JPH0525546A - 高ねじり強度軸形状機械部品の製造方法 - Google Patents
高ねじり強度軸形状機械部品の製造方法Info
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- JPH0525546A JPH0525546A JP17813191A JP17813191A JPH0525546A JP H0525546 A JPH0525546 A JP H0525546A JP 17813191 A JP17813191 A JP 17813191A JP 17813191 A JP17813191 A JP 17813191A JP H0525546 A JPH0525546 A JP H0525546A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 焼割れを防止し、優れたねじり強さを有する
部品の製造方法を提供する。 【構成】 Ｃ：０．４〜０．８％を含有する鋼を用いて
軸形状部品を製造する時、所定の形状に加工後、高周波
焼入れ−焼戻しにより有効硬化層深さｔと部品半径ｒの
比ｔ／ｒを０．４〜０．８とし、かつ断面内平均硬さを
５５０以上とするか、またはＣ：０．３〜０．５％を含
有する鋼を用いて軸形状部品を製造する時、所定の形状
に加工後、浸炭焼入れ−焼戻しによりｔ／ｒを０．２〜
０．６とし、かつ断面内平均硬さＨＶａを５５０以上と
する。ただし断面を半径方向に同心円状にｎ個のリング
に分割し、ｎ番目のリング状部分の硬さをＨＶｎ、面積
をＳｎとした時、 【数１】
部品の製造方法を提供する。 【構成】 Ｃ：０．４〜０．８％を含有する鋼を用いて
軸形状部品を製造する時、所定の形状に加工後、高周波
焼入れ−焼戻しにより有効硬化層深さｔと部品半径ｒの
比ｔ／ｒを０．４〜０．８とし、かつ断面内平均硬さを
５５０以上とするか、またはＣ：０．３〜０．５％を含
有する鋼を用いて軸形状部品を製造する時、所定の形状
に加工後、浸炭焼入れ−焼戻しによりｔ／ｒを０．２〜
０．６とし、かつ断面内平均硬さＨＶａを５５０以上と
する。ただし断面を半径方向に同心円状にｎ個のリング
に分割し、ｎ番目のリング状部分の硬さをＨＶｎ、面積
をＳｎとした時、 【数１】
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高ねじり強度軸形状機械
部品の製造方法にかかわり、例えば、図１の（Ａ）〜
（Ｃ）に示したようにセレーション部を有するシャフ
ト、フランジ付シャフト、外筒付シャフト等の自動車の
動力伝達系を構成する部品として、優れたねじり強さを
有する軸形状機械部品の製造方法に関するものである。
部品の製造方法にかかわり、例えば、図１の（Ａ）〜
（Ｃ）に示したようにセレーション部を有するシャフ
ト、フランジ付シャフト、外筒付シャフト等の自動車の
動力伝達系を構成する部品として、優れたねじり強さを
有する軸形状機械部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の動力伝達系を構成する部品は、
近年の自動車エンジンの高出力化にともない、高強度化
（ねじり強さの向上）の指向が強い。これらの部品は、
通常中炭素鋼を所定の部品に成形加工し、高周波焼入れ
−焼戻しを施して製造されている。高周波焼入れ材のね
じり強さは、例えば「いすず技報、第６７号９頁」にみ
られるように、高周波焼入れ深さを深くするほど向上す
る。しかしながら、現状ではねじり強さ（表面最大せん
断応力：以下τmax と呼ぶ）約１５０kgf/mm2 しか実現
できていない。
近年の自動車エンジンの高出力化にともない、高強度化
（ねじり強さの向上）の指向が強い。これらの部品は、
通常中炭素鋼を所定の部品に成形加工し、高周波焼入れ
−焼戻しを施して製造されている。高周波焼入れ材のね
じり強さは、例えば「いすず技報、第６７号９頁」にみ
られるように、高周波焼入れ深さを深くするほど向上す
る。しかしながら、現状ではねじり強さ（表面最大せん
断応力：以下τmax と呼ぶ）約１５０kgf/mm2 しか実現
できていない。
【０００３】また、特公昭６３−６２５７１号公報には
Ｃ；０．３０〜０．３８％、Ｍｎ；０．６〜１．５％、
Ｂ；０．０００５〜０．００３０％、Ｔｉ；０．０１〜
０．０４％、Ａｌ；０．０１〜０．０４％からなる鋼を
ドライブシャフトに成形し、高周波焼入れによる高周波
焼入れ深さと鋼部材半径の比を０．４以上とするドライ
ブシャフトの製造方法が示されている。しかしながら、
前記公報によるドライブシャフト材ではその第１図にみ
られるように、やはり、τmax は約１６０kgf/mm2 程度
しか実現できていない。
Ｃ；０．３０〜０．３８％、Ｍｎ；０．６〜１．５％、
Ｂ；０．０００５〜０．００３０％、Ｔｉ；０．０１〜
０．０４％、Ａｌ；０．０１〜０．０４％からなる鋼を
ドライブシャフトに成形し、高周波焼入れによる高周波
焼入れ深さと鋼部材半径の比を０．４以上とするドライ
ブシャフトの製造方法が示されている。しかしながら、
前記公報によるドライブシャフト材ではその第１図にみ
られるように、やはり、τmax は約１６０kgf/mm2 程度
しか実現できていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記したτ
max ＝１５０〜１６０kgf/mm2 の強さレベルは、自動車
の動力伝達系部品の強さレベルとして十分であるとは言
えないのが現状である。一方、高周波焼入れ材では、高
強度化にともなって焼割れが発生しやすくなり、その抑
制が現在重要な課題の一つとなっている。
max ＝１５０〜１６０kgf/mm2 の強さレベルは、自動車
の動力伝達系部品の強さレベルとして十分であるとは言
えないのが現状である。一方、高周波焼入れ材では、高
強度化にともなって焼割れが発生しやすくなり、その抑
制が現在重要な課題の一つとなっている。
【０００５】本発明の目的は、τmax が１８０kgf/mm2
以上の優れたねじり強さを有し、かつ焼割れ感受性の小
さい軸形状を有する高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れ
部品の製造方法を提供しようとするものである。
以上の優れたねじり強さを有し、かつ焼割れ感受性の小
さい軸形状を有する高周波焼入れ、あるいは浸炭焼入れ
部品の製造方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段、作用】本発明者らは、優
れたねじり強さを有し、かつ焼割れ感受性の小さい部品
を実現するために、鋭意検討を行い、次の知見を得た。 （１）ねじり強さは、下記で定義される断面内平均硬さ
に比例して向上し、τma x が１８０kgf/mm2 以上の優れ
たねじり強さを得るためには断面内平均硬さＨＶａを５
５０以上とすることが必要である。
れたねじり強さを有し、かつ焼割れ感受性の小さい部品
を実現するために、鋭意検討を行い、次の知見を得た。 （１）ねじり強さは、下記で定義される断面内平均硬さ
に比例して向上し、τma x が１８０kgf/mm2 以上の優れ
たねじり強さを得るためには断面内平均硬さＨＶａを５
５０以上とすることが必要である。
【０００７】断面内平均硬さの定義；図２に示したよう
に、断面を半径方向に同心円状にｎ個のリングに分割
し、ｎ番目のリング状部分の硬さをＨＶｎ、面積をＳｎ
とした時、
に、断面を半径方向に同心円状にｎ個のリングに分割
し、ｎ番目のリング状部分の硬さをＨＶｎ、面積をＳｎ
とした時、
【０００８】
【数３】
【０００９】（２）断面内平均硬さの増加は、高炭素鋼
を用いて焼入れ深さをより深くするか、もしくは中炭素
鋼を用いてより深く浸炭焼入れすることによって実現可
能である。ただし、ともに焼入れ深さを深くし過ぎる
と、焼割れを起こす危険性があるので、焼入れ深さに上
限が存在する。 （３）さらに、上記に加えて、高周波焼入れ−焼戻し
後、または浸炭焼入れ−焼戻し後、ショットピーニング
処理を行うことにより、さらにねじり強さは増加する。
を用いて焼入れ深さをより深くするか、もしくは中炭素
鋼を用いてより深く浸炭焼入れすることによって実現可
能である。ただし、ともに焼入れ深さを深くし過ぎる
と、焼割れを起こす危険性があるので、焼入れ深さに上
限が存在する。 （３）さらに、上記に加えて、高周波焼入れ−焼戻し
後、または浸炭焼入れ−焼戻し後、ショットピーニング
処理を行うことにより、さらにねじり強さは増加する。
【００１０】本発明は以上の新規なる知見に基づいてな
されたものであって、その要旨とするところは、重量比
として、Ｃ：０．４〜０．８％を含有する鋼を用いて軸
形状機械部品を製造するに際して、所定の部品形状に成
形加工後、高周波焼入れ−焼戻しにより、有効硬化層深
さｔと部品半径ｒの比ｔ／ｒを０．４〜０．８とし、か
つ上記で定義される断面内平均硬さＨＶａを５５０以上
とするか、またはＣ：０．３〜０．５％を含有する鋼を
用いて軸形状機械部品を製造するに際して、所定の部品
形状に成形加工後、浸炭焼入れ−焼戻しにより、有効硬
化層深さｔと部品半径ｒの比ｔ／ｒを０．２〜０．６と
し、かつ上記で定義される断面内平均硬さＨＶａを５５
０以上とし、またはさらに熱処理後、アークハイト０．
５ｍｍＡ以上の強さでショットピーニング処理を行うこ
とを特徴とする高ねじり強度軸形状機械部品の製造方法
にある。
されたものであって、その要旨とするところは、重量比
として、Ｃ：０．４〜０．８％を含有する鋼を用いて軸
形状機械部品を製造するに際して、所定の部品形状に成
形加工後、高周波焼入れ−焼戻しにより、有効硬化層深
さｔと部品半径ｒの比ｔ／ｒを０．４〜０．８とし、か
つ上記で定義される断面内平均硬さＨＶａを５５０以上
とするか、またはＣ：０．３〜０．５％を含有する鋼を
用いて軸形状機械部品を製造するに際して、所定の部品
形状に成形加工後、浸炭焼入れ−焼戻しにより、有効硬
化層深さｔと部品半径ｒの比ｔ／ｒを０．２〜０．６と
し、かつ上記で定義される断面内平均硬さＨＶａを５５
０以上とし、またはさらに熱処理後、アークハイト０．
５ｍｍＡ以上の強さでショットピーニング処理を行うこ
とを特徴とする高ねじり強度軸形状機械部品の製造方法
にある。
【００１１】以下に、本発明を詳細に説明する。請求項
１の発明で、重量比として、Ｃ：０．４〜０．８％を含
有する鋼を用いるのは次の理由による。Ｃは高周波焼入
れ硬化層の硬さを増加させるのに有効な元素であるが、
０．４％未満では硬さが不十分であり、また０．８％を
超えると靭性の劣化を招くとともに、焼割れが発生しや
すくなるため、含有量を０．４〜０．８％に定めた。
１の発明で、重量比として、Ｃ：０．４〜０．８％を含
有する鋼を用いるのは次の理由による。Ｃは高周波焼入
れ硬化層の硬さを増加させるのに有効な元素であるが、
０．４％未満では硬さが不十分であり、また０．８％を
超えると靭性の劣化を招くとともに、焼割れが発生しや
すくなるため、含有量を０．４〜０．８％に定めた。
【００１２】次に、請求項１の発明では、軸形状機械部
品を製造するに際して、所定の部品形状に成形加工後、
高周波焼入れ−焼戻しにより、有効硬化層深さｔと部品
半径ｒの比ｔ／ｒを０．４〜０．８とし、かつ上記で定
義される断面内平均硬さＨＶａを５５０以上とするので
あるが、以下にその理由を述べる。高周波焼入れ材のね
じり強さは、高周波焼入れ深さを深くするほど向上する
が、有効硬化層深さがｔ／ｒで０．４未満では、ねじり
強さ向上効果が小さく、また０．８を超えると表層の圧
縮残留応力が低下するため、焼割れ発生の危険性が増
す。以上の理由で、有効硬化層深さｔと部品半径ｒの比
ｔ／ｒを０．４〜０．８とした。ここで、本発明でいう
部品半径ｒは、図１に示したシャフト部の半径である。
なお、断面が非軸対称な部位については、本発明では、
断面積より求められる円相当半径を用いて部品半径ｒと
する。また、有効硬化層深さは、ＪＩＳＧ ０５５９で
規定する高周波焼入れ硬化層深さ測定方法に基づく有効
硬化層深さである。
品を製造するに際して、所定の部品形状に成形加工後、
高周波焼入れ−焼戻しにより、有効硬化層深さｔと部品
半径ｒの比ｔ／ｒを０．４〜０．８とし、かつ上記で定
義される断面内平均硬さＨＶａを５５０以上とするので
あるが、以下にその理由を述べる。高周波焼入れ材のね
じり強さは、高周波焼入れ深さを深くするほど向上する
が、有効硬化層深さがｔ／ｒで０．４未満では、ねじり
強さ向上効果が小さく、また０．８を超えると表層の圧
縮残留応力が低下するため、焼割れ発生の危険性が増
す。以上の理由で、有効硬化層深さｔと部品半径ｒの比
ｔ／ｒを０．４〜０．８とした。ここで、本発明でいう
部品半径ｒは、図１に示したシャフト部の半径である。
なお、断面が非軸対称な部位については、本発明では、
断面積より求められる円相当半径を用いて部品半径ｒと
する。また、有効硬化層深さは、ＪＩＳＧ ０５５９で
規定する高周波焼入れ硬化層深さ測定方法に基づく有効
硬化層深さである。
【００１３】次に、ねじり強さは、図３に示したよう
に、断面内平均硬さに比例して向上し、τmax が１８０
kgf/mm2 以上の優れたねじり強さを得るためには断面内
平均硬さＨＶａを５５０以上とすることが必要であり、
それ未満ではねじり強さが不足するため、断面内平均硬
さＨＶａを５５０以上とした。次に、請求項２の発明
で、重量比として、Ｃ：０．３〜０．５％を含有する鋼
を用いるのは次の理由による。Ｃは浸炭焼入れ材の芯部
硬さを増加させるのに有効な元素であるが、０．３％未
満では硬さが不十分であり、また０．５％を超えると靭
性の劣化を招くとともに、焼割れが発生しやすくなるた
め、含有量を０．３〜０．５％に定めた。
に、断面内平均硬さに比例して向上し、τmax が１８０
kgf/mm2 以上の優れたねじり強さを得るためには断面内
平均硬さＨＶａを５５０以上とすることが必要であり、
それ未満ではねじり強さが不足するため、断面内平均硬
さＨＶａを５５０以上とした。次に、請求項２の発明
で、重量比として、Ｃ：０．３〜０．５％を含有する鋼
を用いるのは次の理由による。Ｃは浸炭焼入れ材の芯部
硬さを増加させるのに有効な元素であるが、０．３％未
満では硬さが不十分であり、また０．５％を超えると靭
性の劣化を招くとともに、焼割れが発生しやすくなるた
め、含有量を０．３〜０．５％に定めた。
【００１４】次に、請求項２の発明では、軸形状機械部
品を製造するに際して、所定の部品形状に成形加工後、
浸炭焼入れ−焼戻しにより、有効硬化層深さｔと部品半
径ｒの比ｔ／ｒを０．２〜０．６とし、かつ上記で定義
される断面内平均硬さＨＶａを５５０以上とするのであ
るが、以下にその理由を述べる。浸炭焼入れ材のねじり
強さは、浸炭焼入れ深さを深くするほど向上するが、有
効硬化層深さがｔ／ｒで０．２未満では、ねじり強さ向
上効果が小さく、また０．６を超える浸炭処理は極めて
長時間を要し、製造コストが顕著に増大する。以上の理
由で、有効硬化層深さｔと部品半径ｒの比ｔ／ｒを０．
２〜０．６とした。ここで、本発明でいう部品半径ｒ
は、図１に示したシャフト部の半径である。なお、断面
が非軸対称な部位については、本発明では、断面積より
求められる円相当半径を用いて部品半径ｒとする。ま
た、有効硬化層深さは、ＪＩＳ Ｇ ０５５７で規定す
る浸炭硬化層深さ測定方法に基づく有効硬化層深さであ
る。なお、断面内平均硬さＨＶａを５５０以上とするの
は第１項発明と同じ理由である。なお、第２項発明にお
ける浸炭時の炭素ポテンシャルは特に規定しないが、
０．６〜１．０ｗｔ％の範囲が望ましい。
品を製造するに際して、所定の部品形状に成形加工後、
浸炭焼入れ−焼戻しにより、有効硬化層深さｔと部品半
径ｒの比ｔ／ｒを０．２〜０．６とし、かつ上記で定義
される断面内平均硬さＨＶａを５５０以上とするのであ
るが、以下にその理由を述べる。浸炭焼入れ材のねじり
強さは、浸炭焼入れ深さを深くするほど向上するが、有
効硬化層深さがｔ／ｒで０．２未満では、ねじり強さ向
上効果が小さく、また０．６を超える浸炭処理は極めて
長時間を要し、製造コストが顕著に増大する。以上の理
由で、有効硬化層深さｔと部品半径ｒの比ｔ／ｒを０．
２〜０．６とした。ここで、本発明でいう部品半径ｒ
は、図１に示したシャフト部の半径である。なお、断面
が非軸対称な部位については、本発明では、断面積より
求められる円相当半径を用いて部品半径ｒとする。ま
た、有効硬化層深さは、ＪＩＳ Ｇ ０５５７で規定す
る浸炭硬化層深さ測定方法に基づく有効硬化層深さであ
る。なお、断面内平均硬さＨＶａを５５０以上とするの
は第１項発明と同じ理由である。なお、第２項発明にお
ける浸炭時の炭素ポテンシャルは特に規定しないが、
０．６〜１．０ｗｔ％の範囲が望ましい。
【００１５】次に、本発明では高周波焼入れ−焼戻し
後、または浸炭焼入れ−焼戻し後、さらにアークハイト
０．５ｍｍＡ以上の強さでショットピーニング処理を行
うことができる。ショットピーニングの強さの指標とし
ては、例えば「自動車技術、Ｖｏｌ．４１、Ｎｏ．７、
１９８７、７２６〜７２７頁」に記載されているよう
に、通常「アークハイト」が用いられる。これは、アル
メンストリップ（厚さによりＮ、Ａ、Ｃ３種類）と呼ば
れる薄い鋼片にショットを投射し、アルメンストリップ
の反り返った弧の高さ（アークハイト）でショットピー
ニングの強さを評価する方法である（アークハイトはア
ルメンストリップＮ、Ａ、Ｃ間で換算可能）。本発明で
は、最も一般的に用いられているアルメンストリップＡ
を用いた時のアークハイトでショットピーニングの強さ
を限定した。本発明におけるショットピーニングの目的
は表層の圧縮残留応力を増加させて、ねじり強さの一層
の向上を図るためである。ただし、ショットピーニング
の強さがアークハイト０．５ｍｍＡ未満ではその効果が
小さいのでアークハイトを０．５ｍｍＡ以上とした。
後、または浸炭焼入れ−焼戻し後、さらにアークハイト
０．５ｍｍＡ以上の強さでショットピーニング処理を行
うことができる。ショットピーニングの強さの指標とし
ては、例えば「自動車技術、Ｖｏｌ．４１、Ｎｏ．７、
１９８７、７２６〜７２７頁」に記載されているよう
に、通常「アークハイト」が用いられる。これは、アル
メンストリップ（厚さによりＮ、Ａ、Ｃ３種類）と呼ば
れる薄い鋼片にショットを投射し、アルメンストリップ
の反り返った弧の高さ（アークハイト）でショットピー
ニングの強さを評価する方法である（アークハイトはア
ルメンストリップＮ、Ａ、Ｃ間で換算可能）。本発明で
は、最も一般的に用いられているアルメンストリップＡ
を用いた時のアークハイトでショットピーニングの強さ
を限定した。本発明におけるショットピーニングの目的
は表層の圧縮残留応力を増加させて、ねじり強さの一層
の向上を図るためである。ただし、ショットピーニング
の強さがアークハイト０．５ｍｍＡ未満ではその効果が
小さいのでアークハイトを０．５ｍｍＡ以上とした。
【００１６】なお、本発明対象鋼としては、上記の如く
Ｃの範囲のみしか限定しないが、Ｃ以外の成分を下記の
範囲で含有させることが望ましい。 Ｓｉ：０．０１〜０．５％ Ｍｎ：０．５０〜２．０％ Ｓ：０．０１〜０．１０％ Ａｌ：０．０１５〜０．０５％ Ｎ：０．００５〜０．０２０％ さらに焼入れ性の向上を目的として、必要に応じて、 Ｃｒ：１．５％以下 Ｎｉ：３．５％以下 Ｍｏ：１．０％以下 の１種または２種以上を含有させる。
Ｃの範囲のみしか限定しないが、Ｃ以外の成分を下記の
範囲で含有させることが望ましい。 Ｓｉ：０．０１〜０．５％ Ｍｎ：０．５０〜２．０％ Ｓ：０．０１〜０．１０％ Ａｌ：０．０１５〜０．０５％ Ｎ：０．００５〜０．０２０％ さらに焼入れ性の向上を目的として、必要に応じて、 Ｃｒ：１．５％以下 Ｎｉ：３．５％以下 Ｍｏ：１．０％以下 の１種または２種以上を含有させる。
【００１７】また、さらに高周波加熱時、浸炭加熱時の
オーステナイト粒の粗大化防止をはかることを目的とし
て、必要に応じて、 Ｔｉ：０．０４０％以下 Ｎｂ：０．１％以下 Ｖ：０．３％以下 の１種または２種以上を含有させる。
オーステナイト粒の粗大化防止をはかることを目的とし
て、必要に応じて、 Ｔｉ：０．０４０％以下 Ｎｂ：０．１％以下 Ｖ：０．３％以下 の１種または２種以上を含有させる。
【００１８】さらにＰ：０．０３０％以下に制限する。
また、本発明では高周波焼入れ条件、浸炭焼入れ条件お
よび焼戻し条件は上記で規定した以外は特に限定せず、
本発明の要件を満足する方法であればいずれの条件でも
よい。また、本発明では高周波焼入れの前に焼準、焼
鈍、球状化焼鈍、焼入れ−焼戻し等の熱処理を必要に応
じて行うことができる。なお、高周波焼入れ、浸炭焼入
れの前に焼準、焼鈍、球状化焼鈍を行わない場合には、
鋼材素材の熱間圧延による製造を仕上温度；７００〜８
５０℃、仕上圧延後７００〜５００℃の温度範囲の平均
冷却速度；０．０５〜０．７℃／秒の条件で行うのが望
ましい。
また、本発明では高周波焼入れ条件、浸炭焼入れ条件お
よび焼戻し条件は上記で規定した以外は特に限定せず、
本発明の要件を満足する方法であればいずれの条件でも
よい。また、本発明では高周波焼入れの前に焼準、焼
鈍、球状化焼鈍、焼入れ−焼戻し等の熱処理を必要に応
じて行うことができる。なお、高周波焼入れ、浸炭焼入
れの前に焼準、焼鈍、球状化焼鈍を行わない場合には、
鋼材素材の熱間圧延による製造を仕上温度；７００〜８
５０℃、仕上圧延後７００〜５００℃の温度範囲の平均
冷却速度；０．０５〜０．７℃／秒の条件で行うのが望
ましい。
【００１９】以下に、本発明の効果を実施例により、さ
らに具体的に示す。 （実施例）表１、表２の組成を有する鋼材を２６ｍｍφ
の棒鋼に圧延し、８００℃加熱−炉冷の条件で焼鈍を行
った後、平行部が１６ｍｍφのねじり試験片に機械加工
した。その後、一部は表３に示す条件で高周波焼入れを
行い、その後１７０℃×１時間の条件で焼戻しを、また
残りは表４に示す条件で浸炭焼入れを行い、その後１７
０℃×１時間の条件で焼戻しを行った。これらの試料に
ついてねじり試験を行った。なお、一部の試料について
は、高周波焼入れ−焼戻し後、または浸炭焼入れ−焼戻
し後、アークハイト０．６〜１．５ｍｍＡの条件でショ
ットピーニング処理を行った。
らに具体的に示す。 （実施例）表１、表２の組成を有する鋼材を２６ｍｍφ
の棒鋼に圧延し、８００℃加熱−炉冷の条件で焼鈍を行
った後、平行部が１６ｍｍφのねじり試験片に機械加工
した。その後、一部は表３に示す条件で高周波焼入れを
行い、その後１７０℃×１時間の条件で焼戻しを、また
残りは表４に示す条件で浸炭焼入れを行い、その後１７
０℃×１時間の条件で焼戻しを行った。これらの試料に
ついてねじり試験を行った。なお、一部の試料について
は、高周波焼入れ−焼戻し後、または浸炭焼入れ−焼戻
し後、アークハイト０．６〜１．５ｍｍＡの条件でショ
ットピーニング処理を行った。
【００２０】表５、表６に高周波焼入れ−焼戻し材の、
また表７、表８に浸炭焼入れ−焼戻し材の各鋼材のねじ
り強さ評価結果を、有効硬化層深さｔ／ｒ、平均硬さＨ
Ｖａ、高周波加熱時または浸炭焼入れ時の焼割れの有
無、およびショットピーニングの有無（有りの場合はア
ークハイト値）と併せて示す。表５、表６、表７、表８
から明らかなように、本発明法による試料はいずれもτ
max が１８０kgf/mm2 以上の優れたねじり強さを有し、
かつ焼割れ感受性が小さいことがわかる。
また表７、表８に浸炭焼入れ−焼戻し材の各鋼材のねじ
り強さ評価結果を、有効硬化層深さｔ／ｒ、平均硬さＨ
Ｖａ、高周波加熱時または浸炭焼入れ時の焼割れの有
無、およびショットピーニングの有無（有りの場合はア
ークハイト値）と併せて示す。表５、表６、表７、表８
から明らかなように、本発明法による試料はいずれもτ
max が１８０kgf/mm2 以上の優れたねじり強さを有し、
かつ焼割れ感受性が小さいことがわかる。
【００２１】一方、高周波焼入れ−焼戻し材について
は、比較例１はＣの含有量が本発明の範囲を下回った場
合であり、比較例３は有効硬化層深さｔ／ｒと平均硬さ
ＨＶａが本発明の範囲を下回った場合であり、比較例７
は有効硬化層深さｔ／ｒが本発明の範囲を下回った場合
であり、いずれもτmax が１８０kgf/mm2 以上のねじり
強さを達成していない。また、比較例１２はＣの含有量
が本発明の範囲を上回った場合であり、比較例８、１
１、２０、２３は有効硬化層深さｔ／ｒが本発明の範囲
の上限値を上回った場合であり、いずれもが焼割れが発
生している。
は、比較例１はＣの含有量が本発明の範囲を下回った場
合であり、比較例３は有効硬化層深さｔ／ｒと平均硬さ
ＨＶａが本発明の範囲を下回った場合であり、比較例７
は有効硬化層深さｔ／ｒが本発明の範囲を下回った場合
であり、いずれもτmax が１８０kgf/mm2 以上のねじり
強さを達成していない。また、比較例１２はＣの含有量
が本発明の範囲を上回った場合であり、比較例８、１
１、２０、２３は有効硬化層深さｔ／ｒが本発明の範囲
の上限値を上回った場合であり、いずれもが焼割れが発
生している。
【００２２】次に、浸炭焼入れ−焼戻し材については、
比較例ａはＣの含有量が本発明の範囲を下回った場合で
あり、比較例ｅは有効硬化層深さｔ／ｒと平均硬さＨＶ
ａが本発明の範囲を下回った場合であり、比較例ｈ、ｎ
は有効硬化層深さｔ／ｒが本発明の範囲を下回った場合
であり、いずれもτmax が１８０kgf/mm2 以上のねじり
強さを達成していない。また、比較例ｉはＣの含有量が
本発明の範囲を上回った場合であり、比較例ｃ、ｏは有
効硬化層深さｔ／ｒが本発明の範囲の上限値を上回った
場合であり、いずれもが焼割れ発生している。
比較例ａはＣの含有量が本発明の範囲を下回った場合で
あり、比較例ｅは有効硬化層深さｔ／ｒと平均硬さＨＶ
ａが本発明の範囲を下回った場合であり、比較例ｈ、ｎ
は有効硬化層深さｔ／ｒが本発明の範囲を下回った場合
であり、いずれもτmax が１８０kgf/mm2 以上のねじり
強さを達成していない。また、比較例ｉはＣの含有量が
本発明の範囲を上回った場合であり、比較例ｃ、ｏは有
効硬化層深さｔ／ｒが本発明の範囲の上限値を上回った
場合であり、いずれもが焼割れ発生している。
【００２３】
【表１】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【表３】
【００２６】
【表４】
【００２７】
【表５】
【００２８】
【表６】
【００２９】
【表７】
【００３０】
【表８】
【００３１】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明法を用いれ
ば、τmax が１８０kgf/mm2 以上の優れたねじり強さを
有し、かつ焼割れ感受性の小さい高ねじり強度軸形状機
械部品の製造が可能であり、近年の自動車エンジンの高
出力化を許容し得る動力伝達系部品の製造が可能とな
り、産業上の効果は極めて顕著なるものがある。
ば、τmax が１８０kgf/mm2 以上の優れたねじり強さを
有し、かつ焼割れ感受性の小さい高ねじり強度軸形状機
械部品の製造が可能であり、近年の自動車エンジンの高
出力化を許容し得る動力伝達系部品の製造が可能とな
り、産業上の効果は極めて顕著なるものがある。
【図１】軸形状部品の例を示し、（Ａ）はセレーション
部を有するシャフト、（Ｂ）はフランジ付シャフト、
（Ｃ）は外筒付シャフトを示した図である。各部位の名
称は次の通りである。
部を有するシャフト、（Ｂ）はフランジ付シャフト、
（Ｃ）は外筒付シャフトを示した図である。各部位の名
称は次の通りである。
１０ シャフト、
１１、１２ セレーション
２０、２１ シャフト、
２２ フランジ
３０、３１、３２ シャフト、
３３ 外筒部
【図２】断面内平均硬さの定義を説明するための、断面
を半径方向に同心円状にｎ個のリングに分割した状態を
示す図である。
を半径方向に同心円状にｎ個のリングに分割した状態を
示す図である。
【図３】断面内平均硬さＨＶａと静的ねじり強さτmax
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量比として、Ｃ：０．４〜０．８％を
含有する鋼を用いて軸形状機械部品を製造するに際し
て、所定の部品形状に成形加工後、高周波焼入れ−焼戻
しにより、有効硬化層深さｔと部品半径ｒの比ｔ／ｒを
０．４〜０．８とし、かつ下記で定義される断面内平均
硬さＨＶａを５５０以上とすることを特徴とする高ねじ
り強度軸形状機械部品の製造方法。 断面内平均硬さの定義；断面を半径方向に同心円状にｎ
個のリングに分割し、ｎ番目のリング状部分の硬さをＨ
Ｖｎ、面積をＳｎとした時、 【数１】 - 【請求項２】 重量比として、Ｃ：０．３〜０．５％を
含有する鋼を用いて軸形状機械部品を製造するに際し
て、所定の部品形状に成形加工後、浸炭焼入れ−焼戻し
により、有効硬化層深さｔと部品半径ｒの比ｔ／ｒを
０．２〜０．６とし、かつ下記で定義される断面内平均
硬さＨＶａを５５０以上とすることを特徴とする高ねじ
り強度軸形状機械部品の製造方法。 断面内平均硬さの定義；断面を半径方向に同心円状にｎ
個のリングに分割し、ｎ番目のリング状部分の硬さをＨ
Ｖｎ、面積をＳｎとした時、 【数２】 - 【請求項３】 請求項１または２記載の方法によって製
造した部品を、さらにアークハイト０．５ｍｍＡ以上の
強さでショットピーニング処理を行うことを特徴とする
高ねじり強度軸形状機械部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17813191A JP3194093B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 高ねじり強度シャフト部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17813191A JP3194093B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 高ねじり強度シャフト部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0525546A true JPH0525546A (ja) | 1993-02-02 |
| JP3194093B2 JP3194093B2 (ja) | 2001-07-30 |
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ID=16043196
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17813191A Expired - Fee Related JP3194093B2 (ja) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | 高ねじり強度シャフト部品の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3194093B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1081237A3 (de) * | 1999-09-02 | 2004-05-12 | Benteler Ag | Verfahren zur Herstellung eines biegesteifen, torsionsweichen Rohrprofils |
| CN105420463A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-23 | 重庆大江工业有限责任公司 | 一种重型汽车簧端鞍座内腔中频淬火工艺及定位夹具 |
| JP2020100862A (ja) * | 2018-12-20 | 2020-07-02 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 静捩り強度ならびに捩り疲労強度に優れた浸炭用鋼材による自動車用機械部品 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2010065815A (ja) | 2008-09-12 | 2010-03-25 | Ntn Corp | 動力伝達軸 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6027729A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-12 | Honda Motor Co Ltd | クランクケ−スリ−ドバルブ型２サイクルエンジン |
| JPS6362571A (ja) * | 1986-09-03 | 1988-03-18 | Toshiba Chem Corp | ダイボンデイングペ−ストの吐出装置 |
| JPS63203226A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-23 | Toyota Motor Corp | 高強度クランクシヤフトの製造方法 |
| JPH01259129A (ja) * | 1988-04-11 | 1989-10-16 | Topy Ind Ltd | 中程度の炭素を含む覆帯用ブッシング及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-07-18 JP JP17813191A patent/JP3194093B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6027729A (ja) * | 1983-07-27 | 1985-02-12 | Honda Motor Co Ltd | クランクケ−スリ−ドバルブ型２サイクルエンジン |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1081237A3 (de) * | 1999-09-02 | 2004-05-12 | Benteler Ag | Verfahren zur Herstellung eines biegesteifen, torsionsweichen Rohrprofils |
| EP1577404A1 (de) * | 1999-09-02 | 2005-09-21 | Benteler Ag | Verfahren zur Herstellung eines biegesteifen, torsionsweichen Rohrprofils |
| CN105420463A (zh) * | 2015-12-23 | 2016-03-23 | 重庆大江工业有限责任公司 | 一种重型汽车簧端鞍座内腔中频淬火工艺及定位夹具 |
| CN105420463B (zh) * | 2015-12-23 | 2017-05-31 | 重庆大江工业有限责任公司 | 一种重型汽车簧端鞍座内腔中频淬火工艺及定位夹具 |
| JP2020100862A (ja) * | 2018-12-20 | 2020-07-02 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 静捩り強度ならびに捩り疲労強度に優れた浸炭用鋼材による自動車用機械部品 |
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