JPH0543917A - Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車の製造法 - Google Patents
Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車の製造法Info
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- JPH0543917A JPH0543917A JP3228731A JP22873191A JPH0543917A JP H0543917 A JPH0543917 A JP H0543917A JP 3228731 A JP3228731 A JP 3228731A JP 22873191 A JP22873191 A JP 22873191A JP H0543917 A JPH0543917 A JP H0543917A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車における歯
形面の緻密化および健全化をはかる。 【構成】 急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末のプレス成形
体からなる圧粉体素材に熱間鍛造加工を施してＡｌ−Ｓ
ｉ系合金製熱間鍛造歯車を製造する方法において、上記
熱間鍛造加工時に、歯形面における山形面の先端部に捨
て肉部を突出形成し、熱間鍛造加工後に上記捨て肉部を
除去する。
形面の緻密化および健全化をはかる。 【構成】 急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末のプレス成形
体からなる圧粉体素材に熱間鍛造加工を施してＡｌ−Ｓ
ｉ系合金製熱間鍛造歯車を製造する方法において、上記
熱間鍛造加工時に、歯形面における山形面の先端部に捨
て肉部を突出形成し、熱間鍛造加工後に上記捨て肉部を
除去する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、実質的に熱間鍛造加
工ままの歯車に、サンドブラストおよび／または寸法出
し冷間矯正鍛造加工を施すだけで実用に供することがで
きる、歯形面が材質的に緻密化したＡｌ−Ｓｉ系合金製
熱間鍛造歯車の製造法に関するものである。
工ままの歯車に、サンドブラストおよび／または寸法出
し冷間矯正鍛造加工を施すだけで実用に供することがで
きる、歯形面が材質的に緻密化したＡｌ−Ｓｉ系合金製
熱間鍛造歯車の製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば回転歯車ポンプの歯車が、
図２に概略平面図で例示されるように、一対の被動歯車
１と駆動歯車２からなり、これらの歯車が、例えば特開
平２−１６９８８１号公報に記載される通り、急冷凝固
Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末のプレス成形体からなる圧粉体素
材に熱間鍛造加工を施すことにより製造されていること
も知られている。
図２に概略平面図で例示されるように、一対の被動歯車
１と駆動歯車２からなり、これらの歯車が、例えば特開
平２−１６９８８１号公報に記載される通り、急冷凝固
Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末のプレス成形体からなる圧粉体素
材に熱間鍛造加工を施すことにより製造されていること
も知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来方
法によって製造されたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車
においては、熱間鍛造時における歯形面１ａ，２ａを構
成する外面部の材料の流れが、きわめて小さく、歯形面
形成と同時に停滞した状態となってしまうことから、歯
形面表面部の緻密化が十分に行なわれず、このため、熱
間鍛造加工時に使用された潤滑油がこれの空孔内に残留
することと相まって、歯形面から深さ約１mm程度に亘っ
て材質的に不健全な表面部が形成されるのを避けること
ができない。
法によって製造されたＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車
においては、熱間鍛造時における歯形面１ａ，２ａを構
成する外面部の材料の流れが、きわめて小さく、歯形面
形成と同時に停滞した状態となってしまうことから、歯
形面表面部の緻密化が十分に行なわれず、このため、熱
間鍛造加工時に使用された潤滑油がこれの空孔内に残留
することと相まって、歯形面から深さ約１mm程度に亘っ
て材質的に不健全な表面部が形成されるのを避けること
ができない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上述のような観点から、実質的に熱間鍛造加工のままの
状態で、歯形面が緻密にして健全なＡｌ−Ｓｉ系合金製
熱間鍛造歯車を製造すべく研究を行なった結果、急冷凝
固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末のプレス成形体からなる圧粉体
素材に熱間鍛造加工を施してＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛
造歯車を製造するに際して、熱間鍛造加工時に、歯形面
における山形面の先端部に捨て肉部を突出形成するよう
にすると、歯形面を構成する材料に流れが生じ、最初の
材料は歯形面に沿って前記捨て肉部に移動し、歯形面表
面部には緻密な材料が供給されるようになり、この結果
空孔も著しく少なく、したがって潤滑油の残留もない、
健全な歯形面が形成されるようになることから、実質的
にこのままの歯形面で実用に供することが可能になると
いう研究結果を得たのである。
上述のような観点から、実質的に熱間鍛造加工のままの
状態で、歯形面が緻密にして健全なＡｌ−Ｓｉ系合金製
熱間鍛造歯車を製造すべく研究を行なった結果、急冷凝
固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末のプレス成形体からなる圧粉体
素材に熱間鍛造加工を施してＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛
造歯車を製造するに際して、熱間鍛造加工時に、歯形面
における山形面の先端部に捨て肉部を突出形成するよう
にすると、歯形面を構成する材料に流れが生じ、最初の
材料は歯形面に沿って前記捨て肉部に移動し、歯形面表
面部には緻密な材料が供給されるようになり、この結果
空孔も著しく少なく、したがって潤滑油の残留もない、
健全な歯形面が形成されるようになることから、実質的
にこのままの歯形面で実用に供することが可能になると
いう研究結果を得たのである。
【０００５】この発明は、上記の研究結果にもとづいて
なされたものであって、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末
のプレス成形体からなる圧粉体素材に熱間鍛造加工を施
してＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車を製造するに際し
て、上記熱間鍛造加工時に、歯形面における山形面の先
端部に捨て肉部を突出形成し、熱間鍛造後に上記捨て肉
部を除去することにより材質的に緻密化した歯形面を有
するＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車を製造する方法に
特徴を有するものである。
なされたものであって、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末
のプレス成形体からなる圧粉体素材に熱間鍛造加工を施
してＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車を製造するに際し
て、上記熱間鍛造加工時に、歯形面における山形面の先
端部に捨て肉部を突出形成し、熱間鍛造後に上記捨て肉
部を除去することにより材質的に緻密化した歯形面を有
するＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車を製造する方法に
特徴を有するものである。
【０００６】なお、この発明の方法を実施するに際し
て、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末は、重量％（以下成
分組成に関する％は重量％を示す）、 Ｓｉ：１２〜３０％、 ＦｅおよびＮｉのうちの１種または２種：１〜１０％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｃｕ：１〜５％、 Ｍｇ：０．３〜２％、 のうちの１種または２種、を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成、並びに、ガスアトマイズまたは
水アトマイズにより形成された−３０〜＋３５０メッシ
ュの粒度、をもつのが望ましい。
て、急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末は、重量％（以下成
分組成に関する％は重量％を示す）、 Ｓｉ：１２〜３０％、 ＦｅおよびＮｉのうちの１種または２種：１〜１０％、 を含有し、さらに必要に応じて、 Ｃｕ：１〜５％、 Ｍｇ：０．３〜２％、 のうちの１種または２種、を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる組成、並びに、ガスアトマイズまたは
水アトマイズにより形成された−３０〜＋３５０メッシ
ュの粒度、をもつのが望ましい。
【０００７】この場合、Ｓｉ成分には、耐摩耗性を向上
させる作用があり、したがってその含有量が１２％未満
では所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、
一方その含有量が３０％を越えると靭性が低下するよう
になることから、その含有量を１２〜３０％とした。
させる作用があり、したがってその含有量が１２％未満
では所望のすぐれた耐摩耗性を確保することができず、
一方その含有量が３０％を越えると靭性が低下するよう
になることから、その含有量を１２〜３０％とした。
【０００８】また、ＦｅおよびＮｉ成分には、ＡｌやＳ
ｉと金属間化合物を形成して、耐熱性、高温強度、およ
び耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が１
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が１０％を越えると靭性が低下するようになるこ
とから、その含有量を１〜１０％とするのがよい。
ｉと金属間化合物を形成して、耐熱性、高温強度、およ
び耐摩耗性を向上させる作用があるが、その含有量が１
％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一方その
含有量が１０％を越えると靭性が低下するようになるこ
とから、その含有量を１〜１０％とするのがよい。
【０００９】さらに、ＣｕおよびＭｇ成分には、時効効
果により強度を一段と向上させる作用があるので、必要
に応じて含有されるが、その含有量が、それぞれＣｕ：
１％未満およびＭｇ：０．３％未満では所望の強度向上
効果が得られず、一方その含有量が、それぞれＣｕ：５
％およびＭｇ：２％を越えると靭性が低下するようにな
ることから、その含有量は、それぞれＣｕ：１〜５％、
Ｍｇ：０．３〜２％とするのがよい。
果により強度を一段と向上させる作用があるので、必要
に応じて含有されるが、その含有量が、それぞれＣｕ：
１％未満およびＭｇ：０．３％未満では所望の強度向上
効果が得られず、一方その含有量が、それぞれＣｕ：５
％およびＭｇ：２％を越えると靭性が低下するようにな
ることから、その含有量は、それぞれＣｕ：１〜５％、
Ｍｇ：０．３〜２％とするのがよい。
【００１０】また、粉末粒度に関し、不活性ガスや空
気、さらに水などを用いたアトマイズにより粒度を−３
０〜＋３５０メッシュにすると、アトマイズによる急冷
凝固によって粉末中の初晶Ｓｉが１０μｍ以下の微細粒
となって素地中に均一分散するようになり、この粉末中
のＳｉの微細化によって鍛造歯車は高強度とすぐれた耐
摩耗性を具備するようになるのである。
気、さらに水などを用いたアトマイズにより粒度を−３
０〜＋３５０メッシュにすると、アトマイズによる急冷
凝固によって粉末中の初晶Ｓｉが１０μｍ以下の微細粒
となって素地中に均一分散するようになり、この粉末中
のＳｉの微細化によって鍛造歯車は高強度とすぐれた耐
摩耗性を具備するようになるのである。
【００１１】つぎに、同じく圧粉体素材の理論密度比
は、その値が６５％未満では取扱上破損が生じ易く、一
方その値が８５％を越えたものを得ようとすると高い成
形圧力が必要になり、成型金型の寿命が短かくなること
から、６５〜８５％とするのがよい。
は、その値が６５％未満では取扱上破損が生じ易く、一
方その値が８５％を越えたものを得ようとすると高い成
形圧力が必要になり、成型金型の寿命が短かくなること
から、６５〜８５％とするのがよい。
【００１２】また、同じく熱間鍛造加工は、３００℃以
上、望ましくは粉末の再結晶温度以上で、液相生成温度
以下の範囲内の所定の温度で行なうのがよく、これによ
って緻密化が十分に進行し、９５％以上の理論密度比を
もった鍛造歯車の製造が可能となる。
上、望ましくは粉末の再結晶温度以上で、液相生成温度
以下の範囲内の所定の温度で行なうのがよく、これによ
って緻密化が十分に進行し、９５％以上の理論密度比を
もった鍛造歯車の製造が可能となる。
【００１３】さらに、捨て肉部除去後の鍛造歯車には、
サンドブラストおよび／または寸法出し冷間矯正鍛造が
施され、かつ鍛造歯車の歯形面以外の上下面（被動歯車
の場合はこれに加えて外周面）には寸法出しのための切
削加工が施されて製品とされるものである。
サンドブラストおよび／または寸法出し冷間矯正鍛造が
施され、かつ鍛造歯車の歯形面以外の上下面（被動歯車
の場合はこれに加えて外周面）には寸法出しのための切
削加工が施されて製品とされるものである。
【００１４】
【実施例】つぎに、この発明の方法を実施例により具体
的に説明する。原料粉末として、それぞれ表１に示され
る成分組成、並びに空気アトマイズによる急冷凝固によ
り粒度を−３０〜＋３５０メッシュとしたＡｌ−Ｓｉ系
合金粉末Ａ〜Ｆを用い、これより３〜５ton ／cm2 の範
囲内の所定の圧力でそれぞれ表２に示される理論密度
比、並びに外径：１００mm×歯底径：８５mm×歯光径：
７０mm×厚さ：１６mmの寸法をもったリング状プレス成
形体からなる圧粉体素材を形成し、ついでこの圧粉体素
材に、表２に示される温度で熱間鍛造加工を施して、図
１に概略平面図で示されるように歯形面における山形面
１ｂの先端部に全厚さに亘って長さ：１０mmの捨て肉部
を有する鍛造歯車を形成し、引続いて前記鍛造歯車から
捨て肉部１ｃを切削除去した後、さらに上下面をそれぞ
れ厚さ：１mmに亘って切削除去することにより本発明法
１〜６を実施し、Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車をそ
れぞれ製造した。
的に説明する。原料粉末として、それぞれ表１に示され
る成分組成、並びに空気アトマイズによる急冷凝固によ
り粒度を−３０〜＋３５０メッシュとしたＡｌ−Ｓｉ系
合金粉末Ａ〜Ｆを用い、これより３〜５ton ／cm2 の範
囲内の所定の圧力でそれぞれ表２に示される理論密度
比、並びに外径：１００mm×歯底径：８５mm×歯光径：
７０mm×厚さ：１６mmの寸法をもったリング状プレス成
形体からなる圧粉体素材を形成し、ついでこの圧粉体素
材に、表２に示される温度で熱間鍛造加工を施して、図
１に概略平面図で示されるように歯形面における山形面
１ｂの先端部に全厚さに亘って長さ：１０mmの捨て肉部
を有する鍛造歯車を形成し、引続いて前記鍛造歯車から
捨て肉部１ｃを切削除去した後、さらに上下面をそれぞ
れ厚さ：１mmに亘って切削除去することにより本発明法
１〜６を実施し、Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車をそ
れぞれ製造した。
【００１５】また、捨て肉部を形成しない以外は同一の
条件で従来法１〜６を行ない、同じくＡｌ−Ｓｉ系合金
製熱間鍛造歯車を製造した。
条件で従来法１〜６を行ない、同じくＡｌ−Ｓｉ系合金
製熱間鍛造歯車を製造した。
【００１６】ついで、この結果得られた各種の熱間鍛造
歯車について、理論密度比を測定すると共に、歯形面の
適宜個所１０ケ所の硬さ（ロックウェル硬さＢスケー
ル）を測定し、この結果を、最高値、最低値、および平
均値として表２，３に示した。
歯車について、理論密度比を測定すると共に、歯形面の
適宜個所１０ケ所の硬さ（ロックウェル硬さＢスケー
ル）を測定し、この結果を、最高値、最低値、および平
均値として表２，３に示した。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】
【発明の効果】表２，３に示される結果から、明らかな
通り、本発明法１〜６で製造された熱間鍛造歯車は、い
ずれも歯形面における硬さのバラツキがきわめて小さ
く、このことは、緻密にして健全な歯形面が形成されて
いることを示し、一方従来法１〜６で製造された熱間鍛
造歯車は、いずれも歯形面における硬さのバラツキが大
きく、これは歯形面における鍛造時の材料の流れが小さ
く、この結果歯形面表面部には多くの空孔が存在してい
ることを示し、製品とするためにはこの不健全な歯形面
表面部の除去を行なわなければならないことを示すもの
である。
通り、本発明法１〜６で製造された熱間鍛造歯車は、い
ずれも歯形面における硬さのバラツキがきわめて小さ
く、このことは、緻密にして健全な歯形面が形成されて
いることを示し、一方従来法１〜６で製造された熱間鍛
造歯車は、いずれも歯形面における硬さのバラツキが大
きく、これは歯形面における鍛造時の材料の流れが小さ
く、この結果歯形面表面部には多くの空孔が存在してい
ることを示し、製品とするためにはこの不健全な歯形面
表面部の除去を行なわなければならないことを示すもの
である。
【００２１】上述のように、この発明の方法によれば、
実質的に熱間鍛造のままの状態で、緻密にして健全な歯
形面を有するＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車を製造す
ることができ、したがって実質的に歯形面の機械的加工
を必要とすることなく、必要に応じてサンドブラストを
施す程度で、実用に供することができるので、歯形面の
高い寸法精度を確保することができるほか、コスト面で
の有用性にも大なるものがあるなど工業上有用な効果が
もたらされるのである。
実質的に熱間鍛造のままの状態で、緻密にして健全な歯
形面を有するＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車を製造す
ることができ、したがって実質的に歯形面の機械的加工
を必要とすることなく、必要に応じてサンドブラストを
施す程度で、実用に供することができるので、歯形面の
高い寸法精度を確保することができるほか、コスト面で
の有用性にも大なるものがあるなど工業上有用な効果が
もたらされるのである。
【図１】本発明法の実施態様を示す被動歯車の概略平面
図である。
図である。
【図２】回転歯車ポンプの構成部材である被動歯車と駆
動歯車を例示する概略平面図である。
動歯車を例示する概略平面図である。
１ 被動歯車 １ａ 歯形面 １ｂ 山形面 １ｃ 捨て肉部 ２ 駆動歯車 ２ａ 歯形面
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年９月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０４Ｃ 2/10 ３４１ Ｚ 8608−3Ｈ
Claims (8)
- 【請求項１】 急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末のプレス
成形体からなる圧粉体素材に熱間鍛造加工を施して歯車
を製造するに際して、 上記熱間鍛造加工時に、歯形面における山形面の先端部
に捨て肉部を突出形成し、 熱間鍛造加工後に上記捨て肉部を除去すること、を特徴
とするＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車の製造法。 - 【請求項２】 捨て肉部除去後の歯車にサンドブラスト
および／または寸法出し冷間矯正鍛造を施すことを特徴
とする上記請求項１記載のＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造
歯車の製造法。 - 【請求項３】 急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末が、重量
％で、Ｓｉ：１２〜３０％、ＦｅおよびＮｉのうちの１
種または２種：１〜１０％を含有し、残りがＡｌと不可
避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする上
記請求項１記載のＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車の製
造法。 - 【請求項４】 急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末が、重量
％で、Ｓｉ：１２〜３０％、ＦｅおよびＮｉのうちの１
種または２種：１〜１０％を含有し、さらにＣｕ：１〜
５％およびＭｇ：０．３〜２％のうちの１種または２種
を含有し、残りがＡｌと不可避不純物からなる成分組成
を有することを特徴とする上記請求項１記載のＡｌ−Ｓ
ｉ系合金製熱間鍛造歯車の製造法。 - 【請求項５】 急冷凝固Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末が、ガス
アトマイズまたは水アトマイズにより形成され、かつ−
３０〜＋３５０メッシュの粒度を有することを特徴とす
る上記請求項、１，３または４記載のＡｌ−Ｓｉ系合金
製熱間鍛造歯車の製造法。 - 【請求項６】 圧粉体素材が６５〜８５％の理論密度比
を有することを特徴とする上記請求項１記載のＡｌ−Ｓ
ｉ系合金製熱間鍛造歯車の製造法。 - 【請求項７】 熱間鍛造加工が、３００℃以上または粉
末の再結晶温度以上で、液相生成温度以下の範囲内の所
定温度で行なわれることを特徴とする上記請求項１記載
のＡｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車の製造法。 - 【請求項８】 熱間鍛造加工後の歯車が９５％以上の理
論密度比を有することを特徴とする上記請求項１記載の
Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3228731A JPH0543917A (ja) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3228731A JPH0543917A (ja) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0543917A true JPH0543917A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16880933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3228731A Withdrawn JPH0543917A (ja) | 1991-08-14 | 1991-08-14 | Ａｌ−Ｓｉ系合金製熱間鍛造歯車の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0543917A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6089843A (en) * | 1997-10-03 | 2000-07-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sliding member and oil pump |
| WO2002010593A1 (de) * | 2000-08-02 | 2002-02-07 | Werner Rietschle Gmbh + Co. Kg | Verdichter |
| WO2015045780A1 (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | 住友電工焼結合金株式会社 | 液相焼結アルミニウム合金部材の製造方法、及び液相焼結アルミニウム合金部材 |
-
1991
- 1991-08-14 JP JP3228731A patent/JPH0543917A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6089843A (en) * | 1997-10-03 | 2000-07-18 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sliding member and oil pump |
| WO2002010593A1 (de) * | 2000-08-02 | 2002-02-07 | Werner Rietschle Gmbh + Co. Kg | Verdichter |
| US6918749B2 (en) * | 2000-08-02 | 2005-07-19 | Werner Rietschle Gmbh & Co. Kg | Compressor with aluminum housing and at least one aluminum rotor |
| WO2015045780A1 (ja) * | 2013-09-27 | 2015-04-02 | 住友電工焼結合金株式会社 | 液相焼結アルミニウム合金部材の製造方法、及び液相焼結アルミニウム合金部材 |
| US10427216B2 (en) | 2013-09-27 | 2019-10-01 | Sumitomo Electric Sintered Alloy, Ltd. | Method for producing liquid phase sintered aluminum alloy member, and liquid phase sintered aluminum alloy member |
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