JPH0699764B2 - 被削性に優れたコンロツド用チタン合金 - Google Patents

被削性に優れたコンロツド用チタン合金

Info

Publication number
JPH0699764B2
JPH0699764B2 JP60077975A JP7797585A JPH0699764B2 JP H0699764 B2 JPH0699764 B2 JP H0699764B2 JP 60077975 A JP60077975 A JP 60077975A JP 7797585 A JP7797585 A JP 7797585A JP H0699764 B2 JPH0699764 B2 JP H0699764B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
titanium alloy
machinability
rem
strength
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
Application number
JP60077975A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61257445A (ja
Inventor
篤良 木村
貞行 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Daido Steel Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd, Daido Steel Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP60077975A priority Critical patent/JPH0699764B2/ja
Priority to EP86104929A priority patent/EP0199198A1/en
Publication of JPS61257445A publication Critical patent/JPS61257445A/ja
Priority to US07/012,527 priority patent/US4810465A/en
Publication of JPH0699764B2 publication Critical patent/JPH0699764B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/04Heavy metals
    • F05C2201/0433Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
    • F05C2201/0466Nickel

Landscapes

  • Compressor (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、例えば、自動車用エンジンのピストンピンあ
るいはクロスヘッドピンとクランクとを連結するのに用
いられるコンロッド、あるいは産業機械用のコンロッ
ド、などの素材として利用される被削性に優れたコンロ
ッド用チタン合金に関するものである。
(従来の技術) 例えば、エンジンのピストンピンあるいはクロスヘッド
ピンと、クランクとを連結するのに使用されるコンロッ
ドとしては、従来、鉄系材料の鍛造品が主に使用されて
いた。しかしながら、このような鉄系材料は比重が大き
いため、コンロッドの軽量化に限界があり、エンジンの
軽量化による燃料経済性の向上や、高速回転化による動
力性能の向上などを実現するうえでの支障となってい
た。
一般に、自動車や産業機械などにおいて使用されるコン
ロッドに対して要求される性能としては、(1)疲労強
度、(2)靱延性、(3)耐摩耗性、(4)被削性など
が重要視されている。
一方、チタン合金はこれらの要求に応えるべき優れた特
性を有しており、一部特殊な用途(例えば、レーシング
カー)においてチタン合金製のコンロッドが使用されて
おり、代表的なものとして、6%Al−4%V−Ti合金が
使用されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記の6%Al−4%V−Ti系をはじめと
する従来のチタン合金は、現在までのコンロッド用とし
て使用されている鉄系材料に比べて熱伝導率が低く、高
硬度・高活性であるために機械加工性が極めて悪く、工
業的に大量に製造することが困難であり、とくに一般の
用途には適さないものであり、加えてコンロッドにおい
て最も要求される疲労強度も十分でないという問題点が
あった。
このため、自動車,二輪車あるいは産業機械など大量生
産が必要とされるコンロッド素材としてチタン合金を適
用するためには、被削性および疲労強度の改善が必須と
なっていた。
本発明は、上述した従来の問題点に着目してなされたも
ので、従来の鉄系材料に比べて比重がかなり小さいた
め、軽量化ならびに高速回転化が可能であり、また従来
の極く一部の用途に使用されていたTi合金に比べて被削
性ならびに疲労強度に著しく優れており、一般の用途に
適用することが可能であるコンロッド用チタン合金を提
供することを目的としている。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明による被削性に優れたコンロッド用チタン合金
は、重量%で、 Al:2〜4%、 V:1.5〜2.5%、を含み、場合によっては、 REM:0.01〜3.0%、Ca,S,Se,Te,Pb,Biのうちの1種また
は2種以上:0.01〜1.0%の範囲でREM,Ca,S,Se,Te,Pb,Bi
の1種または2種以上の合計:5%以下、 を含み、同じく場合によっては、 Cu:5%以下、Sn,Cr,Fe,Ni,Be,Co,Mn,Hf,W,Zrのうちの1
種または2種以上:10%以下、Nb,Ta,Moのうちの1種ま
たは2種以上:15%以下、O:1%以下の範囲でCu,Sn,Cr,F
e,Ni,Be,Co,Mn,Hf,W,Zr,Nb,Ta,Mo,Oの1種または2種以
上、 を含み、残部実質的にTiからなることを特徴としてい
る。
次に、本発明による被削性に優れたコンロッド用チタン
合金の成分範囲の限定理由(重量%)について説明す
る。
Al:2〜4% AlはTiのα安定型元素であり、チタン合金の強度を向上
させるのに有効な元素であるので、このような効果を得
るために2%以上含有させた。しかしながら、多すぎる
と特にコンロッドの製造時に要求される被削性および使
用時に要求される回転曲げ疲労強度ならびに靱延性が低
下するので、4%以下に限定した。
V:1.5〜2.5% VはTiのβ安定型元素であり、チタン合金の強度を向上
させるのに有効な元素であるので、このような効果を得
るために1.5%以上含有させた。しかしながら、多すぎ
ると特にコンロッドの製造において要求される被削性が
劣化すると共に疲労強度ならびに靱延性も低下するの
で、2.5%以下に限定した。
REM(希土類元素の1種または2種以上:0.01〜3.0% Ca,S,Se,Te,Pb,Biの1種または2種以上:0.01〜1.0% REM,Ca,S,Se,Te,Pb,Biの合計:5%以下 REM,Ca,S,Se,Te,Pb,Biはいずれもチタン合金の被削性を
改善するのに有効な元素である。
これらのうち希土類元素REM(とくにSc,Yおよびランタ
ニド系(原子番号57〜71)のもの)は、S,Se,Teなどと
安定な化合物をつくり、介在物を粒状にし、靱延性を改
善し、被削性を向上させる効果がある。そしてこのよう
な効果を得るためには必要に応じて0.01%以上含有させ
る。しかしながら、多量に含有するとチタン合金の耐食
性および強度を低下させるので、3.0%以下とする必要
がある。また、CaはS,Se,Teなどと安定な化合物をつく
り、介在物の形態を制御し、チタン合金の靱延性ならび
に被削性を改善するのに有効であるので、このような効
果を得るためには必要に応じて0.01%以上含有させる。
しかしながら、多量に含有するとチタン合金の耐食性や
疲労強度を低下させるので、1.0%以下とする必要があ
る。さらに、S,Se,Te,Pb,Biは前述のようにチタン合金
の被削性を向上させる元素であり、このような効果を得
るためには必要に応じて0.01%以上含有させる。しか
し、多すぎるとチタン合金の熱間加工性を著しく低下さ
せるので各々1.0%以下とした。そして、これらの被削
性改善元素であるREM,Ca,S,Se,Te,Pb,Biの合計量が多す
ぎると、チタン合金の耐食性,強度,熱間加工性等を低
下させるので、これらの合計量を5%以下とする必要が
ある。
Cu:5%以下 CuはTiと化合物をつくり、チタン合金の強度を高めるの
に有効であるので、必要に応じて添加することもよい。
しかしながら、多量に含有するとチタン合金の靱延性を
低下させるので、5%以下とする必要がある。
Sn,Cr,Fe,Ni,Be,Co,Mn,Hf,W,Zrのうちの1種または2種
以上:10%以下 これらの元素はいずれもTiと化合物をつくり、チタン合
金の強度を高めるのに有効な元素であるので、必要に応
じてこれらの1種または2種以上を添加するのも良い。
しかしながら、多量に含有するとチタン合金の靱延性を
低下させるので、これらの合計量を10%以下とする必要
がある。
Nb,Ta,Moのうちの1種または2種以上:15%以下 これらの元素はいずれもチタン合金の結晶系を制御して
その強度を高めるのに有効な元素であるので、必要に応
じてこれらの1種または2種以上を添加するのも良い。
しかしながら、多量に含有するとβ相が安定化してその
目的を達成させることができなくなるので、これらの合
計量を15%以下とする必要がある。
O:1%以下 チタン合金中にO(酸素)を適量添加することによって
その強度を著しく上昇させることができる。しかしなが
ら、多量に含有させるとかえって靱延性が著しく低下す
るので、含有させる場合でも1%以下とする必要があ
る。
したがって、チタン合金の強度を向上させるCu,Sn,Cr,F
e,Ni,Be,Co,Mn,Hf,W,Zr,Nb,Ta,Mo,Oのうちから適宜選ん
で上記の範囲内で含有させることもよい。
(実施例) 第1表に示す化学成分のチタン合金をPPC(Plasma Prog
ressive Casting)炉で溶製し、造塊後直径50mmの丸棒
に鍛造したのち焼なまし処理を施して供試材を作成し
た。
次いで、各々の供試材に対して被削性試験および回転曲
げ疲労試験を行った。これらのうち、被削性試験は第2
表に示す条件で行ない、この条件下での1000mm寿命速度
を求め、比較材である6%Al−4%V−Ti合金の値を10
0としたときの比、すなわちドリル寿命速度比で評価し
た。この結果を同じく第1表に示す。また、回転曲げ疲
労試験は、小野式回転曲げ疲労試験機を使用して行な
い、上記の焼なまし平滑供試材の疲労限を求め、比較材
である6%Al−4%V−Ti合金の値を100としたときの
比、すなわち回転曲げ疲労強度比で評価した。この結果
を同じく第1表に示す。
第1表に示すように、本発明によるチタン合金(No.1〜
15)は、比較のチタン合金(No.16)に対してドリル寿
命速度比が著しく高く、従来の6%Al−4%V−Ti合金
に比べて被削性に著しく優れており、とくにコンロッド
の製造性をかなり高めうるものであることが明らかであ
る。また、コンロッドにおいて特に要求される回転曲げ
疲労強度においても従来のチタン合金に比べてかなり優
れており、比重の面だけでなく強度の面からもより一層
の軽量化が可能であり、例えば自動車用エンジンの軽量
化ならびに動力性能の向上に貢献するものである。
[発明の効果] 以上説明してきたように、本発明によるコンロッド用チ
タン合金は、 重量%で、 Al:2〜4%、 V:1.5〜2.5%、 を含み、場合によっては、 REM:0.01〜3.0%、Ca,S,Se,Te,Pb,Biのうちの1種また
は2種以上:0.01〜1.0%の範囲でREM,Ca,S,Se,Te,Pb,Bi
の1種または2種以上の合計:5%以下、 を含み、同じく場合によっては、 Cu:5%以下、Sn,Cr,Fe,Ni,Be,Co,Mn,Hf,W,Zrのうちの1
種または2種以上:10%以下、Nb,Ta,Moのうちの1種ま
たは2種以上:15%以下、O:1%以下の範囲でCu,Sn,Cr,F
e,Ni,Be,Co,Mn,Hf,W,Zr,Nb,Ta,Mo,Oの1種または2種以
上、 を含み、残部実質的にTiからなるものであるから、従来
の鉄系材料に比べて比重がかなり低いため、コンロッド
の軽量化が実現でき、また被削性に著しく優れたもので
あるためコンロッドの製造性が非常に良く、さらに疲労
強度が高いためにコンロッド素材として著しく優れたも
のであり、例えば一般の自動車用エンジンのコンロッド
として適用可能であり、エンジンの軽量化による燃料経
済性の向上ならびに高回転化による動力特性の向上に寄
与するという非常に優れた効果がもたらされる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で、 Al:2〜4%、 V:1.5〜2.5%、 を含み、残部実質的にTiからなることを特徴とする被削
    性に優れたコンロッド用チタン合金。
  2. 【請求項2】重量%で、 Al:2〜4%、 V:1.5〜2.5%、 を含み、さらに、 REM:0.01〜3.0%、Ca,S,Se,Te,Pb,Biのうちの1種また
    は2種以上:0.01〜1.0%の範囲でREM,Ca,S,Se,Te,Pb,Bi
    の1種または2種以上の合計:5%以下、 を含み、残部実質的にTiからなることを特徴とする被削
    性に優れたコンロッド用チタン合金。
  3. 【請求項3】重量%で、 Al:2〜4%、 V:1.5〜2.5%、 を含み、さらに、 Cu:5%以下、Sn,Cr,Fe,Ni,Be,Co,Mn,Hf,W,Zrのうちの1
    種または2種以上:10%以下、Nb,Ta,Moのうちの1種ま
    たは2種以上:15%以下、O:1%以下の範囲でCu,Sn,Cr,F
    e,Ni,Be,Co,Mn,Hf,W,Zr,Nb,Ta,Mo,Oの1種または2種以
    上、 を含み、残部実質的にTiからなることを特徴とする被削
    性に優れたコンロッド用チタン合金。
  4. 【請求項4】重量%で、 Al:2〜4%、 V:1.5〜2.5%、 を含み、さらに、 REM:0.01〜3.0%、Ca,S,Se,Te,Pb,Biのうちの1種また
    は2種以上:0.01〜1.0%の範囲でREM,Ca,S,Se,Te,Pb,Bi
    の1種または2種以上の合計:5%以下、 を含み、さらに、 Cu:5%以下、Sn,Cr,Fe,Ni,Be,Co,Mn,Hf,W,Zrのうちの1
    種または2種以上:10%以下、Nb,Ta,Moのうちの1種ま
    たは2種以上:15%以下、O:1%以下の範囲でCu,Sn,Cr,F
    e,Ni,Be,Co,Mn,Hf,W,Zr,Nb,Ta,Mo,Oの1種または2種以
    上、 を含み、残部実質的にTiからなることを特徴とする被削
    性に優れたコンロッド用チタン合金。
JP60077975A 1985-04-12 1985-04-12 被削性に優れたコンロツド用チタン合金 Expired - Lifetime JPH0699764B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60077975A JPH0699764B2 (ja) 1985-04-12 1985-04-12 被削性に優れたコンロツド用チタン合金
EP86104929A EP0199198A1 (en) 1985-04-12 1986-04-10 Free-cutting ti alloy
US07/012,527 US4810465A (en) 1985-04-12 1987-02-09 Free-cutting Ti alloy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60077975A JPH0699764B2 (ja) 1985-04-12 1985-04-12 被削性に優れたコンロツド用チタン合金

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61257445A JPS61257445A (ja) 1986-11-14
JPH0699764B2 true JPH0699764B2 (ja) 1994-12-07

Family

ID=13648895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60077975A Expired - Lifetime JPH0699764B2 (ja) 1985-04-12 1985-04-12 被削性に優れたコンロツド用チタン合金

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0699764B2 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0624065B2 (ja) * 1989-02-23 1994-03-30 日本鋼管株式会社 磁気ディスク基板
US5244517A (en) * 1990-03-20 1993-09-14 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Manufacturing titanium alloy component by beta forming
DE69107758T2 (de) * 1990-10-01 1995-10-12 Sumitomo Metal Ind Verfahren zur Verbesserung der Zerspanbarkeit von Titan und Titanlegierungen, und Titanlegierungen mit guter Zerspanbarkeit.
CN1323182C (zh) * 2004-07-07 2007-06-27 黄忠伟 高性能钛合金管配方及工艺
JP2006308027A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Yamaha Motor Co Ltd コンロッド、内燃機関、自動車両およびコンロッドの製造方法
JP4799047B2 (ja) * 2005-05-20 2011-10-19 ヤマハ発動機株式会社 コンロッドおよびそれを備えた内燃機関ならびに自動車両
JP2007003000A (ja) * 2005-05-24 2007-01-11 Yamaha Motor Co Ltd コンロッドおよびそれを備えた内燃機関ならびに自動車両
CN108950297A (zh) * 2017-05-24 2018-12-07 江苏天工科技股份有限公司 一种适用于高温工作环境的高强度钛合金
CN112342437A (zh) * 2020-11-20 2021-02-09 宁波北理汽车科技股份有限公司 一种曲轴连杆制备工艺
CN115369286B (zh) * 2022-08-29 2023-04-18 沈阳中核舰航特材科技有限公司 紧固件用α+β型钛合金、制备方法及其棒材的制备方法
CN120738516B (zh) * 2025-08-19 2026-01-20 中国机械总院集团沈阳铸造研究所有限公司 一种高性能钛合金及其制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5521823B2 (ja) * 1972-09-28 1980-06-12
JPS4982513A (ja) * 1972-12-16 1974-08-08
JPS5521823A (en) * 1978-07-31 1980-02-16 Matsushita Electric Works Ltd Fluorescent lamp

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61257445A (ja) 1986-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0699764B2 (ja) 被削性に優れたコンロツド用チタン合金
JP2004010963A (ja) 高強度Ti合金およびその製造方法
JPH04202729A (ja) 耐熱性に優れたTi合金
AT505664A4 (de) Gleitlagerlegierung aus weissmetall auf zinnbasis
JP3951943B2 (ja) 耐過時効特性にすぐれた高強度の排気バルブ用耐熱合金
JPH04202737A (ja) 強度に優れた耐摩耗性アルミニウム合金
EP1468126A1 (de) Sphärogusslegierung
JPS6223962A (ja) 冷間鍛造用軟磁性ステンレス鋼
JP3076697B2 (ja) α+β型チタン合金
JP2002069557A (ja) Ni基高強度合金
JP3412234B2 (ja) 排気バルブ用合金
JPS61250138A (ja) 冷間塑性加工性に優れたチタン合金
JPH07332035A (ja) 排気バルブ用合金
DE68919606T2 (de) Hitzebeständige Gussstähle.
JP3306878B2 (ja) α+β型Ti合金
JP2000503068A (ja) アルミニウム−マンガン−シリコン−窒素オーステナイトステンレス耐酸鋼
JPS6439353A (en) High-strength spring steel
CN1320713A (zh) 一种锌基高铝合金
JPH07216487A (ja) 耐摩耗性、耐熱性に優れたアルミニウム合金およびその製造方法
JP2636104B2 (ja) 強靱球状黒鉛鋳鉄
DE2145690C3 (de) Bei hoher Temperatur verschleißfeste Legierung auf Kupferbasis
JPS6244547A (ja) アルミニウム合金複合材料
JPH04173935A (ja) 耐摩耗性アルミニウム合金
JP2721192B2 (ja) 耐食性軟磁性材料
EP0416418B1 (en) Method of making rocker arm