曲拐的鍛造方法、曲拐的制造方法以及曲拐的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及曲拐的鍛造方法、曲拐的制造方法以及曲拐。
【背景技術(shù)】
[0002] 通過(guò)將鍛造用鋼材鍛造成被稱作曲拐和曲柄軸頸的部件，并對(duì)上述部件進(jìn)行熱裝 結(jié)合，由此來(lái)制造船舶用等組裝型的大型曲軸。因此，要求曲拐在圓角部附近具有高疲勞強(qiáng) 度。
[0003] 通過(guò)不間斷地連續(xù)形成金屬流動(dòng)以及在圓角部附近不存在鋼塊內(nèi)部的不健全區(qū) 域即重影部，由此能夠提高圓角部附近的疲勞強(qiáng)度。
[0004] 對(duì)此，日本特開2003-88933號(hào)公報(bào)提出了一種曲軸的鍛造方法，其中，在鍛造的 同時(shí)對(duì)圓角部進(jìn)行加工，由此形成沿著圓角形狀的金屬流動(dòng)。在該曲軸的鍛造方法中，認(rèn)為 是通過(guò)在鍛造的同時(shí)加工圓角部而能夠防止偏析多的鋼塊中心部靠近產(chǎn)品表面，能夠抑制 重影部存在于圓角部附近。
[0005] 但是，上述現(xiàn)有的曲軸的鍛造方法是一體地鍛造成型曲軸，而難以應(yīng)用于組裝型 的大型曲軸。
[0006] 與此相對(duì)，一直以來(lái)使用減小澆注時(shí)的冷卻速度差而抑制產(chǎn)生重影部的方法。但 是，在該現(xiàn)有方法中，為了減小澆注時(shí)的冷卻速度差而需要使用小型的鋼塊（例如20t以 下），因此受到鋼塊的大小的制約而難以制造組裝型的大型的曲拐。此外，在制造具有尚疲 勞強(qiáng)度的曲拐的情況下，在現(xiàn)有的方法中，無(wú)法從一個(gè)鋼塊制造多個(gè)曲拐，因此生產(chǎn)效率較 低。
[0007] 在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2003-88933號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明是基于上述情況而完成的，其目的在于提供能夠提高曲拐的疲勞強(qiáng)度且生 產(chǎn)率高的曲拐的鍛造方法、曲拐的制造方法以及曲拐。
[0011] 解決方案
[0012] 為了解決上述課題而完成的發(fā)明是一種曲拐的鍛造方法，其通過(guò)鋼塊的模鍛來(lái)形 成組裝型曲軸用的曲拐，其特征在于，所述曲拐的鍛造方法包括：對(duì)從鋼塊提取出的預(yù)制件 內(nèi)部的不健全區(qū)域即重影部的位置和對(duì)該預(yù)制件進(jìn)行模鍛而成的曲拐內(nèi)部的重影部的位 置進(jìn)行測(cè)量的工序；基于上述測(cè)量結(jié)果來(lái)求出根據(jù)模鍛前的預(yù)制件內(nèi)部的位置或者鋼塊內(nèi) 部的位置而求得對(duì)應(yīng)的模鍛后的曲拐內(nèi)部的位置的關(guān)系，基于該關(guān)系，根據(jù)模鍛前的預(yù)制 件內(nèi)部的重影部的位置來(lái)推斷模鍛后的曲拐內(nèi)部的重影部的位置的工序；以及基于上述模 鍛后的曲拐內(nèi)部的重影部的推斷位置，確定鋼塊的大小、鋼塊的形狀、從鋼塊提取預(yù)制件的 位置以及預(yù)制件的鍛造方法以便避免將重影部配置在模鍛后的曲拐的圓角部附近的工序。
[0013] 該曲拐的鍛造方法基于重影部的位置測(cè)量工序的測(cè)量結(jié)果來(lái)求出根據(jù)模鍛前的 預(yù)制件內(nèi)部的位置或者鋼塊內(nèi)部的位置而求得對(duì)應(yīng)的模鍛后的曲拐內(nèi)部的位置的關(guān)系，基 于該關(guān)系，根據(jù)模鍛前的預(yù)制件內(nèi)部的重影部的位置來(lái)推斷模鍛后的曲拐內(nèi)部的重影部的 位置。由此，該曲拐的鍛造方法能夠高精度地推斷模鍛后的曲拐內(nèi)部的重影部的位置，能夠 從鋼塊中提取可鍛造出疲勞強(qiáng)度優(yōu)異的曲拐的預(yù)制件，并且能夠選擇適當(dāng)?shù)腻懺旆椒?。?外，通過(guò)該曲拐的鍛造方法而獲得的曲拐能夠防止重影部配置在圓角部附近，因此疲勞強(qiáng) 度優(yōu)異。另外，該曲拐的鍛造方法無(wú)需抑制澆注時(shí)的冷卻速度差，因此能夠使用大型的鋼塊 來(lái)鍛造疲勞強(qiáng)度優(yōu)異的曲拐，其結(jié)果是，生產(chǎn)率提高。
[0014] 在將與臂的長(zhǎng)邊方向?qū)?yīng)的預(yù)制件的長(zhǎng)度設(shè)為Htl(Him)、將該預(yù)制件的模鍛后的臂 的長(zhǎng)邊方向上的長(zhǎng)度設(shè)為H1 (mm)、將模鍛后的銷軸的直徑設(shè)為D (mm)的情況下，優(yōu)選以滿足 下述式（1)以及式（2)的方式鍛造預(yù)制件。如此，通過(guò)設(shè)定上述預(yù)制件的長(zhǎng)度、上述長(zhǎng)邊方 向的長(zhǎng)度以及上述銷軸的直徑，能夠更可靠地避免將重影部配置在模鍛后的曲拐的圓角部 附近，從而能夠更可靠地確保曲拐的疲勞強(qiáng)度。
[0015] 1. 02<^/^<1, 25 · · · (1)
[0016] 0· 23〈0/氏〈0· 45 · · · (2)
[0017] 另外，為了解決上述課題而完成的另一發(fā)明是一種曲拐的制造方法，其包括：從一 個(gè)鋼塊提取多個(gè)預(yù)制件的工序；以及利用上述曲拐的鍛造方法而由上述多個(gè)預(yù)制件鍛造多 個(gè)曲拐的工序。
[0018] 該曲拐的制造方法使用該曲拐的鍛造方法，因此為了鍛造曲拐而能夠適當(dāng)?shù)赝茢?出從鋼塊提取的預(yù)制件的范圍，因此能夠鍛造疲勞強(qiáng)度優(yōu)異的曲拐，并且能夠從一個(gè)鋼塊 高效地提取多個(gè)預(yù)制件，生產(chǎn)率提高。
[0019] 另外，為了解決上述課題而完成的又一發(fā)明是通過(guò)該曲拐的制造方法而制造出的 曲拐。該曲拐通過(guò)該曲拐的制造方法來(lái)制造，因此在圓角部附近不存在重影部，因而具有優(yōu) 異的疲勞強(qiáng)度。
[0020] 需要說(shuō)明的是，"重影部"是指，在進(jìn)行了宏觀組織試驗(yàn)的情況下作為黑點(diǎn)顯現(xiàn)的 合金元素的富集區(qū)域，該宏觀組織試驗(yàn)可以依照J(rèn)IS_G0553(2012)來(lái)進(jìn)行。另外，在因鋼 種、尺寸而無(wú)法依照該規(guī)格的情況下，利用依照該規(guī)格的方法來(lái)進(jìn)行宏觀組織試驗(yàn)即可。另 外，"圓角部附近"是指，距離圓角部具有曲拐內(nèi)部方向上的規(guī)定厚度的區(qū)域，該規(guī)定厚度的 范圍可以是例如曲拐的1/2行程的1/100左右的距離，優(yōu)選為30mm以上。
[0021] 發(fā)明效果
[0022] 像以上說(shuō)明的那樣，本發(fā)明的曲拐的鍛造方法、曲拐的制造方法以及曲拐能夠提 高曲拐的疲勞強(qiáng)度，并且生產(chǎn)率高。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1中，（a)是示出用于說(shuō)明本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的曲拐的鍛造方法的鍛 造前的鋼塊的示意性主視圖，（b)是從鍛造圖1(a)的鋼塊而得到的棒料提取測(cè)量用預(yù)制件 的說(shuō)明圖，（c)是從圖1(b)的棒料提取出的預(yù)制件的示意性主視圖，（d)是從圖1(b)的棒 料提取出的預(yù)制件的模鍛后的曲拐的示意性主視圖。
[0024] 圖2中，（a)是模鍛前的預(yù)制件的示意性立體圖，（b)是圖2(a)的預(yù)制件的示意性 側(cè)視圖，（C)是沿著圖2(b)的預(yù)制件的A-A線的示意性剖視圖，（d)是模鍛后的曲拐的示意 性立體圖，（e)是圖2(d)的曲拐的示意性側(cè)視圖，（f)是沿著圖2(e)的曲拐的B-B線的示 意性剖視圖。
[0025] 圖3是示出模鍛前后的預(yù)制件內(nèi)部的位置變化的圖表。
[0026] 圖4中，（a)是曲拐的第一鍛造方法中的鋼塊的示意性主視圖，（b)是曲拐的第一 鍛造方法中的棒料的示意性立體圖，（c)是曲拐的第一鍛造方法中的預(yù)制件的示意性立體 圖，（d)是曲拐的第一鍛造方法中的壓縮后的預(yù)制件的示意性主視圖，（e)是示出將曲拐的 第一鍛造方法中的預(yù)制件插入到模具的狀態(tài)的示意性剖視圖，（f)是示出曲拐的第一鍛造 方法中的模鍛時(shí)的曲拐的示意性剖視圖。
[0027] 圖5中，（a)是曲拐的第二鍛造方法中的鋼塊的示意性主視圖，（b)是曲拐的第二 鍛造方法中的棒料的示意性立體圖，（c)是曲拐的第二鍛造方法中的預(yù)制件的示意性立體 圖，（d)是示出曲拐的第二鍛造方法中的將預(yù)制件插入到模具的狀態(tài)的示意性剖視圖，（e) 是示出曲拐的第二鍛造方法中的模鍛時(shí)的曲拐的示意性剖視圖。
[0028] 圖6是示出本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的曲拐的鍛造方法的流程的圖。
[0029] 圖7是示出重影部中的夾雜物的尺寸與疲勞強(qiáng)度比之間的關(guān)系的圖表。
[0030] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0031] 1 鋼塊
[0032] 2 棒料
[0033] 3預(yù)制件
[0034] 3a壓縮加工后的預(yù)制件
[0035] 4 曲拐
[0036] 5重影部
[0037] 6 銷軸
[0038] 7圓角部
[0039] 8 臂
[0040] 9金屬流動(dòng)
[0041] 10下部模具
[0042] 11上部模具
【具體實(shí)施方式】
[0043] 以下，對(duì)本發(fā)明所涉及的曲拐的鍛造方法、曲拐的制造方法以及曲拐的實(shí)施方式 進(jìn)行說(shuō)明。
[0044] 〔曲拐的鍛造方法〕
[0045] 該曲拐的鍛造方法是通過(guò)鋼塊的模鍛來(lái)形成組裝型曲軸用的曲拐的鍛造方法。該 曲拐的鍛造方法包括：對(duì)從鋼塊提取出的預(yù)制件內(nèi)部的不健全區(qū)域即重影部的位置以及對(duì) 該預(yù)制件進(jìn)行模鍛而成的曲拐內(nèi)部的重影部的位置進(jìn)行測(cè)量的工序（重影部測(cè)量工序）； 基于上述測(cè)量結(jié)果而求出根據(jù)模鍛前的預(yù)制件內(nèi)部的位置或者鋼塊內(nèi)部的位置來(lái)求得對(duì) 應(yīng)的模鍛后的曲拐內(nèi)部的位置的關(guān)系，基于該關(guān)系，根據(jù)模鍛前的預(yù)制件內(nèi)部的重影部的 位置來(lái)推斷模鍛后的曲拐內(nèi)部的重影部的位置的工序（重影部位置推斷工序）；基于上述 模鍛后的曲拐內(nèi)部的重影部的推斷位置，確定鋼塊的大小、鋼塊的形狀、從鋼塊提取預(yù)制件 的位置以及預(yù)制件的鍛造方法以便避免將重影部配置在模鍛后的曲拐的圓角部附近的工 序（鋼塊條件確定工序）；以及從具有在上述鋼塊條件確定工序中確定好的大小以及形狀 的鋼塊提取預(yù)制件，并使用在鋼塊條件確定工序中確定好的預(yù)制件的鍛造方法由預(yù)制件鍛 造曲拐的工序（鍛造工序）。
[0046] 〈重影部測(cè)量工序>
[0047] 在上述重影部測(cè)量工序