JPH1030632A - 高疲労強度クランクシャフト - Google Patents
高疲労強度クランクシャフトInfo
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- 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
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- weight
- crankshaft
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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。
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。
Description
【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。
シャフトに関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
および含有量限定理由は次の通りである。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ある丸鋼の組成を示す。
【００２８】
【表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。
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。
【００３０】以下、各工程について具体的に説明する。
【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。
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。
【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。
℃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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００４１】
【表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。
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。
【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。
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。
【図１】クランクシャフトの正面図である。
【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。
すグラフである。
【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。
グラフである。
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
Claims (5)
- 【請求項１】 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とを
特徴とする高疲労強度クランクシャフト。 - 【請求項２】 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、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。 - 【請求項３】 人工時効温度Ｔ2 が５５０℃≦Ｔ2 ≦６
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。 - 【請求項４】 人工時効処理を兼ねた軟窒化処理後にお
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。 - 【請求項５】 多気筒内燃機関に適用すべく、長尺一体
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18369396A JPH1030632A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 高疲労強度クランクシャフト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18369396A JPH1030632A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 高疲労強度クランクシャフト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1030632A true JPH1030632A (ja) | 1998-02-03 |
Family
ID=16140296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18369396A Pending JPH1030632A (ja) | 1996-07-12 | 1996-07-12 | 高疲労強度クランクシャフト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1030632A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371488C (zh) * | 2004-03-19 | 2008-02-27 | 本田技研工业株式会社 | 曲柄轴 |
-
1996
- 1996-07-12 JP JP18369396A patent/JPH1030632A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100371488C (zh) * | 2004-03-19 | 2008-02-27 | 本田技研工业株式会社 | 曲柄轴 |
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