JPH02307645A

JPH02307645A - 高強度ボルトの製造方法

Info

Publication number: JPH02307645A
Application number: JP13035489A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nakahara; 中原　猛
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1989-05-23
Filing date: 1989-05-23
Publication date: 1990-12-20

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は高強度ボルトの製造方法に関し、さらに詳しく
は、自動車、産業機械、橋梁など土木建築物等に使用さ
れる引張強さ８０ｋｇｆ／ｍｍ２以上の高強度ポル］の
製造方法に関するものである。

（従来の）支（ホ１）従来、高強度ボルトには、焼なまし処理した綿棒を冷間
にて７」ツルＦ成形し、その後焼入れ焼戻しの調質処理
を施Ｌ７て所要の強度を何５した所謂調’；’ｉ　；ｌ
ｉルトが広り（工用されている。しかし、この誹１質ボ
ルトは、多くの熱処理工程を経るため製造原価が高くな
る。

熱処理工程を減する方法として、熱処理または冷間伸線
加工等によって、最終のポル１への強度に近い値まで強
度を高めた線棒を冷間にてホルト成形する方法が開発さ
れている。しかし、この方法は、ボルト成形時の強度か
高いため金型の寿命が短い、成形時に割れが発生し易い
、加工率の高いボルトができない等の問題点を有してい
る。

これらの問題点を解決するために、１１ｏｏ’ｃ〜八、
点の温度範囲でボルト成形する方法が提案されている。

この例として特公昭５５−１０３３８号、特公昭５５−
３１１７０号がある。

（発明が解決しようとする課題）しかし、特公昭５５−１０３３８号、時分、閲５５−３
１１７０詞て提案している温間成形法は、素材全体を加
熱するため大容量の加熱設備が必要であり、また、素材
全体を加熱するため加熱温度が高い場合、ねし部の強度
が低下するという問題がある。さらに、加熱温度が変動
した場合、全体を力■熱しているため、温度の変動がも
ろに強度の変動に繋がるという問題点がある。

（課題を解決するための手段）　　′ 本発明は、上記に説明した高強度ボルトの製造方法の問
題点に鑑み、本発明者らが鋭意研究を行い、検討を重ね
た結果完成されたもので、その要旨は、　熱処理及び／
又は冷間伸線加工を施した炭素鋼または合金鋼綿棒のボ
ルト頭部に相当する箇所を部分的に４００°Ｃ””　Ａ
　Ｉ変態点の温度に加熱し、その温度でボルト形状に成
形する高強度ボルトの製造方法である。

（作用）以下、本発明の作用について説明する。

温間加工前の綿棒に熱処理及び／又は冷間伸線加工を施
す理由は、綿棒に予め目標とするボルトの強度にほぼ等
しい強度を付与するためである。

このことによって、ポルＩ・成形後の強度付与の熱処理
を省略することができる。

加熱温度を４００°ｃ−Ａ、変態点の範囲に規定した理
由は、加熱温度が４００°Ｃ未満ではボルト頭部成形に
必要な変形能が得られず、成形時に割れが生じやす（な
るとともに、切断荷重、成形荷重が大きくなる。一方、
加熱温度がＡ１変態点を超えると　７、熱伝導による軸
部の温度の上昇が太き（、強度低下、強度変動の増大を
招く。また、成形中あるいは成形後の冷却過程で、マル
テンザイＩ・変態等が生じ、部分的に硬化し首下部の靭
性が劣化する。このため、加熱温度は４００°Ｃ〜＾１
変態点の範囲とする。

つぎに、加熱部位と切断位置について説明する第１図は
ボルト成形時の加熱、切断設備を模式的に示したもので
ある。１はり″ブライスタンドで、ザブライスタンド１
のコイル状の線棒７は送りローラ２によって高周波加熱
コイル３に供給される。また、高周波加熱コイル３は製
造するボルトの長さに応じてその位置を変えることがえ
きる。

この高周波加熱コイル３によって断続的に加熱された線
棒７は、シャーダイス４に挿入され、ストッパー６によ
って切断長さが調節され、ナイフ５によって所要長さに
切断される。８は加熱部分を示す。また、高周波加熱コ
イル３は第１図に示すように１か所でもよいが被加工材
の直径、ボルト長さ、生産速度によっては、ボルトの長
さに応じて２か所に分割設置してもよい。

第２図は加熱切断後の加熱部位とボルト形状に成形され
るまでの形状変化を示したものである。

同図■は切断状態、■は予備成形、■は仕上成形、■は
ねじ転造をそれぞれ示す。なお、図中の斜線部は加熱部
分を示す。

加熱に高周波加熱コイル３を用いた理由は、ボルト頭部
に当たる加熱部位を象、速に加熱し軸部の温度上昇を極
力さけ、加熱温度の変動がねじ部の強度に影響を及ぼさ
ないようにするためである。

また、ボルト頭部の成形においては、変形能が十分に得
られているため、成形時の割れは発生しない。なお、加
熱部位を急速に加熱する装置であれば高周波加熱コイル
３にこだわるものでねない。

切断位置は第２図■に示すように加熱部位がポル１１部
とねじ先端部（ねじ長さの１７部程度）に残るようにす
る。このことによって、切断時の抵抗を軽減し、ナイフ
５およびジャーダイス４の寿命を延長することができる
。

なお、第２図■のねじ転造は、ボルトの頭部成形加工と
必ずしも連続で行う必要はなく、冷却後、別途行っても
よい。

（実施例）本発明の構成は上記の通りであるが以下に実施例につい
て説明する。

供試材はＣ：　０．２７％、Ｓｉ：０．１８％、Ｍｎ：
０．９５％、Ｃｒ：０．３２％を含有する直径１０　ｍ
　ｍの線材を、成形前に、引張強さを１０５ｋｇｆ／ｍ
ｍ２まで高めたものを用い第１表に示す製造条件にした
がってＭＩＯ１長さ８５ｍｍのボルトに仕上げたもので
ある。これらのボルトから試験片を採取し引張試験を行
った。その結果を第１表に併記する。

第１表には、必要な加熱機容量、成形前の線材引張強さ
、加熱温度、ボルトの成形荷重、ボルトの引張強さをそ
れぞれ示す。

（以下余白）第　　　　１　　　　表（以下余白）第１表の本発明法１．２は必要な加熱機等■は従来法の
それの１７３ですみ、加熱温度は４００’Ｃ以上のため
十分な変形能が得られ、ボルトの成形荷重は３０　ｔｏ
ｎ以下と小さく、また、ボルト成形肋の頭部の割れ発生
はなく、ボルトの引張強さは１０７ｋｉ！ｆ／ｍ＋ｎ２
で強度の低下もなく、その標準偏差は０゜４６〜０．５
０と小さい。

比較法３は本発明法の加熱温度と比較して３５０°Ｃと
低いため、変形能が不足しボルトの成形荷重は３３　ｔ
ｏｎと大きく、また、ボルト成形時に割れか発生してい
る。

従来法４は素材全体を加熱する温間成形法である。この
ため、必要な加熱残容量は７５ＫＶＡと本発明法のそれ
の３倍であり、ボルト軸部も加熱されねじ部の引張強さ
は１０２ｋｇｆ／ｍｍ２　と低下している。また、加熱
温度の変動がボルト軸部の強度に影響するため引張強さ
の標準偏差は０．８２と大きくなっている。

従来法５は冷間成形法であるため、変形能が不足しボル
トの成形荷重は３３ｔｏｎと大きく、また、ボルト成形
時に割れが発生している。

以上の実施例からも明らかなように、本発明法に係わる
高強度ボルトの製造方法は、小容量の加熱装置で、ねじ
部の強度の低下と変動を防止した高強度ボルトの製造方
法に最も相応しいものである。

（発明の効果）以上説明したように、本発明に係わる高強度ボルトの製
造方法は、上記の構成であるから、小容量の加熱装置で
、ねじ部の強度低下と変動がなく、成形時の割れ発生が
なく、しかも金型寿命を損なうことなく加工率の大きな
成形が可能という優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はポル１成形時の加熱、切断設備を模式的に示し
た図である。第２図は加熱切断後の加熱部位とボルト形状に成形され
るまでの形状変化を示した図で、同図■は切断状態、■
は予備成形、■は仕上成形、■はねじ転造をそれぞれ示
す。Ｂ− １−−−ナプライスタンド、２−送りローラ、３−高周
波加熱コイル、４−　シャー９’−イス、５−ナイフ、
６−ストッパー、７−綿棒、８〜加熱部分。特許出願人　株式会社　神戸製鋼所代　理　人　弁理士　　金丸　章− 第２図 ■　　　　■ ■　　　　　■

Claims

【特許請求の範囲】

熱処理及び／又は冷間伸線加工を施した炭素鋼または合
金鋼線棒のボルト頭部に相当する箇所を部分的に４００
℃〜Ａ＿１変態点の温度に加熱し、その温度でボルト形
状に成形することを特徴とする高強度ボルトの製造方法
。