JPS63282237A - 球状黒鉛鋳鉄歯車 - Google Patents
球状黒鉛鋳鉄歯車Info
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- JPS63282237A JPS63282237A JP11644887A JP11644887A JPS63282237A JP S63282237 A JPS63282237 A JP S63282237A JP 11644887 A JP11644887 A JP 11644887A JP 11644887 A JP11644887 A JP 11644887A JP S63282237 A JPS63282237 A JP S63282237A
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Landscapes
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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。
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、球状黒鉛鋳鉄歯車に関するものである。
球状黒鉛鋳鉄は鋳鉄の中では高い強度・靭性を有し種々
の歯車素材として使われている。しかし、一般のパーラ
イト地からなる球状黒鉛鋳鉄の場合には、引張強さが３
Ｑ ｋｇ ／ ｔａ”程度が最高で、これを使用して
歯車を製造しても鋼糸の高強度歯車、例えば浸炭焼入、
焼戻しをした歯車などに比べると引張強さがかなり劣る
。そこで近年では、このパーライト地及び、またはフェ
ライト地の球状黒鉛鋳鉄にオーステンパー熱処理を施し
て、ベイナイトと残留オーステナイトの複合基地組織と
した、いわゆるオーステンパー球状黒鉛鋳鉄（以下単に
ＡＤＩと記す。）なるもの−が開発されこれを歯車に適
用する試みがなされている。この場合、得られる機械的
性質、硬さなどは、主に恒温変態をさせる保持温度と保
持時間によって決定づけられる。
の歯車素材として使われている。しかし、一般のパーラ
イト地からなる球状黒鉛鋳鉄の場合には、引張強さが３
Ｑ ｋｇ ／ ｔａ”程度が最高で、これを使用して
歯車を製造しても鋼糸の高強度歯車、例えば浸炭焼入、
焼戻しをした歯車などに比べると引張強さがかなり劣る
。そこで近年では、このパーライト地及び、またはフェ
ライト地の球状黒鉛鋳鉄にオーステンパー熱処理を施し
て、ベイナイトと残留オーステナイトの複合基地組織と
した、いわゆるオーステンパー球状黒鉛鋳鉄（以下単に
ＡＤＩと記す。）なるもの−が開発されこれを歯車に適
用する試みがなされている。この場合、得られる機械的
性質、硬さなどは、主に恒温変態をさせる保持温度と保
持時間によって決定づけられる。
例えば、得られる機械的性質及び硬さとしては、引張強
さ８０〜１６０ｋｇ／寵ｔ、硬さＨＢ ２６０〜４５０
が一般的な範囲である。この様にＡＤＩの機械的性質は
一般のパーライト地からなる球状黒鉛鋳鉄の引張強さを
大幅に上まわるもので、これを歯車に適用すれば浸炭焼
入焼戻しをした歯車に匹敵する強さを有するものである
。
さ８０〜１６０ｋｇ／寵ｔ、硬さＨＢ ２６０〜４５０
が一般的な範囲である。この様にＡＤＩの機械的性質は
一般のパーライト地からなる球状黒鉛鋳鉄の引張強さを
大幅に上まわるもので、これを歯車に適用すれば浸炭焼
入焼戻しをした歯車に匹敵する強さを有するものである
。
しかしながら、このＡＤＩは硬度がＨＢ２６０〜４５０
と硬いことと基地中に１０〜４５％含まれる残留オース
テナイトが、歯切り加工中に加工誘起ｆＭを起こし、マ
ルテンサイトに変態して硬化することから、切削性が著
しく悪いという難点がある。
と硬いことと基地中に１０〜４５％含まれる残留オース
テナイトが、歯切り加工中に加工誘起ｆＭを起こし、マ
ルテンサイトに変態して硬化することから、切削性が著
しく悪いという難点がある。
従って、このＡＤＩを歯車に適用する場合には、先ず、
パーライト地及び又はフェライト地よりなる球状黒鉛鋳
鉄を鋳造し、これに所要の旋削、孔あけ等の機械加工及
び歯切り加工を施し、その後オーステンパー処理を施す
という工程をとっているのが通常である。すなわち、オ
ーステンパー処理前の機械加工し易い状態で所要の加工
を施し、その後オーステンパー処理して高強度化を図っ
ているのである。なお、オーステンパー処理後に加工を
施こす試みも一部でなされており、旋削、孔あけ等の加
工は超硬工具などの高硬度工具を使用し、さらに切削条
件を下げることで可能ではあるが、ホブ及びピニオンカ
ッターを使用した歯切り加工は超硬工具の使用が、工具
費、切削能率の面から著しいマイナス要因となるため、
実用性が乏しいことから、高速度鋼工具にたよらざるを
えず、この場合は、はとんど加工できないかあるいは、
大幅な加工能率の低下をまね（ものである。
パーライト地及び又はフェライト地よりなる球状黒鉛鋳
鉄を鋳造し、これに所要の旋削、孔あけ等の機械加工及
び歯切り加工を施し、その後オーステンパー処理を施す
という工程をとっているのが通常である。すなわち、オ
ーステンパー処理前の機械加工し易い状態で所要の加工
を施し、その後オーステンパー処理して高強度化を図っ
ているのである。なお、オーステンパー処理後に加工を
施こす試みも一部でなされており、旋削、孔あけ等の加
工は超硬工具などの高硬度工具を使用し、さらに切削条
件を下げることで可能ではあるが、ホブ及びピニオンカ
ッターを使用した歯切り加工は超硬工具の使用が、工具
費、切削能率の面から著しいマイナス要因となるため、
実用性が乏しいことから、高速度鋼工具にたよらざるを
えず、この場合は、はとんど加工できないかあるいは、
大幅な加工能率の低下をまね（ものである。
ところで、前述のように、歯切後に、オーステンパー処
理を施こして製造した歯車では、オーステンパー処理に
よる、歯形、歯スジの変形、全体の寸法変化、スケール
付着などの問題が発生し、歯車、精度の低下さらに、場
合によっては、再仕上げ加工の必要性などが生し好まし
くない結果を招いている。
理を施こして製造した歯車では、オーステンパー処理に
よる、歯形、歯スジの変形、全体の寸法変化、スケール
付着などの問題が発生し、歯車、精度の低下さらに、場
合によっては、再仕上げ加工の必要性などが生し好まし
くない結果を招いている。
そこで本発明は、この問題点を解決することを主目的と
し、球状黒鉛鋳鉄の黒鉛粒数を著しく増加させることに
よって、ＡＤＩの切削性を飛曜的に向上させ、オーステ
ンパー処理後に歯切り加工を行なって歯車精度を大幅に
向上し得るＡＤＩ歯車を提供するものである。
し、球状黒鉛鋳鉄の黒鉛粒数を著しく増加させることに
よって、ＡＤＩの切削性を飛曜的に向上させ、オーステ
ンパー処理後に歯切り加工を行なって歯車精度を大幅に
向上し得るＡＤＩ歯車を提供するものである。
以上述べたごとく、従来技術の問題点は、ＡＤＩの切削
性が悪いということが根本の原因である。
性が悪いということが根本の原因である。
そこで本発明者らは次のようにして、この問題を解決し
たものである。
たものである。
本発明のＡＤＩ歯車は、基地組織がベイナイトと残留オ
ーステナイトよりなる球状黒鉛鋳鉄で硬さがＨＢ３５０
以上でかつ顕微鏡にて観察される粒径８μ以上の黒鉛粒
数が１ｍ”あたり、３００ケ以上である歯車素材を歯切
り加工することによって成形されたことを特徴とするも
のである。
ーステナイトよりなる球状黒鉛鋳鉄で硬さがＨＢ３５０
以上でかつ顕微鏡にて観察される粒径８μ以上の黒鉛粒
数が１ｍ”あたり、３００ケ以上である歯車素材を歯切
り加工することによって成形されたことを特徴とするも
のである。
先ず、切削性に最も影響する硬さについて検討した結果
、ＨＢ３５０を超えると基地中のベイナイトが針状化し
たいわゆるロアーベイナイト組織となることや時には、
熱処理の不都合において、マルテンサイトが混在する恐
れがあり、高速度鋼ホブではほとんど切削が不可能であ
るが、ＨＢ３５０以下の硬さでは、通常のパーライト地
及び又はフェライト地からなる球状黒鉛鋳鉄に比べ切削
条件を下げる必要はあるが切削は可能であることが判明
した。
、ＨＢ３５０を超えると基地中のベイナイトが針状化し
たいわゆるロアーベイナイト組織となることや時には、
熱処理の不都合において、マルテンサイトが混在する恐
れがあり、高速度鋼ホブではほとんど切削が不可能であ
るが、ＨＢ３５０以下の硬さでは、通常のパーライト地
及び又はフェライト地からなる球状黒鉛鋳鉄に比べ切削
条件を下げる必要はあるが切削は可能であることが判明
した。
そこで、このＨＢ３５０以下のＡＤＩについて切削性の
向上策を種々検討した結果、黒鉛粒数を通常の球状黒鉛
鋳鉄の１ｍ”当り５０〜１００ケから特殊な処理により
、３００ケ以上に著しく増加させることにより、切削性
が飛躍的に向上することが判明した。つまり、基地Ｍｉ
織がベイナイトと残留オーステナイトの球状黒鉛鋳鉄で
、その硬さがＨＢ３５０以下で、しかも黒鉛粒数が３０
０ケ以上であるとき、きわめて優れた切削性を有するこ
とを知見し本発明を完成するに至ったものである。
向上策を種々検討した結果、黒鉛粒数を通常の球状黒鉛
鋳鉄の１ｍ”当り５０〜１００ケから特殊な処理により
、３００ケ以上に著しく増加させることにより、切削性
が飛躍的に向上することが判明した。つまり、基地Ｍｉ
織がベイナイトと残留オーステナイトの球状黒鉛鋳鉄で
、その硬さがＨＢ３５０以下で、しかも黒鉛粒数が３０
０ケ以上であるとき、きわめて優れた切削性を有するこ
とを知見し本発明を完成するに至ったものである。
第１図は黒鉛粒数を変えてホブ切りした時の工具摩耗を
比較したものであるが、黒鉛粒数を１ｍｍ２当り３００
ケ以上で大幅な切削向上が得られることがわかる。
比較したものであるが、黒鉛粒数を１ｍｍ２当り３００
ケ以上で大幅な切削向上が得られることがわかる。
黒鉛粒数を増加させる方法としては、強力な接種による
方法、冷し金を使用する方法などを利用することができ
る。
方法、冷し金を使用する方法などを利用することができ
る。
本発明を以下の実施例により詳細に説明する。
〔実施例１〕
先ず、強力な接種剤を利用して、黒鉛粒数を増加した場
合について説明する。
合について説明する。
製造条件及び加工結果は次の通りである。
＋１１ 化学成分
鉄と不可避的不純物と第１表に示す化学成分の溶湯を用
い、１つは通常の接種、もう１つは強力な接種を行なっ
て黒鉛粒数の異なった粗材を外径２０ＯＮ内径１６０酊
の歯車素材を鋳造した。前者を（Ａ）、後者を（Ｂ）と
する。
い、１つは通常の接種、もう１つは強力な接種を行なっ
て黒鉛粒数の異なった粗材を外径２０ＯＮ内径１６０酊
の歯車素材を鋳造した。前者を（Ａ）、後者を（Ｂ）と
する。
（２）接種方法
粗材（Ａ）、 （Ｂ）の接種方法を第２表に示す。
第２表 接種方法
（３）オーステンパー処理
（Ａ）、 （Ｂ）とも次のようなオーステンパー処理
を施こした。
を施こした。
まず、粗材を８７５℃に加熱して基地をオーステナイト
化し、この温度で２時間保持した後３７５℃までソルト
中にて急冷し、この温度で２時間保持後水冷した。
化し、この温度で２時間保持した後３７５℃までソルト
中にて急冷し、この温度で２時間保持後水冷した。
（４）機械的性質及び組織
（Ａ）、 （Ｂ）のオーステンパー処理後のｔａ Ｍ
的性質及び組織を第３表に示す。
的性質及び組織を第３表に示す。
（５）加工工程
（Ａ）鋳造−旋削加工、他−ホブ切り−オーステンパー
処理 （Ｂ）鋳造−オーステンパー処理−旋削加工、他−ホブ
切り （６）歯車諸元 モジュール ３．０ ピッチ円直径 ２１０．７０７
ｍ圧力角 ２０° 歯先円径２１６．７０７ｍｍ歯
数 ６６ 歯 幅 ３０鶴ねじれ角
２０゜ 転位係数 ０ （７）加工条件 ホブ切り加工条件を第４表に示す。
処理 （Ｂ）鋳造−オーステンパー処理−旋削加工、他−ホブ
切り （６）歯車諸元 モジュール ３．０ ピッチ円直径 ２１０．７０７
ｍ圧力角 ２０° 歯先円径２１６．７０７ｍｍ歯
数 ６６ 歯 幅 ３０鶴ねじれ角
２０゜ 転位係数 ０ （７）加工条件 ホブ切り加工条件を第４表に示す。
第 ４ 表 加 工 条 件（８）完成した
歯車の精度 第５表に完成した歯車の精度を示す。加工後オーステン
パー処理した（Ａ）歯車は熱処理変形のため、ＪＩＳ
４〜５級の精度であるのに対し、熱処理後加工した（Ｂ
）歯車はＪＩＳ １〜２級と非常に精度が高いことがわ
かる。
歯車の精度 第５表に完成した歯車の精度を示す。加工後オーステン
パー処理した（Ａ）歯車は熱処理変形のため、ＪＩＳ
４〜５級の精度であるのに対し、熱処理後加工した（Ｂ
）歯車はＪＩＳ １〜２級と非常に精度が高いことがわ
かる。
第 ５ 表 完成した歯車の精度
〔実施例２〕
次に、冷し金を使用して黒鉛粒数を増加させた場合につ
いて説明する。
いて説明する。
製造条件及び加工結果は次の通りである。
ｆｌ） 化学成分
第１表と同一の化学成分の溶湯を用い、外径２００ｍｍ
、内径１６０ｆｌの歯車素材を鋳造した。
、内径１６０ｆｌの歯車素材を鋳造した。
この中の１つは通常の生型で鋳造し、もう１つは生型で
歯車の歯形に相当する外周部に肉厚１５ｍの冷し金を当
てて鋳造した。前者を（Ｃ）、後者を（Ｄ）とする。
歯車の歯形に相当する外周部に肉厚１５ｍの冷し金を当
てて鋳造した。前者を（Ｃ）、後者を（Ｄ）とする。
（２）接種方法
接種は（Ｃ）（Ｄ）とも同一接種方法とした。
接種方法を第６表に示す。
（３）オーステンパー処理
（Ｃ）、 （Ｄ）ともに実施例１と同じオーステンパ
ー処理を施こした。
ー処理を施こした。
（４）機械的性質及び組織
（Ｃ）、 （Ｄ）のオーステンパー処理後の機械的性
質及びＭｉ織を第７表に示す。
質及びＭｉ織を第７表に示す。
第７表 機械的性質及び組織
（５）加工工程
（Ｃ）鋳造−旋削加工他−ホブ切す−オーステンパー処
理 （Ｄ）鋳造−オーステンパー処理−旋削加工他−ホブ切
り （６）歯車諸元 実施例１と同じ （７）加工条件 ホブ切り加工条件を第８表に示す。
理 （Ｄ）鋳造−オーステンパー処理−旋削加工他−ホブ切
り （６）歯車諸元 実施例１と同じ （７）加工条件 ホブ切り加工条件を第８表に示す。
第８表 加工条件
（８）完成した歯車の精度
第９表に完成した歯車の精度を示す。加工後オーステン
パー処理した（Ｃ）歯車は実施例１と同じように熱処理
による変形のためＪＩＳ ５〜６級の精度であるのに対
し、熱処理後に加工した（Ｄ）歯車は、ＪＩＳ １〜２
級程度で非常に精度が高いことがわかる。
パー処理した（Ｃ）歯車は実施例１と同じように熱処理
による変形のためＪＩＳ ５〜６級の精度であるのに対
し、熱処理後に加工した（Ｄ）歯車は、ＪＩＳ １〜２
級程度で非常に精度が高いことがわかる。
第 ９ 表 完成した歯車の精度
〔発明の効果〕
以上の説明で明らかなように、基地Ｍ１織がベイナイト
と残留オーステナイトよりなるＡＤＩで、硬さをＨＢ３
５０以下とし、かつ黒鉛粒数をｌｍｍ２当り、３００ケ
以上にすることによって、ＡＤＩ歯車に最も適した機械
的性質と切削性を得ることができ工程を短縮するのみな
らず、オーステンパー後にホブ切り等の切削加工が可能
になり大幅な精度向上が得られるものである。
と残留オーステナイトよりなるＡＤＩで、硬さをＨＢ３
５０以下とし、かつ黒鉛粒数をｌｍｍ２当り、３００ケ
以上にすることによって、ＡＤＩ歯車に最も適した機械
的性質と切削性を得ることができ工程を短縮するのみな
らず、オーステンパー後にホブ切り等の切削加工が可能
になり大幅な精度向上が得られるものである。
第１図は、黒鉛粒数の違いによる横逃げ面摩耗幅と切削
時間との関係を示す。
時間との関係を示す。
Claims (1)
- 基地組織がベイナイトと残留オーステナイトよりなる球
状黒鉛鋳鉄で、硬さがＨＢ３５０以下でかつ顕微鏡にて
観察される粒径８μ以上の黒鉛粒数が１ｍｍ＾２あたり
３００ケ以上である歯車素材を歯切り加工することによ
って成形されたことを特徴とするオーステンパー処理球
状黒鉛鋳鉄歯車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11644887A JPS63282237A (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 球状黒鉛鋳鉄歯車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11644887A JPS63282237A (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 球状黒鉛鋳鉄歯車 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63282237A true JPS63282237A (ja) | 1988-11-18 |
Family
ID=14687366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11644887A Pending JPS63282237A (ja) | 1987-05-13 | 1987-05-13 | 球状黒鉛鋳鉄歯車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63282237A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110247581A1 (en) * | 2008-11-19 | 2011-10-13 | Trieschmann Joerg | Gear and balance shaft for a piston engine |
-
1987
- 1987-05-13 JP JP11644887A patent/JPS63282237A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20110247581A1 (en) * | 2008-11-19 | 2011-10-13 | Trieschmann Joerg | Gear and balance shaft for a piston engine |
| US8561589B2 (en) * | 2008-11-19 | 2013-10-22 | Mitec Automotive Ag | Gear and balance shaft for a piston engine |
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