[發明專利]疲勞強度優良的熱鍛品及其制造方法和機械結構部件

有效

• 申請號: 200680010358.6
• 申請日: 2006-06-05
• 公開（公告）號: CN101151381A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 長谷和邦;木村秀途;豐岡高明
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C21D8/00
• 分類號: C21D8/00;C22C38/00;C22C38/58
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 樊衛民;郭國清

技術領域

本發明涉及供于用作以使用鋼的汽車部件、例如等速萬向聯軸器和輪轂等車輪部件、曲軸等發動機部件為代表的機械結構部件的、精加工前的半成品的熱鍛品，特別是疲勞強度優良的熱鍛品。

背景技術

用于汽車的車輪部件、發動機部件的鋼產品，通常先進行熱鍛，然后通過切削加工進行精加工來制造。近年來，相對于上述用途的產品，為了實現使作為其應用對象的汽車輕量化所需的小型化、薄壁化，要求提高疲勞強度。

例如，作為提高熱鍛品的疲勞強度的技術，在專利文獻1中公開了熱鍛后對整個鍛造品進行淬火，并通過回火處理析出強化基體的高疲勞強度熱鍛品的制造方法。

專利文獻1：專利第3100492號公報

但是，在專利文獻1所述的方法中，由于在熱鍛后對整個部件直接進行冷卻，因而整個部件的硬度變高，不要求疲勞強度的部位的可加工性降低。即，上述用途的機械結構部件，在通過熱鍛形成大體的產品形狀后，通常施行對該熱鍛品的表層全面地進行切削的精加工而進行制造。因此，在這種機械結構部件的制造中，雖然切削加工和表面研磨不可缺少，但整個部件的硬度變高時，必然降低切削性，成為大問題。

并且，為了進行析出強化處理而需要另外進行回火處理，因而從節能的觀點也不優選。

發明內容

本發明是鑒于上述問題開發的，其目的在于通過下述有利的制造方法提供一種熱鍛品：通過在熱鍛工序中適當控制組織，使因鍛造品的輕量化、緊湊化導致產生應力增大所要求的疲勞強度具有優于由現有方法得到的鍛造品例如20％以上，并且不僅是不要求疲勞強度的部分，除此以外的其他部分在熱鍛后施行切削加工時的切削性也良好，容易進行精加工。

因此，發明人等為了達成上述目的，特別關于在熱鍛后施行部分冷卻的情況進行銳意研究的結果，得出如下所示的(I)至(III)的結論：

(I)對熱鍛品的特別要求疲勞強度的部分進行冷卻而部分地進行淬火，該部分的硬度上升率在10％以上時，能夠使作為部件的疲勞強度提高20％以上。

(II)并且，通過部分冷卻而施行部分淬火的部分，因未冷卻的部位的保有熱量而自行回火的結果，可得到與現有的進行附加工序的回火處理相同的效果。并且，為了得到該效果，該自行回火滿足特定的參數。

(III)因此，由于無需將鍛造品冷卻至室溫后重新進行回火，因而能夠非常廉價地制造高疲勞強度部件。

本發明是基于上述結論提出的。

即，本發明的主要結構如下所述：

1.一種熱鍛品，其特征在于，具有通過熱鍛后的部分冷卻導入的硬化部和非硬化部，表面中的所述硬化部的維氏硬度V₁和所述非硬化部的維氏硬度V₂滿足以下式(1)：

(V₁-V₂)/V₂：0.1～0.8--(1)。

2.根據上述1所述的熱鍛品，其中，所述硬化部由馬氏體組織和/或貝氏體組織構成。

3.一種機械結構部件，其中，對上述1或2所述的熱鍛品施行冷作最終加工而制成。

4.一種熱鍛品的制造方法，其特征在于，對于施行熱鍛而得到的鍛造品，部分地進行以20℃/s以上的速度從A_c3+100℃以上冷卻至A_c1-150℃以下的冷卻處理，接著通過在不超過A_c1點的溫度區域內的回熱對該部分施行回火。

5.根據上述4所述的熱鍛品的制造方法，其中，通過所述回熱進行的回火，在停止所述冷卻后，直到在回熱后的降溫過程中達到300℃的期間，根據每ΔT_n秒的平均溫度T_n(K)，由以下式(2)定義的參數H滿足65≤H≤85：

H＝log₁₀∑10^fn--(2)

其中，f_n＝logΔT_n-1.597×10⁴/T_n+100。

根據本發明，可在保持良好切削性的基礎上，實現疲勞強度比現有的熱鍛品高20％以上的高疲勞強度化。

附圖說明

圖1是回熱中的溫度過程的示意圖。

圖2是表示參數H和(V₁-V₂)/V₂之間的關系的圖。

圖3是表示熱鍛的順序的工序圖。

圖4是表示彎曲疲勞狀態試驗的要領的圖。