JPS608518A - 固定具の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はスェージ式固定具に係り、特に固定具がピンを
含み、このピンが複数の固定用凹部及び破断用凹部より
成る組合せ凹部とカラーとを有し、このカラーが上記凹
部の中に挿入されて変形し、上記ピンが上記凹部のうち
の７つの凹部で破断され、このような方法によって上記
ピンの過剰に長い部分を上記カラーの概ね端部で切断ず
ろタイプの固定具及び上記ピンを製造する方法に関する
ものである。

〔従来技術と問題点〕

本発明はマルチグリップ型固定具に関するものであり、
このタイプの固定具には公知のものがある。

上記公知のマルチグリップ型同定具はピンを含み、この
ピンは複数の固定用凹部及び破断用凹部を組み合せて成
る組合せ四部（ねじ溝）とカラーとを有し、このカラー
は上記凹部に挿入されて変形する。上記凹部の形状は上
記凹部の何れか１つが上記カラーの端部に位置する時に
破断される。

然し上記ピンが鉄で作られる場合は、その羽料及び加工
処理の如何によっては確実に破断するのが困難である。

ＩＪＩＩち上記利料が余りに硬くてもろし・場合には上
記ピンは上記カラーから外側のい（つか先のねじ溝の部
分で破断したり、上記ピンの破断前に上記カラーで充分
変形できないことがある。

逆に上記材料を加工処理して延び易い組織にすれば上記
ピンは上記カラーの中で破断するか、上記ねじ溝の幾つ
かの山に跨るように破断するか、又はこの２種類の破断
が併発する。

〔発明の目的〕

本発明は、上記マルチグリップ型ピンを概ね最終製品の
形状まで加工した後に熱処理して所要の微細構造（組織
）とし、このような方法によって上記ピンを上記組合せ
凹部の中の所定の凹部の位置でより確実に破断できるよ
うにすることを目的とする。

〔発明の概要と効果〕

本発明のｌ態様において所要の組織は主としてパーライ
トより成り、このパーライトは初析フェライトより成る
網状構造を有し、この初析フェライトは上記７エライト
の結晶粒子群の境界に散在する。上記初析フェライトの
量と厚さを制御すれば上記ピンに所要の延性を与えるこ
とができる。

結晶粒子の粗い鋼材に固有の初析フェライトの量に減少
させると上記ピンの上記特性が向上する。

上記パーライトの結晶粒の大きさく即ちステナイトの見
掛粒度）は大体においてＡＳＴＭの夕より大きく、概ね
ＡＳＴＭの／乃至左の範囲にある。

〔実施例〕

以上本発明の実施例を図によって具体的に説明する。

第７図にマルチグリップ型固定具１０を示す。こノ固定
具１０はピン７．２を含み、このピン７．２は頭部／り
及び細長い軸部／乙を有し、この頭部／ｌは上記ピンフ
ッの一方の端部にある。また上記ピンｌ−は外側部／ｇ
を有し、この外側部／ｇは複数の凹部（ねじ溝）〃を有
し、との凹部は上記ピン１２を引っ張るために使用する
。また上記ピン／２は内側部、２３を有し、この内側部
Ｘは固定用凹部と破断用凹部とを組み合せて成る組合せ
凹部（組合せねじ溝）２：ｌを有する。上記引張用凹部
２０は従来通りの構造で良く、上記組合凹部、２２は既
に開示されているタイプのねじ溝と同形でよいので説明
簡潔化のために細部説明を省略する。

上記ピン１．２は、開口部２’ｌ、　、２Ａに挿入し得
る形状であり、この開口部は上記固定具１０によって接
合固定されるｌ対の固定片２ｇ、　３０に整列対向する
ように設けられる。管状部材３コはほぼ円筒形であり、
フランジ型カラーを有し、上記軸部／乙を覆うように装
着され、上記フランジ型カラーは上記固定片３０に対向
する。

引張工具評は従来の物と同じ構造であって変形用金床３
乙を有する。この引張工具３ケは複数の掴みあご３ｇを
有し、この掴みあご３ｇは上記引張用凹部Ｘに係合して
、後方即ち変形用金床３６側−に動かされる。上記引張
工具３ケを作動させると、上記掴みあご３ｇが上記引張
用四部ｍを掴んで上記金床３６から離れる方向に移動し
、そのために上記カラー３．２を押して上記ピン／２に
張力を加える。上記引張工具３１／−は先づ上記固定片
２ｇ、　３０を合わせて固定する。

この引張工具３θの作動を継続させると、上記金床３６
が上記カラー３２を上記組合せ凹部ｎの中に押し込んで
変形させる（第２図）。上記引張工具３ｔを更に作動し
続けると、先づ上記カラーを構成している材料が上記ピ
ンの内側部２３の外側部分の凹部な埋め、次いでその外
側端の凹部２２ａが所定通り破断する。

上記説明によって明らかブ１如く、上記鉄製のピン／、
２においては、組織が上記組合せ凹部２．２の所定の１
つの谷部、２．２ａを確実に破断するための重要／Ｉ要
素である。従って、組織が主としてパーライト（実際に
はパーライト粒子群）より成り、このパーライトに初析
フェライトのマトリックスが殆んともしくは全くない場
合には、上記ピン７．２に不適当な破断、上記カラー３
２の不斉変形、もしくはこの両種の不具合が生ずる。そ
れとは逆に、組織が上記フェライトマトリックスを析端
に過剰に含む場合には延性過大となり、そのために上記
ピンに、上記カラー３．２の中での捻転、上記カラー３
コの中での破断、上記ねじ溝のλ山以上の艮手方向への
伸長、又はこれらの不具合の併発が発生ずる。ここで注
意すべきことは、上記パーライト粒子群の境界にあるフ
ェライトはマトリックス状態（網状構造）の初析フェラ
イトであるという点であり；この初析フェライトは上記
パーライト粒子群（これにはセメンタイトＦｅ５Ｃも含
まれている）に含まれたフェライトとは性質が全く異な
る。

本発明では、上記マルチグリップ型のピンを初析フェラ
イトの網の中に粗いパーライト粒子が分散する組織にな
る、ように処理するので、上記ピンｌコは全体として曲
がり難いという程でなく、しがも破断前に変形しすぎる
こともない。このようブよ所要の組織の顕微鏡写真を第
３図に示す。第３図で符号Ｐは上記粗いパーライト粒子
群、細くて白い境界線Ｆが上記網状の初析フェライトで
ある。

上記第３図の顕微鏡写真は上記ピン１２の組合せ凹部ｎ
を含む内側部、２．３の縦断面を撮影したものであり、
この縦断した位置は上記ピンの基部の半径の中央（上記
ピン／コの基部表面と軸との間の真中）である。この写
真の試料片はＡｌ５Ｉ　Ｉ！ｒＱ／　の鋼であり、硬度
はＲ８，２Ａ、粒度はＡＳＴＭのグである。

この試料片を第７図の工程どおりに処理し、３チ硝酸エ
ツチングを施した後に倍率１００倍で撮影して７．７Ｉ
倍に引伸ばした。

本発明の１つの態様において注意すべきことは、上記マ
ルチグリップ型固定具完成品の取付時の機械的特性がＳ
ＡＥ　Ｊグ２ｑグレートコの粗ねじ溝ポル１−又はＡＳ
ＴＭ　Ａ、？θ７グレードＡのボルトの規格を満足する
必要があるという点である。

従って、上記ピン／、２の完成品の組織を、殆んど全て
の粗いパーライト粒子が初析フェライトの細かい網の中
にあるようにすることが要求されろ。

このような組織を容易に作るには、偏析の殆んどないビ
レットを使用する方が有利である。このビレットの組織
を概ね均一にするためには、従来の鋳造法で作った粒子
の粗い鋼（長尺物）を熱間ロールにかけるのが好ましい
。このような方法によれば、作られた棒状の鋼材が粒度
の細かい組織にならず；従ってこの鋼材の脱酸紫化は硅
素で行なう；これを若しアルミニウムで行なえば残留ア
ルミニウムが結晶粒の粗大化を促進する。

上記マルチグリノブ型ピン／、２の製造工程の各段階を
第弘図に流れ図で示す。この工程より前に上記ビレット
の材料を作らなければならない。

上記ビンｌユにはＳＡＪ又はＡｌ５Ｉのｌｋ’ｌ／又は
／３’ＩＯのような炭素量が中程度の鋼が用いられる。

それ故、上記材料には次のような組成（重量比）；炭　
素　約０．３θ係乃至約０．６０チマンガン　約ｏ、ｑ
ｏ＠乃至約コ、θチリ　ン　約０９０５０％以下 硫　黄　約ｏ　、　ｏｓｏ％以下 硅　素　約ｏ、ｉｏチ乃至約０．６０％鉄　残余量 の、炭素量が中程度の銅が好適である。上記炭素は鉄と
結合して材料の硬度を増大する。マンガンは焼入性を向
上させる。このマンガンの量はビ／７．２の直径に応じ
て選定し、ビンｌ−の直径の選択範囲は約ｔ、ｔ、ｑＡ
ｒｔｒｍ（約り６インチ）乃至約／９．Ｏｋ＋ｔｒｍ（
約１インチ）である。一般にマンガンの量は上記範囲内
で、ピンが太い時には増し、細い時には減らす。上記以
外の従来から使用されている成分、例えばモリブデン、
クロム、バナジウム等をマンガンの代替又は組合せ用の
材料として使用することもできる。リン及び硫黄は有害
な不純物であるから総量の上限を示す。上記硅素は上記
ビレットを作る時の硅素脱酸の際に混入するもので、結
晶粒子の成長を殆んど妨げない。硅素は上記鋼材を作る
時の酸素除去に使用され、これ自体は結晶粒の成長を促
進せず、他の酸素除去剤、例えばアルミニウムのように
結晶粒の成長を妨げることもない。もしアルミニウム等
が固ｈ’Ｔ体中に残留すれば、組織中の結晶粒が微細化
し易く、これは好ましくない。

第４図の流れ図の中のビレットρ与造段階では、ビレッ
トをストランド即ち結晶粒が粗大化する従来の連続鋳造
法、即ち硅累脱酸済みの例月を使用する方法で作るのが
好ましい。上記ビレットの組織は概ね均一であるのが好
ましく；縞状偏析、即ちパーライト、マンガン、硅素等
が長手方向に縞になった部分があるものは避ける方が良
い。　・次に、上記ビレットを熱間ロールでバー即ちよ
り細い棒にする。この段階で、棒をピンの完成品として
使い得る組織にしても良い。必要に応じて結晶を粗大化
して初析フェライトを減少させる。

このようにすれば組織は主として粗大粒パーライトにな
り；そのオーステナイト結晶の見掛粒度が概ねＡＳＴＭ
　／乃至Ｓになり、初析フェライトの網の中に分散する
。

上記ビレット及び棒材の脱炭を最少にしてピン完成品の
機械的特性を向上させどこともできる。

上記棒材の焼鈍後に頭部形成及びロールを行なう時には
、上記網状の初析フェライトの厳密な制御も、上記棒詞
の表面又は材肉の脱炭の必要も不要である。何れにせよ
、上記頭部形成とロール掛けを行なったピンを熱処理す
れば所要の機械的特性になる。然し乍ら、上記棒材が部
分的にせよ所要の特性を有する場合には、熱処理によっ
てより容易に充分所要の特性にすることができる。

上記棒材の焼鈍後に成形加工、即ち頭部成形等を行なう
方が良い場合がある。そこで、上記棒材を第グ図の焼鈍
段階で約Ａｕｇ、ｑ”Ｃ，（約／２ｏｏｒ）乃至約７４
０℃（約／ダｏｏｒ）に球状死焼なましに必要な時間加
熱する。上記棒材を、例えば上記焼鈍温度に３時間保持
する。場合により、約６９３．３℃（約ｌツｇｏ°ｐ）
乃至約７弘ざ、９℃（約／３ｇθ°Ｆ）で周期的に間欠
焼鈍しなければならないこともある。上記焼鈍を行なっ
た棒を炉内で放冷して、頭部形成及びロール掛けを行な
うために、ロックウェル硬度Ｒｂ約ざ、り乃至ｑｋの範
囲内で所要の硬度にする。

第を図の清浄及びスケール除去の段階で上記＋ｉ−材の
酸化被膜を除去した後、この棒材を第７図のサイジング
段階で図面通り所定のＷ、径にする。

次に、上記所定の直径の棒を所定の長さに切断し、その
端部に拡大された頭部ｌ１１．を形成する。この頭部を
付けた半製品にロールをかけて上記π１１合せ凹部２２
及び引張用凹部〃を形成する。これで上記ピン／スがほ
ぼ完成品の形状になる。然しながらこのピン／２は未だ
所要の組織になっていない。その原因は上記球状化焼鈍
と上記成形済みの棒材の表面及びその近傍の材肉の脱炭
にある。上記ピンｌ−の表面を復炭せず、単純な焼なら
しで所要の組織と硬度にすれば、上記ピン７．２の表面
（及びその材肉）は過剰のフェライトを含み、硬いパー
ライトが不足する。そのために上記ピンの表面が上記ピ
ンの中心部よりも小さい硬度になる。このピンの表面及
びその近傍の材肉の組織はピンの破断制御上重要である
。その理由は、破断の信頼性向上のためには上記カラー
が変形して上記固定用四部の表面に加える力を、この固
定用四部が充分に伝達しなければならないからである。

若し、この固定用凹部の表面が柔ければ、この表面が部
分的に圧潰するために上記カラーからの力を充分に伝達
できない。それ故、上記ピン／２の表面近傍の部分が過
剰のフェライトを含むのは好ましくない。

上記ピン１２の表面及びその近傍を所要の硬度及び組織
にするためには、第り図の焼ならしの段階で上記ピン／
Ｊの硬化と復炭な同時に行なう。

このように従来の方法で上記ピン／２の硬度を下げた後
、このピン／２を復炭雰囲気中で温度約ざり／、７℃（
約／ｌ、ｏｏ’ｐ）乃至約９ｇ２．−℃（約ｔｇｏｏ゛
ｐ）で焼ならす。例えば上記ピン／２を上記オーステナ
イト化温度に約／時間生保つ。この温度に上記ピン／２
を充分オーステナイト化及び復炭する時間保つ。

上記ピンの表面及びその近傍の炭素の損失を回復させる
ためには、炉の雰囲気の露点を約−３，ｑ”ｃ（約、ｕ
？）乃至約／、７℃（約３．ｔ′ｐ）に維持して上記ピ
ンの表面及びその近傍のカーボンポテンシャルをθ、ｌ
θ乃至θ、６θチにする。焼ならし炉に使う露点を約３
．３℃（約２Ａ？）にする装置が既に使用されているの
でこの装置を用いてピン７．２の表面及びその近傍の硬
度とそのピンの中心部の硬度を少なくとも同等にする。

この処理により、上記ピンの中心部と表面との性質の均
一化が促進され、ひいてはピン破断制御が容易になる。

このようにピンの表面とその近傍の組織は重要であるが
、上記表面と中心部の組織、即ちその硬度と組織は最終
的には相補的にするのが好ましい。ただし長手方向の縞
状偏析は充分に除去しておかなければならない。

次に、上記ビンノコを空気か窒素のような不活性ガスの
雰囲気中で、例えば約３ｑ、ｇ”ｃｃ約１００°Ｆ）乃
至約２ｏｑ、ｑ”ｃｃ約ｚｉ、ｏｏ？）に冷やす。この
冷却の温度と速度はピンの延性に応じて選択する。ピン
ｌ−がほぼ冷えた後（約３３７，１℃（約ｌθＱＯ°Ｆ
）以下）、このビンを更に液体中で焼入れしてもよい。

以上説明した代表的なピンノコの所要最終硬度はロック
ウェル硬度Ｒｃで約７９乃至ユ９の範囲内である。

上記節ならし段階は上記ビンの材料、即ち復炭所要量及
び最終所要硬度に応じて改良することができる。

焼ならし段階の後の焼戻しはビン完成品の最終硬度を調
整するためのものであり、随意実施で差し支えない。そ
の代表的な温度は約コθｐ、ｌＩ’ｃ（約ｔｉｏｏＦ）
乃至約ｓ３ｔ、ｔ”ｃ（約ｌθＯＯ′Ｆ）の範囲内で選
択する。上記焼戻し後のビンの硬度はロックウェル硬度
Ｒｃで約１９乃至バの範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

第１図は固定具の部分断面図、第２図は第１図の固定具
の取付後の部分断面図、第３図は所要の組織の顕微鏡写
真、第弘図は加工工程図である。 １０・・・固定具、／２・・・ビン、／ｑ・・・頭部、
／訃・・軸部、７ｇ・・・外側部、に・・・引張用凹部
、２２・・・組合せ凹部、ｎ・・・内側部、Ｊ’、　、
２＋Ｇ・・・開口部、２ｇ、３θ・・・固定片、３コ・
・・管状部材、３ｔ・・・引張工具、３乙・・・変形用
金床、３ｇ・・・掴みあご。 出願人代理人　猪　股　清

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／）固定具がビンを有し、このピンが複数の固定用凹部
   及び破断用凹部の組合せより成る組合せ凹部と、カラー
   とを有し、このカラーが上記組合せ凹部に挿入され変形
   して上記組合せ凹部の中の７個の凹部を破断する作用を
   行ない、上記ピンの過剰長部分を上記カラーの端部で概
   ね正確に取り除くタイプのスェージ型固定具において、
   上記ビンは概ね均一な組織を有し、この組織は主として
   パーライト結晶粒子群より成り、このパーライト結晶粒
   子は初析フェライトの網状構造の中にあり、この網状の
   初析フェライトの量を制御することにより、上記組合せ
   凹部の中の所定の７個の凹部を確実に破断する構造であ
   ることを特徴とする固定具。 ２）上記パーライト結晶粒子群のオーステナイトの見掛
   粒度が概ねＡＳＴＭの約／乃至Ｓの範囲内にあることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の固定具。 ３）上記ピンの表面及び材肉の復炭を調節して、上記組
   織を均一にすることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   又は第２項に記載の固定具。 り）固定具がビンを有し、このビンが複数の固定用凹部
   及び破断用凹部を組み合せて成る組合せ凹部と、複数の
   引張用凹部とを含むスェージ展固定具を製造する方法に
   おいて、上記製造方法は鋼製ビレット製造段階と、この
   ビレットを棒状素材にする熱間ロール段階と、この棒状
   素材を所定の直径にする太さ合せ段階と、この所定の直
   径にした棒状素材を所定の長さに切って半製品を作る長
   さ合せ段階と、この半製品に拡大した頭部を設ける頭部
   形成段階と、上記切断して作った半製品に上記組合せ凹
   部を形成するロール段階と、上記ピンを復炭雰囲気中で
   オーステナイト化及び復炭させる焼ならし段階とを有す
   ることを特徴とする固定具の製造方法。 Ｓ）上記ビレットが中炭素鋼で作られ、この炭素鋼の組
   成が重量比で炭素約０．３０乃至０．Ａθ％。 マンガン約ｏ、ｑ乃至２．０係、リン約０．０３０％以
   下、硫黄約θ、θ５ｏｅ１以下、硅素約θ、ｉｏ乃至Ｏ
   ０乙θチ、鉄は残余量であることを特徴とする特許請求
   の範囲第ダ項に記載の固定具の製造方法。 幻上記ビレットがストジンド鋳造法で作られることを特
   徴とする特許請求の範囲第９項又は第５項に記載の固定
   具の製造方法。 ７）上記ビレットが硅素脱酸されたものであることを特
   徴とする特許請求の範囲第μ項乃至第６項の何れかに記
   載の固定具の製造方法。 ｇ）上記ロール段階において熱間ロールを行ない、この
   熱間ロールを行なった上記棒状素材を温度約６りｇ、ｑ
   ”ｃ（約／、２００　？　）乃至７６０℃（約／りｏｏ
   下）で焼鈍することを特徴とする特許請求の範囲第９項
   乃至第７項の何れかに記載の固定具の製造方法。 ９）上記凹部を形成したピンを温度約ｇ７／、／℃（約
   ／６θθ゛Ｆ）乃至９ｇ２．２℃（約／ｇ００’Ｆ’）
   で焼ならしすることを特徴とする特許請求の範囲第グ項
   乃至第ｇ項の何れかに記載の固定具の製造方法。 ／の上記復炭雰囲気が焼ならし炉雰囲気露点約−３，９
   ℃（約２．ｔｏｐ）乃至約／、７°Ｃ（約３５Ｔ）であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第ダ項乃至第９項の
   何れか疋記載の固定具の製造方法。 ／／）上記復炭雰囲気が上記ピンの表面又は表面近傍の
   カーボンポテンシャルを約ｏ、１ｔ−ｏ乃至約０．６０
   ％にすることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第
   １θ項の何れかに記載の固定具の製造方法。 ／ユ）上記焼たらしを行なったピンをｉ？清度約３ｑ０
   ｇ℃（約１００°Ｆ）乃至約コＯＩ１．ｌ１°Ｃ（約１
   Ｉ−ＯＯＦ）で冷却することを特徴とする特許請求の範
   囲第ダ項乃至第１／項の何れかに記載の固定具の製造方
   法。 ／３）上記冷却をガス雰囲気中で行なうことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１ユ項に記載の固定具の製造方法。 ／＋）上記熱間ロールを行なった棒状素材を焼鈍するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第９項乃至第１３項の何
   れかに記載の固定具の製造方法。 ｔＳ）上記ピンは概ね均一な組織を有し、この均一な組
   織は主としてパーライトの粗大結晶粒子より成り、この
   パーライトの粗大結晶粒子は初析フェライトの細かい網
   状構造の中にあり、この初析フェライトの量は上記ピン
   を上記組合せ凹部のうちの所定のＬ箇の凹部で確実に破
   断するように調節されることを特徴とする特許請求の範
   囲第９項乃至第１ダ項の何れかに記載の固定具の製造方
   法。