JPH01252731A - 機械構造用鋼管およびその製造方法 - Google Patents
機械構造用鋼管およびその製造方法Info
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- JPH01252731A JPH01252731A JP63080166A JP8016688A JPH01252731A JP H01252731 A JPH01252731 A JP H01252731A JP 63080166 A JP63080166 A JP 63080166A JP 8016688 A JP8016688 A JP 8016688A JP H01252731 A JPH01252731 A JP H01252731A
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は断面円形で軸長方向の少なくとも一部で軸心に
対して非対称な加工を受ける部材、例えば自動車のパワ
ーステアリング用ランク部材等に用いられる機械構造用
鋼管およびその製造方法に関する。
対して非対称な加工を受ける部材、例えば自動車のパワ
ーステアリング用ランク部材等に用いられる機械構造用
鋼管およびその製造方法に関する。
自動車のパワーステアリングに用いられるラック部材は
第5図に示されるように丸棒鋼中心部に油孔1を有し、
外周面のt1方向の一部に軸長方向で部分的にラック2
が刻設された構造を有する。
第5図に示されるように丸棒鋼中心部に油孔1を有し、
外周面のt1方向の一部に軸長方向で部分的にラック2
が刻設された構造を有する。
ラックの部分はうツタ刻設後、焼入れが施される。
従来このラック部材は中実材を穿孔した鋼材にラックを
刻設し、この部分に焼入れを施すことにより製造されて
いたが、製造に手数がかかり、高コストとなる。そこで
考えられるのが鋼管型のラック部材である。鋼管でラッ
ク部材を製造することができれば穿孔の必要がなくなり
、実質的にランクの刻設と、その焼入れだけで製造が終
了し、製造コストの低減と軽量化が図れる。
刻設し、この部分に焼入れを施すことにより製造されて
いたが、製造に手数がかかり、高コストとなる。そこで
考えられるのが鋼管型のラック部材である。鋼管でラッ
ク部材を製造することができれば穿孔の必要がなくなり
、実質的にランクの刻設と、その焼入れだけで製造が終
了し、製造コストの低減と軽量化が図れる。
鋼管でランク部材を製造する場合、その鋼管としては寸
法、精度等の点から冷間引抜き鋼管が適当と考えられる
。
法、精度等の点から冷間引抜き鋼管が適当と考えられる
。
冷間引抜き鋼管は引抜き加工により大きな管軸方向残留
応力を生じる。このため引抜き加工後に残留応力除去焼
なましを受ける。しかし、この残留応力除去焼なましを
受けてもラックの刻設とラックに対する焼入れにより第
5図に一点鎖線で示すような管軸面りを生じる。これは
、ランクが管軸に対して非対称に形成されているために
他ならない。
応力を生じる。このため引抜き加工後に残留応力除去焼
なましを受ける。しかし、この残留応力除去焼なましを
受けてもラックの刻設とラックに対する焼入れにより第
5図に一点鎖線で示すような管軸面りを生じる。これは
、ランクが管軸に対して非対称に形成されているために
他ならない。
このような管軸面りが生じる場合、従来はプレス等によ
る矯正加工や、管軸に対して非対称な加工を加熱下で行
ういわゆる温間加工で対処するが、いずれも工数増加や
工数増加にともなうコスト高を招く。
る矯正加工や、管軸に対して非対称な加工を加熱下で行
ういわゆる温間加工で対処するが、いずれも工数増加や
工数増加にともなうコスト高を招く。
本発明は斯かる状況に鑑み、管軸に対して非対称な加工
を受けても加工に起因する管軸面りを生じない機械構造
用鋼管およびその製造方法を提供することを目的とする
。
を受けても加工に起因する管軸面りを生じない機械構造
用鋼管およびその製造方法を提供することを目的とする
。
〔課題を解決するための手段〕
ところで、冷間引抜き鋼管は前述したように引抜き加工
により管軸方向残留応力を生じるため、引抜き加工後に
応力除去焼なましを受ける。
により管軸方向残留応力を生じるため、引抜き加工後に
応力除去焼なましを受ける。
第1図は引抜き加工により製造した外径24.51m、
内径5 ms、肉ff、9.75mの管に種々の温度で
焼なましを施したときの管軸方向残留応力の肉1¥方向
分布を示したものである。
内径5 ms、肉ff、9.75mの管に種々の温度で
焼なましを施したときの管軸方向残留応力の肉1¥方向
分布を示したものである。
管軸方向残留応力は、管外表面から1.5鰭の位置から
内面側にわたって管外表面周方向3箇所に貼着した歪計
によりいわゆるザソクス法で計測した。
内面側にわたって管外表面周方向3箇所に貼着した歪計
によりいわゆるザソクス法で計測した。
同図に示されるように、焼なましを受けない引抜き加工
のままのいわゆるアズドロラン材は外面側で引張方向の
管軸方向残留応力を生じ、内層部で圧縮方向の管軸方向
残留応力を生じている。このような管に管軸に対して非
対称な例えば外面切削加工を加えると、管軸方向に残留
応力のIii+方向分布が不均一となり、加工を加えた
側で引張応力が軽減されるので、反加工側での引張応力
が優り、管は加工側に凸の状態で湾曲する。焼なましが
不足する場合も程度の差こそあれ、このような管軸面り
を生じる。
のままのいわゆるアズドロラン材は外面側で引張方向の
管軸方向残留応力を生じ、内層部で圧縮方向の管軸方向
残留応力を生じている。このような管に管軸に対して非
対称な例えば外面切削加工を加えると、管軸方向に残留
応力のIii+方向分布が不均一となり、加工を加えた
側で引張応力が軽減されるので、反加工側での引張応力
が優り、管は加工側に凸の状態で湾曲する。焼なましが
不足する場合も程度の差こそあれ、このような管軸面り
を生じる。
従来よりこのような加工油りを防ぐため、引抜き加工を
受けた管に応力を完全に除去する温度領域で焼なましを
施す、第1図において熱処理温度が500℃のものが、
この応力除去焼なまし材であり、管軸方向残留応力はほ
とんど消滅している。
受けた管に応力を完全に除去する温度領域で焼なましを
施す、第1図において熱処理温度が500℃のものが、
この応力除去焼なまし材であり、管軸方向残留応力はほ
とんど消滅している。
管軸方向残留応力が存在していないと、管軸に対して非
対称な加工を加えても残留応力の管軸方向不均衡は生じ
ない、しかし加工によって新たな応力が付加されること
が多く、鋼管でランク部材を製造する場合は前述したよ
うにラックの創設とランクに対する焼入れにより第5図
に一点鎖線で示すよ・)に反加工側に凸状の管軸面りが
生じる。
対称な加工を加えても残留応力の管軸方向不均衡は生じ
ない、しかし加工によって新たな応力が付加されること
が多く、鋼管でランク部材を製造する場合は前述したよ
うにラックの創設とランクに対する焼入れにより第5図
に一点鎖線で示すよ・)に反加工側に凸状の管軸面りが
生じる。
本発明者らは、管軸に対して非対称な加工による管軸面
りが反加工側に凸の状態で生じるのに対し、前述したア
ズドロラン材あるいは焼なまし不足材に対する加工油り
は加工側に凸の状態で生しることから、前者の曲りを後
者の曲りで吸収是正できると考え、本発明の機械構造用
鋼管およびその製造方法を完成させた。
りが反加工側に凸の状態で生じるのに対し、前述したア
ズドロラン材あるいは焼なまし不足材に対する加工油り
は加工側に凸の状態で生しることから、前者の曲りを後
者の曲りで吸収是正できると考え、本発明の機械構造用
鋼管およびその製造方法を完成させた。
すなわち、本発明の機械構造用鋼管は管軸方向の少なく
とも一部で管軸に対して非対称な加工を受ける機械構造
用鋼管が、該加工により生じる管軸面りを打消すだけの
管軸方向残留応力を有するものである。
とも一部で管軸に対して非対称な加工を受ける機械構造
用鋼管が、該加工により生じる管軸面りを打消すだけの
管軸方向残留応力を有するものである。
また、本発明の製造方法は管軸方向残留応力を有する機
械構造用鋼管に対し、管軸方向の少なくとも一部で管軸
に対し非対称な加工を加える前に、該加工により生じる
管軸面りを打消すだけの応力に前記管軸方向残留応力が
調節される温度で熱処理を施すものである。
械構造用鋼管に対し、管軸方向の少なくとも一部で管軸
に対し非対称な加工を加える前に、該加工により生じる
管軸面りを打消すだけの応力に前記管軸方向残留応力が
調節される温度で熱処理を施すものである。
本発明において加工とは、切削加工、熱処理を含む切削
加工、溶接加工、表面処理、成形加工、短管切断加工等
、管軸に対して非対称に加工を加えた場合に管軸面りを
生じる加工の全てを言う。
加工、溶接加工、表面処理、成形加工、短管切断加工等
、管軸に対して非対称に加工を加えた場合に管軸面りを
生じる加工の全てを言う。
本発明の作用を冷間引抜き鋼管の場合について説明する
。
。
第2図は、材質345Cで加工度15%の冷間引抜き加
工を受けた外径25.0 +n、内径5.5闘、長さ3
50 +nの真直な管に種々の温度で焼なましを実施し
た後、第3図に示す管軸に対して非対称なフライス切削
加工を加えたときの、管軸曲り量と焼なまし温度との関
係を示したものである。管軸曲り量は反スライス切削加
工側の最大変位量Xで表示し、加工側への凸の曲りを正
の値で示している。
工を受けた外径25.0 +n、内径5.5闘、長さ3
50 +nの真直な管に種々の温度で焼なましを実施し
た後、第3図に示す管軸に対して非対称なフライス切削
加工を加えたときの、管軸曲り量と焼なまし温度との関
係を示したものである。管軸曲り量は反スライス切削加
工側の最大変位量Xで表示し、加工側への凸の曲りを正
の値で示している。
焼なましを受けない場合、この冷間引抜き鋼管はフライ
スによる切削加工により0.5 flを超える加工側へ
凸の曲りを生じる。350℃の焼なましを受けたときに
はこの曲りが約0.31に減少し、焼なまし温度が高く
なるにしたがって曲りが徐々に減少し、500℃の焼な
ましで約0.1m−の曲りとなる。したがって、もしこ
の冷間引抜き鋼管が完全に応力が除去される温度で焼な
ましを受けた状態で切削加工を受け、その後、加工部に
焼入れ等を受けて段加工側に0.3 txの管軸曲りを
生じるのであれば、焼なまし温度を350℃程度に制限
し、管軸方向残留応力を意識的に残留させておけば、加
工が完全に終了した段階では管軸曲りは事実上なくなる
。また、段加工側に0.25m程度の曲りを生じるので
あれば、焼なましを400℃程度で行えばよい。
スによる切削加工により0.5 flを超える加工側へ
凸の曲りを生じる。350℃の焼なましを受けたときに
はこの曲りが約0.31に減少し、焼なまし温度が高く
なるにしたがって曲りが徐々に減少し、500℃の焼な
ましで約0.1m−の曲りとなる。したがって、もしこ
の冷間引抜き鋼管が完全に応力が除去される温度で焼な
ましを受けた状態で切削加工を受け、その後、加工部に
焼入れ等を受けて段加工側に0.3 txの管軸曲りを
生じるのであれば、焼なまし温度を350℃程度に制限
し、管軸方向残留応力を意識的に残留させておけば、加
工が完全に終了した段階では管軸曲りは事実上なくなる
。また、段加工側に0.25m程度の曲りを生じるので
あれば、焼なましを400℃程度で行えばよい。
本発明の機械構造用鋼管は、斯かる原理に基づいて管軸
方向残留応力の調整を行ったもので、管軸に対して非対
称な加工を受けても加工による管軸曲りが、予め具備す
る管軸方向残留応力による管軸曲りにより相殺され、加
工後に優れた真直度を有することになる。
方向残留応力の調整を行ったもので、管軸に対して非対
称な加工を受けても加工による管軸曲りが、予め具備す
る管軸方向残留応力による管軸曲りにより相殺され、加
工後に優れた真直度を有することになる。
また、本発明の製造方法は、予め管軸方向残留応力を有
する機械構造用鋼管に対し、その残留応力を熱処理温度
の調整により、管軸に対し非対称な加工を受けたときの
加工部りを相殺できる残留応力に調整し、加工後の管の
真直度を高めるものである。
する機械構造用鋼管に対し、その残留応力を熱処理温度
の調整により、管軸に対し非対称な加工を受けたときの
加工部りを相殺できる残留応力に調整し、加工後の管の
真直度を高めるものである。
本発明において、必要な管軸方向残留応力および処理温
度は対象となる管の材質、寸法および加工の種類、程度
に応じて適宜決定される。
度は対象となる管の材質、寸法および加工の種類、程度
に応じて適宜決定される。
J l5−G405’l−345C相当鋼(0,44C
−0,8Mn−0,05S−0,I Cr)からなる外
径42.7 m、肉I¥12.5 amの素管を2回プ
ラグ引きと1回の空引きで引抜き、外径25.0mm、
内径5、5 tmの冷間引抜き鋼管を得た。焼なましは
2回目のプラグ引きと1回の空引き加工後、300℃、
400℃、550℃(完全に残留応力が除去される焼な
まし)の3種類の温度で行った。そして、得られた冷間
引抜き鋼管に第4図に示すラック歯切加工を行い、その
後、歯切加工部に高周波表面焼入れを行った。管軸曲り
を歯切加工後、焼入れ後の各段階で調査した結果を焼な
まし温度に対応さセで第1表に示す、管軸曲りは第4図
の長平方向中央における値であり加工側への凸の曲りを
正、段加工側へ凸の曲りを負で表している。
−0,8Mn−0,05S−0,I Cr)からなる外
径42.7 m、肉I¥12.5 amの素管を2回プ
ラグ引きと1回の空引きで引抜き、外径25.0mm、
内径5、5 tmの冷間引抜き鋼管を得た。焼なましは
2回目のプラグ引きと1回の空引き加工後、300℃、
400℃、550℃(完全に残留応力が除去される焼な
まし)の3種類の温度で行った。そして、得られた冷間
引抜き鋼管に第4図に示すラック歯切加工を行い、その
後、歯切加工部に高周波表面焼入れを行った。管軸曲り
を歯切加工後、焼入れ後の各段階で調査した結果を焼な
まし温度に対応さセで第1表に示す、管軸曲りは第4図
の長平方向中央における値であり加工側への凸の曲りを
正、段加工側へ凸の曲りを負で表している。
第 1 表
第1表に示されるように、完全に応力が除去される55
0℃で焼なましを実施した管では反加工側に凸の曲りが
生じるが、本発明にしたがって400℃で焼なましを行
った管では焼入れ後、はとんど曲りを生じていない、ま
た焼なまし温度が300℃の場合、焼なましを実施しな
かった場合は焼入れ後加工側に凸の大きな曲りが生じて
いる。
0℃で焼なましを実施した管では反加工側に凸の曲りが
生じるが、本発明にしたがって400℃で焼なましを行
った管では焼入れ後、はとんど曲りを生じていない、ま
た焼なまし温度が300℃の場合、焼なましを実施しな
かった場合は焼入れ後加工側に凸の大きな曲りが生じて
いる。
これは残留応力が加工により生じる管軸曲りを打消す応
力より大きいためである。
力より大きいためである。
本発明の機械構造用鋼管およびその製造方法は、管軸に
対して非対称な加工を受けても加工による曲りを発生さ
せない、したがって加工後の鋼管の寸法精度を高めるの
は勿論のこと、曲り矯正のための矯正加工や温間加工を
必要とせず、これにより工数を削減し、加工コスト低下
に大きな効果を発渾するものである。
対して非対称な加工を受けても加工による曲りを発生さ
せない、したがって加工後の鋼管の寸法精度を高めるの
は勿論のこと、曲り矯正のための矯正加工や温間加工を
必要とせず、これにより工数を削減し、加工コスト低下
に大きな効果を発渾するものである。
第1図は管軸方向残留方向の肉厚方向分を焼なまし温度
をパラメータとして示したグラフ、第2図は焼なまし温
度と曲り量との関係の調査結果を示すグラフ、第3図は
同調査に用いた試料の寸法図、第4図は本発明の実施例
で用いた試料の寸法図、第5図はラック部材の形状を示
す側面図である。 図中、1:油孔、2:ラック。 第 1 図 第2図 −J尭なまし温度(0C) 第3図 琳(立(mm) 第 5 図 第 4 図 惟位(mm)
をパラメータとして示したグラフ、第2図は焼なまし温
度と曲り量との関係の調査結果を示すグラフ、第3図は
同調査に用いた試料の寸法図、第4図は本発明の実施例
で用いた試料の寸法図、第5図はラック部材の形状を示
す側面図である。 図中、1:油孔、2:ラック。 第 1 図 第2図 −J尭なまし温度(0C) 第3図 琳(立(mm) 第 5 図 第 4 図 惟位(mm)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、管軸方向の少なくとも一部で管軸に対して非対称な
加工を受ける機械構造用鋼管が、該加工により生じる管
軸曲りを打消すだけの管軸方向残留応力を有することを
特徴とする機械構造用鋼管。 2、管軸方向残留応力を有する機械構造用鋼管に対し、
管軸方向の少なくとも一部で管軸に対し非対称な加工を
加える前に、該加工により生じる管軸曲りを打消すだけ
の応力に前記管軸方向残留応力が調節される温度で熱処
理を施すことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の機械構造用鋼管の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63080166A JPH01252731A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 機械構造用鋼管およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63080166A JPH01252731A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 機械構造用鋼管およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01252731A true JPH01252731A (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=13710736
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63080166A Pending JPH01252731A (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 機械構造用鋼管およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01252731A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007076587A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Jtekt Corp | ステアリング装置 |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP63080166A patent/JPH01252731A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007076587A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Jtekt Corp | ステアリング装置 |
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