JPH0325253B2 - - Google Patents
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- JPH0325253B2 JPH0325253B2 JP3819685A JP3819685A JPH0325253B2 JP H0325253 B2 JPH0325253 B2 JP H0325253B2 JP 3819685 A JP3819685 A JP 3819685A JP 3819685 A JP3819685 A JP 3819685A JP H0325253 B2 JPH0325253 B2 JP H0325253B2
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- spur gear
- forging
- heating
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- gear
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- Forging (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
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（焼なまし）→機械加工→歯切
り加工→浸炭焼入れ・焼もどし→ラツピングなる
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つた。
この機械加工、歯切り加工の工程は、熱間鍛造後
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、歯切り加工によつて精密寸法に
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あるだけでなく、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つた。 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℃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、 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エービ
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、従来不可欠であつた歯切り工
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、さ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
面のたれを防止するため、鋸又は拘束シヤー切断
が望ましく、その後シヨ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鍛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、前据込み率
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、製造歯部において充分に
折れ曲つ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つ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℃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機能
するもので、一般にコロイダルグラフアイトが使
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℃／min以上の加熱速度で急速加熱する必要
があり、高周波加熱が好ましい。また、高周波加
熱時の加熱温度は、650℃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900℃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、除冷する必要がある。また、浸炭時の粗
粒化防止にも徐冷が有効である。 温間型鍛造後に、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エービングを施すが、
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
のち、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
ヨ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、水溶性潤
滑剤（商品名：デルタフオージ 144、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つ
た。 温間鍛造後、型より取り出して空冷し、シエー
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
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ASTM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４級精度の平歯車を、歯切り工
程なしで高効率で量産できることが分る。
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（焼なまし）→機械加工→歯切
り加工→浸炭焼入れ・焼もどし→ラツピングなる
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つた。
この機械加工、歯切り加工の工程は、熱間鍛造後
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、歯切り加工によつて精密寸法に
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あるだけでなく、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つた。 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℃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、 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エービ
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、従来不可欠であつた歯切り工
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、さ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
面のたれを防止するため、鋸又は拘束シヤー切断
が望ましく、その後シヨ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鍛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、前据込み率
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、製造歯部において充分に
折れ曲つ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つ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℃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機能
するもので、一般にコロイダルグラフアイトが使
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℃／min以上の加熱速度で急速加熱する必要
があり、高周波加熱が好ましい。また、高周波加
熱時の加熱温度は、650℃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900℃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、除冷する必要がある。また、浸炭時の粗
粒化防止にも徐冷が有効である。 温間型鍛造後に、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エービングを施すが、
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
のち、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
ヨ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、水溶性潤
滑剤（商品名：デルタフオージ 144、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つ
た。 温間鍛造後、型より取り出して空冷し、シエー
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
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ASTM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４級精度の平歯車を、歯切り工
程なしで高効率で量産できることが分る。
【表】
【表】
【表】
第１図は平歯車を示す縦断説明図である。
Claims (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エービングを
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。 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エービン
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3819685A JPS61195725A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 高強度平歯車の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3819685A JPS61195725A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 高強度平歯車の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61195725A JPS61195725A (ja) | 1986-08-30 |
| JPH0325253B2 true JPH0325253B2 (ja) | 1991-04-05 |
Family
ID=12518598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3819685A Granted JPS61195725A (ja) | 1985-02-27 | 1985-02-27 | 高強度平歯車の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61195725A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6418545A (en) * | 1987-07-14 | 1989-01-23 | Honda Motor Co Ltd | Method for forging gear |
| KR100429946B1 (ko) * | 2001-02-19 | 2004-05-03 | 한국기계연구원 | 냉간 단조에 의한 일체형 더블 평치차의 제조방법 |
| CN101695806B (zh) | 2009-09-18 | 2011-11-30 | 江苏太平洋精锻科技股份有限公司 | 汽车变速器倒档齿轮制造工艺 |
| CN101804546B (zh) * | 2010-03-22 | 2011-05-11 | 重庆创精温锻成型有限公司 | 汽车变速箱换挡齿制作方法 |
| CN104826980A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-08-12 | 江苏金源锻造股份有限公司 | 一种齿圈的锻造工艺 |
| CN104668433A (zh) * | 2015-02-03 | 2015-06-03 | 江苏金源锻造股份有限公司 | 一种大齿轮的锻造工艺 |
| CN105127345B (zh) * | 2015-09-30 | 2017-01-25 | 江苏威鹰机械有限公司 | 轿车变速器结合齿环的生产方法 |
| CN105543465A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-05-04 | 山东伊莱特重工股份有限公司 | 一种大型风力发电机偏航齿轮控冷淬火回火处理工艺 |
| CN106180533A (zh) * | 2016-07-19 | 2016-12-07 | 苏州誉衡昌精密机械有限公司 | 一种齿轮传动头的锻造工艺 |
| CN106391983B (zh) * | 2016-11-02 | 2018-12-11 | 贵州航飞精密制造有限公司 | 一种精准快速实现齿成型的加工方法及模具 |
| CN107470528B (zh) * | 2017-08-04 | 2019-02-01 | 钢铁研究总院 | 一种核电用SA508Gr.4N钢大锻件中心部位细化的锻造方法 |
| CN115612546A (zh) * | 2020-06-03 | 2023-01-17 | 上海铂斯海特材料科技有限公司 | 一种水性金属冷挤压润滑剂及其制备工艺 |
| CN114483916A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-05-13 | 东莞普莱特传动设备有限公司 | 一种用在行星减速机内的鼓形齿 |
-
1985
- 1985-02-27 JP JP3819685A patent/JPS61195725A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61195725A (ja) | 1986-08-30 |
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