JPH07133811A - 鉄・鋼部品の締りばめ組立体及びその処理方法 - Google Patents
鉄・鋼部品の締りばめ組立体及びその処理方法Info
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- JPH07133811A JPH07133811A JP3245942A JP24594291A JPH07133811A JP H07133811 A JPH07133811 A JP H07133811A JP 3245942 A JP3245942 A JP 3245942A JP 24594291 A JP24594291 A JP 24594291A JP H07133811 A JPH07133811 A JP H07133811A
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/10—Oxidising
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- C23C8/14—Oxidising of ferrous surfaces
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 鉄鋼部品を組合せて互いに嵌合させ、その一
方又は両方の係合面に一定厚さの酸化鉄層を形成し係合
保持力を高めた締りばめ組立体を所定の温度で所定時間
加熱保持して得る。 【構成】 車軸１０のベアリング１６に近接して設けた
ロッキングカラー１８を車軸１０に締りばめして締りば
め組立体を形成している。この締りばめ組立体は、所定
厚さの酸化鉄層を互いの係合面の一方又は両方に形成し
て保持力が高められる。この締りばめ処理は、実質的に
５００°Ｆと１０５０°Ｆの間の温度で１０時間乃至１
０分の適宜時間加熱して酸化鉄層を形成し、冷却するこ
とから成る。
方又は両方の係合面に一定厚さの酸化鉄層を形成し係合
保持力を高めた締りばめ組立体を所定の温度で所定時間
加熱保持して得る。 【構成】 車軸１０のベアリング１６に近接して設けた
ロッキングカラー１８を車軸１０に締りばめして締りば
め組立体を形成している。この締りばめ組立体は、所定
厚さの酸化鉄層を互いの係合面の一方又は両方に形成し
て保持力が高められる。この締りばめ処理は、実質的に
５００°Ｆと１０５０°Ｆの間の温度で１０時間乃至１
０分の適宜時間加熱して酸化鉄層を形成し、冷却するこ
とから成る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属製品の締りばめ
組立体、特に車軸のカラーや軸受のような鉄・鋼部品の
締りばめ組立体及びこの組立体を処理する方法に関す
る。
組立体、特に車軸のカラーや軸受のような鉄・鋼部品の
締りばめ組立体及びこの組立体を処理する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】車軸にカラーや軸受等を保持する機械的
な保持手段が、例えば米国特許第３，１１８，７１１
号、第３，３２８，０９６号、第３，４２８，３７３
号、第３，５３５，００８号、第３，６９７，１４５
号、第４，０９０，７４６号、や第４，１６６，６６１
号に多数開示されている。このような機械的な手段は全
て生産コストの上昇を伴う付加的な作業や部品を必要と
する。これに対して、車軸にカラーや軸受等を保持する
最も簡単な手段として締りばめがあるが、この締りばめ
は機械的に固定された様々な構成部品を組立てる一般的
手段でもある。
な保持手段が、例えば米国特許第３，１１８，７１１
号、第３，３２８，０９６号、第３，４２８，３７３
号、第３，５３５，００８号、第３，６９７，１４５
号、第４，０９０，７４６号、や第４，１６６，６６１
号に多数開示されている。このような機械的な手段は全
て生産コストの上昇を伴う付加的な作業や部品を必要と
する。これに対して、車軸にカラーや軸受等を保持する
最も簡単な手段として締りばめがあるが、この締りばめ
は機械的に固定された様々な構成部品を組立てる一般的
手段でもある。
【０００３】締りばめは、摩擦係合と締付力を組合せて
結合が外れるのを防ぐ方法である。理論的には、固く締
めつけることにより微細粗面同士をより密着させ、摩擦
力に打勝つに必要な力を増大させて締りばめの結合が外
れるのに対抗するものである。さらに、微細粗面がより
密着すると、その粗面間に微細な溶着部位が多数増加
し、分解に対する摩擦抵抗が一層大きくなる。
結合が外れるのを防ぐ方法である。理論的には、固く締
めつけることにより微細粗面同士をより密着させ、摩擦
力に打勝つに必要な力を増大させて締りばめの結合が外
れるのに対抗するものである。さらに、微細粗面がより
密着すると、その粗面間に微細な溶着部位が多数増加
し、分解に対する摩擦抵抗が一層大きくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、鉄や鋼は、
酸化を促進する環境にさらされるとその表面に酸化鉄層
ができる。この酸化鉄層は時間が経つにつれて厚くなり
続け、遂いにはその金属を完全に酸化させるが、これは
最初にできた酸化鉄層が、金属基部がそれ以上酸化する
のを阻止しないからである。鉄に対して酸素が酸化鉄層
を通って拡散すると、酸化鉄層の下の金属基部を酸化さ
せてしまう。これまでの大多数の出願では、鉄や鋼の酸
化は鉄や鋼の製品の変色、変質、そして結果的に破壊を
もたらすという理由で非常に有害であると考えられてい
た。従って、酸化鉄層を締りばめの組立体に利用すると
いう考え方は今まで採用されたことが殆どなかったので
ある。その中で、わずかに米国特許２１，９０３が作為
的に酸化鉄層を形成することを開示しているが、この特
許では酸化鉄層が摩擦で抵抗してワイヤー束の内部ねじ
れ端が解けないようにしているにすぎない。
酸化を促進する環境にさらされるとその表面に酸化鉄層
ができる。この酸化鉄層は時間が経つにつれて厚くなり
続け、遂いにはその金属を完全に酸化させるが、これは
最初にできた酸化鉄層が、金属基部がそれ以上酸化する
のを阻止しないからである。鉄に対して酸素が酸化鉄層
を通って拡散すると、酸化鉄層の下の金属基部を酸化さ
せてしまう。これまでの大多数の出願では、鉄や鋼の酸
化は鉄や鋼の製品の変色、変質、そして結果的に破壊を
もたらすという理由で非常に有害であると考えられてい
た。従って、酸化鉄層を締りばめの組立体に利用すると
いう考え方は今まで採用されたことが殆どなかったので
ある。その中で、わずかに米国特許２１，９０３が作為
的に酸化鉄層を形成することを開示しているが、この特
許では酸化鉄層が摩擦で抵抗してワイヤー束の内部ねじ
れ端が解けないようにしているにすぎない。
【０００５】酸化鉄層ができる温度については、一般に
比較的低温では酸化鉄層は多くの場合赤鉄鉱（Ｆｅ2 Ｏ
4 ）と磁鉄鉱（Ｆｅ3 Ｏ4 ）として現れる。しかし、
Ｎ．バークス著「金属の高温酸化への入門（Ｉｎｔｒｏ
ｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕ
ｒｅ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔａｌｓ），エ
ドワード・アーノルド・プレス，ロンドン，１９８３，
頁７４−７５」によると、比較的高温の５７０℃（１０
５８°Ｆ）以上では、酸化鉄層は非常に薄い赤鉄鉱と磁
鉄鉱のフィルムを伴なって大部分がウスタイト（Ｆｅ
Ｏ）となる。この文献によれば、ウスタイトは５７０℃
以下では生成しないが、１０００℃（１８３２°Ｆ）で
は酸化鉄層の厚さの９５％にまで達する。
比較的低温では酸化鉄層は多くの場合赤鉄鉱（Ｆｅ2 Ｏ
4 ）と磁鉄鉱（Ｆｅ3 Ｏ4 ）として現れる。しかし、
Ｎ．バークス著「金属の高温酸化への入門（Ｉｎｔｒｏ
ｄｕｃｔｉｏｎ ｔｏ Ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕ
ｒｅ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔａｌｓ），エ
ドワード・アーノルド・プレス，ロンドン，１９８３，
頁７４−７５」によると、比較的高温の５７０℃（１０
５８°Ｆ）以上では、酸化鉄層は非常に薄い赤鉄鉱と磁
鉄鉱のフィルムを伴なって大部分がウスタイト（Ｆｅ
Ｏ）となる。この文献によれば、ウスタイトは５７０℃
以下では生成しないが、１０００℃（１８３２°Ｆ）で
は酸化鉄層の厚さの９５％にまで達する。
【０００６】４００℃（７５２°Ｆ）と５７０℃の間で
は、酸化鉄層は明らかにαＦｅ2 Ｏ3 （斜方六面体構
造）とγＦｅ2 Ｏ3 （正六面体構造）から形成される
が、これはＦｅ3 Ｏ4 が酸化してαＦｅ2 Ｏ3 を形成す
るからである。様々な温度で鉄や鋼に形成される異なっ
た色や特徴を有する薄片は酸化鉄層内に形成された複雑
な化学構造や結晶構造の結果である。
は、酸化鉄層は明らかにαＦｅ2 Ｏ3 （斜方六面体構
造）とγＦｅ2 Ｏ3 （正六面体構造）から形成される
が、これはＦｅ3 Ｏ4 が酸化してαＦｅ2 Ｏ3 を形成す
るからである。様々な温度で鉄や鋼に形成される異なっ
た色や特徴を有する薄片は酸化鉄層内に形成された複雑
な化学構造や結晶構造の結果である。
【０００７】この発明は、以上のような従来の車軸にカ
ラーや軸受を保持する手段の現状に鑑みてなされたもの
であり、その目的は鉄・鋼部品を組合せて互いに嵌合さ
せ、その一方又は両方の係合面に一定厚さの酸化鉄層を
形成し係合保持力を高めた締りばめ組立体とこれを所定
の温度で所定時間加熱保持して得る処理方法を提供する
ことを課題とする。
ラーや軸受を保持する手段の現状に鑑みてなされたもの
であり、その目的は鉄・鋼部品を組合せて互いに嵌合さ
せ、その一方又は両方の係合面に一定厚さの酸化鉄層を
形成し係合保持力を高めた締りばめ組立体とこれを所定
の温度で所定時間加熱保持して得る処理方法を提供する
ことを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
この発明は、締りばめ組立体を形成するため鉄・鋼部品
を処理する方法であって、実質的に５００°Ｆと１０５
０°Ｆの間の温度にその部品を加熱し、締りばめ係合す
る部品の表面に酸化皮膜を形成するのに十分な時間前記
部品を所定温度に保持して酸化皮膜の厚さをその時間と
温度で制限し、締りばめの保持力を高め、かつこの部品
を冷却することから成る鉄・鋼部品の締りばめ組立体処
理方法としたのである。
この発明は、締りばめ組立体を形成するため鉄・鋼部品
を処理する方法であって、実質的に５００°Ｆと１０５
０°Ｆの間の温度にその部品を加熱し、締りばめ係合す
る部品の表面に酸化皮膜を形成するのに十分な時間前記
部品を所定温度に保持して酸化皮膜の厚さをその時間と
温度で制限し、締りばめの保持力を高め、かつこの部品
を冷却することから成る鉄・鋼部品の締りばめ組立体処
理方法としたのである。
【０００９】この処理方法において、前記部品をほぼ７
００°Ｆと８００°Ｆの間の温度に約２時間加熱し、次
に冷却して締りばめの保持力を最大とするとよい。
００°Ｆと８００°Ｆの間の温度に約２時間加熱し、次
に冷却して締りばめの保持力を最大とするとよい。
【００１０】上記課題を解決する別の手段としてこの発
明は、内側部品と外側部品を組合せこれらの互に係合す
る面が締りばめ組立される鉄・鋼部品の締りばめ組立体
であって、互に係合する面上の少なくとも一方に一定厚
さの酸化鉄層を作為的に形成し、それによって締りばめ
の保持力を高めて成る鉄・鋼部品の締りばめ組立体の構
成としたのである。
明は、内側部品と外側部品を組合せこれらの互に係合す
る面が締りばめ組立される鉄・鋼部品の締りばめ組立体
であって、互に係合する面上の少なくとも一方に一定厚
さの酸化鉄層を作為的に形成し、それによって締りばめ
の保持力を高めて成る鉄・鋼部品の締りばめ組立体の構
成としたのである。
【００１１】かかる構成の発明において、作為的に形成
した酸化鉄層が、α及びγ赤鉄鉱の微細結晶を組合せ、
係合する面を約５００°Ｆから１０５０°Ｆ間の温度に
加熱して成るものとしてもよい。この場合、一方の係合
面を約１０分から１０時間の間前記高温に保持したもの
とするとよい。
した酸化鉄層が、α及びγ赤鉄鉱の微細結晶を組合せ、
係合する面を約５００°Ｆから１０５０°Ｆ間の温度に
加熱して成るものとしてもよい。この場合、一方の係合
面を約１０分から１０時間の間前記高温に保持したもの
とするとよい。
【００１２】あるいは上記組立体において、表面を酸化
環境において約７００°Ｆから８００°Ｆの温度範囲で
約２時間加熱して酸化鉄層を形成し、締りばめの保持力
を最大としたものとしてもよい。
環境において約７００°Ｆから８００°Ｆの温度範囲で
約２時間加熱して酸化鉄層を形成し、締りばめの保持力
を最大としたものとしてもよい。
【００１３】
【作用】上記のように構成したこの発明の鉄・鋼部品の
締りばめ組立体は、一定の厚さの酸化鉄層を互いに係合
する面の一方又は両方に作為的に形成することにより保
持力を増大させている。またこの発明による方法は、締
りばめで互いに係合する２つの面の少なくとも一方に酸
化鉄層を形成して保持力を増大させ、結合が外れるのに
抗するようにした方法である。この方法では、締りばめ
係合する面を空気あるいは酸化環境にさらした状態で鉄
・鋼部品を所定の温度に加熱し、その温度でこの部品を
所定長さ時間保持する。
締りばめ組立体は、一定の厚さの酸化鉄層を互いに係合
する面の一方又は両方に作為的に形成することにより保
持力を増大させている。またこの発明による方法は、締
りばめで互いに係合する２つの面の少なくとも一方に酸
化鉄層を形成して保持力を増大させ、結合が外れるのに
抗するようにした方法である。この方法では、締りばめ
係合する面を空気あるいは酸化環境にさらした状態で鉄
・鋼部品を所定の温度に加熱し、その温度でこの部品を
所定長さ時間保持する。
【００１４】テストの結果では、ＡＩＳＩ１５４１を熱
間圧延し硬化させた鋼について、７００°Ｆから８００
°Ｆ（３７１℃から４２７℃）で空気中で２時間処理す
ると、保持力を効果的に倍増させるということが分っ
た。しかし、９００°Ｆ（４８２℃）で２時間、あるい
は４００°Ｆ（２０４℃）または６００°Ｆ（３１６
℃）でかなり長時間処理しても、保持力はほんのわずか
しか強化できないことも分った。従って、時間と温度の
関係を明確に最適化することができれば保持力を最大に
増大させることができる。何らかの効果を得るのに利用
できる温度範囲は５００°Ｆ（２６０℃）から１０５０
°Ｆ（５６６℃）で、それに対応する時間の範囲は１０
時間から１０分までである。
間圧延し硬化させた鋼について、７００°Ｆから８００
°Ｆ（３７１℃から４２７℃）で空気中で２時間処理す
ると、保持力を効果的に倍増させるということが分っ
た。しかし、９００°Ｆ（４８２℃）で２時間、あるい
は４００°Ｆ（２０４℃）または６００°Ｆ（３１６
℃）でかなり長時間処理しても、保持力はほんのわずか
しか強化できないことも分った。従って、時間と温度の
関係を明確に最適化することができれば保持力を最大に
増大させることができる。何らかの効果を得るのに利用
できる温度範囲は５００°Ｆ（２６０℃）から１０５０
°Ｆ（５６６℃）で、それに対応する時間の範囲は１０
時間から１０分までである。
【００１５】酸化熱処理した後、加熱された部品は冷却
され、締りばめの組立体は従来の方法で組立てられる。
温度ごとの時間がいくらであるかは保持力の増加を最大
にする上で極めて重要である。最適温度でも時間が長す
ぎると酸化鉄層が厚くなり過ぎ、その結果組立体の保持
力は最大とはならない。この発明の方法は、締りばめ組
立体に関するものであるが、２つの面がしっかりと係合
している場合に、摩擦スリップに対する抵抗力を強化す
る必要がある場合にも用いることができる。
され、締りばめの組立体は従来の方法で組立てられる。
温度ごとの時間がいくらであるかは保持力の増加を最大
にする上で極めて重要である。最適温度でも時間が長す
ぎると酸化鉄層が厚くなり過ぎ、その結果組立体の保持
力は最大とはならない。この発明の方法は、締りばめ組
立体に関するものであるが、２つの面がしっかりと係合
している場合に、摩擦スリップに対する抵抗力を強化す
る必要がある場合にも用いることができる。
【００１６】鉄・鋼部品に最適厚さの酸化鉄層を生成し
これを締りばめ組立体、あるいは摩擦スリップを制限し
たしっかりした係合に適用する他の方法を用いることも
できる。セラミック粒子を爆発や衝撃により衝突させる
ような方法を用いて鉄・鋼製の基材に酸化鉄粒子を接合
するようにしてもよい。
これを締りばめ組立体、あるいは摩擦スリップを制限し
たしっかりした係合に適用する他の方法を用いることも
できる。セラミック粒子を爆発や衝撃により衝突させる
ような方法を用いて鉄・鋼製の基材に酸化鉄粒子を接合
するようにしてもよい。
【００１７】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
して説明する。図１は自動車又はトラック用の代表的な
後車軸１０であり、内側端にスプライン１２、軸受端に
ホイールフランジ１４を備えている。車軸ベアリング１
６はフランジ１４に近接して車軸１０にはめられ、ベア
リング１６の近くでその内側にはロッキングカラー１８
が車軸１０に締りばめされている。ロッキングカラー１
８は、自動車に取り付けた際に車軸１０がベアリング１
６内を右側へ移動するのを防止している。スプライン１
２は差動装置（図示省略）と係合して車軸１０が左へ移
動するのを防止している。
して説明する。図１は自動車又はトラック用の代表的な
後車軸１０であり、内側端にスプライン１２、軸受端に
ホイールフランジ１４を備えている。車軸ベアリング１
６はフランジ１４に近接して車軸１０にはめられ、ベア
リング１６の近くでその内側にはロッキングカラー１８
が車軸１０に締りばめされている。ロッキングカラー１
８は、自動車に取り付けた際に車軸１０がベアリング１
６内を右側へ移動するのを防止している。スプライン１
２は差動装置（図示省略）と係合して車軸１０が左へ移
動するのを防止している。
【００１８】ロッキングカラー１８を車軸１０に締りば
めすると、一度取り付けたカラーを取り外すのに必要な
摩擦力が増大する。従って、締りばめにより生ずる保持
力はカラーと車軸表面の密着による摩擦力とこの接触面
に作用する締付力を組合せた力である。出願人は、カラ
ーと車軸間の保持力を、一定厚さに制限した酸化鉄層を
互いに締りばめ係合している両面の少なくとも一方に作
為的に形成することにより改善したのである。
めすると、一度取り付けたカラーを取り外すのに必要な
摩擦力が増大する。従って、締りばめにより生ずる保持
力はカラーと車軸表面の密着による摩擦力とこの接触面
に作用する締付力を組合せた力である。出願人は、カラ
ーと車軸間の保持力を、一定厚さに制限した酸化鉄層を
互いに締りばめ係合している両面の少なくとも一方に作
為的に形成することにより改善したのである。
【００１９】この保持力を大きくするために、出願人は
カラー１８の内面２２に特徴のある酸化鉄層２０を注意
深く生成する次のような方法を開発した。注意深く形成
した酸化鉄層２０は、締りばめ組立中に明らかに部分的
に押しつぶされ、新しい酸素を自由に通す微小金属表面
を自由に開放し、次にこの層が溶着して接触面のすべり
摩擦を増大させる。しかし接触面の摩擦が増大するメカ
ニズムは完全には分っていない。
カラー１８の内面２２に特徴のある酸化鉄層２０を注意
深く生成する次のような方法を開発した。注意深く形成
した酸化鉄層２０は、締りばめ組立中に明らかに部分的
に押しつぶされ、新しい酸素を自由に通す微小金属表面
を自由に開放し、次にこの層が溶着して接触面のすべり
摩擦を増大させる。しかし接触面の摩擦が増大するメカ
ニズムは完全には分っていない。
【００２０】酸化鉄層を形成する方法は、約５００°Ｆ
（２６０℃）から１０５０°Ｆ（５６６℃）の温度範囲
鉄・鋼の部品を加熱し、その部品を加熱温度に応じて約
１０時間から１０分の間の時間その温度で保持すること
から成る。
（２６０℃）から１０５０°Ｆ（５６６℃）の温度範囲
鉄・鋼の部品を加熱し、その部品を加熱温度に応じて約
１０時間から１０分の間の時間その温度で保持すること
から成る。
【００２１】締りばめ組立体の保持力を最適に増大させ
ると思われる時間−温度の範囲が存在する。この温度範
囲は約７００°Ｆ（３７１℃）から８００°Ｆ（４２７
℃）で、この範囲でＡＩＳＩ１５４１鋼のカラーの保持
力を効果的に倍増させることができる。Ｆｅ2 Ｏ3 の両
タイプ又はαＦｅ2 Ｏ3 とγＦｅ2 Ｏ3 のいくつかの組
合せで最適の保持力を生成できることは明らかである
が、正確なメカニズムは分っていない。
ると思われる時間−温度の範囲が存在する。この温度範
囲は約７００°Ｆ（３７１℃）から８００°Ｆ（４２７
℃）で、この範囲でＡＩＳＩ１５４１鋼のカラーの保持
力を効果的に倍増させることができる。Ｆｅ2 Ｏ3 の両
タイプ又はαＦｅ2 Ｏ3 とγＦｅ2 Ｏ3 のいくつかの組
合せで最適の保持力を生成できることは明らかである
が、正確なメカニズムは分っていない。
【００２２】締りばめ組立体と酸化鉄層の形成方法の最
初のテストは、複数の丸いカラーを様々な時間−温度条
件で処理し、車軸に締りばめ（約０．００８インチ）し
て取り付け、次に圧力をかけて取り外し、試料ごとの係
合力と保持力を測定するようにしている。下記のテスト
結果は、「プッシュオン力（押込力）」、「プルオフ力
（引抜力）」が１００００ポンド以下の標準的な従来の
カラーと比較できる。
初のテストは、複数の丸いカラーを様々な時間−温度条
件で処理し、車軸に締りばめ（約０．００８インチ）し
て取り付け、次に圧力をかけて取り外し、試料ごとの係
合力と保持力を測定するようにしている。下記のテスト
結果は、「プッシュオン力（押込力）」、「プルオフ力
（引抜力）」が１００００ポンド以下の標準的な従来の
カラーと比較できる。
【００２３】この発明は、車軸のカラーに限定されるも
のではなく、鉄や鋼の部品同士を締りばめした種々の組
立体に広く応用できる。しかし、重要なことは、締付力
を確実に保持するために締りばめする際に外部部品の降
伏強度を越えないようにすることである。従って、実験
に用いたカラーは、１５５０°Ｆ（８４３℃）以上で焼
入れ処理され、油で冷却硬化させたが、サンプルのうち
１セットだけは比較のため焼入れされていない。テスト
の代表的な結果は下記にまとめている通りである。
のではなく、鉄や鋼の部品同士を締りばめした種々の組
立体に広く応用できる。しかし、重要なことは、締付力
を確実に保持するために締りばめする際に外部部品の降
伏強度を越えないようにすることである。従って、実験
に用いたカラーは、１５５０°Ｆ（８４３℃）以上で焼
入れ処理され、油で冷却硬化させたが、サンプルのうち
１セットだけは比較のため焼入れされていない。テスト
の代表的な結果は下記にまとめている通りである。
【００２４】 平均テスト結果 硬度 降伏 フ゜ッシュオン力 フ゜ルオフ力 (ホ゜ント゛) (ホ゜ント゛) 焼入れ処理 700 °Ｆ ２時間 46.4HRc 0,00208 21,567 22,496 〃 800 °Ｆ ２時間 40.6HRc 0,00184 19,600 23,175 〃 900 °Ｆ ２時間 35.8HRc 0,00184 13,625 14,425 非焼入れ処理 700 °Ｆ ２時間 92.5HRb 数値なし 10,312 4,950 テスト結果に示されるように、焼き入れされたカラー
（鋼鉄）の「プッシュオン」「プルオフ」力は、この発
明の新規な酸化熱処理方なしで焼き入れされたカラーの
「プッシュオン」「プルオフ」力の標準的な数値である
１００００ポンド以下をはるかに上回る。焼き入れされ
ていないカラーは新規な酸化熱処理法が逆に悪影響を及
ぼす。カラーの過度の降伏や膨張を防ぐためにはロック
ウェル硬度「Ｃ」が最低１０、またロックウェル硬度
「Ｂ」は最低１２程度なければならないと思われる。上
記のように、設定温度で極端な長時間処理を行うと酸化
皮膜が厚くなりすぎ、結果的に保持力を弱めることにな
る。余分な酸化皮膜の生成が保持力を弱める正確な理由
は明らかではないが、酸化皮膜の脆さが要因である可能
性が強い。８００°Ｆ（４２７℃）での２時間の処理
で、保持力を最大にする最適な酸化鉄層の厚さは、およ
そ０．２μｍから０．５μｍである。
（鋼鉄）の「プッシュオン」「プルオフ」力は、この発
明の新規な酸化熱処理方なしで焼き入れされたカラーの
「プッシュオン」「プルオフ」力の標準的な数値である
１００００ポンド以下をはるかに上回る。焼き入れされ
ていないカラーは新規な酸化熱処理法が逆に悪影響を及
ぼす。カラーの過度の降伏や膨張を防ぐためにはロック
ウェル硬度「Ｃ」が最低１０、またロックウェル硬度
「Ｂ」は最低１２程度なければならないと思われる。上
記のように、設定温度で極端な長時間処理を行うと酸化
皮膜が厚くなりすぎ、結果的に保持力を弱めることにな
る。余分な酸化皮膜の生成が保持力を弱める正確な理由
は明らかではないが、酸化皮膜の脆さが要因である可能
性が強い。８００°Ｆ（４２７℃）での２時間の処理
で、保持力を最大にする最適な酸化鉄層の厚さは、およ
そ０．２μｍから０．５μｍである。
【００２５】テストプログラムの一部としてテストに用
いた試料上に化学的に得られる黒色酸化皮膜を他のテス
トと比較すると、黒色酸化皮膜での保持力は１００００
ポンド以下であった。化学処理によって保持力の測定値
が低下したのは、空気中で熱されて作られる酸化物とは
酸化物の厚さまたは剪断強さが異なるからだと解釈でき
る。黒色酸化鉄Ｆｅ3 Ｏ4 は潤滑剤として作用する傾向
にあり、Ｆｅ2 Ｏ3 は摩擦によるスリップを弱める作用
をする脆いセラミック研磨剤である。
いた試料上に化学的に得られる黒色酸化皮膜を他のテス
トと比較すると、黒色酸化皮膜での保持力は１００００
ポンド以下であった。化学処理によって保持力の測定値
が低下したのは、空気中で熱されて作られる酸化物とは
酸化物の厚さまたは剪断強さが異なるからだと解釈でき
る。黒色酸化鉄Ｆｅ3 Ｏ4 は潤滑剤として作用する傾向
にあり、Ｆｅ2 Ｏ3 は摩擦によるスリップを弱める作用
をする脆いセラミック研磨剤である。
【００２６】空気中で熱することによって形成された酸
化鉄層を有する出願人の試料をテストした結果、Ｆｅ2
Ｏ3 の酸化鉄層は現れたがＦｅＯとＦｅ3 Ｏ4 はほとん
ど検出されなかった。したがって保持力を高めるために
は、Ｆｅ2 Ｏ3 の酸化鉄層を形成する方法を用いるのが
好ましい。従って、要約するとこの発明の優れた結果を
得る上で、単に酸化皮膜を形成するだけでは十分ではな
い。酸化物を得る方法が重要なのである。
化鉄層を有する出願人の試料をテストした結果、Ｆｅ2
Ｏ3 の酸化鉄層は現れたがＦｅＯとＦｅ3 Ｏ4 はほとん
ど検出されなかった。したがって保持力を高めるために
は、Ｆｅ2 Ｏ3 の酸化鉄層を形成する方法を用いるのが
好ましい。従って、要約するとこの発明の優れた結果を
得る上で、単に酸化皮膜を形成するだけでは十分ではな
い。酸化物を得る方法が重要なのである。
【図１】自動車の車軸ベアリングとロッキングカラー組
立体の側面図
立体の側面図
【図２】図１の線II−IIから見たロッキングカラーの断
面図
面図
【図３】図２の線III −III から見たロッキングカラー
の断面図
の断面図
１０ 車軸 １２ スプライン １４ ホイールフランジ １６ 車軸ベアリング １８ ロッキングカラー ２０ 酸化鉄層 ２２ 内面
Claims (6)
- 【請求項１】 締りばめ組立体を形成するため鉄・鋼部
品を処理する方法であって、 実質的に５００°Ｆと１０５０°Ｆの間の温度にその部
品を加熱し、 締りばめ係合する部品の表面に酸化皮膜を形成するのに
十分な時間前記部品を所定温度に保持して酸化皮膜の厚
さをその時間と温度で制限し、締りばめの保持力を高
め、かつこの部品を冷却することから成る鉄・鋼部品の
締りばめ組立体処理方法。 - 【請求項２】 前記部品を実質的に７００°Ｆと８００
°Ｆの間の温度で約２時間加熱し、次に冷却して締りば
めの保持力を最大とすることを特徴とする請求項１に記
載の鉄・鋼部品の締りばめ組立体処理方法。 - 【請求項３】 内側部品と外側部品を組合せこれらの互
に係合する面が締りばめ組立される鉄・鋼部品の締りば
め組立体であって、互に係合する面上の少なくとも一方
に一定厚さの酸化鉄層を作為的に形成し、それによって
締りばめの保持力を高めて成る鉄・鋼部品の締りばめ組
立体。 - 【請求項４】 作為的に形成した酸化鉄層が、α及びγ
赤鉄鉱の微細結晶を組合せ、係合する面を約５００°Ｆ
から１０５０°Ｆ間の温度に加熱して成ることを特徴と
する請求項３に記載の鉄・鋼部品の締りばめ組立体。 - 【請求項５】 一方の係合面を約１０分から１０時間の
間前記高温に保持したことを特徴とする請求項４に記載
の鉄・鋼部品の締りばめ組立体。 - 【請求項６】 表面を酸化環境において約７００°Ｆか
ら８００°Ｆの温度範囲で約２時間加熱して酸化鉄層を
形成し、締りばめの保持力を最大としたことを特徴とす
る請求項３に記載の鉄・鋼部品の締りばめ組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US63165490A | 1990-12-21 | 1990-12-21 | |
| US07/631,654 | 1990-12-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07133811A true JPH07133811A (ja) | 1995-05-23 |
Family
ID=24532155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3245942A Pending JPH07133811A (ja) | 1990-12-21 | 1991-09-25 | 鉄・鋼部品の締りばめ組立体及びその処理方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5496646A (ja) |
| JP (1) | JPH07133811A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5814164A (en) | 1994-11-09 | 1998-09-29 | American Scientific Materials Technologies L.P. | Thin-walled, monolithic iron oxide structures made from steels, and methods for manufacturing such structures |
| US6045628A (en) * | 1996-04-30 | 2000-04-04 | American Scientific Materials Technologies, L.P. | Thin-walled monolithic metal oxide structures made from metals, and methods for manufacturing such structures |
| US6461562B1 (en) | 1999-02-17 | 2002-10-08 | American Scientific Materials Technologies, Lp | Methods of making sintered metal oxide articles |
| US6277214B1 (en) * | 1999-07-09 | 2001-08-21 | Powertech Labs Inc. | Protective iron oxide scale on heat-treated irons and steels |
| DE10010923A1 (de) | 2000-03-06 | 2001-09-13 | Alstom Power Nv | Verfahren und Vorrichtung zur Fixierung einer keramischen Komponente in einem metallischen Support |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE21903E (en) * | 1941-09-23 | Strapping material for binding or | ||
| GB973571A (en) * | 1960-07-11 | 1964-10-28 | Air France | Mountings for ball or roller bearings, and a method of forming same |
| US3328096A (en) * | 1965-04-21 | 1967-06-27 | United Aircraft Corp | Bearing retention means |
| US3428373A (en) * | 1966-08-17 | 1969-02-18 | Rex Chainbelt Inc | Conveyor roll assembly with removable shaft bearing retainer |
| US3535008A (en) * | 1968-12-05 | 1970-10-20 | Gulf & Western Ind Prod Co | Rolling mill roll bearing retainer |
| US3697145A (en) * | 1970-12-18 | 1972-10-10 | Sealth Aero Marine Co | Bearing retainer |
| US4090746A (en) * | 1977-04-01 | 1978-05-23 | Leeds & Northrup Company | Press fit bearing retaining bearing size when inserted into support |
| US4166661A (en) * | 1977-05-26 | 1979-09-04 | Caterpillar Tractor Co. | Bearing retainer |
| US4753706A (en) * | 1985-08-02 | 1988-06-28 | Edward Vezirian | Method for chemically structuralizing telescopic joints |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3245942A patent/JPH07133811A/ja active Pending
-
1993
- 1993-12-02 US US08/161,200 patent/US5496646A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5496646A (en) | 1996-03-05 |
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