JPH0762444A - コンロッドの製造方法 - Google Patents
コンロッドの製造方法Info
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- JPH0762444A JPH0762444A JP21058893A JP21058893A JPH0762444A JP H0762444 A JPH0762444 A JP H0762444A JP 21058893 A JP21058893 A JP 21058893A JP 21058893 A JP21058893 A JP 21058893A JP H0762444 A JPH0762444 A JP H0762444A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造過程におけるドリル加工性等の被削性が
良好であると共に、製造後において疲労強度および座屈
強度が向上した軽量化が可能であるコンロッドを提供す
る。 【構成】 マルテンサイト変態開始温度が６００℃以上
である鋼材を熱間での塑性加工によりコンロッド形状に
したのち急冷焼入れを行い、冷間で形状補正したのちシ
ョットブラスト，ショットピーニングなどの表面圧縮加
工を行って、表面がマルテンサイト組織であると共に芯
部がフェライト＋パーライト組織ないしはベイナイト組
織であるコンロッドを得ることを特徴とするコンロッド
を得る。
良好であると共に、製造後において疲労強度および座屈
強度が向上した軽量化が可能であるコンロッドを提供す
る。 【構成】 マルテンサイト変態開始温度が６００℃以上
である鋼材を熱間での塑性加工によりコンロッド形状に
したのち急冷焼入れを行い、冷間で形状補正したのちシ
ョットブラスト，ショットピーニングなどの表面圧縮加
工を行って、表面がマルテンサイト組織であると共に芯
部がフェライト＋パーライト組織ないしはベイナイト組
織であるコンロッドを得ることを特徴とするコンロッド
を得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、レシプロ機関のピスト
ンとクランクシャフトとを連接するのに使用されるコン
ロッド（コネクティングロッド；連接棒）を製造するの
に利用されるコンロッドの製造方法に関するものであ
る。
ンとクランクシャフトとを連接するのに使用されるコン
ロッド（コネクティングロッド；連接棒）を製造するの
に利用されるコンロッドの製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、レシプロ機関のピストンとクラン
クシャフトとを連接するのに使用されるコンロッドを製
造するに際しては、例えば、図９に示すように、炭素鋼
ないしは含Ｃｒ鋼よりなる受入材料を切断して所要体積
の丸棒としたのち、この丸棒を加熱し、熱間で図１１に
例示するような複数工程による型打鍛造を行ってコンロ
ッド形状に加工したのち同じく図１１に例示するような
バリ抜きを行い、さらに水または油により急冷する焼入
れおよびその後の焼もどしを施したのちショットブラス
トを行い、冷間での形状補正により曲がり等の変形を矯
正してコンロッド製品となし、検査を経て出荷をする工
程を採用することがあった。
クシャフトとを連接するのに使用されるコンロッドを製
造するに際しては、例えば、図９に示すように、炭素鋼
ないしは含Ｃｒ鋼よりなる受入材料を切断して所要体積
の丸棒としたのち、この丸棒を加熱し、熱間で図１１に
例示するような複数工程による型打鍛造を行ってコンロ
ッド形状に加工したのち同じく図１１に例示するような
バリ抜きを行い、さらに水または油により急冷する焼入
れおよびその後の焼もどしを施したのちショットブラス
トを行い、冷間での形状補正により曲がり等の変形を矯
正してコンロッド製品となし、検査を経て出荷をする工
程を採用することがあった。
【０００３】また、図１０に示すように、バナジウムを
添加した非調質鋼よりなる受入材料を切断して所要体積
の丸棒としたのち、この丸棒を加熱し、熱間で図１１に
例示するような複数工程による型打鍛造を行ってコンロ
ッド形状に加工したのち同じく図１１に例示するような
バリ抜きを行い、強制空冷したあとショットブラストを
行ったのち、冷間での形状補正により曲がり等の変形を
矯正してコンロッド製品となし、検査を経て出荷をする
工程を採用することもあった。
添加した非調質鋼よりなる受入材料を切断して所要体積
の丸棒としたのち、この丸棒を加熱し、熱間で図１１に
例示するような複数工程による型打鍛造を行ってコンロ
ッド形状に加工したのち同じく図１１に例示するような
バリ抜きを行い、強制空冷したあとショットブラストを
行ったのち、冷間での形状補正により曲がり等の変形を
矯正してコンロッド製品となし、検査を経て出荷をする
工程を採用することもあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな通常の炭素鋼ないしは含Ｃｒ鋼を素材として熱間で
の型打鍛造加工を行ったのち焼入れ・焼もどし処理して
コンロッドを製造する方法や、含Ｖ非調質鋼を素材とし
て熱間での型打鍛造を行ったのち強制急冷してコンロッ
ドを製造する方法では、コンロッドの表面から内部まで
ほぼ均一に硬度が上昇したものとなる（後に説明する図
２および図３において▲印で示すＣ材（含Ｃｒ鋼鋼材）
および図２において□印で示すＤ材（含Ｖ非調質鋼鋼
材）を参照。）ため、特にドリル加工性があまり良くな
く、切削工具の寿命が短いものとなってコンロッドの製
造コストの増大をもたらすという問題点があり、このよ
うな問題点を解決することが課題としてあった。
うな通常の炭素鋼ないしは含Ｃｒ鋼を素材として熱間で
の型打鍛造加工を行ったのち焼入れ・焼もどし処理して
コンロッドを製造する方法や、含Ｖ非調質鋼を素材とし
て熱間での型打鍛造を行ったのち強制急冷してコンロッ
ドを製造する方法では、コンロッドの表面から内部まで
ほぼ均一に硬度が上昇したものとなる（後に説明する図
２および図３において▲印で示すＣ材（含Ｃｒ鋼鋼材）
および図２において□印で示すＤ材（含Ｖ非調質鋼鋼
材）を参照。）ため、特にドリル加工性があまり良くな
く、切削工具の寿命が短いものとなってコンロッドの製
造コストの増大をもたらすという問題点があり、このよ
うな問題点を解決することが課題としてあった。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、製造過程におけるドリル
加工性等の被削性が良好であって切削工具の寿命を増大
させ、コンロッドの製造コストの低減をはかることが可
能であると共に、製造過程における被削性を向上させた
ときでもコンロッドとして使用する際の疲労特性および
座屈特性を向上させてコンロッドの軽量化をはかること
が可能であるコンロッドの製造方法を提供することを目
的としている。
がみてなされたものであって、製造過程におけるドリル
加工性等の被削性が良好であって切削工具の寿命を増大
させ、コンロッドの製造コストの低減をはかることが可
能であると共に、製造過程における被削性を向上させた
ときでもコンロッドとして使用する際の疲労特性および
座屈特性を向上させてコンロッドの軽量化をはかること
が可能であるコンロッドの製造方法を提供することを目
的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるコンロッ
ドの製造方法は、マルテンサイト変態開始温度が６００
℃以上である鋼材を熱間での塑性加工によりコンロッド
形状にしたのち急冷焼入れを行い、冷間で形状補正した
のちショットブラスト，ショットピーニングなどの表面
圧縮加工を行って、表面がマルテンサイト組織であると
共に芯部がフェライト＋パーライト組織ないしはベイナ
イト組織であるコンロッドを得る構成としたことを特徴
としており、このようなコンロッドの製造方法に係わる
発明の構成をもって前述した従来の課題を解決するため
の手段としている。
ドの製造方法は、マルテンサイト変態開始温度が６００
℃以上である鋼材を熱間での塑性加工によりコンロッド
形状にしたのち急冷焼入れを行い、冷間で形状補正した
のちショットブラスト，ショットピーニングなどの表面
圧縮加工を行って、表面がマルテンサイト組織であると
共に芯部がフェライト＋パーライト組織ないしはベイナ
イト組織であるコンロッドを得る構成としたことを特徴
としており、このようなコンロッドの製造方法に係わる
発明の構成をもって前述した従来の課題を解決するため
の手段としている。
【０００７】本発明に係わるコンロッドの製造方法にお
いては、コンロッドの素材として、マルテンサイト変態
開始温度が６００℃以上である鋼材を用いるようにして
いるが、これはマルテンサイト変態開始温度が６００℃
未満の鋼材であると、熱間鍛造等の熱間塑性加工後にお
いて水等による急速冷却を施した場合に表面のみならず
芯部までマルテンサイト組織となって、硬さが増大する
ことにより被削性が低下することとなり、切削工具の寿
命が低下してコンロッド製造コストの上昇をもたらすこ
ととなるためであり、素材のマルテンサイト変態開始温
度が６００℃以上であるものを用いることによって、水
等による急速冷却を施した場合に表面はマルテンサイト
組織になる臨界冷却速度以上で冷却されることによって
マルテンサイト組織になると共に、芯部は臨界冷却速度
よりも冷却速度が遅くなってフェライト＋パーライト組
織ないしはベイナイト組織となるようにすることがで
き、芯部の硬さが低下することとなって被削性が向上
し、切削工具の摩耗が減少して工具寿命が延長すること
によりコンロッド製造コストの低減が実現されることと
なる。
いては、コンロッドの素材として、マルテンサイト変態
開始温度が６００℃以上である鋼材を用いるようにして
いるが、これはマルテンサイト変態開始温度が６００℃
未満の鋼材であると、熱間鍛造等の熱間塑性加工後にお
いて水等による急速冷却を施した場合に表面のみならず
芯部までマルテンサイト組織となって、硬さが増大する
ことにより被削性が低下することとなり、切削工具の寿
命が低下してコンロッド製造コストの上昇をもたらすこ
ととなるためであり、素材のマルテンサイト変態開始温
度が６００℃以上であるものを用いることによって、水
等による急速冷却を施した場合に表面はマルテンサイト
組織になる臨界冷却速度以上で冷却されることによって
マルテンサイト組織になると共に、芯部は臨界冷却速度
よりも冷却速度が遅くなってフェライト＋パーライト組
織ないしはベイナイト組織となるようにすることがで
き、芯部の硬さが低下することとなって被削性が向上
し、切削工具の摩耗が減少して工具寿命が延長すること
によりコンロッド製造コストの低減が実現されることと
なる。
【０００８】ところで、熱間での塑性加工後に曲がり矯
正等の冷間形状補正を行い、その後ショットブラスト，
ショットピーニングなどの表面圧縮加工を行うことによ
って、表面に圧縮残留応力を付与することによりコンロ
ッドの疲労特性を向上させ、さらにはコンロッドの座屈
特性を向上させることによってコンロッドの軽量化をは
かるようにすることが望ましいが、座屈特性を向上させ
るためには、硬さを大きいものとする程良いこととな
る。したがって、成分的には炭素含有量を増加させた素
材を用いるのが良い。しかし、炭素含有量を増加させる
ことによって硬さは増大するものの被削性が著しく劣化
することとなる。
正等の冷間形状補正を行い、その後ショットブラスト，
ショットピーニングなどの表面圧縮加工を行うことによ
って、表面に圧縮残留応力を付与することによりコンロ
ッドの疲労特性を向上させ、さらにはコンロッドの座屈
特性を向上させることによってコンロッドの軽量化をは
かるようにすることが望ましいが、座屈特性を向上させ
るためには、硬さを大きいものとする程良いこととな
る。したがって、成分的には炭素含有量を増加させた素
材を用いるのが良い。しかし、炭素含有量を増加させる
ことによって硬さは増大するものの被削性が著しく劣化
することとなる。
【０００９】そこで、本発明に係わるコンロッドの製造
方法では、上述したように、マルテンサイト変態開始温
度が６００℃以上である鋼材を用いることにより、水等
による急速冷却焼入れ後に表層から芯部までにおいて傾
斜した硬さ分布をもたせることが可能となり、表層硬さ
の増大によって座屈特性を向上させると共に、内部硬さ
の低下によって被削性を向上させることが可能となる。
方法では、上述したように、マルテンサイト変態開始温
度が６００℃以上である鋼材を用いることにより、水等
による急速冷却焼入れ後に表層から芯部までにおいて傾
斜した硬さ分布をもたせることが可能となり、表層硬さ
の増大によって座屈特性を向上させると共に、内部硬さ
の低下によって被削性を向上させることが可能となる。
【００１０】また、表面からのマルテンサイト組織の深
さについては、これが浅すぎると座屈特性を向上させる
ことができず、また、深すぎると被削性が劣化すること
となるため、被削性を劣化させることなく座屈特性を向
上させることができる深さとして、表面から１〜３ｍｍ
までとするのが望ましい。
さについては、これが浅すぎると座屈特性を向上させる
ことができず、また、深すぎると被削性が劣化すること
となるため、被削性を劣化させることなく座屈特性を向
上させることができる深さとして、表面から１〜３ｍｍ
までとするのが望ましい。
【００１１】上記したようなマルテンサイト変態開始温
度が６００℃以上である鋼材としては、例えば、重量％
で、Ｃ：０．０３〜０．０８％、Ｓｉ：０．１５〜０．
３５％、Ｍｎ：１．２〜１．６％、Ｐ：０．０３０％以
下、Ｓ：０．０３５％以下、Ｃｒ：０．２〜１．０％、
残部Ｆｅおよび不純物よりなるものとすることができ
る。
度が６００℃以上である鋼材としては、例えば、重量％
で、Ｃ：０．０３〜０．０８％、Ｓｉ：０．１５〜０．
３５％、Ｍｎ：１．２〜１．６％、Ｐ：０．０３０％以
下、Ｓ：０．０３５％以下、Ｃｒ：０．２〜１．０％、
残部Ｆｅおよび不純物よりなるものとすることができ
る。
【００１２】この場合、Ｃ含有量が少なすぎると所要の
硬さを得ることができなくなり、従来材の硬さＨＲＣ２
０よりも低くなるため、コンロッドの強度、とくに座屈
強度が低下したものとなるので、座屈強度の上昇による
コンロッドの軽量化をはかるためには、０．０３％以上
とするのが望ましい。しかし、Ｃ含有量が多すぎると硬
さがＨＲＣ３５以上に増大しすぎて加工性、とくに切削
加工性が低下し、工具摩耗量が増大することによって製
造コストが上昇することとなるので、０．０８％以下と
するのが望ましい。
硬さを得ることができなくなり、従来材の硬さＨＲＣ２
０よりも低くなるため、コンロッドの強度、とくに座屈
強度が低下したものとなるので、座屈強度の上昇による
コンロッドの軽量化をはかるためには、０．０３％以上
とするのが望ましい。しかし、Ｃ含有量が多すぎると硬
さがＨＲＣ３５以上に増大しすぎて加工性、とくに切削
加工性が低下し、工具摩耗量が増大することによって製
造コストが上昇することとなるので、０．０８％以下と
するのが望ましい。
【００１３】また、Ｓｉは鋼溶製時に脱酸剤として作用
するので、０．１５％以上とすることが望ましいが、Ｓ
ｉ含有量が多すぎると加工性等を低下させることとなる
ので、０．３５％以下とするのが望ましい。
するので、０．１５％以上とすることが望ましいが、Ｓ
ｉ含有量が多すぎると加工性等を低下させることとなる
ので、０．３５％以下とするのが望ましい。
【００１４】さらに、Ｍｎは鋼溶製時に脱酸剤および脱
硫剤として作用すると共に、焼入れ性を安定させるのに
有用な元素であるので、１．２％以上とするのが望まし
いが、Ｍｎ含有量が多すぎると加工性等を害することと
なるので、１．６％以下とするのがよい。
硫剤として作用すると共に、焼入れ性を安定させるのに
有用な元素であるので、１．２％以上とするのが望まし
いが、Ｍｎ含有量が多すぎると加工性等を害することと
なるので、１．６％以下とするのがよい。
【００１５】Ｐは不純物元素であるので０．０３０％以
下とするのが望ましい。
下とするのが望ましい。
【００１６】また、Ｓは不純物元素であるので０．０３
５％以下とするのが望ましい。
５％以下とするのが望ましい。
【００１７】さらに、Ｃｒは焼入性の向上に有用な元素
であるので、０．２％以上とするのが望ましいが、Ｃｒ
含有量が多すぎるとマルテンサイト変態開始温度が６０
０℃以下となって芯部の硬さが上昇することとなり、被
削性が低下することとなるので、１．０％以下とするの
が望ましく、とくにコストを考慮すると０．３％以下と
するのが望ましい。
であるので、０．２％以上とするのが望ましいが、Ｃｒ
含有量が多すぎるとマルテンサイト変態開始温度が６０
０℃以下となって芯部の硬さが上昇することとなり、被
削性が低下することとなるので、１．０％以下とするの
が望ましく、とくにコストを考慮すると０．３％以下と
するのが望ましい。
【００１８】そのほか、被削性を向上させるためにＰｂ
を０．０５〜０．２５％含有させることも場合によって
は望ましく、また、焼入性を調整するためにＢを０．０
０１〜０．００３％含有させることも望ましく、不純物
元素としてＣｕを０．３０％以下、Ｎｉを０．２０％以
下にすることも場合によっては望ましい。
を０．０５〜０．２５％含有させることも場合によって
は望ましく、また、焼入性を調整するためにＢを０．０
０１〜０．００３％含有させることも望ましく、不純物
元素としてＣｕを０．３０％以下、Ｎｉを０．２０％以
下にすることも場合によっては望ましい。
【００１９】本発明に係わるコンロッドの製造方法で
は、図１に製造工程の一例を示すように、このようなマ
ルテンサイト変態開始温度が６００℃以上である鋼材を
受け入れたのち、この受入材料を切断して所要の体積の
丸棒材とする。
は、図１に製造工程の一例を示すように、このようなマ
ルテンサイト変態開始温度が６００℃以上である鋼材を
受け入れたのち、この受入材料を切断して所要の体積の
丸棒材とする。
【００２０】そして、この丸棒材を１１００℃前後に加
熱し、図１１に例示したような複数工程による熱間型打
鍛造を行ってコンロッド形状に加工したのちバリ抜きを
行い、引続き水等を用いて急冷する急速焼入れを行うこ
とによって、表面をマルテンサイト組織にすると共に芯
部をフェライト＋パーライト組織ないしはベイナイト組
織とする。
熱し、図１１に例示したような複数工程による熱間型打
鍛造を行ってコンロッド形状に加工したのちバリ抜きを
行い、引続き水等を用いて急冷する急速焼入れを行うこ
とによって、表面をマルテンサイト組織にすると共に芯
部をフェライト＋パーライト組織ないしはベイナイト組
織とする。
【００２１】次いで、ショットブラストを行って黒皮を
除去したのち、冷間においてコイニング等による曲がり
矯正などの冷間形状補正を行い、さらにショットブラス
トやショットピーニングなどの表面圧縮加工を行って表
面に圧縮残留応力を付与し、疲労強度が大幅に上昇した
コンロッドに作製して、検査を経て出荷する。
除去したのち、冷間においてコイニング等による曲がり
矯正などの冷間形状補正を行い、さらにショットブラス
トやショットピーニングなどの表面圧縮加工を行って表
面に圧縮残留応力を付与し、疲労強度が大幅に上昇した
コンロッドに作製して、検査を経て出荷する。
【００２２】
【発明の作用】本発明に係わるコンロッドの製造方法で
は、上述した構成としており、表面が硬さの大きいマル
テンサイト組織でありかつまた圧縮加工が施されていて
圧縮残留応力が付与されていると共に芯部は硬さが比較
的小さい靭性のあるフェライト＋パーライト組織ないし
はベイナイト組織であるコンロッドが得られることか
ら、表面の圧縮残留応力によって疲労強度が高くかつま
た表面の硬さが大きいマルテンサイト組織であることに
よって座屈強度が高いと共に、芯部の硬さが低い組織で
あることにより被削性が良好であって、ドリル加工等に
よる工具摩耗が少ないものとなり、コンロッドの軽量化
ならびに製造コストの低減がもたらされる。
は、上述した構成としており、表面が硬さの大きいマル
テンサイト組織でありかつまた圧縮加工が施されていて
圧縮残留応力が付与されていると共に芯部は硬さが比較
的小さい靭性のあるフェライト＋パーライト組織ないし
はベイナイト組織であるコンロッドが得られることか
ら、表面の圧縮残留応力によって疲労強度が高くかつま
た表面の硬さが大きいマルテンサイト組織であることに
よって座屈強度が高いと共に、芯部の硬さが低い組織で
あることにより被削性が良好であって、ドリル加工等に
よる工具摩耗が少ないものとなり、コンロッドの軽量化
ならびに製造コストの低減がもたらされる。
【００２３】
【実施例】表１に示す化学成分の鋼材を用いて、本発明
実施例，比較例および従来例によるコンロッドを製造し
た。
実施例，比較例および従来例によるコンロッドを製造し
た。
【００２４】表１に示す鋼種において、実施例Ａ材は、
本発明が適用される好ましい鋼材の化学成分を満足し、
マルテンサイト変態開始温度が６００℃のものである
が、比較例Ｂ材はＭｎ含有量が本発明の好ましい範囲よ
りかなり少ないためマルテンサイト変態開始温度は７０
０℃であって望ましい値の６００℃以上であるものの焼
入性が不安定であって硬さにばらつきを生じやすい鋼種
の場合を示し、比較例Ｃ材はＣｒ含有量が本発明の好ま
しい範囲よりも多いためにマルテンサイト変態開始温度
が５００℃となっていて本発明で必要とする６００℃以
上よりもかなり低くなっている鋼種の場合を示し、従来
例Ｄ材はＳ４０ＣにＶを添加した非調質鋼よりなる鋼種
の場合である。
本発明が適用される好ましい鋼材の化学成分を満足し、
マルテンサイト変態開始温度が６００℃のものである
が、比較例Ｂ材はＭｎ含有量が本発明の好ましい範囲よ
りかなり少ないためマルテンサイト変態開始温度は７０
０℃であって望ましい値の６００℃以上であるものの焼
入性が不安定であって硬さにばらつきを生じやすい鋼種
の場合を示し、比較例Ｃ材はＣｒ含有量が本発明の好ま
しい範囲よりも多いためにマルテンサイト変態開始温度
が５００℃となっていて本発明で必要とする６００℃以
上よりもかなり低くなっている鋼種の場合を示し、従来
例Ｄ材はＳ４０ＣにＶを添加した非調質鋼よりなる鋼種
の場合である。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１に示す実施例Ａ材，比較例Ｂ，Ｃ材お
よび従来例Ｄ材を加熱したあと熱間で型打鍛造を行って
コンロッド形状に加工したのちバリ抜きを行い、次い
で、実施例Ａ材については水焼入れおよび空冷し、比較
例Ｂ，Ｃ材については水焼入れし、従来例Ｄ材について
は空冷した。
よび従来例Ｄ材を加熱したあと熱間で型打鍛造を行って
コンロッド形状に加工したのちバリ抜きを行い、次い
で、実施例Ａ材については水焼入れおよび空冷し、比較
例Ｂ，Ｃ材については水焼入れし、従来例Ｄ材について
は空冷した。
【００２７】そして、コンロッドのＩ断面（大端部側か
ら小端部側までの中心断面）の硬さ（ＨＲＣ）を測定し
たところ、図２に示す結果であった。
ら小端部側までの中心断面）の硬さ（ＨＲＣ）を測定し
たところ、図２に示す結果であった。
【００２８】また、実施例Ａ材，比較例Ｂ，Ｃ材を加熱
したあと熱間で型打鍛造を行ってコンロッド形状に加工
したのちバリ抜きを行い、次いで、水焼入れし、図３の
（ａ）に示すようにコンロッド大端部のＡ−Ａ断面にお
いて図３の（ｂ）に示すように５〜９位置までの５箇所
において硬さ（ＨＲＣ）を測定したところ、図３の
（ｃ）に示す結果であった。
したあと熱間で型打鍛造を行ってコンロッド形状に加工
したのちバリ抜きを行い、次いで、水焼入れし、図３の
（ａ）に示すようにコンロッド大端部のＡ−Ａ断面にお
いて図３の（ｂ）に示すように５〜９位置までの５箇所
において硬さ（ＨＲＣ）を測定したところ、図３の
（ｃ）に示す結果であった。
【００２９】図２および図３に示すように、マルテンサ
イト変態開始温度が５００℃である比較例Ｃ材では水焼
入れ後の硬さが約ＨＲＣ３３前後と大きくかつ均一なも
のとなっていると共に実施例Ａ材の空冷後および従来例
Ｄ材の空冷後の硬さはそれぞれ約ＨＲＣ０前後および約
ＨＲＣ２３前後と均一なものとなっていた。
イト変態開始温度が５００℃である比較例Ｃ材では水焼
入れ後の硬さが約ＨＲＣ３３前後と大きくかつ均一なも
のとなっていると共に実施例Ａ材の空冷後および従来例
Ｄ材の空冷後の硬さはそれぞれ約ＨＲＣ０前後および約
ＨＲＣ２３前後と均一なものとなっていた。
【００３０】そして、熱間鍛造後に水焼入れを行う場合
において、マルテンサイト変態開始温度が６００℃（実
施例Ａ材）から７００℃（実施例Ｂ材）へと上昇するに
従って、表面からの深さ方向距離が大きくなると硬さが
次第に低下する硬さ分布をもつことが認められた。
において、マルテンサイト変態開始温度が６００℃（実
施例Ａ材）から７００℃（実施例Ｂ材）へと上昇するに
従って、表面からの深さ方向距離が大きくなると硬さが
次第に低下する硬さ分布をもつことが認められた。
【００３１】また、このような硬さの変化を組織的に観
察してみると、図４に示すように、実施例Ａ材および比
較例Ｂ材の表層、ならびに比較例Ｃ材の表層および芯部
はマルテンサイト組織となっているが、図５に示すよう
に、実施例Ａ材の芯部はベイナイト組織となっており、
図６に示すように、比較例Ｂ材の芯部はフェライト＋パ
ーライト組織となっていた。
察してみると、図４に示すように、実施例Ａ材および比
較例Ｂ材の表層、ならびに比較例Ｃ材の表層および芯部
はマルテンサイト組織となっているが、図５に示すよう
に、実施例Ａ材の芯部はベイナイト組織となっており、
図６に示すように、比較例Ｂ材の芯部はフェライト＋パ
ーライト組織となっていた。
【００３２】次いで、実施例Ａ材および比較例Ｂ，Ｃ材
の水焼入れならびに従来例Ｄ材の空冷により冷却したの
ちのコンロッドに対してショットブラストを行うことに
よって黒皮を除去し、コイニング等による冷間形状補正
によって曲げ矯正を行ったのちショットピーニングを施
した。
の水焼入れならびに従来例Ｄ材の空冷により冷却したの
ちのコンロッドに対してショットブラストを行うことに
よって黒皮を除去し、コイニング等による冷間形状補正
によって曲げ矯正を行ったのちショットピーニングを施
した。
【００３３】そして、図７に示すように、コンロッドの
片面側から荷重Ｐを加えてＩ断面座屈試験を行ったとこ
ろ、同じく図７に示す結果が得られた。
片面側から荷重Ｐを加えてＩ断面座屈試験を行ったとこ
ろ、同じく図７に示す結果が得られた。
【００３４】図７に示すように、従来の非調質材である
Ｄ材を素材としたものでは座屈荷重比がかなり小さな値
を示していた。
Ｄ材を素材としたものでは座屈荷重比がかなり小さな値
を示していた。
【００３５】また、図８に示すように、被削性試験を行
うにあたり、工具：ＳＫＨ５６，送り：０．１５ｍ／ｒ
ｅｖ，切削速度：１３．０ｍ／ｍｉｎ，切削長さ：２０
ｍｍの加工条件で切削加工を行い、２７３穴加工後にお
けるドリルコーナー部の摩耗量を調べたところ、同じく
図８に示す結果であった。
うにあたり、工具：ＳＫＨ５６，送り：０．１５ｍ／ｒ
ｅｖ，切削速度：１３．０ｍ／ｍｉｎ，切削長さ：２０
ｍｍの加工条件で切削加工を行い、２７３穴加工後にお
けるドリルコーナー部の摩耗量を調べたところ、同じく
図８に示す結果であった。
【００３６】図８に示すように、表層および芯部ともマ
ルテンサイト組織となっていて硬さも大である比較例Ｃ
材では、ドリルコーナー部分の摩耗量が大きいものとな
っていた。
ルテンサイト組織となっていて硬さも大である比較例Ｃ
材では、ドリルコーナー部分の摩耗量が大きいものとな
っていた。
【００３７】このような試験結果より、表面に圧縮残留
応力を付与して疲労強度を向上させ、表層硬さを増大さ
せて座屈荷重比を大きくし、芯部硬さを低めて被削性を
向上させるようにすることが、コンロッドの軽量化なら
びにコスト低減の面からも望ましいことが認められた。
しかし、Ｍｎ含有量が低い比較例Ｂ材では硬さのばらつ
きが大きくなることがあるため、Ｍｎ含有量は１．２％
以上とするのが望ましいことが認められた。
応力を付与して疲労強度を向上させ、表層硬さを増大さ
せて座屈荷重比を大きくし、芯部硬さを低めて被削性を
向上させるようにすることが、コンロッドの軽量化なら
びにコスト低減の面からも望ましいことが認められた。
しかし、Ｍｎ含有量が低い比較例Ｂ材では硬さのばらつ
きが大きくなることがあるため、Ｍｎ含有量は１．２％
以上とするのが望ましいことが認められた。
【００３８】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明に係わ
るコンロッドの製造方法によれば、表面がショットブラ
スト，ショットピーニングなどにより表面圧縮加工され
ていて圧縮残留応力が付与されていることにより疲労強
度が向上したものになっていると共にこの表面がマルテ
ンサイト組織であることから硬さが大でコンロッドの座
屈特性が向上したものとなっていてコンロッドの強度を
増大させることができ、コンロッドの軽量化が実現され
ると共に、芯部はフェライト＋パーライト組織ないしは
ベイナイト組織となっていて製造過程における孔あけ等
の際の被削性に優れたものとすることが可能であって、
コンロッドの製造過程における被削性を低下させること
なく、コンロッドの強度向上ないしは軽量化を実現する
ことが可能であり、コンロッドの軽量化による内燃機関
等の軽量化ないしは被削性向上による工具コストの低減
などを実現することが可能であるという著しく優れた効
果がもたらされる。
るコンロッドの製造方法によれば、表面がショットブラ
スト，ショットピーニングなどにより表面圧縮加工され
ていて圧縮残留応力が付与されていることにより疲労強
度が向上したものになっていると共にこの表面がマルテ
ンサイト組織であることから硬さが大でコンロッドの座
屈特性が向上したものとなっていてコンロッドの強度を
増大させることができ、コンロッドの軽量化が実現され
ると共に、芯部はフェライト＋パーライト組織ないしは
ベイナイト組織となっていて製造過程における孔あけ等
の際の被削性に優れたものとすることが可能であって、
コンロッドの製造過程における被削性を低下させること
なく、コンロッドの強度向上ないしは軽量化を実現する
ことが可能であり、コンロッドの軽量化による内燃機関
等の軽量化ないしは被削性向上による工具コストの低減
などを実現することが可能であるという著しく優れた効
果がもたらされる。
【図１】本発明によるコンロッドの製造方法の一実施態
様におけるコンロッドの製造工程を示す説明図である。
様におけるコンロッドの製造工程を示す説明図である。
【図２】熱間鍛造後のコンロッド成形体を水焼入れしな
いしは空冷した後におけるコンロッドＩ断面の硬さ分布
を測定した結果を示すグラフである。
いしは空冷した後におけるコンロッドＩ断面の硬さ分布
を測定した結果を示すグラフである。
【図３】熱間鍛造後のコンロッド成形体を水焼入れした
後におけるコンロッド大端部断面の硬さ分布を測定した
結果を示すグラフである。
後におけるコンロッド大端部断面の硬さ分布を測定した
結果を示すグラフである。
【図４】実施例Ａ材および比較例Ｂ材の表層、ならびに
比較例Ｃ材の表層および芯部におけるマルテンサイト組
織を示す模写図である。
比較例Ｃ材の表層および芯部におけるマルテンサイト組
織を示す模写図である。
【図５】実施例Ａ材の芯部におけるベイナイト組織を示
す模写図である。
す模写図である。
【図６】比較例Ｂ材の芯部におけるフェライト＋パーラ
イト組織を示す模写図である。
イト組織を示す模写図である。
【図７】座屈試験結果を示すグラフである。
【図８】被削性試験結果を示すグラフである。
【図９】従来の含Ｃｒ炭素鋼を素材とするコンロッドの
製造工程を例示する説明図である。
製造工程を例示する説明図である。
【図１０】従来の含Ｖ非調質鋼を素材とするコンロッド
の製造工程を例示する説明図である。
の製造工程を例示する説明図である。
【図１１】型打工程を示す説明図である。
【手続補正書】
【提出日】平成５年８月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】実施例Ａ材および比較例Ｂ材の表層、ならびに
比較例Ｃ材の表層および芯部におけるマルテンサイト組
織を示す金属組織顕微鏡写真である。
比較例Ｃ材の表層および芯部におけるマルテンサイト組
織を示す金属組織顕微鏡写真である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】実施例Ａ材の芯部におけるベイナイト組織を示
す金属組織顕微鏡写真である。
す金属組織顕微鏡写真である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】比較例Ｂ材の芯部におけるフェライト＋パーラ
イト組織を示す金属組織顕微鏡写真である。
イト組織を示す金属組織顕微鏡写真である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
Claims (4)
- 【請求項１】 マルテンサイト変態開始温度が６００℃
以上である鋼材を熱間での塑性加工によりコンロッド形
状にしたのち急冷焼入れを行い、冷間で形状補正したの
ちショットブラスト，ショットピーニングなどの表面圧
縮加工を行って、表面がマルテンサイト組織であると共
に芯部がフェライト＋パーライト組織ないしはベイナイ
ト組織であるコンロッドを得ることを特徴とするコンロ
ッドの製造方法。 - 【請求項２】 鋼材は、重量％で、Ｃ：０．０３〜０．
０８％、Ｓｉ：０．１５〜０．３５％、Ｍｎ：１．２〜
１．６％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０３５％以
下、Ｃｒ：０．２〜１．０％、残部Ｆｅおよび不純物か
らなる請求項１に記載のコンロッドの製造方法。 - 【請求項３】 Ｐｂ：０．０５〜０．２５％、Ｂ：０．
００１〜０．００３％を含有し、Ｃｕ：０．３０％以
下、Ｎｉ：０．２０％以下にした請求項２に記載のコン
ロッドの製造方法。 - 【請求項４】 表面から深さ１〜３ｍｍまでがマルテン
サイト組織である請求項１ないし３のいずれかに記載の
コンロッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21058893A JPH0762444A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | コンロッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21058893A JPH0762444A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | コンロッドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0762444A true JPH0762444A (ja) | 1995-03-07 |
Family
ID=16591810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21058893A Pending JPH0762444A (ja) | 1993-08-25 | 1993-08-25 | コンロッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0762444A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10234894A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-08 | Bridgestone Sports Co Ltd | ウッドクラブヘッド |
| WO2013114553A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 日産自動車株式会社 | 鍛造品の製造方法 |
-
1993
- 1993-08-25 JP JP21058893A patent/JPH0762444A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10234894A (ja) * | 1997-02-28 | 1998-09-08 | Bridgestone Sports Co Ltd | ウッドクラブヘッド |
| WO2013114553A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 日産自動車株式会社 | 鍛造品の製造方法 |
| US9738945B2 (en) | 2012-01-31 | 2017-08-22 | Nissan Motor Co., Ltd. | Process for producing forged product |
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