JPH06277777A - 耐摩耗性に優れたねじ切部材の製造方法 - Google Patents
耐摩耗性に優れたねじ切部材の製造方法Info
- Publication number
- JPH06277777A JPH06277777A JP6773193A JP6773193A JPH06277777A JP H06277777 A JPH06277777 A JP H06277777A JP 6773193 A JP6773193 A JP 6773193A JP 6773193 A JP6773193 A JP 6773193A JP H06277777 A JPH06277777 A JP H06277777A
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- JP
- Japan
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- thread
- wear resistance
- layer
- rolling
- bolt
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- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ボルト本来の強度を確保しつつ、ねじ山部の耐
摩耗性を向上させる。 【構成】予め、転造用素材１０に窒化処理層１あるいは
浸炭処理層２を形成した後、ねじ転造を行うものであ
る。
摩耗性を向上させる。 【構成】予め、転造用素材１０に窒化処理層１あるいは
浸炭処理層２を形成した後、ねじ転造を行うものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、耐摩耗性に優れたボル
ト等のねじ切部材の製造方法に関する。
ト等のねじ切部材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ボルトの製造に際しては、転造用
素材に平ダイスや丸ダイス等でねじ転造した後、必要に
応じて熱処理を施している。特に、高強度ボルトと称さ
れるものについては、ねじ転造後に焼入れ・焼戻しを行
うことで、必要な強度を付与している。
素材に平ダイスや丸ダイス等でねじ転造した後、必要に
応じて熱処理を施している。特に、高強度ボルトと称さ
れるものについては、ねじ転造後に焼入れ・焼戻しを行
うことで、必要な強度を付与している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かくして、ボルトに必
要な強度は、焼入れ・焼戻しによって付与することが可
能であるが、耐摩耗性に関しては、何ら考慮されていな
いために、締付け・緩め（取付け・取外し）頻度の多い
ボルトの場合には、ねじ山部の摩損が極めて激しい。
要な強度は、焼入れ・焼戻しによって付与することが可
能であるが、耐摩耗性に関しては、何ら考慮されていな
いために、締付け・緩め（取付け・取外し）頻度の多い
ボルトの場合には、ねじ山部の摩損が極めて激しい。
【０００４】そこで、ねじ山部の耐摩耗性を向上させる
ためには、母材強度を高める方法が考えられるが、実際
には、強度が高すぎると、遅れ破壊が生ずることとな
る。
ためには、母材強度を高める方法が考えられるが、実際
には、強度が高すぎると、遅れ破壊が生ずることとな
る。
【０００５】また他方では、図３に示すように、転造用
素材１０のねじ転造後（またはその後の熱処理後）に、
窒化処理あるいは浸炭処理を施すことにより、窒化層１
あるいは浸炭層２をねじ山部３に形成する方法も考えら
れるが、この窒化層１あるいは浸炭層２は、優れた耐摩
耗性を示す反面、脆いために、ねじ溝底部４にまで同一
の厚みで形成してしまうと、締付け時の引張応力にてク
ラックが生じやすくなる。そして、一旦クラックが発生
すると、そのクラックを起点として母材のクラックまた
は破壊が進展し、母材の破断が生じることがある。
素材１０のねじ転造後（またはその後の熱処理後）に、
窒化処理あるいは浸炭処理を施すことにより、窒化層１
あるいは浸炭層２をねじ山部３に形成する方法も考えら
れるが、この窒化層１あるいは浸炭層２は、優れた耐摩
耗性を示す反面、脆いために、ねじ溝底部４にまで同一
の厚みで形成してしまうと、締付け時の引張応力にてク
ラックが生じやすくなる。そして、一旦クラックが発生
すると、そのクラックを起点として母材のクラックまた
は破壊が進展し、母材の破断が生じることがある。
【０００６】そこで、本発明の課題は、ボルト本来の強
度を確保しつつ、ねじ山部の耐摩耗性を向上させること
が可能なねじ切り部材の製造方法を提供することにあ
る。
度を確保しつつ、ねじ山部の耐摩耗性を向上させること
が可能なねじ切り部材の製造方法を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、ねじ切部材
の製造に際し、予め、転造用素材の少なくとも転造部位
に、窒化処理あるいは浸炭処理を施すことにより、窒化
層あるいは浸炭層を形成しておき、その後に、ねじ転造
を行うことで解決できる。
の製造に際し、予め、転造用素材の少なくとも転造部位
に、窒化処理あるいは浸炭処理を施すことにより、窒化
層あるいは浸炭層を形成しておき、その後に、ねじ転造
を行うことで解決できる。
【０００８】
【作用】本発明によれば、図１および図２に示すよう
に、転造用素材１０に窒化処理または浸炭処理を施した
後に、ねじ転造を実施するため、その転造に伴って、窒
化層１（浸炭層２）の厚みがねじ山部３の深さ方向に順
次薄くなるとしても、耐摩耗性を示す程度には充分の厚
みをもって残存し、また、ねじ溝底部４には、窒化層１
（浸炭層２）が残存しないあるいは残存したとしても極
く僅かであるために、ねじの締付け時において、窒化層
１（浸炭層２）のクラックおよび破断を生じることがな
く、本来の耐摩耗性を維持できるとともに、ねじ溝底部
分において母材そのものが本来の強度を発現する。
に、転造用素材１０に窒化処理または浸炭処理を施した
後に、ねじ転造を実施するため、その転造に伴って、窒
化層１（浸炭層２）の厚みがねじ山部３の深さ方向に順
次薄くなるとしても、耐摩耗性を示す程度には充分の厚
みをもって残存し、また、ねじ溝底部４には、窒化層１
（浸炭層２）が残存しないあるいは残存したとしても極
く僅かであるために、ねじの締付け時において、窒化層
１（浸炭層２）のクラックおよび破断を生じることがな
く、本来の耐摩耗性を維持できるとともに、ねじ溝底部
分において母材そのものが本来の強度を発現する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例によってさ
らに詳説する。本発明によれば、図２に示すように、予
め、転造用素材１０に窒化処理（浸炭処理）を施すこと
により、窒化層１（または浸炭層２）を形成しておき、
その後に、ねじ転造を行うことで、ボルトを製造するも
のである。ねじ転造後のねじ山部分のプロフィールを図
１に示した。
らに詳説する。本発明によれば、図２に示すように、予
め、転造用素材１０に窒化処理（浸炭処理）を施すこと
により、窒化層１（または浸炭層２）を形成しておき、
その後に、ねじ転造を行うことで、ボルトを製造するも
のである。ねじ転造後のねじ山部分のプロフィールを図
１に示した。
【００１０】転造に伴って、窒化層１（浸炭層２）の厚
みがねじ山部３の深さ方向に順次薄くなるとしても、耐
摩耗性を示す程度には充分の厚みをもって残存し、ま
た、ねじ溝底部には、窒化層１（浸炭層２）が残存しな
いあるいは残存したとしても極く僅かとなり、優れた耐
摩耗性を示し、ねじ溝底部４において、クラックや破断
の発生を防止できる。
みがねじ山部３の深さ方向に順次薄くなるとしても、耐
摩耗性を示す程度には充分の厚みをもって残存し、ま
た、ねじ溝底部には、窒化層１（浸炭層２）が残存しな
いあるいは残存したとしても極く僅かとなり、優れた耐
摩耗性を示し、ねじ溝底部４において、クラックや破断
の発生を防止できる。
【００１１】なお、本実施例ではボルトを例に採って説
明したが、ターンバックルなどの他のねじ切部材にも本
発明が適用可能である。また、角ねじであっても、本発
明の利点が同様にもたらされる。
明したが、ターンバックルなどの他のねじ切部材にも本
発明が適用可能である。また、角ねじであっても、本発
明の利点が同様にもたらされる。
【００１２】一方、窒化（浸炭）層の最大厚みＴと、ね
じ山高さＨとの関係としては、Ｔ＝（０．１〜０．２）
Ｈが望ましいことを知見している。
じ山高さＨとの関係としては、Ｔ＝（０．１〜０．２）
Ｈが望ましいことを知見している。
【００１３】（実験例）次に、本発明の効果を実験例に
より明らかにする。供試鋼しては、ＳＭｎ４４３を用い
た。そして、この供試鋼に球状化焼鈍を施した後、冷間
鍛造にてＭ１６，呼び長さ５０mmの六角ボルトの素材を
作製した。
より明らかにする。供試鋼しては、ＳＭｎ４４３を用い
た。そして、この供試鋼に球状化焼鈍を施した後、冷間
鍛造にてＭ１６，呼び長さ５０mmの六角ボルトの素材を
作製した。
【００１４】さらにその後に、次のような工程にて３種
類のボルトを作製した。なお、ボルトの作製に当たって
は、下記工程に示すように、各ボルト共に焼入れ・焼戻
しを同条件にて実施し、母材強度の一定化を図った。
類のボルトを作製した。なお、ボルトの作製に当たって
は、下記工程に示すように、各ボルト共に焼入れ・焼戻
しを同条件にて実施し、母材強度の一定化を図った。
【００１５】 窒化処理材（本発明材） ボルト素材 → 窒化処理 → 高周波焼入れ → 焼戻し → ねじ転造 (520 ℃×60Hr) (900 ℃×1min) (400℃×20min) (M16,P1.5) 浸炭処理材（本発明材） ボルト素材 → 浸炭処理 → 高周波焼入れ → 焼戻し → ねじ転造 (925 ℃×3Hr) (900 ℃×1min) (400℃×20min) (M16,P1.5) 通常材（通常材） ボルト素材 → ねじ転造 → 高周波焼入れ → 焼戻し (M16,P1.5) (900 ℃×1min) (400℃×20min) かくして得られたボルトを供試材として、トルク2000kg
f-cmでの締付けを繰返し１００回行った後、ねじ山部の
摩耗量を測定した。なお、摩耗量の測定は、ボルトを縦
断した後、樹脂に埋め込み、図４のねじ山部Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅの５についてねじ底から０．５mm位置の摩耗
量を顕微鏡にて測定した。摩耗量の算定は、次記式のよ
うに、５つのねじ山部の平均値とした。 摩耗量＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）／５−（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ＋ｅ）／５ ３種類のボルトについて、５回試験を行ったときの結果
を表１に示す。
f-cmでの締付けを繰返し１００回行った後、ねじ山部の
摩耗量を測定した。なお、摩耗量の測定は、ボルトを縦
断した後、樹脂に埋め込み、図４のねじ山部Ａ，Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅの５についてねじ底から０．５mm位置の摩耗
量を顕微鏡にて測定した。摩耗量の算定は、次記式のよ
うに、５つのねじ山部の平均値とした。 摩耗量＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）／５−（ａ＋ｂ＋ｃ＋
ｄ＋ｅ）／５ ３種類のボルトについて、５回試験を行ったときの結果
を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】その結果、表１から明らかなように、本発
明に従って加工されたボルトは、通常法にて加工された
ボルトに比べ、摩耗量が著しく小さいことが判った。
明に従って加工されたボルトは、通常法にて加工された
ボルトに比べ、摩耗量が著しく小さいことが判った。
【００１８】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、ねじ山部
の耐摩耗性を著しく向上させることが可能となる。
の耐摩耗性を著しく向上させることが可能となる。
【図１】本発明に係る窒化（浸炭）処理した後にねじ転
造を行った場合の硬化層プロフィールである。
造を行った場合の硬化層プロフィールである。
【図２】窒化（浸炭）処理層とねじ転造部分との相関を
示すための硬化層プロフィールである。
示すための硬化層プロフィールである。
【図３】比較例におけるねじ転造後に窒化（浸炭）処理
した場合の硬化層プロフィールである。
した場合の硬化層プロフィールである。
【図４】耐摩耗性の測定条件の説明図である。
１…窒化層、２…浸炭層、３…ねじ溝底部、１０…転造
用素材。
用素材。
Claims (1)
- 【請求項１】ねじ切部材の製造に際し、予め、転造用素
材の少なくとも転造部位に、窒化処理あるいは浸炭処理
を施すことにより、窒化層あるいは浸炭層を形成してお
き、その後に、ねじ転造を行うことを特徴とする耐摩耗
性に優れたねじ切部材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6773193A JPH06277777A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 耐摩耗性に優れたねじ切部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6773193A JPH06277777A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 耐摩耗性に優れたねじ切部材の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06277777A true JPH06277777A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=13353400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6773193A Pending JPH06277777A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 耐摩耗性に優れたねじ切部材の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06277777A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5947827A (en) * | 1998-01-14 | 1999-09-07 | A.P.L., Llc | Method of reducing sliding friction of threaded rolled fasteners |
| JP2001158955A (ja) * | 1999-12-03 | 2001-06-12 | Nippon Techno:Kk | 浸硫焼入処理、浸硫浸炭処理および浸硫浸炭窒化処理方法 |
| JP2010163632A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Tanaka:Kk | 転造チタン合金ねじ |
| JP5073488B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2012-11-14 | Ｔｈｋ株式会社 | オーステナイト系金属を用いた運動案内装置及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP6773193A patent/JPH06277777A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5947827A (en) * | 1998-01-14 | 1999-09-07 | A.P.L., Llc | Method of reducing sliding friction of threaded rolled fasteners |
| JP2001158955A (ja) * | 1999-12-03 | 2001-06-12 | Nippon Techno:Kk | 浸硫焼入処理、浸硫浸炭処理および浸硫浸炭窒化処理方法 |
| JP5073488B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2012-11-14 | Ｔｈｋ株式会社 | オーステナイト系金属を用いた運動案内装置及びその製造方法 |
| JP2010163632A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Tanaka:Kk | 転造チタン合金ねじ |
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