JPS60251224A - 高強度鋳鉄製クランクシヤフト - Google Patents
高強度鋳鉄製クランクシヤフトInfo
- Publication number
- JPS60251224A JPS60251224A JP10605284A JP10605284A JPS60251224A JP S60251224 A JPS60251224 A JP S60251224A JP 10605284 A JP10605284 A JP 10605284A JP 10605284 A JP10605284 A JP 10605284A JP S60251224 A JPS60251224 A JP S60251224A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- structure layer
- cast iron
- parts
- crank shaft
- crankshaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/30—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、内燃機関の高強度鋳鉄製クランクシャフトに
関するものである。
関するものである。
（従来技術）
鋳鉄製クランクシャフトの強度等を向上させる方法とし
てはロール掛は加工などが行われているが、このほか熱
処理による方法も提案されている。鋳鉄製クランクシャ
フトの疲労強度および耐摩耗性を向上させるために、ク
ランクシャフトをオーステナイト化温度領域から所定温
度の塩浴に浸漬して恒温変態させる、いわゆるベイナイ
ト処理が従来行われているが、このベイナイト処理では
クランクシャフト全体の硬さが一ヒ昇することと、残留
オーステナイトが残留しやすいことから、加工硬化性が
強く、著しく機械加工性を悪くするという問題があった
。
てはロール掛は加工などが行われているが、このほか熱
処理による方法も提案されている。鋳鉄製クランクシャ
フトの疲労強度および耐摩耗性を向上させるために、ク
ランクシャフトをオーステナイト化温度領域から所定温
度の塩浴に浸漬して恒温変態させる、いわゆるベイナイ
ト処理が従来行われているが、このベイナイト処理では
クランクシャフト全体の硬さが一ヒ昇することと、残留
オーステナイトが残留しやすいことから、加工硬化性が
強く、著しく機械加工性を悪くするという問題があった
。
そのため、処理後クランクシャフトに油孔などが設けに
くくなる等の欠点を有する。このほか、残留オーステナ
イト組織層には引張り応力が働くため、強度が低下する
とか、残留オーステナイトはドリル加工などの加工によ
って更に硬いマルテンサイト層に変換し加工性をより悪
くするなどの問題をも有する。
くくなる等の欠点を有する。このほか、残留オーステナ
イト組織層には引張り応力が働くため、強度が低下する
とか、残留オーステナイトはドリル加工などの加工によ
って更に硬いマルテンサイト層に変換し加工性をより悪
くするなどの問題をも有する。
熱処理方法としては、高周波加熱処理も考えられ、鋼製
部材の場合には、高周波加熱処理によって表層部に形成
されるマルテンサイト組織層によって、処理部材の表面
に圧縮残留応力を生じさせて強度を得ているが、鋳鉄製
部材の場合には、焼ざかいと称される熱処理部と非熱処
理部との境界部にマルテンサイト組織層による引張り残
留応力が働き、鋳物は引張り応力に弱いためこの部分で
強度が著しく低下し、場合によっては未処理材よりも強
度が低下することがあった。そのため、従来は鋳鉄製ク
ランクシャフトの処理には高周波加熱処理は行われてい
なかった。
部材の場合には、高周波加熱処理によって表層部に形成
されるマルテンサイト組織層によって、処理部材の表面
に圧縮残留応力を生じさせて強度を得ているが、鋳鉄製
部材の場合には、焼ざかいと称される熱処理部と非熱処
理部との境界部にマルテンサイト組織層による引張り残
留応力が働き、鋳物は引張り応力に弱いためこの部分で
強度が著しく低下し、場合によっては未処理材よりも強
度が低下することがあった。そのため、従来は鋳鉄製ク
ランクシャフトの処理には高周波加熱処理は行われてい
なかった。
（発明の目的） ゛
本発明は、処理が容易な高周波加熱処理を用いて得られ
る、高強度鋳鉄製クランクシャフトを提供せんとするも
のである。
る、高強度鋳鉄製クランクシャフトを提供せんとするも
のである。
（発明の構成）
本発明の高強度鋳鉄製クランクシャフトは、鋳鉄製クラ
ンクシャフトの所定箇所に、高周波加熱しその後急冷す
る高周波焼入れ処理を施して表面より所定の深さにベイ
ナイト組織層を形成せしめ、その際該ベイナイト組織層
の上面に形成されたマルテンサイト組織層を研削除去し
てなることを特徴とする。
ンクシャフトの所定箇所に、高周波加熱しその後急冷す
る高周波焼入れ処理を施して表面より所定の深さにベイ
ナイト組織層を形成せしめ、その際該ベイナイト組織層
の上面に形成されたマルテンサイト組織層を研削除去し
てなることを特徴とする。
゛ 本発明はより具体的には、鋳鉄製クランクシャフト
のピン平行部およびフィレット部に、鉄と炭素との共晶
へ以下となる温度に高周波加熱したＡ＋変態（６５０’
〜８００’０）附近まで放冷し、その後２００〜３００
℃まで急冷する高周波焼入れによって、厚さ０．５ｍｍ
程度のマルテンサイト組織層とその内部に１〜５ｍ１１
１程度のベイナイト組織層を形成したのち、前記マルテ
ンサイト組織層を研削除去したことからなる。
のピン平行部およびフィレット部に、鉄と炭素との共晶
へ以下となる温度に高周波加熱したＡ＋変態（６５０’
〜８００’０）附近まで放冷し、その後２００〜３００
℃まで急冷する高周波焼入れによって、厚さ０．５ｍｍ
程度のマルテンサイト組織層とその内部に１〜５ｍ１１
１程度のベイナイト組織層を形成したのち、前記マルテ
ンサイト組織層を研削除去したことからなる。
本発明のクランクシャフトの材質としては上記処理条件
の高周波焼入れによって表層部にベイナイ）Ｍ織層を形
成するものであればいずれの鋳鉄も使用できるが、より
具体的には球状黒鉛鋳鉄好ましくはＦＣＤ７０材が使用
される。
の高周波焼入れによって表層部にベイナイ）Ｍ織層を形
成するものであればいずれの鋳鉄も使用できるが、より
具体的には球状黒鉛鋳鉄好ましくはＦＣＤ７０材が使用
される。
高周波加熱処理は、遊離黒鉛は鉄に固溶するが鉄と炭素
との共晶点以下となる温度に加熱する。加熱詩間は、処
理すべきクランクシャフトの大きさなどによって異なる
が、通常３〜１０秒程度である。その後、水等を噴射し
て２００〜３００ ’Ｏ程度に急冷する。
との共晶点以下となる温度に加熱する。加熱詩間は、処
理すべきクランクシャフトの大きさなどによって異なる
が、通常３〜１０秒程度である。その後、水等を噴射し
て２００〜３００ ’Ｏ程度に急冷する。
形成すべきベイナイト組織層の厚さは、クランクシャフ
トに付与すべき疲労強度、耐摩耗性などによって異なり
、またクランクシャフトの大きさによっても異なるが、
通常１〜５ＩｌｌＩ程度の厚さとする。本発明で行う焼
入れ処理によって、ピン平行部やフィシ・ント部などの
処理すべき部分に表面より内部に向って、マルテンサイ
ト組織層、更にその内部にベイナイト組織層が形成され
る。マルテンサイト組織層は通常ベイナイト組織層より
も薄い厚さで形成されるが、前記したようにその圧縮内
部応力によって強度低下をもたらすため、除去しなけれ
ばならないが、非常に硬いためなるべく薄く形成するよ
うにするとよい。好ましくは０．５ｍｍｍｍ下とすると
よい。
トに付与すべき疲労強度、耐摩耗性などによって異なり
、またクランクシャフトの大きさによっても異なるが、
通常１〜５ＩｌｌＩ程度の厚さとする。本発明で行う焼
入れ処理によって、ピン平行部やフィシ・ント部などの
処理すべき部分に表面より内部に向って、マルテンサイ
ト組織層、更にその内部にベイナイト組織層が形成され
る。マルテンサイト組織層は通常ベイナイト組織層より
も薄い厚さで形成されるが、前記したようにその圧縮内
部応力によって強度低下をもたらすため、除去しなけれ
ばならないが、非常に硬いためなるべく薄く形成するよ
うにするとよい。好ましくは０．５ｍｍｍｍ下とすると
よい。
マルテンサイト組織層の除去は、通常研削加工によって
行われる。
行われる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面にしたがって説明する。
実施例
鋳鉄製クランクシャフト（材質：ＦＣＤ７０）を作成し
、このクランクシャフトのピン部２に高周波焼入れ処理
を行う。高周波焼入れ処理は、第２図に示すように、ク
ランクシャフトｌのビン部２を半円環状の焼入コイル５
，５′によって、ビン部２にコイル５．５′が接触しな
いようにして包囲する。しかるのち、焼入コイル５．５
′に接続された図示されていないリード部ニ８ＫＨｚ
、８０００Ａ、４５Ｖの高周波電燈を５秒間施すことに
より、ピン部２の平行部２ａおよびフィレット部２ｂを
加熱した。その後、６５０°〜８００°Ｃ附近に放冷し
た後、焼入コイル５，５′に設けられている冷却噴射孔
６゜６′より６０交／分の水量で焼入液を２秒間噴射し
た後冷却を停止した。なお図中７，７′は焼入液の水路
を示す。
、このクランクシャフトのピン部２に高周波焼入れ処理
を行う。高周波焼入れ処理は、第２図に示すように、ク
ランクシャフトｌのビン部２を半円環状の焼入コイル５
，５′によって、ビン部２にコイル５．５′が接触しな
いようにして包囲する。しかるのち、焼入コイル５．５
′に接続された図示されていないリード部ニ８ＫＨｚ
、８０００Ａ、４５Ｖの高周波電燈を５秒間施すことに
より、ピン部２の平行部２ａおよびフィレット部２ｂを
加熱した。その後、６５０°〜８００°Ｃ附近に放冷し
た後、焼入コイル５，５′に設けられている冷却噴射孔
６゜６′より６０交／分の水量で焼入液を２秒間噴射し
た後冷却を停止した。なお図中７，７′は焼入液の水路
を示す。
このように処理することにより、ピン部２のフィし・ッ
ト部を含む表面は０．５ｍｍ厚程度のマルテンサイト組
織層３とその内部に１〜５ｆｌＩＩＩ＋程度の厚さのベ
イナイト組織層４をもつ焼入硬化層が形成される。
ト部を含む表面は０．５ｍｍ厚程度のマルテンサイト組
織層３とその内部に１〜５ｆｌＩＩＩ＋程度の厚さのベ
イナイト組織層４をもつ焼入硬化層が形成される。
この場合の焼入処理時のマルテンサイト組織層３とベイ
ナイト組織層４の熱履歴を第３図に示す。図中、実線Ａ
はマルテンサイト組織層、破線Ｂはベイナイト組織層の
熱履歴を示す。
ナイト組織層４の熱履歴を第３図に示す。図中、実線Ａ
はマルテンサイト組織層、破線Ｂはベイナイト組織層の
熱履歴を示す。
上記のように焼入処理したクランクシャフトは、その後
研削加工、ラップ加工をして製品となす。高周波焼入れ
処理によって形成されるマルテンサイト組織層は０．５
ｍｍ程度と薄いため、通常の仕上げ研削加工によって除
去でき、所要部位に１〜５ｍｍ程度のベイナイト組織層
のみを有するクランクシャフトが得られる。第１図は製
品クランクシャフトの模式断面図である。
研削加工、ラップ加工をして製品となす。高周波焼入れ
処理によって形成されるマルテンサイト組織層は０．５
ｍｍ程度と薄いため、通常の仕上げ研削加工によって除
去でき、所要部位に１〜５ｍｍ程度のベイナイト組織層
のみを有するクランクシャフトが得られる。第１図は製
品クランクシャフトの模式断面図である。
本例で得られた製品クランクシャフトは、非処理の従来
の鋳鉄製クランクシャフトに比べ、ねじり疲労強度およ
び曲げ疲労強度が３０％以−に向−ヒし、またピン部の
摩耗量も１／以下であった。なお、本例においてマルテ
ンサイト組織層を除去しないものは、全く強度が向−ヒ
しなかった。
の鋳鉄製クランクシャフトに比べ、ねじり疲労強度およ
び曲げ疲労強度が３０％以−に向−ヒし、またピン部の
摩耗量も１／以下であった。なお、本例においてマルテ
ンサイト組織層を除去しないものは、全く強度が向−ヒ
しなかった。
（発明の効果）
本発明の高強度鋳鉄製クランクシャフトは、従来の鋳鉄
製クランクシャフトに比べ、ねじり疲労強度および曲げ
疲労強度が３０〜５０％向１ 上するほか、ピン部の摩耗量も／ 〜／１ｏに低減する
ばかりでなく、ピン部研摩後にピン部に打痕がつく危険
性が少ないという効果を有する。このほか、本発明は従
来の処理の如く全体を塩浴に浸漬し加熱して全体を硬化
処理する方法によらないため、処理が容易であり、しか
も所望部位のみが硬化されているため、その後の油孔の
穿設加工なども容易である。また、高周波焼入れ処理後
のマルテンサイト組織層の除去も、従来性われている仕
北げ研削加工によって行えるため、特に工程数を増加さ
せる必要もないなどの利点を有する。
製クランクシャフトに比べ、ねじり疲労強度および曲げ
疲労強度が３０〜５０％向１ 上するほか、ピン部の摩耗量も／ 〜／１ｏに低減する
ばかりでなく、ピン部研摩後にピン部に打痕がつく危険
性が少ないという効果を有する。このほか、本発明は従
来の処理の如く全体を塩浴に浸漬し加熱して全体を硬化
処理する方法によらないため、処理が容易であり、しか
も所望部位のみが硬化されているため、その後の油孔の
穿設加工なども容易である。また、高周波焼入れ処理後
のマルテンサイト組織層の除去も、従来性われている仕
北げ研削加工によって行えるため、特に工程数を増加さ
せる必要もないなどの利点を有する。
第１図は本発明クランクシャフトの一例を示す模式断面
図、 第２図は高周波焼入れ処理を示す断面図、第３図は焼入
硬化層の熱履歴を示すグラフである。 図中、 ｌ・・・クランクシャフト、２・・・ピン部３・・・マ
ルテンサイト組織層。 ４・・・ベイナイト組織層。 ５．５′・・・焼入コイル、６，６・・・冷却噴射孔７
．７′・・・水路 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 （ほか１名）
図、 第２図は高周波焼入れ処理を示す断面図、第３図は焼入
硬化層の熱履歴を示すグラフである。 図中、 ｌ・・・クランクシャフト、２・・・ピン部３・・・マ
ルテンサイト組織層。 ４・・・ベイナイト組織層。 ５．５′・・・焼入コイル、６，６・・・冷却噴射孔７
．７′・・・水路 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 （ほか１名）
Claims (2)
- （１）鋳鉄製クランクシャフトの所定箇所に、高周波加
熱しその後急冷する高周波焼入れ処理を施して表面より
所定の深さにベイナイト組織層を形成せしめ、その際に
該ベイナイト組織層の上面に形成されたマルテンサイト
組織層を研削除去してなることを特徴とする高強度鋳鉄
製クランクシャフト。 - （２）クランクシャフトのピン平行部およびフィレット
部に、鉄と炭素との共晶点以下となる温度に高周波加熱
した後Ａ１変態附近まで放冷し、その後２００〜３００
℃まで急冷する高周波焼入れによって、厚さ０．５ｍｍ
程度のマルテンサイト組織層とその内部に１〜５ＩＩ１
ｍ程度のベイナイト組織層を形成したのち、前記マルテ
ンサイト組織層を研削除去したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載のクランクシャフト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10605284A JPS60251224A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 高強度鋳鉄製クランクシヤフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10605284A JPS60251224A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 高強度鋳鉄製クランクシヤフト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60251224A true JPS60251224A (ja) | 1985-12-11 |
Family
ID=14423850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10605284A Pending JPS60251224A (ja) | 1984-05-25 | 1984-05-25 | 高強度鋳鉄製クランクシヤフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60251224A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015113917A (ja) * | 2013-12-11 | 2015-06-22 | 住友重機械工業株式会社 | 偏心揺動型減速装置、および、そのクランク軸、外歯歯車の製造方法 |
-
1984
- 1984-05-25 JP JP10605284A patent/JPS60251224A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015113917A (ja) * | 2013-12-11 | 2015-06-22 | 住友重機械工業株式会社 | 偏心揺動型減速装置、および、そのクランク軸、外歯歯車の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5535922B2 (ja) | 鋼のための熱処理プロセス | |
| JP2000514868A (ja) | 高い疲労強度特性を有する高周波焼入れされた微量合金鋼 | |
| US3377214A (en) | Method for hardening crankshaft | |
| CN103443299B (zh) | 复合钢部件及其制造方法 | |
| US20120312159A1 (en) | Machine component with a cavitation resistant covering | |
| JPH0313522A (ja) | 鋳鉄の熱処理方法 | |
| JPS60251224A (ja) | 高強度鋳鉄製クランクシヤフト | |
| JP2006104551A (ja) | 疲労特性に優れた高強度機械部品およびその疲労特性向上方法 | |
| JPH057447B2 (ja) | ||
| JPS63100130A (ja) | 高強度鋳鉄クランク軸の製造方法 | |
| CN102199702A (zh) | 一种内燃机曲轴复合强化热处理技术 | |
| JPH03166320A (ja) | トラックブッシュおよびその製造方法 | |
| KR20090126391A (ko) | 대형선박 저속엔진용 캠 제조방법 | |
| JPH1053811A (ja) | 鋼部材の製造方法 | |
| JPS59129730A (ja) | 高強度クランクシャフトの製造方法 | |
| JP2557052B2 (ja) | ばね用鋼材の製造方法 | |
| JPH05320741A (ja) | 円筒部品の誘導加熱熱処理方法 | |
| KR950004774B1 (ko) | 크롬(Cr)강의 담금질 방법 | |
| JPH01165725A (ja) | 高深度硬化したトラックブッシュおよびその製造方法 | |
| US20190330709A1 (en) | Method for heat treating a crankshaft for a vehicle propulsion system | |
| JPH0734134A (ja) | クランクシャフトの表面処理方法 | |
| JPS61199035A (ja) | ネツク部の強籾な複合ロ−ルの製造方法 | |
| JPH04141522A (ja) | クランクシャフトの油穴部の焼入れ方法 | |
| JPS61124521A (ja) | 加工熱処理法 | |
| JPS63109119A (ja) | 履帯ブツシユの熱処理方法 |