JPH0881737A - Rocker arm excellent in sliding property and production thereof - Google Patents
Rocker arm excellent in sliding property and production thereofInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、４サイクル機関の動弁
機構として利用され、カムシャフトの回転運動を弁の往
復運動に変換するのに利用されるロッカーアームに関
し、とくに摺動特性に優れるロッカーアームおよびその
製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rocker arm used as a valve mechanism for a four-cycle engine and used to convert the rotary motion of a camshaft into the reciprocating motion of a valve. The present invention relates to a rocker arm and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】４サイクル機関の動弁機構としては、プ
ッシュロッド式、ロッカーアーム式、直接駆動式などが
あり、それぞれの特徴に応じて使い分けがなされてお
り、このうち、ロッカーアーム式のものは、カムシャフ
トの回転運動を弁の往復運動に変換するロッカーアーム
を用いている。2. Description of the Related Art There are push rod type, rocker arm type, direct drive type and the like as a valve operating mechanism of a four-cycle engine, which are properly used according to their respective characteristics. Uses a rocker arm that converts the rotational movement of the camshaft into the reciprocating movement of the valve.
【０００３】ロッカーアームは、摺動特性に優れている
ことが要求されるが、このようなロッカーアームを製造
するに際しては、一般に、溶製材を圧延したのち、鍛造
および軟化熱処理を行い、切削加工によって成形し、こ
の成形品をさらに熱処理することによって、摺動面の表
面硬さが高いものに確保されるようにしている。The rocker arm is required to have excellent sliding characteristics, but when manufacturing such a rocker arm, generally, after the ingot is rolled, it is subjected to forging and softening heat treatment, and then cut. The surface hardness of the sliding surface is ensured to be high by subjecting the molded product to heat treatment.
【０００４】そして、成形品の素材が、ＪＩＳで制定さ
れた機械構造用鋼であるクロム鋼（ＳＣｒ），クロム・
モリブデン鋼（ＳＣＭ），ニッケル・クロム鋼（ＳＮ
Ｃ），ニッケル・クロム・モリブデン鋼（ＳＮＣＭ）等
の場合は、一般には、成形品に対してガス共析浸炭が施
され、これによって表面硬さが高いものに確保されるよ
うにしている。The material of the molded product is chrome steel (SCr), which is steel for machine structure defined by JIS, and chrome.
Molybdenum steel (SCM), nickel-chromium steel (SN
In the case of C), nickel-chromium-molybdenum steel (SNCM), etc., generally, a molded product is subjected to gas eutectoid carburization so as to ensure a high surface hardness.
【０００５】ところが、近年においてはロッカーアーム
の使用環境が苛酷なものになってきているため、これら
の鋼種とガス共析浸炭との組み合わせでは、十分な摺動
特性を得ることができないものとなっている。However, in recent years, the environment in which rocker arms are used has become harsh, so that a combination of these steel types and gas eutectoid carburizing cannot provide sufficient sliding characteristics. ing.
【０００６】このため、摺動特性の向上に寄与する表面
硬さを高めるために、ガス高濃度浸炭を施し、成形品の
表面に硬質の炭化物を析出させる技術も開発されてい
る。Therefore, in order to increase the surface hardness that contributes to the improvement of sliding characteristics, a technique has been developed in which a high-concentration gas carburization is performed to deposit hard carbide on the surface of a molded product.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来開発されているガス高濃度浸炭は、ガス共析浸
炭に比較して処理コストが高くつくものになると共に、
通常のＪＩＳで制定された機械構造用鋼よりなる成形体
にガス高濃度浸炭を施しても、多量の炭化物を析出させ
ることができず、そのため摺動特性の向上に限界がある
という問題点があった。However, such conventionally developed gas high-concentration carburizing requires a higher treatment cost than gas eutectoid carburizing.
Even if a high-concentration carburized carburized body made of steel for mechanical structure established by ordinary JIS is not used, a large amount of carbide cannot be precipitated, and there is a problem that there is a limit to improvement of sliding characteristics. there were.
【０００８】また、切削加工によって成形されたロッカ
ーアームは、その後の浸炭焼入れ工程あるいは焼もどし
工程で大きな変形を生じるため、摺動部での研削加工代
を大きくとる必要があるので、仕上げ加工工程での生産
性の悪化につながることがあるという問題点もあった。Further, since the rocker arm formed by the cutting process is greatly deformed in the subsequent carburizing and quenching process or the tempering process, it is necessary to take a large grinding allowance in the sliding portion. There was also a problem that it could lead to a deterioration in productivity.
【０００９】一方、成形品の素材が工具鋼よりなる場合
には、焼入れ・焼もどしの熱処理を施すだけで高い表面
硬さを得ることが可能であるが、素材コスト自体が高い
ものにつくと共に、軟化熱処理が繁雑になったり、成形
性が低下したりするために、加工コストも高いものにつ
くという問題点があった。On the other hand, when the material of the molded product is made of tool steel, it is possible to obtain a high surface hardness simply by subjecting it to heat treatment such as quenching and tempering. However, since the softening heat treatment becomes complicated and the formability is deteriorated, the processing cost is high.
【００１０】そして、ロッカーアームの使用環境が苛酷
化するのに伴って、工具鋼の表面に硬質の炭化物層や、
窒化層や、非鉄めっき層などを形成させることにより対
応しなければならないとなると、熱処理コストがさらに
高くつくものとなるという問題点があった。Then, as the use environment of the rocker arm becomes more severe, a hard carbide layer on the surface of the tool steel,
If it is necessary to deal with the problem by forming a nitride layer or a non-ferrous plating layer, there is a problem that the heat treatment cost becomes higher.
【００１１】他方、ロッカーアーム本体を鉄鋼材料等の
靭性に優れた素材で成形し、摺動部のみに、硬質のチッ
プ材を固定することによって、十分な耐摩耗性を得るこ
とができるようにする技術も開発されているが、製作工
程の繁雑化を招き、コストが増大するという問題点があ
った。On the other hand, by molding the rocker arm body with a material having a high toughness such as a steel material and fixing the hard chip material only to the sliding portion, sufficient wear resistance can be obtained. Although the technology to do so has been developed, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated and the cost increases.
【００１２】[0012]
【発明の目的】本発明は、上記した従来の問題点にかん
がみてなされたものであって、摺動特性に優れるロッカ
ーアームを生産性良く低コストで提供できるようにする
ことを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a rocker arm having excellent sliding characteristics with high productivity and at low cost.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明に係わる摺動特性
に優れるロッカーアームは、請求項１に記載しているよ
うに、Ｃ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：０．０５〜
１．０重量％、Ｍｎ：１．０重量％以下、Ｃｒ：２．０
〜４．０重量％、Ｍｏ：１．０重量％以下、残部Ｆｅお
よび不純物からなる鋼の精密鋳造品よりなり、少なくと
も摺動部表面に炭化物が析出していて摺動部表面の硬さ
がＨｖ８００以上となっているものとしたことを特徴と
している。A rocker arm excellent in sliding characteristics according to the present invention has a C content of 0.1 to 0.5% by weight and a Si content of 0.05, as described in claim 1. ~
1.0 wt%, Mn: 1.0 wt% or less, Cr: 2.0
.About.4.0% by weight, Mo: 1.0% by weight or less, and a precision cast product of steel consisting of the balance Fe and impurities. Carbide is deposited on at least the sliding portion surface and the hardness of the sliding portion surface is The feature is that the Hv is 800 or more.
【００１４】そして、本発明に係わる摺動特性に優れる
ロッカーアームの実施態様においては、請求項２に記載
しているように、鋼のロストワックス精密鋳造品よりな
るものとすることができ、請求項３に記載しているよう
に、鋼の精密鋳造品に高濃度浸炭が施されているものと
することができ、請求項４に記載しているように、少な
くとも摺動部表面に炭化物が析出していて、摺動部表面
において、Ｃ量が２．０〜３．５重量％、炭化物の面積
率が２０〜４０面積％、炭化物の平均径が１〜３μｍ、
炭化物の長短径比（アスペクト比）が２以下となってい
るものとすることができる。In an embodiment of the rocker arm having excellent sliding characteristics according to the present invention, as described in claim 2, it can be made of steel lost wax precision cast product. As described in Item 3, the steel precision casting product may be subjected to high-concentration carburization, and as described in Item 4, at least the sliding portion surface is free of carbides. Precipitated, on the surface of the sliding portion, the amount of C is 2.0 to 3.5% by weight, the area ratio of carbide is 20 to 40% by area, the average diameter of carbide is 1 to 3 μm,
The long-short diameter ratio (aspect ratio) of the carbide may be 2 or less.
【００１５】また、本発明に係わる摺動特性に優れるロ
ッカーアームの製造方法は、請求項５に記載しているよ
うに、Ｃ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：０．０５〜
１．０重量％、Ｍｎ：１．０重量％以下、Ｃｒ：２．０
〜４．０重量％、Ｍｏ：１．０重量％以下、残部Ｆｅお
よび不純物からなる鋼溶湯をロッカーアーム対応形状に
精密鋳造したのち、少なくとも摺動部表面に高濃度浸炭
・焼入れを施し、摺動部表面に炭化物を析出させて、摺
動部表面の硬さをＨｖ８００以上とするようにしたこと
を特徴としている。The method for manufacturing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to the present invention, as described in claim 5, has C: 0.1 to 0.5% by weight and Si: 0.05 to.
1.0 wt%, Mn: 1.0 wt% or less, Cr: 2.0
~ 4.0% by weight, Mo: 1.0% by weight or less, steel melt consisting of balance Fe and impurities is precision cast into a rocker arm compatible shape, and then at least the surface of the sliding portion is carburized and quenched at high concentration, It is characterized in that carbide is deposited on the surface of the moving part so that the hardness of the surface of the sliding part is Hv 800 or more.
【００１６】そして、本発明に係わる摺動特性に優れる
ロッカーアームの製造方法の実施態様においては、請求
項６に記載しているように、鋼溶湯をロストワックス法
によりロッカーアーム対応形状に精密鋳造するようにな
すことができ、請求項７に記載しているように、焼入れ
後の摺動部表面のＣ量が２．０〜３．５重量％となり、
かつ、焼入れ前に少なくとも１回以上Ａ１変態点温度以
下にし、再度オーステナイト化温度にする浸炭処理を施
して、少なくとも摺動部表面の炭化物の面積率を２０〜
４０面積％、炭化物の平均径を１〜３μｍ、炭化物の長
短径比（アスペクト比）を２以下とするようになすこと
ができる。In an embodiment of the method for manufacturing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to the present invention, as described in claim 6, a molten steel is precision cast into a shape corresponding to the rocker arm by the lost wax method. As described in claim 7, the amount of C on the surface of the sliding portion after quenching is 2.0 to 3.5% by weight,
In addition, before the quenching, carburizing treatment is performed at least once more than the A 1 transformation point temperature and again to the austenitizing temperature, and at least the area ratio of carbide on the sliding portion surface is 20 to 20%.
40% by area, the average diameter of the carbides may be 1 to 3 μm, and the ratio of major axis to minor axis (aspect ratio) of the carbides may be 2 or less.
【００１７】同じく、本発明に係わる摺動特性に優れる
ロッカーアームの製造方法の実施態様においては、請求
項８に記載しているように、高濃度浸炭としてガス高濃
度浸炭を施すようにしたり、請求項９に記載しているよ
うに、高濃度浸炭としてプラズマ高濃度浸炭を施すよう
にしたりすることができ、さらには、請求項１０に記載
しているように、高濃度浸炭・焼入れ後にショットピー
ニングを施すようにしたりすることができる。Similarly, in an embodiment of the method for manufacturing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to the present invention, as described in claim 8, high-concentration carburization is performed, or high-concentration carburization is performed. As described in claim 9, plasma high-concentration carburization can be performed as the high-concentration carburization, and further, as described in claim 10, shot after high-concentration carburization / quenching It can be peened.
【００１８】[0018]
【発明の作用】本発明に係わる摺動特性に優れるロッカ
ーアームは、請求項１に記載しているように、Ｃ：０．
１〜０．５重量％、Ｓｉ：０．０５〜１．０重量％、Ｍ
ｎ：１．０重量％以下、Ｃｒ：２．０〜４．０重量％、
Ｍｏ：１．０重量％以下、残部Ｆｅおよび不純物からな
る鋼の精密鋳造品よりなり、少なくとも摺動部表面に炭
化物が析出していて摺動部表面の硬さがＨｖ８００以上
となっているものとしたことを特徴としているが、この
ような組成の鋼を用いることとした限定理由について以
下に説明する。The rocker arm having excellent sliding characteristics according to the present invention has a C: 0.
1 to 0.5% by weight, Si: 0.05 to 1.0% by weight, M
n: 1.0 wt% or less, Cr: 2.0 to 4.0 wt%,
Mo: 1.0% by weight or less, a precision cast product of steel consisting of balance Fe and impurities, and at least a carbide on the surface of the sliding portion and a hardness of the sliding portion surface of Hv 800 or more. However, the reason for limiting the use of steel having such a composition will be described below.
【００１９】Ｃ：０．１〜０．５重量％ Ｃは鋼の強度を向上させる作用を有し、ロッカーアーム
の強度を確保するのに有効な元素であるので、このよう
な作用・効果を得るために０．１重量％以上含有させる
こととしている。しかし、０．５重量％を超えると心部
の靭性が劣化するので、０．１〜０．５重量％の範囲と
している。C: 0.1 to 0.5% by weight C has the effect of improving the strength of steel, and is an element effective for ensuring the strength of the rocker arm. In order to obtain it, 0.1 wt% or more is included. However, if it exceeds 0.5% by weight, the toughness of the core portion is deteriorated, so the range is set to 0.1 to 0.5% by weight.
【００２０】Ｓｉ：０．０５〜１．０重量％ Ｓｉは鋼の溶製時において脱酸剤として作用すると共に
高温強度を向上させる作用を有し、ロッカーアームの高
温強度を確保するのに有効な元素であるので、このよう
な作用・効果を得るために０．０５重量％以上含有させ
ることとしている。Si: 0.05 to 1.0% by weight Si acts as a deoxidizer during the melting of steel and also has an effect of improving the high temperature strength, and is effective for ensuring the high temperature strength of the rocker arm. Since it is a different element, it is supposed to be contained in an amount of 0.05% by weight or more in order to obtain such actions and effects.
【００２１】すなわち、ロッカーアームの摺動面が摩擦
によって焼もどされて軟化しないようにするためには、
焼もどし軟化抵抗の増大に寄与する作用を有するＳｉの
添加は有効である。また、浸炭時において炭化物の粒界
への網目状析出を軽減するためにＳｉの添加は必要であ
り、このことから、Ｓｉの含有量は０．０５重量％以上
としている。しかし、必要以上に含有させると浸炭時に
おいて浸炭雰囲気中の酸素とＳｉとが結びついて酸化層
を形成し、浸炭層が脆くなることがあるため、１．０重
量％以下としている。That is, in order to prevent the sliding surface of the rocker arm from being tempered by friction and softening,
The addition of Si, which has a function of contributing to the increase in temper softening resistance, is effective. Further, it is necessary to add Si in order to reduce the network-like precipitation of carbides on the grain boundaries during carburization. From this fact, the Si content is set to 0.05% by weight or more. However, if it is contained more than necessary, oxygen and Si in the carburizing atmosphere combine with each other during carburization to form an oxide layer, and the carburizing layer may become brittle, so the content is set to 1.0% by weight or less.
【００２２】Ｍｎ：１．０重量％以下 Ｍｎは鋼の溶製時において脱酸剤および脱硫剤として作
用すると共に焼入性を向上させる作用を有し、ロッカー
アーム製造時において焼入性を確保するのに有効な元素
であるので、このような作用・効果を得るためにはより
望ましくは０．１重量％以上含有させるのが良い。しか
し、必要以上に含有させると浸炭時において浸炭雰囲気
中の酸素とＭｎとが結びついて酸化層を形成し、浸炭層
が脆くなることがあるため、１．０重量％以下としてい
る。Mn: 1.0% by weight or less Mn acts as a deoxidizing agent and a desulfurizing agent during melting of steel, and also has an effect of improving hardenability, and secures hardenability during rocker arm production. Since it is an element effective for achieving this, in order to obtain such actions and effects, it is more desirable to contain 0.1% by weight or more. However, if it is contained more than necessary, oxygen and Mn in the carburizing atmosphere combine with each other during carburization to form an oxide layer, and the carburizing layer may become brittle, so the content is set to 1.0% by weight or less.
【００２３】Ｃｒ：２．０〜４．０重量％ Ｃｒは浸炭時において炭化物を形成する作用を有してお
り、浸炭処理によって表面に炭化物を生成することによ
り摺動部表面の硬度を向上させて摺動特性を良好なもの
とするのに有効な元素であり、含有量が２．０重量％よ
りも少ない場合には浸炭処理時において炭化物の析出量
が少ないために高い表面硬さを得ることができなくなる
ので、このような作用・効果を得るために２．０重量％
以上含有させることとしている。Cr: 2.0 to 4.0% by weight Cr has the action of forming carbides during carburization, and the carburizing treatment produces carbides on the surface to improve the hardness of the sliding surface. Is an element effective in improving the sliding characteristics, and when the content is less than 2.0% by weight, a high surface hardness is obtained because the precipitation amount of carbide is small during the carburizing treatment. 2.0% by weight to obtain such action and effect.
It is supposed to be contained above.
【００２４】しかし、４．０重量％を超えるとガス高濃
度浸炭では表面に酸化膜が形成されて浸炭が阻害された
り、焼入れむらを生じたりすることがあるので、Ｍｎ含
有量は２．０〜４．０重量％としている。However, if the content of Mn exceeds 4.0% by weight, an oxide film may be formed on the surface of the high-concentration carburized gas to hinder carburization, or uneven quenching may occur. Therefore, the Mn content is 2.0. ˜4.0% by weight.
【００２５】Ｍｏ：１．０重量％以下 Ｍｏは浸炭処理時において炭化物が析出した場合に、基
地中のＣｒが炭化物中に分配され、基地の焼入性が劣化
することを補完する作用を有する元素であり、このよう
な基地の焼入性劣化を防止するために適宜含有させるこ
とが望ましい場合もある。しかし、多量に含有させても
効果が飽和し、むしろコスト高を招くことになるため
１．０重量％以下としている。Mo: 1.0% by weight or less Mo has a function of complementing the deterioration of the hardenability of the matrix due to the distribution of Cr in the matrix when the carbide precipitates during the carburizing treatment. It is an element, and it may be desirable to appropriately contain it in order to prevent such deterioration of the hardenability of the matrix. However, even if it is contained in a large amount, the effect is saturated and the cost is rather increased, so the content is made 1.0% by weight or less.
【００２６】Ｆｅ：残部 Ｆｅは高強度でかつ高靭性を有すると共に、少なくとも
摺動部表面に炭化物が析出していて摺動部表面の硬さが
大で摺動特性に優れているロッカーアームの基地成分と
して有効な作用をもたらすもので、残部としている。Fe: balance Fe is a rocker arm which has high strength and high toughness, and at least carbide is deposited on the surface of the sliding portion so that the hardness of the sliding portion surface is large and sliding characteristics are excellent. It has an effective action as a base component and is the rest.
【００２７】本発明に係わる摺動特性に優れるロッカー
アームは、上記した成分組成を有する鋼の精密鋳造品よ
りなり、少なくとも摺動部表面に炭化物が析出していて
摺動部表面の硬さがＨｖ８００以上となっているもので
ある。The rocker arm excellent in sliding property according to the present invention is made of a precision cast product of steel having the above-mentioned composition, and has carbide deposited on at least the sliding portion surface so that the sliding portion surface has a hardness. It is Hv 800 or higher.
【００２８】ここで、少なくとも摺動部表面に炭化物が
析出しているものとするのは、摺動部表面の硬さがＨｖ
８００以上となっているものとすることができるように
するためであり、表面の硬さがＨｖ８００未満では苛酷
な使用環境下において優れた摺動特性を得ることが困難
となりやすいためである。Here, it is assumed that at least the carbide is deposited on the surface of the sliding portion because the hardness of the surface of the sliding portion is Hv.
This is because the hardness of the surface can be set to 800 or more, and when the surface hardness is less than Hv800, it is difficult to obtain excellent sliding characteristics in a severe operating environment.
【００２９】そして、本発明に係わる摺動特性に優れる
ロッカーアームの実施態様においては、請求項２に記載
しているように、鋼のロストワックス精密鋳造品よりな
るものとすることができ、このようなロストワックス精
密鋳造品よりなるものとすることによって形状精度の優
れたロッカーアームを低コストで提供することが可能と
なる。Further, in an embodiment of the rocker arm excellent in sliding property according to the present invention, as described in claim 2, it can be made of a steel lost wax precision cast product. By using such a lost wax precision cast product, it becomes possible to provide a rocker arm with excellent shape accuracy at low cost.
【００３０】また、請求項３に記載しているように、鋼
の精密鋳造品に高濃度浸炭が施されているものとするこ
とができ、このような高濃度浸炭が施されているものと
することによって、表面の硬さが十分高いものとなり、
摺動特性に優れたロッカーアームが提供されることとな
るまた、請求項４に記載しているように、少なくとも摺
動部表面に炭化物が析出していて、摺動部表面におい
て、Ｃ量が２．０〜３．５重量％、炭化物の面積率が２
０〜４０面積％、炭化物の平均径が１〜３μｍ、炭化物
の長短径比（アスペクト比）が２以下となっているもの
とすることができ、摺動部表面のＣ量が２．０重量％未
満では炭化物量が不足し、Ｈｖ８００以上の表面硬さを
確保するのが困難となるので、２．０重量％以上である
ようにするのがよく、３．５重量％を超えると炭化物量
が過剰となり、かえってロッカーアームの疲労強度が低
下することとなるので、摺動部表面のＣ量は２．０〜
３．５重量％であるようにすることが望ましい。Further, as described in claim 3, the steel precision casting may be subjected to high-concentration carburization, and such high-concentration carburization may be performed. By doing so, the hardness of the surface becomes sufficiently high,
A rocker arm having excellent sliding characteristics is provided. Further, as described in claim 4, at least carbide is deposited on the surface of the sliding portion, and the amount of C is at least on the surface of the sliding portion. 2.0-3.5% by weight, area ratio of carbide is 2
0 to 40% by area, the average diameter of the carbides may be 1 to 3 μm, and the ratio of the major and minor diameters of the carbides (aspect ratio) may be 2 or less, and the amount of C on the surface of the sliding portion is 2.0% If it is less than%, the amount of carbide is insufficient, and it becomes difficult to secure a surface hardness of Hv 800 or more, so it is preferable to set it to 2.0% by weight or more, and if it exceeds 3.5% by weight, the amount of carbide is Is excessive, and the fatigue strength of the rocker arm is reduced, so the C content of the sliding surface is 2.0 to
It is desirable that it is 3.5% by weight.
【００３１】また、摺動部表面における炭化物の面積率
が２０面積％よりも少なかったり、炭化物の平均径が１
μｍよりも小さかったりする場合には、Ｈｖ８００以上
の表面硬さを確保するのが困難となる傾向となるので好
ましくなく、また、炭化物の平均径が４０面積％よりも
多かったり、炭化物が平均径が３μｍよりも大きかった
り、炭化物の長短径比（アスペクト比）が２よりも大き
かったりした場合には、靭性が劣化する傾向となるので
好ましくなく、このようなことから、摺動部表面におけ
る炭化物の面積率が２０〜４０面積％、炭化物の平均径
が１〜３μｍ，炭化物の長短径比が２以下であるものと
するのが好ましい。Further, the area ratio of carbide on the surface of the sliding portion is less than 20 area%, or the average diameter of carbide is 1
If it is smaller than μm, it tends to be difficult to secure a surface hardness of Hv 800 or more, which is not preferable, and the average diameter of the carbides is more than 40 area% or the average diameter of the carbides is Is larger than 3 μm or the ratio of major and minor diameters (aspect ratio) of the carbides is larger than 2, it is not preferable because the toughness tends to be deteriorated. It is preferable that the area ratio is 20 to 40 area%, the average diameter of the carbides is 1 to 3 μm, and the ratio of the major and minor diameters of the carbides is 2 or less.
【００３２】本発明に係わる摺動特性に優れるロッカー
アームの製造方法は、請求項５に記載しているように、
Ｃ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：０．０５〜１．０重
量％、Ｍｎ：１．０重量％以下、Ｃｒ：２．０〜４．０
重量％、Ｍｏ：１．０重量％以下、残部Ｆｅおよび不純
物からなる鋼溶湯をロッカーアーム対応形状に精密鋳造
したのち、少なくとも摺動部表面に高濃度浸炭・焼入れ
を施し、摺動部表面に炭化物を析出させて、摺動部表面
の硬さをＨｖ８００以上とするようにしたことを特徴と
しているが、まず、このような組成の鋼溶湯を用いるこ
ととした各成分組成の限定理由は先に述べたとおりであ
る。According to the fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a rocker arm having excellent sliding characteristics, which comprises:
C: 0.1 to 0.5 wt%, Si: 0.05 to 1.0 wt%, Mn: 1.0 wt% or less, Cr: 2.0 to 4.0
Wt%, Mo: 1.0 wt% or less, steel melt consisting of balance Fe and impurities is precision-cast into a rocker arm compatible shape, and at least the sliding surface is carburized and quenched at high concentration to It is characterized in that the hardness of the sliding portion surface is set to Hv 800 or more by precipitating carbides. First, the reason for limiting each component composition to use the molten steel of such composition is as described above. As described above.
【００３３】そして、このような鋼溶湯をロッカーアー
ム対応形状に精密鋳造したのち、少なくとも摺動部表面
に高濃度浸炭・焼入れを施し、摺動部表面に炭化物を析
出させて、摺動部表面の硬さをＨｖ８００以上とする
が、この場合、摺動部表面の硬さがＨｖ８００よりも低
いと、苛酷な使用環境下において優れた摺動特性を得る
ことができないので、摺動部表面の硬さはビッカース硬
さで８００以上となるようにする。Then, after precisely casting such a molten steel into a shape corresponding to a rocker arm, at least the sliding portion surface is subjected to high-concentration carburizing and quenching to deposit carbide on the sliding portion surface, and the sliding portion surface. Has a hardness of Hv800 or more. In this case, if the hardness of the sliding surface is lower than Hv800, excellent sliding characteristics cannot be obtained in a harsh operating environment. The hardness should be 800 or more in Vickers hardness.
【００３４】そして、本発明に係わる摺動特性に優れる
ロッカーアームの製造方法の実施態様においては、請求
項６に記載しているように、鋼溶湯をロストワックス法
によりロッカーアーム対応形状に精密鋳造するようにな
すことができ、このようなロストワックス法を用いるこ
とによって、形状精度の優れたロッカーアームを低コス
トで製造することができるようになる。In an embodiment of the method for manufacturing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to the present invention, as described in claim 6, a molten steel is precision cast into a shape corresponding to the rocker arm by the lost wax method. By using such a lost wax method, it is possible to manufacture a rocker arm having excellent shape accuracy at low cost.
【００３５】従来のロッカーアームでは、溶製材を用い
て製作するようにしていることが多く、この溶製材は圧
延後に鍛造および軟化熱処理が施され、切削工程により
成形されて製造されるため、加工コストが高いものとな
るが、これに対してロストワックス法による精密鋳造で
は、鋳込んだ状態のままで最終製品の形状に近い形状の
ものを得ることができるので、熱処理による変形が少な
く、摺動部の研削加工代を多くとる必要がないため、製
造コストを大幅に低下することが可能となる。The conventional rocker arm is often manufactured by using an ingot, and this ingot is subjected to forging and softening heat treatment after rolling, and is formed by a cutting process. Although the cost is high, in precision casting by the lost wax method, it is possible to obtain a shape close to the shape of the final product in the cast state, so there is little deformation due to heat treatment and sliding Since it is not necessary to increase the grinding cost of the moving part, it is possible to significantly reduce the manufacturing cost.
【００３６】また、本発明に係わるロッカーアームの製
造方法の実施態様においては、請求項７に記載している
ように、焼入れ後の摺動部表面のＣ量が２．０〜３．５
重量％となり、かつ、焼入れ前に少なくとも１回以上Ａ
１変態点温度以下にし、再度オーステナイト化温度にす
る浸炭処理を施して、少なくとも摺動部表面の炭化物の
面積率を２０〜４０面積％、炭化物の平均径を１〜３μ
ｍ、炭化物の長短径比（アスペクト比）を２以下とする
ようになすことができ、この場合、焼入れ後の摺動部表
面のＣ量が２重量％未満では炭化物量が不足し、Ｈｖ８
００以上の硬さを確保することが困難となるので、炭化
物量は２．０重量％以上とするのが望ましいが、摺動部
表面のＣ量が３．５重量％を超えると、炭化物量が超過
となり、かえって疲労強度が低下する傾向となるので、
２．０〜３．５重量％の範囲とすることが望ましい。In the embodiment of the rocker arm manufacturing method according to the present invention, as described in claim 7, the amount of C on the surface of the sliding portion after quenching is 2.0 to 3.5.
%, And at least once before quenching A
Carburizing treatment is performed at a temperature not higher than 1 transformation point and again at an austenitizing temperature, and at least the area ratio of carbide on the surface of the sliding portion is 20 to 40 area%, and the average diameter of carbide is 1 to 3 μ.
m, the long-short diameter ratio (aspect ratio) of the carbide can be set to 2 or less. In this case, if the C content on the surface of the sliding portion after quenching is less than 2% by weight, the amount of the carbide is insufficient and Hv8
Since it becomes difficult to secure a hardness of 00 or more, it is desirable to set the amount of carbide to 2.0% by weight or more, but if the amount of C on the surface of the sliding portion exceeds 3.5% by weight, the amount of carbide is set. Exceeds, and the fatigue strength tends to decrease, so
It is desirable to set it in the range of 2.0 to 3.5% by weight.
【００３７】そして、焼入れ前に少なくとも１回以上Ａ
１変態点温度以下に例えば冷却し、再度オーステナイト
化温度に例えば加熱する浸炭処理を施すようにすること
が望ましいが、この場合、Ａ１変態点温度以下に例えば
冷却しそしてオーステナイト化温度以上に例えば再加熱
する処理を１回も行わないと、炭化物が粗大化し、かつ
また棒状ないしは網状に成長するため、所定の炭化物平
均径，所定の炭化物長短径比を得ることが難しくなり、
靭性が低下する傾向となるので、上記した冷却再加熱処
理を１回以上行うことが望ましい。Then, at least once before quenching A
It is desirable to carry out a carburizing treatment, for example, by cooling below the 1 transformation temperature and then heating again to the austenitizing temperature. In this case, for example, cooling below the A 1 transformation temperature and above the austenitizing temperature is performed. If the reheating treatment is not performed even once, the carbide coarsens and grows in a rod shape or a net shape, so that it becomes difficult to obtain a predetermined carbide average diameter and a predetermined carbide major diameter ratio.
Since the toughness tends to decrease, it is desirable to perform the cooling and reheating treatment once or more.
【００３８】そして、摺動部表面の炭化物の面積率が２
０面積％に満たず、平均径が１μｍよりも小さいと、硬
さをＨｖ８００以上に確保することが困難となる傾向に
あるので、面積率が２０面積％以上、平均径は１μｍ以
上とすることが望ましい。The area ratio of carbide on the surface of the sliding portion is 2
If it is less than 0 area% and the average diameter is smaller than 1 μm, it tends to be difficult to secure the hardness to Hv 800 or more. Therefore, the area ratio should be 20 area% or more and the average diameter should be 1 μm or more. Is desirable.
【００３９】他方、炭化物の面積率が４０面積％を超
え、平均径が３μｍを超え、長短径比が２よりも大きい
と、靭性が低下する傾向となるので、炭化物の面積率が
４０面積％以下、平均径は３μｍ以下、長短径比は２以
下とすることが望ましい。On the other hand, if the area ratio of carbide exceeds 40 area%, the average diameter exceeds 3 μm, and the ratio of major axis to minor axis is larger than 2, the toughness tends to decrease, so the area ratio of carbide is 40 area%. Hereafter, it is desirable that the average diameter is 3 μm or less and the major / minor diameter ratio is 2 or less.
【００４０】同じく、本発明に係わる摺動特性に優れる
ロッカーアームの製造方法の実施態様においては、請求
項８に記載しているように、高濃度浸炭としてガス高濃
度浸炭を施すようになすことによって、浸炭処理時にお
いて所望量の炭化物を析出させることができるように
し、摺動部の表面硬さがＨｖ８００以上となっているよ
うにして、摺動特性に優れたロッカーアームが得られる
ようにするのがよい。Similarly, in an embodiment of the method for producing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to the present invention, as described in claim 8, high concentration carburization is performed by gas high concentration carburization. By so doing, a desired amount of carbide can be deposited during the carburizing process, and the surface hardness of the sliding portion is set to Hv800 or more so that a rocker arm having excellent sliding characteristics can be obtained. Good to do.
【００４１】また、請求項９に記載しているように、高
濃度浸炭としてプラズマ高濃度浸炭を施すようになすこ
とができ、浸炭処理時において所望量の炭化物を析出さ
せることができるようにし、摺動部の表面硬さがＨｖ８
００以上となっているようにして、摺動特性に優れたロ
ッカーアームが得られるようにするのがよい。この場
合、プラズマ浸炭は、ロッカーアーム精密鋳造品の表面
を酸化することなく浸炭処理することが可能であるの
で、高濃度浸炭に適した浸炭方法である。また、プラズ
マ浸炭法によって浸炭処理を行うと、ガス浸炭法に比較
して短時間で浸炭処理することが可能であるという利点
ももたらされる。Further, as described in claim 9, plasma high-concentration carburization can be performed as high-concentration carburization, and a desired amount of carbide can be precipitated during the carburizing treatment, Surface hardness of sliding part is Hv8
It is preferable that a rocker arm having excellent sliding characteristics can be obtained by setting it to be 00 or more. In this case, the plasma carburization is a carburizing method suitable for high-concentration carburization because the carburizing can be performed without oxidizing the surface of the rocker arm precision casting. Further, when the carburizing treatment is performed by the plasma carburizing method, there is an advantage that the carburizing treatment can be performed in a shorter time than the gas carburizing method.
【００４２】さらにまた、請求項１０に記載しているよ
うに、高濃度浸炭・焼入れ後にショットピーニングを施
すようにすることが可能であり、このショットピーニン
グを施すことによって、熱処理後のロッカーアーム精密
鋳造成形品の表面に圧縮の残留応力を付与することが可
能となり、曲げ疲労特性に優れていることが要求される
部位の強度をさらに向上させるのに適しているものとな
る。したがって、このようなショットピーニングは、摺
動特性と曲げ疲労強度に優れていることが必要とされる
ロッカーアームの製造に適用することが望ましい。Furthermore, as described in claim 10, it is possible to perform shot peening after high-concentration carburization / quenching, and by performing this shot peening, the rocker arm precision after heat treatment It becomes possible to give a compressive residual stress to the surface of the cast molded product, and it is suitable for further improving the strength of the portion required to have excellent bending fatigue properties. Therefore, it is desirable to apply such shot peening to the manufacture of rocker arms that are required to have excellent sliding characteristics and bending fatigue strength.
【００４３】[0043]
【実施例】表１に示す鋼種記号Ａ〜Ｏで区分する本発明
実施例および比較例の化学成分組成の鋼を溶製したの
ち、各鋼Ａ〜Ｏの溶湯を用いてロストワックス法による
精密鋳造を行うことによってロッカーアーム精密鋳造成
形品を作製した。なお、表１において、鋼種記号Ａ〜Ｆ
の鋼は、本発明で適用する鋼の組成を満足するものであ
るが、鋼種記号Ｇ〜Ｏの鋼は、本発明で適用する鋼の組
成を満足しないものである。EXAMPLES Steels having the chemical composition of the examples and comparative examples of the present invention classified by the steel type symbols A to O shown in Table 1 were melted, and then the molten metal of each steel A to O was used to perform precision by the lost wax method. A rocker arm precision casting product was produced by casting. In Table 1, steel type symbols A to F
The steel No. 1 satisfies the composition of the steel applied in the present invention, but the steels of steel type symbols G to O do not satisfy the composition of the steel applied in the present invention.
【００４４】[0044]
【表１】 [Table 1]
【００４５】次に、各ロッカーアーム精密鋳造成形品に
対して高濃度浸炭・焼入れを施すのであるが、この実施
例および比較例では、図１ないし図６に示す熱処理パタ
ーンで実施した。Next, high-concentration carburizing / quenching is performed on each rocker arm precision casting molded article. In this Example and Comparative Example, the heat treatment patterns shown in FIGS. 1 to 6 were used.
【００４６】このうち、図１は、カーボンポテンシャル
が２．５％のガス高濃度浸炭を施す際の熱処理パターン
を示し、焼入れ前にＡ１変態点以下に冷却したのち再加
熱する場合を示している。Of these, FIG. 1 shows a heat treatment pattern when performing gas high-concentration carburization with a carbon potential of 2.5%, and shows a case where the material is cooled below the A 1 transformation point before quenching and then reheated. There is.
【００４７】また、図２はプラズマ高濃度浸炭を施す際
の熱処理パターンを示し、第２回目の浸炭前および焼入
れ前にそれぞれＡ１変態点以下に冷却したのち再加熱す
る場合を示している。FIG. 2 shows a heat treatment pattern for plasma high-concentration carburization, and shows a case where it is cooled to a temperature below the A 1 transformation point and then reheated before the second carburization and quenching, respectively.
【００４８】さらに、図３はカーボンポテンシャルが
１．２％のガス浸炭およびカーボンポテンシャルが０．
７％の拡散を施すガス共析浸炭を行う際の熱処理パター
ンを示し、焼入れ前にＡ１変態点以下に冷却しない場合
を示している。Further, FIG. 3 shows that gas carburization with a carbon potential of 1.2% and carbon potential of 0.
Subjected to 7% of the spread showed a heat treatment pattern in performing the gas co析浸coal shows a case not cooled below the A 1 transformation point before quenching.
【００４９】さらにまた、図４はカーボンポテンシャル
が２．５％のガス高濃度浸炭を施す際の熱処理パターン
を示し、焼入れ前にＡ１変態点以下に冷却しない場合を
示している。Furthermore, FIG. 4 shows a heat treatment pattern when carrying out gas high-concentration carburization with a carbon potential of 2.5%, and shows a case where cooling is not performed below the A 1 transformation point before quenching.
【００５０】さらにまた、図５はプラズマ高濃度浸炭を
施す際の熱処理パターンを示し、焼入れ前にＡ１変態点
以下に冷却しない場合を示している。Furthermore, FIG. 5 shows a heat treatment pattern when performing high-concentration carburization of plasma, and shows a case where it is not cooled below the A 1 transformation point before quenching.
【００５１】さらにまた、図６はプラズマ高濃度浸炭を
施す際の熱処理パターンを示し、焼入れ前にＡ１変態点
以下に冷却したのち再加熱する場合を示している。Furthermore, FIG. 6 shows a heat treatment pattern when performing plasma high-concentration carburization, and shows a case where the material is cooled below the A 1 transformation point before quenching and then reheated.
【００５２】そこで、表１に示した鋼種記号Ａ〜Ｏの鋼
を用いてロストワックス法により作製した各ロッカーア
ーム精密鋳造成形品のうち、鋼種記号Ａ，Ｂ，Ｃのもの
に対しては、表２の試料Ｎｏ．１，２，３にも示すよう
に、図１の熱処理パターンによるガス高濃度浸炭を施
し、鋼種記号Ｄ，Ｅ，Ｆのものに対しては、表２の試料
Ｎｏ．４，５，６にも示すように、図２の熱処理パター
ンによるプラスマ高濃度浸炭を施し、さらに、試料Ｎ
ｏ．７に示すように、鋼種記号Ｃの一部のものに対して
はさらにショットピーニングを施し、同じく、試料Ｎ
ｏ．８に示すように、鋼種記号Ｆの一部のものに対して
もさらにショットピーニングを施した。そして、このと
きのショットピーニング条件は、アークハイトを０．５
ｍｍＡとした。Therefore, among the rocker arm precision casting products produced by the lost wax method using the steels of the steel type symbols A to O shown in Table 1, for the steel type symbols A, B and C, Sample No. of Table 2 As shown also in Nos. 1, 2, and 3, high-concentration gas carburization according to the heat treatment pattern of FIG. As shown in Nos. 4, 5 and 6, high concentration plasma carburization according to the heat treatment pattern of FIG.
o. As shown in FIG. 7, shot peening was further applied to a part of the steel type symbol C, and sample N
o. As shown in FIG. 8, shot peening was further performed on a part of the steel type symbol F. Then, the shot peening condition at this time is that the arc height is 0.5.
It was set to mmA.
【００５３】他方、試料Ｎｏ．９，１０で示す比較例
１，２は、素材として溶製材を用い、圧延後鍛造および
軟化熱処理を施し、切削工程によりロッカーアーム成形
体を得た場合を示すものであり、比較例１では図３に示
した熱処理パターンによるガス浸炭を施し、比較例２で
は浸炭処理を施すことなく焼入れ焼もどし処理を施した
ものとした。On the other hand, sample No. Comparative Examples 1 and 2 shown by 9 and 10 show a case where rocker arm molded bodies are obtained by a forging and softening heat treatment after rolling and a cutting process using an ingot as a raw material. Gas carburization was performed according to the heat treatment pattern shown in FIG. 3, and in Comparative Example 2, quenching and tempering treatment was performed without carburizing treatment.
【００５４】また、試料Ｎｏ．１１〜１７で示す比較例
３〜９の場合には、鋼種記号Ｉ〜Ｏの鋼溶湯を用いて本
発明実施例と同様にロストワックス法によりロッカーア
ーム精密鋳造成形品を得たのち、図１に示す熱処理パタ
ーンでガス高濃度浸炭を施した。Sample No. In Comparative Examples 3 to 9 shown by 11 to 17, rocker arm precision casting products were obtained by the lost wax method in the same manner as in the examples of the present invention by using the molten steels of steel type symbols I to O, and then, as shown in FIG. Gas high concentration carburization was performed in the heat treatment pattern shown in FIG.
【００５５】さらに、試料Ｎｏ．１８で示す比較例１０
の場合は、鋼種記号Ｃのロストワックス精密鋳造成形品
に図４に示す熱処理パターンでガス高濃度浸炭を行った
ものであり、試料Ｎｏ．１９で示す比較例１１の場合
は、鋼種記号Ｆのロストワックス精密鋳造成形品に図５
に示す熱処理パターンでプラズマ高濃度浸炭を行ったも
のであり、試料Ｎｏ．２０で示す比較例１２の場合は、
鋼種記号Ｆのロストワックス精密鋳造成形品に図６に示
す熱処理パターンでプラズマ高濃度浸炭を行ったもので
ある。Further, the sample No. Comparative Example 10 indicated by 18
In the case of No. 1, the high-concentration carburized gas of the lost wax precision casting molded product of steel type symbol C was subjected to the heat treatment pattern shown in FIG. In the case of Comparative Example 11 shown in FIG.
The high-concentration plasma carburization was performed in the heat treatment pattern shown in FIG. In the case of Comparative Example 12 shown by 20,
A high-concentration plasma carburization was performed on a lost-wax precision casting molded product of steel type symbol F in the heat treatment pattern shown in FIG.
【００５６】以上の実施例１〜８により得た試料Ｎｏ．
１〜８の各ロッカーアームの表面硬さ，有効硬化層深
さ，表面Ｃ量，炭化物形態，摺動部研削代を表２に示
す。Sample Nos. Obtained in the above Examples 1-8.
Table 2 shows the surface hardness, effective hardened layer depth, surface C amount, carbide form, and sliding portion grinding allowance of each rocker arm 1 to 8.
【００５７】また、以上の比較例１〜１２により得た試
料Ｎｏ．９〜２０の各ロッカーアームの表面硬さ，有効
硬化層深さ，表面Ｃ量，炭化物形態，摺動部研削代を表
３に示す。In addition, the sample Nos. Table 3 shows the surface hardness, the effective hardened layer depth, the surface C amount, the carbide morphology, and the sliding portion grinding allowance of each rocker arm 9 to 20.
【００５８】[0058]
【表２】 [Table 2]
【００５９】[0059]
【表３】 [Table 3]
【００６０】表２に示すように、試料Ｎｏ．１〜８で示
す実施例１〜８のロッカーアームでは、表面硬さがいず
れもＨｖ８００以上となっており、また、有効硬化層深
さは１．０〜１．５ｍｍ，表面Ｃ量は２．０〜３．５重
量％の範囲内のものとなっていた。また、摺動部表面に
おける炭化物形態において、炭化物の面積率は２０〜４
０面積％、平均径は１〜３μｍ，長短径比（アスペクト
比）は２以下のものとなっていた。As shown in Table 2, the sample No. In the rocker arms of Examples 1 to 8 shown in 1 to 8, the surface hardness is Hv 800 or more, the effective hardened layer depth is 1.0 to 1.5 mm, and the surface C amount is 2. It was in the range of 0 to 3.5% by weight. Further, in the carbide form on the surface of the sliding portion, the area ratio of the carbide is 20 to 4
0 area%, the average diameter was 1 to 3 μm, and the major / minor diameter ratio (aspect ratio) was 2 or less.
【００６１】これに対して、表３に示すように、比較例
１では、ガス共析浸炭を行っているため、表面Ｃ量は
０．９％と２％を大きく下回っており、炭化物の析出が
なく、表面硬さが低いものとなっていた。On the other hand, as shown in Table 3, in Comparative Example 1, since the gas eutectoid carburization was performed, the amount of surface C was 0.9%, which was much less than 2%, and the precipitation of carbide And the surface hardness was low.
【００６２】また、比較例２では、高炭素含有鋼（１．
４５％Ｃ鋼）を用いることとして浸炭を行わず、焼入れ
焼もどしのみを行っているため、炭化物は析出している
ものの、その面積率および平均径ともに小さいものとな
っている。また、母材Ｃ量が多いため、内部まで硬化さ
れたものとなっていた。Further, in Comparative Example 2, high carbon content steel (1.
Since 45% C steel) is not carburized and only quenching and tempering is performed, although carbides are precipitated, both the area ratio and the average diameter are small. Further, since the amount of the base material C was large, the interior was hardened.
【００６３】さらに、比較例３では、母材のＣ量が０．
０７重量％と少ないため、心部硬さが低く、浸炭硬化層
深さが極端に浅いものとなっていた。Further, in Comparative Example 3, the C content of the base material was 0.
Since it was as small as 07% by weight, the core hardness was low and the carburized layer depth was extremely shallow.
【００６４】また、比較例４は母材のＣ量が０．５３％
と多目のものになっているため、心部まで硬化されたも
のとなっていた。In Comparative Example 4, the C content of the base material is 0.53%.
Since it was a lot of things, it was hardened to the heart.
【００６５】比較例５では鋼中のＳｉ含有量が多く、比
較例６では鋼中のＭｎ含有量が多く、比較例７では鋼中
Ｃｒ含有量が多いものとなっているため、浸炭むらを生
じやすく、所定の炭化物量と硬さ分布が得られないもの
となっていた。In Comparative Example 5, the Si content in the steel is large, in Comparative Example 6, the Mn content in the steel is large, and in Comparative Example 7, the Cr content in the steel is large. It was liable to occur, and a predetermined amount of carbide and hardness distribution could not be obtained.
【００６６】比較例８では鋼中のＣｒ含有量が少ないた
め、表面Ｃ量が２重量％を下回るものとなっており、所
定の炭化物量を確保することができないため、表面硬さ
が低いものとなっていた。In Comparative Example 8, since the Cr content in the steel is small, the surface C content is less than 2% by weight, and it is not possible to secure a predetermined amount of carbide, so the surface hardness is low. It was.
【００６７】比較例９では所定の炭化物量は確保できて
いるものの、Ｍｏ含有量が多いために心部にフェライト
を生じており、心部硬さが低下したものとなっていた。In Comparative Example 9, although a predetermined amount of carbide was secured, ferrite was generated in the core due to the high Mo content, and the hardness of the core was lowered.
【００６８】比較例１０，１１では鋼組成としては本願
発明を満足するものを用いているものの、図４および図
５に示す熱処理パターンを採用しており、焼入れ前にＡ
１変態点温度以下に冷却した後焼入れ温度に再加熱する
熱処理を１回も行っていないため、比較例１０では炭化
物の平均径が大きいものとなっており、比較例１１では
炭化物のアスペクト比が大きいものとなっていた。In Comparative Examples 10 and 11, although the steel compositions satisfying the present invention were used, the heat treatment patterns shown in FIGS. 4 and 5 were adopted, and A before the hardening was applied.
Since the heat treatment of cooling to 1 transformation point temperature or lower and then reheating to the quenching temperature was not performed once, Comparative Example 10 had a large average diameter of carbides, and Comparative Example 11 had an aspect ratio of carbides. It was big.
【００６９】さらに、比較例１２では図６に示した熱処
理パターンを採用することによって表面Ｃ量が多すぎる
ものとなっているため、析出炭化物量が多いものとなっ
ていた。Further, in Comparative Example 12, since the amount of surface C was too large by adopting the heat treatment pattern shown in FIG. 6, the amount of precipitated carbide was large.
【００７０】そしてまた、切削加工によりロッカーアー
ム形状に成形を行った比較例１，２では、浸炭焼入れま
たは焼入れ・焼もどしによる変形量が多いため、摺動部
の研削代が大きいものとなっていた。Further, in Comparative Examples 1 and 2 in which the rocker arm shape was formed by cutting, the amount of deformation due to carburizing and quenching or quenching / tempering was large, and therefore the grinding allowance of the sliding portion was large. It was
【００７１】評価試験例 次に、上記実施例１〜８および比較例１〜１２の各ロッ
カーアームをエンジンに組み込み、表４に示す耐久条件
によって耐摩耗性評価試験を行った。この耐摩耗性評価
試験結果を表５に示す。 Evaluation Test Example Next, the rocker arms of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 12 were incorporated into an engine, and a wear resistance evaluation test was conducted under the durability conditions shown in Table 4. The results of this abrasion resistance evaluation test are shown in Table 5.
【００７２】[0072]
【表４】 [Table 4]
【００７３】[0073]
【表５】 [Table 5]
【００７４】表５に示した結果より明らかなように、本
発明実施例１〜８によるロッカーアームは、摺動部の最
大摩耗深さが５０μｍ未満に抑えられているが、比較例
１〜１２のロッカーアームでは、摩耗深さの増大，疲労
亀裂の発生，陥没の発生などの不具合を生じていた。As is clear from the results shown in Table 5, in the rocker arms according to Examples 1 to 8 of the present invention, the maximum wear depth of the sliding portion was suppressed to less than 50 μm, but Comparative Examples 1 to 12 The rocker arm had problems such as increased wear depth, fatigue cracks, and depression.
【００７５】すなわち、比較例１のロッカーアームで
は、共析浸炭を行っているため表面に炭化物が析出せ
ず、硬度が不足し、摩耗量が増大したものとなってい
た。That is, in the rocker arm of Comparative Example 1, since eutectoid carburization was carried out, carbide was not deposited on the surface, the hardness was insufficient, and the wear amount was increased.
【００７６】また、比較例２のロッカーアームでは、Ｃ
含有量の多い母材を用いて焼入れ焼もどしによって表面
に所定量の炭化物を得ることを狙ったが、内部まで硬化
されたものとなっていたため、疲労亀裂が生じた。In the rocker arm of Comparative Example 2, C
Aiming to obtain a predetermined amount of carbide on the surface by quenching and tempering using a base material with a large content, fatigue cracks occurred because the interior was hardened.
【００７７】比較例３のロッカーアームでは、母材のＣ
含有量が少ないため、心部硬度が不足しており、このた
め、摺動部に陥没を生じた。In the rocker arm of Comparative Example 3, the base material C
Since the content is low, the hardness of the core is insufficient, and therefore, the sliding portion is depressed.
【００７８】比較例４のロッカーアームでは、母材のＣ
含有量が多いものとなっているため、心部まで硬化さ
れ、疲労強度の低下に伴う亀裂が発生した。In the rocker arm of Comparative Example 4, the base material C
Since the content was high, the core was hardened and cracks were generated due to the decrease in fatigue strength.
【００７９】比較例５〜７のロッカーアームでは、それ
ぞれ、Ｓｉ，Ｍｎ，Ｃｒ含有量が多いものとなっている
ため、浸炭性が部分的に阻害され、表面に浸炭むらを生
じており、摩耗量が増大したものとなった。In the rocker arms of Comparative Examples 5 to 7, the contents of Si, Mn, and Cr are large, so that the carburizing property is partially hindered and uneven carburization occurs on the surface, resulting in wear. The quantity has increased.
【００８０】比較例８のロッカーアームでは、Ｃｒ含有
量が少ないものとなっていることに伴い、所定の表面Ｃ
量および炭化物量を確保できず、摺動部の表面硬さが低
く摩耗量も増大したものとなった。In the rocker arm of Comparative Example 8, since the Cr content was small, the predetermined surface C
However, the surface hardness of the sliding part was low and the amount of wear was increased.
【００８１】比較例９のロッカーアームでは、Ｍｏ含有
量が多いものとなっているため、焼入れ時に初析フェラ
イトを生じて、心部硬さが低下し、摺動部に陥没を生じ
た。In the rocker arm of Comparative Example 9, since the Mo content was large, proeutectoid ferrite was generated during quenching, the core hardness was lowered, and the sliding portion was depressed.
【００８２】比較例１０，１１のロッカーアームでは、
それぞれ、炭化物の平均径と炭化物のアスペクト比が大
きいものとなっているため、かえって耐摩耗性が低下
し、摩耗量が増大したものとなった。In the rocker arms of Comparative Examples 10 and 11,
Since the average diameter of the carbides and the aspect ratio of the carbides were large, the wear resistance was rather reduced and the wear amount was increased.
【００８３】比較例１２のロッカーアームでは、表面炭
化物量が多すぎるものとなっていたために、疲労強度が
低下したものとなった。In the rocker arm of Comparative Example 12, the fatigue strength was reduced because the amount of surface carbide was too large.
【００８４】[0084]
【発明の効果】本発明に係わる摺動特性に優れるロッカ
ーアームは、請求項１に記載しているように、Ｃ：０．
１〜０．５重量％、Ｓｉ：０．０５〜１．０重量％、Ｍ
ｎ：１．０重量％以下、Ｃｒ：２．０〜４．０重量％、
Ｍｏ：１．０重量％以下、残部Ｆｅおよび不純物からな
る鋼の精密鋳造品よりなり、少なくとも摺動部表面に炭
化物が析出していて摺動部表面の硬さがＨｖ８００以上
となっているものとしたから、摺動特性に優れるロッカ
ーアームを低コストで提供することが可能であるという
著大なる効果がもたらされる。As described in claim 1, the rocker arm excellent in sliding property according to the present invention has C: 0.
1 to 0.5% by weight, Si: 0.05 to 1.0% by weight, M
n: 1.0 wt% or less, Cr: 2.0 to 4.0 wt%,
Mo: 1.0% by weight or less, a precision cast product of steel consisting of balance Fe and impurities, and at least a carbide on the surface of the sliding portion and a hardness of the sliding portion surface of Hv 800 or more. Therefore, it is possible to provide a rocker arm having excellent sliding characteristics at a low cost, which is a significant effect.
【００８５】そして、本発明に係わる摺動特性に優れる
ロッカーアームの実施態様においては、請求項２に記載
しているように、鋼のロストワックス精密鋳造品よりな
るものとすることによって、形状精度の優れたロッカー
アームを低コストで提供することが可能となる。Further, in the embodiment of the rocker arm which is excellent in sliding property according to the present invention, as described in claim 2, by forming the lost wax precision cast product of steel, the shape accuracy is improved. It becomes possible to provide the excellent rocker arm at low cost.
【００８６】また、請求項３に記載しているように、鋼
の精密鋳造品に高濃度浸炭が施されているものとするこ
とによって、表面の硬さが十分に高いものとなり、疲労
特性に優れた摩耗量の少ないロッカーアームを提供する
ことが可能となる。Further, as described in claim 3, when the steel precision casting is subjected to high-concentration carburization, the hardness of the surface becomes sufficiently high, and the fatigue characteristics are improved. It is possible to provide an excellent rocker arm with a small amount of wear.
【００８７】さらに、請求項４に記載しているように、
少なくとも摺動部表面に炭化物が析出していて、摺動部
表面において、Ｃ量が２．０〜３．５重量％、炭化物の
面積率が２０〜４０面積％、炭化物の平均径が１〜３μ
ｍ、炭化物の長短径比（アスペクト比）が２以下となっ
ているものとすることによって、摺動特性に著しく優
れ、摩耗量の少ないロッカーアームを提供することが可
能であるという著大なる効果がもたらされる。Further, as described in claim 4,
Carbide is precipitated at least on the surface of the sliding portion, and on the surface of the sliding portion, the amount of C is 2.0 to 3.5% by weight, the area ratio of the carbide is 20 to 40% by area, and the average diameter of the carbide is 1 to 1. 3μ
m, and the long-short diameter ratio (aspect ratio) of the carbide is 2 or less, it is possible to provide a rocker arm having excellent sliding characteristics and a small amount of wear, which is a significant effect. Is brought about.
【００８８】本発明に係わる摺動特性に優れるロッカー
アームの製造方法は、請求項５に記載しているように、
Ｃ：０．１〜０．５重量％、Ｓｉ：０．０５〜１．０重
量％、Ｍｎ：１．０重量％以下、Ｃｒ：２．０〜４．０
重量％、Ｍｏ：１．０重量％以下、残部Ｆｅおよび不純
物からなる鋼溶湯をロッカーアーム対応形状に精密鋳造
したのち、少なくとも摺動部表面に高濃度浸炭・焼入れ
を施し、摺動部表面に炭化物を析出させて、摺動部表面
の硬さをＨｖ８００以上とするようにしたから、製造工
程の煩雑化が回避されると共に、仕上げ研削加工代を少
ないものとすることが可能であり、摺動特性に優れるロ
ッカーアームを低コストで提供することが可能であると
いう著大なる効果がもたらされる。A method of manufacturing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to the present invention is as described in claim 5.
C: 0.1 to 0.5 wt%, Si: 0.05 to 1.0 wt%, Mn: 1.0 wt% or less, Cr: 2.0 to 4.0
Wt%, Mo: 1.0 wt% or less, steel melt consisting of balance Fe and impurities is precision-cast into a rocker arm compatible shape, and at least the sliding surface is carburized and quenched at high concentration to Since the hardness of the sliding portion surface is set to Hv 800 or more by precipitating carbide, it is possible to avoid complication of the manufacturing process and to reduce the finishing grinding cost. The rocker arm having excellent dynamic characteristics can be provided at low cost, which is a great effect.
【００８９】そして、本発明に係わる摺動特性に優れる
ロッカーアームの製造方法の実施態様においては、請求
項６に記載しているように、鋼溶湯をロストワックス法
によりロッカーアーム対応形状に精密鋳造するようにな
すことによって、形状精度の優れたロッカーアームを低
コストで製造することが可能になるというより一層優れ
た効果がもたらされる。In an embodiment of the method for manufacturing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to the present invention, as described in claim 6, molten steel is precision cast into a shape corresponding to the rocker arm by the lost wax method. By doing so, it is possible to produce a rocker arm with excellent shape accuracy at a low cost, which is a more excellent effect.
【００９０】また、請求項７に記載しているように、焼
入れ後の摺動部表面のＣ量が２．０〜３．５重量％とな
り、かつ、焼入れ前に少なくとも１回以上Ａ１変態点温
度以下にし、再度オーステナイト化温度にする浸炭処理
を施して、少なくとも摺動部表面の炭化物の面積率を２
０〜４０面積％、炭化物の平均径を１〜３μｍ、炭化物
の長短径比（アスペクト比）を２以下とすることによっ
て、摺動特性に優れ、摩耗量の少ないロッカーアームを
製造することが可能であるという著大なる効果がもたら
される。Further, as described in claim 7, the amount of C on the surface of the sliding portion after quenching is 2.0 to 3.5% by weight, and the A 1 transformation is performed at least once before quenching. Carbide treatment is performed below the point temperature and again to the austenitizing temperature, and at least the area ratio of carbides on the surface of the sliding portion is set to 2
By setting 0 to 40 area%, the average diameter of the carbide to 1 to 3 μm, and the ratio of the long and short diameters (aspect ratio) of the carbide to 2 or less, it is possible to manufacture a rocker arm having excellent sliding characteristics and a small amount of wear. The significant effect that is is brought.
【００９１】また、本発明に係わる摺動特性に優れるロ
ッカーアームの製造方法の実施態様においては、請求項
８に記載しているように、高濃度浸炭としてガス高濃度
浸炭を施すようになすことによって、浸炭処理時におい
て所望量の炭化物を析出させることが可能であり、摺動
部の表面硬さをＨｖ８００以上にすることが可能である
というより一層優れた効果がもたらされ、請求項９に記
載しているように、高濃度浸炭としてプラズマ高濃度浸
炭を施すようになすことによって、浸炭処理時において
所望量の炭化物を析出させることが可能であり、摺動部
の表面硬さをＨｖ８００以上にすることが可能であると
共に、プラズマ浸炭は鋳造品の表面を酸化することなく
浸炭処理することが可能であるため、高濃度浸炭に適す
る上に、短時間のうちに所望の浸炭処理を行うことが可
能であるという著大なる効果がもたらされる。Further, in the embodiment of the method for manufacturing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to the present invention, as described in claim 8, high concentration carburizing is performed by gas high concentration carburizing. According to the invention, it is possible to deposit a desired amount of carbide during the carburizing treatment, and it is possible to obtain a more excellent effect that the surface hardness of the sliding portion can be set to Hv 800 or more. As described in (1), by performing plasma high-concentration carburization as high-concentration carburization, it is possible to deposit a desired amount of carbide during the carburizing treatment, and to make the surface hardness of the sliding portion Hv800. In addition to the above, plasma carburization is suitable for high-concentration carburization because it can be carburized without oxidizing the surface of the cast product. Results in Chodai Naru effect that it is possible to perform the desired carburization processing Chi.
【００９２】さらまた、請求項１０に記載しているよう
に、高濃度浸炭・焼入れ後にショットピーニングを施す
ようになすことによって、熱処理後のロッカーアーム精
密鋳造成形品の表面に圧縮の残留応力を付与することが
可能となり、摺動特性のほか曲げ疲労特性にも優れたロ
ッカーアームを製造することが可能であるという著大な
る効果がもたらされる。Furthermore, as described in claim 10, by performing shot peening after high-concentration carburizing / quenching, compressive residual stress is exerted on the surface of the rocker arm precision casting after heat treatment. As a result, it is possible to provide the rocker arm having excellent sliding fatigue characteristics as well as bending fatigue characteristics, which is a significant effect.
【図１】本発明の実施例および比較例で採用した熱処理
パターンの一例を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a heat treatment pattern adopted in Examples and Comparative Examples of the present invention.
【図２】本発明の実施例で採用した熱処理パターンの他
の例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing another example of a heat treatment pattern adopted in an example of the present invention.
【図３】本発明の比較例で採用した熱処理パターンの他
の例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing another example of a heat treatment pattern adopted in a comparative example of the present invention.
【図４】本発明の比較例で採用した熱処理パターンのさ
らに他の例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing still another example of the heat treatment pattern adopted in the comparative example of the present invention.
【図５】本発明の比較例で採用した熱処理パターンのさ
らに他の例を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing still another example of the heat treatment pattern adopted in the comparative example of the present invention.
【図６】本発明の比較例で採用した熱処理パターンのさ
らに他の例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing still another example of the heat treatment pattern adopted in the comparative example of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 53/06 (72)発明者 池 田 雅 宜 三重県桑名市大山田７丁目７ー117 (72)発明者 盛 田 正 二 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 (72)発明者 山 川 幸 夫 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 (72)発明者 松 本 隆 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 内 山 典 子 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 加 納 眞 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 眞 木 邦 雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location F16H 53/06 (72) Inventor Masayoshi Ikeda 7-117 Oyamada, Kuwana-shi, Mie ( 72) Inventor Shoji Morita 1370, Onna, Atsugi, Kanagawa Prefecture, within Unisia Jecs Co., Ltd. (72) Inventor, Yukio Yamakawa, 1370, Ona, Atsugi, Kanagawa (72) Inventor Takashi Matsumoto 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Noriko Uchiyama 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Kano Kanagawa 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Kunio Manaki 2 Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Automatic The Corporation
Claims (10)
０５〜１．０重量％、Ｍｎ：１．０重量％以下、Ｃｒ：
２．０〜４．０重量％、Ｍｏ：１．０重量％以下、残部
Ｆｅおよび不純物からなる鋼の精密鋳造品よりなり、少
なくとも摺動部表面に炭化物が析出していて摺動部表面
の硬さがＨｖ８００以上となっていることを特徴とする
摺動特性に優れるロッカーアーム。1. C: 0.1 to 0.5% by weight, Si: 0.
05-1.0 wt%, Mn: 1.0 wt% or less, Cr:
It is a precision cast product of steel consisting of 2.0 to 4.0% by weight, Mo: 1.0% by weight or less, and the balance Fe and impurities. A rocker arm with excellent sliding characteristics, characterized by a hardness of Hv 800 or higher.
請求項１に記載の摺動特性に優れるロッカーアーム。2. A rocker arm excellent in sliding characteristics according to claim 1, which is made of a lost-wax precision cast product of steel.
いる請求項１または２に記載の摺動特性に優れるロッカ
ーアーム。3. A rocker arm having excellent sliding properties according to claim 1 or 2, wherein a high-precision carburized steel is subjected to high-concentration carburization.
ていて、摺動部表面において、Ｃ量が２．０〜３．５重
量％、炭化物の面積率が２０〜４０面積％、炭化物の平
均径が１〜３μｍ、炭化物の長短径比が２以下となって
いる請求項１ないし３のいずれかに記載の摺動特性に優
れるロッカーアーム。4. Carbide is precipitated at least on the surface of the sliding portion, and on the surface of the sliding portion, the C content is 2.0 to 3.5% by weight, the area ratio of the carbide is 20 to 40 area%, and the carbide is The rocker arm having excellent sliding characteristics according to any one of claims 1 to 3, wherein the average diameter is 1 to 3 µm and the ratio of the major and minor diameters of the carbide is 2 or less.
０５〜１．０重量％、Ｍｎ：１．０重量％以下、Ｃｒ：
２．０〜４．０重量％、Ｍｏ：１．０重量％以下、残部
Ｆｅおよび不純物からなる鋼溶湯をロッカーアーム対応
形状に精密鋳造したのち、少なくとも摺動部表面に高濃
度浸炭・焼入れを施し、摺動部表面に炭化物を析出させ
て、摺動部表面の硬さをＨｖ８００以上とすることを特
徴とする摺動特性に優れるロッカーアームの製造方法。5. C: 0.1 to 0.5% by weight, Si: 0.
05-1.0 wt%, Mn: 1.0 wt% or less, Cr:
2.0-4.0 wt%, Mo: 1.0 wt% or less, steel melt consisting of balance Fe and impurities is precision-cast into a rocker arm compatible shape, and then at least high-concentration carburizing / quenching on the sliding surface A method for producing a rocker arm having excellent sliding characteristics, which comprises applying carbides to the surface of the sliding portion to set the hardness of the surface of the sliding portion to Hv 800 or more.
ーアーム対応形状に精密鋳造する請求項５に記載の摺動
特性に優れるロッカーアームの製造方法。6. The method for producing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to claim 5, wherein the molten steel is precision cast into a shape corresponding to the rocker arm by the lost wax method.
３．５重量％となり、かつ、焼入れ前に少なくとも１回
以上Ａ１変態点温度以下にし、再度オーステナイト化温
度にする浸炭処理を施して、少なくとも摺動部表面の炭
化物の面積率を２０〜４０面積％、炭化物の平均径を１
〜３μｍ、炭化物の長短径比を２以下とす請求項５また
は６に記載の摺動特性に優れるロッカーアームの製造方
法。7. The amount of C on the surface of the sliding portion after quenching is 2.0 to
The content of the carbides on the surface of the sliding portion is at least 20 to 40, which is 3.5% by weight, and is carburized at least once before the quenching to an A 1 transformation point temperature or less and again at an austenitizing temperature. Area%, average diameter of carbide is 1
The method for producing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to claim 5 or 6, wherein the ratio of the major axis to the minor axis of the carbide is 2 or less.
請求項５ないし７のいずれかに記載の摺動特性に優れる
ロッカーアームの製造方法。8. The method for manufacturing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to claim 5, wherein gas high-concentration carburization is performed as the high-concentration carburization.
施す請求項５ないし７のいずれかに記載の摺動特性に優
れるロッカーアームの製造方法。9. The method for manufacturing a rocker arm having excellent sliding characteristics according to claim 5, wherein plasma high-concentration carburization is performed as the high-concentration carburization.
ニングを施す請求項５ないし９のいずれかに記載の摺動
特性に優れるロッカーアームの製造方法。10. The method of manufacturing a rocker arm having excellent sliding properties according to claim 5, wherein shot peening is performed after high-concentration carburizing / quenching.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22043694A JPH0881737A (en) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | Rocker arm excellent in sliding property and production thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22043694A JPH0881737A (en) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | Rocker arm excellent in sliding property and production thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0881737A true JPH0881737A (en) | 1996-03-26 |
Family
ID=16751087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22043694A Pending JPH0881737A (en) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | Rocker arm excellent in sliding property and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0881737A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0893181A1 (en) * | 1997-07-01 | 1999-01-27 | Unisia Jecs Corporation | Method and mould for investment casting of engine rocker arms |
| WO2006085549A1 (en) * | 2005-02-08 | 2006-08-17 | Parker Netsushori Kogyo K.K. | High-concentration carburized/low-strain quenched member and process for producing the same |
| WO2006122731A1 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | Carl Aug. Picard Gmbh & Co. Kg | Safety armour for protection against bombardment and method for producing same |
| JP2007308792A (en) * | 2006-04-20 | 2007-11-29 | Daido Steel Co Ltd | Carburized component and manufacturing method thereof |
| JP2009019639A (en) * | 2003-02-28 | 2009-01-29 | Ntn Corp | Manufacturing process of roller cam follower for engine |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP22043694A patent/JPH0881737A/en active Pending
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