JPH07331334A - 鋼・軽合金複合一体化部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は鋼の焼戻しと軽合金の溶体化処理
（Ｔ４）又は溶体化時効処理（Ｔ６）を同時に施した鋼
・軽合金複合一体化部品に関するものであり、その目的
とするところは鋼部品に高強度と耐摩耗性を付与し、且
つ複合化した軽合金部品にもある程度の強度を付与する
事ができる鋼・軽合金複合部品を得ることである。 【構成】 焼入れ後４５０℃〜６５０℃の温度範囲で焼
戻す事によりＨＲＣ４０以上の硬さを付与することがで
きる工具鋼、ダイス鋼及び高速度鋼を塑性加工、鋳造又
は機械加工等の方法により予め加工成形し、次後の熱処
理で焼入れ又は焼入れ後一次焼戻しを行い、この鋼部品
と鋼の焼戻し温度程度の４００℃〜５５０℃の溶体化処
理温度を有するアルミ、又はマグネシュウム基の軽合金
部品とを組合せて複合一体化し、鋼部品の一次又は二次
焼戻しと軽合金部品の溶体化処理（Ｔ４）又は溶体化時
効処理（Ｔ６）を同時に施す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は鋼部品と軽合金部品を組
合せ、鋼の焼戻しと軽合金の溶体化処理（以下Ｔ４とい
う）又は溶体化時効処理（以下Ｔ６という）を同時に施
した鋼・軽合金複合一体化部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の鋼部品と軽合金部品の複合一体化
では、両者別々に熱処理を終了した後、かしめあるいは
塑性結合を行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高強度アルミ・マグネ
シュウム合金はＴ４、Ｔ６処理で強度を付与出来るが、
耐摩耗性や疲労強度は鋼部品に到底及ばない。そこで、
部分的に鋼部品に代換あるいは複合一体化して使用する
ことが望ましいが、鋼部品と軽合金のアルミ・マグネシ
ュウム合金部品を組み合わせた後、鋼部品に高強度と耐
摩耗性を付与する焼入れを施すと、この温度は一般に８
００℃以上である為、軽合金は溶けてしまうという問題
点があった。本発明の目的は、鋼部品に高強度と耐摩耗
性を付与しかつ複合化した軽合金部品にある程度の強度
を付与する事ができる鋼・軽合金複合一体化部品を得る
ことである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の鋼・軽合金複合一体化部品においては、鋼
部品は予め焼入れ又は焼入れ後一次焼戻しをして高強度
と耐摩耗性を付与しておく。その後アルミ・マグネ合金
等の軽合金部品と組み合わせて、鋼部品を二次硬化させ
る焼戻しと軽合金の強度を付与するＴ４又はＴ６処理を
同時に施したものである。ここで、軽合金と複合一体化
する鋼部品は、後述する理由から軽合金のＴ４又はＴ６
処理程度の温度の焼戻しにより、構造用部品として望ま
しいＨＲＣ４０以上の高硬度が得られる鋼を選択すると
効果的である。前記複合化には、鋼と軽合金の両部品を
組合せた後、鋼部品の焼戻しと軽合金の溶体化処理の同
時処理中に、鋼部品又は軽合金の一部を塑性変形させて
お互いに食い込ませることで、回り防止又は抜け防止を
することもできる。また、前記複合一体化に於いては、
鋼と軽合金の両部品を、それぞれ別々に焼戻し温度及び
溶体化処理適温に加熱保持後、鋼部品に軽合金部品を圧
入などによって結合することもできる。更に、一体化に
於いては鋼部品を軽合金鋳造鋳型内に設置し、軽合金を
鋳造して凝固させ、その後鋼部品の焼戻しと軽合金のＴ
４又はＴ６の同時処理を施すこともできる。

【０００５】

【作用】上記のように構成された鋼・軽合金複合一体化
部品は、鋼の焼戻しと同時に軽合金をＴ４又はＴ６処理
することである程度の強度を付与できるため、Ｔ４又は
Ｔ６処理した軽合金と焼入れ後焼戻した鋼部品を個々に
単独で製作して組み合わせた場合より、短時間で複合化
できる。また、複合化に於いて、耐摩耗性や疲労強度を
もたせる部分は鋼部品にし、その他の部分は軽合金を使
用することで、すべて軽合金で製作した場合より長寿命
化及び高強度化を図ることができる。更に、軽合金の比
重は鋼の１／３〜１／５であるため、すべて鋼部品で製
作した場合と比べて製品重量が大幅に軽減でき、比強度
を向上することができる。

【０００６】

【実施例】以下実施例図面を参照して本発明を説明す
る。図１に焼入れ後４５０〜６５０℃の温度範囲で焼戻
して構造用部品として望ましいＨＲＣ４０以上の硬さを
付与する事ができる工具鋼、ダイス鋼、高速度鋼の表を
示す。また、図２に表１の焼戻し温度程度の４００〜５
５０℃の溶体化処理温度を有するアルミ、マグネシウム
基の軽合金の表を示す。

【０００７】図１に示す鋼材のうちダイス鋼SKD61と、
図２に示す軽合金のうちアルミ合金A6061を使用して鋼
・軽合金複合ギヤを製作する例を図５を用いて説明す
る。まず、内軸部１と歯形部２を鋼部品SKD61により形
成し、内軸部１及び歯形部２を１０３０℃で焼入れし、
その後５５０℃で１次焼戻しを行う。次に内軸部１及び
歯形部２を５５０℃での２次焼戻し温度に加熱する。こ
れと同時にアルミ合金部品３を溶体化の温度（２次焼戻
し温度と同じ５５０℃）で３０分加熱保持した後、前記
内軸部１及び歯形部２に圧入して複合一体化する。その
後水冷し時効処理を行う。

【０００８】次に軸受４とハウジング５の複合化に本発
明を使用した場合を図３を用いて説明する。使用する材
料は図６に示すように、軸受４はダイス鋼SKD61で製作
し、一方ハウジング５には鋳造用のADC12を使用する
と、SKD61の軸受部品は焼入れ後に1次焼戻しを行い、そ
の後鋳造鋳型内に接置しADC12を鋳造して凝固させ一体
化させる。その後、鋼部品の２時焼戻しと軽合金のＴ６
処理を行うことで、軸受４とハウジング５に適度な強度
を付与できる。

【０００９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、鋼
部品と軽合金の複合化において、鋼部品の焼戻しと軽合
金のＴ４又はＴ６の同時処理を施すことができる。ここ
で、軽合金部品と鋼部品を一体化した後にＴ４又はＴ６
処理を行うと、鋼の種類によっては、焼戻し温度以上に
なり、軟化してしまうため、軽合金のＴ４又はＴ６処理
温度以上の焼戻し温度で構造用部品として望まれるＨＲ
Ｃ40以上の高硬度が得られる鋼と組合せた後、軽合金用
のＴ４又はＴ６処理を行えば、両者の特長を同時に満足
できて効果的である。

【００１０】また、一般に高強度アルミ合金類は、室温
での塑性加工が困難なものが多いので、鋼部品と塑性結
合させる場合には、溶体化処理温度程度の流動性のある
温度領域に両部品を加熱した後、軽合金を圧入やかしめ
等の塑性結合をさせると、鋼の焼戻しも兼ねて好都合で
ある。

【００１１】更に、図１で示したような複合一体化ギヤ
において、その寸法あるいは歯形部の形状が異なるギヤ
を製作する場合、中央部の軽合金部品はそのままの寸法
と形状で使用し、内軸部あるいは歯形部の形状及び寸法
を変えることで、部品の共通化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に関連する鋼材の代表例を示す表。

【図２】 本発明に関連する軽合金の代表例を示す表。

【図３】 本発明の複合一体化ギヤの一実施例を示す側
面図及び断面図。

【図４】 複合一体化ギヤに使用する鋼材と軽合金の処
理例を示す図。

【図５】 本発明の他の実施例である軸受とハウジング
の複合一体化を示す断面図。

【図６】 軸受とハウジングの複合一体化に使用した鋼
材と軽合金の処理例を示す図。

【符号の説明】

１は内軸部、２は歯形部、３は軽合金部品、４は軸受、
５はハウジングである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 焼入れ後４５０℃〜６５０℃の温度範囲
   で焼戻す事によりＨＲＣ４０以上の硬さを付与すること
   ができる工具鋼、ダイス鋼及び高速度鋼を塑性加工、鋳
   造又は機械加工等の方法により予め加工成形し、次後の
   熱処理で焼入れ又は焼入れ後一次焼戻しを行い、この鋼
   部品と鋼の焼戻し温度程度の４００℃〜５５０℃の溶体
   化処理温度を有するアルミ、又はマグネシュウム基の軽
   合金部品とを組合せて複合一体化し、鋼部品の一次又は
   二次焼き戻しと軽合金部品の溶体化処理又は溶体化時効
   処理を同時に施した事を特徴とする鋼・軽合金複合一体
   化部品。
2. 【請求項２】 前記複合一体化に於いては、予め熱処理
   で焼入れ又は焼入れ後一次焼戻しを行った鋼と軽合金の
   両部品を組合せた後、鋼部品の焼戻しと軽合金部品の溶
   体化処理適温に加熱中に、鋼部品又は軽合金部品の一部
   を塑性変形させてお互いに食い込ませ、回り防止又は抜
   け防止をした事を特徴とする請求項１記載の複合一体化
   部品。
3. 【請求項３】 前記複合一体化に於いて、予め熱処理で
   焼入れ又は焼入れ後一次焼戻しを行った鋼部品を軽合金
   鋳造鋳型内に設置し、軽合金を鋳造により凝固一体化さ
   せ、その後鋼部品の焼戻しと軽合金部品の溶体化処理又
   は複合一体化し、鋼部品の一次又は二次焼戻しと軽合金
   部品の溶体化処理又は溶体化時効処理を施した事を特徴
   とする請求項１記載の複合一体化部品。