JPH04127927A - 鋼部品の製造方法 - Google Patents

鋼部品の製造方法

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JPH04127927A
JPH04127927A JP24662490A JP24662490A JPH04127927A JP H04127927 A JPH04127927 A JP H04127927A JP 24662490 A JP24662490 A JP 24662490A JP 24662490 A JP24662490 A JP 24662490A JP H04127927 A JPH04127927 A JP H04127927A
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木村 篤良
Shigeo Matsuo
松尾 茂雄
Mamoru Yamada
守 山田
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】
(産業上の利用分野) 本発明は、鋼よりなる冷間鍛造部品の品質向上に関し、
自動車、家庭用電気機器、事務用機器。 産業用機械部品等において用いられる各種鋼部品を製造
するのに利用される鋼部品の製造方法に関するものであ
る。 (従来の技術) 近年、各種鋼部品の製造にあたっては、製品コストの低
減をねらって加工手段を切削から冷間鍛造に変更する場
合が多くなっている。 このような冷間鍛造を行う場合の鋼素材の冷間鍛造性は
、材料の変形抵抗、変形能、工具の耐靭性、耐摩耗性お
よび潤滑性等に大きく影響されるため、これらの技術が
総合的に進歩しないと、従東の主たる加1手段である切
削加工にダ1抗することは困難であった。 しかしなから、近年においてはこれらの技術か急速に進
歩してきており、多くの部品で冷間鍛造が採用されるよ
うになってきた。 冷間鍛造は、生産性、材料ル留りなどの面において切削
よりも優れた加工法であり、最も技術的に困難であった
加圧精度の点でも精密切削部品に近くなり、用途は急激
に拡大している。 般に、鋼部品を冷間鍛造によって製造するに際しては、
焼なまし処理された鋼素材(線材、棒材等)の酸洗を行
ったのち被膜・潤滑等の処理を行って表面状態を調整し
、製品重量に近い状態に切断したのち、数工程の冷間鍛
造を行い焼なまし、酸洗、被覆・潤滑により表面状態を
調整したのち什−Lげの冷間鍛造を行うようにしていた
。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、一部の冷間鍛造品において、冷間鍛造時
にM積される加T歪に起因して、結晶粒が異常に粗大化
することがあり、これが後上程の浸炭等の熱処理におい
て不均一な歪の発生を招き、ときには割れ発生の原因と
なることがあるという問題点があった。 そしてさらには、鋼部品の疲労、圧縮、引張り等の強度
劣化をきたすこともあるという問題点があった。 このような不具合は、冷間鍛造時における塑性変形およ
び中間熱処理が最終の浸炭等の熱処理での結晶粒の粗大
化を助長させることにより生ずるものとみられる。 このような結晶粒の粗大化における機構についてその細
部までは不明な点が多いが、そのひとつに初期オーステ
ナイト結晶粒度の影響が考えられる。すなわち、初期オ
ーステナイト結晶粒径が大きければ、結晶粒は粗大化し
がたいものとなる。 したがって、冷間鍛造により製造された鋼部品の結晶粒
粗大化防止は長い間の技術的課題であった。 (発明の目的) 本発明は、このような従来の課題にかんがみてなされた
もので、浸炭等の熱処理時において結晶粒の粗大化を生
じがたく、疲労、圧縮、引張り等の強度をより一層十分
なものとすることがM1能である鋼部品の製造方法を提
供することを目的としている。
【発明の構成】
(課題を解決するための手段) 本発明に係わる鋼部品の製造方法は、冷間鍛造(冷間に
おける塑性加工全般を含む、)により鋼部品を製造する
に際し、冷間鍛造の前工程で素材に高速高温鍛造を加え
て初期結晶粒径が大きくなる鍛造終止温度で鍛造を終了
して鋼部品の仕上げ形状に近い形状の予@成形体に成形
し、必要に応じて中間熱処理を施し、その後加工度を低
くした冷間鍛造を加えることにより所定の仕上げ形状の
鋼部品にする構成としたことを特徴としており、必要に
応じて採用される実施態様においては、鍛造終止温度を
900℃以上として予備成形体の初期結晶粒径を大きく
する構成とし、同じ〈実施態様においては、予備成形体
に冷間鍛造を加えて所定の仕上げ形状の鋼部品にする際
の加工度が10%以下である構成としたことを特徴とし
ており、上記した鋼部品の製造方法に係わる発明の構成
を前述した従来の課題を解決するだめの手段としている
。 本発明に係わる鋼部品の製造方法においては、冷間鍛造
により鋼部品を製造するに際し、この冷間鍛造の前工程
で素材に高速高温鍛造を加えて初期結晶粒径が大きくな
る鍛造終止温度で鍛造を終了することにより鋼部品の仕
上げ形状に近い形状の予備成形体に成形する。 このとき、素材に高速高温鍛造を加えるようにしたのは
、高速高温鍛造によって鍛造終止温度を高くすることが
できるようにするためであり、鍛造終止温度を高く管理
することによって予備成形体の初期結晶粒径が大きくな
るようにするためである。 そして、予備成形体の初期結晶粒径が太きなものとなる
ようにするためには、鍛造終止温度を900℃以上にす
ることがとくに望ましい。 また、予備成形体は鋼部品の仕上げ形状に近い形状とな
るようにしているのは、この後の冷間鍛造における加工
度が小さくなるようにするためであり、冷間鍛造におい
て加工歪の発生を極力おさえるようにするためである。 第1図、第2図、第3図は各種形状の鋼部品における加
工度の算出要領を示すものであって、第1図(a)に示
す予備成形体1aから単純な圧縮加工ないしはこれに近
似する加工によって第1図(b)に示す鋼部品1bを得
る場合の加工度Fは、 (ただし、hoは加工前の高さ+SOは加工前の断面積
+h1は加工後の高さ、Slは加工後の断面積) で表わされ、第2図(L)に示す予備成形体2aから押
し込み加工ないしはこれに近似する加工によって第2図
(b)に示す鋼部品2bを得る場合の加工度Fは、 F=   − SO (ただし、Soは加工前の断面積、S2は加工後の開口
部断面積) で表わされ、第3図(a)に示す予備成形体3aから据
え込み加工ないしはこれに近似する加工によって第3図
(b)に示す鋼部品3bを得る場合の加工度Fは、 (ただし、SOは加工前の断面H,S3は加工後の加工
部断面積) で表わされる。 そして、このような加工度で例示される冷間鍛造におい
て、加工歪の低減のためには、上記加工度Fが10%以
下となるようにすることがとくに望ましい。 したがって、冷間鍛造において加工歪の発生が少ないこ
とから、1工程仕上げも可能となり、冷間鍛造工程にお
いて中間の熱処理を不要とすることもできる。 これにより、加工歪の蓄積は少なくなり、AINの析出
状態の変化も抑制され、このような鋼部品に対し浸炭等
の熱処理を行ったときに、結晶粒粗大化の主要因である
初期オーステナイト粒径の微細化は抑えられ、浸炭等の
熱処理時の結晶粒の粗大化は起り難くなる。 (発明の作用) 本発明に係わる鋼部品の製造方法は、前述した構成を有
するものであり、素材に高速高温鍛造を加えて得た予備
成形体の初期結晶粒径が大きくなっていると共に、予1
lil成形体は所定の仕上げ形状に近いものとなってい
るので、その後の冷間鍛造の際の加工度は小さなものと
なり、冷間鍛造による加工歪が小さなものとなることか
ら、このようにして得た鋼部品に対して浸炭等の熱処理
を施したときでも、結晶粒の粗大化が起り難いものとな
り、鋼部品の疲労、圧縮、引張り等の強度がより一層向
上したものとなる。 (実施例) 害」1例 第1表に示す化学成分の鋼よりなる素材(直径;25m
m、圧延まま)を用い、高速高温鍛造機に組み込まれた
誘導加熱装置によって1180℃に加熱し、次いで、高
速高温鍛造を行って予備成形体を得た。 この予備成形体は鋼部品(この実施例では歯車)の仕上
げ形状に近い形状をなすものであり、後に行う冷間鍛造
の際の加工度が5%となるように設定した。 次いで、前記予備成形体に対して鍛造時のスケールを除
去するためのショツトブラストを実施し、その後880
℃Xlhの光輝焼鈍処理を行った。 続いて、リン酸塩被膜処理と金属石けん潤滑処理を行っ
て表面状態を調整した。 次に、冷間鍛造を行い、サイジング化0.3で歯部の仕
上加工を行った。 この後、切削加工によって背面および内径仕上げを行い
、最後にガス浸炭を行った。このガス浸炭では、920
℃×220分保持する浸炭処理→830℃油焼入れ→1
50℃X2hの焼もどし処理を行った。 このようにして得た歯車の諸元は第2表に示すとおりで
ある。 ル
【(例 実施例と同じく第1表に示す化学成分の鋼よりなる素材
(直径:50mm、圧延まま)を用い製品重量に近い重
量で切断したのち、880℃Xihの焼なましを施した
。 次いで、酸洗を行ったのちリン酸塩被膜処理と金属石け
ん潤滑処理を行って表面状態を調整したのち、二回の冷
間鍛造を行った。 次いで、880℃Xlhの恒温焼なましく光輝)を施し
たのち、酸洗および被覆・潤滑処理を行って表面状態を
調整したのち、仕上げ鍛造を行った。 この後、切削加工によって背面および内径仕上げを行い
、最後にカス浸炭を行った。このガス浸炭では、920
℃×220分保持する浸炭処理→830℃油焼入れ一1
50℃X2hの焼もどし処理を行った。 このようにして得た歯車の諸元は第2表に示すとおり前
記実施例のものと同しである。 第 表 評価例 実施例および比較例の歯車の歯内部において金属組織を
調べたところ、実施例のものにおいては第4図、比較例
のものにおいては第5図に示す結果であった。 第4図に示すように、実施例の歯車では、結晶粒の異常
粗大が発生しておらず、結晶粒度はNo、10程度で微
細なものとなっている。 これに対して、第5図に示すように、比較例の歯車では
結晶粒が異常に粗大化した部分が生じていた。 さらに、実施例および比較例の歯車に対し、100t 
onfアムスラー試験機を用いて静的強度試験を行った
ところ1本発明実施例の歯車は、比較例の歯車よりも強
度が大きいものとなっており、歯車の強度を従来よりも
およそ2割程度向上できたことが認められた。 【発明の効果】 本発明に係わる鋼部品の製造方法によれば、素材に高速
高温鍛造を加えて得た予備成形体の初期結晶粒径が大き
なものとなっていると共に、予備成形体は所定の仕上げ
形状に近い形状のものとなっているので、その後の冷間
鍛造の際の加工度は小さなものとなり、冷間鍛造による
加工歪が小さなものとなることから、このようにして得
た鋼部品に対して浸炭等の熱処理を施したときでも、結
晶粒の異常成長や粗大化が起り難いものとなり、鋼部品
の疲労、圧縮、引張り等の強度をより一層向上したもの
とすることが可能になるという著しく優れた効果がもた
らされる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図は加工度の算出要領を示す各々
説明図、第4図は本発明実施例の歯車の歯内部における
金属組織を示す金属組織顕微鏡写真(100倍)、第5
図は比較例の歯車の歯内部における金属組織を示す金属
組織顕微鏡写真(100倍)である。 la、2a、3a・・・予備成形体、 lb、2b、3b・・・鋼部品。 愉4図 第5m (X100)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)冷間鍛造により鋼部品を製造するに際し、冷間鍛
    造の前工程で素材に高速高温鍛造を加えて初期結晶粒径
    が大きくなる鍛造終止温度で鍛造を終了して鋼部品の仕
    上げ形状に近い形状の予備成形体に成形し、その後加工
    度を低くした冷間鍛造を加えることにより所定の仕上げ
    形状の鋼部品にすることを特徴とする鋼部品の製造方法
  2. (2)予備成形体に成形したのち、中間熱処理を施し、
    その後加工度を低くした冷間鍛造を加える請求項第1項
    に記載の鋼部品の製造方法。
  3. (3)鍛造終止温度を900℃以上として 予備成形体の初期結晶粒径を大きくする請求項第1項ま
    たは第2項に記載の鋼部品の製造方法。
  4. (4)予備成形体に冷間鍛造を加えて所定の仕上げ形状
    の鋼部品にする際の加工度が10%以下である請求項第
    1項または第2項または第3項に記載の鋼部品の製造方
    法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102319847A (zh) * 2011-08-19 2012-01-18 湖南金天钛业科技有限公司 小规格直径的钛铸锭锻造宽板坯的方法
CN102441631A (zh) * 2011-11-16 2012-05-09 东北特殊钢集团有限责任公司 直径较小且高径比较大合金钢锭锻制较宽扁坯方法
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CN103934395B (zh) * 2014-03-05 2016-08-24 龙泉市万剑山庄刀剑有限公司 一种利用废钢料锻制刀剑专用钢料的方法

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