JPH0770636A - 高弾性係数を有する鋼製部品の製造方法 - Google Patents
高弾性係数を有する鋼製部品の製造方法Info
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- JPH0770636A JPH0770636A JP24051193A JP24051193A JPH0770636A JP H0770636 A JPH0770636 A JP H0770636A JP 24051193 A JP24051193 A JP 24051193A JP 24051193 A JP24051193 A JP 24051193A JP H0770636 A JPH0770636 A JP H0770636A
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- Japan
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- elastic modulus
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Abstract
(57)【要約】
【目的】鋼材を冷間加工することによって鋼製部品を製
造するようにし、以て切削加工等の機械加工を省略可能
とするとともに、冷間加工によって導入される転位に起
因して弾性係数が低下するのを防止する。 【構成】Ｃ：０．２５〜０．６０重量％，Ｓｉ：０．２
５重量％以下，Ｍｎ：１．０重量％以下を含有する鋼材
を、或いは更にＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｂの１種以上をＣｒ：
０．１〜３．０重量％，Ｍｏ，Ｖ：０．０５〜０．５重
量％、Ｂ：０．０００３〜０．００３０重量％で含有す
る鋼材を０〜３００℃の温度域で成形加工して３００〜
５５０℃の温度域で時効処理し、更に高周波焼入れを施
す。
造するようにし、以て切削加工等の機械加工を省略可能
とするとともに、冷間加工によって導入される転位に起
因して弾性係数が低下するのを防止する。 【構成】Ｃ：０．２５〜０．６０重量％，Ｓｉ：０．２
５重量％以下，Ｍｎ：１．０重量％以下を含有する鋼材
を、或いは更にＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｂの１種以上をＣｒ：
０．１〜３．０重量％，Ｍｏ，Ｖ：０．０５〜０．５重
量％、Ｂ：０．０００３〜０．００３０重量％で含有す
る鋼材を０〜３００℃の温度域で成形加工して３００〜
５５０℃の温度域で時効処理し、更に高周波焼入れを施
す。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は高弾性係数を有する鋼
製部品の製造方法に関する。
製部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えばシャフト等の高剛性を必要
とする機械構造部品用鋼材としてＳ４５Ｃ等の炭素鋼が
広く用いられている。またその製造方法としては、鋼材
を熱間加工して概略の形状出しを行い、その後焼鈍処理
した上で切削加工を施し、しかる後高周波焼入れ，焼戻
し等の熱処理を施す方法が通例採用されている。
とする機械構造部品用鋼材としてＳ４５Ｃ等の炭素鋼が
広く用いられている。またその製造方法としては、鋼材
を熱間加工して概略の形状出しを行い、その後焼鈍処理
した上で切削加工を施し、しかる後高周波焼入れ，焼戻
し等の熱処理を施す方法が通例採用されている。
【０００３】ところで切削加工等の機械加工に際しては
多くの手間と工数及び人手を要するためにコストが高く
なる問題があり、そこで近年鋼製部品を冷間加工にて成
形加工する要請が高まっている。
多くの手間と工数及び人手を要するためにコストが高く
なる問題があり、そこで近年鋼製部品を冷間加工にて成
形加工する要請が高まっている。
【０００４】冷間加工を経て鋼製部品を製造する場合、
通例鋼材を焼鈍しした後冷間加工にてほぼ最終形状に成
形し、その後高周波焼入れ，焼戻し処理を施すこととな
り、この場合切削加工等工数，手間，人手のかかる機械
加工を省略することが可能となる。
通例鋼材を焼鈍しした後冷間加工にてほぼ最終形状に成
形し、その後高周波焼入れ，焼戻し処理を施すこととな
り、この場合切削加工等工数，手間，人手のかかる機械
加工を省略することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な冷間加工にて鋼製部品をほぼ最終形状に成形し、また
その後の熱処理として高周波焼入れを行った場合、以下
のような問題が生ずる。
な冷間加工にて鋼製部品をほぼ最終形状に成形し、また
その後の熱処理として高周波焼入れを行った場合、以下
のような問題が生ずる。
【０００６】即ち鋼材を冷間加工した場合内部に多くの
転位が導入され、これら導入された転位に起因して鋼製
部品の弾性係数，剛性が低下する問題が生ずる。
転位が導入され、これら導入された転位に起因して鋼製
部品の弾性係数，剛性が低下する問題が生ずる。
【０００７】尤もその後において鋼製部品全体を加熱す
るような熱処理、例えば浸炭焼入れ等の処理を施せば、
導入された転位の多くを消失させ、転位密度を低く抑え
ることが可能である。
るような熱処理、例えば浸炭焼入れ等の処理を施せば、
導入された転位の多くを消失させ、転位密度を低く抑え
ることが可能である。
【０００８】しかしながら焼入れ処理として上記高周波
焼入れを用いた場合、焼入れに際して鋼製部品の表面近
傍部分のみが加熱されるに過ぎないため、心部において
冷間加工時に導入された転位がそのまま残り、これが鋼
製部品の弾性係数，剛性を低下させる原因となるのであ
る。
焼入れを用いた場合、焼入れに際して鋼製部品の表面近
傍部分のみが加熱されるに過ぎないため、心部において
冷間加工時に導入された転位がそのまま残り、これが鋼
製部品の弾性係数，剛性を低下させる原因となるのであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
課題を解決するためになされたものである。而して本願
の発明は、Ｃ：０．２５〜０．６０重量％，Ｓｉ：０．
２５重量％以下，Ｍｎ：１．０重量％以下を含有する鋼
を０〜３００℃の温度域で成形加工及び３００〜５５０
℃の温度域で時効処理し、更に高周波焼入れを施すこと
を特徴とする（請求項１）。
課題を解決するためになされたものである。而して本願
の発明は、Ｃ：０．２５〜０．６０重量％，Ｓｉ：０．
２５重量％以下，Ｍｎ：１．０重量％以下を含有する鋼
を０〜３００℃の温度域で成形加工及び３００〜５５０
℃の温度域で時効処理し、更に高周波焼入れを施すこと
を特徴とする（請求項１）。
【００１０】また本願の別の発明は、Ｃ：０．２５〜
０．６０重量％，Ｓｉ：０．２５重量％以下，Ｍｎ：
１．０重量％以下及びＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｂの１種以上を
それぞれＣｒ：０．１〜３．０重量％，Ｍｏ：０．０５
〜０．５重量％，Ｖ：０．０５〜０．５重量％，Ｂ：
０．０００３〜０．００３０重量％の範囲で含有する鋼
を０〜３００℃の温度域で成形加工及び３００〜５５０
℃の温度域で時効処理し、更に高周波焼入れを施すこと
を特徴とする（請求項２）。
０．６０重量％，Ｓｉ：０．２５重量％以下，Ｍｎ：
１．０重量％以下及びＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｂの１種以上を
それぞれＣｒ：０．１〜３．０重量％，Ｍｏ：０．０５
〜０．５重量％，Ｖ：０．０５〜０．５重量％，Ｂ：
０．０００３〜０．００３０重量％の範囲で含有する鋼
を０〜３００℃の温度域で成形加工及び３００〜５５０
℃の温度域で時効処理し、更に高周波焼入れを施すこと
を特徴とする（請求項２）。
【００１１】
【作用及び発明の効果】以上のように本発明は、合金成
分としてのＣ，Ｓｉ，Ｍｎの含有量を一定以下に規制し
て鋼材の冷間加工性を高めた上、所定温度範囲で冷間加
工を施し、しかる後時効処理を施した上で高周波焼入れ
を施すものである。
分としてのＣ，Ｓｉ，Ｍｎの含有量を一定以下に規制し
て鋼材の冷間加工性を高めた上、所定温度範囲で冷間加
工を施し、しかる後時効処理を施した上で高周波焼入れ
を施すものである。
【００１２】本発明は、冷間加工後において３００〜５
５０℃で時効処理することにより冷間加工時に導入され
た転位を、同部位への炭化物析出等によりピンニング
（固定化）することを特徴とするもので、これにより転
位の導入にも拘らず鋼製部品の弾性係数の低下を抑制
し、高剛性の鋼製部品を得ることが可能となる。また鋼
製部品を高剛性化できることから鋼製部品の軽量化が可
能である。
５０℃で時効処理することにより冷間加工時に導入され
た転位を、同部位への炭化物析出等によりピンニング
（固定化）することを特徴とするもので、これにより転
位の導入にも拘らず鋼製部品の弾性係数の低下を抑制
し、高剛性の鋼製部品を得ることが可能となる。また鋼
製部品を高剛性化できることから鋼製部品の軽量化が可
能である。
【００１３】本発明において、鋼材の成形加工温度を０
℃以上としているのは、これより低い温度で成形加工を
行うと材料の変形抵抗が大きくなり過ぎ、良好に成形加
工を行うことができないからであり、また上限温度を３
００℃としているのは、加工温度が３００℃を超えると
加工時に導入される転位の形態が変化してしまい、後の
時効処理によって転位を有効にピンニングできなくな
り、高弾性係数を得難くなることによる。
℃以上としているのは、これより低い温度で成形加工を
行うと材料の変形抵抗が大きくなり過ぎ、良好に成形加
工を行うことができないからであり、また上限温度を３
００℃としているのは、加工温度が３００℃を超えると
加工時に導入される転位の形態が変化してしまい、後の
時効処理によって転位を有効にピンニングできなくな
り、高弾性係数を得難くなることによる。
【００１４】また一方、時効処理においてその温度領域
を３００℃以上と規定しているのは、３００℃より低い
温度では冷間加工時に導入された転位をピンニングでき
ないからであり、また５５０℃以下と規定しているの
は、これより高い温度で時効を行うと冷間加工時に導入
された転位の形態が大きく変化し、有効なピンニングが
できなくなってしまうことによる。
を３００℃以上と規定しているのは、３００℃より低い
温度では冷間加工時に導入された転位をピンニングでき
ないからであり、また５５０℃以下と規定しているの
は、これより高い温度で時効を行うと冷間加工時に導入
された転位の形態が大きく変化し、有効なピンニングが
できなくなってしまうことによる。
【００１５】本発明においては、合金成分としてＣｒ，
Ｍｏ，Ｖ，Ｂ等を所定量範囲で含有させることが望まし
い（請求項２）。これら成分のうちＭｏ，Ｖは時効処理
の際に炭化物を転位部位に析出させるのに有効な成分で
あり、ＢはＳｉ，Ｍｎの量を低く抑えることによって低
下する焼入れ性を補完し、高周波焼入れ時の焼入れ性を
確保するのに有用な成分である。
Ｍｏ，Ｖ，Ｂ等を所定量範囲で含有させることが望まし
い（請求項２）。これら成分のうちＭｏ，Ｖは時効処理
の際に炭化物を転位部位に析出させるのに有効な成分で
あり、ＢはＳｉ，Ｍｎの量を低く抑えることによって低
下する焼入れ性を補完し、高周波焼入れ時の焼入れ性を
確保するのに有用な成分である。
【００１６】一方Ｃｒは冷間加工の前処理として球状化
焼鈍しを行う場合において、炭化物の球状化を促進する
成分として、また高周波焼入れの際の焼入れ性を高める
成分として有用である。
焼鈍しを行う場合において、炭化物の球状化を促進する
成分として、また高周波焼入れの際の焼入れ性を高める
成分として有用である。
【００１７】次に本発明における各成分の限定理由を詳
述する。 Ｃ：０．２５〜０．６０％ Ｃは常温での強度を維持するのに効果のある元素であ
り、０．２５％より少ないと強度を確保することができ
ない。一方０．６０％より多いと変形抵抗の増加により
０〜３００℃の温度域での成形加工が困難となる。
述する。 Ｃ：０．２５〜０．６０％ Ｃは常温での強度を維持するのに効果のある元素であ
り、０．２５％より少ないと強度を確保することができ
ない。一方０．６０％より多いと変形抵抗の増加により
０〜３００℃の温度域での成形加工が困難となる。
【００１８】Ｓｉ：０．２５％以下 Ｍｎ：１．０％以下 Ｓｉ，Ｍｎはそれぞれ０．２５％，１．０％より多くな
ると変形抵抗が高くなり、０〜３００℃の温度域での成
形加工が困難となる。
ると変形抵抗が高くなり、０〜３００℃の温度域での成
形加工が困難となる。
【００１９】Ｃｒ：０．１〜３．０％ 鋼材を０〜３００℃の温度域で成形加工する際、前熱処
理として球状化焼鈍しを行う場合があるが、このときＣ
ｒは炭化物の球状化を促す働きがある。また高周波焼入
れ時の焼入れ性向上にも有用な成分である。その目的の
ために本発明では０．１％以上含有させる。一方３．０
％を超えるとコストの増大をもたらし、また変形抵抗が
高くなる。従って本発明では上限を３．０％とする。
理として球状化焼鈍しを行う場合があるが、このときＣ
ｒは炭化物の球状化を促す働きがある。また高周波焼入
れ時の焼入れ性向上にも有用な成分である。その目的の
ために本発明では０．１％以上含有させる。一方３．０
％を超えるとコストの増大をもたらし、また変形抵抗が
高くなる。従って本発明では上限を３．０％とする。
【００２０】Ｍｏ：０．０５〜０．５％ Ｖ：０．０５〜０．５％ Ｍｏ，Ｖは時効処理時に転位上に炭化物を析出し、転位
を固着する働きがある。その目的のために０．０５％以
上必要である。一方０．５％でその効果は飽和し、また
それより多く含有させてもコストが増大するので上限を
０．５％とする。
を固着する働きがある。その目的のために０．０５％以
上必要である。一方０．５％でその効果は飽和し、また
それより多く含有させてもコストが増大するので上限を
０．５％とする。
【００２１】Ｂ：０．０００３〜０．００３０％ Ｂは高周波焼入れ時の焼入れ性の向上に有効な成分で、
そのために０．０００３％以上必要である。一方０．０
０３０％で効果は飽和するので上限を０．００３０％と
する。
そのために０．０００３％以上必要である。一方０．０
０３０％で効果は飽和するので上限を０．００３０％と
する。
【００２２】
【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。表１
に示す各種組成の鋼材５０ｋｇを溶解して２２ｍｍφの
丸棒に鍛造し、次いで焼鈍し又は球状化焼鈍し処理を施
した。続いて２０ｍｍφの丸棒に加工した後、０〜３０
０℃の温度域で１０ｍｍφまで引抜加工し、更にその後
３００〜５５０℃の温度域で一時間時効処理を施した。
に示す各種組成の鋼材５０ｋｇを溶解して２２ｍｍφの
丸棒に鍛造し、次いで焼鈍し又は球状化焼鈍し処理を施
した。続いて２０ｍｍφの丸棒に加工した後、０〜３０
０℃の温度域で１０ｍｍφまで引抜加工し、更にその後
３００〜５５０℃の温度域で一時間時効処理を施した。
【００２３】その後ＨＶ４５０の硬化層深さが表面から
１．５ｍｍまでとなるような条件で高周波焼入れを施し
て鋼製部品を製造し、その横弾性係数を測定した。ここ
で横弾性係数はねじり共振法にて測定した。その結果が
表２に示してある。
１．５ｍｍまでとなるような条件で高周波焼入れを施し
て鋼製部品を製造し、その横弾性係数を測定した。ここ
で横弾性係数はねじり共振法にて測定した。その結果が
表２に示してある。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【表２】
【００２６】表２の結果から分るように、本発明例の場
合横弾性係数８５ＧＰａ以上が得られている。即ち本発
明によれば、冷間加工を行った場合にも高剛性の鋼製部
品が得られ、従って鋼製部品の軽量化を図ることが可能
となる。
合横弾性係数８５ＧＰａ以上が得られている。即ち本発
明によれば、冷間加工を行った場合にも高剛性の鋼製部
品が得られ、従って鋼製部品の軽量化を図ることが可能
となる。
【００２７】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々の変更を加えた態様で実施可能である。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において種々の変更を加えた態様で実施可能である。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ：０．２５〜０．６０重量％，Ｓｉ：
０．２５重量％以下，Ｍｎ：１．０重量％以下を含有す
る鋼を０〜３００℃の温度域で成形加工して３００〜５
５０℃の温度域で時効処理し、更に高周波焼入れを施す
ことを特徴とする高弾性係数を有する鋼製部品の製造方
法。 - 【請求項２】 Ｃ：０．２５〜０．６０重量％，Ｓｉ：
０．２５重量％以下，Ｍｎ：１．０重量％以下を含有
し、更にＣｒ，Ｍｏ，Ｖ，Ｂの１種以上をそれぞれＣ
ｒ：０．１〜３．０重量％，Ｍｏ：０．０５〜０．５重
量％，Ｖ：０．０５〜０．５重量％，Ｂ：０．０００３
〜０．００３０重量％の範囲で含有する鋼を０〜３００
℃の温度域で成形加工して３００〜５５０℃の温度域で
時効処理し、更に高周波焼入れを施すことを特徴とする
高弾性係数を有する鋼製部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24051193A JPH0770636A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 高弾性係数を有する鋼製部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24051193A JPH0770636A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 高弾性係数を有する鋼製部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0770636A true JPH0770636A (ja) | 1995-03-14 |
Family
ID=17060611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24051193A Pending JPH0770636A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | 高弾性係数を有する鋼製部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770636A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1082094C (zh) * | 1998-08-18 | 2002-04-03 | 本田技研工业株式会社 | 生产具有高杨氏模量和高韧性的铁基工件的方法 |
| KR101104969B1 (ko) * | 2009-05-29 | 2012-01-12 | 조상철 | 하중지지용 휠의 제조방법 |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP24051193A patent/JPH0770636A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1082094C (zh) * | 1998-08-18 | 2002-04-03 | 本田技研工业株式会社 | 生产具有高杨氏模量和高韧性的铁基工件的方法 |
| KR101104969B1 (ko) * | 2009-05-29 | 2012-01-12 | 조상철 | 하중지지용 휠의 제조방법 |
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