JPH0533101A - 高周波焼入れクランクシヤフト用非調質鋼 - Google Patents
高周波焼入れクランクシヤフト用非調質鋼Info
- Publication number
- JPH0533101A JPH0533101A JP3215992A JP21599291A JPH0533101A JP H0533101 A JPH0533101 A JP H0533101A JP 3215992 A JP3215992 A JP 3215992A JP 21599291 A JP21599291 A JP 21599291A JP H0533101 A JPH0533101 A JP H0533101A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hardness
- heat treated
- treated steel
- induction hardening
- crankshafts
- 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.)
- Pending
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼入れ・焼戻し処理が不要で、寸法差に基づ
く冷却速度の違いによって硬さの差が大きくならず、且
つ加工性に優れた高周波焼入れクランクシャフト用非調
質鋼を提供する。 【構成】 クランクシャフト用非調質鋼の材料組成を、
重量基準でＣ：０．４０〜０．５２％，Ｓｉ：０．１０
〜０．４０％，Ｍｎ：１．００〜１．５０％，Ｓ：０．
０１０〜０．０７０％，Ｃｒ：０．４０〜０．７０％，
Ｐｂ：０．０２〜０．３５％，Ｃａ：０．０００５〜
０．０１００％，Ｏ：０．００４０％以下，Ａｌ：０．
０２５％以下，Ｎ：０．００５〜０．０１５％，残部実
質的にＦｅとする。
く冷却速度の違いによって硬さの差が大きくならず、且
つ加工性に優れた高周波焼入れクランクシャフト用非調
質鋼を提供する。 【構成】 クランクシャフト用非調質鋼の材料組成を、
重量基準でＣ：０．４０〜０．５２％，Ｓｉ：０．１０
〜０．４０％，Ｍｎ：１．００〜１．５０％，Ｓ：０．
０１０〜０．０７０％，Ｃｒ：０．４０〜０．７０％，
Ｐｂ：０．０２〜０．３５％，Ｃａ：０．０００５〜
０．０１００％，Ｏ：０．００４０％以下，Ａｌ：０．
０２５％以下，Ｎ：０．００５〜０．０１５％，残部実
質的にＦｅとする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は高周波焼入れクランク
シャフト用非調質鋼に関する。
シャフト用非調質鋼に関する。
【０００２】
【従来の技術】クランクシャフトは大きな慣性力と曲げ
力，ねじり力を受けることから、これらに耐える強度と
剛性とが要求される。そこで従来かかるクランクシャフ
ト用の材料として構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ等）を調質処
置したものが用いられている。
力，ねじり力を受けることから、これらに耐える強度と
剛性とが要求される。そこで従来かかるクランクシャフ
ト用の材料として構造用炭素鋼（Ｓ４５Ｃ等）を調質処
置したものが用いられている。
【０００３】この場合クランクシャフトの具体的な製造
工程は、鋼材を鍛造した後調質処理、即ち焼入れ・焼戻
し処理した後機械加工を施し、その後高周波焼入れ処理
して、更に研削加工を施す等の工程を経ることになる。
工程は、鋼材を鍛造した後調質処理、即ち焼入れ・焼戻
し処理した後機械加工を施し、その後高周波焼入れ処理
して、更に研削加工を施す等の工程を経ることになる。
【０００４】ところで焼入れ・焼戻しから成る調質処理
は、付随の工程を含めると多工程から成る煩雑な工程で
ある。従ってかかるクランクシャフト用材料として焼入
れ・焼戻し処理を行わない非調質材を用い得るならば、
クランクシャフトの製造工程を簡略化し得て望ましい。
は、付随の工程を含めると多工程から成る煩雑な工程で
ある。従ってかかるクランクシャフト用材料として焼入
れ・焼戻し処理を行わない非調質材を用い得るならば、
クランクシャフトの製造工程を簡略化し得て望ましい。
【０００５】従来、非調質鋼と呼ばれる鋼はＶやＮｂ等
の元素を微量添加したもので、鍛造後の空冷時等に炭化
物や窒化物を析出させて冷却後の硬さを高めるようにし
たものである。
の元素を微量添加したもので、鍛造後の空冷時等に炭化
物や窒化物を析出させて冷却後の硬さを高めるようにし
たものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらクランク
シャフトの場合、位置により寸法が大きく変化してお
り、このため冷却時において各部の冷却速度が不均一と
なってＶ，Ｎｂ等の炭化物や窒化物の析出の程度が不均
一となり、硬さの差が大きくなるといった問題がある。
シャフトの場合、位置により寸法が大きく変化してお
り、このため冷却時において各部の冷却速度が不均一と
なってＶ，Ｎｂ等の炭化物や窒化物の析出の程度が不均
一となり、硬さの差が大きくなるといった問題がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はこのようなＶ，
Ｎｂ等の添加によらないで硬さを確保でき、且つ寸法の
差によって硬さの差が大きくならないようなクランクシ
ャフト用の非調質鋼を提供することを目的としてなされ
たもので、その要旨は、重量基準でＣ：０．４０〜０．
５２％，Ｓｉ：０．１０〜０．４０％，Ｍｎ：１．００
〜１．５０％，Ｓ：０．０１０〜０．０７０％，Ｃｒ：
０．４０〜０．７０％，Ｐｂ：０．０２〜０．３５％，
Ｃａ：０．０００５〜０．０１００％，Ｏ：０．００４
０％以下，Ａｌ：０．０２５％以下，Ｎ：０．００５〜
０．０１５％，残部実質的にＦｅからなるように材料を
組成したことにある。
Ｎｂ等の添加によらないで硬さを確保でき、且つ寸法の
差によって硬さの差が大きくならないようなクランクシ
ャフト用の非調質鋼を提供することを目的としてなされ
たもので、その要旨は、重量基準でＣ：０．４０〜０．
５２％，Ｓｉ：０．１０〜０．４０％，Ｍｎ：１．００
〜１．５０％，Ｓ：０．０１０〜０．０７０％，Ｃｒ：
０．４０〜０．７０％，Ｐｂ：０．０２〜０．３５％，
Ｃａ：０．０００５〜０．０１００％，Ｏ：０．００４
０％以下，Ａｌ：０．０２５％以下，Ｎ：０．００５〜
０．０１５％，残部実質的にＦｅからなるように材料を
組成したことにある。
【０００８】本発明はＶ，Ｎｂのようなマイクロアロイ
を添加するのでなく、Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒを添加し且つ成分
調整することによってマトリックス自体に所要の硬さを
付与するものである。
を添加するのでなく、Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒを添加し且つ成分
調整することによってマトリックス自体に所要の硬さを
付与するものである。
【０００９】前記中炭素鋼から成る調質鋼の場合、表層
部の硬さに対して中心部の硬さが低くなる。これに対し
て本発明に従いＣ，Ｍｎ，Ｃｒ等の添加及び成分調整に
よって所要硬さを確保するようにした場合、鍛造後空冷
状態で表層部から中心部までほぼ一定の硬さになる。
部の硬さに対して中心部の硬さが低くなる。これに対し
て本発明に従いＣ，Ｍｎ，Ｃｒ等の添加及び成分調整に
よって所要硬さを確保するようにした場合、鍛造後空冷
状態で表層部から中心部までほぼ一定の硬さになる。
【００１０】従って表層部の硬さを調質鋼の場合のそれ
と同等に合わせると中心部の硬さが硬くなり、加工性の
点で問題が生ずる。
と同等に合わせると中心部の硬さが硬くなり、加工性の
点で問題が生ずる。
【００１１】これを解決するためには快削元素の添加が
有効であるが、本発明においては強度に及ぼす影響とク
ランクシャフトの機械加工性とを考慮するとＳ，Ｐｂ，
Ｃａの複合添加が好ましいことがわかった。
有効であるが、本発明においては強度に及ぼす影響とク
ランクシャフトの機械加工性とを考慮するとＳ，Ｐｂ，
Ｃａの複合添加が好ましいことがわかった。
【００１２】これらＳやＰｂは介在物を生成して強度低
下の原因ともなるものであるが、本発明においてＣｒ，
Ｍｎはマトリックスの硬さを上昇させる効果とともに靱
性を向上させる働きがあり、これによってＳ，Ｐｂ等の
介在物による強度低下を防止することができる。
下の原因ともなるものであるが、本発明においてＣｒ，
Ｍｎはマトリックスの硬さを上昇させる効果とともに靱
性を向上させる働きがあり、これによってＳ，Ｐｂ等の
介在物による強度低下を防止することができる。
【００１３】本発明によれば従来必要とされていた煩雑
な調質処理を省略できる効果が得られる他、クランクシ
ャフトの製造に際して寸法の差即ち冷却速度の差に起因
する硬さの差を小さくでき、また加工性も良好となし得
てクランクシャフトを安価に製造できる利点が得られ
る。
な調質処理を省略できる効果が得られる他、クランクシ
ャフトの製造に際して寸法の差即ち冷却速度の差に起因
する硬さの差を小さくでき、また加工性も良好となし得
てクランクシャフトを安価に製造できる利点が得られ
る。
【００１４】次に本発明における各成分の限定理由を詳
述する。Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒは鍛造後の硬さを調整するため
にも必要な元素である。Ｃは高周波焼入れ後の表面硬さ
を確保するために必要であり、適正な範囲は０．４０〜
０．５２％である。
述する。Ｃ，Ｍｎ，Ｃｒは鍛造後の硬さを調整するため
にも必要な元素である。Ｃは高周波焼入れ後の表面硬さ
を確保するために必要であり、適正な範囲は０．４０〜
０．５２％である。
【００１５】ＭｎとＣｒはマトリックスの硬さを上昇さ
せ、また靱性を向上させてＳ，Ｐｂ等の介在物による強
度低下を防止する上で下限をそれぞれ１．０％，０．４
％とする必要がある。
せ、また靱性を向上させてＳ，Ｐｂ等の介在物による強
度低下を防止する上で下限をそれぞれ１．０％，０．４
％とする必要がある。
【００１６】一方多量に添加するとベイナイトを生成し
て強度と被削性とが低下するので、上限をそれぞれ１．
５％，０．７％とする必要がある。
て強度と被削性とが低下するので、上限をそれぞれ１．
５％，０．７％とする必要がある。
【００１７】Ｓ，Ｐｂ，Ｃａは加工性を確保するための
もので、強度に及ぼす影響と加工性向上との観点から適
正値はＳ：０．０１０〜０．０７０％，Ｐｂ：０．０２
〜０．３５％，Ｃａ：０．０００５〜０．０１００％で
ある。
もので、強度に及ぼす影響と加工性向上との観点から適
正値はＳ：０．０１０〜０．０７０％，Ｐｂ：０．０２
〜０．３５％，Ｃａ：０．０００５〜０．０１００％で
ある。
【００１８】ＯとＡｌはＣａの被削性改善効果を引き出
すと同時に疲労の起点となる硬質介在物を減少させると
いう観点から、それぞれの上限を０．００４０％，０．
０２５％とした。
すと同時に疲労の起点となる硬質介在物を減少させると
いう観点から、それぞれの上限を０．００４０％，０．
０２５％とした。
【００１９】
【実施例】次に本発明の特徴を更に明確にすべく、以下
にその実施例を詳述する。表１に示す化学成分の材料を
２トンアーク炉で溶解し、取り鍋精錬の後インゴットに
鋳造した。これに熱間圧延を施して直径１００ｍｍの丸
棒を得、この丸棒を素材にして１２００℃に加熱後直径
２５ｍｍφ及び５０ｍｍφの段付丸棒を鍛造加工し、空
冷した。尚表１中Ｃ−１〜Ｃ−４は比較材であって、こ
のうちＣ−４については鍛造加工後８５０℃での焼入
れ，６００℃での焼戻し処理を行った。
にその実施例を詳述する。表１に示す化学成分の材料を
２トンアーク炉で溶解し、取り鍋精錬の後インゴットに
鋳造した。これに熱間圧延を施して直径１００ｍｍの丸
棒を得、この丸棒を素材にして１２００℃に加熱後直径
２５ｍｍφ及び５０ｍｍφの段付丸棒を鍛造加工し、空
冷した。尚表１中Ｃ−１〜Ｃ−４は比較材であって、こ
のうちＣ−４については鍛造加工後８５０℃での焼入
れ，６００℃での焼戻し処理を行った。
【００２０】得られた段付丸棒について硬さ，被削性，
衝撃値，高周波焼入れ後の硬さの測定を行ったところ、
表２に示す結果を得た。
衝撃値，高周波焼入れ後の硬さの測定を行ったところ、
表２に示す結果を得た。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】表２の結果からわかるように本発明鋼（N
o.１〜No.４）の場合、クランクシャフトとして必要な
硬度ＨＲＣ２０〜２９を満たし、衝撃値も十分である。
o.１〜No.４）の場合、クランクシャフトとして必要な
硬度ＨＲＣ２０〜２９を満たし、衝撃値も十分である。
【００２４】また高周波焼入れ後の硬さも本発明鋼の場
合Ｃ−４と同等であり、更に被削性についても比較材Ｃ
−４に比べて優れ、クランクシャフトの加工コスト低減
に有効である。
合Ｃ−４と同等であり、更に被削性についても比較材Ｃ
−４に比べて優れ、クランクシャフトの加工コスト低減
に有効である。
【００２５】尚Ｃ−１はＣ量が下限値よりも少ないもの
であって硬度が不足しており、またＣ−２はＣ量が上限
値よりも高いものであって衝撃値が低い。
であって硬度が不足しており、またＣ−２はＣ量が上限
値よりも高いものであって衝撃値が低い。
【００２６】Ｃ−３は快削元素を含まないものであっ
て、Ｃ−４の調質材に比べてドリル加工性が悪い。
て、Ｃ−４の調質材に比べてドリル加工性が悪い。
【００２７】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加えた
態様で構成可能である。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき様々な変更を加えた
態様で構成可能である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 重量基準で Ｃ ：０．４０〜０．５２％ Ｓｉ：０．１０〜０．４０％ Ｍｎ：１．００〜１．５０％ Ｓ ：０．０１０〜０．０７０％ Ｃｒ：０．４０〜０．７０％ Ｐｂ：０．０２〜０．３５％ Ｃａ：０．０００５〜０．０１００％ Ｏ ：０．００４０％以下 Ａｌ：０．０２５％以下 Ｎ ：０．００５〜０．０１５％ 残部実質的にＦｅから成る高周波焼入れクランクシャフ
ト用非調質鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3215992A JPH0533101A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 高周波焼入れクランクシヤフト用非調質鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3215992A JPH0533101A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 高周波焼入れクランクシヤフト用非調質鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533101A true JPH0533101A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16681612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3215992A Pending JPH0533101A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 高周波焼入れクランクシヤフト用非調質鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0533101A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010066065A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 이계안 | 디젤 엔진용 비조질강 크랭크샤프트 제조방법 |
| US6404966B1 (en) | 1998-05-07 | 2002-06-11 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical fiber |
| CN112048673A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-08 | 宝钢特钢韶关有限公司 | 非调质曲轴钢及其制备方法 |
| US11447849B2 (en) | 2016-04-26 | 2022-09-20 | Nippon Steel Corporation | Non-heat treated steel for induction hardening |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3215992A patent/JPH0533101A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6404966B1 (en) | 1998-05-07 | 2002-06-11 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical fiber |
| KR20010066065A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 이계안 | 디젤 엔진용 비조질강 크랭크샤프트 제조방법 |
| US11447849B2 (en) | 2016-04-26 | 2022-09-20 | Nippon Steel Corporation | Non-heat treated steel for induction hardening |
| CN112048673A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-08 | 宝钢特钢韶关有限公司 | 非调质曲轴钢及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |