裂解连杆用钢制造技术

提供一种裂解连杆用钢，其含有Ｃ：０．２５～０．５％（质量％的意思，下同）、Ｓｉ：０．０１～２．０％、Ｍｎ：０．５０～２．０％、Ｐ：０．０１５～０．０８０％、Ｓ：０．０１～０．２％、Ｖ：０．０２～０．２０％、Ｃｒ：０．０５～１．０％、Ｔｉ：０．０１～０．１０％、Ｎ：０．０１％以下，由下式（１）表示的ｆ值为０．００３以上、０．０４以下，另外硫化物系夹杂物的平均长宽比为１５以下。ｆ＝［Ｔｉ］－［Ｎ］×４８／１４，［式中，［Ｔｉ］和［Ｎ］分别表示钢中的Ｔｉ和Ｎ的含量（质量％）。］。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合被用于制造作为汽车发动机等部件所使用的连杆(以下简称为 “连杆(con rod)”)的钢。
技术介绍
在汽油机和柴油机等的内燃机中，作为对活塞和曲轴之间加以连接，将活塞的往 复运动传递给曲轴而转换成旋转运动的部件使用连杆。连杆是具有用于装配到曲轴上的近 圆形的贯通孔的部件，为了使其装配和在维修时的拆卸容易，贯通孔部分的构成方式为分 离(分割)成两个近半圆。分离的连杆之中与活塞直接连接一侧被称为连杆本体，其余称 为连杆盖。这样的连杆能够通过如下方式制造例如分别对连杆本体和连杆盖进行热锻后， 再通过切削实施接合面(mating face)的加工。还有在此情况下，根据需要为了防止滑 动，还会实施定位销(knock pin)加工。但是若实施这一加工，则除了材料的产量(yield quantity)降低以外，还要历经大量的工序，因此有成本上升这样的问题。因此所实行的方法是，一体热锻连杆，实施机械加工(用于装配到曲轴上的贯 通孔形成加工(开孔加工)和螺栓孔加工等)后，以使贯通孔部分成为两个近半圆的方 式进行冷裂解(裂解加工(fracture splittingprocess))，最后夹紧曲轴并嵌合断裂面 (fracture surface)，以螺栓紧固而进行组装。根据该方法，不需要对断裂面实施通过切削 进行的接合面的加工。另外，对于连杆用钢的切削性(machinability)改善要求有所提高。但是，切削性 和裂解性的并立一般很困难。为了使切削性提高而考虑减少合金成分，降低钢的硬度，但若 减少合金成分，则钢的延性提高，裂解性降低。两者处于此消彼长(trade-off)的关系，很 难并立。例如，作为裂解性优异的连杆用钢，已知有专利文献1 3。专利文献1提出，控 制Si、V、P、N、Al、Ti、Nb、N、B等的量来促进脆性破坏(brittle fracture)，专利文献2提 出，控制Si、V、P等的量来促进脆性破坏，专利文献3提出，控制Al、N等的量来促进脆性破 坏。此外这些专利文献1 3还指出，若添加Ti则能够促进脆性破坏。但是这些连杆用钢 切削性差。例如就专利文献1而言，在实施例中，C量比0.5%多，V和Cr等合金元素被过 剩地使用。另外，C等的含量受到抑制时，反之要使用Ti超过0. 10%，由此来确保裂解性。 另外，专利文献2和3在实施例中使用Ti也超过0. 10%，切削性差。专利文献1 专利第3235442号公报专利文献2 专利第3416868号公报专利文献3 专利第3416869号公报
技术实现思路
本专利技术着眼于上述的情况而做，其目的在于，提供一种能够使裂解性和切削性并立的裂解连杆用钢。在C量为0. 25 0. 5%的钢中，若不添加Ti等合金元素，则裂解性极差(参照图 1的Ti量0.002%的例子)。为了提高钢的脆性而提高裂解性，合金元素的添加有效(参照 图1的Ti量0.125%的例子)。但是，若大量添加Ti，则切削性降低。如果从现有技术考 虑，则裂解性和切削性处于此消彼长的关系，用于使两者并立的具体对策尚未提出。可是本专利技术者们为了解决前述课题而反复锐意研究，其结果发现，从有效Ti (没 有形成氮化物的Ti)的观点出发，在整理Ti量时，极微量的有效Ti就可以使裂解性急剧提 高，其后效果立即饱和，另一方面，切削性的降低平缓，当有效Ti量(f值)极微量时，切削 性几乎不会降低(参照图2)，因此从有效Ti量(f值)的观点出发，如果控制Ti量则能够 使裂解性和切削性并立(参照图1)，从而完成本专利技术。S卩，本专利技术的裂解连杆用钢具有如下几点要旨含有C :0. 25 0.5% (质量％的 意思，下同)、Si 0. 01 2. 0%,Μη :0· 50 2. 0%,Ρ :0· 015 0. 080%,S :0· 01 0. 2%, V :0. 02 0. 20%,Cr 0. 05 1. 0%,Ti 0. 01 0. 10%,N 0. 01 % 以下，余量由铁和不可 避免的杂质(inevitable impurities)构成，由下式(1)表示的f值为0. 003以上、0. 04 以下，在距钢表面D/4(D为钢的厚度或直径)的位置的纵截面中，宽1 μ m以上的硫化物系 夹杂物每Imm2存在100 4000个，并且该宽1 μ m以上的硫化物系夹杂物的平均长宽比 (aspect ratio长度/宽度)为15以下。f = [Ti]_[N] X48/14... (1)[式中，[Ti]和[N]分别表示钢中的Ti和N的含量(质量％)。]所述钢也可以还含有& 0. 15%以下、Ca :0. 005%以下、Mg :0. 005%以下、Te 0. 以下、REM 0. 3% 以下、Al 0. 05% 以下、Nb 0. 05% 以下、Cu 1. 0% 以下、Ni :1. 0% 以 下、Mo 以下、Bi 0. 以下的一种以上等。还有，含有Ca时，推荐Al为0.01%以下。本专利技术的钢，其优选的方式为(a)Ti为0.08%以下，和/或(b)V:0. 10%以下。根据本专利技术，在C量为0. 25 0. 5%的钢中，因为适当地控制了 Ti量、N量、有效 Ti量(f值)等，所以能够提高连杆用钢的裂解性和切削性这两方面的特性。附图说明图1是表示使有效Ti量(f值)变化时的裂解性和切削性的关系的曲线图。图2是表示有效Ti量(f值)与裂解性或切削性的关系的曲线图。图3(a)是用于裂解性试验的试验片的概略顶视图，图3(b)是所述试验片的概略 侧视图。图4是用于说明裂解试验的方法的装置概略图。图5是断裂试验前后的试验片的概略顶视图。符号说明1压力机2支承台3a、3b 夹具(holder)4、5 楔子6试验片具体实施例方式就本专利技术的钢，首先从其化学成分组成进行说明。本专利技术的钢的化学成分组成如 下。C :0· 25 0.5%C是用于确保强度以及用于提高裂解性所需要的元素。因此将C量的下限定为 0. 25%。C量优选为0. 30%以上，更优选为0. 35%以上。但是若C量过剩，则切削性降低。 因此将C量定为0. 5%以下。C量优选为0. 48%以下，更优选为0. 45%以下。Si :0· 01 2.0%Si作为熔炼钢时的脱氧元素(deoxidation element)有用。为了充分地发挥该效 果，Si量优选为0.01%以上，更优选为0.05%以上，进一步优选为0. 10%以上。但是若Si 量过剩，则切削性和热加工性降低。因此将Si量定为2.0%以下。Si量优选为以下，更 优选为0.7%以下。Mn: 0.50 2.0%Mn在熔炼时(produce)作为脱氧和脱硫元素(desulfurizing element)发挥作 用，并且是防止铸造时的裂纹的元素。此外，Mn与S结合而形成硫化物系夹杂物(例如MnS 等)，在裂解时发挥切口效应(notch effect)，使裂解性提高。为了充分发挥这些效果，将 Mn量定为0.50%以上。Mn量优选为0.70%以上，更优选为0.90%以上。但是若Mn量过 剩，则在金属组织中生成贝氏体(bainite)，切削性和裂解性降低。因此将Mn量定为2.0% 以下。Mn量优选为1.8%以下，更优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种裂解连杆用钢，其特征在于，以质量％计含有Ｃ：０．２５～０．５％、Ｓｉ：０．０１～２．０％、Ｍｎ：０．５０～２．０％、Ｐ：０．０１５～０．０８０％、Ｓ：０．０１～０．２％、Ｖ：０．０２～０．２０％、Ｃｒ：０．０５～１．０％、Ｔｉ：０．０１～０．１０％、Ｎ：０．０１％以下，余量是铁和不可避免的杂质，由下式（１）表示的ｆ值为０．００３以上０．０４以下，在距钢表面Ｄ／４的位置的纵截面中，宽度为１μｍ以上的硫化物系夹杂物每１ｍｍ２存在１００～４０００个，并且，该宽度为１μｍ以上的硫化物系夹杂物的平均长宽比即长度／宽度为１５以下，其中，Ｄ为钢的厚度或直径，ｆ＝［Ｔｉ］－［Ｎ］×４８／１４…（１）式中，［Ｔｉ］和［Ｎ］分别表示钢中的Ｔｉ和Ｎ的质量百分比含量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-12-3 2007-312523一种裂解连杆用钢，其特征在于，以质量％计含有C0.25～0.5％、Si0.01～2.0％、Mn0.50～2.0％、P0.015～0.080％、S0.01～0.2％、V0.02～0.20％、Cr0.05～1.0％、Ti0.01～0.10％、N0.01％以下，余量是铁和不可避免的杂质，由下式(1)表示的f值为0.003以上0.04以下，在距钢表面D/4的位置的纵截面中，宽度为1μm以上的硫化物系夹杂物每1mm2存在100～4000个，并且，该宽度为1μm以上的硫化物系夹杂物的平均长宽比即长度/宽度为15以下，其中，D为钢的厚度或直径，f＝[Ti]-[N]×48/14…(1)式中，[Ti]和[N]分别表示钢中的Ti和N的质量百分比...

【专利技术属性】
技术研发人员：松迫亮广，阿南吾郎，椎桥庆太，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]