(57)【要約】【課題】例えば、ＪＩＳで定められた標準規格の鋼材を使用して鍛造し、素形材の厚さが３〜６ｍｍの薄肉の場合でも、硬度を確保するために必要な微細で均一な組織を得ることが可能で、同時に、その後の冷却時の変態による変形を防止することができる鍛造部材の製造方法を提供すること。【解決手段】（１）鋼材を加熱温度１０５０〜１３００℃に加熱する工程と、（２）前記加熱した鋼材を９００℃以上の加熱温度の範囲で圧下率１０〜９０％の鍛造を行い、厚さ３〜６ｍｍの素形材１を得る成形工程と、（３）前記素形材１を、鍛造後直ちに、素形材１を複数の支持点で支持する載置冶具３上に載置し、１．４〜２．４℃／秒の速度で冷却して、素形材１の自重で冷却中の素形材１の変形を抑えながら微細組織を得る冷却工程とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）鋼材を加熱温度１０５０〜１３００℃に加熱する工程と、
（２）前記加熱した鋼材を９００℃以上の加熱温度の範囲で圧下率１０〜９０％の鍛造を行い、厚さ３〜６ｍｍの素形材を得る成形工程と、
（３）前記素形材を、鍛造後直ちに、素形材を複数の支持点で支持する載置冶具上に載置し、１．４〜２．４℃／秒の速度で冷却して、素形材の自重で冷却中の素形材の変形を抑えながら微細組織を得る冷却工程と
を備えたことを特徴とする鍛造部材の製造方法。
【請求項２】
前記冷却工程は、押圧冶具で載置冶具上に載置した素形材を複数の押圧点で押圧するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の鍛造部材の製造方法。
【請求項３】
前記鋼材は、構造用工具鋼（ＳＣ材）、クロム鋼（ＳＣＲ材）、クロムモリブデン鋼又はニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ材）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の鍛造部材の製造方法。
【請求項４】
前記鍛造部材は、自動車変速機に使用される部材である請求項１、２又は３に記載の鍛造部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用の構造部材等に使用される鍛造部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼製の薄肉部材の成形は、プレス加工を適用して冷間で成形する方法が広く採用されているが、成形後、調質等の熱処理する場合、歪が発生しやすいという問題が存在する。
このため、所定の温度に加熱された薄肉の鋼板を金型で押圧することにより、鋼板に熱間加工を行うと同時に、金型と鋼板の接触による冷却を利用して鋼板の熱処理（焼き入れ）を行うダイクエンチ法が適用されている。
このダイクエンチ法は、例えば、特許文献１に開示されているように、
（１）金属板ブランクの相対する両端部の各々２個所以上に電極を取り付け、
（２）相対する電極間に通電し、かつ、通電量を電極毎に調整して異形ブランクを均一に加熱した後、
（３）熱間プレスし、特定条件でダイクエンチする、金属板の熱間プレス方法
であるが、この方法は、あくまで鋼板に限って適用される方法で、所定の肉厚を有する鍛造部材に同様にダイクエンチ法を適用しても十分な焼き入れ効果が発揮されないことが分かっている。
【０００３】
一方、厚みの一定でない複雑形状の部材を成形する方法として、熱間鍛造成形方法がある。
この熱間鍛造成形方法は、例えば、特許文献２に開示されているように、
（１）所定の成分を有する鋼材を加熱温度１０５０〜１３００℃に加熱する工程と、
（２）前記加熱した鋼材を９００℃以上の加熱温度の範囲で圧下率１０〜９０％の鍛造を行い、直ちに２０℃／秒以上の冷却速度で焼き入れを行う工程と、
（３）その後、４００℃〜Ａｃ１点の温度範囲で焼き戻しを行う工程と、を備えた熱間鍛造品の製造方法
であるが、この方法は、鍛造した後、焼き入れ焼き戻しを熱処理炉で行う必要があり、工程が増加し、コストを増加させるという問題が存在する。
【０００４】
このため、鋼材の成分として、Ｖ（バナジウム）等の合金元素を添加し、鋼中に炭化物として析出させ、必要な強度を得る方法がある。
この方法は、例えば、特許文献３に開示されているように、
特定割合のＣ、Ｍｎ、Ｐ及びＮに加えて、さらにＶ、Ｔｉ及びＮｂのうちの１種以上を含有させるか、特定割合のＣ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｖ及びＢに加えて、さらにＮｉ、Ｃｕ及びＭｏのうちの１種以上を含有させた鋼材を熱間圧延して、ＪＩＳオーステナイト結晶番号が特定範囲に調整された鋼を製造した後、この鋼に加熱温度、昇温速度、加熱保持時間を規制した熱間鍛造を施すことによってフェライト・パーライト主体の組織とする、非調質高強度鋼靭性熱間鍛造部品の製造方法
であるが、この方法は、材料コストを増加させるという問題が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２４８５２５号公報
【特許文献２】特開平０６−２１２３４７号公報
【特許文献３】特開平０８−１２０３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の鋼材の成形方法の有する問題点に鑑み、例えば、ＪＩＳで定められた標準規格の鋼材を使用して鍛造し、素形材の厚さが３〜６ｍｍの薄肉の場合でも、硬度を確保するために必要な微細で均一な組織を得ることが可能で、同時に、その後の冷却時の変態による変形を防止することができる鍛造部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の鍛造部材の製造方法は、
（１）鋼材を加熱温度１０５０〜１３００℃に加熱する工程と、
（２）前記加熱した鋼材を９００℃以上の加熱温度の範囲で圧下率１０〜９０％の鍛造を行い、厚さ３〜６ｍｍの素形材を得る成形工程と、
（３）前記素形材を、鍛造後直ちに、素形材を複数の支持点で支持する載置冶具上に載置し、１．４〜２．４℃／秒の速度で冷却して、素形材の自重で冷却中の素形材の変形を抑えながら微細組織を得る冷却工程と
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この場合において、前記冷却工程は、押圧冶具で載置冶具上に載置した素形材を複数の押圧点で押圧するようにすることができる。
【０００９】
また、前記鋼材には、構造用工具鋼（ＳＣ材）、クロム鋼（ＳＣＲ材）、クロムモリブデン鋼又はニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ材）を用いることができる。
【００１０】
また、前記鍛造部材は、自動車変速機に使用される部材とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の鍛造部材の製造方法によれば、例えば、ＪＩＳで定められた標準規格の鋼材、すなわち、追加の合金成分を添加していない鋼材を使用して、鍛造し、素形材の厚さが３〜６ｍｍの薄肉の場合でも、硬度を確保するために必要な微細で均一なフェライト・パーライト組織を得ることが可能で、同時に、その後の冷却時の変態や熱収縮による変形を抑制することができ、併せて、要求される強度の鍛造部材を低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の鍛造部材の製造方法によって製造される鍛造部材（素形材）の一例を示す説明図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面断面図である。
【図２】同鍛造部材の製造方法のＣＣＴ曲線の一例を示す。
【図３】同鍛造部材の製造方法に用いる載置冶具の一例を示す説明図である。
【図４】同鍛造部材の製造方法に用いる載置冶具及び押圧冶具の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の鍛造部材の製造方法の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
ここで、以下に説明する実施の形態の図は、適宜簡略化あるいは変形誇張されて描画されており、各部の寸法比、形状等は、必ずしも正確ではない。
【００１４】
ところで、本発明の鍛造部材の製造方法は、図１に示すような、自動車用の構造部材、例えば、自動車変速機用の構造部材等に使用される、全体が又は部分的に、厚さ３〜６ｍｍの薄肉部のある鍛造部材の製造方法に係るものである。
【００１５】
そして、この鍛造部材の製造方法は、具体的には、
（１）鋼材を加熱温度１０５０〜１３００℃に加熱する工程と、
（２）前記加熱した鋼材を９００℃以上の加熱温度の範囲で圧下率１０〜９０％の鍛造を行い、厚さ３〜６ｍｍの素形材１を得る成形工程と、
（３）前記素形材１を、鍛造後直ちに、素形材１を複数の支持点で支持する載置冶具３上に載置し、１．４〜２．４℃／秒の速度で冷却して、素形材１の自重で冷却中の素形材１の変形を抑えながら微細組織を得る冷却工程と
を備えている。
ここで、素形材１は、円形材や矩形材等、任意の形状のものを対象とすることができるが、好適には、円形材に換算して最大径寸法が４００ｍｍ、好ましくは、３００ｍｍ、より好ましくは、２５０ｍｍ程度の大きさのものを対象とすることができる。
また、上記（３）の冷却工程における冷却速度において、１．４℃／秒は、放冷（空気中に放置）したときの冷却速度を、２．４℃／秒は、衝風冷却（ファンを使って冷却）したときの冷却速度を意味する。
【００１６】
この場合において、冷却工程において使用される載置冶具３は、図３に示すように、素形材１を複数の支持点で支持することができるように、ベースプレート３１に複数のピン形状の支持部材３２、特に限定されるものではないが、本実施例においては、２つの同心円上に等角度間隔（例えば、９０°間隔）に配設した合計８本のボルトを配設したものからなり、素形材１の自重で冷却中の素形材１の変形を抑えるようにしている。
【００１７】
さらに、図４に示すように、冷却工程において、素形材１を載置冶具３によって複数の支持点で支持することに加えて、押圧冶具４で載置冶具３上に載置した素形材１を複数の押圧点で押圧するようにすることもできる。
この押圧冶具４は、素形材１を複数の押圧点で押圧することができるように、ベースプレート４１に複数のピン形状の押圧部材４２、特に限定されるものではないが、本実施例においては、２つの同心円上に等角度間隔（例えば、９０°間隔）に配設した合計８本のボルトを配設したものからなり、素形材１に押圧力を加えて冷却中の素形材１の変形を抑えるようにしている。
なお、載置冶具３の支持点の位置と、押圧冶具４の押圧点の位置は、本実施例で示すように、一致させるほか、位置をずらせるようにすることもできる。
【００１８】
本発明の鍛造部材の製造方法には、ＪＩＳで定められた標準規格の鋼材、すなわち、追加の合金成分を添加していない鋼材、より具体的には、構造用工具鋼（ＳＣ材）、クロム鋼（ＳＣＲ材）、クロムモリブデン鋼又はニッケルクロムモリブデン鋼（ＳＮＣＭ材）を使用することができる。
【００１９】
この鍛造部材の製造方法のＣＣＴ曲線の一例を図２（符号２が本発明に係る鍛造部材（素形材）（Ｓ４５Ｃ）の該当曲線。）に示す。
【００２０】
この鍛造部材の製造方法を、各種構造用工具鋼（ＳＣ材）を用いて行った結果（本発明に係る鍛造部材（素形材）の内部硬度。）を、表１に示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
以上、本発明の鍛造部材の製造方法について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の鍛造部材の製造方法は、例えば、ＪＩＳで定められた標準規格の鋼材を使用して鍛造し、素形材の厚さが３〜６ｍｍの薄肉の場合でも、硬度を確保するために必要な微細で均一な組織を得ることが可能で、同時に、その後の冷却時の変態による変形を防止することができるという特性を有していることから、自動車用の構造部材等に使用される薄肉の鍛造部材の製造方法の用途に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  鍛造部材（素形材）
２  鍛造部材（素形材）の該当曲線
３  載置冶具
３１  ベースプレート
３２  支持部材
４  押圧冶具
４１  ベースプレート
４２  押圧部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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