JPH10265841A - 高強度冷間鍛造部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】変形抵抗に代表される冷間鍛造性が良好で、ひ
ずみ変形の大きな焼入焼き戻し等の熱処理を行うことな
く、寸法精度の優れた高強度冷間鍛造部品の提供。 【解決手段】重量比にしてC:0.12〜0.40% 、Si:0.01 〜
0.35% 、Mn:0.10 〜1.40% 、P:0.030%以下、S:0.035%以
下、N:0.015%以下、O:0.003%以下を含有し、さらにAl:
0.005〜0.200%、B:0.0005〜0.0050% 、Ti:0.005〜0.05%
、Zr:0.005 〜0.〜0.05% の一種または二種以上を含
有し、残部がFeおよび不純物元素からなる硬さHV120 〜
HV180のフェライト・パーライト組織を有する素材を、
冷間加工率が50% 以上となる冷間鍛造工程と、下記の式
で求められる時効処理指数Ｋ値が400 〜800 にあるの熱
処理工程を順に施すことにより、硬さがHV260 以上とす
る。 Ｋ＝Ｔ× logｔ。ただし、Ｔは加熱温度（℃）を示し、
その範囲は200〜450 ℃である。ｔは加熱時間（分）を
示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、優れた強度特性を有す
る高強度冷間鍛造部品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等に使用されるスピンドル、ジョ
イント、ヨーク、シャフト、スリーブ、フランジ類等の
機械構造部品の多くは、S45C等の炭素鋼が用いられてい
る。またその製造方法としては、鋼材を熱間鍛造するこ
とにより概略形状に成形した後、焼入焼きもどし等の熱
処理を施すことにより、所定の強度が確保される。しか
る後、切削加工等により所望の部品形状にされる。また
必要に応じて、高周波焼入が施される場合もある。

【０００３】これら機械構造用部品の製造工程におい
て、切削加工等の機械加工コストは非常に高く、例えば
「H.K.Tonshoff and C.Stanske:Proc. Int. Conf. on H
ighProductivity Machining, Materials and Machinin
g, ASM,(1985),p.207-222 」において、熱間鍛造部品の
コストの内、切削加工コストが42〜67% を占めることが
示されている。そこで、これら部品の成形を熱間鍛造で
はなく、冷間鍛造にて最終部品形状にできるだけ近い形
状に成形することにより、切削加工の簡略化をはかるこ
とが、近年進められている。

【０００４】冷間鍛造は、鋼を室温〜300 ℃程度の低い
温度にて成形するため、熱間鍛造におけるスケールの発
生が回避でき、高い寸法精度が達成できる。反面、鋼の
変形抵抗が著しく高くなるため、型寿命の低下あるいは
型の折損といったような不具合が問題となる。また鋼の
変形能不足により鍛造品に割れが発生するといった問題
点もある。

【０００５】従って、冷間鍛造に供される鋼材は、変形
抵抗が低く、かつ変形能が高いことが要求される。特に
S45C等のC 含有量が比較的高い炭素鋼は熱間圧延のまま
では硬さが高く冷間加工性が悪いため、冷間鍛造する場
合には、球状化焼鈍等の熱処理によって硬さを低下させ
てから冷間鍛造を行うのが通常であった。しかしなが
ら、熱処理によって硬さを低下させた後の素材を使用し
ても、その後の冷間鍛造条件によっては十分な冷間鍛造
性が確保できない場合があるため、特に変形抵抗の低減
および変形能の向上を目的とした冷鍛用鋼の研究開発が
進められている。

【０００６】例えば特開昭49-62318号、特開昭53-12521
6 号、特公平1-38847 号、特公平5-57350 号、特公平5-
76522 号、特公平7-45695 号、特開平1-225750号、特開
平2-129341号、特開平2-145744号、特開平2-274836号、
特開平5-59486 号、特開平7-97656 号、特開平7-242989
号公報記載の発明が開示されている。これら公報に記載
の鋼は、主にSiおよびMnを低減して変形抵抗を低減さ
せ、不純物として含有されるS 、P 、N 、O 等を極力低
減して変形能を向上させることにより冷間鍛造性の向上
を図ったものである。

【０００７】さらに、SiおよびMnの低減により焼入性が
不足する場合があり、それに対して特公平5-57350 号、
特開平1-225750号ではCrを、特開昭53-125216 号、特公
平1-38847 号、特開平2-274836号、特公平7-45695 号で
はCr、B を、特開平2-145744号ではMoを、特開平2-1293
41号ではMo、B を、特開平5-59486 号ではCr、Mo、B
を、特開昭49-62318、特開平7-242989号ではNi、Cr、M
o、B を、特公平5-76522号、特開平7-97656 号ではCu、
Ni、Cr、Mo、B を添加して必要な焼入性を確保してい
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、冷間鍛
造によって寸法精度の優れた鍛造品が得られても、その
後、強度を確保するために焼入焼き戻し等の熱処理を行
うと、熱処理ひずみの発生により、寸法精度が大きく低
下することが懸念される。従って、冷間鍛造の優れた寸
法精度を有効に活用するためには、熱処理ひずみの大き
な焼入焼き戻し等の熱処理を行わずに、所定の強度を得
る必要がある。

【０００９】その方法の一つとして、冷間鍛造により導
入される加工硬化を利用して、熱処理を行わずに冷間鍛
造のままで強度を確保することが考えられ、実用化され
ている部品も多い。しかしながら冷間鍛造により得られ
る硬さと冷間鍛造の加工荷重とは良い相関があること
が、例えば「工藤英明、大和久重雄 他：冷間鍛造ハン
ドブック(1973)、アグネ、p.60〜」に示されている。し
たがって冷間鍛造により高い強度を得ようとすると必然
的に、加工荷重が高くなり冷間鍛造が困難となる。また
前述した冷間鍛造性を向上させた各種発明鋼はいずれ
も、各種方法により鋼の硬さを低下させて、変形抵抗の
低減をはかるものであり、結果的に冷間鍛造のままで得
られる強度は低いものとなる。

【００１０】他方、冷間鍛造した後に、ひずみ発生の極
力小さな熱処理、すなわち鋼の変態温度以下の熱処理を
加えることが考えられる。特開平5-171275号においては
鋼にNi、AlおよびCuを比較的多く含有させ、これら合金
あるいは合金化合物の析出強化を利用した時効硬化型の
冷間鍛造用鋼が開示されているが、合金含有量が多いた
め非常に高価な鋼材となっている。特開平1-100221号お
よび特開平1-100222号においては鋼をフェライトとベイ
ナイトの微細混合組織とし、冷間鍛造後に焼き戻し処理
をすることにより、強度を確保することが開示されてい
る。これらの発明においては、焼き戻しにより冷間鍛造
のままに比べて、特に耐力が大きく増加しているが、引
張強さの増加量は小さい。さらにフェライトとベイナイ
トの微細混合組織を用いているため、鋼の変形抵抗が比
較的高く、冷鍛性は決して良好とは言えない。また特開
平7-70636 号には所定の化学成分を有する鋼を冷間鍛造
した後、時効処理することにより弾性係数を向上させる
ことが開示されているが、強度の向上については検討さ
れていない。

【００１１】したがって、冷間鍛造時においては冷間成
形性が良好で、かつ焼入焼き戻し等のひずみの大きな熱
処理を行ことなく、高強度な冷間鍛造品を得ることは従
来の技術では困難であり、それらを解決できる技術開発
が望まれている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記課題を
解決することを目的として、鋭意研究を重ねた結果、以
下の知見を得ることにより本発明を完成した。

【００１３】冷間加工された鋼に比較的低温の熱処理を
行うと強度が増加する現象は、ひずみ時効として知られ
ており、例えば「講座・現代の金属学 材料編 第４巻
鉄鋼材料、社団法人日本金属学会、(1985)、p.58」に
説明されている。これによるとひずみ時効は鋼に固溶し
ているC およびN 冷間加工により導入された転位に固着
することにより生じることが示されている。しかし、こ
れらの現象は低炭素鋼における研究であり、特にC 含有
量あるいは組織が大きく異なる中炭素機械構造用鋼にお
ける挙動は不明な点が多い。

【００１４】しかし、ひずみ時効は冷間鍛造において
は、変形抵抗を増加させる要因の一つとして、従来は極
力、抑制する方向での検討が主となっている。本発明者
らは中炭素機械構造用鋼におけるひずみ時効現象につい
て鋭意研究を重ねた結果、以下の知見を得ることによ
り、本発明を完成した。

【００１５】所定量のAl、B 、Ti、Zrの一種または二種
以上を含有することにより鋼中のNが固定された中炭素
鋼を用い、これらの鋼をHV180 以下の硬さを有するフェ
ライト・パーライト組織に調整することにより、変形抵
抗が低く、変形能に優れる鍛造素材が得られる。そして
これらの鍛造素材に加工度が比較的高い冷間鍛造を行う
ことにより、冷間加工による加工硬化を得ると同時に、
多くの加工転位が導入される。通常であればこれら加工
転位上に、速やかに固溶N が集積して、加工中にすでに
ひずみ時効が生じて、変形抵抗の増加をもたらす。しか
し、本発明では、Al、B 、Ti、Zrの一種または二種以上
により固溶N を窒化物として強くトラップしているた
め、加工中のひずみ時効が抑制される。CについてはNに
比べて拡散が遅いことによりひずみ時効が抑制され、加
工中のひずみ時効にはほとんど寄与しない。そしてこれ
らの鋼を用いて製造された冷間鍛造品を限定された温度
および時間にて熱処理することにより、冷間加工による
強度上昇に加えてさらに、大きな時効硬化が生じ、強度
に優れた冷間鍛造部品を得ることができる。なお、時効
硬化を生じる熱処理条件は極めて限定されており、不足
であればひずみ時効硬化が小さく、また過剰であれ過時
効ひずみ回復・再結晶によりかえって軟化が生じる可能
性がある。

【００１６】以上説明した新しい知見を得ることにより
完成した本発明は、重量比にしてC:0.12〜0.40% 、Si:
0.01 〜0.35% 、Mn:0.10 〜1.40% 、P:0.030%以下、S:
0.035%以下、N:0.015%以下、O:0.003%以下を含有し、さ
らにAl:0.005〜0.200%、B:0.0005〜0.0050% 、Ti:0.005
〜0.05% 、Zr:0.005 〜0.05% の一種または二種以上を
含有し、残部がFeおよび不純物元素からなる硬さHV120
〜HV180のフェライト・パーライト組織を有する素材
を、冷間加工率が50% 以上となる冷間鍛造工程と、下記
の式で求められる時効処理指数Ｋ値が400 〜800 にある
の熱処理工程を順に施すことにより、硬さがHV260 以上
とすることを特徴とする高強度冷間鍛造部品の製造方
法。 Ｋ＝Ｔ× logｔ ただし、Ｔは加熱温度（℃）を示し、その範囲は200 〜
450 ℃である。ｔは加熱時間（分）を示す。また、被削
性を改善するために、Pb:0.25%以下、Bi: 0.15% 以下、
Ca:0.01%以下の一種または二種以上を含有することがで
きる。

【００１７】以下に本発明における冷間鍛造部品製造方
法の限定理由について説明する。 C:0.12% 〜0.40% 以下 C は必要な強度を確保および時効硬化能を得るために必
要な元素であり、0.12% 以上の含有が必要である。しか
し0.40% を超えると、鍛造素材の硬さが増加することに
より変形抵抗が増加して、冷間鍛造性が損なわれる恐れ
があるため、上限を0.40% とした。

【００１８】Si:0.01 〜0.35% Siは製鋼工程において補助脱酸材として有効な元素であ
るため、0.01% を下限とした。しかし過剰の含有は変形
抵抗を増大させるため、上限を0.35% とした。

【００１９】Mn:0.10 〜1.40% MnはSiと同様の補助脱酸材として有効な元素であり、ま
た鋼に必要な強度あるいは焼入れ性を付与するために効
果的な元素あるため、0.10% 以上の含有が必要である。
しかし過剰の含有は、変形抵抗を増加させて、冷間鍛造
性を損なう恐れがあるため、1.10% を上限とした。

【００２０】P :0.030% 以下 P は不可避的に不純物として含有する元素であるが、微
量の含有によってフェライト硬さを増加させ、冷間鍛造
性に悪影響を及ぼす元素である。従って冷間鍛造性のみ
考慮すれば極力低減することが好ましいが、極端な低減
は製鋼コストのの増加を招くため、工程能力を考慮し
て、上限を0.030%とした。好ましくは0.015%以下とする
のが良い。

【００２１】S :0.035% 以下 S は不可避的に不純物として含有する元素であるが、Mn
S の介在物を生成し、それらが冷間鍛造割れの起点とな
ることにより、冷間鍛造性に悪影響を及ぼす。従って冷
間鍛造性のみ考慮すれば極力低減することが好ましい。
しかし、S は被削性の向上に対しては効果的な元素であ
り、極端な低減は被削性の悪化をもたらす恐れがあるた
め、上限を0.035%としたが、被削性があまり問題となら
ない場合は0.010%以下が好ましい。

【００２２】N :0.015% 以下 N は固溶N として存在すると、鍛造素材の硬さが増加す
るとともに、冷間鍛造中において、ひずみ時効を生じ
て、冷間鍛造性を悪化させるため、極力低いことが望ま
しい。本発明においては、Al、B 、TiないしはZrの含有
により固溶N を窒化物として固定しているため、極端な
低減は必要ないが、N 含有量が過度に多いいと窒化物と
して固定されない固溶N の量が増加する恐れがあるた
め、0.015%を上限とした。

【００２３】0 :0.003% 以下 O は不可避的に不純物として含有する元素であるが、微
量の含有によって酸化物系介在物を生成し、冷間鍛造性
に悪影響を及ぼす元素である。したがって冷間鍛造性を
確保するために極力低減することが必要であるが、製鋼
コストの上昇を招く恐れがあるため、0.003%を上限とし
た。冷間鍛造性のみを考慮するならば、さらに低減をは
かり0.001%以下が好ましい。

【００２４】Al:0.005〜0.200% Alは製鋼時の脱酸材として有効な元素であるが、さらに
固溶N を固定することにより、変形抵抗の低減および冷
間鍛造中に生じるひずみ時効を低減する効果がある。そ
れら効果を発揮するためには0.005%以上の含有が必要で
あるが、過剰の添加は酸化物系介在物の凝集・粗大化が
生じて、変形能を低下させる恐れがあるため上限を0.20
0%とした。

【００２５】B :0.0005 〜0.0050% B はN との親和力が強く、Alと同様に固溶N の固定に効
果がある元素である。それら効果を得るためには0.0005
% 以上の含有が必要である。しかし過剰の含有は、B 炭
素化合物を過剰に生成し、かえって冷間鍛造性を低下さ
せる恐れがあるため、0.0100% を上限とした。なおB に
は焼入性を向上させる働きがあるため、その使用にあた
っては、要求される焼入性を考慮する必要がある。

【００２６】Ti:0.005% 〜0.05% TiはAlと同様にN の固定に効果のある元素であり、その
効果を得るには0.005%以上の含有が必要である。しか
し、過剰の添加は、Ti炭窒化物の析出強化により冷間鍛
造性を阻害する恐れがあるため、0.05% を上限とした。

【００２７】Zr:0.005〜0.05% ZrはTiと同様にN の固定に効果のある元素であり、その
効果を得るには0.005%以上の含有が必要である。しか
し、過剰の添加は、Zr炭窒化物の析出強化により冷間鍛
造性を阻害する恐れがあるため、0.05% を上限とした。

【００２８】Pb:0.25%以下 Pbは被削性を向上させるのに効果のある元素であるが、
過度の添加は冷間鍛造性を損なう恐れがあり、可能な限
り添加しないのが好ましい。しかしながら被削性の確保
が重要な場合も多々あることから、必要に応じて0.25%
以下の範囲内で添加できるものとした。

【００２９】Bi:0.15%以下 Biは被削性を向上させるのに効果のある元素であるが、
過度の添加は冷間鍛造性を損なう恐れがあり、可能な限
り添加しないのが好ましい。しかしながら被削性の確保
が重要な場合も多々あることから、必要に応じて0.15%
以下の範囲内で添加できるものとした。

【００３０】Ca:0.01%以下 Caは被削性を向上させるのに効果のある元素であるが、
過度の添加は冷間鍛造性を損なう恐れがあり、可能な限
り添加しないのが好ましい。しかしながら被削性の確保
が重要な場合も多々あることから、必要に応じて0.01%
以下の範囲内で添加できるものとした。

【００３１】鍛造素材の製造方法として、上記の組成を
満足する鋼の硬さをHV120 〜HV180にする理由は以下の
通りである。冷間鍛造性の観点からは鍛造素材の硬さが
低い方が良好となるが、HV120 未満ではその後の冷間鍛
造および熱処理によってもHV260 以上の硬さを得ること
が困難となる。またHV180 を超えると、冷間鍛造性の悪
化を招くため上限をHV180 とした。

【００３２】組織についてはベイナイトあるいはマルテ
ンサイト組織は硬質組織であり、その混在は冷間鍛造性
の悪化を招く恐れがある。また通常、冷間鍛造用素材に
良く用いられている球状化焼鈍組織は、冷間鍛造性の観
点からは非常に良好であるが、加工硬化能が比較的小さ
く、必要な部品強度が得られない可能性があること、お
よび球状化焼鈍は非常にコストの高い熱処理であること
から本発明の範囲からは除外した。本発明のフェライト
・パーライト組織は熱間圧延あるいは熱間鍛造のまま、
あるいは必要に応じて制御圧延、制御冷却等の実施によ
り得ることができる。本組織は、良好な冷間鍛造性と冷
間鍛造後の硬さの向上を得ることが出来る。また、さら
に所定の硬さ範囲に調整するために、焼きならしあるい
は焼なまし処理を用いることにより、更なる良好な冷間
鍛造性と冷間鍛造後の硬さの向上を得ることが出来る。
なお鍛造素材の形状は、冷間鍛造部品形状に応じて、圧
延鋼材、切削加工品、あるいは鍛造品等の各種形状を取
りうる。

【００３３】冷間鍛造工程において、冷間加工率を50%
以上とする理由は以下の通りである。冷間鍛造による加
工硬化と冷間鍛造後の所定の熱処理による時効硬化によ
り硬さHV260 以上の十分な強度を得るためには、鋼中の
加工転位を著しく増加させる必要があり、冷間加工率と
しては50% 以上ですることが必要である。なお部品形状
によっては部品全体の冷間加工率を50% 以上とすること
が困難な場合も十分に考えられるが、その場合は少なく
とも部品機能上、強度が要求される部分について50% 以
上の冷間加工率が満足されれば良い。

【００３４】冷間鍛造後の熱処理工程において、時効硬
化指数Ｋ値が400 〜800 とする理由は以下の通りであ
る。この熱処理によるひずみ時効はC 原子の鋼中におけ
る拡散および集積・析出に支配されるため、熱処理工程
における熱処理温度Ｔ（℃）と熱処理時間（ｔ）が非常
に重要となる。したがって、熱処理温度Ｔと熱処理時間
ｔとの関係を示す時効処理指数Ｋ値は、Ｋ＝Ｔ×ｌｏｇ
ｔで表され、時効処理指数Ｋが400に満たない場合は、C
の拡散が不十分で十分な時効硬化が得られず、また800
を超えると、析出物の凝集・粗大化が生じて十分な硬化
得られず、さらに冷間鍛造にて導入された加工硬化につ
いてもひずみ回復あるいは再結晶により軟化する恐れが
ある。

【００３５】

【実施例】次に本発明の実施例を以下に詳述する。鋼と
比較し、実施例でもって明らかにする。

【実施例１】表１に示した成分を有する鋼を電気炉にて
溶製し、熱間圧延によって直径38mmの丸棒を製造して供
試材とした。表１に示す鋼のうち、Ａ〜Ｄ鋼は本発明の
請求項１の化学組成を有する鋼であり、Ｅ〜Ｇ鋼は請求
項２の化学組成を有する鋼である。またＨ〜Ｋ鋼は比較
鋼であり、Ｈ鋼は本発明に対してC 含有量が少なく、Ｉ
鋼はAl、B 、Ti、Zrが本発明の請求含有量を満足してお
らず、Ｊ鋼はN 含有量が本発明の請求含有量を超えてお
り、Ｋ鋼はMn含有量が本発明の請求含有量を超えてい
る。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１に示す成分を有する直径38mmの熱間圧
延鋼材より、直径20mm、高さ40mmの丸棒形状の試験片Ｗ
１を機械加工した後、図１（ａ）および（ｂ）に示す要
領で、据込冷間鍛造（ダイス１１、１２からなる凹状の
下金型内へ試験片Ｗ１を上金型１０にて加圧する）を行
い、据込加工率70% の試験材Ｗ２への変形に伴う変形荷
重を求めた。なお試験片はボンデ処理を行い、冷間鍛造
には800T油圧鍛造プレス機を用いた。

【００３８】これら冷間鍛造品を、加熱温度350 ℃にて
30分間の熱処理（時効硬化指数Ｋ値=517）を行い、硬さ
を測定した。なお硬さ測定は熱間圧延鋼材および冷間鍛
造後についても行った。各供試材の性能評価結果を表２
に示す。

【００３９】

【表２】

【００４０】表２に示すように、本発明のＡ〜Ｇ鋼の鍛
造素材は、いずれもHV120 〜HV180の硬さ範囲を満足す
るフェライト・パーライト組織となっており、冷間鍛造
における変形抵抗は100tf 以下と良好な鍛造性を示し
た。また熱処理後の硬さはいずれもHV260 以上の高強度
が得られているのがわかる。熱処理後の硬さと冷間鍛造
後の硬さの差から、熱処理による時効硬化量を求めると
本発明のＡ〜Ｇ鋼は、ΔHV32〜44の大きな時効硬化を生
じていることがわかる。

【００４１】一方、C 量が低いＨ鋼は、鍛造素材の硬さ
が低いため、変形荷重が小さく鍛造性は良好であるが、
熱処理後の硬さが低く、所定の強度が得られない。Al、
B 、Ti、Zrが所定量含有されていないＩ鋼は、鍛造素材
の硬さがHV120 〜180 の範囲にあるにもかかわらず、変
形抵抗が高く、鍛造性が悪い。また時効硬化量も小さ
い。N を過剰に含有するＪ鋼も、Ｉ鋼と同様に鍛造素材
の硬さがHV120 〜180 の範囲にあるにもかかわらず、変
形抵抗が高く、鍛造性が悪い。Mn量が過剰であるＫ鋼
は、鍛造素材の硬さが高く、変形抵抗も高い。

【００４２】

【実施例２】表１に示したＡ鋼について実施例１と同様
の試験片加工を行い、据込冷間鍛造を行った。なお冷間
加工率は10〜80% に変化させた。その後、実施例１と同
様に加熱温度350 ℃にて30分間の熱処理（時効硬化指数
Ｋ値=517）を行い、硬さを測定した。図２に評価結果を
示す。

【００４３】

【図２】

【００４４】図２には冷間加工ままの状態の硬さと冷間
加工率の関係を黒丸で、冷間加工後上記熱処理した状態
の硬さと冷間加工率との関係を白丸で示した。これよ
り、冷間加工率の増加するにつれて、冷間加工後熱処理
した硬さと冷間加工後の硬さとの差ΔH が増加し、冷間
加工率50% 以上で、ΔHvが30Hv以上となっていることが
わかる。これより冷間加工率50% 以上でその後適切な熱
処理を施すことにより、十分な時効硬化が得られること
が分かる。なお本例においても冷間加工率が50% 以上で
あればHV260 以上の高強度が安定して得られることもわ
かる。

【００４５】

【実施例３】表１に示したＡ鋼について実施例１と同様
の試験片加工を行い、据込率70% の冷間鍛造を行った。
その後、加熱温度および時間を各種変化させることによ
り時効硬化指数Ｋ値を変化させた熱処理を行い、硬さを
測定した。図３に評価結果を示す。

【００４６】

【図３】

【００４７】図３において、黒丸は冷間加工70% 後の硬
さを、白丸は前記冷間加工後、各種時効硬化処理指数Ｋ
値で熱処理したときの硬さを示す。図３より時効処理指
数Ｋ値が400 〜800 の範囲において時効硬化量がΔHvが
30〜40Hv程度となり、十分な時効硬化による硬さの向上
が見られることがわかる。時効処理指数Ｋ値が400 より
小さいもしくは800 より大きくなるとΔHvが30Hv以下と
なり十分な硬さの向上が得られない。なお本例において
も時効処理指数Ｋ値が400 〜800 の範囲にあればHV260
以上の高強度が安定して得られることもわかる。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、変形抵抗に代表される冷間鍛
造性が良好で、冷間加工硬化と時効硬化により、ひずみ
変形の大きな焼入焼き戻し等の熱処理を行うことなく、
寸法精度の優れた高強度な冷間鍛造部品を提供するもの
である。また金型寿命の向上、仕掛プレスの小型化、あ
るいは焼入焼き戻し処理の省略等による冷間鍛造部品の
コスト低減、および部品寸法精度向上による冷間鍛造部
品のネットシェイプ化に大きく貢献するもので、工業的
意義の大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る据込冷間鍛造工程の金型および
試験材の関係を示す断面図である。

【図２】 本発明における冷間加工のまま及び冷間加工
後熱処理したものの硬さに及ぼす冷間加工率の影響を示
す説明図である。

【図３】 本発明における冷間加工後熱処理したものの
硬さに及ぼす時効硬化指数Ｋ値の影響を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

Ｗ１、Ｗ２：試験材、 １０：上金型、 １１、１２：ダイス

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量比にしてC:0.12〜0.40% 、Si:0.01
   〜0.35% 、Mn:0.10 〜1.40% 、P:0.030%以下、S:0.035%
   以下、N:0.015%以下、O:0.003%以下を含有し、さらにA
   l:0.005〜0.200%、B:0.0005〜0.0050% 、Ti:0.005〜0.0
   5% 、Zr:0.005〜0.05% の一種または二種以上を含有
   し、残部がFeおよび不純物元素からなる硬さHV120 〜HV
   180のフェライト・パーライト組織を有する素材を、冷
   間加工率が50% 以上となる冷間鍛造工程と、下記の式で
   求められる時効処理指数Ｋ値が400〜800 にあるの熱処
   理工程を順に施すことにより、硬さがHV260 以上とする
   ことを特徴とする高強度冷間鍛造部品の製造方法。 Ｋ＝Ｔ× logｔ ただし、Ｔは加熱温度（℃）を示し、その範囲は200 〜
   450 ℃である。ｔは加熱時間（分）を示す。
2. 【請求項２】 重量比にしてC:0.12〜0.40% 、Si:0.01
   〜0.35% 、Mn:0.10 〜1.40% 、P:0.030%以下、S:0.035%
   以下、N:0.015%以下、O:0.003%以下を含有し、さらにA
   l:0.005〜0.200%、B:0.0005〜0.0050% 、Ti:0.005〜0.0
   5% 、Zr:0.005〜0.05% の一種または二種以上およびPb:
   0.25%以下、Bi: 0.15% 以下、Ca:0.01%以下の一種また
   は二種以上を含有し、残部がFeおよび不純物元素からな
   る硬さHV120 〜HV180のフェライト・パーライト組織を
   有する素材を、冷間加工率が50% 以上となる冷間鍛造工
   程と、下記の式で求められる時効処理指数Ｋ値が400 〜
   800にある熱処理工程を順に施すことにより、硬さがHV2
   60 以上とすることを特徴とする高強度冷間鍛造部品の
   製造方法。 Ｋ＝Ｔ× logｔ ただし、Ｔは加熱温度（℃）を示し、その範囲は200 〜
   450 ℃である。ｔは加熱時間（分）を示す。