[發明專利]鍛造品和由該鍛造品制造的曲軸

有效

• 申請號: 200910173286.2
• 申請日: 2009-09-22
• 公開（公告）號: CN101713489A
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發明（設計）人: 安孫子貴;西原路夫;大月英士;堀俊輔;筱崎智也;出浦哲史
• 申請（專利權）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: F16S3/00
• 分類號: F16S3/00;F16C3/08;C22C38/50
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發明涉及熱鍛鋼錠而得到的鍛造品，和用其得到的曲軸，特別是涉 及將鋼中存在的夾雜物的分散狀態進行了控制的鍛造品。

背景技術

機械、船舶和發電機等，作為傳遞驅動源的能量的部件使用回轉運動 部件(例如曲軸)。回轉運動部件由鍛造品制造，而鍛造品例如是將通過 鑄錠法制造的鋼錠加以熱鍛而獲得，要求其即使在嚴酷的使用環境下也難 以發生疲勞破壞的疲勞特性。

關于船舶用曲軸所采用的低合金鋼，在非專利文獻1中記述有如下等： (1)夾雜物容易成為疲勞破壞的起點，隨著鋼的高強度化，這一傾向變 得顯著；(2)夾雜物尺寸越大，疲勞特性越降低；(3)含有伸長的夾雜物 的鋼材，疲勞強度的各向異性容易表現。于是，為了使鍛造品的疲勞特性 提高，其記述使夾雜物的形狀成為球形，并縮小尺寸有效。

可是，為了制造船舶等所使用的大型的曲軸，當然需要大型的鋼錠。 若通過鑄錠法制造大型的鋼錠，則在鋼錠的底部(意思是重力方向的端部) 會形成沉淀晶帶。所謂沉淀晶是指，在鑄模中注入熔鋼期間和注入后，在 熔湯表面(保溫材料和抗氧化劑與熔湯的界面)會生成的鋼的結晶核，在 鑄模內的熔鋼對流的作用下，使其從根部熔融，物理性地被割斷，由于與 熔鋼的密度差而在熔鋼內沉降的結晶核。該結晶核沉降在熔鋼內的期間， 熔鋼中的夾雜物的一部分被卷入，在鋼錠的底部有夾雜物偏析。如此形成 的沉淀晶和夾雜物進行集合便是沉淀晶帶。若沉淀晶帶生成，則成為鋼錠 的低部的疲勞特性劣化的原因。還有，該沉淀晶帶在由連續鑄造法制造的 鋼錠中沒有確認到。

作為減輕、抑制沉淀晶帶中的夾雜物的集聚的技術，在專利文獻1中 公開有，由下鑄法或上鑄法制造脫氧鋼時，在熔鋼的注入中或緊接其后， 用早期燃燒型高熱量(high?calorie)保溫劑被覆鑄模內熔湯面。

另外，在專利文獻2中記述，使用絕熱性的頭部保溫劑兼抗氧化劑， 以使鋼錠的底部夾雜物不會集中殘留，使熔鋼的澆鑄溫度為熔點以上75～ 100℃的范圍，且在熔鋼的注入前或整體的注入時間的60％以內添加該頭 部保濕劑兼抗氧化劑的90％以上。

【非專利文獻1】關于“高強度曲軸材的疲勞強度特性的研究”， Journal?of?the?JIME，平成13年，Vol.36，No.6，p.385-390

【專利文獻1】特開昭49-35232號公報

【專利文獻2】特開昭59-178153號公報

如上述專利文獻1和專利文獻2，為了抑制沉淀晶帶的生成，有效的 是對鋼錠的上部(意思是與底部的反對側的端部)進行保溫，但存在鋼錠 的上部和底部的疲勞強度產生偏差的情況，從而無法得到均質的鍛造品。 另外，若測定鋼錠的軸位置和沿半徑方向從該軸位置遠離的周邊部的疲勞 強度，則根據測定位置不同而確認到疲勞強度有所差異

發明內容

本發明鑒于這樣的狀況而做，其目的在于，提供一種在鍛造品的兩端 部疲勞強度高，而且在鍛造品的半徑方向疲勞強度的偏差少的疲勞特性優 異的鍛造品和由該鍛造品制造的曲軸。

能夠解決上述課題的本發明的鍛造品，是由對于如下鋼錠進行熱鍛而 得到的柱狀的鍛造品，該鋼錠分別含有C：0.15～0.75％(“質量％”的意 思。下同。)、Si：0.1～0.6％、Mn：0.3～1.4％、Ni：0.1～2％、Cr：0.5～ 2.5％、Mo：0.1～0.5％、V：0.01～0.20％、Al：0.015～0.04％，滿足Ti： 0.002％以下(不含0％)、S：0.0006％以下(不含0％)、N：0.01％以下(不 含0％)、O：0.002％以下(不含0％)，余量由鐵和不可避免的雜質構成， 其具有如下幾點要旨：在與鍛造品的軸向垂直的截面的軸位置所觀察到的 長徑超過5μm的夾雜物的密度(D₀)為70個/cm²以下，并且，設鍛造品 的半徑為R時，從軸位置朝向半徑方向在R/3位置所觀察到的長徑超過 5μm的夾雜物的密度(D_R)與上述密度D₀的比滿足下式(1)。

0.5≤D_R/D₀≤1.50?????……(1)

所述鍛造品為圓柱狀，優選在該鍛造品的兩端面滿足上式(1)。

本發明中也包括由上述鍛造品制造的曲軸。該曲軸的軸徑也可以在 200mm以上，能夠用于例如發電用或船舶用的柴油機。