JPS62139845A - 冷間鍛造品 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、自動車、電気機器、建設機械１ｍ業機械な
どの機械構造用部品として利用される冷間鍛造品に関す
るものである。

（従来の技術） 従来、自動車工学全書　第１９ａ　「自動車の製造法」
　　（昭和５５年４月２０日　株式会社山海堂発行）の
項目２．８　冷間鍛造（Ｐ４９）にも記載されているよ
うに、自動車部品に冷間鍛造品を用いることが拡大され
ており、このような冷間鍛造品は、等速ジ璽インド、ド
ライブシャフト、ギヤ、カム、リテーナ、ソケット、ハ
ウジング、ステー、ブッシング等々の各種のものがある
。

この種の冷間鍛造品は、一般に液圧式や機械式の冷間鍛
造用プレスを用いて製造されており、金型（工具）の寿
命が長いことが要求される。

例えば、ドライブシャフトは冷間鍛造で成形されるもの
が多く、冷間鍛造品のコストに占める金型（工具）費の
比率は高いものとなっている。そして、とくにドライブ
シャフトのポール転勤面を粗成形する後方押出用ポンチ
は、血圧から考えて最も厳しい状況にあるため、素材の
変形抵抗ができるだけ小さいことが望ましい。

従来、この種のドライブシャフト素材としては、炭素鋼
（３４８Ｃ，５５３Ｃ等）やはだ焼鋼（Ｓ０Ｍ４２０Ｈ
、ＳＣｒ４２０Ｈ等）などが使用されてきた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の素材を用いた場合には
、５４８Ｃや５５３Ｃ等の炭素鋼にあっては高周波焼入
れ時の表面硬度を確保し、かつまた炭素強靭鋼にあって
は転勤疲労強度を確保するために、炭素含有量を低減す
ることができず、したがって球状化焼鈍した鋼材であっ
ても変形抵抗がかなり大きく、上記に例示した後方押出
時のポンチ寿命が短いという問題点があり、さらには加
工度の大きいあるいは複雑形状の冷間鍛造品を得ること
が困難であるという問題点があった。そして、従来の鋼
では脱ガス等によりＮ２．０２量を低下させて加工性を
向上させるようにしても、加工時の荷重が冷間鍛造用金
型の面圧強度以下にはなり難いので、このような不純物
規制によって金型寿命を延長させることは困難であった
。

この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、冷間鍛造時における金型の損耗が少なく、加工
度の大きいあるいは複雑形状のものも得ることが可能で
ある冷間鍛造品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） この発明による冷間鍛造品は、加工硬化に影響する元素
の含有量を低減させるとともに、加工硬化に影響せずか
つ焼入性を向上させる元素を含有させた加工硬化量の小
さい素材を用いて冷間鍛造してなることを特徴としてい
る。

すなわち、この発明による冷間鍛造品は、製品の強度お
よび靭性を確保するためにＣ含有量は従来の炭素鋼やは
だ焼鋼と同程度ないしはそれ以上とし、加工硬化に影響
する元素である例えばＳｉ、Ｍｎの含有量を従来の炭素
鋼やはだ焼鋼よりも低減させるとともに、加工硬化に影
響せずかつ焼入性を向上させる元素である例えばＣｒ。

Ｍｏ、Ｂを適宜量含有させた加工硬化量の小さい素材を
用いて冷間鍛造してなるものであり、冷間鍛造金型の寿
命を著しく延長させることができるとともに、複雑形状
品の製造および寸法精度の向上が可能となるようにした
ものである。

この発明による冷間鍛造品のより好ましい成分組成は、
重量％で、Ｃ：０．４５〜９．５８％、Ｓｉ：Ｏ，１５
％未満、Ｍ　ｎ　：　０　、６０％未満、およびＣｒ：
０．１０〜０．８０％、　Ｍ　Ｏ：０．１５〜０．３０
％　、Ｂ：Ｏ，ＯＯｌ　　〜０．００３％のうちの１種
または２種以上を含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物
よりなるものである。

このような成分の冷間鍛造品において、Ｃは当該冷間鍛
造品の強度および靭性を確保し、＃摩耗性を良好なもの
とするのに必要な元素であり、このためには０．４５％
以上含有させることがより望ましい、しかし、多量に含
有すると焼鈍状態での硬さが大となり、変形抵抗が大き
くなると共に、冷間鍛造品の靭性も低下するので０．５
８％以下とすることがより望ましい、また、Ｓｉは鋼の
溶製時に脱酸剤として作用する元素であるが、加工硬化
に影響を及ぼし、加工硬化によって冷間鍛造性を低下さ
せる元素であるので、他の添加成分によってＳｉの代替
作用を得るかあるいは酸素含有量を低減できる溶製手段
等によって溶製することにより、Ｓｉ含有量を極力少な
くするのがとくに望ましく、０．１５％未満、さらに望
ましくは０．１０％未満とすることがよい、さらに、Ｍ
ｎは溶製時の脱酸および脱硫剤として作用する元素であ
るが、これもまたＳｔと同様に加工硬化に影響を及ぼし
、加工硬化によって冷間鍛造性を低下させる元素である
ので、他の添加成分によってＭｎの代替作用を得るかあ
るいは酸素およびいおう含有量を低減できる溶製手段等
によってＭｎ含有量を必要最低限度の量におさえるのが
望ましく、０．６０％未満、さらに望ましくは０．４０
％未満とすることがよい、さらにまた、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｂは加工硬化にほとんど影響せずかつ焼入性を向
上させるのに有効な元素であり、ＳｔおよびＭｎ含有量
を低減したことによる焼入性の低下を補うのに有効な元
素である。そして、このような効果を得るために、Ｃｒ
は０．１０％以上、Ｍｏは０．１５％以上、Ｂは０．０
０１％以上でかつそれらの１種または２種以上を添加す
ることがとくに望ましい、しかし、多量に添加すると靭
性や加工性を低下させることとなるので、Ｃｒは０．８
０％以下、ＭＯは０．３０％以下、Ｂは０．００３％以
下とすることがとくに望ましい。

なお、ＢをＣｒの代わりに添加すると変形抵抗をさらに
低減させることが可能となるが、球状化焼鈍組織のまま
であるとＢの焼入性が減少するので、規準工程を最後に
入れることがより望ましい、そのほか、Ｓは加工量を向
上させるために０．０３０％以下に規制することがより
望ましく、Ｐも同様に０．０３０％以下に規制すること
がより望ましい。

このような鋼を素材とした冷間鍛造品は、素材の加工硬
化量が著しく小さく、冷間鍛造時の変形抵抗が従来に比
べてかなり低いので、冷間鍛造用金型（工具）の損耗を
著しく少なくしてその寿命を大幅に延長することができ
るとともに、加工度の大きいあるいは複雑形状のさらに
は寸法精度の高い冷間鍛造品となりうる。

（実施例１） 第１表に示す成分の鋼を素材とし、本発明例の供試鋼Ｎ
ｏ、　　１　（成形前硬さＨＢＤ５．２０〜５．２５）
に対しては８００〜８４０ｔｏｎの成形荷重で、また比
較例の供試鋼Ｎｏ、　２　（成形前硬さＨＢＤ４．６０
〜５．１０）に対しては８６０〜９００ｔｏｎの成形荷
重でそれぞれ冷間鍛造成形し、この際、前方押出→据え
込み→後方押出の順序により成形してドライブシャフト
を製造した。

第１表 この結果、冷間鍛造金型の寿命は、供試ｆｉＮｏ。

２を用いた従来の場合には約１５０００シヨツトが限界
であったのに対して、供試鋼Ｎ００１を用いた本発明例
の場合は現時点で約４００００シヨツト使用しているが
、未だ製品精度に影響するような損耗を確認していない
。

（実施例２） 第２表に示す成分の鋼（Ｎｏ、　３　、４）を素材とし
、各々球状化焼鈍を施したのちの冷間鍛造加工量による
変形抵抗の変化を調べたところ、第１図に示す結果が得
られた。

第２表 一□二目目 第１図に示すように、本発明によるＮｏ、　３の場合に
は、比較のＮｏ、　４の場合に比べて、冷間鍛造の際に
おける冷間鍛造品の変形抵抗の増加量がかなり少なくな
っていることが明らかである。そして、Ｃｒの代わりに
Ｂを焼入性が同じとなる量添加してＣｒ量を減少させた
ところ、変形抵抗はさらに減少し、より一層良好な結果
を得ることができた。

Ｃ発明の効果］ 以上説明してきたように、この発明による冷間鍛造品は
、加工硬化に影響する元素の含有量を低減させるととも
に、加工硬化に影響せずかつ焼入性を向上させる元素を
含有させた加工硬化量の小さい素材を用いて冷間鍛造し
てなるものであるから、冷間鍛造時の加工硬度が著しく
少なく、冷間鍛造品の変形抵抗を小さなものとすること
ができるため、冷間鍛造金型（工具）の寿命を大幅に延
長することが可能であり、複雑形状であってしかも寸法
精度が高くかつ低コストの冷間鍛造品とすることが可能
であるという著大なる効果が得られ、加えて、従来の場
合よりもＳ　ｉ　、　Ｍ　ｎ等の加工硬化に影響する元
素の添加量を減少させるとともに、これによる焼入性の
低下をＣｒ等の加工硬化に影響しない焼入性向上元素を
添加して焼入性を調整するようになすことによって、焼
入性を一定したものにすることが可能となり、製造工程
の管理を容易にすることが可能であるという優れた効果
をも得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は冷間塑性加工量による変形抵抗の変化を調べた
結果の一例を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加工硬化に影響する元素の含有量を低減させると
   ともに、加工硬化に影響せずかつ焼入性を向上させる元
   素を含有させた加工硬化量の小さい素材を用いて冷間鍛
   造してなることを特徴とする冷間鍛造品。