JPH0270347A - 鍛造部材の製造方法 - 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） 本発明は鍛造部材の製造方法に関するものである。

（従来技術） 従来、自動車部品等を鍛造成形する場合、先ず押出し成
形等により丸棒状の鍛造用素材を成形し、しかるのちこ
の鍛造用素材を鍛造工程において加圧成形するのが一般
的であった（例えば、特開昭５９−２０６１３３号公報
参照）、。

ところが、このような従来の鍛造部材の製造方法によれ
ば、鍛造用素材が丸棒状であるため、例えば肉厚変化あ
るいは形状変化の大きい複雑な形をもつ鍛造品を得る場
合には鍛造用素材の歩留まりが悪いという問題があった
。

このような背景から、近年複数の素材を溶接して鍛造成
形品の形状に近似した形状をもつ鍛造用素材を製造し、
これを鍛造して所定形状の鍛造部材を得る方法が試みら
れている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このように複数の素材を溶接して得られた鍛
造用素材を鍛造成形する場合には、該鍛造用木材の溶接
部においては溶接に起因する欠陥、例えばミクロシュリ
ンケージの発生、晶出物や結晶粒の粗大化のため、母材
に比べてその変形能が低く、従って鍛造成形初期にこの
溶接部に引張応力が作用すると割れが発生するというお
それがあった。

このような鍛造割れの発生は、鍛造用素材を構成する複
数の素材を異材質で構成した場合により顕著である。

そこで本発明は、複数の木材を溶接接合して形成される
鍛造用素材に鍛造加工を施して所定形状の鍛造部材を得
る鍛造部材の製造方法において、鍛造用素材の溶接接合
部に鍛造割れを発生させることなく成形が行なえ、且つ
該接合部の強度性能を母材並みに確保できるようにする
ことを目的としてなされたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明ではこのような課題を解決するための手段として
、複数の素材を相互に溶接接合して形成される鍛造用素
材を鍛造工程において所定形状に成形するに際し、上記
複数の素材のうち相互に接合される一対の素材のいずれ
か一方の素材にその厚さ方向の全長に跨って延びる略Ｕ
形の嵌合凹部を、また他方の素材に上記一方の木材の嵌
合凹部に嵌合可能な嵌合突部をそれぞれ形成するととも
に、上記一方の素材の嵌合凹部近傍の厚さ寸法を上記他
方の素材の嵌合凸部近傍の厚さ寸法よりも大きく設定し
、且つ該一方の素材と他方の素材とを少なくとも該他方
の素材の嵌合凸部が上記一方の木材の嵌合凹部より厚さ
方向外方に突出しないようにして相互に凹凸嵌合させた
状態で相互に溶接接合して上記鍛造用素材を製造し、し
かるのち該鍛造用素材を半密閉型鍛造金型にて上記各素
材の厚さ方向に加圧してこれを所定形状に鍛造成形する
ことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明ではこのような構成とするこにより、（１）　　
鍛造成形初期においては、先ず最初に加圧方向における
寸法の大きい一方の素材のみが加圧変形され、その変形
力により、該一方の素材の嵌合凹部とその両側面に挟ま
れた格好で位置する他方の素材の嵌合突部との間の溶接
部には圧縮応力が作用する、 （２）さらに加圧変形が進行して他方の木材も変形して
これら各素材が鍛造金型の成形凹部内に充填されその一
部が該鍛造金型の合せ部からパリとして流出する鍛造成
形後期においては、上記パリの流出抵抗を受けて上記溶
接部にはより大きな圧縮応力が作用し、該溶接部は遡性
流動による鍛練効果を受ける、 等の作用が得られる。

（発明の効果） 従って、本発明の鍛造部材の製造方法のよれば、複数の
素材を溶接接合してなる鍛造用素材を鍛造金型によって
鍛造成形する場合、その溶接部に鍛造工程の初期から後
期まで連続して圧縮応力が作用し該溶接部は常に圧縮変
形を受けるため、（１）鍛造成形初期においては、例え
溶接部に溶接に起因する欠陥があったとしてもこれが鍛
造割れに進展するということがなく、鍛造割れの発生が
確実に防止される、 （２）鍛造成形の進行とともに溶接部に対する遡性流動
による鍛練効果が次第に増大し、該溶接部においてはミ
クロシュリンケージの消滅あるいは晶出物や結晶粒の微
細化等の組織改善がなされ、その強度性能が向上せしめ
られる、 等の効果が得られる。

（実施例） 以下、本発明の鍛造部材の製造方法を、エンジンのコン
ロッドを鍛造成形する場合を例にとって説明する。

第１図にはコンロッドの成形に用いられる鍛造用素材ｌ
が示されている。この鍛造用素材ｌはコンロッドの大端
部の成形部となる略矩形板状の第１素材２、特許請求の
範囲中の一方の素材に該当する）と、幹部及び小端部の
成形部となる第２素材３（特許請求の範囲中の他方の素
材に該当する）とを一体的に溶接接合してなるものであ
って、該第１素材２と第２素材３とはそれぞれその要求
性能に対応してその材質が設定されている。即ち、第１
素材２はクランクシャフトとの嵌合性を確保する意味か
ら低熱膨張性が要求される大端部に対応するものである
ところから、この実施例ではこの第１素材２の材質とし
て熱膨張の低いアルミニウム合金（ＪＩＳＡ４０３２、
組成：Ａσ−１２Ｓｉ−１，０ｃｕ−１，０Ｍｇ　　１
．０Ｎｉ）を採用している。これに対して、第２素材３
は荷重条件が厳しく特に高温強度が要求される幹部及び
小端部に対応するものであるため、この実施例ではこの
第２素材３の材質として高温強度の高いアルミニウム合
金（ＪＩＳＡ２ＮＯ＋、組成：Ａ　（１−２，０Ｃｕ−
１，５Ｍｇ−１゜ＯＦｅ　−１，ＯＮ　ｉ）を採用して
いる。

そして、この実施例では、この第１素材２と第２素材３
を溶接接合して鍛造用素材ｌを形成するに際し本発明を
適用している。即ち、先ず板厚については第１素＋４２
の厚さ寸法が第２累材３のそれよりも大きくなるように
各部（オの板厚を相対的に設定している。また、この両
者の接合部の構造については、その結合構造を凹凸嵌合
構造とし、第１索材２側に形成したＵ形の嵌合凹部２１
内に第２素材３の端部３ａで構成される嵌合凸部３１を
嵌合させるようにしている。

そして、この第１素材２と第２素材３とを、該第２素材
３の上下両面３ｃ、３ｄが第１素材２の上下両面２　ａ
、　２　ｂ間に位置するように板厚方向に所定の段差を
もって組合わせ、この状態でこの両者の接合部を’ｒ　
Ｉ　Ｇ溶接により溶接接合し、もって略羽子板状の鍛造
用素材ｌを得る。尚、第５図（１００倍拡大）及び第６
図（５０倍拡大）には、この鍛造用索材ｌの第１累材２
と第２木材３との間の溶接部における組織写真を示して
いる。これらの組織写真によれば、溶接部の組織中にミ
クロツユリンケージが点在し且つ晶出物あるいは結晶粒
が粗大化している様子かよくわかる。

次に、このようにして成形された鍛造用素材１を後述す
る半密閉形の鍛造金型１０（第２図ないし第４図参照）
により熱間鍛造する。鍛造金型！０は、第２図ないし第
４図に示すように、その下面に成形面１１ａを形成した
上型１１とその上面に成形面１２ａを形成した下型１２
とからなり、この上型１１と下型１２の成形面１１ａ、
１２ａ間で成形凹部１３を構成するようになっている。

尚、第２図ないし第４図には、この鍛造金型ｌＯのうち
第１図のＡ−Ａ断面の対応する部分が示されている。

この鍛造金型ｌＯによる鍛造成形を作業の進行に従って
説明すると、先ず第２図に示すように鍛造用素材ｌを下
型１２の成形面１２ａ上に載置するとともに、この鍛造
用素材１の上面側に上型１１の成形面６１を当接させる
。この状態においては、鍛造用素材ｌのうち第１素材２
のみが鍛造金型１０の成形面１１ａ、１２ａに当接し、
第２索材３はこれらと非接触とされている。

この第２図に示す状態から上型１１と下型１２の間に加
圧力がかけられ鍛造成形が開始されると、第３図に示す
ように第１素材２が先ず、横方向に遡性流動を始め、そ
の嵌合凹部２１内に嵌合された第２Ｘ材３に対してその
両側方から圧縮力が加えられ、溶接部１４は圧縮変形を
起こす。従って、例えこの溶接部１４の組織が上述の如
く溶接に起因する欠陥を有していたとしてもこれがこの
溶接部１４の鍛造割れに結びつくということはない。

さらに、鍛造成形が進行して鍛造金型１０の成形凹部１
３内が第１素材２及び第２素材３が充填された後、第４
図に示すように鍛造用索材ｌの余肉部分が鍛造金型ｌＯ
の合せ部から絞られながらその側方ヘパリとして流動さ
れ始めると、このパリの流動抵抗が上記溶接部１４の圧
縮力として作用し、該溶接部１４はより一層大きな圧縮
応力を受けなから遡性変形し、所定の形状に成形される
。

この鍛造成形後期における圧縮変形により鍛造用素材１
の溶接部１４部分が十分に鍛練されその組織改善が行な
われる。尚、第７図（１００倍拡大）及び第８図（５０
倍拡大）にはこの鍛造成形完了後における鍛造用素材ｌ
の溶接部１４の組織写真を示しているが、この組織写真
からもわかるように、鍛造成形時の鍛練効果により、ミ
クロンユリンケーノ等の欠陥は溶接部１４の遡性変形に
より消滅し、また品出物は分断されて微細化し、さらに
結晶粒はファイバー状に変形している。このように溶接
部１４の組織改善がなされることにより該溶接部１４の
強度性能がほぼ母材のそれに近い程度まで向上せしめら
れるものである。

このように、本発明の製造方法によれば、各素材１１．
１２の溶接部１４における鍛造割れを生じることなくし
かも溶接部１４の強度性能の高い鍛造部材（コンロッド
）を得ることができるものであり、特にこの実施例のよ
うに異質材の組合せでなる鍛造用素材１を使用する鍛造
部材の製造方法として有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法の実施に供される鍛造用素材
の斜視図、第２図ないし第４図はこの鍛造用素材を用い
た鍛造成形の状態説明図、第５図ないし第８図は溶接部
の金属組織写真である。 ・鍛造用素材 ・第１素材 ・第２素材 ・鍛造金型 ・上型 ・下型 ・成形凹部 ・溶接部 ・嵌合凹部 ・嵌合凸部 第３図 ′：ツ＋；、’　２２４ζ　３′ｈ″ 唸°＼（，１ １頓ン 第５図 第６図 第４図 ■ 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の素材を相互に溶接接合して形成される鍛造用
   素材を鍛造工程において所定形状に成形する鍛造部材の
   製造方法であって、上記複数の素材のうち相互に接合さ
   れる一対の素材のいずれか一方の素材にその厚さ方向の
   全長に跨って延びる略■形の嵌合凹部を、また他方の素
   材に上記一方の素材の嵌合凹部に嵌合可能な嵌合突部を
   それぞれ形成するとともに、上記一方の素材の嵌合凹部
   近傍の厚さ寸法を上記他方の素材の嵌合凸部近傍の厚さ
   寸法よりも大きく設定し、且つ該一方の素材と他方の素
   材とを少なくとも該他方の素材の嵌合凸部が上記一方の
   素材の嵌合凹部より厚さ方向外方に突出しないようにし
   て相互に凹凸嵌合させた状態で相互に溶接接合して上記
   鍛造用素材を製造し、しかるのち該鍛造用素材を半密閉
   型鍛造金型にて上記各素材の厚さ方向に加圧してこれを
   所定形状に鍛造成形することを特徴とする鍛造部材の製
   造方法。