JP3114983B2 - 履帯用ピンおよびその製造方法 - Google Patents
履帯用ピンおよびその製造方法Info
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- JP3114983B2 JP3114983B2 JP02158675A JP15867590A JP3114983B2 JP 3114983 B2 JP3114983 B2 JP 3114983B2 JP 02158675 A JP02158675 A JP 02158675A JP 15867590 A JP15867590 A JP 15867590A JP 3114983 B2 JP3114983 B2 JP 3114983B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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Description
【０００１】
本発明は、装軌車両等に用いる履帯用ピンおよびその
製造方法に関する。
製造方法に関する。
【０００２】
従来は、つぎに述べる（イ）、（ロ）、（ハ）の方法
等で履帯用ピンを製造しており、それぞれ、以下の問題
を有していた。 （イ） 中炭素低合金鋼（たとえばS50C、S53C、S48C
B、SAE15B35など）を素材として、これを炉中加熱焼入
れ焼もどしして、中心部付近に柔かい延性部を作り、残
りを硬化する。その後、熱処理で生じた脱炭層除去のた
め表面を研摩する。 −問題点− 履帯用ピンの端面が硬化し、焼割れ発生の危険が生
じ、製造を困難にしている。 有効硬化層深さは、適正な鋼種選定により設定して
いるが、同一鋼種内の焼入性のバラツキにより変動す
る。焼入性が高いほうに変動する場合、中心部まで硬化
し、表面に引張り残留応力が付与される危険が生じる。 熱処理により付与された表面の圧縮残留応力が、そ
の後の研摩加工により、減少あるいは消失する危険が生
じる。 （ロ） 中炭素低合金鋼を素材とし、t/Rが0.30未満の
範囲を高周波焼入れし、その後、焼もどしする方法。た
だし、t/Rは、半径Ｒに対する80％マルテンサイト硬さ
以上の有効硬化層深さをｔの比である。 −問題点− （イ）に比べ、静的曲げ強度、疲労強度が劣化す
る。 （ハ） 肌焼鋼（たとえばSCM415、SCM420など）を素材
とし、これを浸炭焼入れしたあと、焼もどしを行なう方
法。 −問題点− （イ）、（ロ）に比べて耐摩耗性は優れているが、
静的曲げ強度、疲労強度が劣化する。
等で履帯用ピンを製造しており、それぞれ、以下の問題
を有していた。 （イ） 中炭素低合金鋼（たとえばS50C、S53C、S48C
B、SAE15B35など）を素材として、これを炉中加熱焼入
れ焼もどしして、中心部付近に柔かい延性部を作り、残
りを硬化する。その後、熱処理で生じた脱炭層除去のた
め表面を研摩する。 −問題点− 履帯用ピンの端面が硬化し、焼割れ発生の危険が生
じ、製造を困難にしている。 有効硬化層深さは、適正な鋼種選定により設定して
いるが、同一鋼種内の焼入性のバラツキにより変動す
る。焼入性が高いほうに変動する場合、中心部まで硬化
し、表面に引張り残留応力が付与される危険が生じる。 熱処理により付与された表面の圧縮残留応力が、そ
の後の研摩加工により、減少あるいは消失する危険が生
じる。 （ロ） 中炭素低合金鋼を素材とし、t/Rが0.30未満の
範囲を高周波焼入れし、その後、焼もどしする方法。た
だし、t/Rは、半径Ｒに対する80％マルテンサイト硬さ
以上の有効硬化層深さをｔの比である。 −問題点− （イ）に比べ、静的曲げ強度、疲労強度が劣化す
る。 （ハ） 肌焼鋼（たとえばSCM415、SCM420など）を素材
とし、これを浸炭焼入れしたあと、焼もどしを行なう方
法。 −問題点− （イ）、（ロ）に比べて耐摩耗性は優れているが、
静的曲げ強度、疲労強度が劣化する。
【０００３】
本発明が解決しようとする課題は、上記の問題点であ
り、本発明の目的は、焼割れが発生せず、かつ静的曲げ
強度、疲労強度を劣化させない履帯用ピンと、その製造
方法を提供することにある。
り、本発明の目的は、焼割れが発生せず、かつ静的曲げ
強度、疲労強度を劣化させない履帯用ピンと、その製造
方法を提供することにある。
【０００４】
上記課題を解決するための本発明はつぎの通りであ
る。 （１） 素材が中炭素低合金鋼であり、半径をＲ、80％
マルテンサイト硬さ以上の有効硬化層深さをｔで表した
場合、表面から比（t/R）が0.35〜0.50までの範囲のみ
が80％マルテンサイト硬さ以上であり、中心部が未変態
組織であり、表面あらさが10μｍ以下の黒皮肌を有する
ことを特徴とする履帯用ピン。 （２） 中炭素低合金鋼を素材する履帯用ピンを10μｍ
以下の表面あらさに加工し、 しかる後、半径をＲ、80％マルテンサイト硬さ以上の有
効硬化層深さをｔで表した場合、表面から比（t/R）が
0.35〜0.50までの範囲のみが80％マルテンサイト硬さ以
上になるように高周波誘導加熱および冷却を施して高周
波焼入れし、 その後焼もどしを行なう、 ことを特徴とする履帯用ピンの製造方法。
る。 （１） 素材が中炭素低合金鋼であり、半径をＲ、80％
マルテンサイト硬さ以上の有効硬化層深さをｔで表した
場合、表面から比（t/R）が0.35〜0.50までの範囲のみ
が80％マルテンサイト硬さ以上であり、中心部が未変態
組織であり、表面あらさが10μｍ以下の黒皮肌を有する
ことを特徴とする履帯用ピン。 （２） 中炭素低合金鋼を素材する履帯用ピンを10μｍ
以下の表面あらさに加工し、 しかる後、半径をＲ、80％マルテンサイト硬さ以上の有
効硬化層深さをｔで表した場合、表面から比（t/R）が
0.35〜0.50までの範囲のみが80％マルテンサイト硬さ以
上になるように高周波誘導加熱および冷却を施して高周
波焼入れし、 その後焼もどしを行なう、 ことを特徴とする履帯用ピンの製造方法。
【０００５】 一般的に、焼きの入った深さとして50％マルテンサイ
ト組織が、基準とされているが、実用的にはかたさが低
すぎる場合が多く、焼きの入った深さをさらに高いマル
テンサイト量によって表す場合があり、本発明では80％
マルテンサイトとした。また、鋼の焼き入れ硬さはＣ量
により決まり、また、マルテンサイト量によっても異な
るので、80％マルテンサイトの硬さはＣ量に応じて決め
られる。なお、Ｃ量は中炭素（低合金）鋼の場合、0.3
〜0.5重量％である。
ト組織が、基準とされているが、実用的にはかたさが低
すぎる場合が多く、焼きの入った深さをさらに高いマル
テンサイト量によって表す場合があり、本発明では80％
マルテンサイトとした。また、鋼の焼き入れ硬さはＣ量
により決まり、また、マルテンサイト量によっても異な
るので、80％マルテンサイトの硬さはＣ量に応じて決め
られる。なお、Ｃ量は中炭素（低合金）鋼の場合、0.3
〜0.5重量％である。
【０００６】 上記履帯用ピンおよびその製造方法には、つぎの作
用、効果がある。 t/Rは、焼入性が十分である場合、冷却強さにより
調整せず、高周波誘導加熱により調整するため、極めて
バラツキが小さく安定している。 したがって、静的曲げ強度、疲労強度のバラツキが小
さい。 熱処理による脱炭層の発生がなく、熱処理後の研摩
加工が不要となるため、熱処理で生じた高い圧縮残留応
力が保持される。 この圧縮残留応力によって、さらに疲労強度が向上す
る。 t/Rが0.35〜0.50であり、かつ表面あらさが10μｍ
以下の黒皮肌を有するため、炉中加熱焼入れ焼もどし品
と同等以上の静的曲げ強度、疲労強度を有する。 履帯用ピンの表面からt/Rが0.35〜0.50までの範囲
のみをAC3点以上の適正な温度範囲内に加熱し、他はAC3
点以下であるため、高周波加熱原単位を低く押さえるこ
とができる。 中心部は未変態組織であるため、履帯用ピンの端面
に焼割れは発生しない。
用、効果がある。 t/Rは、焼入性が十分である場合、冷却強さにより
調整せず、高周波誘導加熱により調整するため、極めて
バラツキが小さく安定している。 したがって、静的曲げ強度、疲労強度のバラツキが小
さい。 熱処理による脱炭層の発生がなく、熱処理後の研摩
加工が不要となるため、熱処理で生じた高い圧縮残留応
力が保持される。 この圧縮残留応力によって、さらに疲労強度が向上す
る。 t/Rが0.35〜0.50であり、かつ表面あらさが10μｍ
以下の黒皮肌を有するため、炉中加熱焼入れ焼もどし品
と同等以上の静的曲げ強度、疲労強度を有する。 履帯用ピンの表面からt/Rが0.35〜0.50までの範囲
のみをAC3点以上の適正な温度範囲内に加熱し、他はAC3
点以下であるため、高周波加熱原単位を低く押さえるこ
とができる。 中心部は未変態組織であるため、履帯用ピンの端面
に焼割れは発生しない。
【０００７】
以下、本発明を、実施例により、さらに詳細に説明す
る。 中炭素低合金の履帯用ピン素材として、中炭素ボロン
鋼（S48CB）から成る、直径38mm、長さ218mmのピン素材
を選定した。その化学成分は、0.45〜0.51C、0.47〜0.2
7Si、0.73Mn、0.025P、0.010S、0.05Ni、0.09Cu、0.16C
r、0.0023B、残りFeである。 まず、履帯用ピン素材の外周表面を、切削、研摩によ
り、10μｍ以下の表面あらさに加工した。10μｍ以下と
したのは、それを越えると、履帯用ピンに荷重が繰り返
しかかるときの疲労耐久性が低下するからである。ま
た、熱処理前研摩としたのは、熱処理によってできる表
面残留圧縮応力の硬化層が削りとられるのを紡糸するた
めである。
る。 中炭素低合金の履帯用ピン素材として、中炭素ボロン
鋼（S48CB）から成る、直径38mm、長さ218mmのピン素材
を選定した。その化学成分は、0.45〜0.51C、0.47〜0.2
7Si、0.73Mn、0.025P、0.010S、0.05Ni、0.09Cu、0.16C
r、0.0023B、残りFeである。 まず、履帯用ピン素材の外周表面を、切削、研摩によ
り、10μｍ以下の表面あらさに加工した。10μｍ以下と
したのは、それを越えると、履帯用ピンに荷重が繰り返
しかかるときの疲労耐久性が低下するからである。ま
た、熱処理前研摩としたのは、熱処理によってできる表
面残留圧縮応力の硬化層が削りとられるのを紡糸するた
めである。
【０００８】 つぎに、表面あらさが10μｍ以下に加工された履帯用
ピンを、履帯用ピンの表面からt/Rが0.35〜0.50までの
範囲のみにAC3点以上の温度範囲に高周波誘導加熱、お
よび、冷却を施して、履帯用ピンの表面からt/Rが0.35
〜0.50までの範囲を、80％マルテンサイト硬さ以上に焼
入れする。中心部は未変態組織である。
ピンを、履帯用ピンの表面からt/Rが0.35〜0.50までの
範囲のみにAC3点以上の温度範囲に高周波誘導加熱、お
よび、冷却を施して、履帯用ピンの表面からt/Rが0.35
〜0.50までの範囲を、80％マルテンサイト硬さ以上に焼
入れする。中心部は未変態組織である。
【０００９】 高周波誘導加熱は、3KHz以下の適正な周波数、たとえ
ば1KHzの周波数を選定し、高周波誘導コイル通過後、冷
却までの時間を適正に選定することにより、表面の加熱
を防止しながら熱を浸透させて行なう。 t/Rの下限値、上限値の根拠は次の通りである。疲労
強度劣化を防止するためには、t/Rを大きくし、かつ表
面に圧縮残留応力を付与することが有効であるが、t/R
が0.35以上で、かつ表面あらさが10μｍ以下の黒皮肌を
有することにより、従来の炉中加熱焼入れ焼もどし品と
同等以上の静的曲げ強度、疲労強度が保持されることが
試験により判明したので、下限を0.35とした。また、t/
Rの上限値は、t/Rが小さい方が、高周波誘導加熱の加熱
原単位が小さくなり、経済メリットがあるため、高周波
焼入れの工程能力を勘案して、0.50とした。t/Rは、冷
却強さにより調整せず、高周波誘導加熱により調整する
ため、極めてバラツキが小さく安定している。したがっ
て、静的曲げ強度、疲労強度のバラツキも小さい。ま
た、中心部は未変態組織であるため、履帯用ピンの端面
に焼割れは発生しない。
ば1KHzの周波数を選定し、高周波誘導コイル通過後、冷
却までの時間を適正に選定することにより、表面の加熱
を防止しながら熱を浸透させて行なう。 t/Rの下限値、上限値の根拠は次の通りである。疲労
強度劣化を防止するためには、t/Rを大きくし、かつ表
面に圧縮残留応力を付与することが有効であるが、t/R
が0.35以上で、かつ表面あらさが10μｍ以下の黒皮肌を
有することにより、従来の炉中加熱焼入れ焼もどし品と
同等以上の静的曲げ強度、疲労強度が保持されることが
試験により判明したので、下限を0.35とした。また、t/
Rの上限値は、t/Rが小さい方が、高周波誘導加熱の加熱
原単位が小さくなり、経済メリットがあるため、高周波
焼入れの工程能力を勘案して、0.50とした。t/Rは、冷
却強さにより調整せず、高周波誘導加熱により調整する
ため、極めてバラツキが小さく安定している。したがっ
て、静的曲げ強度、疲労強度のバラツキも小さい。ま
た、中心部は未変態組織であるため、履帯用ピンの端面
に焼割れは発生しない。
【００１０】 上記の高周波焼入れにより、履帯用ピンの外周部は硬
く耐摩耗性に優れ、かつ静的曲げ強度に優れた履帯用ピ
ンが得られる。また、表面には圧縮残留応力が残るの
で、優れた疲労強度が得られる。表１は本発明品と従来
品の残留応力を示しており、表２は曲げ特性を示してお
り、また、図１はピン断面の硬さ分布を示しており、図
２は疲労強度特性を示している。ただし、これらの値
は、次に述べる焼もどしを施した後の値である。
く耐摩耗性に優れ、かつ静的曲げ強度に優れた履帯用ピ
ンが得られる。また、表面には圧縮残留応力が残るの
で、優れた疲労強度が得られる。表１は本発明品と従来
品の残留応力を示しており、表２は曲げ特性を示してお
り、また、図１はピン断面の硬さ分布を示しており、図
２は疲労強度特性を示している。ただし、これらの値
は、次に述べる焼もどしを施した後の値である。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】 焼入れ後、低温焼もどしを行なう。焼もどしは炉中に
て180℃で２時間保持した。低温焼もどしとしたのは、
焼もどしによる表面硬度の低下を最小限にするためであ
る。
て180℃で２時間保持した。低温焼もどしとしたのは、
焼もどしによる表面硬度の低下を最小限にするためであ
る。
【００１４】
高周波誘導のため、端面の焼割れが発生しない。 t/Rを0.35〜0.50としたため、表２、図１、図２から
わかるように、従来品と同程度かそれ以上の静的曲げ強
度、硬さ特性、疲労強度が得られ、バラツキが小さく安
定した品質が得られる。 熱処理前に表面あらさを10μｍ以下に加工し熱処理後
の切削、研摩を除去したので、表面硬化部と表面の残留
圧縮部（表１参照）を削りとらないでそのまま黒皮肌と
して残すことができ、耐摩耗性、疲労強度を従来と同程
度かそれ以上にすることができる。
わかるように、従来品と同程度かそれ以上の静的曲げ強
度、硬さ特性、疲労強度が得られ、バラツキが小さく安
定した品質が得られる。 熱処理前に表面あらさを10μｍ以下に加工し熱処理後
の切削、研摩を除去したので、表面硬化部と表面の残留
圧縮部（表１参照）を削りとらないでそのまま黒皮肌と
して残すことができ、耐摩耗性、疲労強度を従来と同程
度かそれ以上にすることができる。
【図１】 本発明の履帯用ピンの断面硬さ分布図である。
【図２】 本発明の履帯用ピンの疲労特性図である。
Ｒ……半径 ｔ……有効硬化深さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特公 昭62−37691（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C21D 1/10 C21D 9/00 - 9/44 C21D 9/50
Claims (2)
- 【請求項１】素材が中炭素低合金鋼であり、半径をＲ、
80％マルテンサイト硬さ以上の有効硬化層深さをｔで表
した場合、表面から比（t/R）が0.35〜0.50までの範囲
のみが80％マルテンサイト硬さ以上であり、中心部が未
変態組織であり、表面あらさが10μｍ以下の黒皮肌を有
することを特徴とする履帯用ピン。 - 【請求項２】中炭素低合金鋼を素材とする履帯用ピンを
10μｍ以下の表面あらさに加工し、 しかる後、半径をＲ、80％マルテンサイト硬さ以上の有
効硬化層深さをｔで表した場合、表面から比（t/R）が
0.35〜0.50までの範囲のみが80％マルテンサイト硬さ以
上になるように高周波誘導加熱および冷却を施して高周
波焼入れし、 その後焼もどしを行なう、 ことを特徴とする履帯用ピンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02158675A JP3114983B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 履帯用ピンおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02158675A JP3114983B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 履帯用ピンおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0452247A JPH0452247A (ja) | 1992-02-20 |
| JP3114983B2 true JP3114983B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=15676913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02158675A Expired - Lifetime JP3114983B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | 履帯用ピンおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3114983B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0713194U (ja) * | 1993-08-03 | 1995-03-07 | 株式会社大阪前田製菓 | ゼリー等の透明食品 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5101217B2 (ja) * | 2007-08-27 | 2012-12-19 | 株式会社小松製作所 | 管状部材の製造方法及び管状部材 |
| JP5371084B2 (ja) * | 2007-11-12 | 2013-12-18 | トピー工業株式会社 | 円柱状部品の熱処理方法 |
| EP2746411A3 (en) * | 2007-11-12 | 2014-10-15 | Topy Kogyo Kabushiki Kaisha | Method for heat treatment of columnar work |
| JP5424298B2 (ja) * | 2008-09-08 | 2014-02-26 | トピー工業株式会社 | 円柱状部品の熱処理方法 |
| US10053168B2 (en) * | 2015-11-24 | 2018-08-21 | Caterpillar Inc. | Track pin with improved hardness profile and method of producing the same |
-
1990
- 1990-06-19 JP JP02158675A patent/JP3114983B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0713194U (ja) * | 1993-08-03 | 1995-03-07 | 株式会社大阪前田製菓 | ゼリー等の透明食品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0452247A (ja) | 1992-02-20 |
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