JPS626731B2

JPS626731B2 -

Info

Publication number: JPS626731B2
Application number: JP195683A
Authority: JP
Inventors: Akio Ninomya; Kazuyuki Inui
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1983-01-10
Filing date: 1983-01-10
Publication date: 1987-02-13
Also published as: JPS59126760A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ロードセル起歪体のに関する。ロードセル起歪体は、負荷した荷重をそれに比
例する電気信号に変える重量センサーであり、例
えばトラツクスケール、台はかりなどに使用され
る。従来、ロードセル起歪体は、SNCM439
（0.4C−0.25 Si−0.75 Mn−1.8 Ni−0.8 Cr−
0.23 Mo−Fe）の鍛圧材を機械加工して所定の形
状に削り出すか、またはいくつかの鍛圧部品をボ
ルト締めにて所定の形状に組立てる方法により製
作されている。しかし、削り出し方式では加工コ
ストが極めて高くつき、一方組立て方式では、工
程が煩雑なこと、起歪体の形状の大型化・重量化
を余儀なくされること、使用中のボルト締付けト
ルクのゆるみによる精度低下が生じることなどの
欠点がある。また、いづれの方式においても、製
作可能な形状に制限があり、ロードセル起歪体と
して最適の形状を有するものを得ることが不可能
であるか、または極めて複雑な加工々程を必要と
する。もし、起歪体を鋳造により製作することが
できれば、上記問題は一挙に解決し、設計のバリ
エーシヨンを拡大することも可能となる。しかるに、従来合金であるSNCM439からなる
起歪体は、それが鍛圧品か鋳造品かによつて起歪
体としての特性、とくに直線性、ヒステリシス
性、マイクロクリープ特性が異なり、鋳造品から
なる起歪体の特性は鍛圧品にくらべ著しく劣る。
ちなみに、SNCM439の鍛圧品の起歪体では1/800
０の精度が得られるのに対し、鋳造品のそれは、
わずか1/1000程度にすぎない。本発明は、上記問題を解決したものであり、鋳
造材から従来の鍛圧品に匹敵する高精度をもつロ
ードセル起歪体を製造する方法を提供する。本発明のロードセル起歪体の製造方法は、
C0.3〜1.0％、Si0.2〜2.5％、Mn0.3〜2.0％、残部
Feおよび不可避の不純物からなる特殊鋳鋼を所
要形状に鋳造し、その鋳造品を、均質化したの
ち、溶体化処理を施し、更に焼もどし処理するこ
とを特徴としている。また、本発明の製造方法に
おいては、起歪体の使用条件により、機械的性質
の改善のために、特殊鋳鋼鋳造品として上記基本
成分組成に、Cr、Mo、Ni、ＶまたはＢを適宜含
有してなる鋳造品が使用される。その化学成分組
成は、C0.3〜1.0％、Si0.2〜2.5％、Mn0.3〜2.0
％、およびCr5.0％以下、Ni5.0％以下、Mo2.0％
以下、V1.0％以下、B1.0以下から選らばれる１
種もしくは２種以上、残部Feおよび不可避の不
純物からなる。前記特殊鋳鋼を所要形状に鋳造して得られた鋳
造品は、後記熱処理によつて、ロードセル起歪体
として必要な諸特性が与えられ、従来の
SNCM439の鍛圧品起歪体と同等の精度を有す
る。本発明合金の成分限定理由は次のとおりであ
る。なお、本明細書中、化学成分組成を示す
「％」はすべて重量％である。Ｃ：0.3〜1.0％Ｃは材料の硬度を高めるほか、弾性限度内での
直線性、ヒステリシス性およびマイクロクリープ
特性の確保に必要な元素である。このために、少
くとも0.3％の含有を必要とする。含有量の増加
につれ、上記効果が増大するが、あまり多くなる
と、耐衝撃性や加工性を悪くするので、1.0％を
上限とする。 Si：0.2〜2.5％ Siは単に溶湯の脱酸のみならず、弾性限度内に
おける直線性、ヒステリシス性、マイクロクリー
プ特性の確保に必要な元素である。この効果を発
揮させるために、少くとも0.2％を要する。含有
量の増加に伴つて効果も増すが、多量の含有は耐
衝撃性を損うので2.5％を上限とする。 Mn：0.3〜2.0％ Mnは溶湯を清浄化し、材質を改善するほか、
前記Siと同様にロードセル起歪体に要求される特
性の向上に有用な元素であり、このために0.3％
以上の含有を必要とするが、2.0％をこえても効
果の増加は少なく、また械機的性質、特に耐衝撃
性の低下をみる。よつて、0.3〜2.0％とする。通常の使用条件に供される起歪体を目的とする
場合は上記Ｃ、SiおよびMnの含有で十分である
が、焼入性を高め、あるいは高温状態で使用され
る場合の材質改善のために、要求性能に応じて、
Ni、Cr、Mo、Ｖ、Ｂ等の元素群から選らばれる
１種もしくは２種以上の元素を含有してよい。そ
れらの各元素の含有量は、添加効果と経済性とを
較量して下記のように上限を規定する。 Ni：5.0％以下焼入性の向上に有効である。好ましくは0.1〜
5.0％とする。 Cr：5.0％以下炭化物の析出により強度を高め、また高温での
耐酸化性を向上させる。好ましくは、0.1〜5.0％
である。 Mo：2.0％以下焼入性および強度の向上に有効である。好まし
くは0.1〜2.0％である。Ｖ：1.0％以下炭化物の微細析出により弾性限度や強度を高め
る。好ましくは0.01〜1.0％である。Ｂ：1.0％以下結晶粒の微細化、焼入性向上に有効である。好
ましくは0.01〜1.0％である。本発明によれば、上記成分組成を有する特殊鋳
鋼を用い、通常の鋳造法により所要の形状を有す
る鋳造品を得、これを温度900〜1100℃に加熱保
持して均質化したのち炉冷し（冷却速度約0.6〜
1.2℃／分）、ついで800〜900℃に保持したのち油
冷（約15〜45℃／秒）する溶体化処理を施し、更
に400〜600℃で焼もどしする各処理を経ることに
より目的とする高精度のロードセル起歪体が得ら
れる。なお、熱処理を終えたのち、必要に応じ、機械
加工を加えて所望の寸法精度を有する起歪体に仕
上げられる。次に実施例について説明する。実施例第１表に示す部分組成の各合金からなる鋳造品
を熱処理するとともに機械加工を加えて第１図に
示す形状のツクス型ロードセル起歪体（Ｌ：140
mm、Ｗ：67mm、Ｔ：50mm、孔径（D₁）：20mm、孔
径（D₂）：20mm）を製作した。試番(1)〜(4)は本発明例、(10)は比較例
（SNCM439相当材）である。熱処理条件は、(1)〜(4)については、「1000℃×
２時間・炉冷→850℃×２時間・油冷→500℃での
焼もどし」であり、(10)については、SNCM439材
のJIS規定により、焼入れ・焼もどし（焼入れ温
度870℃、焼もどし温度580℃）を施した。各供試起歪体の精度を第１表に示す。試番(10)の
SNCM439の鋳造品からなる起歪体の精度はわず
かに1/1000であるのに対し、本発明合金の鋳造品
(1)〜(4)では1/8000に及ぶ精度を有する。この精度
は従来のSNCM439鍛圧品起歪体の精度に匹敵す
る。なお、本発明鋳造品の機械的性質（熱処理済
み）を第２表に例示する。

【表】

【表】以上のように、本発明方法によれば、鋳造品を
素材として所定の熱処理を経ることにより、従来
のSNCM439鋳造品と同等ないしそれ以上の精度
を有するロードセル起歪体を製造することができ
る。鋳造法の適用によつて、鍛圧品を素材とする
従来の製造法にくらべて設計の自由度が大きく、
かつ加工々数の減少により工程が簡略化されると
ともに製造コストも低減する。むろん、鋳造によ
る一体物としての製造が容易であるから、従来の
ボルト締付けによる組立て法に比し、小型化・軽
量化を図ることができる。なお、本発明合金は、高価な合金元素の多量の
含有を要しないので、極めて安価である。むろ
ん、通常の使用環境下で十分な安定性、耐久性を
保証する。

【図面の簡単な説明】

第１図〔〕は実施例関係の起歪体の形状を示
す平面図、〔〕は側面図である。

Claims

【特許請求の範囲】１ C0.3〜1.0％、Si0.2〜2.5％、Mn0.3〜2.0％、
残部Feおよび不可避の不純物からなる特殊鋳鋼
を所要形状に鋳造し、その鋳造品を、温度900〜
1100℃に加熱保持して均質化したのち炉冷し、つ
いで800〜900℃に保持したのち油冷する溶体化処
理を施し、更に400〜600℃で焼もどし処理するこ
とを特徴とするロードセル起歪体の製造方法。２ C0.3〜1.0％、Si0.2〜2.5％、Mn0.3〜2.0％、
およびNi5.0％以下、Cr5.0％以下、Mo2.0％以
下、V1.0％以下、B1.0％以下から選ばれる１種
もしくは２種以上、残部Feおよび下可避の不純
物からなる特殊鋳鋼を所要形状に鋳造し、その鋳
造品を温度900〜1100℃に加熱保持して均質化し
たのち炉冷し、ついで800〜900℃に保持したのち
油冷する溶体化処理を施し、更に400〜600℃で焼
もどし処理することを特徴とするロードセル起歪
体の製造方法。