JPH10287952A - 非調質鋼からなる熱間鍛造品の分離方法 - Google Patents
非調質鋼からなる熱間鍛造品の分離方法Info
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- JPH10287952A JPH10287952A JP13154297A JP13154297A JPH10287952A JP H10287952 A JPH10287952 A JP H10287952A JP 13154297 A JP13154297 A JP 13154297A JP 13154297 A JP13154297 A JP 13154297A JP H10287952 A JPH10287952 A JP H10287952A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】作業時間の短縮および材料歩留まりの向上のた
め分離容易な非調質鋼の溶製材を熱間鍛造により一体部
品に成形し、機械加工による切断を行わなくとも容易に
破断分離することができる熱間鍛造用非調質鋼鍛造品の
破断分離方法。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．３０〜０．６０、Ｓ
ｉ：０．０５〜２．００、Ｍｎ：０．１０〜１．００、
Ｐ：０．０３〜０．２０、Ｃｕ：０．０３〜０．５０、
Ｎｉ：０．０３〜０．５０、Ｃｒ：０．１０〜０．５
０、Ｖ：０．０５〜０．５０、ｓ−Ａｌ：０．０１０〜
０．０４５、Ｎ：０．００５〜０．０２５、残部Ｆｅお
よび不純物よりなる鋼を、熱間鍛造後、鍛造部品の硬さ
が２０〜３５ＨＲＣであり、破断分離を目的とする断面
の周囲に全周の２５％以上、断面が多角形であれば少な
くともその一辺に応力集中係数２．０以上の切欠き付与
した後に０．５ｍｍ／ｓ以上の速度で切欠き部を破断
し、２個以上の部品に分離する、非調質鋼からなる熱間
鍛造品の分離方法。
め分離容易な非調質鋼の溶製材を熱間鍛造により一体部
品に成形し、機械加工による切断を行わなくとも容易に
破断分離することができる熱間鍛造用非調質鋼鍛造品の
破断分離方法。 【解決手段】重量％で、Ｃ：０．３０〜０．６０、Ｓ
ｉ：０．０５〜２．００、Ｍｎ：０．１０〜１．００、
Ｐ：０．０３〜０．２０、Ｃｕ：０．０３〜０．５０、
Ｎｉ：０．０３〜０．５０、Ｃｒ：０．１０〜０．５
０、Ｖ：０．０５〜０．５０、ｓ−Ａｌ：０．０１０〜
０．０４５、Ｎ：０．００５〜０．０２５、残部Ｆｅお
よび不純物よりなる鋼を、熱間鍛造後、鍛造部品の硬さ
が２０〜３５ＨＲＣであり、破断分離を目的とする断面
の周囲に全周の２５％以上、断面が多角形であれば少な
くともその一辺に応力集中係数２．０以上の切欠き付与
した後に０．５ｍｍ／ｓ以上の速度で切欠き部を破断
し、２個以上の部品に分離する、非調質鋼からなる熱間
鍛造品の分離方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】二個以上の部品に分離容易な
非調質鋼を用いて一体鍛造し，しかる後に二個以上の部
品に分離するための方法に関する。
非調質鋼を用いて一体鍛造し，しかる後に二個以上の部
品に分離するための方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，コネクティングロッドのような鍛
造後に二個以上の個別部品に分離して用いる部品は，最
終形状に一体鍛造後，必要によっては仕上げの機械加工
を施した後，機械加工によって二個に分離されていた。
この種の方法は切断部分に切り代として余分な材料を要
すると共に切断後分離面を切削加工または研磨などによ
って仕上げる必要があり，多大な時間の浪費と価格の上
昇をもたらしていた。
造後に二個以上の個別部品に分離して用いる部品は，最
終形状に一体鍛造後，必要によっては仕上げの機械加工
を施した後，機械加工によって二個に分離されていた。
この種の方法は切断部分に切り代として余分な材料を要
すると共に切断後分離面を切削加工または研磨などによ
って仕上げる必要があり，多大な時間の浪費と価格の上
昇をもたらしていた。
【０００３】また，これらの問題を解決する手段の一つ
として粉末焼結鍛造化を図って容易にすることが提案さ
れているが，粉末焼結鍛造プロセス自体が複雑なプロセ
スであり生産性を阻害し，コストアップの原因となる。
として粉末焼結鍛造化を図って容易にすることが提案さ
れているが，粉末焼結鍛造プロセス自体が複雑なプロセ
スであり生産性を阻害し，コストアップの原因となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般の溶製材を熱間鍛
造して得られる部品は機械構造部品として用いられる２
０〜３５ＨＲＣの硬さ範囲では十分な靭性を有している
ため，破断による分離を行うと破断面の一部が衝撃試験
時に見られるシアーリップのように大きな塑性変形が生
じ，破断分離ままでは破面を正確にあわせることは困難
であった。
造して得られる部品は機械構造部品として用いられる２
０〜３５ＨＲＣの硬さ範囲では十分な靭性を有している
ため，破断による分離を行うと破断面の一部が衝撃試験
時に見られるシアーリップのように大きな塑性変形が生
じ，破断分離ままでは破面を正確にあわせることは困難
であった。
【０００５】そこで，本発明は作業時間の短縮および材
料歩留まり向上のため分離容易な非調質鋼のの溶製材を
熱間鍛造により一体部品に成形し，上記の機械加工によ
る切断を行わなくとも容易に破断分離することができる
熱間鍛造用非調質鋼鍛造品の破断分離方法を提供するこ
とを目的としている。
料歩留まり向上のため分離容易な非調質鋼のの溶製材を
熱間鍛造により一体部品に成形し，上記の機械加工によ
る切断を行わなくとも容易に破断分離することができる
熱間鍛造用非調質鋼鍛造品の破断分離方法を提供するこ
とを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は重量基準でＣ
：０．３０〜０．６０％，Ｓｉ：０．０５〜２．００
％，Ｍｎ：０．１０〜１．００％，Ｐ ：０．０３〜
０．２０％，Ｃｕ：０．０３〜０．５０％，Ｎｉ：０．
０３〜０．５０％，Ｃｒ：０．１０〜０．５０％，Ｖ
：０．０５〜０．５０％，ｓ−Ａｌ：０．０１０〜
０．０４５％，Ｎ ：０．００５〜０．０２５％，およ
び必要によりＰｂ：０．３０％以下，Ｓ ：０．２０％
以下，Ｔｅ：０．３０％以下，Ｃａ：０．０１％以下，
Ｂｉ：０．３０％以下のうちから選ばれる１種または２
種以上を含み，残部Ｆｅおよび不純物よりなる非調質鋼
を用いて，熱間鍛造後，鍛造部品の硬さが２０〜３５Ｈ
ＲＣで破断分離を目的とする断面の周囲に全周の２５％
以上，断面が多角形であれば少なくともその一辺に応力
集中係数２．０以上の切欠き付与した後に０．５ｍｍ／
ｓ以上の速度で切欠き部を破断し，２個以上の部品に容
易に分離することを特徴とする。
：０．３０〜０．６０％，Ｓｉ：０．０５〜２．００
％，Ｍｎ：０．１０〜１．００％，Ｐ ：０．０３〜
０．２０％，Ｃｕ：０．０３〜０．５０％，Ｎｉ：０．
０３〜０．５０％，Ｃｒ：０．１０〜０．５０％，Ｖ
：０．０５〜０．５０％，ｓ−Ａｌ：０．０１０〜
０．０４５％，Ｎ ：０．００５〜０．０２５％，およ
び必要によりＰｂ：０．３０％以下，Ｓ ：０．２０％
以下，Ｔｅ：０．３０％以下，Ｃａ：０．０１％以下，
Ｂｉ：０．３０％以下のうちから選ばれる１種または２
種以上を含み，残部Ｆｅおよび不純物よりなる非調質鋼
を用いて，熱間鍛造後，鍛造部品の硬さが２０〜３５Ｈ
ＲＣで破断分離を目的とする断面の周囲に全周の２５％
以上，断面が多角形であれば少なくともその一辺に応力
集中係数２．０以上の切欠き付与した後に０．５ｍｍ／
ｓ以上の速度で切欠き部を破断し，２個以上の部品に容
易に分離することを特徴とする。
【０００７】次に，本発明に用いた熱間鍛造用非調質鋼
の成分範囲（重量基準）の限定理由について説明する。 Ｃ：０．３０〜０．６０％ Ｃは鍛造品の強度を確保するのに有効な元素であり，こ
のような効果を得るためには０．３０％以上含有させる
ことが必要である．しかし，多すぎると硬さが高くなり
すぎ被削性が低下するので０．６０％以下とする必要が
ある。
の成分範囲（重量基準）の限定理由について説明する。 Ｃ：０．３０〜０．６０％ Ｃは鍛造品の強度を確保するのに有効な元素であり，こ
のような効果を得るためには０．３０％以上含有させる
ことが必要である．しかし，多すぎると硬さが高くなり
すぎ被削性が低下するので０．６０％以下とする必要が
ある。
【０００８】Ｓｉ：０．０５〜２．００％ Ｓｉは鋼溶製時において脱酸作用を有しているととも
に，フェライト中に固溶し破断分離時の塑性変形の主な
原因である軟質相であるフェライトの強度を向上させる
ことによる脆性破面率を高め，破断面の密着性を向上さ
せる。このような効果を得るためには０．０５％以上含
有させることが必要である。しかし，含有量が多すぎる
と熱間加工性を劣化させるので２．００％以下とするこ
とが必要である。
に，フェライト中に固溶し破断分離時の塑性変形の主な
原因である軟質相であるフェライトの強度を向上させる
ことによる脆性破面率を高め，破断面の密着性を向上さ
せる。このような効果を得るためには０．０５％以上含
有させることが必要である。しかし，含有量が多すぎる
と熱間加工性を劣化させるので２．００％以下とするこ
とが必要である。
【０００９】Ｍｎ：０．１０〜１．００％，Ｃｒ：０．
１０〜０．５０％ Ｍｎ，Ｃｒはパーライト部の靭性を高める働きを有する
元素である。しかし，破断分離を行う場合にはパーライ
トの靭性は低い方がより破断面の塑性変形が少なく，密
着性が向上するためそれぞれ０．１０〜１．００％，
０．１０〜０．５０％とした。
１０〜０．５０％ Ｍｎ，Ｃｒはパーライト部の靭性を高める働きを有する
元素である。しかし，破断分離を行う場合にはパーライ
トの靭性は低い方がより破断面の塑性変形が少なく，密
着性が向上するためそれぞれ０．１０〜１．００％，
０．１０〜０．５０％とした。
【００１０】Ｐ：０．０３〜０．２０％ Ｐは粒界への偏析により靭性を低下させる元素として低
く抑えられるのが一般的であるが，破断分離を行う本発
明においては脆性破面率を高め，破断面の密着性を向上
させる元素として非常に有効に作用するため積極的な添
加を行っている。しかし，多量に添加してもその効果が
飽和するために０．０３〜０．２０％とした。また，Ｐ
の好ましい範囲は０．０５〜０．２０％である．
く抑えられるのが一般的であるが，破断分離を行う本発
明においては脆性破面率を高め，破断面の密着性を向上
させる元素として非常に有効に作用するため積極的な添
加を行っている。しかし，多量に添加してもその効果が
飽和するために０．０３〜０．２０％とした。また，Ｐ
の好ましい範囲は０．０５〜０．２０％である．
【００１１】Ｃｕ：０．０３〜０．５０％ ＣｕはＰと同様に不純物として混入し鋼の諸特性を低下
させるため，一般的には低減させることが望ましい。し
かし，破断分離を行う本発明においては脆性破面率を高
め，破断面の密着性を向上させる元素として非常に有効
に作用するため積極的な添加を行っている。しかし，多
量に添加すると熱間加工性を著しく低下させたり，ベイ
ナイトの生成により硬さを著しく向上させるため０．０
３〜０．５０％とした。
させるため，一般的には低減させることが望ましい。し
かし，破断分離を行う本発明においては脆性破面率を高
め，破断面の密着性を向上させる元素として非常に有効
に作用するため積極的な添加を行っている。しかし，多
量に添加すると熱間加工性を著しく低下させたり，ベイ
ナイトの生成により硬さを著しく向上させるため０．０
３〜０．５０％とした。
【００１２】Ｎｉ：０．０３〜０．５０％， 本発明鋼には破断分離を容易にするためＣｕが積極添加
されており，請求範囲以上に添加したときはもちろん請
求範囲内でもＣｕによる熱間加工性の劣下が懸念され
る。このため本発明ではＮｉを添加することにより熱間
加工性の劣下を防止している。一般にＣｕの熱間加工性
低下を抑制するためにはＣｕと同量のＮｉを添加すれば
良く，また，過剰に添加するとベイナイトが生成し硬さ
が著しく高くなるためその範囲を０．０３〜０．５％と
した。
されており，請求範囲以上に添加したときはもちろん請
求範囲内でもＣｕによる熱間加工性の劣下が懸念され
る。このため本発明ではＮｉを添加することにより熱間
加工性の劣下を防止している。一般にＣｕの熱間加工性
低下を抑制するためにはＣｕと同量のＮｉを添加すれば
良く，また，過剰に添加するとベイナイトが生成し硬さ
が著しく高くなるためその範囲を０．０３〜０．５％と
した。
【００１３】Ｖ：０．０５〜０．５０％ ＶはＳｉと同様にフェライトを強化する元素であり，分
離破断面の密着性を向上させる。また，Ｖは疲労強度を
大きく向上させる元素でもあり，このような効果を得る
ためにも０．０５％以上の添加が必要である。しかし，
多量の添加は経済的に不利となるため０．５０％以下と
する必要がある。
離破断面の密着性を向上させる。また，Ｖは疲労強度を
大きく向上させる元素でもあり，このような効果を得る
ためにも０．０５％以上の添加が必要である。しかし，
多量の添加は経済的に不利となるため０．５０％以下と
する必要がある。
【００１４】ｓ−Ａｌ：０．０１０〜０．０４５％ ＡｌはＮと窒化物を形成してオーステナイト中に微細分
散し，熱間鍛造時の再加熱による結晶粒粗大化を防止す
る。このような効果を得るためにも０．０１０％以上の
添加が必要である。しかし，多量に添加してもその効果
は飽和するので０．０４５％以下とした。
散し，熱間鍛造時の再加熱による結晶粒粗大化を防止す
る。このような効果を得るためにも０．０１０％以上の
添加が必要である。しかし，多量に添加してもその効果
は飽和するので０．０４５％以下とした。
【００１５】Ｎ：０．００５〜０．０２５％ ＮはＶやＡｌと窒化物を形成し，上述したフェライト強
度の確保や結晶粒粗大化防止に役立つ元素である。これ
らの効果を得るためには０．００５％以上の添加が必要
である。また，過剰に添加してもその効果が飽和するた
めその上限を０．０２５％以下にした。
度の確保や結晶粒粗大化防止に役立つ元素である。これ
らの効果を得るためには０．００５％以上の添加が必要
である。また，過剰に添加してもその効果が飽和するた
めその上限を０．０２５％以下にした。
【００１６】Ｐｂ：０．３０％以下，Ｓ：０．２０％以
下，Ｔｅ：０．３０％以下，Ｃａ：０．０１％以下，Ｂ
ｉ：０．３０％以下のうちから選ばれる１種または２種
以上 Ｐｂ，Ｓ，Ｔｅ，Ｃａ，Ｂｉはいずれも被削性を向上さ
せるのに有効な元素であるので，鍛造品において被削性
がさらに良好であることが要求される場合には必要に応
じてこれらのうちから選ばれる１種または２種以上を適
量添加するのもよい。
下，Ｔｅ：０．３０％以下，Ｃａ：０．０１％以下，Ｂ
ｉ：０．３０％以下のうちから選ばれる１種または２種
以上 Ｐｂ，Ｓ，Ｔｅ，Ｃａ，Ｂｉはいずれも被削性を向上さ
せるのに有効な元素であるので，鍛造品において被削性
がさらに良好であることが要求される場合には必要に応
じてこれらのうちから選ばれる１種または２種以上を適
量添加するのもよい。
【００１７】しかしながら，添加量が多すぎると熱間加
工性や疲れ限度を低下させるので，添加するとしても，
Ｐｂは０．３０％以下，Ｓは０．２０％以下，Ｔｅは
０．３０％以下，Ｃａは０．０１％以下，Ｂｉは０．３
０％以下とする必要がある。
工性や疲れ限度を低下させるので，添加するとしても，
Ｐｂは０．３０％以下，Ｓは０．２０％以下，Ｔｅは
０．３０％以下，Ｃａは０．０１％以下，Ｂｉは０．３
０％以下とする必要がある。
【００１８】上述の熱間鍛造用非調質鋼を熱間鍛造によ
り部品に成形し，前記鍛造部品の破断分離を目的とする
断面の周囲に全周の２５％以上，断面が多角形であれば
少なくともその一辺に応力集中係数２．０以上の切欠き
を施す。このとき切欠き長さが全周の２５％以下または
多角形の場合切欠き長さが一辺に満たない場合には破断
時にシアリップが発生し，十分な密着性が得られない。
また，切欠きの応力集中係数が２以下でも同様にシアリ
ップの発生により密着性が低下する。
り部品に成形し，前記鍛造部品の破断分離を目的とする
断面の周囲に全周の２５％以上，断面が多角形であれば
少なくともその一辺に応力集中係数２．０以上の切欠き
を施す。このとき切欠き長さが全周の２５％以下または
多角形の場合切欠き長さが一辺に満たない場合には破断
時にシアリップが発生し，十分な密着性が得られない。
また，切欠きの応力集中係数が２以下でも同様にシアリ
ップの発生により密着性が低下する。
【００１９】上述した条件の切欠きを有する場合でも，
破断時の破断速度が０．５ｍｍ／ｓ以下の場合にも同様
にシアリップが発生し十分な密着性が得られない。この
ため破断速度は０．５ｍｍ／ｓ以上とする必要がある。
好ましい範囲は１．０ｍｍ／ｓ〜１００ｍｍ／ｓであ
る。
破断時の破断速度が０．５ｍｍ／ｓ以下の場合にも同様
にシアリップが発生し十分な密着性が得られない。この
ため破断速度は０．５ｍｍ／ｓ以上とする必要がある。
好ましい範囲は１．０ｍｍ／ｓ〜１００ｍｍ／ｓであ
る。
【００２０】
【発明の作用】本発明に係わる非調質鋼からなる熱間鍛
造品の分離方法は，上記した構成を有するものであるか
ら，この熱間鍛造用非調質鋼を所望の形状に熱間鍛造，
冷却したのち，所定の方法によって機械加工を用いるこ
となく二個以上の部品に容易に破断分離することがで
き，また破断分離破面の塑性変形量も少なく，密着性も
よいものとなる。
造品の分離方法は，上記した構成を有するものであるか
ら，この熱間鍛造用非調質鋼を所望の形状に熱間鍛造，
冷却したのち，所定の方法によって機械加工を用いるこ
となく二個以上の部品に容易に破断分離することがで
き，また破断分離破面の塑性変形量も少なく，密着性も
よいものとなる。
【００２１】
【実施例】表１に示す本発明鋼および比較鋼を溶製し，
熱間鍛造を行って２０×６０×１０００ｍｍの板材とし
た。これを１１００℃で３０分加熱保持したあと適当な
間隔をおいて室温まで放冷し，熱間鍛造のシミュレーシ
ョンを行った。
熱間鍛造を行って２０×６０×１０００ｍｍの板材とし
た。これを１１００℃で３０分加熱保持したあと適当な
間隔をおいて室温まで放冷し，熱間鍛造のシミュレーシ
ョンを行った。
【００２２】この板材よりコンロッドの大端部とキャッ
プ部の分離位置を模した図１に示した試験片を加工た。
この試験片でａ：ｂが１：１で切欠き部の応力集中係数
を２．２とし，引張速度１０ｍｍ／ｓで試験片長手方向
に力を加え破断させた。破断分離後の密着性は破断時の
変位−加重曲線より得られる塑性変形量として評価し
た。また，一部の供試材について同じ板材より切り出し
た２０×６０×３００ｍｍの試験片を加工し，ドリル加
工能率を測定して被削性の評価を行った。疲労試験も同
様に板材より試験片を加工して行った。
プ部の分離位置を模した図１に示した試験片を加工た。
この試験片でａ：ｂが１：１で切欠き部の応力集中係数
を２．２とし，引張速度１０ｍｍ／ｓで試験片長手方向
に力を加え破断させた。破断分離後の密着性は破断時の
変位−加重曲線より得られる塑性変形量として評価し
た。また，一部の供試材について同じ板材より切り出し
た２０×６０×３００ｍｍの試験片を加工し，ドリル加
工能率を測定して被削性の評価を行った。疲労試験も同
様に板材より試験片を加工して行った。
【００２３】これらのうち，硬さは，ロックウェル硬度
計で測定した結果を示し，密着性の指標として破断まで
の塑性変形量を示した。また，疲れ限度は平行部直径８
ｍｍの平滑回転曲げ試験片を用いて測定した。これらの
結果を表３に示す。さらに工具寿命は，代表的な鋼種で
表２に示す条件によるドリル試験を行って測定した。
計で測定した結果を示し，密着性の指標として破断まで
の塑性変形量を示した。また，疲れ限度は平行部直径８
ｍｍの平滑回転曲げ試験片を用いて測定した。これらの
結果を表３に示す。さらに工具寿命は，代表的な鋼種で
表２に示す条件によるドリル試験を行って測定した。
【００２４】これらの結果を発明鋼Ｎｏ．２を１００と
した場合の相対的な値をドリル加工能率として表したも
のを同じく表３に示す。また，一部のものについては１
２００℃におけるグリーブル高温引張試験により得られ
た絞り値を熱間加工性の指標として同じく表３に示す。
した場合の相対的な値をドリル加工能率として表したも
のを同じく表３に示す。また，一部のものについては１
２００℃におけるグリーブル高温引張試験により得られ
た絞り値を熱間加工性の指標として同じく表３に示す。
【００２５】発明鋼のなかで比較的塑性変形量が大きく
密着性に劣るＮｏ．１で，図１に示した切欠き底の曲率
により応力集中係数を表４の様に変化させた試験片を用
い密着性に及ぼす切欠きの影響を調査した結果を同じく
表４に示す。また，同様にａ：ｂを表５の様に変化させ
たときの塑性変形量を同じく表５に示す。
密着性に劣るＮｏ．１で，図１に示した切欠き底の曲率
により応力集中係数を表４の様に変化させた試験片を用
い密着性に及ぼす切欠きの影響を調査した結果を同じく
表４に示す。また，同様にａ：ｂを表５の様に変化させ
たときの塑性変形量を同じく表５に示す。
【００２６】また，同様にＮｏ．１をａ：ｂが１：１で
切欠きの応力集中係数が２．２の試験片で表６に示す引
張速度で破断させた場合の塑性変形量を同様に表６に示
した。
切欠きの応力集中係数が２．２の試験片で表６に示す引
張速度で破断させた場合の塑性変形量を同様に表６に示
した。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】
【表６】
【００３３】上記の表１，３より以下のことがわかるま
ず，実施例Ｎｏ．Ａはｃ含有量が低いいため，十分な硬
さが得られていない。このため破断時の塑性変形量も大
きくなり破面密着性も低いものとなる。Ｎｏ．ＢではＣ
含有量が高すぎるため硬さが高くなりすぎている。これ
らのことからＣ含有量は０．３０〜０．６０％にする必
要がある。
ず，実施例Ｎｏ．Ａはｃ含有量が低いいため，十分な硬
さが得られていない。このため破断時の塑性変形量も大
きくなり破面密着性も低いものとなる。Ｎｏ．ＢではＣ
含有量が高すぎるため硬さが高くなりすぎている。これ
らのことからＣ含有量は０．３０〜０．６０％にする必
要がある。
【００３４】実施例のＮｏ．ＣはＳｉ含有量が高すぎる
ため硬さが高くなりすぎている。Ｎｏ．Ｄ，ＥもＭｎ，
Ｃｒ含有量が高すぎるため，熱間鍛造後の空冷において
もベイナイトが発生し硬さが高くなりすぎている。この
ためＳｉ，Ｍｎ，Ｃｒの含有量をそれぞれ０．０５〜
２．００％，０．１０〜１．００％，０．０１〜０．５
０％にした。
ため硬さが高くなりすぎている。Ｎｏ．Ｄ，ＥもＭｎ，
Ｃｒ含有量が高すぎるため，熱間鍛造後の空冷において
もベイナイトが発生し硬さが高くなりすぎている。この
ためＳｉ，Ｍｎ，Ｃｒの含有量をそれぞれ０．０５〜
２．００％，０．１０〜１．００％，０．０１〜０．５
０％にした。
【００３５】実施例Ｎｏ．ＦはＰ含有量が低いために破
断時の塑性変形量が大きくなり，良好な密着性を得るこ
とができない。Ｎｏ．ＧはＰ含有量が高すぎるため，密
着性には優れるが，極度に靭性が低下して同じ硬さレベ
ルの発明鋼に比べて疲労強度が著しく低下しており，Ｐ
含有量は０．０３〜０．２０％にする必要がある。
断時の塑性変形量が大きくなり，良好な密着性を得るこ
とができない。Ｎｏ．ＧはＰ含有量が高すぎるため，密
着性には優れるが，極度に靭性が低下して同じ硬さレベ
ルの発明鋼に比べて疲労強度が著しく低下しており，Ｐ
含有量は０．０３〜０．２０％にする必要がある。
【００３６】実施例のＮｏ．ＨはＣｕ含有量が高く，空
冷でベイナイトが生成し硬さが高くなりすぎている。ま
た，グリーブル絞り値も低下し熱間加工性も大きく劣下
していることがわかる。Ｎｏ．ｌも同様にＮｉ添加によ
り熱間加工性は改善されるが，ベイナイトの生成により
硬さが高くなりすぎている。これらのことからＣｕ，Ｎ
ｉの含有量はそれぞれ０．０３〜０．５０％，０．０３
〜０．５０％にした。
冷でベイナイトが生成し硬さが高くなりすぎている。ま
た，グリーブル絞り値も低下し熱間加工性も大きく劣下
していることがわかる。Ｎｏ．ｌも同様にＮｉ添加によ
り熱間加工性は改善されるが，ベイナイトの生成により
硬さが高くなりすぎている。これらのことからＣｕ，Ｎ
ｉの含有量はそれぞれ０．０３〜０．５０％，０．０３
〜０．５０％にした。
【００３７】実施例のＮｏ．ＪはＶ含有量が低いため十
分な硬さを得ることができない。また，Ｎｏ．ＫはＶ含
有量が高すぎるため，硬さが高くなりすぎている。この
ためＶ含有量は０．０５〜０．５０％にした
分な硬さを得ることができない。また，Ｎｏ．ＫはＶ含
有量が高すぎるため，硬さが高くなりすぎている。この
ためＶ含有量は０．０５〜０．５０％にした
【００３８】実施例のＮｏ．Ｌはｓ−Ａｌが少なく熱間
鍛造時の加熱により結晶粒が粗大化し，同じ硬さレベル
の発明鋼に比べて著しく疲労強度が低下している。しか
し多量に添加してもその効果は飽和するため，ｓ−Ａｌ
量を０．０１０〜０．０４５％にした。Ｎｏ．Ｍも同様
にＮ含有量が低く結晶粒が粗大化し，疲労強度が低下し
ている。このためＮ含有量は０．００５〜０．０２５％
にする必要がある。
鍛造時の加熱により結晶粒が粗大化し，同じ硬さレベル
の発明鋼に比べて著しく疲労強度が低下している。しか
し多量に添加してもその効果は飽和するため，ｓ−Ａｌ
量を０．０１０〜０．０４５％にした。Ｎｏ．Ｍも同様
にＮ含有量が低く結晶粒が粗大化し，疲労強度が低下し
ている。このためＮ含有量は０．００５〜０．０２５％
にする必要がある。
【００３９】Ｐｂを過剰に添加したＮｏ．Ｎはほぼ同一
レベルの硬さを有する発明鋼に比べて被削性は大きく改
善されるが，疲れ限度が著しく低下しておりＰ，Ｓ，Ｔ
ｅ，Ｃａ，Ｂｉのような被削性を改善する元素の過剰添
加は好ましくないことがわかる。このためそれぞれの含
有量をＰｂは０．３０％以下，Ｓは０．２０％以下，Ｔ
ｅは０．３０％以下，Ｃａは０．０１％以下，Ｂｉは
０．３０％以下にした。
レベルの硬さを有する発明鋼に比べて被削性は大きく改
善されるが，疲れ限度が著しく低下しておりＰ，Ｓ，Ｔ
ｅ，Ｃａ，Ｂｉのような被削性を改善する元素の過剰添
加は好ましくないことがわかる。このためそれぞれの含
有量をＰｂは０．３０％以下，Ｓは０．２０％以下，Ｔ
ｅは０．３０％以下，Ｃａは０．０１％以下，Ｂｉは
０．３０％以下にした。
【００４０】実施例のＮｏ．１〜Ｎｏ．１３は実用的な
硬さ範囲，つまり２０ＨＲＣ以上，３５ＨＲＣ以下で疲
れ限度，密着性，熱間加工性ともＮｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｎに
比べて優れていることがわかる。また，Ｎｏ．１４〜Ｎ
ｏ．１６よりＰ，Ｓ，Ｔｅ，Ｃａ，Ｂｉの適度な添加は
疲れ限度を大きく低下することなく，被削性を改善して
いることがわかる。
硬さ範囲，つまり２０ＨＲＣ以上，３５ＨＲＣ以下で疲
れ限度，密着性，熱間加工性ともＮｏ．Ａ〜Ｎｏ．Ｎに
比べて優れていることがわかる。また，Ｎｏ．１４〜Ｎ
ｏ．１６よりＰ，Ｓ，Ｔｅ，Ｃａ，Ｂｉの適度な添加は
疲れ限度を大きく低下することなく，被削性を改善して
いることがわかる。
【００４１】表４より切欠きの応力集中係数が大きいほ
ど塑性変形量が小さくなり，密着性が向上する。応力集
中係数１．８では発明鋼においても塑性変形量が大きく
なり十分な密着性が得られない。このため切欠きの応力
集中係数は２．０以上にする必要がある。
ど塑性変形量が小さくなり，密着性が向上する。応力集
中係数１．８では発明鋼においても塑性変形量が大きく
なり十分な密着性が得られない。このため切欠きの応力
集中係数は２．０以上にする必要がある。
【００４２】表５より試験片サイズａ：ｂを変化させる
と密着性も変化する。全周に占める切欠き長さの割合で
整理すると，２５％以上では良好な密着性を示すが，そ
れ以下では塑性変形量が大きくなる。このため切欠きの
全周に占める割合は２５％以上必要であることがわか
る。また，全周に占める切欠き長さの割合が２５％であ
っても，切欠き長さが一辺の長さに満たない場合は同様
に密着性が低下するため，少なくとも一辺の全長にわた
って切欠きがあることが望ましい。
と密着性も変化する。全周に占める切欠き長さの割合で
整理すると，２５％以上では良好な密着性を示すが，そ
れ以下では塑性変形量が大きくなる。このため切欠きの
全周に占める割合は２５％以上必要であることがわか
る。また，全周に占める切欠き長さの割合が２５％であ
っても，切欠き長さが一辺の長さに満たない場合は同様
に密着性が低下するため，少なくとも一辺の全長にわた
って切欠きがあることが望ましい。
【００４３】表６より塑性変形量は引張速度によっても
変化することがわかる。引張速度が小さくなると塑性変
形量は増大し，密着性は低下する。このため引張速度は
０．５ｍｍ／ｓ以上とする必要がある。
変化することがわかる。引張速度が小さくなると塑性変
形量は増大し，密着性は低下する。このため引張速度は
０．５ｍｍ／ｓ以上とする必要がある。
【００４４】
【発明の効果】以上説明してきたように，本発明に係わ
る非調質鋼からなる熱間鍛造品の分離方法は重量基準で
Ｃ ：０．３０−０．６０％，Ｓｉ：０．０５〜２．０
０％，Ｍｎ：０．１０〜１．００％，Ｐ ：０．０３〜
０．２０％，Ｃｕ：０．０３〜０．５０％，Ｎｉ：０．
０３〜０．５０％，Ｃｒ：０．１０〜０．５０％，Ｖ：
０．０５〜０．５０％，ｓ−Ａｌ：０．０１０〜０．０
４５％，Ｎ ：０．００５〜０．０２５％，および必要
によりＰｂ：０．３０％以下，Ｓ ：０．２０％以下，
Ｔｅ：０．３０％以下，Ｃａ：０．０１％以下，Ｂｉ：
０．３０％以下のうちから選ばれる１種または２種以上
を含み，残部Ｆｅおよび不純物よりなることを特徴と
し，上記成分鋼を熱間鍛造後，鍛造部品の硬さが２０〜
３５ＨＲＣで破断分離を目的とする断面の周囲に全周の
２５％以上，断面が多角形であれば少なくともその一辺
に応力集中係数２．０以上の切欠き付与した後に０．５
ｍｍ／ｓ以上の速度で切欠き部を破断し，２個以上の部
品に容易に分離することが可能にしたものであり，機械
加工を用いることなく二個以上の部品に容易に破断分離
することができ，また破断分離破面の塑性変形量も少な
く，密着性もよいものとなる。
る非調質鋼からなる熱間鍛造品の分離方法は重量基準で
Ｃ ：０．３０−０．６０％，Ｓｉ：０．０５〜２．０
０％，Ｍｎ：０．１０〜１．００％，Ｐ ：０．０３〜
０．２０％，Ｃｕ：０．０３〜０．５０％，Ｎｉ：０．
０３〜０．５０％，Ｃｒ：０．１０〜０．５０％，Ｖ：
０．０５〜０．５０％，ｓ−Ａｌ：０．０１０〜０．０
４５％，Ｎ ：０．００５〜０．０２５％，および必要
によりＰｂ：０．３０％以下，Ｓ ：０．２０％以下，
Ｔｅ：０．３０％以下，Ｃａ：０．０１％以下，Ｂｉ：
０．３０％以下のうちから選ばれる１種または２種以上
を含み，残部Ｆｅおよび不純物よりなることを特徴と
し，上記成分鋼を熱間鍛造後，鍛造部品の硬さが２０〜
３５ＨＲＣで破断分離を目的とする断面の周囲に全周の
２５％以上，断面が多角形であれば少なくともその一辺
に応力集中係数２．０以上の切欠き付与した後に０．５
ｍｍ／ｓ以上の速度で切欠き部を破断し，２個以上の部
品に容易に分離することが可能にしたものであり，機械
加工を用いることなく二個以上の部品に容易に破断分離
することができ，また破断分離破面の塑性変形量も少な
く，密着性もよいものとなる。
【図１】破断分離後の密着性を評価するための試験片を
示す図である。（Ａ）はその平面図である。（Ｂ）はそ
の側面図である。
示す図である。（Ａ）はその平面図である。（Ｂ）はそ
の側面図である。
Claims (2)
- 【請求項１】重量基準で Ｃ ：０．３０〜０．６０％ Ｓｉ：０．０５〜２．００％ Ｍｎ：０．１０〜１．００％ Ｐ ：０．０３〜０．２０％ Ｃｕ：０．０３〜０．５０％ Ｎｉ：０．０３〜０．５０％ Ｃｒ：０．１０〜０．５０％ Ｖ ：０．０５〜０．５０％ ｓ−Ａｌ：０．０１０〜０．０４５％ Ｎ ：０．００５〜０．０２５％ 残部Ｆｅおよび不純物よりなる鋼を，熱間鍛造後，鍛造
部品の硬さが２０〜３５ＨＲＣであり，破断分離を目的
とする断面の周囲に全周の２５％以上，断面が多角形で
あれば少なくともその一辺に応力集中係数２．０以上の
切欠き付与した後に０．５ｍｍ／ｓ以上の速度で切欠き
部を破断し，２個以上の部品に分離することを特徴とす
る非調質鋼からなる熱間鍛造品の分離方法。 - 【請求項２】重量基準で Ｃ ：０．３０〜０．６０％ Ｓｉ：０．０５〜２．００％ Ｍｎ：０．１０〜１．００％ Ｐ ：０．０３〜０．２０％ Ｃｕ：０．０３〜０．５０％ Ｎｉ：０．０３〜０．５０％ Ｃｒ：０．１０〜０．５０％ Ｖ ：０．０５〜０．５０％ ｓ−Ａｌ：０．０１０〜０．０４５％ Ｎ ：０．００５〜０．０２５％ およびＰｂ：０．３０％以下 Ｓ ：０．２０％以下 Ｔｅ：０．３０％以下 Ｃａ：０．０１％以下 Ｂｉ：０．３０％以下 のうちから選ばれる１種または２種以上を含み，残部Ｆ
ｅおよび不純物よりなることを特徴とし，熱間鍛造後，
鍛造部品の硬さが２０〜３５ＨＲＣであり，破断分離を
目的とする断面の周囲に全周の２５％以上，断面が多角
形であれば少なくともその一辺に応力集中係数２．０以
上の切欠き付与した後に０．５ｍｍ／ｓ以上の速度で切
欠き部を破断し，２個以上の部品に分離することを特徴
とする非調質鋼からなる熱間鍛造品の分離方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13154297A JPH10287952A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 非調質鋼からなる熱間鍛造品の分離方法 |
| EP19980101543 EP0856590B2 (en) | 1997-02-04 | 1998-01-29 | High strength non-thermal refining steel for hot forging |
| DE69813920T DE69813920T3 (de) | 1997-02-04 | 1998-01-29 | Hochfester nicht-thermischer Frischstahl für Warmschmieden |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13154297A JPH10287952A (ja) | 1997-04-16 | 1997-04-16 | 非調質鋼からなる熱間鍛造品の分離方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10287952A true JPH10287952A (ja) | 1998-10-27 |
Family
ID=15060520
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13154297A Pending JPH10287952A (ja) | 1997-02-04 | 1997-04-16 | 非調質鋼からなる熱間鍛造品の分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10287952A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110508733A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-11-29 | 内蒙古北方重工业集团有限公司 | 高强度挤压轴的制造方法 |
-
1997
- 1997-04-16 JP JP13154297A patent/JPH10287952A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110508733A (zh) * | 2019-03-15 | 2019-11-29 | 内蒙古北方重工业集团有限公司 | 高强度挤压轴的制造方法 |
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|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
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|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041004 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050225 |