JPS6127460B2 - - Google Patents
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- JPS6127460B2 JPS6127460B2 JP57177366A JP17736682A JPS6127460B2 JP S6127460 B2 JPS6127460 B2 JP S6127460B2 JP 57177366 A JP57177366 A JP 57177366A JP 17736682 A JP17736682 A JP 17736682A JP S6127460 B2 JPS6127460 B2 JP S6127460B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Description
本発明は、機械部品とくに自動車部品の製造方
法に関する。 クランクシヤフトのような自動車部品は、強度
と耐摩耗性とをあわせそなえなければならない。
従来、この種の部品は、機械構造用炭素鋼を材料
として、鍛造などの技術で加工したのち、軟窒化
処理を施して表面を硬化させることにより製造し
ていた。 自動車の一層の軽量化の要請にこたえるために
は、クランクシヤフトなどの部品を、強度と耐久
性を維持したまま細く軽量にする必要がある。こ
の目的には、材料として軟窒化用鋼を用いるのが
効果的なことは明らかである。ところが、クラン
クシヤフトのように回転する部品は仕上げ工程で
歪みを矯正する必要があり、その際に割れが発生
することがある。このおそれは、軟窒化を効果的
に行なつた場合に大きい。 従つて、機械部品とくにクランクシヤフトのよ
うな自動車部品の製造において、強度および耐摩
耗性を一層向上させ、しかも歪取りの変形に耐え
て高い製品歩留りを与える軟窒化製品の製造技術
が求められていた。 本発明者らは、この要望にこたえることを意図
して研究し、材料とする軟窒化用鋼の組成の選択
と、特定の熱処理との組み合わせによりこの目的
を達成できることを見出した。 本発明の機械部品の製造方法は、基本的には、
Ｃ：0.5％以下、Si：1.5％以下、Mn：1.5％以
下、Cr：0.5％以下、Ａ：0.2％以下およびＶ：
0.3％以下を含有し、残部がFeおよび不可避の不
純物からなる鋼を加工して所望の機械部品の形状
を与え、過時効処理を行なつて含有されているＶ
の少なくとも一部を析出させたのち軟窒化処理を
施すことを特徴とする。 上記の合金組成を選択した理由は、次のとおり
である。 Ｃ：0.5％以下 Ｃは芯部硬さを向上させ、強度を高める。多量
に添加すると、靭性と被加工性を損うので、上
記の限界内とする。 Si：1.5％以下、Mn：1.5％以下 いずれも脱酸剤として加えられるほか、基地の
強化に役立つ。上限を超えて加えると、熱間加
工性を低下させる。 Cr：0.5％以下、Ａ：0.2％以下 これらの元素は窒化性を向上させる。過大に存
在すると硬化層深さが著しく深くなり、後に述
べるように矯正性が劣つてくる。 Ｖ：0.3％以下 芯部硬さの向上に有用であるほか、次に説明す
る硬化層深さコントロールの役割をはたす。多
量に添加すると靭性を低下させるし、不経済で
ある。 本発明の実施に当つて、所望であれば、材料の
合金成分として、前記した基本組成に加えて、下
記のグループの元素を一または二以上組み合わせ
て添加し、併記したような効果を得ることもでき
る。 〇 Ti：0.3％以下、Zr：0.3以下、Nb＋Ta：0.3
％以下の１種または２種以上……TiおよびZr
は析出硬化、Nb＋Taは軟窒化性のコントロー
ル 〇 Ｓ：0.15％以下、Pb＋Te：0.4％以下、Se：
0.3％以下の１種または２種以上……被削性向
上 〇 Cu，Mo，Ｗ，Co：おのおの1.5％以下……
基地強化 過時効処理は添加したＶの少なくとも一部を析
出させる処理であつて、具体的には、Ａc１変態
温度以下での焼きなましをするか、熱間鍛造後に
徐冷または等温保持をすればよい。この処理は、
軟窒化処理により生じる硬化層深さが、好ましく
ない程度まで増大することを防止する効果をも
つ。 本発明者らの知見によれば、軟窒化製品の強度
は硬化層深さと深部硬さ、すなわちHv＝300が得
られる表面からの深さによつて決定され、より高
い強度を得るには、これらの値を高くすればよ
い。一方、矯正法は硬化層深さにより支配され、
浅い方が割れ難い。この硬化層深さについて相反
する要求の調和点として選択され、好ましい硬化
層深さの範囲が、0.02〜0.15mmである。すなわ
ち、強度を確保するには0.02mm以上の硬化層深さ
が必要であり、矯正性を低下させないためには
0.15mmが限界となる。 軟窒化処理は、常用のNH3／RX混合ガスによ
る処理をはじめとして、液体の軟窒化剤やイオン
窒化など、既知の技術に従つて実施すればよい。 本発明の方法は、代表としてあげたクランクシ
ヤフトのほか、コンロツド、足回りスピンドル、
あるいはトーシヨンバーなど、各種の鍛造して強
度および耐摩耗性を向上させて用いる部品の製造
に好適である。なお、切削加工して軟窒化処理し
製品とするものにも適用できることは、いうまで
もない。 実施例 第１表に示す組成（残部はFeおよび不純物）
の鋼を溶製した。※印を付したもの、すなわちＤ
＊、Ｅ＊、Ｈ＊およびＪ＊は、比較のため示し
た、本発明の範囲外の組成をもつた鋼である。 これらの鋼を径84mmの丸棒に圧延し、1200℃に
おいて鍛造して、自動車エンジンのクランクシヤ
フトをつくつた。 これを下記の条件で過時効処理したのち、 Ｉ＊（比較例）：鍛造後空冷 （本発明）：鍛造後650℃に２時間保持した
のち空冷 （本発明）：鍛造後いつたん空冷してから再
び620℃に１時間加熱したのち空
冷 機械加工をへて軟窒化処理した。軟窒化は、
NH3／RX＝1/1の混合ガス雰囲気を用い、580℃
に90分間加熱して油冷する方法によつた。 各製品クランクシヤフトについて、矯正を行な
つて、そのときの割れの発生の有無を記録した。
それとともに、疲労試験を行なつて強度をしらべ
た。また、Hv＝300の得られる表面からの深さ
DHv300（mm）を測定した。 それらの結果を、熱処理条件とともに第２表に
示す。なお、強度向上率（％）は、現在常用され
ている鋼種S48Cを用いて製造し、軟窒化処理を
施したクランクシヤフトを基準にした値である。 以上の記載から明らかなように、本発明の機械
部品の製造方法は、材料組成の最適設定とＶの析
出硬化処理を効果的に組合せた軟窒化処理を施す
ことにより、高強度と耐摩耗性を兼ねそなえた優
れた特性の製品が歩留りよく製造できる特徴を有
し、とくに自動車部品のような軽量化ニーズの高
い部品の製造方法として、きわめて有効である。
法に関する。 クランクシヤフトのような自動車部品は、強度
と耐摩耗性とをあわせそなえなければならない。
従来、この種の部品は、機械構造用炭素鋼を材料
として、鍛造などの技術で加工したのち、軟窒化
処理を施して表面を硬化させることにより製造し
ていた。 自動車の一層の軽量化の要請にこたえるために
は、クランクシヤフトなどの部品を、強度と耐久
性を維持したまま細く軽量にする必要がある。こ
の目的には、材料として軟窒化用鋼を用いるのが
効果的なことは明らかである。ところが、クラン
クシヤフトのように回転する部品は仕上げ工程で
歪みを矯正する必要があり、その際に割れが発生
することがある。このおそれは、軟窒化を効果的
に行なつた場合に大きい。 従つて、機械部品とくにクランクシヤフトのよ
うな自動車部品の製造において、強度および耐摩
耗性を一層向上させ、しかも歪取りの変形に耐え
て高い製品歩留りを与える軟窒化製品の製造技術
が求められていた。 本発明者らは、この要望にこたえることを意図
して研究し、材料とする軟窒化用鋼の組成の選択
と、特定の熱処理との組み合わせによりこの目的
を達成できることを見出した。 本発明の機械部品の製造方法は、基本的には、
Ｃ：0.5％以下、Si：1.5％以下、Mn：1.5％以
下、Cr：0.5％以下、Ａ：0.2％以下およびＶ：
0.3％以下を含有し、残部がFeおよび不可避の不
純物からなる鋼を加工して所望の機械部品の形状
を与え、過時効処理を行なつて含有されているＶ
の少なくとも一部を析出させたのち軟窒化処理を
施すことを特徴とする。 上記の合金組成を選択した理由は、次のとおり
である。 Ｃ：0.5％以下 Ｃは芯部硬さを向上させ、強度を高める。多量
に添加すると、靭性と被加工性を損うので、上
記の限界内とする。 Si：1.5％以下、Mn：1.5％以下 いずれも脱酸剤として加えられるほか、基地の
強化に役立つ。上限を超えて加えると、熱間加
工性を低下させる。 Cr：0.5％以下、Ａ：0.2％以下 これらの元素は窒化性を向上させる。過大に存
在すると硬化層深さが著しく深くなり、後に述
べるように矯正性が劣つてくる。 Ｖ：0.3％以下 芯部硬さの向上に有用であるほか、次に説明す
る硬化層深さコントロールの役割をはたす。多
量に添加すると靭性を低下させるし、不経済で
ある。 本発明の実施に当つて、所望であれば、材料の
合金成分として、前記した基本組成に加えて、下
記のグループの元素を一または二以上組み合わせ
て添加し、併記したような効果を得ることもでき
る。 〇 Ti：0.3％以下、Zr：0.3以下、Nb＋Ta：0.3
％以下の１種または２種以上……TiおよびZr
は析出硬化、Nb＋Taは軟窒化性のコントロー
ル 〇 Ｓ：0.15％以下、Pb＋Te：0.4％以下、Se：
0.3％以下の１種または２種以上……被削性向
上 〇 Cu，Mo，Ｗ，Co：おのおの1.5％以下……
基地強化 過時効処理は添加したＶの少なくとも一部を析
出させる処理であつて、具体的には、Ａc１変態
温度以下での焼きなましをするか、熱間鍛造後に
徐冷または等温保持をすればよい。この処理は、
軟窒化処理により生じる硬化層深さが、好ましく
ない程度まで増大することを防止する効果をも
つ。 本発明者らの知見によれば、軟窒化製品の強度
は硬化層深さと深部硬さ、すなわちHv＝300が得
られる表面からの深さによつて決定され、より高
い強度を得るには、これらの値を高くすればよ
い。一方、矯正法は硬化層深さにより支配され、
浅い方が割れ難い。この硬化層深さについて相反
する要求の調和点として選択され、好ましい硬化
層深さの範囲が、0.02〜0.15mmである。すなわ
ち、強度を確保するには0.02mm以上の硬化層深さ
が必要であり、矯正性を低下させないためには
0.15mmが限界となる。 軟窒化処理は、常用のNH3／RX混合ガスによ
る処理をはじめとして、液体の軟窒化剤やイオン
窒化など、既知の技術に従つて実施すればよい。 本発明の方法は、代表としてあげたクランクシ
ヤフトのほか、コンロツド、足回りスピンドル、
あるいはトーシヨンバーなど、各種の鍛造して強
度および耐摩耗性を向上させて用いる部品の製造
に好適である。なお、切削加工して軟窒化処理し
製品とするものにも適用できることは、いうまで
もない。 実施例 第１表に示す組成（残部はFeおよび不純物）
の鋼を溶製した。※印を付したもの、すなわちＤ
＊、Ｅ＊、Ｈ＊およびＪ＊は、比較のため示し
た、本発明の範囲外の組成をもつた鋼である。 これらの鋼を径84mmの丸棒に圧延し、1200℃に
おいて鍛造して、自動車エンジンのクランクシヤ
フトをつくつた。 これを下記の条件で過時効処理したのち、 Ｉ＊（比較例）：鍛造後空冷 （本発明）：鍛造後650℃に２時間保持した
のち空冷 （本発明）：鍛造後いつたん空冷してから再
び620℃に１時間加熱したのち空
冷 機械加工をへて軟窒化処理した。軟窒化は、
NH3／RX＝1/1の混合ガス雰囲気を用い、580℃
に90分間加熱して油冷する方法によつた。 各製品クランクシヤフトについて、矯正を行な
つて、そのときの割れの発生の有無を記録した。
それとともに、疲労試験を行なつて強度をしらべ
た。また、Hv＝300の得られる表面からの深さ
DHv300（mm）を測定した。 それらの結果を、熱処理条件とともに第２表に
示す。なお、強度向上率（％）は、現在常用され
ている鋼種S48Cを用いて製造し、軟窒化処理を
施したクランクシヤフトを基準にした値である。 以上の記載から明らかなように、本発明の機械
部品の製造方法は、材料組成の最適設定とＶの析
出硬化処理を効果的に組合せた軟窒化処理を施す
ことにより、高強度と耐摩耗性を兼ねそなえた優
れた特性の製品が歩留りよく製造できる特徴を有
し、とくに自動車部品のような軽量化ニーズの高
い部品の製造方法として、きわめて有効である。
【表】
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.5％以下、Si：1.5％以下、Mn：1.5％
以下、Cr：0.5％以下、Ａ：0.2％以下および
Ｖ：0.3％以下を含有し、残部がFeおよび不可避
の不純物からなる鋼を加工して所望の機械部品の
形状を与え、過時効処理を行なつて含有されてい
るＶの少なくとも一部を析出させたのち軟窒化処
理を施すことを特徴とする機械部品の製造方法。 ２ Ｃ：0.5％以下、Si：1.5％以下、Mn：1.5％
以下、Cr：0.5％以下、Ａ：0.2％以下および
Ｖ：0.3％以下に加えて、Ti：0.3％、Zr：0.3％
以下およびTa＋Nb：0.3％以下の１種または２種
以上を含有し、残部がFeおよび不可避の不純物
からなる鋼を加工して所望の機械部品の形状を与
え、過時効処理を行なつて含有されているＶの少
なくとも一部を析出させたのち軟窒化処理を施す
ことを特徴とする機械部品の製造方法。 ３ Ｃ：0.5％以下、Si：1.5％以下、Mn：1.5％
以下、Cr：0.5％以下、Ａ：0.2％以下および
Ｖ：0.3％以下に加えて、Ｓ：0.15％以下、Pb＋
Te：0.4％以下およびSe：0.3％以下の１種また
は２種以上を含有し、残部がFeおよび不可避の
不純物からなる鋼を加工して所望の機械部品の形
状を与え、過時効処理を行なつて含有されている
Ｖの少なくとも一部を析出させたのち軟窒化処理
を施すことを特徴とする機械部品の製造方法。 ４ Ｃ：0.5％以下、Si：1.5％以下、Mn：1.5％
以下、Cr：0.5％以下、Ａ：0.2％以下および
Ｖ：0.3％以下に加えて、Cu：1.5％以下、Mo：
1.5％以下、Ｗ：1.5％以下およびCo：1.5％以下
の１種または２種以上を含有し、残部がFeおよ
び不可避の不純物からなる鋼を加工して所望の機
械部品の形状を与え、過時効処理を行なつて含有
されているＶの少なくとも一部を析出させたのち
軟窒化処理を施すことを特徴とする機械部品の製
造方法。 ５ 軟窒化処理において、Hv300の硬さの得られ
る硬化層深さを0.02〜0.15mmの範囲にえらんで実
施する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
れかの製造方法。 ６ 機械部品が自動車用のクランクシヤフト、コ
ンロツド、足回りスピンドルまたはトーシヨンバ
ーである特許請求の範囲第１項ないし第４項のい
ずれかの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17736682A JPS5967365A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | 機械部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17736682A JPS5967365A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | 機械部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5967365A JPS5967365A (ja) | 1984-04-17 |
| JPS6127460B2 true JPS6127460B2 (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=16029698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17736682A Granted JPS5967365A (ja) | 1982-10-08 | 1982-10-08 | 機械部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5967365A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3026595B2 (ja) * | 1990-11-20 | 2000-03-27 | 大同ほくさん株式会社 | モータ回転軸およびその製法 |
| JP4518446B2 (ja) * | 1999-07-02 | 2010-08-04 | タカタ株式会社 | シートベルト巻取装置用トーションバーおよびこれを備えたシートベルト巻取装置 |
| FR2847910B1 (fr) * | 2002-12-03 | 2006-06-02 | Ascometal Sa | Procede de fabrication d'une piece forgee en acier et piece ainsi obtenue. |
| JP4289139B2 (ja) * | 2003-12-12 | 2009-07-01 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 成形性に優れる軟窒化用鋼板の製造方法 |
| JP4564421B2 (ja) * | 2005-08-02 | 2010-10-20 | 本田技研工業株式会社 | 鍛造用金型及びその製造方法 |
| JP4746934B2 (ja) * | 2005-08-02 | 2011-08-10 | 本田技研工業株式会社 | 鍛造用金型及びその製造方法 |
| JP5614329B2 (ja) * | 2011-02-28 | 2014-10-29 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 軟窒化処理用鋼板およびその製造方法 |
| WO2013115205A1 (ja) | 2012-01-31 | 2013-08-08 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 発電機リム用熱延鋼板およびその製造方法 |
| CN110938773B (zh) | 2012-06-27 | 2022-04-05 | 杰富意钢铁株式会社 | 软氮化处理用钢板及其制造方法 |
| CN110029264A (zh) * | 2019-04-12 | 2019-07-19 | 江苏利淮钢铁有限公司 | 一种低成本40CrV工具钢及其生产方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49125234A (ja) * | 1973-04-09 | 1974-11-30 |
-
1982
- 1982-10-08 JP JP17736682A patent/JPS5967365A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49125234A (ja) * | 1973-04-09 | 1974-11-30 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5967365A (ja) | 1984-04-17 |
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