JPH08295998A - トルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼 - Google Patents
トルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼Info
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- JPH08295998A JPH08295998A JP10384095A JP10384095A JPH08295998A JP H08295998 A JPH08295998 A JP H08295998A JP 10384095 A JP10384095 A JP 10384095A JP 10384095 A JP10384095 A JP 10384095A JP H08295998 A JPH08295998 A JP H08295998A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 非接触型磁歪式トルクセンサ用回転軸材料に
関し、高強度、高寿命を有する非磁性鋼の提供。 【構成】 表層部に磁歪層を形成させてトルクの検出を
行なうのに最適なトルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼
であって、重量比でＣ 0.4〜1.2%、Ｓｉ 1.4%以下、Ｍ
ｎ 3.0〜12.0%、Ｎｉ 3.0〜15.0%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、
Ｖ 0.5〜2.5%を含有し、必要に応じてＳ 0.04〜0.20%、
さらに必要に応じてＡｌ 0.6%以下、Ｃｕ0.8%以下、Ｃ
ａ 0.01%以下、Ｃｅ 0.1%以下の１種または２種以上を
含み、残部はＦｅおよび通常の不純物よりなるトルクセ
ンサ回転軸用高強度非磁性鋼。
関し、高強度、高寿命を有する非磁性鋼の提供。 【構成】 表層部に磁歪層を形成させてトルクの検出を
行なうのに最適なトルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼
であって、重量比でＣ 0.4〜1.2%、Ｓｉ 1.4%以下、Ｍ
ｎ 3.0〜12.0%、Ｎｉ 3.0〜15.0%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、
Ｖ 0.5〜2.5%を含有し、必要に応じてＳ 0.04〜0.20%、
さらに必要に応じてＡｌ 0.6%以下、Ｃｕ0.8%以下、Ｃ
ａ 0.01%以下、Ｃｅ 0.1%以下の１種または２種以上を
含み、残部はＦｅおよび通常の不純物よりなるトルクセ
ンサ回転軸用高強度非磁性鋼。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非接触型磁歪式トルク
センサの回転軸用鋼に係り、特に高強度を有する非磁性
鋼に関するものである。
センサの回転軸用鋼に係り、特に高強度を有する非磁性
鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、工作機械などの産業機械や自動車
において、回転駆動軸を有するシステム制御に関し、駆
動軸の磁歪を検出して制御を行なう非接触型の磁歪式ト
ルクセンサが実用化されつつある。このトルクを検出す
る高磁性材からなるセンサ材料および回転駆動軸用の回
転軸材料として種々の提案がなされており、特に回転軸
材料には、要求される磁気特性の他、長期の使用に耐え
る高強度材が望まれている。例えば、特開平５−１７９
４０８号には、センサ材と軸材の特性を合わせ持ったト
ルクセンサ材料として、Ｆｅ−Ｃｕ系合金鋼に、特定量
のＮｉ，Ｍｏ，Ａｌを添加して高強度、低保磁力とした
軟磁性材料が提案されている。この提案は、構造材料と
して高強度を得ることは可能と考えられるが、保磁力が
5.0〜7.6 Oeと十分に満足できる低い数値が得られず、
トルクセンサとして必ずしも望ましいものとは言えなか
った。
において、回転駆動軸を有するシステム制御に関し、駆
動軸の磁歪を検出して制御を行なう非接触型の磁歪式ト
ルクセンサが実用化されつつある。このトルクを検出す
る高磁性材からなるセンサ材料および回転駆動軸用の回
転軸材料として種々の提案がなされており、特に回転軸
材料には、要求される磁気特性の他、長期の使用に耐え
る高強度材が望まれている。例えば、特開平５−１７９
４０８号には、センサ材と軸材の特性を合わせ持ったト
ルクセンサ材料として、Ｆｅ−Ｃｕ系合金鋼に、特定量
のＮｉ，Ｍｏ，Ａｌを添加して高強度、低保磁力とした
軟磁性材料が提案されている。この提案は、構造材料と
して高強度を得ることは可能と考えられるが、保磁力が
5.0〜7.6 Oeと十分に満足できる低い数値が得られず、
トルクセンサとして必ずしも望ましいものとは言えなか
った。
【０００３】また、斎藤、矢萩（電気製鋼第６１巻第３
号，1990)は、Ｆｅ−Ａｌ合金を回転軸として用いた磁
歪材と一体型の磁歪式トルクセンサを提案している。Ｆ
ｅ−Ａｌ合金は、Ｆｅ3Ａｌ型規則相を用いたＦｅ−１
３％Ａｌ（重量比）においては、得られる保磁力が0.1
Oe、透磁率が2.5×103と優れたセンサ特性を有するが、
引張強度が70kg/mm2、伸びが3%程度で、構造材料として
強度、延性に難点があり高トルク用の磁歪式トルクセン
サに使用する場合には、必ずしも満足できるものとは言
えない面がある。
号，1990)は、Ｆｅ−Ａｌ合金を回転軸として用いた磁
歪材と一体型の磁歪式トルクセンサを提案している。Ｆ
ｅ−Ａｌ合金は、Ｆｅ3Ａｌ型規則相を用いたＦｅ−１
３％Ａｌ（重量比）においては、得られる保磁力が0.1
Oe、透磁率が2.5×103と優れたセンサ特性を有するが、
引張強度が70kg/mm2、伸びが3%程度で、構造材料として
強度、延性に難点があり高トルク用の磁歪式トルクセン
サに使用する場合には、必ずしも満足できるものとは言
えない面がある。
【０００４】上述の問題点を解決する方法として、機械
的性質に優れる高強度の回転軸材料を用い、これにトル
クを検出する表層部に磁歪層を形成させる複合構造から
なるトルクセンサが検討されている。磁歪層の形成には
磁歪特性を有するスパッタ法、アモルファス薄帯の貼り
付け、メッキ法などが提案されている。ところが、通
常、高強度材としてあげられる機械構造用鋼や18Ｎｉマ
ルエージング鋼などは、マルテンサイト変態を利用する
強化機構のため強磁性体となる。その結果、強磁性体の
回転軸材料の表層部に薄い磁歪層を形成させると、軸材
側の影響により、表層部の磁歪が変化し、検出感度を低
下させる問題があった。
的性質に優れる高強度の回転軸材料を用い、これにトル
クを検出する表層部に磁歪層を形成させる複合構造から
なるトルクセンサが検討されている。磁歪層の形成には
磁歪特性を有するスパッタ法、アモルファス薄帯の貼り
付け、メッキ法などが提案されている。ところが、通
常、高強度材としてあげられる機械構造用鋼や18Ｎｉマ
ルエージング鋼などは、マルテンサイト変態を利用する
強化機構のため強磁性体となる。その結果、強磁性体の
回転軸材料の表層部に薄い磁歪層を形成させると、軸材
側の影響により、表層部の磁歪が変化し、検出感度を低
下させる問題があった。
【０００５】一方、表層部の磁歪変化を阻害しない軸材
として、非磁性体からなるオーステナイト鋼があげられ
るが、従来のオーステナイト鋼は、例えばＳＵＳ３０４
鋼等高強度材料としては不十分であるという欠点があっ
た。また、比較的高強度の非磁性鋼として、高Ｍｎ系の
非磁性鋼があるが、靭性が低いこと、および被削性に劣
る問題があった。例えば、特公昭５７−１９７４９号に
提案された鋼の場合、Ｍｎ含有量は、9.0〜14.0%、Ｎi
含有量は、1.5〜5.0%の鋼である。ところが、前記の鋼
のようにＭｎが高いと基地が粘く、また加工硬化性が大
きいため、被削性が悪くなり、多大な加工工数を要する
問題があった。
として、非磁性体からなるオーステナイト鋼があげられ
るが、従来のオーステナイト鋼は、例えばＳＵＳ３０４
鋼等高強度材料としては不十分であるという欠点があっ
た。また、比較的高強度の非磁性鋼として、高Ｍｎ系の
非磁性鋼があるが、靭性が低いこと、および被削性に劣
る問題があった。例えば、特公昭５７−１９７４９号に
提案された鋼の場合、Ｍｎ含有量は、9.0〜14.0%、Ｎi
含有量は、1.5〜5.0%の鋼である。ところが、前記の鋼
のようにＭｎが高いと基地が粘く、また加工硬化性が大
きいため、被削性が悪くなり、多大な加工工数を要する
問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにトルクセ
ンサ材料として、回転駆動軸に非磁性のオーステナイト
鋼を用い、表層部に磁歪層を形成させるには、以下に示
す問題点を解決する必要がある。すなわち、回転軸材料
として非磁性で透磁率が1.01以下であること、表層部に
磁歪層を形成ないし磁性処理を行なっても回転軸材料の
強度がせいぜい110kg/mm2以下には低下しないこと、お
よび回転駆動軸として旋削加工および溝切り加工時に被
削性が良好であることなどがあげられる。本発明の目的
は、高強度で疲労強度に優れ、かつ非磁性で透磁率が1.
01以下であり、特に表層部に磁歪層を形成させてトルク
の検出を行なうのに最適なトルクセンサ回転軸用高強度
非磁性鋼を提供することである。
ンサ材料として、回転駆動軸に非磁性のオーステナイト
鋼を用い、表層部に磁歪層を形成させるには、以下に示
す問題点を解決する必要がある。すなわち、回転軸材料
として非磁性で透磁率が1.01以下であること、表層部に
磁歪層を形成ないし磁性処理を行なっても回転軸材料の
強度がせいぜい110kg/mm2以下には低下しないこと、お
よび回転駆動軸として旋削加工および溝切り加工時に被
削性が良好であることなどがあげられる。本発明の目的
は、高強度で疲労強度に優れ、かつ非磁性で透磁率が1.
01以下であり、特に表層部に磁歪層を形成させてトルク
の検出を行なうのに最適なトルクセンサ回転軸用高強度
非磁性鋼を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】発明者は、回転軸材料と
して種々検討を行ない、透磁率を1.01以下に十分低くし
て実質上非磁性にするには、Ｍｎ,Ｎｉ，Ｃｒを適正量
配合して安定なオーステナイト組織にするとともに、特
にＶを適量添加して時効処理を施すと、時効硬化するこ
とにより著しく高強度とすることが可能であることを見
出した。すなわち本発明のうち第１ないし第４発明は回
転軸材料に関し、そのうちの第１発明は、重量比で、Ｃ
0.4〜1.2%、Ｓｉ 1.4%以下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｎｉ
3.0〜15.0%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、Ｖ 0.5〜2.5%、残部は
Ｆｅおよび通常の不純物よりなるトルクセンサ回転軸用
高強度非磁性鋼であり、第２発明は重量比で、Ｃ 0.4〜
1.2%、Ｓｉ 1.4%以下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｓ 0.04〜0.2
0%、Ｎｉ 3.0〜15.0%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、Ｖ 0.5〜2.5
%、残部はＦｅおよび通常の不純物よりなるトルクセン
サ回転軸用高強度非磁性鋼である。
して種々検討を行ない、透磁率を1.01以下に十分低くし
て実質上非磁性にするには、Ｍｎ,Ｎｉ，Ｃｒを適正量
配合して安定なオーステナイト組織にするとともに、特
にＶを適量添加して時効処理を施すと、時効硬化するこ
とにより著しく高強度とすることが可能であることを見
出した。すなわち本発明のうち第１ないし第４発明は回
転軸材料に関し、そのうちの第１発明は、重量比で、Ｃ
0.4〜1.2%、Ｓｉ 1.4%以下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｎｉ
3.0〜15.0%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、Ｖ 0.5〜2.5%、残部は
Ｆｅおよび通常の不純物よりなるトルクセンサ回転軸用
高強度非磁性鋼であり、第２発明は重量比で、Ｃ 0.4〜
1.2%、Ｓｉ 1.4%以下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｓ 0.04〜0.2
0%、Ｎｉ 3.0〜15.0%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、Ｖ 0.5〜2.5
%、残部はＦｅおよび通常の不純物よりなるトルクセン
サ回転軸用高強度非磁性鋼である。
【０００８】また第３発明は、重量比で、Ｃ 0.4〜1.2
%、Ｓｉ 1.4%以下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｎｉ 3.0〜15.0
%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、Ｖ 0.5〜2.5%、およびＡｌ 0.6%
以下、Ｃｕ 0.8%以下、Ｃａ 0.01%以下、Ｃｅ 0.1%以下
の１種または２種以上、残部はＦｅおよび通常の不純物
よりなるトルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼であり、
第４発明は、重量比で、Ｃ 0.4〜1.2%、Ｓｉ 1.4%以
下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｓ 0.04〜0.20%、Ｎｉ 3.0〜15.
0%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、Ｖ 0.5〜2.5%、およびＡl 0.6%
以下、Ｃｕ 0.8%以下、Ｃａ 0.01%以下、Ｃｅ 0.1%以下
の１種または２種以上、残部はＦｅおよび通常の不純物
よりなるトルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼である。
%、Ｓｉ 1.4%以下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｎｉ 3.0〜15.0
%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、Ｖ 0.5〜2.5%、およびＡｌ 0.6%
以下、Ｃｕ 0.8%以下、Ｃａ 0.01%以下、Ｃｅ 0.1%以下
の１種または２種以上、残部はＦｅおよび通常の不純物
よりなるトルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼であり、
第４発明は、重量比で、Ｃ 0.4〜1.2%、Ｓｉ 1.4%以
下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｓ 0.04〜0.20%、Ｎｉ 3.0〜15.
0%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、Ｖ 0.5〜2.5%、およびＡl 0.6%
以下、Ｃｕ 0.8%以下、Ｃａ 0.01%以下、Ｃｅ 0.1%以下
の１種または２種以上、残部はＦｅおよび通常の不純物
よりなるトルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼である。
【０００９】
【作用】次に本発明における成分限定の理由について説
明する。Ｃは、Ｎｉ，Ｍｎとともにオーステナイト生成
元素として本発明鋼の組織を安定なオーステナイト組織
に保ち、透磁率を1.01以下にするために必要な元素であ
る。またＣは、Ｃｒ，Ｖと結びついて炭化物を析出さ
せ、高硬度、高強度を得るために必要である。低すぎる
とフェライトの生成をまねき、十分な時効硬さが得られ
ないので0.4%以上とする。高すぎると偏析を増大した
り、粗大な炭化物を生成し被削性や靭性を損なうので1.
2%以下とする。Ｃの望ましい範囲は、0.45〜0.80%であ
る。Ｓｉは、溶製時に脱酸剤として作用し、かつ強度の
向上に有効な元素であるが、あまり過剰に添加すると熱
間加工性を損なうので1.4%以下とする。Ｓｉの望ましい
範囲は1.0%以下である。
明する。Ｃは、Ｎｉ，Ｍｎとともにオーステナイト生成
元素として本発明鋼の組織を安定なオーステナイト組織
に保ち、透磁率を1.01以下にするために必要な元素であ
る。またＣは、Ｃｒ，Ｖと結びついて炭化物を析出さ
せ、高硬度、高強度を得るために必要である。低すぎる
とフェライトの生成をまねき、十分な時効硬さが得られ
ないので0.4%以上とする。高すぎると偏析を増大した
り、粗大な炭化物を生成し被削性や靭性を損なうので1.
2%以下とする。Ｃの望ましい範囲は、0.45〜0.80%であ
る。Ｓｉは、溶製時に脱酸剤として作用し、かつ強度の
向上に有効な元素であるが、あまり過剰に添加すると熱
間加工性を損なうので1.4%以下とする。Ｓｉの望ましい
範囲は1.0%以下である。
【００１０】Ｍｎは、本発明において、Ｃ，Ｎｉととも
にオーステナイト生成元素であり、オーステナイト組織
を安定化させるために添加される。低すぎるとフェライ
トを生成し易く透磁率を高め、かつ基地のオーステナイ
ト組織が不安定になるため3.0%以上とする。多すぎると
基地が粘く、また加工硬化能が大きくなり、被削性が悪
くなるので12.0%以下とする。Ｍｎの望ましい範囲は、
4.5〜10.0%である。
にオーステナイト生成元素であり、オーステナイト組織
を安定化させるために添加される。低すぎるとフェライ
トを生成し易く透磁率を高め、かつ基地のオーステナイ
ト組織が不安定になるため3.0%以上とする。多すぎると
基地が粘く、また加工硬化能が大きくなり、被削性が悪
くなるので12.0%以下とする。Ｍｎの望ましい範囲は、
4.5〜10.0%である。
【００１１】Ｎｉは、Ｃ，Ｍｎとともにオーステナイト
組織に保ち、優れた靭性を保つために必要であるが、低
すぎるとオーステナイト組織が不安定となり、また靭性
を害するので3.0%以上とする。多量の添加は高価になる
ため15.0%以下とする。Ｎｉの望ましい範囲は5.0〜10.0
%である。Ｃｒは耐食性および耐酸化性を高め、また炭
化物を形成し、固溶化処理時の結晶粒の粗大化の抑制の
ために添加される。低すぎると上記添加の効果が得られ
ないので7.0%以上とする。多すぎると粗大な炭化物を生
成し靭性を減少させ、また強度の低下やフェライトの形
成をまねくので、14.0%以下とする。Ｃｒの望ましい範
囲は8.0〜12.0%である。
組織に保ち、優れた靭性を保つために必要であるが、低
すぎるとオーステナイト組織が不安定となり、また靭性
を害するので3.0%以上とする。多量の添加は高価になる
ため15.0%以下とする。Ｎｉの望ましい範囲は5.0〜10.0
%である。Ｃｒは耐食性および耐酸化性を高め、また炭
化物を形成し、固溶化処理時の結晶粒の粗大化の抑制の
ために添加される。低すぎると上記添加の効果が得られ
ないので7.0%以上とする。多すぎると粗大な炭化物を生
成し靭性を減少させ、また強度の低下やフェライトの形
成をまねくので、14.0%以下とする。Ｃｒの望ましい範
囲は8.0〜12.0%である。
【００１２】Ｖは、炭化物を形成して固溶化処理時に結
晶粒の粗大化を抑制し、特に高い時効硬さを得るため、
またＣｒ系炭化物の粒界析出を防止して高い疲労寿命を
得るために極めて重要な添加元素である。低すぎると上
記添加の効果が得られないので0.5%以上とする。多すぎ
ると粗大な炭化物を形成して靭性を低下させ、またフェ
ライトの生成をまねくので2.5%以下とする。Ｖの望まし
い範囲は、1.0〜2.0%である。
晶粒の粗大化を抑制し、特に高い時効硬さを得るため、
またＣｒ系炭化物の粒界析出を防止して高い疲労寿命を
得るために極めて重要な添加元素である。低すぎると上
記添加の効果が得られないので0.5%以上とする。多すぎ
ると粗大な炭化物を形成して靭性を低下させ、またフェ
ライトの生成をまねくので2.5%以下とする。Ｖの望まし
い範囲は、1.0〜2.0%である。
【００１３】本発明材は、Ｍｎを含有させた高硬度オー
ステナイト鋼のため、加工硬化し易く、そのため被削性
を改善するために以下に示す被削性改善元素を必要に応
じて、単独または複合添加するのがよい。Ｓは、Ｍｎと
の間に硫化物を形成し、被削性を大幅に向上させるため
に必要に応じて添加される。低すぎると上記の効果が得
られないので0.04%以上とするのがよい。多すぎると熱
間加工性を害し、靭性を過度に減少させるので0.20%以
下とするのが望ましい。Ｃｕは、磁歪材の磁性焼鈍時に
Ｆｅとの間に微細な固溶体を析出させ、時効硬化時の最
高硬さを上げるとともに、基地の延性を適度に減じて被
削性を高める効果があり、また耐食性を高める効果があ
る。多すぎると熱間加工性を害するので0.8%以下とする
のがよい。
ステナイト鋼のため、加工硬化し易く、そのため被削性
を改善するために以下に示す被削性改善元素を必要に応
じて、単独または複合添加するのがよい。Ｓは、Ｍｎと
の間に硫化物を形成し、被削性を大幅に向上させるため
に必要に応じて添加される。低すぎると上記の効果が得
られないので0.04%以上とするのがよい。多すぎると熱
間加工性を害し、靭性を過度に減少させるので0.20%以
下とするのが望ましい。Ｃｕは、磁歪材の磁性焼鈍時に
Ｆｅとの間に微細な固溶体を析出させ、時効硬化時の最
高硬さを上げるとともに、基地の延性を適度に減じて被
削性を高める効果があり、また耐食性を高める効果があ
る。多すぎると熱間加工性を害するので0.8%以下とする
のがよい。
【００１４】Ａｌは、固溶化処理時に基地に固溶する一
方、磁性焼鈍時にＮｉとの間に金属間化合物を析出し、
基地の延性を適度に減じ、被削性を向上させる効果があ
る。多すぎると熱間加工性を害し、フェライトの生成を
まねくので0.6%以下とするのがよい。Ｃａ，Ｃｅは、Ｍ
ｎＳが形成する際の核となり、ＭｎＳの形態および分布
を制御して被削性を高める効果がある。Ｃａ，Ｃｅが多
すぎると靭性を害するため、添加する場合には、それぞ
れ上限を0.01%、0.1%とするのがよい。上記のＣｕ，Ａ
ｌ，Ｃａ，Ｃｅは、いずれも本発明の非磁性鋼の被削性
の改善に効果があるため、必要に応じて１種または２種
以上を添加することができる。先に述べたように、本発
明鋼は、安定なオーステナイト組織の鋼でありながら、
時効することにより著しく高強度とすることができる特
徴がある。したがって、軸材に溶体化処理を施し、比較
的軟らかい状態で溝加工した後、700〜875℃の温度で析
出硬化させる時効処理を行なうことができる。また、例
えば本発明の軸用材料を溶体化処理した後、溝加工し、
次いで表層部に磁歪層を設ければ、軸材の時効処理と磁
歪層の磁性焼鈍とを同時に行なえる利点がある。
方、磁性焼鈍時にＮｉとの間に金属間化合物を析出し、
基地の延性を適度に減じ、被削性を向上させる効果があ
る。多すぎると熱間加工性を害し、フェライトの生成を
まねくので0.6%以下とするのがよい。Ｃａ，Ｃｅは、Ｍ
ｎＳが形成する際の核となり、ＭｎＳの形態および分布
を制御して被削性を高める効果がある。Ｃａ，Ｃｅが多
すぎると靭性を害するため、添加する場合には、それぞ
れ上限を0.01%、0.1%とするのがよい。上記のＣｕ，Ａ
ｌ，Ｃａ，Ｃｅは、いずれも本発明の非磁性鋼の被削性
の改善に効果があるため、必要に応じて１種または２種
以上を添加することができる。先に述べたように、本発
明鋼は、安定なオーステナイト組織の鋼でありながら、
時効することにより著しく高強度とすることができる特
徴がある。したがって、軸材に溶体化処理を施し、比較
的軟らかい状態で溝加工した後、700〜875℃の温度で析
出硬化させる時効処理を行なうことができる。また、例
えば本発明の軸用材料を溶体化処理した後、溝加工し、
次いで表層部に磁歪層を設ければ、軸材の時効処理と磁
歪層の磁性焼鈍とを同時に行なえる利点がある。
【００１５】
【実施例】表１に本発明鋼である１〜１３および比較鋼
として２１はＳＵＳ３０４，２２はＳＮＣＭ４３９，２
３は特公昭５７−１９７４９号として、その化学組成(w
t%)を示す。各々の試料の熱処理条件は、本発明鋼１〜
１３の固溶化処理は1180℃×0.5時間水冷、時効処理は7
00〜760℃×2時間油冷を行なって、硬さがHRC38付近に
なるように調整した。比較鋼２１は固溶化処理のみと
し、1100℃×1時間水冷とした。比較鋼２２の焼入条件
は、850℃×1時間油冷、焼戻条件は、600℃×3時間油冷
とした。比較鋼２３の固溶化処理は1150℃×0.5時間水
冷、時効処理は850℃×2時間油冷とした。
として２１はＳＵＳ３０４，２２はＳＮＣＭ４３９，２
３は特公昭５７−１９７４９号として、その化学組成(w
t%)を示す。各々の試料の熱処理条件は、本発明鋼１〜
１３の固溶化処理は1180℃×0.5時間水冷、時効処理は7
00〜760℃×2時間油冷を行なって、硬さがHRC38付近に
なるように調整した。比較鋼２１は固溶化処理のみと
し、1100℃×1時間水冷とした。比較鋼２２の焼入条件
は、850℃×1時間油冷、焼戻条件は、600℃×3時間油冷
とした。比較鋼２３の固溶化処理は1150℃×0.5時間水
冷、時効処理は850℃×2時間油冷とした。
【００１６】
【表１】
【００１７】表２にトルクセンサ回転軸用材料の特性を
示す。本発明鋼における透磁率は1.004以下でオーステ
ナイトが安定していることを示している。引張強度は11
2〜118kg/mm2と比較鋼２２のＳＮＣＭ４３９よりも高強
度である。回転曲げ疲労寿命は5.8×105〜1.0×106回と
比較鋼２２のＳＮＣＭ４３９よりも高寿命である。被削
性はドリル試験で穿孔時間を測定し、ＳＵＳ３０４の穿
孔時間を100とし、他の鋼と比較した数値を被削性指数
で示した。本発明鋼の被削性は122〜136と良好であり、
高Ｍｎ鋼である比較鋼２３に対して被削性は良好である
と言える。また、被削性のさらなる向上を目的として添
加したＡｌ，Ｃｕ，Ｃａ，Ｃｅについては、本発明鋼の
１〜３と比較して改善されていると言える。
示す。本発明鋼における透磁率は1.004以下でオーステ
ナイトが安定していることを示している。引張強度は11
2〜118kg/mm2と比較鋼２２のＳＮＣＭ４３９よりも高強
度である。回転曲げ疲労寿命は5.8×105〜1.0×106回と
比較鋼２２のＳＮＣＭ４３９よりも高寿命である。被削
性はドリル試験で穿孔時間を測定し、ＳＵＳ３０４の穿
孔時間を100とし、他の鋼と比較した数値を被削性指数
で示した。本発明鋼の被削性は122〜136と良好であり、
高Ｍｎ鋼である比較鋼２３に対して被削性は良好である
と言える。また、被削性のさらなる向上を目的として添
加したＡｌ，Ｃｕ，Ｃａ，Ｃｅについては、本発明鋼の
１〜３と比較して改善されていると言える。
【００１８】
【表２】
【００１９】
【発明の効果】以上に示すように、本発明の非接触型磁
歪式トルクセンサの回転軸材料は、透磁率が1.01以下の
非磁性で、高い硬さと高い疲労強度を有しながら、被切
削性は従来の高Ｍｎ系の非磁性鋼よりも大幅に改善され
ているため、加工工数の大幅な削減や溝加工形状等の精
密加工が可能となる。さらに、例えば本発明の軸用材料
を溶体化処理した後、比較的軟らかい状態で溝加工し、
次いで表層部に磁歪層を設ければ軸材の時効硬化処理と
磁歪層の磁性焼鈍とを同時に行なえる利点がある。
歪式トルクセンサの回転軸材料は、透磁率が1.01以下の
非磁性で、高い硬さと高い疲労強度を有しながら、被切
削性は従来の高Ｍｎ系の非磁性鋼よりも大幅に改善され
ているため、加工工数の大幅な削減や溝加工形状等の精
密加工が可能となる。さらに、例えば本発明の軸用材料
を溶体化処理した後、比較的軟らかい状態で溝加工し、
次いで表層部に磁歪層を設ければ軸材の時効硬化処理と
磁歪層の磁性焼鈍とを同時に行なえる利点がある。
Claims (4)
- 【請求項１】 重量比で、Ｃ 0.4〜1.2%、Ｓｉ 1.4%以
下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｎｉ 3.0〜15.0%、Ｃｒ 7.0〜1
4.0%、Ｖ 0.5〜2.5%、残部はＦｅおよび通常の不純物よ
りなるトルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼。 - 【請求項２】 重量比で、Ｃ 0.4〜1.2%、Ｓｉ 1.4%以
下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｓ 0.04〜0.20%、Ｎｉ 3.0〜15.
0%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、Ｖ 0.5〜2.5%、残部はＦｅおよ
び通常の不純物よりなるトルクセンサ回転軸用高強度非
磁性鋼。 - 【請求項３】 重量比で、Ｃ 0.4〜1.2%、Ｓｉ 1.4%以
下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｎｉ 3.0〜15.0%、Ｃｒ 7.0〜1
4.0%、Ｖ 0.5〜2.5%、およびＡｌ 0.6%以下、Ｃｕ 0.8%
以下、Ｃａ 0.01%以下、Ｃｅ 0.1%以下の１種または２
種以上、残部はＦｅおよび通常の不純物よりなるトルク
センサ回転軸用高強度非磁性鋼。 - 【請求項４】 重量比で、Ｃ 0.4〜1.2%、Ｓｉ 1.4%以
下、Ｍｎ 3.0〜12.0%、Ｓ 0.04〜0.20%、Ｎｉ 3.0〜15.
0%、Ｃｒ 7.0〜14.0%、Ｖ 0.5〜2.5%、およびＡl 0.6%
以下、Ｃｕ 0.8%以下、Ｃａ 0.01%以下、Ｃｅ 0.1%以下
の１種または２種以上、残部はＦｅおよび通常の不純物
よりなるトルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10384095A JPH08295998A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | トルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10384095A JPH08295998A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | トルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08295998A true JPH08295998A (ja) | 1996-11-12 |
Family
ID=14364634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10384095A Pending JPH08295998A (ja) | 1995-04-27 | 1995-04-27 | トルクセンサ回転軸用高強度非磁性鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08295998A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013208022A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Japan Steel Works Ltd:The | モータ回転子支持体およびその製造方法 |
| JP2013208023A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Japan Steel Works Ltd:The | モータ回転子支持体およびその製造方法 |
| JP2016014180A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 耐水素脆化性の高強度鋼 |
| JP2016531798A (ja) * | 2013-08-26 | 2016-10-13 | テオドア ピーレＴｈｅｏｄｏｒ Ｐｉｅｌｅ | 車両の駆動輪用のホイールハブ伝達ユニット、駆動輪および駆動補助付き車両 |
| JP2016183372A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 耐水素脆性に優れた非磁性耐食性鋼材 |
-
1995
- 1995-04-27 JP JP10384095A patent/JPH08295998A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013208022A (ja) * | 2012-03-29 | 2013-10-07 | Japan Steel Works Ltd:The | モータ回転子支持体およびその製造方法 |
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| US9800104B2 (en) | 2012-03-29 | 2017-10-24 | The Japan Steel Works, Ltd. | Nonmagnetic high strength steel motor rotor support and method for manufacturing same |
| US10027194B2 (en) | 2012-03-29 | 2018-07-17 | The Japan Steel Works, Ltd. | Motor rotor support and method for manufacturing same |
| JP2016531798A (ja) * | 2013-08-26 | 2016-10-13 | テオドア ピーレＴｈｅｏｄｏｒ Ｐｉｅｌｅ | 車両の駆動輪用のホイールハブ伝達ユニット、駆動輪および駆動補助付き車両 |
| US10011322B2 (en) | 2013-08-26 | 2018-07-03 | Innotorq Gmbh | Wheel hub transmission unit for a drive wheel of a vehicle, drive wheel, and vehicle having an auxiliary drive |
| JP2016014180A (ja) * | 2014-07-02 | 2016-01-28 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 耐水素脆化性の高強度鋼 |
| JP2016183372A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 耐水素脆性に優れた非磁性耐食性鋼材 |
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