疲劳强度优良的热锻品及其制造方法和机械结构部件技术

本发明专利技术提供一种热锻品：通过在热锻工序中适当控制组织，使因锻造品的轻量化、紧凑化导致产生应力增大而要求的疲劳强度优于由现有方法得到的锻造品例如２０％以上，并且不仅是不要求疲劳强度的部分，除此以外的其他部分在热锻后施行切削加工时的切削性也良好，能够容易进行精加工。该热煅品具有由热锻后的部分冷却导入的硬化部和非硬化部，表面中的所述硬化部的维氏硬度Ｖ↓［１］和所述非硬化部的维氏硬度Ｖ↓［２］满足（Ｖ↓［１］－Ｖ↓［２］）／Ｖ↓［２］∶０．１～０．８。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及供于用作以使用钢的汽车部件、例如等速万向联轴器和轮毂等车轮部件、曲轴等发动机部件为代表的机械结构部件的、精加工前的半成品的热锻品，特别是疲劳强度优良的热锻品。
技术介绍
用于汽车的车轮部件、发动机部件的钢产品，通常先进行热锻，然后通过切削加工进行精加工来制造。近年来，相对于上述用途的产品，为了实现使作为其应用对象的汽车轻量化所需的小型化、薄壁化，要求提高疲劳强度。 例如，作为提高热锻品的疲劳强度的技术，在专利文献1中公开了热锻后对整个锻造品进行淬火，并通过回火处理析出强化基体的高疲劳强度热锻品的制造方法。 专利文献1专利第3100492号公报 但是，在专利文献1所述的方法中，由于在热锻后对整个部件直接进行冷却，因而整个部件的硬度变高，不要求疲劳强度的部位的可加工性降低。即，上述用途的机械结构部件，在通过热锻形成大体的产品形状后，通常施行对该热锻品的表层全面地进行切削的精加工而进行制造。因此，在这种机械结构部件的制造中，虽然切削加工和表面研磨不可缺少，但整个部件的硬度变高时，必然降低切削性，成为大问题。 并且，为了进行析出强化处理而需要另外进行回火处理，因而从节能的观点也不优选。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述问题开发的，其目的在于通过下述有利的制造方法提供一种热锻品通过在热锻工序中适当控制组织，使因锻造品的轻量化、紧凑化导致产生应力增大所要求的疲劳强度具有优于由现有方法得到的锻造品例如20％以上，并且不仅是不要求疲劳强度的部分，除此以外的其他部分在热锻后施行切削加工时的切削性也良好，容易进行精加工。 因此，专利技术人等为了达成上述目的，特别关于在热锻后施行部分冷却的情况进行锐意研究的结果，得出如下所示的(I)至(III)的结论 (I)对热锻品的特别要求疲劳强度的部分进行冷却而部分地进行淬火，该部分的硬度上升率在10％以上时，能够使作为部件的疲劳强度提高20％以上。 (II)并且，通过部分冷却而施行部分淬火的部分，因未冷却的部位的保有热量而自行回火的结果，可得到与现有的进行附加工序的回火处理相同的效果。并且，为了得到该效果，该自行回火满足特定的参数。 (III)因此，由于无需将锻造品冷却至室温后重新进行回火，因而能够非常廉价地制造高疲劳强度部件。 本专利技术是基于上述结论提出的。 即，本专利技术的主要结构如下所述 1.一种热锻品，其特征在于，具有通过热锻后的部分冷却导入的硬化部和非硬化部，表面中的所述硬化部的维氏硬度V1和所述非硬化部的维氏硬度V2满足以下式(1) (V1-V2)/V20.1～0.8--(1)。 2.根据上述1所述的热锻品，其中，所述硬化部由马氏体组织和/或贝氏体组织构成。 3.一种机械结构部件，其中，对上述1或2所述的热锻品施行冷作最终加工而制成。 4.一种热锻品的制造方法，其特征在于，对于施行热锻而得到的锻造品，部分地进行以20℃/s以上的速度从Ac3+100℃以上冷却至Ac1-150℃以下的冷却处理，接着通过在不超过Ac1点的温度区域内的回热对该部分施行回火。 5.根据上述4所述的热锻品的制造方法，其中，通过所述回热进行的回火，在停止所述冷却后，直到在回热后的降温过程中达到300℃的期间，根据每ΔTn秒的平均温度Tn(K)，由以下式(2)定义的参数H满足65≤H≤85 H＝log10∑10fn--(2) 其中，fn＝logΔTn-1.597×104/Tn+100。 根据本专利技术，可在保持良好切削性的基础上，实现疲劳强度比现有的热锻品高20％以上的高疲劳强度化。 附图说明 图1是回热中的温度过程的示意图。 图2是表示参数H和(V1-V2)/V2之间的关系的图。 图3是表示热锻的顺序的工序图。 图4是表示弯曲疲劳状态试验的要领的图。 其中，图3中的标号说明如下所示 1热锻品1 1a凸缘根部 1b轴端部 具体实施例方式 本专利技术的热锻品，重要的是，具有通过热锻后的部分冷却导入的硬化部和除硬化部以外的非硬化部，表面中的上述硬化部的维氏硬度V1和上述非硬化部的维氏硬度V2满足下式 (V1-V2)/V20.1～0.8。 即，在(V1-V2)/V2的比值不足0.1时，硬化部的强度上升较小，不能得到充分的提高疲劳强度的效果。另一方面，在(V1-V2)/V2的比值超过0.8时，硬度变得过高，切削性等冷加工性大幅降低。特别是，在本专利技术中，由于在热锻后直接进行部分淬火，此后的切削加工不可缺少，因而重要的是使(V1-V2)/V2在0.8以下。最佳范围在0.2～0.6。 具有这种硬度差的上述硬化部由马氏体组织和/或贝氏体组织构成，而非硬化部以铁素体组织和/或珠光体组织为主体，有时也混入部分贝氏体组织。 以上热锻品是在热锻后直接进行部分淬火，然后经过自行回火而得到的，并经过此后的切削精加工而成为机械结构部件。 接着，对用于制造(V1-V2)/V20.1～0.8的热锻品的制造条件进行说明。 即，仿照这种部件的一般制造方法，对钢原材加热并导入热锻机而施行热锻，重要的是，对这样得到的锻造品，部分地进行以20℃/s以上的速度从Ac3+100℃以上冷却至Ac1-150℃以下的冷却处理。即，通过使热锻后要求高疲劳强度的部位以20℃/s以上的速度从Ac3+100℃以上冷却至Ac1-150℃以下，抑制冷却过程中的铁素体生成，能够使组织成为马氏体和/或贝氏体。 在此，在从Ac3+100℃以上至Ac1-150℃以下的温度区域进行热锻后的部分冷却的原因在于，为了在冷却后得到充分的回热效果，Ac3+100℃以上的冷却不可缺少，冷却至Ac1-150℃以下则是为了抑制铁素体的生成。 并且，使上述温度区域内的冷却速度在20℃/s以上，是为了抑制冷却过程中的铁素体相变，使组织成为马氏体和/或贝氏体。 然后，重要的是，通过基于该部件所保有的热量进行的回热，连续地在不超过Ac1点的温度区域内进行回火。即，因回热而使回火温度超过Ac1点时，通过部分淬火形成的组织再次成为奥氏体，并在此后的冷却过程中成为铁素体-珠光体组织。为了防止这种情况，重要的是，在不超过Ac1点的温度区域进行回火。 并且，通过上述回热进行的回火，优选的是，在停止上述冷却后，直到在回热后的降温过程中达到300℃的期间，根据每ΔTn秒的平均温度Tn(K)，由下式(2)定义的参数H满足65≤H≤85 H＝log10∑10fn --(2) 其中，fn＝logΔTn-1.597×104/Tn+100。 在此，在图1表示部分冷却部的回热时的温度过程。如图1所示，从冷却停止后的冷却曲线的冷却停止时t1至在回热后的降温过程中达到300℃的时刻t2，求出各Δtn内的平均温度Tn(K)，将其应用到上述(2)式而确定参数H。此时，由于自行回火过程中的温度Tn连续地变化，因而设Δtn在0.5秒以下而进行求解。 在图2表示上述比值(V1-V2)/V2和参数H之间的关系。如图2所示，参数H和硬度比密切相关，参数H不足65时，由于回火效果不充分，因而硬度比(V1-V2)/V2超过0.8，切削性成问题。并且，参数H超过85时，由于变得过度软化，因而(V1-V2)/V2不足0.1，不能得到提高疲劳强度的效果。 如上所述，可在规定条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热锻品，其特征在于，具有通过热锻后的部分冷却导入的硬化部和非硬化部，表面中的所述硬化部的维氏硬度Ｖ↓［１］和所述非硬化部的维氏硬度Ｖ↓［２］满足以下式（１）：（Ｖ↓［１］－Ｖ↓［２］）／Ｖ↓［２］∶０．１～０．８－－（１）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷和邦，木村秀途，丰冈高明，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]