JPS62207896A - ハブボルトの製造法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、自動車部品等として利用されるハブボルトの
製造法に係り、より詳しくはハブボルトの表面硬化処理
を改良する方法に関する。

〈従来の技術〉 自動車に使用される亜鉛めっきハブボルトは、一般に１
硬さ分布特性、遅れ破壊特性、耐焼付は性及び圧入後の
抜き荷重特性等の各性能に優れたものであることが求め
られる。このため、亜鉛めっきハブボルトは、従来より
キの製造工程において表面硬化処理が施されており、そ
の表面硬化処理の代表的な従来方法としては、ハブボル
ト形状に加工した鋼材について浸炭度合を低めに抑えた
軽浸炭焼入れ焼戻しを行ない、その後菫鉛めっきを行な
う方法（以下、従来の方法（１）という）と、上記のノ
・ブボルト形状鋼材の焼入れ焼戻しをした後、高周波焼
入れを該鋼材の圧入セレーシ１ン部に施し、その後亜鉛
めっきを行なう方法（以下、従来の方法（２）という）
とがあった。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、従来の方法（１）では、遅れ破壊特性を劣化さ
せないようにすると、ボルトの圧入セレーシ冒ン部を十
分に表面硬化せしめることができず、よってハブの硬さ
がＨｖ　ｓ　ｏ　ｏ以上のものにあっては−１プボルト
として必要な抜は荷重が低いものになるという問題点を
有し、また従来の方法（２）では、同じく遅れ破壊特性
を劣化させないようにすると、ボルトのねじ部を十分に
表面硬化せしめることができず、よってねじ部の損傷が
生じ易く、耐久性（再使用性）が低いものになるという
問題点を有していた。

本発明の目的は、上記の問題点を解消し、遅れ破壊特性
、ねじ再使用性及び抜は荷重特性等に関して大変良好な
ハブボルトが得られるハブボルトの製造法を提供するこ
とにある。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明のハブボルトの製造法は、ボルト表面のアルミニ
ウム層の拡散・浸透化を熱処理（高温での油焼入れ）と
同時にすることにより表面硬度を向上させ耐遅れ破壊性
能等を改良したものである。すなわち、本発明の製造法
は、ハブボルト形状の鋼材の表面にアルミニウム（Ａｌ
）を付着させ１次に高温加熱仮数鋼材の油焼入れを行な
って、鋼材表面には酸化アルミニウム（Ａｌ！０３）層
またそれより内側には鉄とアルミニウムの金属間化合物
（Ａｌ−Ｆｅ）層を夫々形成し。

続いて焼戻しを行ない、次いでショットピーニングによ
り前記鋼材表面の酸化アルミニウム層を除去し、しかる
後亜鉛（Ｚｎ）をその電気めっきにより上記鋼材の表面
に被覆することを特徴とするものである。

本発明の方法を図面で以てさらに説明すると、第１図に
示すように、まず適当な鋼材２例えばクロム鋼鋼材（Ｓ
Ｃｒ４０）やクロムモリブデン鋼鋼材（８，ＣＭ　４０
　）を用いて所要のハブボルトの形状に１即ち圧入セレ
ーシｌン部の形成されたボルトの形に加工しく素材加工
）、そして該鋼材を脱脂の後純アルミニウム溶湯中に数
秒間浸漬するかまたは該鋼材に対しアルミニウムを溶射
することにより、アルミニウムを鋼材表面に付着させる
。次に、そのボルト形状の鋼材を例えば９００℃以上で
１時間高温加熱し、そして油焼入れを行なって、鋼材表
面には酸化アルミニウム層またそれより内側には鉄とア
ルミニウムの金属間化合物層を夫々形成し、就いて大気
中で焼戻しを行なって鋼材内部の硬さを適度に調整する
。次いで脆化した鋼材表面の酸化アルミニウム層をショ
ットピーニングによって除去し、しかる後亜鉛を電気め
っきにより鋼材表面に被覆し、必要に応じてその後クロ
メート処理を行ない、最後に脱水素処理を行なって、ハ
ブボルトの完成製品に仕上げる。

く作　用〉 本発明の製造法では、高温状態に保ち続いて′油焼入れ
する過程において、鋼材表面に付着されたアルミニウム
のうち一部のものは酸化物を形成するが、残りのものは
鋼材マトリックス中に拡散浸透し鉄との金属間化合物層
を形成する。

この化合物層はＨｖ　５００〜６００という高い硬度を
有する。そして、その後の過程において、酸化物層は除
去され亜鉛めっき層が形成される。

尚、本発明において電気亜鉛めっきが可能であるのは、
ショットピーニングにより露出し九Ａｔ−Ｆｅ　化合物
層が鉄自体より電気化学的に貴であることによる。

すなわち、本発明の方法によりＦｅ−Ａ／　化合物層が
鋼マ）　ＩＪフックス亜鉛めっき層の間に介在する構造
の７・ブボルトが製造される。よってボルトの表面近傍
部の硬さが著しく増大し、遅れ破壊強度の低下をひき起
こすことなく、耐焼付性や圧入後の抜は荷重を向上させ
得るようになる。

〈実施例〉 以下１本発明の詳細な説明する。

実施例 クロム鋼鋼材５Ｃｒ４Ｇ　を用いてハブボルト形状のも
のに加工し、そしてこれを７００℃のア、ルミニウム溶
湯中に５秒間浸漬し、続いて９００℃で１時間加熱して
から当該ボルト状鋼材の油入れを行ない、その後大気雰
囲気の下５０５℃で（ｌＬ５時間かけて焼戻しを行なう
。次に、ショットピーニング処理を鋼材表面に対しアー
クハイト１５　ｍｍＡの柴件で１分間行ない、しかる後
電気亜鉛めっきを行ない、最後に脱水素処理を行なって
、ハブボルト製品に完成させる。

製造されたハブボルトは、Ｍ１２ｘ１．５の規格のボル
トであり、そのセレーション部は外径１＆５ｍｍ、谷径
１４．５　關の大きさを有するものである。

比較例 実施例と同じ材質の鋼材を用いて、従来の方法（１）及
び方法（２）に従って、実施例と同じ寸法のハブボルト
を２種類製作する。

試験例 製造された実施例及び比較例２種のハブボルトについて
、ねじ部の硬さ分布の測定、遅れ破壊強度試験、ねじ再
使用性試験及び圧入後の抜は荷重の測定を夫々行なう。

ねじ部の硬さ分布は常法に従って測定し、また遅れ破壊
強度は。

５チＨＣｌ液　に３０分間浸漬した後負荷荷重を１週間
継続して加える条件で遅れ破壊限度荷重を測定すること
により求めた。またねじ再使用性は、トルク１０００１
１１７・１で繰り返し締付け、焼付は現象によりボルト
が取り外せなくなるまでの締付は回数を計測することに
より判断した。

さらに、抜は荷重は、ボルトをハブ（穴径１５．５鉗、
硬さＨｙ、３５０）　　に圧入した後抜くのに要する荷
重を測定することにより求めた。これらの測定や試験の
結果は第２図ないし第５図に示すＯ これらの図よりわかるように、実施例の方法によるハブ
ボルトは、従来の方法（１）及び方法（２）によるもの
に比して１表面近傍の硬さが著しく向上しており、かつ
従来の方法（１）によるボルトと比較して、遅れ破壊特
性及び抜は荷重特性が向上し、また従来の方法（２）に
よるボルトと比較して、良好な遅れ破壊特性を維持した
上でねじ再使用性が大きく向上している。

〈発明の効果〉 以上説明したように１本発明のハブボルトの製造法は、
Ａ／−Ｆｅ間化合物層を表面めっき層と母材の間に形成
する方法としたことにより、表面近傍部の硬さが著しく
向上し、よって遅れ破壊強度特性、ねじ再使用性及び圧
入後の抜は荷重特性等のいずれの性能についても優れ九
ハブボルトが得られ、そしてハブの硬さを高めても十分
なハブボルト抜は荷重が得られるため、ハブ設計の自由
度が増す。

【図面の簡単な説明】

箱１図は本発明の方法に従うハブボルトの製造工程及び
これに対するポル）ｆｆ面の構造を示す模式図、 第２図ないし第５図は、実施例の方法及び従来の方法に
より製造された各ハブボルトについてのねじ部の硬さ分
布、遅れ破壊特性、ねじ再使用性及び抜は荷重特性を夫
々示すグラフである。 特許出願人　　トヨタ自動車株式会社 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハブボルト形状の鋼材の表面にアルミニウム（Ａｌ）を
   付着させ、次に高温加熱の後該鋼材の焼入れを行なって
   、鋼材表面には酸化アルミニウム（Ａｌ＿２Ｏ＿３）層
   またそれより内側には鉄とアルミニウムの金属間化合物
   （Ａｌ−Ｆｅ）層を夫々形成し、続いて焼戻しを行ない
   、次いでショットピーニングにより前記鋼材表面の酸化
   アルミニウム層を除去し、しかる後亜鉛（Ｚｎ）をその
   電気めっきにより上記鋼材の表面に被覆することを特徴
   とするハブボルトの製造法。