JPS6245008B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6245008B2 JPS6245008B2 JP54028128A JP2812879A JPS6245008B2 JP S6245008 B2 JPS6245008 B2 JP S6245008B2 JP 54028128 A JP54028128 A JP 54028128A JP 2812879 A JP2812879 A JP 2812879A JP S6245008 B2 JPS6245008 B2 JP S6245008B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- forged
- hot
- hot forging
- temperature
- 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.)
- Expired
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- Powder Metallurgy (AREA)
- Forging (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
粉末熱間鍛造法によつて高性能機械部品を製造
する技術は、年々重要度が増しつつある。何故な
ら機械部品の需要家は、より優れた性能を有する
材料を、より経済的に求めているからである。
する技術は、年々重要度が増しつつある。何故な
ら機械部品の需要家は、より優れた性能を有する
材料を、より経済的に求めているからである。
粉末熱間鍛造法における重要な技術の一つに部
品の寸法精度の問題がある。鋳物や切削品と異り
殆ど機械加工なしに機械部品を製造する粉末熱間
鍛造法において、余分な機械加工なしに精度よく
仕上げることは、、経済性の最も大きなポイント
となるからである。
品の寸法精度の問題がある。鋳物や切削品と異り
殆ど機械加工なしに機械部品を製造する粉末熱間
鍛造法において、余分な機械加工なしに精度よく
仕上げることは、、経済性の最も大きなポイント
となるからである。
従来の熱間鍛造法においては、品物を鋼のオー
ステナイト相温度領域で鍛造し、その後冷却過程
中で変態させる。従つて高温で高圧を受ける金型
の寿命は短く、金型費用が大きな問題となつた。
ステナイト相温度領域で鍛造し、その後冷却過程
中で変態させる。従つて高温で高圧を受ける金型
の寿命は短く、金型費用が大きな問題となつた。
更に、鍛造後の冷却過程で発生する鋼の変態の
為に体積寸法変化が大きく、寸法精度を低下させ
る原因となつた。寸法精度はこの他にも鍛造時の
温度のバラツキやこれに伴う熱膨張、残留応力の
バラツキによつて著しく影響を受け、高精度の部
品を作るのが容易でなかつた。
為に体積寸法変化が大きく、寸法精度を低下させ
る原因となつた。寸法精度はこの他にも鍛造時の
温度のバラツキやこれに伴う熱膨張、残留応力の
バラツキによつて著しく影響を受け、高精度の部
品を作るのが容易でなかつた。
金型の寿命は、特に形状が微細になればなる程
当該部分における応力集中が発生し摩耗が著しか
つた。
当該部分における応力集中が発生し摩耗が著しか
つた。
一方、冷間鍛造方法においては、熱間鍛造で問
題となつた主として熱に起因するトラブルは解決
されるものの、金型寿命はかえつて劣化さえし
た。何故なら被鍛造材の変形抵抗が著しく増し、
その結果熱間鍛造法の数倍の圧力を必要とする為
である。更に、得られた冷間鍛造部品の強度特性
は空孔の残留率が高く、又塑性変形性が劣つてい
る為に生じた微細クラツクが破壊の源となる為、
充分ではなかつた。
題となつた主として熱に起因するトラブルは解決
されるものの、金型寿命はかえつて劣化さえし
た。何故なら被鍛造材の変形抵抗が著しく増し、
その結果熱間鍛造法の数倍の圧力を必要とする為
である。更に、得られた冷間鍛造部品の強度特性
は空孔の残留率が高く、又塑性変形性が劣つてい
る為に生じた微細クラツクが破壊の源となる為、
充分ではなかつた。
この様に、従来の粉末鍛造方法においては、熱
間、冷間それぞれに一長、一短があり、総合的に
充分な強度特性、寸法精度、経済性を満足する方
法は存在しなかつた。
間、冷間それぞれに一長、一短があり、総合的に
充分な強度特性、寸法精度、経済性を満足する方
法は存在しなかつた。
本発明は、この両者を同時に満足させる方法を
粉末冶金的手法を活用して実現させたものであ
る。
粉末冶金的手法を活用して実現させたものであ
る。
即ち、第１ステツプで熱間鍛造し、材料の強度
特性を満足させると共にマクロ的な形状を整え
る。これを実現するためには、鉄系合金粉末を粉
末予備成形体とし、これを通常の熱間鍛造温度で
ある1000〜1200℃に加熱して、表層部のみに空孔
が残る金型温度で熱間鍛造する。このとき粉末予
備成形体は、熱間鍛造する前に予め通常の焼結を
したものであつてもよい。
特性を満足させると共にマクロ的な形状を整え
る。これを実現するためには、鉄系合金粉末を粉
末予備成形体とし、これを通常の熱間鍛造温度で
ある1000〜1200℃に加熱して、表層部のみに空孔
が残る金型温度で熱間鍛造する。このとき粉末予
備成形体は、熱間鍛造する前に予め通常の焼結を
したものであつてもよい。
通常の熱間鍛造は、250〜400℃に加熱した金型
の中で行なわれるのであるが、本願第１ステツプ
のような温度の金型を用いた場合には、被熱間鍛
造体を金型に入れた瞬間に、その表面が急速に冷
却される。このため鍛造しても表面部の塑性変形
は少ないために、金型と接触した表面層には空孔
が残る。
の中で行なわれるのであるが、本願第１ステツプ
のような温度の金型を用いた場合には、被熱間鍛
造体を金型に入れた瞬間に、その表面が急速に冷
却される。このため鍛造しても表面部の塑性変形
は少ないために、金型と接触した表面層には空孔
が残る。
一方、内部の方は、通常の温度に保たれている
ので、空孔がなく、強度の高い鍛造体となつてい
る。しかしながら、前述したように、被鍛造体の
表面部の温度は下がつているので塑性変形されに
くく、狙い通りの寸法精度を有する高性能機械部
品を得ることは第１ステツプだけでは困難であ
る。熱間鍛造の金型は、表面から被鍛造体の熱を
吸収し、昇温する訳であるから、鍛造物表面の温
度を下げ、金型の冷却を強化することによつて、
温度上昇を抑制することが出来る。温度上昇が抑
制されれば、金型材料は高温で負荷を軽減する結
果となり、金型寿命の延長に結びついた。このよ
うにして、得られた熱間鍛造体に本発明では、第
２ステツプの加工を加える。
ので、空孔がなく、強度の高い鍛造体となつてい
る。しかしながら、前述したように、被鍛造体の
表面部の温度は下がつているので塑性変形されに
くく、狙い通りの寸法精度を有する高性能機械部
品を得ることは第１ステツプだけでは困難であ
る。熱間鍛造の金型は、表面から被鍛造体の熱を
吸収し、昇温する訳であるから、鍛造物表面の温
度を下げ、金型の冷却を強化することによつて、
温度上昇を抑制することが出来る。温度上昇が抑
制されれば、金型材料は高温で負荷を軽減する結
果となり、金型寿命の延長に結びついた。このよ
うにして、得られた熱間鍛造体に本発明では、第
２ステツプの加工を加える。
即ち、第２ステツプでは、限定された部分の微
細形状を創成もしくは矯正するものである。第１
ステツプで、空孔の残つている部位が変形して微
細部の寸法精度を高めることができるのである。
細形状を創成もしくは矯正するものである。第１
ステツプで、空孔の残つている部位が変形して微
細部の寸法精度を高めることができるのである。
第２ステツプでは金型温度は、通常の熱間鍛造
で用いる250〜400℃に加熱するが、被鍛造体の温
度は、鉄系合金の共析変態温度以下、250℃以上
であれば、本願の効果は得られる。
で用いる250〜400℃に加熱するが、被鍛造体の温
度は、鉄系合金の共析変態温度以下、250℃以上
であれば、本願の効果は得られる。
しかしながら、被鍛造体が冷却される時の寸法
変化等を考慮すると、250〜400℃に加熱する方が
望ましい。
変化等を考慮すると、250〜400℃に加熱する方が
望ましい。
以上の理由により、第２ステツプでは金型の温
度及び被熱間鍛造体が共に250〜400℃の範囲にあ
れば、寸法精度の高い高性能機械部品の製造が可
能である。
度及び被熱間鍛造体が共に250〜400℃の範囲にあ
れば、寸法精度の高い高性能機械部品の製造が可
能である。
本願の特徴は、第１ステツプの熱間鍛造で材料
の強度特性を満足させると共に、マクロ的形状を
整える。この時、金型寿命に悪影響を及ぼす微細
形状は創成しない。第２ステツプでは限られた部
分の微細形状を創成もしくは矯正する。この場合
第２ステツプの創成と矯正は、熱間鍛造によつて
全面的に空孔のない緻密な素材を処理しようとす
ると、著しく高い圧力を必要とし、結局金型の摩
耗を早める。この為、本発明では、第１ステツプ
で表層の特定部分に空孔を残し、残りの部分は空
孔が無くなる様に熱間鍛造することによつて、第
１ステツプ、第２ステツプ両者の金型の寿命を著
しく延長出来ることを見い出した。この様にして
得られた被鍛造体は、低温で寸法形状を創成・矯
正されている為、高寸法精度であり又材料中の欠
陥は熱間で加工されている為極めて僅かであり、
優れた機械部品として使用に供せられる。又、既
に記述した如く、金型の寿命は、従来の単一工程
法と比較して３倍以上に延長される為に、金型費
が経済性を損うことは避けられた。勿論、寸法、
形状精度の向上によつて高価な機械加工即ち、旋
削、ブローチ、研削等が不要になり著しく経済性
が増すことは言うまでもないことである。
の強度特性を満足させると共に、マクロ的形状を
整える。この時、金型寿命に悪影響を及ぼす微細
形状は創成しない。第２ステツプでは限られた部
分の微細形状を創成もしくは矯正する。この場合
第２ステツプの創成と矯正は、熱間鍛造によつて
全面的に空孔のない緻密な素材を処理しようとす
ると、著しく高い圧力を必要とし、結局金型の摩
耗を早める。この為、本発明では、第１ステツプ
で表層の特定部分に空孔を残し、残りの部分は空
孔が無くなる様に熱間鍛造することによつて、第
１ステツプ、第２ステツプ両者の金型の寿命を著
しく延長出来ることを見い出した。この様にして
得られた被鍛造体は、低温で寸法形状を創成・矯
正されている為、高寸法精度であり又材料中の欠
陥は熱間で加工されている為極めて僅かであり、
優れた機械部品として使用に供せられる。又、既
に記述した如く、金型の寿命は、従来の単一工程
法と比較して３倍以上に延長される為に、金型費
が経済性を損うことは避けられた。勿論、寸法、
形状精度の向上によつて高価な機械加工即ち、旋
削、ブローチ、研削等が不要になり著しく経済性
が増すことは言うまでもないことである。
実施例 １
Fe―2Ni―0.5Mo―0.3Cの組成に調製したリン
グ状粉末予備成形体を金型温度60℃の金型中で表
層空孔を有する様熱間鍛造した。引継いて、300
℃に保持した金型中で350℃の被鍛造体を加工し
た。
グ状粉末予備成形体を金型温度60℃の金型中で表
層空孔を有する様熱間鍛造した。引継いて、300
℃に保持した金型中で350℃の被鍛造体を加工し
た。
得られた鍛造体は、全体密度が7.82ｇ／c.c.表層
附近の空孔が極めて僅かだけ認められた。
附近の空孔が極めて僅かだけ認められた。
一方、従来法として、金型温度250℃で熱間鍛
造しただけの鍛造体は、全体密度は7.83ｇ／c.c.で
あつた。両者の寸法精度を比較したところ、52mm
の直径に対して、前者が±0.02mmであつたのに後
者は±0.05mmであつた。
造しただけの鍛造体は、全体密度は7.83ｇ／c.c.で
あつた。両者の寸法精度を比較したところ、52mm
の直径に対して、前者が±0.02mmであつたのに後
者は±0.05mmであつた。
実施例 ２
金型プレスを用いて、−100メツシユ合金粉末
（Fe―2Ni―0.5Mo―0.3C）を成形圧力7ton／cm2で
成形し、リング状の圧粉体を（外径60mmφ、内径
35mmφ、厚さ20mm）を得た。成形体密度は7.1
ｇ／c.c.であつた。
（Fe―2Ni―0.5Mo―0.3C）を成形圧力7ton／cm2で
成形し、リング状の圧粉体を（外径60mmφ、内径
35mmφ、厚さ20mm）を得た。成形体密度は7.1
ｇ／c.c.であつた。
この成形体を窒素ガスフロー中で1260℃、１時
間焼結して、比重7.30ｇ／c.c.を有する焼結体に
し、更に窒素ガス中で1100℃20分加熱後、金型温
度70℃の金型中で圧力8ton／cm2で熱間鍛造した。
間焼結して、比重7.30ｇ／c.c.を有する焼結体に
し、更に窒素ガス中で1100℃20分加熱後、金型温
度70℃の金型中で圧力8ton／cm2で熱間鍛造した。
成形体表層部は金型に熱をうばわれるため、温
度が低下し、加工性が悪くなり、熱間鍛造による
密度上昇が少なく、表層に比較的空孔の多い予備
鍛造体が得られた。これを金型温度300℃被鍛造
体の温度250℃にて再度鍛造したところ、実施例
１と同様±0.02mmの寸法精度のものが得られた。
度が低下し、加工性が悪くなり、熱間鍛造による
密度上昇が少なく、表層に比較的空孔の多い予備
鍛造体が得られた。これを金型温度300℃被鍛造
体の温度250℃にて再度鍛造したところ、実施例
１と同様±0.02mmの寸法精度のものが得られた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉄系合金粉末を予備成形した後表層部のみに
空孔が残る金型温度で熱間鍛造し、しかるのち金
型および被鍛造体を250〜400℃に加熱して熱間鍛
造することを特徴とする粉末熱間鍛造による機械
部品の製法。 ２ 鉄系合金粉末を予備成形した後、焼結し表層
部のみに空孔が残る金型温度で熱間鍛造し、しか
るのち、金型および被鍛造体を250〜400℃に加熱
して熱間鍛造することを特徴とする粉末熱間鍛造
による機械部品の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2812879A JPS55120440A (en) | 1979-03-09 | 1979-03-09 | Production of powder hot forged part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2812879A JPS55120440A (en) | 1979-03-09 | 1979-03-09 | Production of powder hot forged part |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55120440A JPS55120440A (en) | 1980-09-16 |
| JPS6245008B2 true JPS6245008B2 (ja) | 1987-09-24 |
Family
ID=12240138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2812879A Granted JPS55120440A (en) | 1979-03-09 | 1979-03-09 | Production of powder hot forged part |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55120440A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106825376A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-13 | 温州电泰阀门有限公司 | 一种阀体锻造工艺 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4730576B2 (ja) * | 2001-07-27 | 2011-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | 焼結部品の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5368608A (en) * | 1976-11-30 | 1978-06-19 | Honda Motor Co Ltd | Carburizing and forging of ferrous powder molded article |
-
1979
- 1979-03-09 JP JP2812879A patent/JPS55120440A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106825376A (zh) * | 2017-01-23 | 2017-06-13 | 温州电泰阀门有限公司 | 一种阀体锻造工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55120440A (en) | 1980-09-16 |
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