JPH01259129A - 中程度の炭素を含む覆帯用ブッシング及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は装軌車輌などに用いる履帯用ブッシングの熱処
理に関するものである。

［従来の技術］ 装軌車輌などに用いる履帯１は第１図及び第２図に示す
ようにシュー２、シュー締付は小ル１〜３、シューナツ
ト４、リンク５．６、ブッシング７、ジス１〜シール８
、ピン９をもって、その−単位か構成されている。腹帯
に用いられるブツシング７は、その内周面７ａ及び外周
面７ｂに耐摩耗性が要求されると共に、ブッシング７に
加わる負荷に耐えるための、強度、靭性か要求される。

そのため芯部には肌焼鋼の焼入層や中炭素鋼の調￥ｉＩ
層７ｄが設りられる。したがって、従来、履帯用ブッシ
ングには、上記要求晶質を満足するため、熱処理か施さ
れる。

従来の熱処理方法には、 イ）肌焼鋼（例えばＪＩＳ　、　ＳＣ旧１５）を素材と
し、これに浸炭焼入をした後に焼戻す方法（特公昭５２
〜３４８６号公報）や、 Ｉ　中炭素低合金鋼（例えば、日本自動車工業量規格、
ＡＳＣＢ４０１１　＞を素４Δとして、これを調質して
板厚の中心部に柔らかい延性部を作り、その後外周、内
周両表面に高周波焼入を施し、さらにその後焼戻す方法
（特開昭５９−７７９７９号公報の従来技術の説明）、 ぐ９　史に進んで（ｎと同様の中炭素低合金鋼を用いて
外周から焼入れで内周表面に未硬化層が又（、Ｊ、不完
全か１１人層を、残づ様にし、その後内周から焼入れて
内周硬化層を生成すると同１１、）に、内周硬化層に隣
接する外周から焼入れだ硬化層の一部を焼戻し、結果と
して内外硬化層を生成ざｌ、その中間の芯部に焼戻し層
を生成ざＵるノ′−Ｊ法［肛帯用）゛ツシングおよびそ
の生産方法」か、本出願人により、特願昭５７−１７９
９８０号で提案され（いる（特開昭５９−７７　’９７
９号公報）。

［発明が解決しようどする課題］ 上記特願昭５７−１７９９　Ｆ２Ｏ号［ｔ／最のｈ法］
は、（２）の方法が断面硬さ分イｌｉか０字型を呈して
いるのに対し、Ｖ字型を呈している。その結果全体とし
て、硬化面積か人ぎく結果として強さも大きく、焼入焼
戻しの加熱に急速加熱を用い゛（いる為に靭性も良い。

（【」の方法・し、内外周からの高周波焼入の深さを大
ぎく覆れば、＼／字型の断面硬さを得られようか、それ
４は、前−に稈のブッシング全体の焼〕い焼戻が意味を
為さなくなる。

この方法（ｎは、上記の様な特性を備えているから容易
に表面の有効硬化層を厚く取り得る長所を持っている。

しかし、この方法は、：１肖に４Ａ貿にこだわりＬ’Ｊ
、　７３いか、主として中炭素を含む４Ｊ　Ｎ’ｉ＋を
強さの関係から、主な対象としている。

ブッシングの寿命は耐摩性で決まるので、更に寿命延長
を計るには耐摩耗性を一層向上さけると同時に、強度、
靭性等を劣化さＩ！ない方法が望まれる。

上記の機械的性質を劣化させないで耐摩性を向上させる
方法は、前述のげ）の如く肌焼鋼を使って浸炭焼入する
ノ）法が一般的に用いられる。しかし浸炭焼入は処理時
間か長いのて、コストかかかる。

本発明の目的は、同−有効浸炭硬化層深さを得るための
浸炭時間を削減し、一般的に用いられる肌焼鋼を浸炭焼
入れする前述ピ）の方法で得られる強度、靭性等の機械
的・＋４１貿か、同等又は、それ以」−の値を示Ｔｌ１
１児帯用シツシングの熱処理方法を提供することにある
。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明に係る履帯用ブッシン
グ熱処理方法は中炭素を素材とするブッシングに、適当
な方法で浸炭を行い、焼入をせすｊ３− に常温迄冷却する。

その後焼入、焼戻η方法として、特願昭５７−１９９８
０号前記Ｑ）の方法を採用するので必る。

ずなわら、第１工程でそのブッシング索（Δの軸線を中
心にして回転さ一層つつ、製品をコイルに対し移動させ
、その外周面に高周波焼入を副刃。フッシング素材を回
転させる理由は、外周面、全面に渡って均一な高周波焼
入を施すためである、。

この高周波焼入に当っては、ブッシング索（Ａの内周面
を大略ＨＲｃ６０程度以上のｌｌ１ｌ！度にならないよ
うにすると共に、外周面から内周有効硬化層の一部に至
る迄（内周浸炭層と素材が含有する炭素量のままの境界
に至る迄）の範囲を素祠有効硬さ以上の硬度にすること
が必要である。ここで言う索材右効硬ざとは索４Ａの含
有する炭素量の鋼の８（）％ヱルテンサイ１〜硬さをも
って定義する。

その理由は、後述の内周面の焼入れの際の加熱および冷
却による割れを防止し、さらに肉厚中心部の焼入硬さを
可能な限り高めるためである。

つぎに第二工程では第一＝Ｉ程と同様に回転させ、＝　
６− かつ、外周面を水または水溶液冷却剤で冷しつつ、製品
を二１イルに対し移動させ、その内周面に高周波焼入を
施づ。ここ−Ｃ外周面を水冷する理由は、高周波焼入後
の外周面か後で述べる第三工程で１イられる焼戻し軟化
以上の軟化を起す様な焼戻を起′Ｃ５すいようにするた
めておる。この際、内周面からの加熱は内周浸炭層は勿
論のこと、内周浸炭層に隣接する素材の一部迄、変態点
以上の温度に加熱し、内周有効硬化層を形成すると共に
、外周有効硬化層と内周有効硬化層との間に、有効硬さ
以下の高度を有する焼戻し層を形成するのである。

りなわら、この内周面の焼入の結果外周表面部【コ、殆
ど焼入のままの硬度を維持するが、肉厚中心に移るに従
って、熱伝導による内面加熱の影響を受（プ、焼戻軟化
を生する。これによってブッシング索（Δの内外周面に
は、それぞれ、有効硬化層か浸炭層より深く形成される
とともに、これ等の有効硬化層の間には焼戻部か形成さ
れるのである。

そして、第三の工程−Ｃ上記ブッシング素材に低温焼戻
を施°りことによって履帯用ブッシングの熱処理は完成
する。

１作　　用」 上記履帯用ブッシングの製造方法は中程度の炭素を含む
鋼４Ａを使用しているから、肌焼鋼を使用するよりも浸
炭工程（Ｊ於いて浸炭時間が短い。更に、浸炭層を超え
て、焼入加熱か行なわれるため、ＪＪＳ　”ｉ′ｃ規定
する浸炭時の有効硬化層深さを得るのに充分な炭素量を
含む素材を予め使用し、焼入冷却が適当で必れば、全浸
炭深さは全部有効硬化深さになる。それに追加して、浸
炭層に隣接する素材の一部も、有効硬化深さの限界硬さ
以上となり、結果として、浸炭深さが増えたような現象
となり、耐摩性、強度の面子が期待てきる。また、肌焼
鋼より高炭素の索４Ａを使用しでいるのも拘わらず、急
速加熱を行っているの−Ｃ゛靭性か損われることはない
。

浸炭されたブッシングは一般には靭性を確保づるために
、浸炭後、−度△１変態点以下に下げてから、再加熱し
て焼入されるか、成るいは一時焼きを行い、二次焼入れ
をする方法かとられる。本方法は、高周波焼入を行うか
ら、前述の浸炭後の一般的に用いられる二つの焼入工程
に比ｌくで機械的性質の向−Ｆか期待できる。更に一般
的に用いられる焼入方法のうり前者は後者に比して経済
的効果は大きい。

したかつて本方法の経済的効果を見る場合は、前者の方
法と比較−づれば良い。本方法の高周波焼入は前者の焼
入ＩＩＩ程との比較で必すしも安価とは言えない。しか
し浸炭時間の削減効果か大きく、全工程でみれば製造ロ
ス１へは安価となり経済的効果を生むものである。

［実施例］ 以下に熱処理方法を、表１〜表３、および第３図・〜第
７図で説明する。

第３図に示覆ように、ｌ　＝１５８　ｔｎｎｒ、　Ｄ１
＝Φ６６．８５　ＨｎＸ［）２　＝Φ４４．８５ｍｍ、
θ−８０度、Ｒ−２、Ｋ＝２０である。この試験片を構
成する材質の化学成分は表′１の通りでおる。同表の数
値は単量％を示す。

表−１供試伺の化学成分 そして、この鋼種から成る試験材の熱処理法を表２に示
す。

＝　１０− 表−２供試イＡの熱処理仕様 また、表２に示した高周波焼入の詳細な仕様は、表３に
示ず。

表−３本方法の高周波焼入仕様 一ト記熱処理仕様に基づいて加工された浸炭深さと断面
硬さを示す。

第４図は、表２の浸炭方法により浸炭した際に、同時に
浸炭した板状の試験片を表面及び深さ方向に０１削した
それぞれの表面を、Ｘ線マイク１丁１アナライザーによ
り調査したものである。浸炭深度で有効な浸炭層を炭素
量を０．４％と仮定すればばは同等の深さになっている
。

第５図は、浸炭複本発明方法の外周焼入後の断面硬さで
ある。外周表面は浸炭されているのでほぼ浸炭層の最高
硬度に達している。外表面から３〜６　ｍｔｎのところ
は浸炭されておらず、素４Δの炭素量のところである。

索（Ａ硬さの最高値を示し−（−いる。この値か浸炭深
さ以上に有効硬さの深さを伸ばず要因となり得る。

表面から７〜８　ｍｎｔに最低硬さが有るか、この部分
も浸炭の影響のない部分てあり、索４Ａ硬ざの８０％マ
ルテンザイ１〜をもって焼入有効硬さと見做しているの
で、焼入硬ざどして満足し得る。９〜１１ｍｍは内周焼
入の際に焼割れを生じない範囲であり、特に問題はない
。

第６図は、第５図に示した外周焼入したものを内周焼入
を行い、更に焼戻したものである。

ＪＩＳで規定する浸炭の有効硬化深さの１−１．＜。５
２．３（＋−１，５５０）のところで見ると、外周では
焼戻硬化層深さは２．８ｍｍでおり、内周では２．５ｍ
ｔｎである。

第４図のＡＳＣＢ４０Ｈの浸炭深さは２．４＃Ｉ／１１
であり、内周では浸炭深さにほぼ等しいか、外周深さは
浸炭深さより明らかに深く硬化されている。浸炭深さと
焼戻硬化層深さの差の０．４　ｎｕｎは素材の素地か硬
化したものと見做しで良い。

更に、その影響を明確にするために、前記ザンプルより
大型のブッシングを用いて調査を行った。

第３図に示す記号を持ってすれば、 Ｌ＝２１２　、Ｄ１＝（１）８８．２、Ｄ２　＝（＋）
５６．０、Ｋ＝１、θ−７５°、Ｒ−２ の大ぎさで、この試片を構成する化学成分は、表４の通
りである。同表の数値は重量％を示覆。

そして、この鋼種から成る試験材の熱処理方法を表５に
示す。

また、表５に示した高周波焼入の詳細な仕様は表６に示
す。

表−６本方法の高周波焼入仕様 この試片の全浸炭深さ、つまり０．４１％Ｃに達する迄
の表面からの深さは、Ｘ線ンイクロアナライザーに依れ
ば３．２ｍｍであった。

第７図は、表−７に基づく熱処理を完了した後の断面硬
さである。

これに依れば、月Ｓで規定している有効浸炭深さＨｙ　
！］り０　　（町ｃ５２．３＞の硬さの位置は外表面か
ら１１．２ｍｎ１、内表面から３．５ｍｍである。この
結果と、全浸炭深さとの差は外表面では１．０ｍｍ、内
表面“Ｃは０．３ｍｎ＋どなる。この値は、素地が硬化
したものと見做して良い。

従って本方法の特徴である浸炭層深さ以上の、見掛り上
の浸炭有効硬化層深さを獲得することになる。

また、記述を前述の小型のブッシングに戻して、実施例
の説明を続ける。

第８図は比較祠としてのＳＣＭ４２０の浸炭焼入後の断
面硬さである。ＨＲＣ５２，３（ＨＶ５５０）の位置の
深さが２．１＃である。第３図の０．４％Ｃの位置の浸
炭深さが２．２Ｍであり、はとんど等しい状態である。

このことは前述の有効な浸炭層の炭素量を０．４％とし
たことが、大略間違いない仮定であったと見做せる。

第９図は材質ＳＣＭ４２０を浸炭焼入れ焼戻したものと
、材質ＡＳＣ８４０Ｈを本方法で処理したものをとの５
ａＣｋＳ法で採取した残留応力の比較である。表面の圧
縮応力は本方法が大きいことが判る。

第１０図は衝撃試験片の採取位置、また、試験方法は第
１（）図ｅ９に示す通りである。すなわち同図中、１１
はブッシングを示し、試験片１２は、図示の位置から採
取する。また試験片１２は、長さＬ＝５５ｍｍ、Ｉ’ｌ
ｌ　Ｈ＝＝　５　ｔｎｎｒである。そしで、１３はハン
マーを示し、１４４Ｊ：支持台を示す。紛撃試験片１２
は本方法によるしのと従来の：しのとを問わず、表面に
芯部と異なる硬化層を持っでいるから切欠ぎを入れない
衝撃試験片とした。試験に際しての打撃方法は、ブッシ
ングでの使用時の打撃方向が外周面から内周面に向う方
向であるため、試験片１２は同図中（ｎのようにセラ１
へされる。また支持台１４はブッシング１１の内周面に
合せて円弧状に加工されている。

以上の条件に基づいた試験結果を表−７に示す。

衝撃値に於いても１１１焼鋼の浸炭焼入れ焼戻し品に劣
らない。

第１１図は圧壊試験の方法を示している。圧壊試験は第
３図に示す−プ′ツシシングから１＝３０１Ｈ，に切断
した試験片１６を使用した。試験片１６の長さは試験機
の容量を考慮して決めたもので市って、技術的意味はな
い。１５．１７は試験機１８の押し治具を示す。またＢ
は荷重方向を示す。試験方法は７７ムスラ一引張試験機
に押し治具１５．１７をセットし、Ｂ方向に荷重を加え
て１９の位置に亀裂を生じさせるのである。そして亀裂
発生までの負荷のうち、最大荷重をもって圧壊荷重と定
め、その値を圧壊値と定義し、その時の試験片の撓みを
撓み値と定義した。

上記の方法で試験をした結果を表−８に示Ｊ。

表−８供試４７１別の圧壊と撓み 上記の結果からみる限り、これらの値も、肌焼鋼の浸炭
焼入焼戻品に本方法は劣らない。

第１２図は疲労試験の方法を示している。ブッシングは
疲労試験機に装着された支持台の上に乗せて試験に供さ
れる。

図示の内容を説明すると、２０はノ゛ツシングの支持台
、２１はブッシング、２２は押し治具、２３は亀裂発生
を検知するプローブを意味する。支持台のブッシング支
持部の半径Ｒ部分は、ブッシングの外周半径より０．１
５〜０．２ｍｍ大ぎく作っである。

また、図中Ｄ１は、ブッシングがリンクに嵌入した場合
の左右リンク間の距離にほぼ同じくして１００ｇとした
。

更に、押し治具の載荷重位置とプローブの取付位置Ｄ２
は、ブッシングに噛合うスプロケットの歯巾かブツシュ
面の全面に当ることがなく、歯巾の端かブッシングに局
部あたりする場合が最もブッシングに応力か集中する事
の配慮と、プローブをブッシングの内径に取りつける容
易さの限界を考慮して６０ｍｍと定めた。

＝　１９− 以上の様にセラ１〜した後、押し治具にＢ方向から繰返
し荷重をｈｎえた１、繰返し荷重は応力比Ｒ−０，０５
の片振荷重である。疲れ寿命の評価は載荷点直下の内周
表面の亀裂の発生を、亀裂発生を検知するプ１」−ブを
介して捕らえる。その際の荷重繰返し数を泪測した。

以上の内容に基づいて試験した結果を、疲労試験のＳ−
Ｎ線図として第１３図に示して必る。この結果を見ても
＋１１１焼鋼の浸炭焼入焼戻したものと本方法の比較で
同等以上のものが得られている。

［発明の効果］ 本発明によれば、同−有効硬化層深さを得るための浸炭
時間を削減でき、しかも強度、靭性の機械的性質が従来
法によるものと同等かそれ以上の履帯用フ゛ツシングか
ｊｑ−られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は腹帯の組立図（７はブッシングである。 ）、 第２図はブッシングの肌焼鋼の浸炭焼入れ品や、調質後
に表面を高周波焼入した場合のブッシング７の断面図、 第３図は試験に供したブッシングの各部寸法を表わす縦
断面図、 第４図は浸炭深さと炭素量の関係図、 第５図は本方法の外周高周波焼入を行ったときの断面焼
入れ硬さ、 第６図は本発明方法の第５図で示された焼入硬さのもの
に内周高周波焼入を行った際の焼入断面硬さと、それを
焼戻しだ場合の焼戻断面硬さ、第７図は第３図で表示さ
れ且つ本実施例の説明の主体を為すブッシングより大型
のブッシングで、浸炭焼入後、表−５に示す条件で処理
されたもので断面硬さ（この大型ブッシングに関する図
は、本図以外には、他の図の説明に関連はない。）、第
８図は前記ＳＣ旧２０の浸炭焼入れ焼戻をした後の焼戻
断面硬さ、 第９図は熱処理後の残菌応力を示す線図、第１（）図（
イ）（［１）は征ｊ撃試験用の試験片採取位置を示すブ
ッシングの正面面および側面図、（／階は試験片のレフ
１〜状態を示す側面図、 第１１図げ）は斤壊試験の要部正面図、■はげ）の側面
図、 第１２図は疲労試験片のセラ１〜方法と試験方法の概略
図で、げ）は正面図、（Ｊ功はげ）の側面図、第１３図
は疲労試験のＳ−Ｎ線図、 ておる。 ７・・・・・・・・・・・・履帯用ブッシング７ａ・・
・・・・・・・内表面 ７ｂ・・・・・・・・・外表面 ７Ｃ・・・・・・・・・内周と外周の表面硬化層７ｄ・
・・・・・・・・芯部（浸炭の場合は非浸炭層、調質後
表面高周波焼入の場合は 調質層） 特　許　出　願　人　１〜ピーエ業株式会社代　　理　
　人　弁理士　円側　経線 （他１名） ＝　２２− ■ト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中程度の炭素を含む履帯用ブッシングを、予め、浸
   炭を施した後、ブッシングの外周面及び肉厚内周面から
   肉厚中心部に向って、それぞれ高周波焼入部を形成し、
   浸炭層の厚さ以上に焼入層厚さを確保すると共に、芯部
   に焼戻し部を形成したことを特徴とする履帯用ブッシン
   グ。 ２、中程度の炭素を含む履帯用ブッシングに、予め浸炭
   を施し、その軸線を中心にして回転させつつ、その外周
   面に浸炭層を超えて高周波焼入を施し、該ブッシングの
   内周面を、外周面焼入後の次工程である内周面からの焼
   入の為の再加熱で焼割れを起さない程度迄に、焼入硬化
   を留めると共に、該外周面から前記ブッシング材の内周
   有効硬化層の一部に至る迄の範囲を有効硬さの硬度にす
   る工程と、 ブッシング材をその軸線を中心にして回転させ、かつ、
   前記外周面を液冷しつつ、その内周面に内周浸炭層を越
   えて高周波焼入を施し、該ブッシングに外周有効硬化層
   と前記内周有効硬化層とを形成すると共に、該有効硬化
   層の間に、前記有効硬さ以下の硬度を有する焼戻し層を
   形成する工程と、前記工程の終了後、前記ブッシングを
   低温で焼戻しする工程と、 を有することを特徴とする履帯用ブッシングの製造方法
   。