JPS6156232A - コネクテイングロツドの強度向上方法 - Google Patents
コネクテイングロツドの強度向上方法Info
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- JPS6156232A JPS6156232A JP17724184A JP17724184A JPS6156232A JP S6156232 A JPS6156232 A JP S6156232A JP 17724184 A JP17724184 A JP 17724184A JP 17724184 A JP17724184 A JP 17724184A JP S6156232 A JPS6156232 A JP S6156232A
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- JP
- Japan
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- connecting rod
- rod
- improving
- strength
- shot peening
- Prior art date
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- Pending
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
- C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
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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。
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、コネクティングロッドの強度向上方法に関し
、詳しくは、粉末冶金用金属粉末原料の焼結鍛造法、鋼
素材の熱間鍛造法等の金属部材成形手段により製造され
たコネクティングロッドに対し、コネクティングロッド
の大端部及び小端部の中心より端部側の両側から把持し
て、このコネクティングロッドの長手方向に対して引張
荷重を負荷した状態で、コネクティングロッドの表面に
ショットピーニング処理を実施することによって、コネ
クティングロッドの強度を著しく改善することのできる
コネクティングロッドの強度向上方法にかかる。
、詳しくは、粉末冶金用金属粉末原料の焼結鍛造法、鋼
素材の熱間鍛造法等の金属部材成形手段により製造され
たコネクティングロッドに対し、コネクティングロッド
の大端部及び小端部の中心より端部側の両側から把持し
て、このコネクティングロッドの長手方向に対して引張
荷重を負荷した状態で、コネクティングロッドの表面に
ショットピーニング処理を実施することによって、コネ
クティングロッドの強度を著しく改善することのできる
コネクティングロッドの強度向上方法にかかる。
エンジンにおけるコネクティングロッドは、往復運動す
るピストンと回転運動するクランクシャフトを連結する
連接棒である。
るピストンと回転運動するクランクシャフトを連結する
連接棒である。
そして、コネクティングロッドの大端部は２分割構造と
されてクランクピンに取付けられ、また、うネクティン
グロソドの小端部はピストンピンを介してピストンに取
付けられるもので、高い強度と軽量であることが要求さ
れる部品であることから、鋼素材の熱間鍛造により製造
され、さらに、熱処理及び表面処理が実施されるのが一
般的である。
されてクランクピンに取付けられ、また、うネクティン
グロソドの小端部はピストンピンを介してピストンに取
付けられるもので、高い強度と軽量であることが要求さ
れる部品であることから、鋼素材の熱間鍛造により製造
され、さらに、熱処理及び表面処理が実施されるのが一
般的である。
また、エンジンの作動時におけるコネクティングロッド
に負荷される応力は、爆発による高い圧縮荷重、慣性力
による引張荷重及びむち打ち力による曲げ荷重が作用す
る、本体Ｉ断面部及び本体Ｉ断面部と大端部もしくは小
端部との連結部で高く、大端部もしくは小端部の中央よ
り端側では、上述の部位に比較して低くなっている。
に負荷される応力は、爆発による高い圧縮荷重、慣性力
による引張荷重及びむち打ち力による曲げ荷重が作用す
る、本体Ｉ断面部及び本体Ｉ断面部と大端部もしくは小
端部との連結部で高く、大端部もしくは小端部の中央よ
り端側では、上述の部位に比較して低くなっている。
従って、本体Ｉ断面部及びこれと大端部もしくは小端部
との連結部において、特に高い疲労強度が必要とされる
。
との連結部において、特に高い疲労強度が必要とされる
。
最近、省資源・省エネルギ的な金属部材の製造方法とし
て、粉末冶金用金属粉末原料を圧粉成形・焼結処理後に
、熱間鍛造して焼結体に内在する空孔を圧潰して焼結部
材の強度を向上し、展伸された素材を熱間鍛造した鋼部
材に匹敵する強度を確保することのできる、焼結鍛造法
が広く適用されている。
て、粉末冶金用金属粉末原料を圧粉成形・焼結処理後に
、熱間鍛造して焼結体に内在する空孔を圧潰して焼結部
材の強度を向上し、展伸された素材を熱間鍛造した鋼部
材に匹敵する強度を確保することのできる、焼結鍛造法
が広く適用されている。
そこで、コネクティングロッドの製造に対しても、焼結
鍛造法の適用が実施されるようになってきている。
鍛造法の適用が実施されるようになってきている。
ところで、コネクティングロッドにおいては、上述のよ
うに、その使用条件からコネクティングロッドの長平方
向に対する圧縮残留応力が、コネクティングロッドの強
度向上に有効であることは周知の事実である。
うに、その使用条件からコネクティングロッドの長平方
向に対する圧縮残留応力が、コネクティングロッドの強
度向上に有効であることは周知の事実である。
上述のような従来の技術の現状に鑑み、本発明が解決し
ようとする問題点は、従来のコネクティングロッドのシ
ョットピーニング処理方法においでは、コネクティング
ロッドの表面全体に対し均一にショットピーニング処理
を実施することとしていることから、いかに強力にショ
ットピーニング処理を実施しても、圧縮残留応力が等方
的に付与されることとなり、コネクティングロッドの疲
労強度の向上効果には自ずとその限界があることから、
コネクティングロッドとしての部品重量が過大とならざ
るをえないことにある。
ようとする問題点は、従来のコネクティングロッドのシ
ョットピーニング処理方法においでは、コネクティング
ロッドの表面全体に対し均一にショットピーニング処理
を実施することとしていることから、いかに強力にショ
ットピーニング処理を実施しても、圧縮残留応力が等方
的に付与されることとなり、コネクティングロッドの疲
労強度の向上効果には自ずとその限界があることから、
コネクティングロッドとしての部品重量が過大とならざ
るをえないことにある。
従って、本発明の技術的課題とするところは、
平コネクティングロッドにおける、特に本体■断
面部及び本体Ｉ断面部と大端部もしくは小端部との連結
部の表面に、コネクテイングロ・ソドの長手方向の大き
な圧縮残留応力を付与し、コネクティングロッドの強度
、とりわけ、疲労強度を向上することによって、もって
、コネクティングロッドの重量軽減を図ることにある。
平コネクティングロッドにおける、特に本体■断
面部及び本体Ｉ断面部と大端部もしくは小端部との連結
部の表面に、コネクテイングロ・ソドの長手方向の大き
な圧縮残留応力を付与し、コネクティングロッドの強度
、とりわけ、疲労強度を向上することによって、もって
、コネクティングロッドの重量軽減を図ることにある。
上述の従来の技術における問題点に鑑みて、本発明にお
いて、従来の技術の問題点を解決するための手段は、粉
末冶金用金属粉末原料の焼結鍛造法、鋼素材の熱間鍛造
法等の金属部材成形手段により製造されたコネクティン
グロッドの表面に、ショットピーニング処理を実施する
ことによるコネクティングロッドの強度向上方法であっ
て、コネクティングロッドの大端部及び小端部の中心よ
り端部側を両側から把持して、該コネクティングロッド
の長手方向に対する破断荷重の、１０〜９５％の引張荷
重を負荷した状態で、コネクティングロッドの表面にシ
ョットピーニング処理を実施することを特徴とするコネ
クティングロッドの強度向上方法からなっている。
いて、従来の技術の問題点を解決するための手段は、粉
末冶金用金属粉末原料の焼結鍛造法、鋼素材の熱間鍛造
法等の金属部材成形手段により製造されたコネクティン
グロッドの表面に、ショットピーニング処理を実施する
ことによるコネクティングロッドの強度向上方法であっ
て、コネクティングロッドの大端部及び小端部の中心よ
り端部側を両側から把持して、該コネクティングロッド
の長手方向に対する破断荷重の、１０〜９５％の引張荷
重を負荷した状態で、コネクティングロッドの表面にシ
ョットピーニング処理を実施することを特徴とするコネ
クティングロッドの強度向上方法からなっている。
以下、本発明の作用について説明する。
本発明において、コネクティングロッドの製造方法は、
粉末冶金用金属粉末原料を圧粉成形、加熱焼結、熱間鍛
造により製造した焼結鍛造コネクティングロッドであっ
ても、また、鋼素材を熱間鍛造して製造したコネクティ
ングロッドであってもよい。
粉末冶金用金属粉末原料を圧粉成形、加熱焼結、熱間鍛
造により製造した焼結鍛造コネクティングロッドであっ
ても、また、鋼素材を熱間鍛造して製造したコネクティ
ングロッドであってもよい。
そして、コネクティングロッドの製造方法は、通常、上
述のように、加熱焼結された高温状態の焼結体、もしく
は、対象となるコネクティングロッド形状に適合させて
切断し高温加熱された鋼素材を鍛造型に挿入し、鍛造型
により熱間鍛造を実施する方法が採られている。
述のように、加熱焼結された高温状態の焼結体、もしく
は、対象となるコネクティングロッド形状に適合させて
切断し高温加熱された鋼素材を鍛造型に挿入し、鍛造型
により熱間鍛造を実施する方法が採られている。
そして、この製造方法は、基本的には従来の熱間鍛造工
程と同一のもので、鍛造型としては合金工具鋼製の鍛造
型とし、熱間鍛造時の加圧力としては、８ｔｏｎ／ｃｍ
”程度の加圧力とするのが通常である。
程と同一のもので、鍛造型としては合金工具鋼製の鍛造
型とし、熱間鍛造時の加圧力としては、８ｔｏｎ／ｃｍ
”程度の加圧力とするのが通常である。
なお、熱間鍛造された後コネクティングロッドを必要に
応じて熱処理や機械加工を実施することができることは
いうまでもない。
応じて熱処理や機械加工を実施することができることは
いうまでもない。
また、本発明法において、コネクティングロッドの表面
にショットピーニング処理を実施するに当り、コネクテ
ィングロッドの大端部及び小端部の中心より端部側の両
側を把持して、このコネクティングロッドの破断荷重の
１０〜９５％の引張荷重を負荷した状態で、コネクティ
ングロッドの表面にショットピーニング処理（いわゆる
、ストレスピーニング処理）を実施するのは、引張荷重
を負荷した状態でショットピーニング処理することによ
って、コネクティングロッドにおいて最も要求強度の高
い本体Ｉ断面部及び本体Ｉ断面部と大端部もしくは小端
部との連結部に対し、疲労強度向上に有効なコネクティ
ングロッドの長手方向の圧縮残留応力を、従来のショッ
トピーニング処理に比較して、はるかに高く付与するこ
とができるからである。
にショットピーニング処理を実施するに当り、コネクテ
ィングロッドの大端部及び小端部の中心より端部側の両
側を把持して、このコネクティングロッドの破断荷重の
１０〜９５％の引張荷重を負荷した状態で、コネクティ
ングロッドの表面にショットピーニング処理（いわゆる
、ストレスピーニング処理）を実施するのは、引張荷重
を負荷した状態でショットピーニング処理することによ
って、コネクティングロッドにおいて最も要求強度の高
い本体Ｉ断面部及び本体Ｉ断面部と大端部もしくは小端
部との連結部に対し、疲労強度向上に有効なコネクティ
ングロッドの長手方向の圧縮残留応力を、従来のショッ
トピーニング処理に比較して、はるかに高く付与するこ
とができるからである。
以下、添付図面に基づいて、本発明の１実施例を説明す
る。
る。
この実施例においては、自動車用エンジンに使用するコ
ネクティングロッド１を例として詳しく説明する。
ネクティングロッド１を例として詳しく説明する。
図は、焼結鍛造法により製造したコネクティングロッド
１に、本発明法によるショットピーニング処理を実施し
ている１例を示している。
１に、本発明法によるショットピーニング処理を実施し
ている１例を示している。
この実施例においては、−８０メソシユのアトマイズ純
鉄粉に、−２００メソシユの電解銅粉及び鱗片状黒鉛粉
末を添加して、重量比率にて、０゜６％Ｇｒ−２％Ｃｕ
−Ｂａ１Ｆｅの組成となるように配合した後、潤滑剤と
してのステアリン酸亜鉛粉末を混合粉末全体の０．６％
添加して３０分間混粉し、ついで、５ ｔｏｎ ／ ｃ
ｍ ’の加圧力にて圧粉成形し、次に、吸熱型ガス中で
１１５０°Ｃ×１０分間の加熱焼結し、直ちに、８ ｔ
ｏｎ ／ ｃｍ ２の加圧力にて熱間鍛造した後空冷す
ることにより、図に示すような、０．５５％Ｃ−２％Ｃ
ｕ−Ｂａ１Ｆｅからなる組成の焼結鍛造コネクティング
ロッドを製造した。
鉄粉に、−２００メソシユの電解銅粉及び鱗片状黒鉛粉
末を添加して、重量比率にて、０゜６％Ｇｒ−２％Ｃｕ
−Ｂａ１Ｆｅの組成となるように配合した後、潤滑剤と
してのステアリン酸亜鉛粉末を混合粉末全体の０．６％
添加して３０分間混粉し、ついで、５ ｔｏｎ ／ ｃ
ｍ ’の加圧力にて圧粉成形し、次に、吸熱型ガス中で
１１５０°Ｃ×１０分間の加熱焼結し、直ちに、８ ｔ
ｏｎ ／ ｃｍ ２の加圧力にて熱間鍛造した後空冷す
ることにより、図に示すような、０．５５％Ｃ−２％Ｃ
ｕ−Ｂａ１Ｆｅからなる組成の焼結鍛造コネクティング
ロッドを製造した。
その後、図に示すように、コネクティングロッドを、コ
ネクティングロッドの大端部及び小端部の中心より端部
側の両側を把持して、このコネクティングロッドの引張
破断荷重の５０％の引張荷重を矢印Ｐに示す方向に負荷
した状態で、ハンガーブラスト装置を用いてコネクティ
ングロッド表面のショットピーニング処理を実施した。
ネクティングロッドの大端部及び小端部の中心より端部
側の両側を把持して、このコネクティングロッドの引張
破断荷重の５０％の引張荷重を矢印Ｐに示す方向に負荷
した状態で、ハンガーブラスト装置を用いてコネクティ
ングロッド表面のショットピーニング処理を実施した。
なお、ショットピーニング処理条件は、平均粒径がφｌ
、 ４ ｍｍの鋼球ショツト粒子を用いて１０分間実施
し、この時のアークハイトはＱ、３ 鶴であった。
、 ４ ｍｍの鋼球ショツト粒子を用いて１０分間実施
し、この時のアークハイトはＱ、３ 鶴であった。
本発明法によりショットピーニング処理を実施したコネ
クティングロッド１の、「表面硬さ」。
クティングロッド１の、「表面硬さ」。
「圧縮残留応力」、「疲労強度ｊをまとめて下表に示す
。
。
なお、「圧縮残留応力」は、Ｘ線残留応力測定法により
、図において焼結鍛造コネクティングロッド１のＡ点に
おける、コネクティングロッド１の長手方向の残留応力
を測定した結果である。
、図において焼結鍛造コネクティングロッド１のＡ点に
おける、コネクティングロッド１の長手方向の残留応力
を測定した結果である。
また、下表には、比較のために上述した実施例とともに
、コネクティングロッド１を従来法によリショットピー
ニング処理を実施したコネクティングロッドの「表面硬
さ」、「圧縮残留応力」。
、コネクティングロッド１を従来法によリショットピー
ニング処理を実施したコネクティングロッドの「表面硬
さ」、「圧縮残留応力」。
「疲労強度」を従来品として、併せて示している。
表
上表から明らかなように、本発明法によりショットピー
ニング処理を実施した焼結鍛造コネクティングロッド１
における「表面硬さ」は、従来法によりショットピーニ
ング処理を実施したコネクティングロッドと殆ど同等で
あるが、［圧縮残留応力］は約７０％向上し、「疲労強
度」は１８Ｘｇ／ｍｍ２から２５ Ｋｇ／ ｍｍ ２と
約１，５倍向上していることが理解される。
ニング処理を実施した焼結鍛造コネクティングロッド１
における「表面硬さ」は、従来法によりショットピーニ
ング処理を実施したコネクティングロッドと殆ど同等で
あるが、［圧縮残留応力］は約７０％向上し、「疲労強
度」は１８Ｘｇ／ｍｍ２から２５ Ｋｇ／ ｍｍ ２と
約１，５倍向上していることが理解される。
以上により明らかなように、本発明にかかるコネクティ
ングロッドの強度向上方法によれば、コネクティングロ
ッドにおける、特にコネクティングロッドの本体Ｉ断面
部及び本体Ｉ断面部と大端部もしくは小端部との連結部
の表面に大きな圧縮残留応力を付与することにより、コ
ネクティングロッドの強度、とりわけ、疲労強度を向上
することによって、もって、コネクティングロッドの重
量軽減を図ることができる利点がある。
ングロッドの強度向上方法によれば、コネクティングロ
ッドにおける、特にコネクティングロッドの本体Ｉ断面
部及び本体Ｉ断面部と大端部もしくは小端部との連結部
の表面に大きな圧縮残留応力を付与することにより、コ
ネクティングロッドの強度、とりわけ、疲労強度を向上
することによって、もって、コネクティングロッドの重
量軽減を図ることができる利点がある。
図である。
ｉ −−−−−コネクティングロッド。
１ａ−−−−一大端部。
１ｂ−−−−−一本体Ｉ断面部。
１ｃ−−−−−・小端部。
２ａ、 ２ｂ−−−−−一引張荷重負荷用治具。
３−−−一−−ショット粒子。
Ａ −−−−−一残留応力測定部位。
Ｐ −−−−−−引張荷重方向。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、粉末冶金用金属粉末原料の焼結鍛造法、鋼素材の熱
間鍛造法等の金属部材成形手段により製造されたコネク
ティングロッドの表面に、ショットピーニング処理を実
施することによるコネクティングロッドの強度向上方法
であって、 コネクティングロッドの大端部及び小端部の中心より端
部側を両側から把持して、該コネクティングロッドの長
手方向に対する破断荷重の、１０〜９５％の引張荷重を
負荷した状態で、コネクティングロッドの表面にショッ
トピーニング処理を実施することを特徴とするコネクテ
ィングロッドの強度向上方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17724184A JPS6156232A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | コネクテイングロツドの強度向上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17724184A JPS6156232A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | コネクテイングロツドの強度向上方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6156232A true JPS6156232A (ja) | 1986-03-20 |
Family
ID=16027615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17724184A Pending JPS6156232A (ja) | 1984-08-24 | 1984-08-24 | コネクテイングロツドの強度向上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6156232A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009522515A (ja) * | 2005-12-29 | 2009-06-11 | ホガナス アクチボラゲット | 軸受ハウジング |
-
1984
- 1984-08-24 JP JP17724184A patent/JPS6156232A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009522515A (ja) * | 2005-12-29 | 2009-06-11 | ホガナス アクチボラゲット | 軸受ハウジング |
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