JPS61195725A - 高強度平歯車の製造方法 - Google Patents

高強度平歯車の製造方法

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JPS61195725A
JPS61195725A JP3819685A JP3819685A JPS61195725A JP S61195725 A JPS61195725 A JP S61195725A JP 3819685 A JP3819685 A JP 3819685A JP 3819685 A JP3819685 A JP 3819685A JP S61195725 A JPS61195725 A JP S61195725A
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forging
heating
gear
heated
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Wataru Takahashi
渉 高橋
Takashi Fukuda
隆 福田
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、高精度な平歯車の製造方法に係り、温間鍛
造により精密型鍛造を行ない、歯切り工程を省略し、細
粒化浸炭処理により歯元曲げ強度を向上させた高精度・
高強度平歯車の製造方法に関する。
背景技術 自動車用などとして使用される歯車精度が、JIS4級
以上の高精度な平歯車は、一般に、圧延材→熱間鍛造→
焼ならしく焼なまじ)→機械加工→歯切り加工→浸炭焼
入れ・焼もとし→ラッピングなる製造工程にて製造され
ている。
従来の製造方法は、上記の如く、熱間鍛造後に機械加工
、歯切り加工の工程が不可欠であった。
この機械加工、歯切り加工の工程は、熱間i′2造後に
素材にスケールが発生し、熱間鍛造で精密な寸法に仕上
げることができないため、熱間鍛造で平歯車粗材である
円板まで作製しておき、熱間鍛造後に、機械加工、歯切
り加工によって精密寸法にまで仕上げていた。
しかし、上記の機械加工及び歯切り加工工程は、生産コ
ストを引き上げる要因であり、歩留が悪く量産には不利
でおるだけでなく、歯切り時にメタルフローが切断され
ることになり、歯元曲げ強度が低下するなど種々の問題
があった。
発明の目的 この発明は、高精度平歯車を歩留よく高効率で作製でき
る平歯車の製造方法を目的とし、また、従来製造法で不
可欠の機械加工、歯切り加工を省略し、歯元曲げ強度を
向上させることができる高精度・高強度平歯車の製造方
法を目的としている。
発明の構成と効果 この発明は、平歯車の製造における機械加工及び歯切り
加工工程の省略と平歯車の高精度・高強度化を目的に種
々検討した結果、スケール発生がなく高精度である冷間
鍛造と低荷重で高変形能が得られる熱間加工の利点を兼
備した温間鍛造を利用して歯切り加工工程を省略し、鋼
材の浸炭温度まで加熱保持したのち、使用鋼材のAr1
変態点以下に冷却し、再び焼入温度まで加熱して焼入を
行なう細粒化浸炭処理により歯元曲げ強度を向上させる
ことができることを知見したものである。
すなわち、この発明は、 丸棒鋼材を所要長さに切断後スケールを除去し、全据込
み率で20%以上の予備据込み加工を施した鍛造用素材
を、 100℃〜200 ’Cの温度範囲に加熱して水溶性潤
滑剤溶液に浸し、該素材表面に制滑被膜を形成し、高周
波加熱により650℃〜900℃に加熱し、精密型@造
により平歯車となし、 あるいは前記のスケール除去後に予備据込みをほどこさ
ないときは、精密型鍛造工程前に予備据込みして、精密
型鍛造により平歯車となし、得られた平歯車にサイジン
グあるいはシェービングを施し、前記平歯車を浸炭処理
したのち、Ar1変態点以下まで冷却し、再び加熱して
焼入焼戻を行なうことを特徴とする高強度平歯車の製造
方法である。
この発明は、温間鍛造により、高精度な平歯車の製造方
法おいて、従来不可欠でめった歯切り工程を省略でき、
製造コストの引下げが可能となり、また、予備据込みに
よるメタルフローの強化、及び成品横断面でのメタルフ
ローが切断されないこと、ざらに微細化浸炭処理により
、歯元曲げ強度を熱間鍛造、歯切り加工による従来の平
歯車より10%以上向上させることができ、高精度・高
強度平歯車を高能率で安価にかつ容易に製造できる。
発明の好ましい実施態様 この発明において、丸棒鋼材を所要長さに切断後スケー
ルを除去するが、鍛造用素材の変形や端面のだれを防止
するため、鋸又は拘束シャー切断が望ましく、その後シ
ョツトブラストあるいは酸洗を施しスケールを除去し、
必要に応じて、鍛造用素材のかど部が型@造時に折込み
疵となるのを防止する面取を施すのもよい。
この発明において、鍛造用素材に、全据込み率で20%
以上の予備据込み加工を施した所要長さの丸棒鋼材を用
いるのは、製品歯部において充分に折れ曲ったメタルフ
ローを有する鍛造歯車とするためであり、歯元曲げ強度
向上に有効である。この全据込み率は歯車に鍛造した際
の製品高さと丸棒切断材との比率であり、20%未満で
は上記強度向上効果が小さいため、20%以上の予備据
込み加工が必要である。
また、この予備据込み加工は、温間精密型鍛造工程の歯
面鍛造前に行なっても同様の効果が得られる。
鍛造用素材を水溶性潤滑剤溶液に浸漬し、素材表面に潤
滑被膜を形成させる際の素材温度は、100℃未満では
表面の潤滑剤被膜の乾燥速度が悪く好ましくなく、また
200°Cを超えると潤滑剤が泡状に素材表面に付着し
て均一かつ十分な被膜が形成されないため、100℃〜
200℃の加熱温度とする。
この潤滑剤被膜は、高周波加熱時のスケール発生防止、
並びに精密型鍛造時の潤滑剤として殿能するもので、一
般にコロイダルグラファイトが使用されるが、この発明
においても水溶性カーボン潤滑剤が好ましい。
精密型鍛造時の加熱は、スケールの生成を抑止し、かつ
経済的に加熱処理するために、例えば、200℃/mi
n以上の加熱速度で急速加熱する必要がおり、高周波加
熱が好ましい。また、高周波加熱時の加熱温度は、65
0℃未満では変形能が低く、鍛造荷重が高くなり、また
製品に加工硬化の影響が残るため好ましくなく、逆に9
00℃を超えるとスケールの生成が見られ、製品の歯形
精度が低下し好ましくないため、650℃〜900℃の
加熱温度とする。
上記温度に加熱した鍛造用素材を、例えば、クランププ
レスなどの鍛造機械に装着された金型に装入して温間精
密鍛造を行なう。成形後の製品は金型より取り出して空
冷するが、素材が焼入れ性の高い材料の場合は、後工程
での切削を容易にするため、徐冷する必要がある。また
、・浸炭時の粗粒化防止にも徐冷が有効である。
温間型鍛造1麦に、平歯車の歯形精度を向上させるため
、例えば押出鍛造するなどのサイジングあるいは切削仕
上を行なうシェービングを施すが、要求される歯車精度
やコスト等の諸条件に応じて適宜選定すればよい。
この発明において、微細化浸炭処理法は、通常の浸炭温
度まで加熱し、所要時間これを保持したのら、Ar1変
態点以下まで冷却し、再度、所要焼入れ温度まで加熱し
焼入焼戻を行なうものであり、材質に応じて加熱温度、
保持時間、冷却速度などが適宜選定される。
実施例 第1図及び第1表に仕様・寸法を示す平歯車を、第1表
、第2表に示す諸条件で温間鍛造した。
すなわち、圧延したままの丸棒鋼材(SCr 420)
を、第2表の寸法にのこ切断し、その後ショツトブラス
トにてスケールを除去し、第2表の予備据込みを施し、
140℃に加熱して、水溶性訪滑剤(商品名:デルタフ
オー21441日本アチソン社製)の2倍希釈液中に浸
漬し、潤滑被膜を形成したのち、高周波加熱して、第1
表に示す条件でクランクプレスによる温間型鍛造を行な
った。
温間鍛造後、型より取り出して空冷し、シェービングを
施した後、この発明による細粒化浸炭処理並びに従来の
浸炭処理を施した。
また、比較のため、第2表に示す条件で従来の熱間鍛造
と歯切り加工による同仕様の平歯車を製4  造した。
得られた各種の平歯車の歯元曲げ強度と材料の結晶粒度
を測定し、結果を第2表に示す。なお、歯元曲げ強度試
験はプレス機で歯を曲げる試験を行ない、結晶粒度はA
STMのグレンサイズ番号で示した。
また、上記の本発明方法により、7000個の平歯車を
鍛造し、歯形精度を測定したところ、第3表の結果を得
た。
第2表の結果から明らかなように、20%以上の予備据
込みを施し、温間型鍛造し、細粒化浸炭処理する本発明
方法により、従来の熱間鍛造、歯切り加工した平歯車よ
り、高強度歯車が得られ、53%全据込み率のものは、
従来製造法のものより、20%の強度向上が認められた
また、第3表に示す如く、この発明による製造方法は、
JIS総合総合4麿精平歯車を、歯切り工程なしで高効
率で量産できることが分る。
第1表
【図面の簡単な説明】
第1図は平歯車を示す縦断説明図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 丸棒鋼材を所要長さに切断後スケールを除去し、全
    据込み率で20%以上の予備据込み加工を施した鍛造用
    素材を、100℃〜200℃の温度範囲に加熱して水溶
    性潤滑剤溶液に浸し、該素材表面に潤滑被膜を形成し、
    高周波加熱により650℃〜900℃に加熱し、精密型
    鍛造により平歯車となし、得られた平歯車にサイジング
    あるいはシェービングを施し、前記平歯車を浸炭処理し
    たのち、Ar_1変態点以下まで冷却し、再び加熱して
    焼入焼戻を行なうことを特徴とする高強度平歯車の製造
    方法。 2 丸棒鋼材を所要長さに切断後スケールを除去した鍛
    造用素材を、100℃〜200℃の温度範囲に加熱して
    水溶性潤滑剤溶液に浸し、該素材表面に潤滑被膜を形成
    し、高周波加熱により650℃〜900℃に加熱し、全
    据込み率で20%以上の予備据込み加工を施した後、精
    密型鍛造により平歯車となし、得られた平歯車にサイジ
    ングあるいはシェービングを施し、前記平歯車を浸炭処
    理したのち、Ar_1変態点以下まで冷却し、再び加熱
    して焼入焼戻を行なうことを特徴とする高強度平歯車の
    製造方法。
JP3819685A 1985-02-27 1985-02-27 高強度平歯車の製造方法 Granted JPS61195725A (ja)

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