(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-07-10
(45)【発行日】2023-07-19
(54)【発明の名称】鍛造部材の製造方法
(51)【国際特許分類】
B21J 5/00 20060101AFI20230711BHJP
B24C 1/00 20060101ALI20230711BHJP
B24C 1/08 20060101ALI20230711BHJP
【ＦＩ】
B21J5/00 Z
B24C1/00 Z
B24C1/08
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2020138357
(22)【出願日】2020-08-19
(65)【公開番号】P2022034600
(43)【公開日】2022-03-04
【審査請求日】2022-07-28
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】593166462
【氏名又は名称】サムテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100143085
【弁理士】
【氏名又は名称】藤飯 章弘
(72)【発明者】
【氏名】阪口 直樹
(72)【発明者】
【氏名】高木 志文
(72)【発明者】
【氏名】西脇 秀晃
(72)【発明者】
【氏名】北浦 智大
【審査官】豊島 唯
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６３－２３０２４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－３２８０３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０４－１６４５７４（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／２２１８９４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平１０－０５８０８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－１８３２０４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２１Ｊ １／００ － １３／００
Ｂ２４Ｃ １／００ － １／０８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
鍛造部材の製造方法であって、長尺状の金属部材を所定長さに切断して切断材を得る切断工程と、
前記切断材を鍛造して所定形状の鍛造部材を形成する鍛造工程と、
前記鍛造部材の表面処理工程とを備えており、
前記表面処理工程は、前記鍛造部材の表面に残存する表面傷を除去するショットブラスト工程と、前記ショットブラスト工程によって表面傷が除去された前記鍛造部材の表面を微粒子衝突処理法によって平滑化する平滑化工程とを備え、
前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子のビッカース硬さは、７００ＨＶ以上１０００ＨＶ以下であり、
前記微粒子の平均粒子径は、０．０５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり、
前記ショットブラスト工程において使用されるショット材の平均粒子径は、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、
前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子の噴射速度は、１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下であることを特徴とする鍛造部材の製造方法。
【請求項2】
鍛造部材の製造方法であって、長尺状の金属部材を所定長さに切断して切断材を得る切断工程と、
前記切断材を鍛造して所定形状の鍛造部材を形成する鍛造工程と、
前記鍛造部材の表面処理工程とを備えており、
前記表面処理工程は、前記切断工程における前記金属部材の切断時に発生するバリに起因して、前記鍛造工程後にバリ跡として前記鍛造部材の表面に残存する表面傷を除去するショットブラスト工程と、前記ショットブラスト工程によって表面傷が除去された前記鍛造部材の表面を微粒子衝突処理法によって平滑化する平滑化工程とを備え、
前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子のビッカース硬さは、７００ＨＶ以上１０００ＨＶ以下であり、
前記微粒子の平均粒子径は、０．０５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり、
前記ショットブラスト工程において使用されるショット材の平均粒子径は、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、
前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子の噴射速度は、１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下であることを特徴とする鍛造部材の製造方法。
【請求項3】
前記平滑化工程後の前記鍛造部材の表面粗さが、Ｒａ＝３．０以下の範囲とな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】
鍛造部材の製造方法であって、長尺状の金属部材を所定長さに切断して切断材を得る切断工程と、
前記切断材を鍛造して所定形状の鍛造部材を形成する鍛造工程と、
前記鍛造部材の表面処理工程と、
前記表面処理工程を施した前記鍛造部材の表面に塗膜を形成する塗膜形成工程とを備えており、
前記表面処理工程は、前記鍛造部材の表面におけるスケールを除去するショットブラスト工程と、前記ショットブラスト工程によって前記鍛造部材の表面に形成されるささくれを微粒子衝突処理法によって除去するささくれ除去工程とを備え、
前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子のビッカース硬さは、７００ＨＶ以上１０００ＨＶ以下であり、
前記微粒子の平均粒子径は、０．０５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり、
前記ショットブラスト工程において使用されるショット材の平均粒子径は、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、
前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子の噴射速度は、１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下であることを特徴とする鍛造部材の製造方法。
【請求項5】
前記ささくれ除去工程後の前記鍛造部材の表面粗さが、Ｒａ＝３．０以下の範囲となることを特徴とする請求項４に記載の鍛造部材の製造方法。
【請求項6】
鍛造部材の製造方法であって、長尺状の金属部材を所定長さに切断して切断材を得る切断工程と、
前記切断材を鍛造して所定形状の鍛造部材を形成する鍛造工程と、
前記鍛造部材の表面処理工程とを備えており、
前記表面処理工程は、前記鍛造部材の表面におけるスケールを除去するショットブラスト工程と、前記ショットブラスト工程によってスケールが除去された前記鍛造部材の表面に対して微粒子衝突処理法を行うことにより前記鍛造部材の表面に残存する表面傷を目立たせる表面傷明確化工程とを備え、
前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子のビッカース硬さは、７００ＨＶ以上１０００ＨＶ以下であり、
前記微粒子の平均粒子径は、０．０５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり、
前記ショットブラスト工程において使用されるショット材の平均粒子径は、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、
前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子の噴射速度は、１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下であることを特徴とする鍛造部材の製造方法。
【請求項7】
前記表面傷明確化工程後の前記鍛造部材の表面粗さが、Ｒａ＝３．０以下の範囲となることを特徴とする請求項６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、鍛造部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、金属材料の塑性を利用し、該金属材料を塑性流動させて押出し成形することで所定形状の機械部品等の鍛造部品を成形する鍛造方法が知られている。
【0003】
鍛造によって成形される鍛造部品には、鍛造過程や、鍛造後の熱処理過程等において表面傷や肌荒れ、スケールが生じるため、ショットブラストによってこれら表面傷やスケール等を除去する表面処理が一般的に行われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、ショットブラストによる表面処理を行った場合、ショットブラストの際に使用されるショット材の鍛造部材表面への衝突によって、大きな表面傷が除去されるものの、ショット材の衝突によって鍛造部材の表面が変形する（ささくれ状に変形する）ことにより小さな表面傷が隠れてしまい、鍛造部材の疲労破壊の起点となり得る表面傷を確実に除去することが困難であるという問題があった。また、鍛造部材の表面にささくれが生じることにより、鍛造部材の表面に塗装を行った場合に塗膜の付着性が悪いという問題もあり、鍛造部材の表面傷やささくれ等を確実に除去することが求められている。
【0005】
本発明は上記要望に鑑みなされたものであり、鍛造部材の表面傷やささくれ等を確実に除去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】
【0006】
本発明の前記目的は、鍛造部材の製造方法であって、長尺状の金属部材を所定長さに切断して切断材を得る切断工程と、前記切断材を鍛造して所定形状の鍛造部材を形成する鍛造工程と、前記鍛造部材の表面処理工程とを備えており、 前記表面処理工程は、前記鍛造部材の表面に残存する表面傷を除去するショットブラスト工程と、前記ショットブラスト工程によって表面傷が除去された前記鍛造部材の表面を微粒子衝突処理法によって平滑化する平滑化工程とを備え、前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子のビッカース硬さは、７００ＨＶ以上１０００ＨＶ以下であり、前記微粒子の平均粒子径は、０．０５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり、前記ショットブラスト工程において使用されるショット材の平均粒子径は、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子の噴射速度は、１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下であることを特徴とする鍛造部材の製造方法により達成される。また、鍛造部材の製造方法であって、長尺状の金属部材を所定長さに切断して切断材を得る切断工程と、前記切断材を鍛造して所定形状の鍛造部材を形成する鍛造工程と、前記鍛造部材の表面処理工程とを備えており、前記表面処理工程は、前記切断工程における前記金属部材の切断時に発生するバリに起因して、前記鍛造工程後にバリ跡として前記鍛造部材の表面に残存する表面傷を除去するショットブラスト工程と、前記ショットブラスト工程によって表面傷が除去された前記鍛造部材の表面を微粒子衝突処理法によって平滑化する平滑化工程とを備え、前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子のビッカース硬さは、７００ＨＶ以上１０００ＨＶ以下であり、前記微粒子の平均粒子径は、０．０５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり、前記ショットブラスト工程において使用されるショット材の平均粒子径は、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子の噴射速度は、１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下であることを特徴とする鍛造部材の製造方法により達成される。
【0007】
また、本発明の前記目的は、鍛造部材の製造方法であって、長尺状の金属部材を所定長さに切断して切断材を得る切断工程と、前記切断材を鍛造して所定形状の鍛造部材を形成する鍛造工程と、前記鍛造部材の表面処理工程と、前記表面処理工程を施した前記鍛造部材の表面に塗膜を形成する塗膜形成工程とを備えており、前記表面処理工程は、前記鍛造部材の表面におけるスケールを除去するショットブラスト工程と、前記ショットブラスト工程によって前記鍛造部材の表面に形成されるささくれを微粒子衝突処理法によって除去するささくれ除去工程とを備え、前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子のビッカース硬さは、７００ＨＶ以上１０００ＨＶ以下であり、前記微粒子の平均粒子径は、０．０５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり、前記ショットブラスト工程において使用されるショット材の平均粒子径は、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子の噴射速度は、１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下であることを特徴とする鍛造部材の製造方法により達成される。
【0008】
また、本発明の前記目的は、鍛造部材の製造方法であって、長尺状の金属部材を所定長さに切断して切断材を得る切断工程と、前記切断材を鍛造して所定形状の鍛造部材を形成する鍛造工程と、前記鍛造部材の表面処理工程とを備えており、前記表面処理工程は、前記鍛造部材の表面におけるスケールを除去するショットブラスト工程と、前記ショットブラスト工程によってスケールが除去された前記鍛造部材の表面に対して微粒子衝突処理法を行うことにより前記鍛造部材の表面に残存する表面傷を目立たせる表面傷明確化工程とを備え、前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子のビッカース硬さは、７００ＨＶ以上１０００ＨＶ以下であり、前記微粒子の平均粒子径は、０．０５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であり、前記ショットブラスト工程において使用されるショット材の平均粒子径は、０．３ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、前記微粒子衝突処理法において使用される微粒子の噴射速度は、１５０ｍ／ｓ以上２００ｍ／ｓ以下であることを特徴とする鍛造部材の製造方法により達成される。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、鍛造部材の表面傷やささくれ等を確実に除去することができる鍛造部材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明に係る鍛造部材の製造方法の第１実施形態に関するブロック図である。
【図2】本発明に係る鍛造部材の製造方法が有する切断工程において形成される切断材を説明するための説明図である。
【図3】本発明に係る鍛造部材の製造方法の第２実施形態に関するブロック図である。
【図4】本発明に係る鍛造部材の製造方法の第３実施形態に関するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の第１実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる鍛造部材の製造方法に関するブロック図である。
【0012】
この図１のブロック図に示すように、第１実施形態にかかる鍛造部材の製造方法は、切断工程Ｓ１と、鍛造工程Ｓ２と、表面処理工程Ｓ３とを備えている。
【0013】
切断工程Ｓ１は、長尺状の金属部材を所定長さに切断し、鍛造される素材としての切断材を得る工程であり、例えば、加熱装置により加熱された長尺状の金属部材を、固定刃及び移動刃を用いて所定長さに切断する工程を例示することができる。なお、切断工程Ｓ１においては、必ずしも加熱した長尺状の金属部材を切断する場合に限定されず、加熱を行わず常温状態の金属部材を切断する場合もある。
【0014】
鍛造工程Ｓ２は、例えば、相対的に近接離間方向に移動可能に対向配設される上型としてのパンチ及び下型としてのダイスを備える鍛造装置を用い、パンチとダイスとを近接させることにより、パンチ及びダイス間にセットされる切断材（切断工程Ｓ１において切断された切断材）を、これらパンチ及びダイスにより構成される成形空間内に圧縮して所定形状に鍛造成形し、鍛造部材を形成する工程である。なお、鍛造工程Ｓ２において用いられる鍛造装置としては、一般的に用いられる装置を用いられ、通常、下型であるダイスは、固定状態で配置される固定型に構成され、上型であるパンチは、上下移動可能に配置される可動型に構成されている。パンチ及びダイスは、それぞれの圧縮面が対向した状態で配設され、パンチが下降することによりダイスとともに成形空間を構成し、該成形空間内にて、ダイス上にセットされる切断材が圧縮され所定形状に成形される。
【0015】
ここで、鍛造工程Ｓ２において鍛造に供される切断材は、切断工程Ｓ１において固定刃及び移動刃によって切断されるが、図２に示すように、固定刃１から突出する金属部材２に対して、移動刃３が固定刃１の表面に沿って一方向に移動することにより金属部材２が切断されるため、金属部材２に対して切断応力がはたらき、切断面２１の端部（周縁部）には切断跡としてバリ２２が残る。このように、切断面２１にバリ２２を有する切断材４に対して鍛造を行う場合、切断工程Ｓ１において発生したバリ２２が、パンチ及びダイスによる圧縮過程で素材の表面近傍あるいは素材内部に巻き込まれ、成形後にバリ跡としての表面傷が鍛造部材に残ることになる。
【0016】
表面処理工程Ｓ３は、上記鍛造工程Ｓ２を経て得られる鍛造部材の表面に残存する上記のような表面傷を除去し、鍛造部材の表面を平滑化するための工程であり、本第１実施形態においては、鍛造部材の表面に残存する表面傷を除去するショットブラスト工程Ｓ３１と、該ショットブラスト工程Ｓ３１によって表面傷が除去された鍛造部材の表面を微粒子衝突処理法によって平滑化する平滑化工程Ｓ３２とを備えている。
【0017】
ショットブラスト工程Ｓ３１は、例えばショットブラスト装置を用いて、上述のように鍛造部材の表面に残存する表面傷を除去する工程であり、具体的には、ショットブラスト装置が有する射出ノズルから鍛造部材の表面に向けてショット材２１を噴射することにより行われる。このショットブラスト工程Ｓ３１においては、平均粒径０．３ｍｍ～３．０ｍｍ，好ましくは１．０ｍｍ～２．０ｍｍのショット材を，噴射速度３０ｍ／ｓ～８０ｍ／ｓ、好ましくは５０ｍ／ｓ～７５ｍ／ｓで噴射して鍛造部材の表面に衝突させ，ショット材の衝突により，鍛造部材の表面傷を除去する。なお、ショット材の材質としては、鋼、鋳鉄などの従来から用いられている金属を例示することができる。また、ショット材は、そのビッカース硬さが、例えば、４００ＨＶ～５００ＨＶのものを好適に使用することができる。また、ショットブラスト工程Ｓ３１を経た鍛造部材の表面粗さが、Ｒａ＝２０．０以下、より好ましくはＲａ＝５．０以下の範囲となるように、ショット材の平均粒径、噴射速度、噴射時間等が設定されることが好ましい。
【0018】
本実施形態においては、表面処理工程Ｓ３が、上記ショットブラスト工程Ｓ３１の他に、該ショットブラスト工程Ｓ３１に引き続いて実施される微粒子衝突処理法による平滑化工程Ｓ３２を備えている。つまり、ショットブラスト工程Ｓ３１によって表面傷が除去された鍛造部材の表面を微粒子衝突処理法によって平滑化する工程を備えている。微粒子衝突処理法は、上述のショットブラスト工程Ｓ３１において用いられるショット材よりも格段に微細な粒子を噴射することにより行われる処理法であり、例えば、重力式または重力吸引式あるいは直圧式投射装置により微粒子を圧縮空気で加速し、高速度で鍛造部材の表面に衝突させる方法である。平滑化工程Ｓ３２において、微粒子衝突処理法に用いられる微粒子の平均粒径は、０．０１ｍｍ～０．３ｍｍ，好ましくは０．０５ｍｍ～０．２５ｍｍである。また、噴射速度は、１５０ｍ／ｓ～２００ｍ／ｓ、好ましくは１５０ｍ／ｓ～１７５ｍ／ｓに設定することが好ましい。また、平滑化工程Ｓ３２を経た鍛造部材の表面粗さが、Ｒａ＝３．０以下、より好ましくはＲａ＝１．０以下の範囲となるように、微粒子衝突処理法において用いられる微粒子の平均粒径、噴射速度、噴射時間等が設定されることが好ましい。なお、微粒子衝突処理法に用いられる微粒子の材質としては、高速度鋼、セラミックなどの従来から用いられているものを例示することができる。また、微粒子衝突処理法に用いられる微粒子は、そのビッカース硬さが、例えば、７００ＨＶ～１０００ＨＶのものを好適に使用することができる。
【0019】
ここで、上記表面処理工程Ｓ３は、鍛造工程Ｓ２の後工程として実施されればよく、例えば、鍛造工程Ｓ２と表面処理工程Ｓ３との間に、鍛造部材の熱処理工程や、鍛造部材の運搬工程（車両による運搬や、コンベアによる運搬等）が介在していてもよい。また、表面処理工程Ｓ３の後工程として、例えば、鍛造部材に対して行われる切削加工工程や研磨加工工程を備えるように構成してもよく、鍛造部材の表面に塗膜を形成する塗膜形成工程Ｓ４を備えるように構成してもよい。また、表面処理工程Ｓ３における除去対象である表面傷は、上述のように、切断材の端部に形成される切断跡であるバリに起因する傷の他、鍛造工程Ｓ２において形成され得るうち傷やまくれ傷を含むものであり、また、上記熱処理工程において形成され得る肌荒れや運搬工程において形成され得る傷も含む。
【0020】
このような第１実施形態に係る発明は、ショットブラスト工程Ｓ３１と、微粒子衝突処理法を用いた平滑化工程Ｓ３２とを組み合わせた表面処理工程Ｓ３を備えているため、ショットブラスト工程Ｓ３１によって効果的に鍛造部材の表面傷を除去しつつ、ショットブラスト工程Ｓ３１によって除去しきれなかった微細な表面傷を平滑化工程Ｓ３２によって除去しつつ、鍛造部材の表面を平滑化することができる。これにより、鍛造部材の損傷の起点となり得る傷を確実になくし、鍛造部材の機械的強度を高め、その長寿命化を図ることが可能となる。
【0021】
次に、本発明の第２実施形態について添付図面を参照して説明する。図３は、本発明の第２実施形態にかかる鍛造部材の製造方法に関するブロック図である。
【0022】
この図３のブロック図に示すように、第２実施形態にかかる鍛造部材の製造方法は、切断工程Ｓ１と、鍛造工程Ｓ２と、表面処理工程Ｓ３と、塗膜形成工程Ｓ４を備えている。
【0023】
第２実施形態に係る切断工程Ｓ１及び鍛造工程Ｓ２は、上述の第１実施形態における内容と同一であるため、詳細な説明を省略する。
【0024】
表面処理工程Ｓ３は、鍛造部材の表面におけるスケールを除去するショットブラスト工程Ｓ３１と、ショットブラスト工程Ｓ３１によって鍛造部材の表面に形成されるささくれを微粒子衝突処理法によって除去するささくれ除去工程Ｓ３３とを備えている。
【0025】
表面処理工程Ｓ３の後工程として実施される塗膜形成工程Ｓ４は、例えば、従来から用いられている塗装装置等を用いて鍛造部材の表面に塗膜を形成する工程である。ここで、塗膜形成工程Ｓ４において形成される塗膜は、鍛造部材の表面を彩色する所謂塗料によって形成される膜の他、防錆用の潤滑剤によって形成される膜等を含む概念である。
【0026】
ここで、第２実施形態におけるショットブラスト工程Ｓ３１は、例えばショットブラスト装置を用いて、鍛造部材の表面におけるスケールを除去する工程であり、具体的には、ショットブラスト装置が有する射出ノズルから鍛造部材の表面に向けてショット材を噴射することにより行われる。このショットブラスト工程Ｓ３１においては、平均粒径０．３ｍｍ～３．０ｍｍ，好ましくは１．０ｍｍ～２．０ｍｍのショット材を，噴射速度３０ｍ／ｓ～８０ｍ／ｓ、好ましくは５０ｍ／ｓ～７５ｍ／ｓで噴射して鍛造部材の表面に衝突させ，ショット材の衝突により，鍛造部材の表面におけるスケールを除去する。なお、ショット材の材質としては、鋼、鋳鉄などの従来から用いられている金属を例示することができる。また、ショット材は、そのビッカース硬さが、例えば、４００ＨＶ～５００ＨＶのものを好適に使用することができる。また、ショットブラスト工程Ｓ３１を経た鍛造部材の表面粗さが、Ｒａ＝２０．０以下、より好ましくはＲａ＝５．０以下の範囲となるように、ショット材の平均粒径、噴射速度、噴射時間等が設定されることが好ましい。
【0027】
ショットブラスト工程Ｓ３１において鍛造部材の表面におけるスケールを除去する場合、鍛造部材の表面に対するショット材の衝突によって、鍛造部材の表面に凹凸が形成され、これら凹凸の境界部分が、ささくれとなって鍛造部材の表面に残存する場合があるが、表面処理工程Ｓ３が、この鍛造部材の表面に形成されるささくれを微粒子衝突処理法によって除去するささくれ除去工程Ｓ３３を備えることにより、鍛造部材の表面が、ショットブラスト工程Ｓ３１実施後の表面と比べて平滑化される状態となる。これにより、表面処理工程Ｓ３の後工程として行われる塗膜形成工程Ｓ４において鍛造部材の表面に形成される塗膜の鍛造部材の表面に対する付着性が大幅に向上することとなる。この結果、鍛造部材に傷が形成されることや酸化してしまうことを効果的に抑制することが可能となり、鍛造部材の機械的強度を高め、その長寿命化を図ることが可能となる。
【0028】
なお、第２実施形態における表面処理工程Ｓ３が備えるささくれ除去工程Ｓ３３で用いられる微粒子衝突処理法は、上述のショットブラスト工程Ｓ３１において用いられるショット材よりも格段に微細な粒子を噴射することにより行われる処理法であり、例えば、重力式または重力吸引式あるいは直圧式投射装置により微粒子を圧縮空気で加速し、高速度で鍛造部材の表面に衝突させる方法である。ささくれ除去工程Ｓ３３において、微粒子衝突処理法に用いられる微粒子の平均粒径は、０．０１ｍｍ～０．３ｍｍ，好ましくは０．０５ｍｍ～０．２５ｍｍである。また、噴射速度は、１５０ｍ／ｓ～２００ｍ／ｓ、好ましくは１５０ｍ／ｓ～１７５ｍ／ｓに設定することが好ましい。また、ささくれ除去工程Ｓ３３を経た鍛造部材の表面粗さが、Ｒａ＝３．０以下、より好ましくはＲａ＝１．０以下の範囲となるように、微粒子衝突処理法において用いられる微粒子の平均粒径、噴射速度、噴射時間等が設定されることが好ましい。なお、微粒子衝突処理法に用いられる微粒子の材質としては、高速度鋼、セラミックなどの従来から用いられているものを例示することができる。また、微粒子衝突処理法に用いられる微粒子は、そのビッカース硬さが、例えば、７００ＨＶ～１０００ＨＶのものを好適に使用することができる。
【0029】
ここで、上述の第１実施形態と同様に、上記表面処理工程Ｓ３は、鍛造工程Ｓ２の後工程として実施されればよく、例えば、鍛造工程Ｓ２と表面処理工程Ｓ３との間に、鍛造部材の熱処理工程や、鍛造部材の運搬工程（車両による運搬や、コンベアによる運搬等）が介在していてもよい。また、塗膜形成工程Ｓ４は、表面処理工程Ｓ３の後工程として実施されればよく、例えば、表面処理工程Ｓ３と塗膜形成工程Ｓ４との間に、鍛造部材に対して行われる切削加工工程や研磨加工工程が介在してもよい。
【0030】
次に、本発明の第３実施形態について添付図面を参照して説明する。図４は、本発明の第３実施形態にかかる鍛造部材の製造方法に関するブロック図である。
【0031】
この図４のブロック図に示すように、第３実施形態にかかる鍛造部材の製造方法は、切断工程Ｓ１と、鍛造工程Ｓ２と、表面処理工程Ｓ３とを備えている。
【0032】
第３実施形態に係る切断工程Ｓ１及び鍛造工程Ｓ２は、上述の第１実施形態及び第２実施形態における内容と同一であるため、詳細な説明を省略する。
【0033】
表面処理工程Ｓ３は、鍛造部材の表面におけるスケールを除去するショットブラスト工程Ｓ３１と、ショットブラスト工程Ｓ３１によってスケールが除去された鍛造部材の表面に対して微粒子衝突処理法を行うことにより鍛造部材の表面に残存する表面傷を目立たせる表面傷明確化工程Ｓ３４とを備えている。
【0034】
ここで、第３実施形態におけるショットブラスト工程Ｓ３１は、例えばショットブラスト装置を用いて、鍛造部材の表面におけるスケールを除去する工程であり、具体的には、ショットブラスト装置が有する射出ノズルから鍛造部材の表面に向けてショット材を噴射することにより行われる。第３実施形態に係る表面処理工程Ｓ３は、鍛造部材の表面傷を目立たせて、後の検査工程において該表面傷を判別することを容易とすることを目的とするものであることから、第３実施形態におけるショットブラスト工程Ｓ３１においては、平均粒径０．３ｍｍ～３．０ｍｍ，好ましくは１．０ｍｍ～２．０ｍｍのショット材を，噴射速度３０ｍ／ｓ～８０ｍ／ｓ、好ましくは５０ｍ／ｓ～７５ｍ／ｓで噴射して鍛造部材の表面に衝突させて鍛造部材の表面におけるスケールを除去し、表面傷がショット材の衝突によって潰れてしまわないようにする。なお、ショット材の材質としては、鋼、鋳鉄などの従来から用いられている金属を例示することができる。また、ショット材は、そのビッカース硬さが、例えば、４００ＨＶ～５００ＨＶのものを好適に使用することができる。また、ショットブラスト工程Ｓ３１を経た鍛造部材の表面粗さが、Ｒａ＝２０．０以下、より好ましくはＲａ＝５．０以下の範囲となるように、ショット材の平均粒径、噴射速度、噴射時間等が設定されることが好ましい。
【0035】
また、第３実施形態における表面処理工程Ｓ３が備える表面傷明確化工程Ｓ３４で用いられる微粒子衝突処理法は、上述のショットブラスト工程Ｓ３１において用いられるショット材よりも格段に微細な粒子を噴射することにより行われる処理法であり、例えば、重力式または重力吸引式あるいは直圧式投射装置により微粒子を圧縮空気で加速し、高速度で鍛造部材の表面に衝突させる方法である。表面傷明確化工程Ｓ３４において、微粒子衝突処理法に用いられる微粒子の平均粒径は、０．０１ｍｍ～０．３ｍｍ，好ましくは０．０５ｍｍ～０．２５ｍｍである。また、噴射速度は、１５０ｍ／ｓ～２００ｍ／ｓ、好ましくは１５０ｍ／ｓ～１７５ｍ／ｓに設定することが好ましい。また、表面傷明確化工程Ｓ３４を経た鍛造部材の表面粗さが、Ｒａ＝３．０以下、より好ましくはＲａ＝２．２以下の範囲となるように、微粒子衝突処理法において用いられる微粒子の平均粒径、噴射速度、噴射時間等が設定されることが好ましい。なお、微粒子衝突処理法に用いられる微粒子の材質としては、高速度鋼、セラミックなどの従来から用いられているものを例示することができる。また、微粒子衝突処理法に用いられる微粒子は、そのビッカース硬さが、例えば、７００ＨＶ～１０００ＨＶのものを好適に使用することができる。
【0036】
ここで、上記表面処理工程Ｓ３は、鍛造工程Ｓ２の後工程として実施されればよく、例えば、鍛造工程Ｓ２と表面処理工程Ｓ３との間に、鍛造部材の熱処理工程や、鍛造部材の運搬工程（車両による運搬や、コンベアによる運搬等）が介在していてもよい。また、表面処理工程Ｓ３の後工程として、例えば、鍛造部材に対して行われる切削加工工程や研磨加工工程を備えるように構成してもよく、鍛造部材の表面に塗膜を形成する塗膜形成工程Ｓ４を備えるように構成してもよい。また、表面処理工程Ｓ３において目立たたせる対象である表面傷は、上述のように、切断材の端部に形成される切断跡であるバリに起因する傷の他、鍛造工程Ｓ２において形成され得るうち傷やまくれ傷を含むものであり、また、上記熱処理工程や運搬工程において形成され得る傷も含む。
【0037】
このような第３実施形態に係る発明は、上述のようなショットブラスト工程Ｓ３１と、微粒子衝突処理法を用いた表面傷明確化工程Ｓ３４とを組み合わせた表面処理工程Ｓ３を備えているため、鍛造部材の表面に存在する表面傷が潰れてしまうことを効果的に抑制することが可能となる。これにより、表面処理工程Ｓ３の後工程として行われる検査工程において、鍛造部材の表面傷の有無をより一層確実に判別することができ、表面傷が確認された場合には、その除去を確実に行うことが可能となり鍛造部材の機械的強度を高め、その長寿命化を図ることが可能となる。なお、検査工程において行われる検査方法は、特に限定されず、蛍光探傷検査、浸透探傷検査、Ｘ線検査、超音波検査、磁粉検査、目視検査等種々の検査方法を挙げることができる。
【符号の説明】
【0038】
Ｓ１ 切断工程
Ｓ２ 鍛造工程
Ｓ３ 表面処理工程
Ｓ３１ ショットブラスト工程
Ｓ３２ 平滑化工程
Ｓ３３ ささくれ除去工程
Ｓ３４ 表面傷明確化工程
Ｓ４ 塗膜形成工程
Ｓ２ 鍛造工程
Ｓ３ 表面処理工程
Ｓ３１ ショットブラスト工程
Ｓ３２ 平滑化工程
Ｓ３３ ささくれ除去工程
Ｓ３４ 表面傷明確化工程
Ｓ４ 塗膜形成工程
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】