JPH0521711B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0521711B2 JPH0521711B2 JP60225734A JP22573485A JPH0521711B2 JP H0521711 B2 JPH0521711 B2 JP H0521711B2 JP 60225734 A JP60225734 A JP 60225734A JP 22573485 A JP22573485 A JP 22573485A JP H0521711 B2 JPH0521711 B2 JP H0521711B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fatigue strength
- hardening
- metal
- grinding
- glass beads
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は例えば自動車用クランクシヤフトの
ような金属表面の研削面を荒らすことなく疲労強
度を向上させる金属表面の高強度化方法に関する
ものである。
ような金属表面の研削面を荒らすことなく疲労強
度を向上させる金属表面の高強度化方法に関する
ものである。
従来の技術
周知のように、金属成形品であるクランクシヤ
フトのピンフレツト部のように応力が集中する部
位では疲労強度に優れていることが必要とされ、
このような部位には高強度化方法として金属表面
を硬化させる表面焼入が行なわれている。またこ
の表面焼入によりピン軸部の耐摩耗性が向上し、
ピン軸部の焼きつけを防止する効果もある。しか
し、表面焼入により成形品に相当の曲がりが生じ
ており、この曲がりを修正するとともに所定の面
粗度を得るために研削が行なわれている。
フトのピンフレツト部のように応力が集中する部
位では疲労強度に優れていることが必要とされ、
このような部位には高強度化方法として金属表面
を硬化させる表面焼入が行なわれている。またこ
の表面焼入によりピン軸部の耐摩耗性が向上し、
ピン軸部の焼きつけを防止する効果もある。しか
し、表面焼入により成形品に相当の曲がりが生じ
ており、この曲がりを修正するとともに所定の面
粗度を得るために研削が行なわれている。
しかしながら表面焼入により金属表面が硬化し
て疲労強度が向上するにもかかわらず、その後に
必要に応じてなされる研削により表面焼入で硬化
した金属表面を削り取ることとなるため、最終的
には疲労強度の向上は僅かであり、所望の疲労強
度を確保することができず、製品の耐久性能に満
足する結果が得られないという問題点がある。と
ころで表面焼入による硬化層は強度の表面焼入を
行なうほど深くなるが、焼入材の曲がりも大きく
なるため、表面焼入を強度にし、硬化層を深くし
て最終的な疲労強度を増大させることは困難であ
る。
て疲労強度が向上するにもかかわらず、その後に
必要に応じてなされる研削により表面焼入で硬化
した金属表面を削り取ることとなるため、最終的
には疲労強度の向上は僅かであり、所望の疲労強
度を確保することができず、製品の耐久性能に満
足する結果が得られないという問題点がある。と
ころで表面焼入による硬化層は強度の表面焼入を
行なうほど深くなるが、焼入材の曲がりも大きく
なるため、表面焼入を強度にし、硬化層を深くし
て最終的な疲労強度を増大させることは困難であ
る。
また、金属表面の疲労強度を向上させる手段と
して従来行なわれている鋼球を用いたシヨツトピ
ーニングを採用することが可能である。
して従来行なわれている鋼球を用いたシヨツトピ
ーニングを採用することが可能である。
発明が解決しようとする問題点
ところでシヨツトピーニングの採用に当つては
研削前に行なう方法と研削後に行なう方法とが考
えられる。
研削前に行なう方法と研削後に行なう方法とが考
えられる。
しかしながら研削前にシヨツトピーニングを行
なうと前述のように疲労強度が向上した表面近傍
が削り取られてしまうので最終的な疲労強度の向
上には満足する結果が得られない。また研削後に
シヨツトピーニングを行なううと鋼球からなるシ
ヨツト材により研削面が荒れて、表面粗度が低下
してしまい研削効果が阻害される。この結果とし
ては例えば可動部分では焼きつきを起すなどの問
題点が生じる。
なうと前述のように疲労強度が向上した表面近傍
が削り取られてしまうので最終的な疲労強度の向
上には満足する結果が得られない。また研削後に
シヨツトピーニングを行なううと鋼球からなるシ
ヨツト材により研削面が荒れて、表面粗度が低下
してしまい研削効果が阻害される。この結果とし
ては例えば可動部分では焼きつきを起すなどの問
題点が生じる。
この発明は上記問題点を解決することを基本的
な目的とし、金属表面の研削面を荒らすことなく
疲労強度を向上させることのできる金属表面の高
強度化方法を提供するものである。
な目的とし、金属表面の研削面を荒らすことなく
疲労強度を向上させることのできる金属表面の高
強度化方法を提供するものである。
問題点を解決するための手段
すなわち、この発明は金属成形品を表面焼入
し、次いで金属表面を研削した後に、粒径が0.2
〜0.6mmのガラスビーズを投射することを特徴と
する方法である。
し、次いで金属表面を研削した後に、粒径が0.2
〜0.6mmのガラスビーズを投射することを特徴と
する方法である。
作 用
この発明によれば第一におこなわれる表面焼入
により金属表面は硬化して疲労強度が向上する。
次いで行なわれる研削により硬化した表面近傍が
削り取られて疲労強度の向上効果は低減するもの
のその後に行なわれるガラスビーズの投射により
疲労強度が向上される。このため金属成形品に曲
がりが生じない程度に表面焼入を行なうことがで
きる。また、研削の後に、従来行なわれている鋼
球のシヨツトピーニングに代え、より比重の小さ
いガラスビーズを投射するものとしたので、研削
面を荒らすことなく疲労強度を向上させることが
できる。
により金属表面は硬化して疲労強度が向上する。
次いで行なわれる研削により硬化した表面近傍が
削り取られて疲労強度の向上効果は低減するもの
のその後に行なわれるガラスビーズの投射により
疲労強度が向上される。このため金属成形品に曲
がりが生じない程度に表面焼入を行なうことがで
きる。また、研削の後に、従来行なわれている鋼
球のシヨツトピーニングに代え、より比重の小さ
いガラスビーズを投射するものとしたので、研削
面を荒らすことなく疲労強度を向上させることが
できる。
なお前記ガラスビーズは、一般的には比重が
2.00〜4.00である。またその粒径が0.2〜0.6mmで
あるから、研削面を荒らすことなく前記疲労強度
をより有効的に向上させることができる。
2.00〜4.00である。またその粒径が0.2〜0.6mmで
あるから、研削面を荒らすことなく前記疲労強度
をより有効的に向上させることができる。
このガラスビーズの粒径を0.2mm未満にすると
疲労強度の向上効果を不十分であり、0.6mmを越
えると研削面が荒れて面粗度が低下するという問
題点がある。このためガラスビーズの粒径は0.2
〜0.6mmの範囲に限定した。
疲労強度の向上効果を不十分であり、0.6mmを越
えると研削面が荒れて面粗度が低下するという問
題点がある。このためガラスビーズの粒径は0.2
〜0.6mmの範囲に限定した。
実施例
以下にこの発明の実施例を従来例と比較して説
明する。
明する。
金属成形品としてピン２の径が42mm、ピンフイ
レツト３の半径が2.5mm、ジヤーナル４の径が55
mmのクランクシヤフト（JIS S50C）１を用いる。
このクランクシヤフト１を用いた各比較例および
実施例は第１図に示される。
レツト３の半径が2.5mm、ジヤーナル４の径が55
mmのクランクシヤフト（JIS S50C）１を用いる。
このクランクシヤフト１を用いた各比較例および
実施例は第１図に示される。
比較例１はクランクシヤフト１に高周波焼入を
行なうことなく研磨を行ない、その後に鋼球によ
るシヨツトピーニングもガラスビーズの投射も行
なわないものであり、第２の比較例は高周波焼入
をおこなうことなく研削および鋼球によるシヨツ
トピーニングを行なつたものであり、第３の比較
例は高周波焼入をおこなつた後に研磨もシヨトピ
ーニングも行なわなかつたものである。第４の比
較例は高周波焼入を行なつた後に研削を行ない、
その後にシヨツトピーニングを行なわなかつたも
のであり、実施例は高周波焼入を行ない、次いで
研磨を行なつた後にガラスビーズを投射したもの
である。この実施例で用いられるガラスビーズは
その化学成分がSiO272％、Na2O14％、CaO8％、
MgO4％、Al2O31％からなり、直比重2.52、硬さ
Hv450〜520の性状を有しており、形状として80
％以上が粒径250〜344μｍの球形からなる。この
ガラスビーズ５を、第４図に示されるように回転
台７に固定されて回転させられたクランクシヤフ
ト１のフイレツト部３の金属表面にエアー圧５Kg
ｆ／cm2でノズル６から２分間投射した。その結果
アークハイトは0.1mmであつた。第１図に示され
るように高周波焼入を行なわずに研削し、その後
に鋼球によるシヨツトピーニングを行なわないも
の（比較例１）は疲労強度は最も低く、比較例１
と比較例２とから研削後のシヨツトピーニングよ
りも研削前の高周波焼入の方が疲労強度の向上効
果は大である。この高周波焼入を行なつたものを
研削する（比較例４）と、疲労強度は研削しない
もの（比較例３）に対して15％低下する。これは
第２図に示されるように残留圧縮応力の大きい表
面近傍が削り取られるためである。
行なうことなく研磨を行ない、その後に鋼球によ
るシヨツトピーニングもガラスビーズの投射も行
なわないものであり、第２の比較例は高周波焼入
をおこなうことなく研削および鋼球によるシヨツ
トピーニングを行なつたものであり、第３の比較
例は高周波焼入をおこなつた後に研磨もシヨトピ
ーニングも行なわなかつたものである。第４の比
較例は高周波焼入を行なつた後に研削を行ない、
その後にシヨツトピーニングを行なわなかつたも
のであり、実施例は高周波焼入を行ない、次いで
研磨を行なつた後にガラスビーズを投射したもの
である。この実施例で用いられるガラスビーズは
その化学成分がSiO272％、Na2O14％、CaO8％、
MgO4％、Al2O31％からなり、直比重2.52、硬さ
Hv450〜520の性状を有しており、形状として80
％以上が粒径250〜344μｍの球形からなる。この
ガラスビーズ５を、第４図に示されるように回転
台７に固定されて回転させられたクランクシヤフ
ト１のフイレツト部３の金属表面にエアー圧５Kg
ｆ／cm2でノズル６から２分間投射した。その結果
アークハイトは0.1mmであつた。第１図に示され
るように高周波焼入を行なわずに研削し、その後
に鋼球によるシヨツトピーニングを行なわないも
の（比較例１）は疲労強度は最も低く、比較例１
と比較例２とから研削後のシヨツトピーニングよ
りも研削前の高周波焼入の方が疲労強度の向上効
果は大である。この高周波焼入を行なつたものを
研削する（比較例４）と、疲労強度は研削しない
もの（比較例３）に対して15％低下する。これは
第２図に示されるように残留圧縮応力の大きい表
面近傍が削り取られるためである。
この高周波焼入に次いで研削したものにガラス
ビーズを投射する（実施例）と第２図に示される
ように表面近傍の残留圧縮応力は非常に増加し、
第１図に示されるようにその疲労強度は高周波焼
入のみを行ない研削を行なわなかつたものよりも
優れている。この実施例における金属表面は上述
のように疲労強度が大幅に向上するとともに、第
３図に示されるように表面粗度の低下はわずかで
あり、面粗度は焼きつきを生じさせないための規
格内にある。一方従来の鋼球を用いたシヨツトピ
ーニングではその面粗度の低下は大であり、焼き
つきの生じない規格範囲外にあつて、焼きつきを
生じさせるおそれが高い。
ビーズを投射する（実施例）と第２図に示される
ように表面近傍の残留圧縮応力は非常に増加し、
第１図に示されるようにその疲労強度は高周波焼
入のみを行ない研削を行なわなかつたものよりも
優れている。この実施例における金属表面は上述
のように疲労強度が大幅に向上するとともに、第
３図に示されるように表面粗度の低下はわずかで
あり、面粗度は焼きつきを生じさせないための規
格内にある。一方従来の鋼球を用いたシヨツトピ
ーニングではその面粗度の低下は大であり、焼き
つきの生じない規格範囲外にあつて、焼きつきを
生じさせるおそれが高い。
なお、この実施例では表面焼入として高周波焼
入を用いたがこれに限定されるものではなく、火
災焼入などの他の表面焼入を用いることもでき
る。また、表面処理を行なう金属成形品として自
動車用のクラクシヤフトを用いて説明したが、本
発明としてはこれに限定されるものではなく、研
削面の表面粗度を低下させることなく疲労強度を
増大させたい金属成形品に応用することができ
る。
入を用いたがこれに限定されるものではなく、火
災焼入などの他の表面焼入を用いることもでき
る。また、表面処理を行なう金属成形品として自
動車用のクラクシヤフトを用いて説明したが、本
発明としてはこれに限定されるものではなく、研
削面の表面粗度を低下させることなく疲労強度を
増大させたい金属成形品に応用することができ
る。
発明の効果
以上、説明したようにこの発明によれば、表面
焼入れした金属成形品の表面に、0.2〜0.6mmの粒
径のガラスビーズを投射するので、金属成形品の
表面粗度を低下させず表面の疲労強度を向上させ
ることができ、また表面焼入えは曲がりの生じな
い軽度の焼入れでよいため、変形や寸法精度の低
下などを防止することができる。
焼入れした金属成形品の表面に、0.2〜0.6mmの粒
径のガラスビーズを投射するので、金属成形品の
表面粗度を低下させず表面の疲労強度を向上させ
ることができ、また表面焼入えは曲がりの生じな
い軽度の焼入れでよいため、変形や寸法精度の低
下などを防止することができる。
第１図は各比較例およびこの発明の一実施例の
疲労強度を示すグラフ、第２図はこの発明の実施
例と比較例の表面からの距離に対する残留応力を
示すグラフ、第３図はこの発明の実施例と鋼球を
用いたシヨツトピーニングとの表面における面粗
度（十点平均あらさ）を示すグラフ、第４図はこ
の発明の実施例におけるガラスビーズの投射工程
を示す斜面図である。 １……クランクシヤフト、３……フイレツト
部。
疲労強度を示すグラフ、第２図はこの発明の実施
例と比較例の表面からの距離に対する残留応力を
示すグラフ、第３図はこの発明の実施例と鋼球を
用いたシヨツトピーニングとの表面における面粗
度（十点平均あらさ）を示すグラフ、第４図はこ
の発明の実施例におけるガラスビーズの投射工程
を示す斜面図である。 １……クランクシヤフト、３……フイレツト
部。
Claims (1)
- １ 金属成形品を表面焼入れし、次いで金属表面
を研削した後に、粒径が0.2〜0.6mmのガラスビー
ズを投射することを特徴とする金属表面の高強度
化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22573485A JPS6284974A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 金属表面の高強度化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22573485A JPS6284974A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 金属表面の高強度化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6284974A JPS6284974A (ja) | 1987-04-18 |
| JPH0521711B2 true JPH0521711B2 (ja) | 1993-03-25 |
Family
ID=16833989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22573485A Granted JPS6284974A (ja) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | 金属表面の高強度化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6284974A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3355275B2 (ja) * | 1996-03-08 | 2002-12-09 | 本田技研工業株式会社 | 歯車の高強度化装置 |
| JP3355274B2 (ja) * | 1996-03-08 | 2002-12-09 | 本田技研工業株式会社 | 歯車の高強度化装置 |
| JP4552342B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2010-09-29 | 株式会社デンソー | ガスセンサの製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633432A (en) * | 1979-08-29 | 1981-04-03 | Toshiba Corp | Hardening method for surface of turbine blade |
| JPS56114638A (en) * | 1980-02-14 | 1981-09-09 | Mazda Motor Corp | Connecting rod manufacturing method |
-
1985
- 1985-10-09 JP JP22573485A patent/JPS6284974A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6284974A (ja) | 1987-04-18 |
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