JPH0578745A

JPH0578745A - 履帯用ブツシングの製造方法

Info

Publication number: JPH0578745A
Application number: JP3271799A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Nakajima; 正弘中島
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1991-09-25
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】浸炭を省略できる履帯用ブッシングの製造方
法の提供。【構成】高炭素低合金鋼を素材とする履帯用ブッシン
グ素材に、外周側から高周波焼入れを施して、ブッシン
グ素材の内周側を有効硬さ以下に維持するとともに外周
表面からブッシング素材の内周有効硬化層の一部に至る
までの範囲を有効硬さ以上の硬さにし、ついで内周側か
ら高周波焼入れを施して、外周有効硬化層と前記内周有
効硬化層とを形成するとともに両有効硬化層の間に有効
硬さ以下の硬さを有する焼もどし層を形成し、ついでブ
ッシュ素材を焼もどしする、履帯用ブッシングの製造方
法。高炭素低合金鋼を用いるので、浸炭が不要となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、装軌車両（例えばブル
ドーザ）などに用いる履帯用ブッシングの製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】装軌車両などに用いる履帯１は、図１に
示すように、シュー２、シュー締付けボルト３、シュー
締付けナット４、リンク５および６、ブッシング７、ダ
ストシール８、ピン９をもってその一単位が構成されて
いる。

【０００３】履帯１に用いられるブッシング７は、図２
に示すように、その内周表面７ａおよび外周表面７ｂに
耐摩耗性が要求されるとともに、ブッシング７に加わる
負荷に耐えるため、強度、靱性が要求される。

【０００４】このような要求を満足するため、従来、次
に示す（イ）、（ロ）、（ハ）の履帯用ブッシングの製
造方法が提案されている。

【０００５】（イ）特公昭５２−３４８０６号公報に
示すように、材料に低炭素鋼である肌焼鋼（例えばＪＩ
Ｓ：ＳＣＭ４１５）を用い、素材の表面に浸炭を施し、
その後焼入れし、焼もどしする方法。浸炭によって表面
に耐摩耗性が得られ、肌焼鋼の焼入れ、焼もどしによっ
て芯部に強度、靱性が得られる。

【０００６】（ロ）特願昭６３−８７３３８号で提案
したように、かつ図３に示すように、中程度に炭素を含
む鋼から成るブッシング素材に浸炭を施した後常温迄冷
却する工程と、その後、ブッシング素材を、軸線１０ａ
を中心にして回転させつつ、その外周表面１０ｂから、
外周側浸炭層を越えて高周波焼入れを施し、有効硬さ以
上の硬さにして外周有効硬化層を形成する工程と、ブッ
シング素材を軸線を中心にして回転させ、かつ、前記外
周表面を液冷しつつ、その内周表面１０ｃから内周側浸
炭層を越えて高周波焼入れを施し、該ブッシング素材
に、内周有効硬化層を形成すると同時に、内、外有効硬
化層の間に、前記有効硬さ以下の硬さを有する焼もどし
層を形成する工程と、その後、前記ブッシングを低温で
焼もどしする工程と、を有することを特徴とする、中程
度の炭素を含む履帯用ブッシングの製造方法。

【０００７】（ハ）特願昭６３−３２０４２０号で提
案したように、中程度の炭素量を含む鋼を素材とする履
帯用ブッシング素材に、浸炭を施して常温迄冷却し、そ
の後、履帯用ブッシング素材に、外周表面のみから肉厚
全体を加熱するように高周波誘導加熱し、冷却して焼入
れを施し、その後、焼もどしする方法。これら（イ）、
（ロ）、（ハ）の方法のうち、実用化されているのは、
（イ）の方法である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記（イ）の
方法には、肌焼鋼の浸炭焼入れ時間が非常に長いので、
コストがかかるという問題がある。また、前記（ロ）、
（ハ）の方法には、（イ）の方法に比べて浸炭焼入れ時
間は短いが、浸炭を施すので、熱処理時間が長くなり、
それだけ熱処理コストが高くつくという問題がある。

【０００９】本発明は、従来の（イ）、（ロ）、（ハ）
の方法に比べて、浸炭を省略できる履帯用ブッシングの
製造方法を提供することを目的とする。ただし、この浸
炭省略によって、履帯用ブッシングの耐摩耗性、強度、
靱性が従来より低下しないことが前提となる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
る次の方法によって達成される。すなわち、高炭素低合
金鋼を素材とする履帯用ブッシング素材に、浸炭および
調質を施すことなく、その軸線を中心にして回転させつ
つ、その外周側に高周波焼入れを施し、該ブッシング素
材の内周側を有効硬さ以下に維持するとともに、該外周
表面から前記ブッシング素材の内周有効硬化層の一部に
至るまでの範囲を有効硬さ以上の硬さにする第１の工程
と、ブッシング素材をその軸線を中心にして回転させ、
かつ、前記外周側を液冷しつつ、その内周側に高周波焼
入れを施し、該ブッシング素材に外周有効硬化層と前記
内周有効硬化層とを形成すると共に、該両有効硬化層の
間に前記有効硬さ以下の硬さを有する焼もどし層を形成
する第２の工程と、前記工程の終了後、前記ブッシング
素材を低温焼もどしする第３の工程と、から成る履帯用
ブッシングの製造方法。

【００１１】

【作用】上記履帯用ブッシングの製造方法では、高炭素
量（Ｃ：０．５〜１．０％）を含む鋼材を使用している
から、浸炭は不要である。すなわち、従来の低炭素鋼お
よび中炭素鋼を素材とする場合は、炭素量が０．１〜
０．４％の素材の表面の炭素量を約０．８％にするため
に浸炭を施していたが、本発明では、素材の炭素量を、
表面に要求される炭素量と同じにした、すなわち、高炭
素鋼を用いたので、浸炭が不要となり、（イ）、
（ロ）、（ハ）の従来方法に比べて、その分熱処理時
間、熱処理コストが削減される。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の望ましい実施例に係る履帯
用ブッシングの製造方法を図１−図１０を参照して説明
する。本発明における履帯用ブッシング素材は、図３に
示すように、長さＬ＝１５８ｍｍ、外径Ｄ₁＝Φ６６．
７ｍｍ、内径Ｄ₂＝Φ４４．８ｍｍ、θ＝８０°、Ｒ＝
２ｍｍ、Ｋ＝２Ｃのものを使用した。

【００１３】本発明におけるブッシング素材の材料は、
重量％で０．５〜１．０％のＣを含む高炭素鋼をベース
に、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏのうちの少なくとも一元素および
Ｂを添加した高炭素低合金鋼である。これらの合金元素
の添加目的および添加量は下記のとおりである。

【００１４】（１）Ｍｎ目的は焼入れ性の確保であり、添加量は１．０〜２．０
％とする。（２）Ｃｒ目的は焼入れ性および耐摩耗性の確保であり、添加量は
０．１〜１．２％とする。（３）Ｍｏ目的は焼入れ性および耐摩耗性の確保であり、添加量は
材料コストを考慮して上限を０．３５％とする。（４）Ｂ目的は靱性の確保であり、添加量は０．０００５〜０．
００３０％とする。

【００１５】表１に本発明の実施例の履帯用ブッシング
の化学成分を示す。なお、従来の（イ）の方法では、Ｊ
ＩＳ：ＳＣＭ４１５の低炭素低合金鋼が用いられ、従来
の（ロ）、（ハ）の方法では、日本自動車工業会規格：
ＡＳＣＢ４０Ｈの中炭素低合金鋼が用いられたので、参
考のためにそれらの化学成分もあわせて表１に示してあ
る。

【００１６】

【表１】

【００１７】そしてこれらの鋼種から成る試験材の熱処
理方法を表２に示す。表２には従来の（イ）、（ロ）、
（ハ）の熱処理方法もあわせて示してある。

【００１８】

【表２】

【００１９】表２の高周波焼入れの仕様を表３に示す。
表３には従来の（ロ）、（ハ）の高周波焼入れもあわせ
て示してある。

【００２０】

【表３】

【００２１】本発明の熱処理においては、表２にも示す
ように、第１の工程で、ブッシング素材に、浸炭、調質
を施すことなく、外周表面から高周波焼入れを施す。浸
炭を施す必要がないのは、ブッシング素材に高炭素鋼を
使用したためである。外周表面からの高周波焼入れでは
ブッシング素材をその軸線を中心にして回転させつつ、
製品をコイルに対して移動させ、その外周側に高周波焼
入れを施す。ブッシング粗材を回転させる理由は外周表
面全面にわたって均一な高周波焼入れを施すためであ
る。そして、この高周波焼入れに当ってはブッシング粗
材の内周表面をＨＲＣ４５以上の硬さにしないようにす
ると共に、外周表面から内周有効硬化層の一部に至るま
での範囲を有効硬さ以上の硬さにすることが必要であ
る。その理由は、後述の内周側の焼入れの際の加熱およ
び冷却による割れを防止し、さらに肉厚中心部の焼入れ
硬さを可能な限り高めるためである。

【００２２】第２の工程で外周側を液冷する理由は、内
周側の高周波焼入れで外周側が焼もどしを起こさないよ
うにするためである。そして、この高周波焼入れによっ
てブッシング素材に外周有効硬化層と内周有効硬化層の
間に有効硬さ以下の硬さを有する焼もどし層を形成する
のである。すなわち、この内周側の焼入れの結果、外周
表面付近は焼入れのままの硬さを維持するが、肉厚中心
部に移るにしたがって内周側加熱時の熱伝導の影響を受
け、焼もどし軟化を生ずる。これによって、ブッシング
素材の内外周表面付近にはそれぞれ有効硬化層が形成さ
れると共に、これらの有効硬化層の間には焼もどし層が
形成される。

【００２３】第３の工程では上記ブッシング素材に低温
焼もどしを施し、内外周表面付近の組織を焼入れマルテ
ンサイトから焼もどしマルテンサイトとする。これによ
って、履帯用ブッシングは完成するが、ブッシング素材
の高周波誘導加熱に当っては表面の結晶粒度が粗大化し
ないように、肉厚、内径の大きさ等を考慮して、高周波
電源および焼入れ条件を決定しなければならない。

【００２４】上記の説明から明らかなように、本発明の
履帯用ブッシングの製造方法は、浸炭および調質工程を
省略したから製造工程が単純化すると共に経済的に大き
な利益を生じ、さに、結果物たる履帯用ブッシングも、
以下に示すように、従来の（イ）、（ロ）、（ハ）の方
法で製造された履帯用ブッシングと同等かそれ以上の耐
摩耗性、強度および靱性を有する。

【００２５】上記熱処理仕様に基づいて熱処理されたブ
ッシング素材の浸炭深さと断面硬さを以下に示す。図４
は、表２の（イ）、（ロ）、（ハ）の浸炭方法により浸
炭された浸炭層の炭素量をＸ線マイクロアナライザーに
より測定した結果、および、本発明の高炭素低合金鋼の
炭素量を示す。炭素量が０．４％以上となる領域の、表
面からの距離を浸炭深さと仮定すれば、（イ）の方法の
浸炭深さは２．２ｍｍ、（ロ）および（ハ）の方法の浸
炭深さは、ともに２．４ｍｍである。これに対して、本
発明の方法では、全肉厚が炭素量：０．５％以上であ
り、全肉厚が浸炭層になっていると考えることができ
る。

【００２６】図５は（イ）の方法によるＳＣＭ４１５の
断面硬さ、図６は（ロ）の方法によるＡＳＣＢ４０Ｈの
断面硬さ、図７は（ハ）の方法によるＡＳＣＢ４０Ｈの
断面硬さ、図８は本発明方法による高炭素低合金鋼の断
面硬さである。ＪＩＳによる浸炭有効硬化層深さを規定
する硬さＨＲＣ５２．３（ＨＶ５５０）で、（イ）の方
法は２．３〜２．４ｍｍの深さになっており、前記の炭
素量０．４％の浸炭層の深さ２．２ｍｍにほぼ等しい。

【００２７】（ロ）の方法は同様に、ＨＲＣ５２．３迄
の硬さの層の深さは内周側で２．２ｍｍ、外周側で２．
８ｍｍとなっており、外周側ではこの炭素量０．４％の
深さ２．４ｍｍに対し深くなる。（ロ）の処理方法の特
徴は、加熱の影響が、浸炭層を越えて、浸炭層に隣接す
る素材に及ぶため、浸炭有効硬さを得るのに充分な炭素
量が素材にあれば、素材の部分も硬化し、浸炭層以上の
深さの硬化層が得られることである。図６でもその傾向
が表われている。（ハ）の方法は（ロ）の方法とほぼ同
一の浸炭量であるが、図７に示すように、全肉厚がＨＲ
Ｃ５２．３以上の硬さに硬化している。

【００２８】本発明方法によるものは、図８に示すよう
に、ＨＲＣ５２．３までの硬さの層の深さは内周側で
３．２ｍｍ、外周側で４．４ｍｍとなっており、内周
側、外周側ともに、（イ）および（ロ）の方法によるも
のよりも深くなっている。これにより、（イ）および
（ロ）の方法によるものに比べて耐摩耗性および強度の
向上を期待することができる。また、（ハ）の方法によ
るものと比較すると、外周表面の硬さがＨＲＣ６０程度
である点では（ハ）の方法によるものと同じであるが、
（ハ）の方法によるものは、肉厚中心部に移るにしたが
って硬さが急激に低下するのに対して、本発明方法によ
るものは、硬さの低下が（ハ）の方法によるものよりも
ゆるやかである。これにより、（ハ）の方法によるもの
に比べて耐摩耗性の向上を期待することができる。ま
た、本発明方法によるものは、肉厚芯部に有効硬さ以下
の硬さを有する部分があるため、従来の（イ）および
（ロ）の方法によるものと同等かそれ以上の靱性を有す
ることが期待される。

【００２９】図９、図１０は圧壊試験の方法を示してい
る。圧壊試験は、ブッシングから長さ：Ｌ＝３０ｍｍに
切断した試験片１２を使用した。試験片の長さは試験機
の容量を考慮して決められたものであって、技術的意味
はない。１１、１３は試験片１２の押し治具を示す。ま
たＢは荷重方向を示す。試験方法は、アムスラー引張試
験機１４に押し治具１１、１３をセットし、Ｂ方向に荷
重を加えて１５の位置に亀裂を生じさせるのである。そ
して、亀裂発生までの負荷のうち、最大荷重をもって圧
壊荷重と定め、その値を圧壊値と定義し、その時の試験
片のたわみをたわみ値と定義した。上記の方法で試験を
した結果を表４に示す。

【００３０】

【表４】

【００３１】本発明品の圧壊特性は、（イ）の方法によ
る従来品よりは優れ、（ロ）および（ハ）の方法による
従来品とほぼ同等である。（イ）の方法は長年にわたり
実用化されており、不具合は発生していないことから、
（イ）の方法による従来品より優れた圧壊特性が得られ
る本発明の方法は十分に実用に供し得ると考えられる。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果が得られる。（１）履帯用ブッシング素材の材料に、高炭素低合金
鋼（重量％にしてＣ：０．５〜１．０％）を用いたの
で、表面の必要炭素量を確保するための浸炭を省略する
ことができ、熱処理コストを削減することができる。（２）しかも、表面硬さ、耐摩耗性、靱性、圧壊強度
等の機械的性質において、従来方法と同等かそれ以上に
優れており、これらの機械的性質を低下させずに、上記
の熱処理コスト削減を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般の履帯の分解斜視図である。

【図２】履帯用ブッシングの縦断面図である。

【図３】試験に供した履帯用ブッシング素材の各寸法を
表わす縦断面図である。

【図４】（イ）、（ロ）、（ハ）の方法における浸炭層
の炭素量および本発明における高炭素低合金鋼の炭素量
である。

【図５】（イ）の方法で製造された履帯用ブッシングの
断面硬さである。

【図６】（ロ）の方法で製造された履帯用ブッシングの
断面硬さである。

【図７】（ハ）の方法で製造された履帯用ブッシングの
断面硬さである。

【図８】本発明の方法で製造された履帯用ブッシングの
断面硬さである。

【図９】圧壊試験装置の要部正面図である。

【図１０】図９の装置の側面図である。

【符号の説明】

７履帯用ブッシング７ａ内周表面７ｂ外周表面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高炭素低合金鋼を素材とする履帯用ブッ
シング素材に、浸炭および調質を施すことなく、その軸
線を中心にして回転させつつ、その外周側に高周波焼入
れを施し、該ブッシング素材の内周側を有効硬さ以下に
維持するとともに、該外周表面から前記ブッシング素材
の内周有効硬化層の一部に至るまでの範囲を有効硬さ以
上の硬さにする第１の工程と、ブッシング素材をその軸線を中心にして回転させ、か
つ、前記外周側を液冷しつつ、その内周側に高周波焼入
れを施し、該ブッシング素材に外周有効硬化層と前記内
周有効硬化層とを形成すると共に、該両有効硬化層の間
に前記有効硬さ以下の硬さを有する焼もどし層を形成す
る第２の工程と、前記工程の終了後、前記ブッシング素材を低温焼もどし
する第３の工程と、から成ることを特徴とする履帯用ブ
ッシングの製造方法。