JPH0637687B2 - ボ−ルケ−ジ用高強度高靭性肌焼鋼 - Google Patents
ボ−ルケ−ジ用高強度高靭性肌焼鋼Info
- Publication number
- JPH0637687B2 JPH0637687B2 JP62194946A JP19494687A JPH0637687B2 JP H0637687 B2 JPH0637687 B2 JP H0637687B2 JP 62194946 A JP62194946 A JP 62194946A JP 19494687 A JP19494687 A JP 19494687A JP H0637687 B2 JPH0637687 B2 JP H0637687B2
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- toughness
- hardening steel
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車の駆動輪車軸用継手のボールケージに
用いられる高強度高靱性肌焼鋼に関する。
用いられる高強度高靱性肌焼鋼に関する。
自動車の駆動車軸を被駆動車軸に動力を伝達する継手と
しては、等速継手と不等速継手とに大別でき、前者の代
表例として、バーフィールド形継手があり、これは、第
１図に示すように、駆動軸１から被駆動軸２への動力伝
達に当り、外輪３と内輪４との間に複数たとえば６個の
ボール５を設け、またこのボール５はボールケージ６に
て保持したものである。
しては、等速継手と不等速継手とに大別でき、前者の代
表例として、バーフィールド形継手があり、これは、第
１図に示すように、駆動軸１から被駆動軸２への動力伝
達に当り、外輪３と内輪４との間に複数たとえば６個の
ボール５を設け、またこのボール５はボールケージ６に
て保持したものである。
このボールケージは、機能上、非常に大きな回転力を伝
達しようとするものであるため、高い強度と靱性、なら
びにボールとの接触面での耐摩耗性が要求される。
達しようとするものであるため、高い強度と靱性、なら
びにボールとの接触面での耐摩耗性が要求される。
従来は、ボールケージとしては、機械構造用合金鋼、あ
るいはNi−CrもしくはCr−Mo系肌焼鋼が用いられ、その
代表的化学成分は、第１表の通りである（単位は重量
％）。
るいはNi−CrもしくはCr−Mo系肌焼鋼が用いられ、その
代表的化学成分は、第１表の通りである（単位は重量
％）。
〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、従来のボールケージ鋼において、高い強度およ
び耐摩耗性を確保しようとすると、芯部の靱性が犠牲と
なり、衝撃荷重に対する抵抗が乏しく、低い荷重におい
て粒界破壊することがある。
び耐摩耗性を確保しようとすると、芯部の靱性が犠牲と
なり、衝撃荷重に対する抵抗が乏しく、低い荷重におい
て粒界破壊することがある。
そこで、本発明の主たる目的は、従来材と同様の表面硬
度を持ちながら、十分な芯部靱性を有する肌焼鋼を提供
することにある。
度を持ちながら、十分な芯部靱性を有する肌焼鋼を提供
することにある。
前記問題点を解決するための本発明は次の通りである。
自動車の駆動輪車軸用継手のボールケージに用いられ以
下の化学成分からなり、 Ｃ：０．０５〜０．１５重量％ Ｓｉ：０．２重量％以下 Ｍｎ：０．２〜０．６重量％ Ｐ：０．０１５重量％以下 Ｓ：０．０１５重量％以下 Ｃｒ：０．１５〜０．５重量％ Ｍｏ：０．１〜０．２５重量％ ｓｏ１Ａｌ：０．０１５〜０．０６重量％ さらに、 ０．０２〜０．０４重量％のＮｂまたは０．０１〜０．
０３重量％のＴｉの１種または２種を含み、残部は実質
上Ｆｅよりなり、 かつ焼入れ指数ＤＩが０．９３インチ以下となることを
特徴とするボールケージ用高強度高靱性肌焼鋼。
下の化学成分からなり、 Ｃ：０．０５〜０．１５重量％ Ｓｉ：０．２重量％以下 Ｍｎ：０．２〜０．６重量％ Ｐ：０．０１５重量％以下 Ｓ：０．０１５重量％以下 Ｃｒ：０．１５〜０．５重量％ Ｍｏ：０．１〜０．２５重量％ ｓｏ１Ａｌ：０．０１５〜０．０６重量％ さらに、 ０．０２〜０．０４重量％のＮｂまたは０．０１〜０．
０３重量％のＴｉの１種または２種を含み、残部は実質
上Ｆｅよりなり、 かつ焼入れ指数ＤＩが０．９３インチ以下となることを
特徴とするボールケージ用高強度高靱性肌焼鋼。
本発明では、一般にボールケージは、その肉厚が５mm以
下と厚くなく、焼入性が高いと、全断面硬化され芯部の
靱性が損われるので、焼入性を抑え芯部の強度を従来材
以下とすることにより、芯部靱性を高めている。また、
粒界強化元素を添加しているので、粒界破壊の発生を抑
制でき、また粒界脆化を促進する元素を低減しているか
ら、粒界破壊抵抗性が高まる。
下と厚くなく、焼入性が高いと、全断面硬化され芯部の
靱性が損われるので、焼入性を抑え芯部の強度を従来材
以下とすることにより、芯部靱性を高めている。また、
粒界強化元素を添加しているので、粒界破壊の発生を抑
制でき、また粒界脆化を促進する元素を低減しているか
ら、粒界破壊抵抗性が高まる。
以下本発明をさらに詳説する。
各々の元素を限定した理由は下記の通りである。
Ｃ：Ｃは硬度あるいは強度を決める基本的な元素であ
る。芯部硬度が従来材レベルを超えないようにするた
め、上限を０．１５％とした。一方、ボールケージが使
用中変形しないためには硬さHv＝２５０以上必要であ
り、このため下限値を０．０５％とした。
る。芯部硬度が従来材レベルを超えないようにするた
め、上限を０．１５％とした。一方、ボールケージが使
用中変形しないためには硬さHv＝２５０以上必要であ
り、このため下限値を０．０５％とした。
Si：Siは脱酸と焼入れ性の点より通常０．１５％以上添
加されるが、本発明では、むしろ焼入性の低減、粒界及
び基地の靱性の向上を図るという点から脱酸の効果が得
られる最低量の添加とし、上限を０．２％とした。
加されるが、本発明では、むしろ焼入性の低減、粒界及
び基地の靱性の向上を図るという点から脱酸の効果が得
られる最低量の添加とし、上限を０．２％とした。
Mn：Mnは脱酸、脱硫、焼入れ性に効果があり、通常０．
３５％以上添加される。しかし本発明では、むしろ焼入
性の低減、非金属介在物の低減という点より上限を０．
６％とした。一方、脱酸、脱硫効果が得られる最低量の
添加が必要であるので、下限値を０．２％とした。
３５％以上添加される。しかし本発明では、むしろ焼入
性の低減、非金属介在物の低減という点より上限を０．
６％とした。一方、脱酸、脱硫効果が得られる最低量の
添加が必要であるので、下限値を０．２％とした。
Ｐ，Ｓ：Ｐは有害な不純物元素であり、特に粒界強化の
点より低く抑えることが望ましい。しかし余りに低くし
ようとすると製鋼上多大な経費が発生するため、経済性
を考慮して上限を0.015％とした。
点より低く抑えることが望ましい。しかし余りに低くし
ようとすると製鋼上多大な経費が発生するため、経済性
を考慮して上限を0.015％とした。
Cr：Crは基地の靱性向上のため添加される。しかし０．
１５％未満ではその効果が十分でなく、０．５％を超え
ると、焼入れ性が高くなりすぎるため、０．１５％以
上、０．５％以下とした。
１５％未満ではその効果が十分でなく、０．５％を超え
ると、焼入れ性が高くなりすぎるため、０．１５％以
上、０．５％以下とした。
Mo：Moは基地の靱性向上および硬化部のＰによる脆化を
防止するため添加される。０．１％未満ではその効果が
十分でなく、０．２５％を超えると焼入れ性が高くなり
すぎること、経済的でないことより、０．１％以上、
０．２５％以下とした。
防止するため添加される。０．１％未満ではその効果が
十分でなく、０．２５％を超えると焼入れ性が高くなり
すぎること、経済的でないことより、０．１％以上、
０．２５％以下とした。
solAl：Alは脱酸及び結晶粒微細化に効果を有し、0.015
％未満ではその効果が十分でなく、０．０６％を超える
と非金属介在物の残留があるため、0.015 ％以上、０．
０６％以下とした。
％未満ではその効果が十分でなく、０．０６％を超える
と非金属介在物の残留があるため、0.015 ％以上、０．
０６％以下とした。
Ti，Nb：TiおよびNbは結晶粒の微細化、粒界強化に効果
があるので、１種又は２種を添加する。その添加量につ
いて、Tiについては０．０１％未満では効果がなく、
０．０３％を超えると靱性低下を招くので、０．０１％
以上、０．０３％以下とした。Nbについては、０．０２
％未満では効果がなく、０．０４％を超えると靱性低下
を招くので、０．０２％以上、０．０４％以下とした。
があるので、１種又は２種を添加する。その添加量につ
いて、Tiについては０．０１％未満では効果がなく、
０．０３％を超えると靱性低下を招くので、０．０１％
以上、０．０３％以下とした。Nbについては、０．０２
％未満では効果がなく、０．０４％を超えると靱性低下
を招くので、０．０２％以上、０．０４％以下とした。
次に、焼入れ指数Ｄ１について説明する。第５図は後に
述べる実施例と同様に製作したボールケージの引張試験
結果を示したものである。同図からＤＩ＝０．８６イン
チ以上で破壊強度が急激に低下すること、およびこの急
激な低下の中腹はＤＩ＝０．９３インチ相当することが
判る。したがって、破壊強度を良好なレベルとするため
には、ＤＩ＝０．９３インチ以下とする必要がある。ま
たＤＩ＝０．９３インチは本発明鋼のほぼ中央値に相当
する。
述べる実施例と同様に製作したボールケージの引張試験
結果を示したものである。同図からＤＩ＝０．８６イン
チ以上で破壊強度が急激に低下すること、およびこの急
激な低下の中腹はＤＩ＝０．９３インチ相当することが
判る。したがって、破壊強度を良好なレベルとするため
には、ＤＩ＝０．９３インチ以下とする必要がある。ま
たＤＩ＝０．９３インチは本発明鋼のほぼ中央値に相当
する。
以下に実施例にて本発明の効果を説明する。
試作したボールケージの化学成分を第２表に示す。本発
明鋼の焼入れ指数は０．６０〜０．７０で、従来鋼の
１．４２インチに比べ著しく低くなっていることがわか
る。
明鋼の焼入れ指数は０．６０〜０．７０で、従来鋼の
１．４２インチに比べ著しく低くなっていることがわか
る。
これらを９２５℃にて浸炭した後の断面硬度分布を第２
図に示す。表面硬度は本発明鋼、従来鋼いずれも約Hv８
００であるのに対し、芯部硬度は従来鋼のHv４１０に比
べ本発明鋼はHv３１０〜３８０と低くなっている。
図に示す。表面硬度は本発明鋼、従来鋼いずれも約Hv８
００であるのに対し、芯部硬度は従来鋼のHv４１０に比
べ本発明鋼はHv３１０〜３８０と低くなっている。
これらを破壊試験した時の破壊荷重を第３表に示す。こ
の破壊試験は次のように行った。すなわち、外径６０
φ、内径５５φ長さ5000（単位mm）の試作管を得た。
この製造履歴は次の通りである。
の破壊試験は次のように行った。すなわち、外径６０
φ、内径５５φ長さ5000（単位mm）の試作管を得た。
この製造履歴は次の通りである。
溶製→分塊→マンドレルミル製管→冷間抽伸→応力除去
焼鈍 これを５０mm長さの短管に切断後、第４図のように機械
加工した。さらに下記条件にてガス浸炭焼入・焼戻しを
した。
焼鈍 これを５０mm長さの短管に切断後、第４図のように機械
加工した。さらに下記条件にてガス浸炭焼入・焼戻しを
した。
９２５℃×１０hrs（０．９〜１．０のカーボンポテン
シャル下）→８４０℃炉冷→油焼入→１８０℃焼戻し→
（研磨） このようにして製作したボールケージＧを供試品とし、
第３図に示す電気油圧式引張試験機（容量１０ton）に
て各ボールケージに丸棒Ｒを挿入し、上方のクロスヘッ
ドを固定とし、下部のアクチュエータを引き下げなが
ら、破壊試験を行った。引張速度は１２０mm／secであ
る。
シャル下）→８４０℃炉冷→油焼入→１８０℃焼戻し→
（研磨） このようにして製作したボールケージＧを供試品とし、
第３図に示す電気油圧式引張試験機（容量１０ton）に
て各ボールケージに丸棒Ｒを挿入し、上方のクロスヘッ
ドを固定とし、下部のアクチュエータを引き下げなが
ら、破壊試験を行った。引張速度は１２０mm／secであ
る。
〔発明の効果〕 以上の通り、本発明によれば、高い強度および耐摩耗性
を有するとともに、芯部の靱性が大きい肌焼鋼が提供さ
れる。
を有するとともに、芯部の靱性が大きい肌焼鋼が提供さ
れる。
第１図は本発明に係る肌焼鋼が用いられるボールケージ
を有するバーフィールド型継手例の断面図、第２図は本
発明材と従来材との断面硬度分布比較図、第３図は実施
例で用いた破壊試験装置の斜視図、第４図は破壊試験に
供した供試材の正面図、第５図は実施例での３種の鋼を
含む焼入れ指数と破壊荷重との相関グラフである。 ５……ボール、６……ボールケージ
を有するバーフィールド型継手例の断面図、第２図は本
発明材と従来材との断面硬度分布比較図、第３図は実施
例で用いた破壊試験装置の斜視図、第４図は破壊試験に
供した供試材の正面図、第５図は実施例での３種の鋼を
含む焼入れ指数と破壊荷重との相関グラフである。 ５……ボール、６……ボールケージ
Claims (1)
- 【請求項１】自動車の駆動輪車軸用継手のボールケージ
に用いられ以下の化学成分からなり、 Ｃ：０．０５〜０．１５重量％ Ｓｉ：０．２重量％以下 Ｍｎ：０．２〜０．６重量％ Ｐ：０．０１５重量％以下 Ｓ：０．０１５重量％以下 Ｃｒ：０．１５〜０．５重量％ Ｍｏ：０．１〜０．２５重量％ ｓｏｌＡｌ：０．０１５〜０．０６重量％ さらに、 ０．０２〜０．０４重量％のＮｂまたは０．０１〜０．
０３重量％のＴｉの１種または２種を含み、残部は実質
上Ｆｅよりなり、 かつ焼入れ指数ＤＩが０．９３インチ以下となることを
特徴とするボールケージ用高強度高靱性肌焼鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62194946A JPH0637687B2 (ja) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | ボ−ルケ−ジ用高強度高靭性肌焼鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62194946A JPH0637687B2 (ja) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | ボ−ルケ−ジ用高強度高靭性肌焼鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6439351A JPS6439351A (en) | 1989-02-09 |
| JPH0637687B2 true JPH0637687B2 (ja) | 1994-05-18 |
Family
ID=16332959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62194946A Expired - Fee Related JPH0637687B2 (ja) | 1987-08-04 | 1987-08-04 | ボ−ルケ−ジ用高強度高靭性肌焼鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0637687B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4618189B2 (ja) * | 2006-04-24 | 2011-01-26 | 住友金属工業株式会社 | ボールケージ用高強度肌焼鋼管 |
| JP5071038B2 (ja) * | 2007-10-22 | 2012-11-14 | 住友金属工業株式会社 | Ｃｖｊボールケージ用鋼 |
| CN112322983A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-05 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种Ti+Nb微合金化成分汽轴用钢热轧钢带及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6021359A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-02 | Daido Steel Co Ltd | 歯車用鋼 |
| JPS61166954A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 高靭性耐摩耗鋼 |
| JPH0672293B2 (ja) * | 1985-09-17 | 1994-09-14 | 愛知製鋼株式会社 | 高強度肌焼鋼 |
-
1987
- 1987-08-04 JP JP62194946A patent/JPH0637687B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6439351A (en) | 1989-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |