(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
頭部と、該頭部の下方に延出された中空筒状の脚部からなる打ち込みリベットであって、Ｃ：０．１〜０．２％、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｎｉ：１．０〜２．５％、Ｃｒ：１２．０〜１４．０％、Ｍｏ：１．８〜２．３％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金鋼からなる線材を冷間圧造した後、窒素減圧雰囲気下での焼き入れ処理と、大気圧下での焼き戻し処理が施され、その後に不動態化処理が施されてなることを特徴とする打ち込みリベット。
【請求項２】
頭部と、該頭部の下方に延出された中空筒状の脚部からなる打ち込みリベットの製造方法であって、Ｃ：０．１〜０．２％、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｎｉ：１．０〜２．５％、Ｃｒ：１２．０〜１４．０％、Ｍｏ：１．８〜２．３％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金鋼からなる線材を冷間圧造することにより所望形状のリベットを得た後に、窒素減圧雰囲気下にて焼き入れ処理を施し、窒素冷却後に大気圧下にて焼き戻し処理を施し、その後に不動態化処理を施すことを特徴とする打ち込みリベットの製造方法。
【請求項３】
前記焼き入れ処理条件が、窒素圧：０．１ａｔｍ未満、温度：１０５０〜１１５０℃、時間：５〜１５分であり、焼き戻し処理条件が、大気圧：１ａｔｍ、温度：２００〜２４０℃、時間：２〜３時間であることを特徴とする請求項２記載の打ち込みリベットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は打ち込みリベット及びその製造方法に係り、その目的は靱性及び硬度が高く、板厚の厚い部材を締結することが可能であって、しかも耐食性に優れ、メッキ処理が不要である打ち込みリベット及びその製造方法を提供することにある。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アルミニウム板やＳＵＳ板を締結するための打ち込みリベットは、ＳＵＳＸＭ７やＳＵＳ３８５等の高耐食性の素材からなるものが使用されていた。
しかしながら、これらの素材からなるリベットは強度（耐力）が低いために厚みの薄い板にしか打ち込むことができず、厚い板に打ち込もうとすると板厚に不釣り合いな径の大きな打ち込みリベットが必要となり、この場合には打ち込まれた板が大きく歪んでしまうという問題があった。
そこで、リベットの強度を向上させるために、ＳＵＳ４１０やＳＵＳ４２０等の素材に熱処理を施して使用する場合もあるが、この場合にはリベットが錆びやすくなるという問題があった。勿論、耐食性を向上させるためにメッキ処理を行うことも可能ではあるが、打ち込みの際にメッキが剥がれやすく、また使用中に剥がれる可能性もあり、この場合メッキが剥がれた部分から錆が発生してしまうという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記した実情に鑑みて鋭意研究した結果、特定の元素を特定の割合で含有したステレンレス鋼を材料として使用し、特定の条件下で熱処理を行うことによって、Ｓ３５Ｃ、ＳＣＭ４３５、ＳＣＭ４４０等の炭素鋼や合金鋼と同等またはそれ以上の強度と、ＳＵＳ４１０、ＳＵＳ４２０等の表面処理品よりも優れ、ＳＵＳ３０４と同等以上の耐食性と、これらの素材よりも格段に優れた靱性を備えた打ち込みリベットが得られることを見い出し、本発明の完成に至った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、請求項１記載の発明は、頭部と、該頭部の下方に延出された中空筒状の脚部からなる打ち込みリベットであって、Ｃ：０．１〜０．２％、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｎｉ：１．０〜２．５％、Ｃｒ：１２．０〜１４．０％、Ｍｏ：１．８〜２．３％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金鋼からなる線材を冷間圧造した後、窒素減圧雰囲気下での焼き入れ処理と、大気圧下での焼き戻し処理が施され、その後に不動態化処理が施されてなることを特徴とする打ち込みリベットに関する。
【０００５】
請求項２記載の発明は、頭部と、該頭部の下方に延出された中空筒状の脚部からなる打ち込みリベットの製造方法であって、Ｃ：０．１〜０．２％、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｎｉ：１．０〜２．５％、Ｃｒ：１２．０〜１４．０％、Ｍｏ：１．８〜２．３％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金鋼からなる線材を冷間圧造することにより所望形状のリベットを得た後に、窒素減圧雰囲気下にて焼き入れ処理を施し、窒素冷却後に大気圧下にて焼き戻し処理を施し、その後に不動態化処理を施すことを特徴とする打ち込みリベットの製造方法に関する。
【０００６】
請求項３記載の発明は、前記焼き入れ処理条件が、窒素圧：０．１ａｔｍ未満、温度：１０５０〜１１５０℃、時間：５〜１５分であり、焼き戻し処理条件が、大気圧：１ａｔｍ、温度：２００〜２４０℃、時間：２〜３時間であることを特徴とする請求項２記載の打ち込みリベットの製造方法に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る打ち込みリベット及びその製造方法について、図面を参照しつつ説明する。
本発明に係る打ち込みリベット（１）は、図１に示す如く、頭部（２）と、該頭部（２）の下方に延出された脚部（３）とから構成されるものであり、脚部（３）の先端から中途部までには中心穴（３１）が形成されて中空筒状とされており、かしめ締結時においてはこの部分がかしめ部として作用する。
図２は本発明に係る打ち込みリベット（１）を使用して２枚の被締結部材（４），（５）をかしめ締結した状態を示す図であり、脚部（３）を被締結部材（４），（５）に貫通させて脚部（３）をカールさせることによって、２枚の被締結部材（４），（５）が締結される。
但し、本発明に係る打ち込みリベットは、その材料及び製造方法に特徴を有するものであって、その形状は図示例に限定されるものではなく、頭部の形状、脚部の径、長さ、中心穴深さ等については、従来より使用されている種々の打ち込みリベットの形状を適宜採用することが可能である。
【０００８】
本発明に係る打ち込みリベットは、必須成分として、Ｃ：０．１〜０．２％、Ｎｉ：１．０〜２．５％、Ｃｒ：１２．０〜１４．０％、Ｍｏ：１．８〜２．３％、Ｎ：０．０５〜０．１５％、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓｉ：１．０％以下を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるステンレス鋼からなる線材を冷間圧造して得られる。
これら必須成分として配合される元素のうち、ニッケル（Ｎｉ）は耐食性を向上させ、クロム（Ｃｒ）は耐食性を向上させるとともに靱性を高め、モリブデン（Ｍｏ）は冷間加工性を良好なものとし、窒素（Ｎ）は硬度及び耐食性を高める役割を果たしている。
【０００９】
上記組成からなるステンレス鋼は、ＳＵＳ３０４よりも優れた耐食性と、ＳＵＳ３０４と同等以上の伸線性、圧造性を有するとともに、マルテンサイト組織を呈し、焼き入れ硬化性が非常に高いという特性を備えている。
【００１０】
本発明に係る打ち込みリベットは、上記組成からなるマルテンサイト系ステンレス鋼を材料として製造されるものであり、以下その製造方法を図３のフローチャートに基づいて説明する。
先ず、上記組成からなるマルテンサイト系ステンレス鋼線を伸線加工し、次いで冷間圧造によって打ち込みリベットとしての形状に加工する。
そして、得られた打ち込みリベットを、窒素雰囲気下にて焼き入れし、窒素冷却した後に大気圧雰囲気下（空気雰囲気）にて焼き戻し処理を施す。
【００１１】
この焼き入れ・焼き戻し処理の条件は、焼き入れ処理条件が、窒素圧：０．１ａｔｍ未満、温度：１０５０〜１１５０℃、時間：５〜１５分とされ、焼き戻し処理条件が、大気圧：１ａｔｍ、温度：２００〜２４０℃、時間：２〜３時間とされる。
ここで、焼き入れ処理を０．１ａｔｍ未満の窒素減圧雰囲気下で行うのは、クロム（Ｃｒ）の分解流出を防止するためであり、焼き入れ条件を１０５０〜１１５０℃×５〜１５分とするのは、表面窒化をできるだけ防ぎ、硬度ＨＲＣ５３以上を得るためである。尚、窒素圧は好ましくは０．０５ａｔｍ以下とされる。
また、焼き戻し条件を２００〜２４０℃×２〜３時間とするのは、リベットの靱性をより持たせ且つ硬度ＨＲＣ４９以上とするためである。
【００１２】
具体的な条件値としては、焼き入れ処理を０．０５ａｔｍの窒素雰囲気下で１１５０℃×１０分、焼き戻し処理を大気圧下で２２０℃×３時間という条件を例示することができ、この条件にて処理された打ち込みリベットはＨｖ５４０の硬度を有するものとなる。
【００１３】
上記した焼き入れ・焼き戻し処理の後、バレル研磨を行って表面を滑らかにし、次いで不動態化処理を行う。
不動態化処理の方法としては、バレル研磨後のリベットを濃硝酸溶液に数分間程度浸漬させる方法を例示させることができるが、特にこの方法に限定されない。
本発明に係る打ち込みリベットは、このように不動態化処理を行うことによって表面に酸化膜が形成されるので、従来のリベットのようにメッキ処理を行わずとも非常に優れた耐食性を有することとなる。従って、水素脆性の危険性が皆無であり、メッキ費を削減することもできる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明に係る打ち込みリベットの実施例及び比較例を示すことにより、本発明の効果をより明確にする。但し、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。
（実施例リベットの製造）
表１に示す成分を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるマルテンサイト系ステレンレス鋼を材料とし、図３に示す加工工程から最終の不動態化処理を省いた工程により打ち込みリベットを製造した。
尚、焼き入れ処理は０．０５ａｔｍの窒素雰囲気下で１１５０℃×１０分、焼き戻し処理は大気圧下で２２０℃×３時間の条件下で行った。
【表１】
0003572350.tif 000002
【００１５】
（比較例リベットの製造）
Ｃ：０．３２〜０．３８％、Ｍｎ：０．６０〜０．９０％、Ｓｉ：０．１０〜０．３５％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなるＳ３５Ｃ材からなる線材を使用して、図４に示す加工工程によって実施例と同一形状の打ち込みリベットを製造した。
【００１６】
（比較試験）
実施例及び比較例の打ち込みリベットについて、かしめ許容板厚、硬度、耐食性、冷間圧造性、締結強度、靱性について比較した。結果を表２に示す。尚、実施例及び比較例の打ち込みリベットの軸径は共にφ４ｍｍである。
【表２】
0003572350.tif 000003
【００１７】
かしめ許容板厚は締結可能な被締結部材（ＳＳ４００の板材）の厚さで評価し、硬度はビッカース硬度計にてリベットの脚部表面の中心位置（図１の横向き矢印で示す位置）を測定した。
耐食性は塩水噴霧試験（ＪＩＳ  Ｚ  ２３７１）にて評価し、冷間圧造性は冷間圧造の容易性により評価した。
締結強度は締結された２枚の被締結部材（ＳＳ４００，厚み１．６ｍｍ×２枚）を分離するための引張強度及び剪断強度を測定し、靱性はかしめ締結時においてクラックが発生しないカール径（図２のＲ寸法）を測定した。
【００１８】
表２の結果から、本発明に係る打ち込みリベットは比較例のものと比べて、かしめ許容板厚の範囲が広く、締結強度（引張強度及び剪断強度）が高いことが分かる。
これは、本発明に係る打ち込みリベットは靱性が高いためにカール径を大きくすることができるためであり、これによってかしめ許容板厚の範囲が広くなり、締結強度（引張強度及び剪断強度）も高くなるといえる。
また、本発明に係る打ち込みリベットは耐食性においても優れており、不動態化処理を施すことによって更に耐食性を向上させることができる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る打ち込みリベット及びその製造方法によれば、Ｃ：０．１〜０．２％、Ｍｎ：１．０％以下、Ｓｉ：１．０％以下、Ｎｉ：１．０〜２．５％、Ｃｒ：１２．０〜１４．０％、Ｍｏ：１．８〜２．３％、Ｎ：０．０５〜０．１５％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる合金鋼からなる線材を冷間圧造して打ち込みリベットを製造するので、耐食性、強度、靱性に優れた打ち込みリベットを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る打ち込みリベットの一部切欠き正面図である。
【図２】本発明に係る打ち込みリベットを使用して２枚の被締結部材をかしめ締結した状態を示す図である。
【図３】本発明に係る打ち込みリベットの製造方法を示すフローチャート図である。
【図４】比較例に係る打ち込みリベットの製造方法を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１      打ち込みリベット
２      頭部
３      脚部
【図１】
0003572350.tif 000004
【図２】
0003572350.tif 000005
【図３】
0003572350.tif 000006
【図４】
0003572350.tif 000007