことから、ステンレス鋼製のボルト・ナットにおいてかじりや焼付きの発生し易さはトルク試験によるトルク係数の絶対値及びばらつきから評価することができる。
オーステナイト系ステンレス鋼には各種の組成のものを用いることができるが、本件発
明者らの試験によれば、ＳＵＳ３０４（Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍ
ｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：８．００〜
１０．５０％、Ｃｒ：１８．００〜２０．００％）及びＳＵＳ３１６（Ｃ：０．０８％以
下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４５％以下、Ｓ：０．０
３０％以下、Ｎｉ：１０．００〜１４．００％、Ｃｒ：１６．００〜１８．００％、Ｍｏ
：２．００〜３．００％）が特に優れた効果を奏することが確認された。
冷間圧延率は圧延後の鋼板の前述の範囲内のビッカース硬さ及び厚さが得られる圧延率を選択するが、各種鋼板に対して試験的に圧延を行って圧延率を決定するのがよい。
冷間打抜き加工は従来の製造方法と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
以下、本発明を具体例に基づいて詳細に説明する。
ＪＩＳ Ｇ ４３０５（１９９９）に規定するＳＵＳ３０４の４ｍｍ板厚の冷延ステンレス鋼帯（鋼板）を素材とし、このステンレス鋼帯を３ｍｍの厚さに冷間圧延したところ、冷間圧延時の加工硬化によりビッカース硬さがＨｖ２００〜Ｈｖ４００の範囲内の硬度が得られた。この圧延した鋼帯を冷間で打抜き加工し、ＪＩＳ Ｂ １２５６（１９６３ ）の平座金に規定するサイズＭ１６（外径３２ｍｍ＋０，−０．６ｍｍ、内径１７ｍｍ＋０．３ｍｍ，−０）のみがき丸座金を製造した。３ｍｍの板厚は座金外径３２ｍｍの９．３％に相当する。
実施例１で得られた丸座金に３沸化エチレンテロマー（３沸化エチレン樹脂）を主成分とした乾燥潤滑被覆剤を塗布し、潤滑処理を行った。
Ｍ１６×７０のステンレス鋼製ボルトとＭ１６のステンレス鋼製のナットに実施例１の高強度座金と市販の座金を用いてステンレス鋼製の締付部品セットを作り、締付けた後緩める作業を５回繰返し、トルク係数（ＪＩＳ Ｂ １１８６）を比較した。
その結果を図１ないし図３に示す。ここで、図１は締付けトルク０〜８ｋｇｆ・ｍ間の平均トルク係数を、図２は締付けトルク０〜１６ｋｇｆ・ｍ間の平均トルク係数を、図３は締付けトルク０〜２４ｋｇｆ・ｍ間の平均トルク係数を示す。市販の座金では締付け作業の繰返し回数の増加に応じてトルク係数は０．３２から０．５２まで上昇するが、本例の座金（図では試作座金と表示している）では繰返し回数によるトルク係数の増加は認められず、安定な傾向を示す。また、本例の座金も市販の座金と同様に、一旦取り外した後は繰り返し回数の増加に伴ってトルク係数は増加する。
また、締付部品セットを組立て、座金の変形の有無を調べた。市販の座金では締付け応力によって座金が変形した。これに対し、剛性のある本例の座金ではほとんど変形が起こらなかった。
実施例２の座金を実施例１の座金と比較した。その結果を図４に示す。実施例２の座金ではトルク係数のバラツキが標準偏差で０．０４５から０．０２０に大幅に改善されていることが分かる。
実施例１における締付けトルク０〜８ｋｇｆ・ｍ間の平均トルク係数の変化を示す図である。 実施例１における締付けトルク０〜１６ｋｇｆ・ｍ間の平均トルク係数の変化を示す図である。 実施例１における締付けトルク０〜２４ｋｇｆ・ｍ間の平均トルク係数の変化を示す図である。 実施例２及び実施例１におけるトルク係数のばらつきを示す図である。

Claims (3)

  1. ステンレス鋼製のボルト及びナットとともに使用される平座金を製造するにあたり、
    Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４５
    ％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：８．００〜１０．５０％、Ｃｒ：１８．００〜２
    ０．００％であり、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス
    鋼製の鋼板を素材として用い、圧延後の鋼板が座金外径の６％以上１４％以下の範囲内の
    厚さになるような圧延率範囲で、かつ圧延後の鋼板がビッカース硬さＨｖ２００以上Ｈｖ
    ４００以下の範囲内の硬度となるような圧延率範囲から選ばれる圧延率で上記素材鋼板を
    冷間圧延した後、この圧延後の鋼板に冷間打抜き加工を行って、ボルト・ナットの繰り返
    し締め付け時におけるトルク係数値が一定した平座金を製造するようにしたことを特徴と
    する高強度座金の製造方法。
  2. Ｃ：０．０８％以下、Ｓｉ：１．００％以下、Ｍｎ：２．００％以下、Ｐ：０．０４５
    ％以下、Ｓ：０．０３０％以下、Ｎｉ：８．００〜１０．５０％、Ｃｒ：１８．００〜２
    ０．００％であり、残部がＦｅ及び不可避的不純物からなるオーステナイト系ステンレス
    鋼を素材とし、厚さが座金外径の６％以上１４％以下の範囲内の厚さであり、冷間加工に
    よってビッカース硬さＨｖ２００以上Ｈｖ４００以下の範囲内の硬度に調整され、ボルト
    ・ナットの繰り返し締め付け時におけるトルク係数値が一定であることを特徴とする高強
    度座金。
  3. 表面に３沸化エチレン樹脂を主成分とした乾燥潤滑被覆剤を塗布するようにした請求項
    ２記載の高強度座金。
JP2005298318A 2005-10-13 2005-10-13 高強度座金の製造方法 Active JP4822179B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005298318A JP4822179B2 (ja) 2005-10-13 2005-10-13 高強度座金の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005298318A JP4822179B2 (ja) 2005-10-13 2005-10-13 高強度座金の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007105752A JP2007105752A (ja) 2007-04-26
JP4822179B2 true JP4822179B2 (ja) 2011-11-24

Family

ID=38032012

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005298318A Active JP4822179B2 (ja) 2005-10-13 2005-10-13 高強度座金の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4822179B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5123813B2 (ja) * 2008-10-10 2013-01-23 株式会社内外 壁用固定具の取り付け方法
JP7170455B2 (ja) * 2018-08-08 2022-11-14 ナブテスコ株式会社 締結構造および産業機械

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07138706A (ja) * 1993-11-10 1995-05-30 Nippon Steel Corp 高強度高耐銹ステンレスボルトセット用部材およびその製造方法と締結方法
JPH09170018A (ja) * 1995-12-16 1997-06-30 Daido Steel Co Ltd 高強度−高靱性ワッシャーの製造方法
JP3778026B2 (ja) * 2001-08-09 2006-05-24 株式会社住友金属小倉 冷間伸線加工用潤滑剤、冷間伸線材およびその製造方法
JP4309141B2 (ja) * 2003-01-21 2009-08-05 新日鐵住金ステンレス株式会社 高強度低透磁率オーステナイト系ステンレス鋼板および製造方法並びにボルト締結用座金の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007105752A (ja) 2007-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060070685A1 (en) Thin-walled bearing component, produced without material-removing machining
JP2011506886A (ja) 金属製平板ガスケットおよび製造方法
WO2015023002A1 (ja) 圧力リング
JP4822179B2 (ja) 高強度座金の製造方法
Pavithra et al. Microstructural evolution of hydroformed Inconel 625 bellows
JP6688228B2 (ja) ロックワッシャー
US6851455B2 (en) Stainless steel oil feeding pipe
JP4206112B2 (ja) 無段変速機用プーリ
JPH03292415A (ja) 低剛性ハウジング用アルミニウム合金軸受及びその製造方法
EP3327320A1 (en) Piston ring and manufacturing method therefor
US20120128285A1 (en) Sliding bearing
WO2016152967A1 (ja) 摺動部品および摺動構造体
JP4797172B2 (ja) ねじ
JP2011174506A (ja) 針状スラスト軸受のスラストレースの製造方法
JP2006193770A (ja) 拡管加工性に優れたフェライト系ステンレス鋼溶接管およびその製造方法
Charlton Threaded fasteners: Part 1-Failure modes and design criteria of connections
Ha et al. Effect of pre-straining on the high-cycle fatigue properties of hot-rolled steel sheets for automotive structural uses
JP2016089991A (ja) 軸受装置及びこれに用いる半割軸受
US20220034352A1 (en) Zn-Ni AS A COATING LAYER ON SELF-DRILLING SCREWS OF AUSTENITIC STAINLESS STEEL
JP2017031460A (ja) チタン板
WO2023042267A1 (ja) 締結部材
JP7487009B2 (ja) 締結部材
JP2015057516A (ja) 圧力リング
JP2946274B2 (ja) オーステナイト系ステンレス鋼製のｔ頭ボルトおよびその製造方法
JP3099119B2 (ja) ステンレス製ボルト、ナット

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100521

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100531

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100614

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100909

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101209

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20101217

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20110114

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110616

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: 20110803

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110829

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4822179

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: 20140916

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140916

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140916

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250