JPH1030632A - High fatigue strength crankshaft - Google Patents
High fatigue strength crankshaftInfo
- Publication number
- JPH1030632A JPH1030632A JP18369396A JP18369396A JPH1030632A JP H1030632 A JPH1030632 A JP H1030632A JP 18369396 A JP18369396 A JP 18369396A JP 18369396 A JP18369396 A JP 18369396A JP H1030632 A JPH1030632 A JP H1030632A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- weight
- crankshaft
- treatment
- steel material
- artificial aging
- 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
Links
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い疲労強度を有し、且つ比較的安価なクラ
ンクシャフトを提供する。
【解決手段】 C≦0.01重量%と、Si≦1重量%
と、0.05重量%≦Mn≦0.5重量%と、P≦0.
1重量%と、S≦0.03重量%と、0.02重量%≦
sol.Al≦0.1重量%と、0.8重量%≦Cu≦
1.7重量%と、0.02重量%≦Ti≦0.1重量%
と、残部Feおよび不可避的元素とよりなる鋼材を用い
た熱間鍛造クランクシャフトであって、溶体化処理後、
人工時効処理を兼ねた軟窒化処理を施されている。この
クランクシャフトは十分に深い表面硬化層を有し、また
その製造に当っては人工時効処理および軟窒化処理の一
括化によって省エネルギおよび製造コストの低減が図ら
れている。
(57) [Problem] To provide a relatively inexpensive crankshaft having high fatigue strength. SOLUTION: C ≦ 0.01% by weight and Si ≦ 1% by weight
And 0.05% by weight ≦ Mn ≦ 0.5% by weight and P ≦ 0.
1% by weight, S ≦ 0.03% by weight, and 0.02% by weight ≦
sol. Al ≦ 0.1% by weight and 0.8% by weight ≦ Cu ≦
1.7% by weight and 0.02% by weight ≦ Ti ≦ 0.1% by weight
And a hot forged crankshaft using a steel material consisting of the balance Fe and unavoidable elements, and after solution treatment,
A soft nitriding treatment that also serves as an artificial aging treatment is performed. This crankshaft has a sufficiently deep surface hardened layer, and in its production, energy saving and production cost reduction are achieved by integrating artificial aging treatment and nitrocarburizing treatment.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は高疲労強度クランク
シャフトに関する。The present invention relates to a high fatigue strength crankshaft.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、内燃機関用クランクシャフトとし
ては、JIS S45C〜S50C相当の中炭素鋼鋼材
を用いたものと、Al、Cr、V等を含む低、中炭素鋼
鋼材である軟窒化用鋼材を用いたものが知られている。
何れのクランクシャフトも、熱間鍛造加工、焼ならし処
理、機械加工、軟窒化処理および必要に応じて歪矯正加
工を経て製造されたものである。2. Description of the Related Art Conventionally, a crankshaft for an internal combustion engine is made of a medium carbon steel material corresponding to JIS S45C to S50C, and a soft carbonitride material of a low and medium carbon steel material containing Al, Cr, V and the like. The thing using a steel material is known.
Each of the crankshafts is manufactured through hot forging, normalizing, machining, nitrocarburizing, and, if necessary, straightening.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】現在、内燃機関の高出
力化の要請からクランクシャフトには長尺一体型構造を
有し、且つ高い疲労強度を持つことが要求されている。At present, the demand for higher output of an internal combustion engine requires that the crankshaft have a long integrated structure and high fatigue strength.
【0004】しかしながら、前者の中炭素鋼鋼材を用い
たものは、歪矯正加工において曲がり矯正性が良いの
で、長尺一体型構造を採用することが可能としても曲げ
疲労強度が比較的低い、という問題がある。一方、後者
の軟窒化用鋼材を用いたものは、前者に比べて比較的高
い曲げ疲労強度を有するが、軟窒化処理によって、表面
およびその近傍の硬さが極端に高くなるため、歪矯正加
工において曲がり矯正を行うことが著しく困難であり、
したがって長尺一体型構造を採用することができない。[0004] However, since the former using a medium carbon steel material has a good straightening property in the straightening process, the bending fatigue strength is relatively low even if a long integrated structure can be adopted. There's a problem. On the other hand, the latter using a steel material for nitrocarburizing has relatively high bending fatigue strength compared to the former, but the hardness of the surface and its vicinity becomes extremely high due to the nitrocarburizing treatment. It is extremely difficult to perform a straightening in
Therefore, a long integrated structure cannot be adopted.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、良好な熱間鍛
造加工性および機械加工性を有し、且つ溶体化処理後、
人工時効処理を兼ねた軟窒化処理を行うことが可能であ
ると共に軟窒化処理後の曲がり矯正加工が可能な特定の
鋼材を構成材料とした、高い疲労強度を有し、且つ長尺
一体型構造の採用および寸法精度の向上がそれぞれ可能
な前記クランクシャフトを提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has good hot forgeability and machinability, and after solution treatment,
It has a high fatigue strength and a long integrated structure that is made of a specific steel material that can perform nitrocarburizing treatment that also serves as artificial aging treatment and that can be bent after nitrocarburizing treatment. It is an object of the present invention to provide the crankshaft capable of adopting and improving dimensional accuracy.
【0006】前記目的を達成するため本発明によれば、
C≦0.01重量%と、Si≦1重量%と、0.05重
量%≦Mn≦0.5重量%と、P≦0.1重量%と、S
≦0.03重量%と、0.02重量%≦sol.Al≦
0.1重量%と、0.8重量%≦Cu≦1.7重量%
と、0.02重量%≦Ti≦0.1重量%と、残部Fe
および不可避的元素とよりなる鋼材を用いた熱間鍛造ク
ランクシャフトであって、溶体化処理後、人工時効処理
を兼ねた軟窒化処理を施されている高疲労強度クランク
シャフトが提供される。[0006] In order to achieve the above object, according to the present invention,
C ≦ 0.01 wt%, Si ≦ 1 wt%, 0.05 wt% ≦ Mn ≦ 0.5 wt%, P ≦ 0.1 wt%, S
≦ 0.03% by weight and 0.02% by weight ≦ sol. Al ≦
0.1% by weight and 0.8% by weight ≦ Cu ≦ 1.7% by weight
And 0.02% by weight ≦ Ti ≦ 0.1% by weight and the balance Fe
A high fatigue strength crankshaft is provided, which is a hot forged crankshaft using a steel material made of an unavoidable element, which is subjected to a soft nitriding treatment also serving as an artificial aging treatment after a solution treatment.
【0007】前記組成の鋼材は、金属組織上フェライト
単相組織を持つので、軟鋼と略同等の良好な熱間鍛造加
工性を有し、またクランクシャフト中間体の機械加工性
を良好にする。[0007] Since the steel material having the above-mentioned composition has a ferrite single-phase structure on the metal structure, it has good hot forging workability substantially equivalent to mild steel and good workability of a crankshaft intermediate.
【0008】また前記鋼材はCuの過飽和固溶に伴い時
効硬化性を発揮するので、溶体化処理後のクランクシャ
フト中間体に人工時効処理を施すことによってクランク
シャフトの機械的強度を向上させることが可能である。Further, since the steel material exhibits age hardening property with the supersaturated solid solution of Cu, it is possible to improve the mechanical strength of the crankshaft by subjecting the crankshaft intermediate after the solution treatment to artificial aging treatment. It is possible.
【0009】さらに、極低炭素の下でTiを含有するこ
とによって、前記鋼材はそれが持つ人工時効温度下で良
好な軟窒化特性を発揮する。つまり、この鋼材において
は人工時効温度と軟窒化処理温度とが略一致している。Further, by containing Ti under extremely low carbon, the steel material exhibits good nitrocarburizing properties at the artificial aging temperature of the steel material. That is, in this steel material, the artificial aging temperature and the nitrocarburizing treatment temperature substantially match.
【0010】これによりクランクシャフト中間体に人工
時効処理を兼ねた軟窒化処理を施すことによって、クラ
ンクシャフトの疲労強度を十分に向上させることが可能
である。また両処理の一括化により省エネルギおよび製
造コストの低減を図ることができる。[0010] Thus, the fatigue strength of the crankshaft can be sufficiently improved by subjecting the intermediate crankshaft to a soft nitriding treatment also serving as an artificial aging treatment. In addition, energy saving and reduction in manufacturing cost can be achieved by integrating both processes.
【0011】疲労強度向上の観点から、表面硬化層(全
窒化層を意味する。以下同じ)の深さdはd≧0.6mm
であることが望ましい。ただし、その深さdの上限値は
d=1.0mmである。d>1.0mmではクランクシャフ
トが脆化するからである。From the viewpoint of improving the fatigue strength, the depth d of the surface hardened layer (which means a fully nitrided layer; the same applies hereinafter) is d ≧ 0.6 mm.
It is desirable that However, the upper limit of the depth d is d = 1.0 mm. If d> 1.0 mm, the crankshaft becomes brittle.
【0012】さらに軟窒化処理は比較的低温下で行われ
るので、クランクシャフトの熱処理歪が小さく、また軟
窒化処理後においてはクランクシャフトの表面およびそ
の近傍の硬さはそれ程高くないので、その曲がり矯正を
行うことが可能である。これにより、クランクシャフト
において、長尺一体型構造の採用が可能であると共にそ
の寸法精度を向上させることが可能である。Further, since the nitrocarburizing treatment is performed at a relatively low temperature, the distortion of the heat treatment of the crankshaft is small, and the hardness of the surface of the crankshaft and its vicinity is not so high after the nitrocarburizing treatment. Corrections can be made. Thus, it is possible to employ a long integrated structure in the crankshaft and improve the dimensional accuracy thereof.
【0013】前記鋼材において、各化学成分の作用効果
および含有量限定理由は次の通りである。[0013] In the steel material, the function and effect of each chemical component and the reason for limiting the content are as follows.
【0014】C:前記鋼材においてその金属組織をフェ
ライト単相組織にして高い延性を確保し、また軟窒化処
理による表面硬化層を深くするためには、C含有量は極
力少い方がよい。C含有量がC>0.01重量%では鋼
材の延性が低下し、且つ表面硬化層が浅くなる。C: In order to secure high ductility and to make the surface hardened layer by nitrocarburizing treatment deeper by changing the metal structure of the steel material to a ferrite single phase structure, the C content is preferably as small as possible. When the C content is C> 0.01% by weight, the ductility of the steel material decreases, and the surface hardened layer becomes shallow.
【0015】Si:Siは鋼材の強度向上元素であっ
て、要求強度に応じてその含有量を調節される。ただ
し、Si含有量がSi>1重量%では鋼材の延性が低く
なるため、その鋼材の熱間鍛造性が低下する。Si: Si is an element for improving the strength of a steel material, and its content is adjusted according to the required strength. However, when the Si content is Si> 1% by weight, the ductility of the steel material is low, and the hot forgeability of the steel material is low.
【0016】Mn:MnはSi同様に鋼材の強度向上元
素であって、要求強度に応じてその含有量を調節され
る。ただし、Mn含有量がMn>0.5重量%では鋼材
の延性が低くなるため、その鋼材の熱間鍛造性が低下
し、一方、Mn<0.05重量%ではその添加効果が無
く、また鋼材の表面に疵が発生し易くなる。Mn: Mn is an element for improving the strength of a steel material like Si, and its content is adjusted according to the required strength. However, when the Mn content is Mn> 0.5% by weight, the ductility of the steel material is low, so that the hot forgeability of the steel material is reduced. Flaws easily occur on the surface of the steel material.
【0017】P:PはSiおよびMn同様に鋼材の強度
向上元素であって、要求強度に応じてその含有量を調節
される。ただし、P含有量がP>0.1重量%では二次
加工割れが発生する。P: P, like Si and Mn, is an element for improving the strength of steel and its content is adjusted according to the required strength. However, when the P content is P> 0.1% by weight, secondary working cracks occur.
【0018】S:S含有量は鋼材の延性を高めるために
は低い方が好ましい。S含有量がS>0.03重量%で
は鋼材の延性が大幅に低下する。S: The S content is preferably low in order to increase the ductility of the steel material. When the S content is S> 0.03% by weight, the ductility of the steel material is significantly reduced.
【0019】Al:Alは鋼材の軟窒化処理性を高める
効果を有する。ただし、Al含有量がAl>0.1重量
%では鋼材の熱間鍛造性および機械加工性が低下し、一
方、Al<0.02重量%ではその添加効果が無い。Al: Al has the effect of improving the nitrocarburizing property of steel. However, when the Al content is Al> 0.1% by weight, the hot forgeability and machinability of the steel material are reduced, while when Al <0.02% by weight, the effect of the addition is not obtained.
【0020】Cu:Cuは前記のように鋼材に時効硬化
性を付与する。ただし、Cu含有量がCu>1.7重量
%では鋼材の表面品質が悪化し、一方、Cu<0.8重
量%ではその添加効果が無い。Cu: Cu imparts age hardening to steel as described above. However, when the Cu content is Cu> 1.7% by weight, the surface quality of the steel material is deteriorated. On the other hand, when Cu <0.8% by weight, there is no effect of the addition.
【0021】Ti:Tiは前記のように極低炭素の下で
鋼材に対し良好な軟窒化特性を付与する。即ち、Tiは
Feと微細な複窒化物を形成して表面硬化層を深くする
効果を奏する。ただし、Ti含有量がTi>0.1重量
%では表面硬化層が深くなり過ぎて鋼材が脆くなり、一
方、Ti<0.02重量%ではその添加効果が無い。Ti: Ti imparts good nitrocarburizing properties to steel under extremely low carbon as described above. That is, Ti has an effect of forming a fine double nitride with Fe and deepening the surface hardened layer. However, if the Ti content is Ti> 0.1% by weight, the surface hardened layer becomes too deep and the steel material becomes brittle, while if Ti <0.02% by weight, there is no effect of the addition.
【0022】前記鋼材は他の添加元素としてNiを0.
15重量%≦Ni≦0.7重量%含有していてもよい。
Niは、鋼材の表面品質を高め、また熱間脆性を防止す
る効果を有する。The steel material contains Ni as another additive element.
It may contain 15% by weight ≦ Ni ≦ 0.7% by weight.
Ni has the effect of improving the surface quality of the steel material and preventing hot brittleness.
【0023】溶体化処理温度T1 は780℃≦T1 ≦1
050℃に、また処理時間t1 はt 1 ≒0.5時間にそ
れぞれ設定される。この溶体化処理は、熱間鍛造加工終
了後直ちに急冷することによって行ってもよい。なお、
溶体化処理温度T1 がT1 <780℃ではCuを過飽和
に固溶させることができず、一方、T1 >1050℃で
は結晶粒の粗大化を生じ、強度および靱性の低下を招
く。Solution treatment temperature T1Is 780 ℃ ≦ T1≦ 1
050 ° C. and the processing time t1Is t 1≒ 0.5 hours
Each is set. This solution treatment is completed after hot forging.
It may be performed by quenching immediately after completion. In addition,
Solution treatment temperature T1Is T1<Saturated Cu at 780 ° C
To form a solid solution, while T1> 1050 ° C
Causes coarsening of crystal grains, resulting in a decrease in strength and toughness.
Good.
【0024】前記鋼材の人工時効温度T2 は550℃≦
T2 ≦600℃である。ただし、人工時効温度T2 がT
2 >600℃では過時効となって内部硬さが低下するた
め、疲労強度を十分に向上させることができず、一方、
T2 <550℃では人工時効処理および軟窒化処理を行
うことができない。The artificial aging temperature T 2 of the steel is 550 ° C. ≦
T 2 ≦ 600 ° C. However, if the artificial aging temperature T 2 is T
2 > At 600 ° C., overaging occurs and the internal hardness decreases, so that fatigue strength cannot be sufficiently improved.
At T 2 <550 ° C., the artificial aging treatment and the nitrocarburizing treatment cannot be performed.
【0025】また処理時間t2 は2時間≦t2 ≦4時間
であることが好ましい。処理時間t 2 <2時間では表面
硬化層の深さdがd<0.6mmとなり、一方、t2 >4
時間ではその深さdが前記上限値d=1.0mmを超え
る。The processing time tTwoIs 2 hours ≦ tTwo≤ 4 hours
It is preferred that Processing time t Two<2 hours for surface
The depth d of the hardened layer is d <0.6 mm, while tTwo> 4
In time, the depth d exceeds the upper limit d = 1.0 mm.
You.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】図1に示すクランクシャフト1
は、多気筒内燃機関、図示例では直列4気筒内燃機関に
用いられるもので、長尺一体型構造を有する。一端部に
存するクランクアーム2は歯車3として兼用される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A crankshaft 1 shown in FIG.
Is used for a multi-cylinder internal combustion engine, in the illustrated example, an in-line four-cylinder internal combustion engine, and has a long integrated structure. The crank arm 2 at one end is also used as the gear 3.
【0027】表1は、クランクシャフト1の構成材料で
ある丸鋼の組成を示す。Table 1 shows the composition of the round steel which is a constituent material of the crankshaft 1.
【0028】[0028]
【表1】 [Table 1]
【0029】クランクシャフト1の製造に当っては、熱
間鍛造加工、溶体化処理、機械加工、人工時効処理を兼
ねた軟窒化処理および曲がり矯正加工の各工程を用い
た。In the manufacture of the crankshaft 1, each process of hot forging, solution treatment, machining, soft nitriding and artificial straightening combined with artificial aging was used.
【0030】以下、各工程について具体的に説明する。Hereinafter, each step will be described specifically.
【0031】A.熱間鍛造加工 直径50mmの丸鋼より長さ250mmの鋼片を切出す工
程、鋼片を850℃に加熱する工程、鋼片のスケールを
除去する工程、鍛造ロールにより素形を製作する工程、
高速鍛造プレスにより、曲げ打、荒型打および仕上打を
含む型打を行う工程、クランクプレスによりばり抜きを
行う工程およびクランクプレスにより整形を行う工程を
順次経てクランクシャフト中間体を得た。A. Hot forging process of cutting out a 250 mm long steel slab from a 50 mm diameter round bar, heating the steel slab to 850 ° C., removing the scale of the steel slab, manufacturing a cast by a forging roll,
A crankshaft intermediate was obtained through a step of performing stamping including bending, rough stamping, and finishing by a high-speed forging press, a step of punching out by a crank press, and a step of shaping by a crank press.
【0032】B.溶体化処理 熱間鍛造加工終了温度(溶体化処理温度T1 )が920
℃のクランクシャフト中間体を急冷して、そのクランク
シャフト中間体に溶体化処理を施した。B. Solution treatment Hot forging end temperature (solution treatment temperature T 1 ) is 920
The crankshaft intermediate at ℃ was rapidly cooled, and the crankshaft intermediate was subjected to a solution treatment.
【0033】C.機械加工 クランクシャフト中間体に切削加工および研削加工を施
して、クランクアーム2、歯車3、クランクジャーナル
4、クランクピン5、スプライン軸部6等を形成した。C. Machining The crankshaft intermediate was subjected to cutting and grinding to form a crank arm 2, a gear 3, a crank journal 4, a crank pin 5, a spline shaft 6, and the like.
【0034】D.人工時効処理を兼ねた軟窒化処理 クランクシャフト中間体に人工時効処理を兼ねた軟窒化
処理を施してクランクシャフト1を得た。処理条件は、
N2 ガスをベースとしたNH3 ガス雰囲気,人工時効温
度T2 =580℃,処理時間t2 =2時間にそれぞれ設
定された。また処理時間t2 をt2 =3時間に設定し
て、もう1つのクランクシャフト1を得た。D. Soft nitriding treatment also serving as artificial aging treatment A crankshaft 1 was obtained by subjecting a crankshaft intermediate to soft nitriding treatment also serving as artificial aging treatment. Processing conditions are
An NH 3 gas atmosphere based on N 2 gas, an artificial aging temperature T 2 = 580 ° C., and a processing time t 2 = 2 hours were respectively set. Another crankshaft 1 was obtained by setting the processing time t 2 to t 2 = 3 hours.
【0035】E.曲がり矯正加工 両クランクシャフト1は、長尺一体型であると共に複雑
な形状を有することから前記人工時効処理を兼ねた軟窒
化処理中において、その処理温度T2 が比較的低いにも
拘らず、多少の曲がりを生じる。そこで、両クランクシ
ャフト1に矯正機を用いて曲がり矯正加工を施した。こ
こで、前記D項における処理時間t2 がt2 =2時間で
あったものを実施例1とし、またt2 =3時間であった
ものを実施例2とする。E. Curve straightening processing Both crankshafts 1 are long and integral and have a complicated shape, so during the nitrocarburizing treatment also serving as the artificial aging treatment, despite the relatively low treatment temperature T 2 , Some bending occurs. Therefore, a bending straightening process was performed on both crankshafts 1 using a straightening machine. Here, the case where the processing time t 2 in the item D is t 2 = 2 hours is referred to as Example 1, and the case where t 2 = 3 hours is referred to as Example 2.
【0036】比較のため、中炭素鋼(JIS S48
C)よりなる丸鋼を構成材料として前記同様の熱間鍛造
加工を行ってクランクシャフト中間体を得た。この場
合、鋼片の加熱温度は850℃に設定された。次いでク
ランクシャフト中間体に、880℃、2.5時間の焼な
らし処理、前記同様の機械加工、前記同様の軟窒化処理
(ただし、処理時間t2 はt2 =3時間)および曲がり
矯正加工を順次施してクランクシャフトを得た。これを
比較例1とする。For comparison, medium carbon steel (JIS S48)
Using a round steel made of C) as a constituent material, the same hot forging as described above was performed to obtain a crankshaft intermediate. In this case, the heating temperature of the billet was set to 850 ° C. Next, the crankshaft intermediate is subjected to normalizing treatment at 880 ° C. for 2.5 hours, machining similar to that described above, nitrocarburizing treatment similar to that described above (however, the processing time t 2 is t 2 = 3 hours), and bending correction processing. Were sequentially applied to obtain a crankshaft. This is referred to as Comparative Example 1.
【0037】また軟窒化用鋼(0.2重量%C−0.1
重量%Al−1重量Cr−残部Fe)よりなる丸鋼を構
成材料として前記同様の熱間鍛造加工を行ってクランク
シャフト中間体を得た。この場合、鋼片の加熱温度は8
80℃に設定された。次いでクランクシャフト中間体
に、900℃、2.5時間の焼ならし処理、前記同様の
機械加工および前記同様の軟窒化処理(ただし、処理時
間t2 はt2 =3時間)を順次施してクランクシャフト
を得た。このクランクシャフトには曲がりが生じていた
が、その矯正は著しく困難であった。これを比較例2と
する。Further, steel for nitrocarburizing (0.2% by weight C-0.1
The same hot forging as described above was carried out using a round bar composed of weight% Al-1 weight Cr-balance Fe) to obtain a crankshaft intermediate. In this case, the heating temperature of the billet is 8
The temperature was set to 80 ° C. Next, the crankshaft intermediate was subjected to normalizing treatment at 900 ° C. for 2.5 hours, machining similar to the above, and nitrocarburizing treatment similar to the above (the treatment time t 2 was t 2 = 3 hours). I got a crankshaft. Although this crankshaft was bent, its correction was extremely difficult. This is referred to as Comparative Example 2.
【0038】図2は実施例1,2および比較例1,2に
関する表面からの距離と硬さHV0.2との関係を示
す。図2から明らかなように、実施例1,2は比較例
1,2に比べて表面硬化層の深さdが深いが、表面およ
びその近傍の硬さは、比較例1と略同等であって、比較
例2に比べると大幅に低い。この事実から実施例1,2
においては、軟窒化処理後に曲がり矯正加工を行うこと
が可能であることが判る。FIG. 2 shows the relationship between the distance from the surface and the hardness HV0.2 for Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2. As is clear from FIG. 2, Examples 1 and 2 have a higher depth d of the surface hardened layer than Comparative Examples 1 and 2, but the hardness at the surface and in the vicinity thereof is almost the same as Comparative Example 1. Therefore, it is significantly lower than that of Comparative Example 2. Based on this fact, Examples 1 and 2
It can be seen that the straightening process can be performed after soft nitriding.
【0039】次に、実施例1,2および比較例1,2に
ついて両振りによる曲げ疲れ試験を行って、クランクピ
ン5のフイレット部7における曲げ疲労強度を測定し
た。Next, a bending fatigue test was performed on each of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 by swinging to measure the bending fatigue strength at the fillet portion 7 of the crankpin 5.
【0040】図3は実施例1,2および比較例1,2に
関する応力繰返し数Nと応力振幅σ a との関係を示す。
表2は、実施例1,2および比較例1,2に関する応力
繰返し数N=107 回の応力振幅σa を示す。FIG. 3 shows Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
Stress repetition number N and stress amplitude σ aThe relationship is shown below.
Table 2 shows the stress for Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
Number of repetitions N = 107Stress amplitude σaIs shown.
【0041】[0041]
【表2】 [Table 2]
【0042】図3、表2から明らかなように、実施例
1,2は軟窒化用鋼を用いた比較例2よりも高い曲げ疲
労強度を有することが判る。As is clear from FIG. 3 and Table 2, Examples 1 and 2 have higher flexural fatigue strength than Comparative Example 2 using nitrocarburizing steel.
【0043】[0043]
【発明の効果】本発明によれば、良好な熱間鍛造性およ
び機械加工性を有し、且つ溶体化処理後、人工時効処理
を兼ねた軟窒化処理を行うことが可能であると共に軟窒
化処理後の曲がり矯正加工が可能な特定の鋼材を構成材
料とした、高い疲労強度を有し、且つ長尺一体型構造の
採用および寸法精度の向上がそれぞれ可能なクランクシ
ャフトを提供することができる。また人工時効処理およ
び軟窒化処理の一括化により、省エネルギおよび製造コ
ストの低減を図り、比較的安価なクランクシャフトを提
供することができる。According to the present invention, it is possible to perform a nitrocarburizing treatment which has good hot forgeability and machinability, and after the solution treatment, also serves as an artificial aging treatment. It is possible to provide a crankshaft which has a high fatigue strength and is capable of adopting a long integrated structure and improving dimensional accuracy, each of which is made of a specific steel material that can be bent and straightened after processing. . In addition, by integrating the artificial aging treatment and the nitrocarburizing treatment, energy saving and reduction in manufacturing cost can be achieved, and a relatively inexpensive crankshaft can be provided.
【図1】クランクシャフトの正面図である。FIG. 1 is a front view of a crankshaft.
【図2】表面からの距離と硬さHV0.2との関係を示
すグラフである。FIG. 2 is a graph showing a relationship between a distance from a surface and a hardness HV0.2.
【図3】応力繰返し数Nと応力振幅σa との関係を示す
グラフである。FIG. 3 is a graph showing a relationship between a stress repetition number N and a stress amplitude σa.
1 クランクシャフト 2 クランクアーム 4 クランクジャーナル 5 クランクピン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crankshaft 2 Crank arm 4 Crank journal 5 Crank pin
Claims (5)
と、0.05重量%≦Mn≦0.5重量%と、P≦0.
1重量%と、S≦0.03重量%と、0.02重量%≦
sol.Al≦0.1重量%と、0.8重量%≦Cu≦
1.7重量%と、0.02重量%≦Ti≦0.1重量%
と、残部Feおよび不可避的元素とよりなる鋼材を用い
た熱間鍛造クランクシャフトであって、溶体化処理後、
人工時効処理を兼ねた軟窒化処理を施されていることを
特徴とする高疲労強度クランクシャフト。1. C ≦ 0.01% by weight and Si ≦ 1% by weight
And 0.05% by weight ≦ Mn ≦ 0.5% by weight and P ≦ 0.
1% by weight, S ≦ 0.03% by weight, and 0.02% by weight ≦
sol. Al ≦ 0.1% by weight and 0.8% by weight ≦ Cu ≦
1.7% by weight and 0.02% by weight ≦ Ti ≦ 0.1% by weight
And a hot forged crankshaft using a steel material consisting of the balance Fe and unavoidable elements, and after solution treatment,
A high-fatigue-strength crankshaft characterized by being subjected to a nitrocarburizing treatment which also serves as an artificial aging treatment.
と、0.05重量%≦Mn≦0.5重量%と、P≦0.
1重量%と、S≦0.03重量%と、0.02重量%≦
sol.Al≦0.1重量%と、0.8重量%≦Cu≦
1.7重量%と、0.02重量%≦Ti≦0.1重量%
と、0.15重量%≦Ni≦0.7重量%と、残部Fe
および不可避的元素とよりなる鋼材を用いた熱間鍛造ク
ランクシャフトであって、溶体化処理後、人工時効処理
を兼ねた軟窒化処理を施されていることを特徴とする高
疲労強度クランクシャフト。2. C ≦ 0.01% by weight and Si ≦ 1% by weight
And 0.05% by weight ≦ Mn ≦ 0.5% by weight and P ≦ 0.
1% by weight, S ≦ 0.03% by weight, and 0.02% by weight ≦
sol. Al ≦ 0.1% by weight and 0.8% by weight ≦ Cu ≦
1.7% by weight and 0.02% by weight ≦ Ti ≦ 0.1% by weight
0.15% by weight ≦ Ni ≦ 0.7% by weight and the balance Fe
A hot-forged crankshaft using a steel material comprising an unavoidable element, wherein the crankshaft is subjected to a soft nitriding treatment also serving as an artificial aging treatment after a solution treatment.
00℃である、請求項1または2記載の高疲労強度クラ
ンクシャフト。3. The artificial aging temperature T 2 is 550 ° C. ≦ T 2 ≦ 6.
The high fatigue strength crankshaft according to claim 1, wherein the temperature is 00 ° C. 4.
いて、曲り矯正加工を施されている、請求項1,2また
は3記載の高疲労強度クランクシャフト。4. The high fatigue strength crankshaft according to claim 1, wherein the straightening treatment is performed after the soft nitriding treatment also serving as the artificial aging treatment.
型構造を有する、請求項1,2,3または4記載の高疲
労強度クランクシャフト。5. The high fatigue strength crankshaft according to claim 1, wherein the crankshaft has a long integrated structure so as to be applied to a multi-cylinder internal combustion engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18369396A JPH1030632A (en) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | High fatigue strength crankshaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18369396A JPH1030632A (en) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | High fatigue strength crankshaft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030632A true JPH1030632A (en) | 1998-02-03 |
Family
ID=16140296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18369396A Pending JPH1030632A (en) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | High fatigue strength crankshaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1030632A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371488C (en) * | 2004-03-19 | 2008-02-27 | 本田技研工业株式会社 | crankshaft |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP18369396A patent/JPH1030632A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371488C (en) * | 2004-03-19 | 2008-02-27 | 本田技研工业株式会社 | crankshaft |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1803831B1 (en) | Nitrocarburized microalloyed steel member | |
| JP5585758B2 (en) | Crankshaft manufacturing method | |
| US20150083279A1 (en) | Nitrocarburized crankshaft member and steel for nitrocarburized crankshafts | |
| JP2017122500A (en) | Large-sized crank shaft | |
| US6033496A (en) | High fatigue strength gear | |
| JP5200552B2 (en) | Roughened tempered nitrocarburized crankshaft and tempered nitrocarburized crankshaft | |
| JP4403624B2 (en) | Non-tempered steel for nitrocarburizing, non-tempered tempered crankshaft and manufacturing method thereof | |
| JPH0971841A (en) | Steel for soft-nitriding | |
| JPH09279295A (en) | Steel for soft nitriding with excellent cold forgeability | |
| JP3915284B2 (en) | Non-tempered nitriding forged parts and manufacturing method thereof | |
| JP2012020298A (en) | Method for manufacturing forging | |
| JP2906996B2 (en) | Method for producing nitrided steel member excellent in cold forgeability and fatigue characteristics | |
| JP2006052432A (en) | Manufacturing method of forgings for high-strength connecting rods with easy break separation | |
| JPH1017928A (en) | Manufacturing method of gear steel for induction hardening with excellent machinability and fatigue strength | |
| JPH0718379A (en) | Steel for machine structure excellent in seizing resistance and fatigue strength | |
| JPH1030632A (en) | High fatigue strength crankshaft | |
| EP1098012B1 (en) | Non-heat treated, soft-nitrided steel parts | |
| JP4923927B2 (en) | Crankshaft manufacturing method | |
| JPH1025539A (en) | High fatigue strength press-formed parts | |
| JPH09291339A (en) | Nitrided steel | |
| JP2011094203A (en) | Method for manufacturing crank shaft, and crank shaft | |
| JPH09279296A (en) | Steel for soft nitriding with excellent cold forgeability | |
| JP7167482B2 (en) | Non-heat treated steel for nitriding and crankshaft | |
| JPS60106641A (en) | Method of improving mechanical characteristic of crank shaft for internal-combustion engine | |
| JP2006292108A (en) | Crankshaft and manufacturing method thereof |