JP2000008121A - 耐高面圧部品の製造方法および耐高面圧部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 局所面圧が３ＧＰａを超えるような高面圧を
受ける場合においても十分な耐摩耗性と面疲労強度を有
する耐高面圧部品を提供する。 【解決手段】 耐高面圧部品を製造するに際して、重量
％で、少なくともＣ：０．１５〜０．４％、Ｓｉ：０．
１５〜０．６％、Ｍｎ：０．２〜０．８％、Ｓ：０．０
５〜０．１５％、Ｃｒ：０．２〜３．５％を含み、Ｐ：
０．０１５％以下、Ｏ：２０ｐｐｍ以下に規制し、残部
Ｆｅおよび不純物からなる機械構造用鋼を素材として所
望の部品形状に加工した後、プラズマ浸炭もしくはプラ
ズマ浸炭窒化法で浸炭もしくは浸炭窒化処理を行ない、
この浸炭もしくは浸炭窒化処理に続いてプラズマＣＶＤ
法で硬質皮膜形成を行ない、これらの処理を連続して行
った後、焼き入れ焼き戻しを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高面圧下で用いら
れる自動車の変速用歯車、トロイダル式無段変速機用転
動体、ベルト式無段変速機用プーリ、などの耐高面圧
（駆動）部品の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動車に用いられる変速用歯車、トロイ
ダル式無段変速機用転動体、ベルト式無段変速機用プー
リ、などの駆動部品は、一般に、ＪＩＳ Ｇ ４１０４
のＳＣｒ４２０、ＪＩＳ Ｇ ４１０５のＳＣＭ４２０
等に代表されるはだ焼用機械構造用鋼を素材とし、浸炭
または浸炭窒化処理等の表面硬化処理を施して使用して
いる。

【０００３】近年、自動車の小型軽量化に伴って、これ
ら駆動部品の小型化が進み、高面圧で用いられる場合が
増えてきている。これらの部品を高面圧下で用いる場合
には、高い荷重に耐え得るような耐摩耗性に優れ、面疲
労強度が高いことが要求される。

【０００４】例えば、歯車を例にすると、ヘルツ面圧が
３ＧＰａを超えるような高面圧で使用される場合には、
歯車において、繰り返しの応力とすべりに伴って、ピッ
ト状の剥離が発生するピッティングや、スコーリングと
いった摩耗による剥離が発生し、目標とする寿命が得難
いといった問題点があった。

【０００５】耐摩耗性や面疲労強度を向上させるために
は、例えば、特公昭６２−２４４９９号公報などに開示
されているように、浸炭処理時のカーボンポテンシャル
を高めに設定し、Ａｃ_１点を通過させる球状化処理によ
り、鋼の表面付近の炭化物を積極的に析出させる高濃度
（過剰）浸炭処理を適用する方法がある。

【０００６】これは、歯面が繰り返し応力や表面に発生
するすべりのため、歯面温度が上昇し、母材の硬度が低
下するため、摩耗したり、ピッティングが発生したりす
るものと考えられる。

【０００７】例えば、歯車のピッティング寿命と３００
℃×３時間焼き戻しした場合の硬度との関係をみると、
図１に示すように、焼き戻し硬度が高くなるほど、ピッ
ティング寿命が向上することが確認された。

【０００８】従って、部品の最表面から当該部品使用時
の最大面圧で規定される最大せん断応力深さまでの焼き
戻し硬度を高めることが、耐摩耗性やピッティング寿
命、すなわち面疲労強度を向上するのに有効と考えられ
る。

【０００９】一方、摺動部材についてみると、工具や金
型の耐摩耗性を向上させるために、ＴｉＣやＴｉＮ等の
硬質皮膜をコーティングすることが一般的であるが、例
えば、特開平５−４４０５９号公報などに開示されてい
るように、機械構造用低合金鋼に浸炭焼き入れした後高
温焼き戻しを行ない、続いて硬質皮膜を形成している例
もある。

【００１０】これは、ＴｉＣやＴｉＮ等の硬質皮膜をコ
ーティングすることによって、膜自体の硬度がＨＶ２０
００〜３０００と高いことから、熱影響を受けても軟化
しないうえ、表面の摩擦係数を低下させることから、摩
耗を小さくする。

【００１１】従って、熱影響を受けても軟化しないこ
と、表面の摩擦係数が低下すること、などといった理由
から、歯車のピッティング剥離やスコーリングといった
摩耗を抑制するためには、機械構造用鋼を浸炭焼き入れ
した後焼き戻しを行い、続いて硬質皮膜を形成すること
が有効である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに機械構造用鋼に浸炭焼き入れした後焼き戻しを行
い、続いて硬質皮膜を形成すると、皮膜形成処理温度が
少なくとも３００℃を超えてしまうことから、図２の比
較例に示すように、母材全体が軟化し、母材の強度が低
下してしまううえ、硬質膜の密着性が低下し、膜と母材
の界面から亀裂が発生進展し、剥離しやすいという問題
点があった。

【００１３】

【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、局所面圧が３ＧＰａを超
えるような高面圧下においても十分な耐摩耗性と面疲労
強度を確保することができる高面圧部材を提供すること
を目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる耐高面圧
部品の製造方法は、請求項１に記載しているように、機
械構造用鋼を素材として所望の部品形状に加工した後、
浸炭もしくは浸炭窒化処理に続いて硬質皮膜を形成し、
次いで焼き入れ焼き戻しを行なうようにしたことを特徴
としている。

【００１５】そして、本発明に係わる耐高面圧部品の製
造方法の実施態様においては、請求項２に記載している
ように、機械構造用鋼は、重量％で、少なくともＣ：
０．１５〜０．４％、Ｓｉ：０．１５〜０．６％、Ｍ
ｎ：０．２〜０．８％、Ｓ：０．００５〜０．０１５
％、Ｃｒ：０．２〜３．５％を含み、Ｐ：０．０１５％
以下、Ｏ：２０ｐｐｍ以下に規制し、残部Ｆｅおよび不
純物からなるものであるようにしたことを特徴としてい
る。

【００１６】同じく、本発明に係わる耐高面圧部品の製
造方法の実施態様においては、請求項３に記載している
ように、浸炭もしくは浸炭窒化処理は、プラズマ浸炭も
しくはプラズマ浸炭窒化法で行ない、硬質皮膜形成は、
プラズマＣＶＤ法で行ない、連続して行なうようにした
ことを特徴としている。

【００１７】同じく、本発明に係わる耐高面圧部品の製
造方法の実施態様においては、請求項４に記載している
ように、硬質皮膜形成は、浸炭もしくは浸炭窒化処理に
ひき続き、７５０〜８９０℃の温度で行なうようにした
ことを特徴としている。

【００１８】同じく、本発明にに係わる耐高面圧部品の
製造方法の実施態様においては、請求項５に記載してい
るように、浸炭もしくは浸炭窒化処理によって、母材の
表面から５０μｍ以内の炭素濃度を０．８％以上とし、
残留オーステナイト量を３０％以下とすることによっ
て、硬度をＨＶ７５０以上とするようにしたことを特徴
としている。

【００１９】同じく、本発明に係わる耐高面圧部品の製
造方法の実施態様においては、請求項６に記載している
ように、硬質皮膜は、１〜３０μｍの厚さにするように
したことを特徴としている。

【００２０】同じく、本発明に係わる耐高面圧部品は、
請求項７に記載しているように、請求項１ないし６のい
ずれかに記載の製造方法で作られたものであることを特
徴としている。

【００２１】また、本発明に係わる耐高面圧（駆動）部
品としての変速用歯車は、請求項８に記載しているよう
に、請求項１ないし６のいずれかに記載の製造方法で作
られたものであることを特徴としている。

【００２２】さらに、本発明に係わる耐高面圧（駆動）
部品としてのトロイダル式無段変速機用転動体は、請求
項９に記載しているように、請求項１ないし６のいずれ
かに記載の製造方法で作られたものであることを特徴と
している。

【００２３】さらに、本発明に係わる耐高面圧（駆動）
部品としてのベルト式無段変速機用プーリは、請求項１
０に記載しているように、請求項１ないし６のいずれか
に記載の製造方法で作られたものであることを特徴とし
ている。

【００２４】

【発明の作用】本発明に係わる耐高面圧部品の製造方法
は、機械構造用鋼を素材として所望の部品形状に加工し
た後、浸炭もしくは浸炭窒化すると共にひき続いて硬質
皮膜を形成し、次いで焼き入れ焼き戻しを行なうように
したため、母材が軟化することなく、接触面で繰り返し
の応力やすべりをうけても高硬度が確保できるうえ、な
おかつ表面の摩擦係数も低下することから、耐摩耗性お
よび面疲労強度が飛躍的に向上する。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明による耐高面圧（駆
動）部品の製造方法について詳細に説明する。

【００２６】本発明で使用する機械構造用鋼のより好ま
しい化学組成（重量％）の限定理由は次のごとくであ
る。

【００２７】Ｃ：０．１５〜０．４％ Ｃは芯部強度を確保するために０．１５％以上とするこ
とが望ましいが、多く含有すると靭性を低下させること
となるので、靭性の低下を防止するために０．４％以下
とすることが望ましい。

【００２８】Ｓｉ：０．１５〜０．６％ Ｓｉは鋼溶製時の脱酸剤として有用であり、このために
は０．１５％以上とすることが望ましいが、多すぎると
靭性を低下させることとなるので０．６％以下とするこ
とが望ましい。

【００２９】Ｍｎ：０．２〜０．８％ Ｍｎは鋼溶製時の脱酸および脱硫剤として有用であると
共に、焼き入れ性を確保するために有用であり、このた
めには０．２％以上とすることが望ましいが、多すぎる
と粒界酸化を招くことから０．８％以下とすることが望
ましい。

【００３０】Ｓ：０．００５〜０．０１５％ ＳはＭｎと結合してＭｎＳを形成し、部品母材の被削性
を向上する。そして、このような被削性向上の作用を得
るためには０．００５％以上含有させることが望ましい
が、ＭｎＳは展伸性を有しているものの亀裂発生の起点
となることがありうることからその生成量は適度に抑え
る必要があり０．０１５％以下とすることが望ましい。

【００３１】Ｃｒ：０．２〜３．５％ Ｃｒは焼き入れ性の向上に有用な元素であり、このよう
な作用を得るためには０．２％以上とすることが望まし
い。また、炭化物、炭窒化物を形成し、焼き戻し硬度を
向上させることから、ピッティング強度を向上させるの
に有用な元素である。しかし、多量に含有させても被削
性を低下させまたコスト高になることから、３．５％以
下とすることが望ましい。

【００３２】Ｐ：０．０１５％以下、Ｏ：２０ｐｐｍ以
下 Ｐは粒界を脆化させ、Ｏはアルミナを主体とする酸化物
系介在物を生成させ、それらが、疲労破壊の原因ともな
りうるので、Ｐは０．０１５％以下、Ｏは２０ｐｐｍ以
下とするのが望ましい。

【００３３】また、浸炭もしくは浸炭窒化処理は、プラ
ズマ浸炭もしくはプラズマ浸炭窒化法で行ない、硬質皮
膜形成は、プラズマＣＶＤ法で行ない、連続して行なう
ことが望ましいのは、浸炭もしくは浸炭窒化したのち、
焼き入れをする前の段階で硬質皮膜を形成することによ
って、母材が軟化し、強度が低下するのを防ぐためであ
る。

【００３４】この場合のプラズマ浸炭もしくはプラズマ
浸炭窒化は、真空中に浸炭もしくは窒素ガスを導入し、
直流電圧を印加した際に得られるグロー放電を利用し
て、浸炭もしく浸炭窒化する方法である。

【００３５】一方、プラズマＣＶＤ法は、プラズマ浸炭
と同様、反応ガスをプラズマ状態にして基板上に薄膜を
形成する方法であるが、グロー放電を利用する方法が最
も良く使用されている。

【００３６】従って、浸炭もしくは浸炭窒化処理は、プ
ラズマ浸炭もしくはプラズマ浸炭窒化法で行ない、硬質
皮膜形成は、プラズマＣＶＤ法で行なうことによって、
両処理を連続して行うことが可能となる。

【００３７】一方、硬質皮膜形成は、浸炭もしくは浸炭
窒化処理にひき続き、７５０〜８９０℃の温度で行なう
ことが望ましいのは、皮膜形成処理後、直ちに焼き入れ
を行い、母材の硬度を確保するためであり、７５０℃を
下回ると、母材の焼きが入らないため、強度が低下し、
目標寿命が得られ難い。また、８９０℃を超えると、母
材の残留オーステナイト量が３０％を超えてしまうた
め、母材の硬度が低く、膜の密着性が低下してしまう傾
向となる。

【００３８】また、浸炭もしくは浸炭窒化処理によっ
て、母材の表面から５０μｍ以内の炭素濃度を０．８％
以上とし、残留オーステナイト量を３０％以下とするこ
とによって、硬度をＨＶ７５０以上とすることが望まし
いのは、母材の硬度がＨＶ７５０を下回ると、また、母
材の表面から５０μｍ以内の炭素濃度が０．８％を下回
ると、そしてまた、残留オーステナイト量が３０％を超
えると、膜の密着性が低下してしまううえ、母材の塑性
変形が大きくなるため、膜と母材の界面から亀裂が発
生、進展、剥離しやすくなり、目標寿命が得られ難くな
る。

【００３９】また、硬質皮膜は、１〜３０μｍの厚さに
することが望ましいのは、皮膜の厚さが１μｍ未満にな
ると、相手材との摩耗で早期に摩滅し、寿命が短くなる
からであり、３０μｍを超えると、基材との界面で割れ
が発生し、皮膜が剥離しやすくなるためである。

【００４０】

【発明の効果】本発明による耐高面圧部品の製造方法に
よれば、請求項１に記載しているように、機械構造用鋼
を素材として所望の部品形状に加工した後、浸炭もしく
は浸炭窒化処理に続いて硬質皮膜を形成し、次いで焼き
入れ焼き戻しを行なうようにしたから、母材が軟化する
ことなく、耐摩耗性やピッティングなどの面疲労強度が
飛躍的に向上し、局所面圧が３ＧＰａを超えるような高
面圧の環境下においても長期間使用することができる耐
高面圧部品を製造することが可能であるという著しく優
れた効果がもたらされる。

【００４１】そして、請求項２に記載しているように、
機械構造用鋼は、重量％で、少なくともＣ：０．１５〜
０．４％、Ｓｉ：０．１５〜０．６％、Ｍｎ：０．２〜
０．８％、Ｓ：０．００５〜０．０１５％、Ｃｒ：０．
２〜３．５％を含み、Ｐ：０．０１５％以下、Ｏ：２０
ｐｐｍ以下に規制し、残部Ｆｅおよび不純物からなるも
のであるようになすことによって、芯部強度が大で、靭
性に優れ、切削等による加工性にも優れ、焼き入れ性も
良好であって、耐摩耗性やピッティングなどの面疲労強
度にも優れている耐高面圧部品を製造することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００４２】また、請求項３に記載しているように、浸
炭もしくは浸炭窒化処理は、プラズマ浸炭もしくはプラ
ズマ浸炭窒化法で行ない、硬質皮膜形成は、プラズマＣ
ＶＤ法で行ない、連続して行なうようになすことによっ
て、浸炭もしくは浸炭窒化したのち、焼き入れをする前
に硬質皮膜を形成することによって、母材が軟化し、強
度が低下するのを防止して、耐摩耗性やピッティングな
どの面疲労強度に優れた耐高面圧部品を製造することが
可能であるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００４３】さらにまた、請求項４に記載しているよう
に、硬質皮膜形成は、浸炭もしくは浸炭窒化処理にひき
続き、７５０〜８９０℃の温度で行なうようになすこと
によって、母材の強度や硬度が高く、皮膜の密着性も良
好である超寿命の耐高面圧部品を製造することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００４４】さらにまた、請求項５に記載しているよう
に、浸炭もしくは浸炭窒化処理によって、母材の表面か
ら５０μｍ以内の炭素濃度を０．８％以上とし、残留オ
ーステナイト量を３０％以下とすることによって、硬度
をＨＶ７５０以上とするようになすことによって、皮膜
の密着性を良好なものとし、母材の塑性変形を防止して
皮膜と母材との界面で亀裂が発生、進展、剥離しにくい
超寿命の耐高面圧部品を製造することが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。

【００４５】さらにまた、請求項６に記載しているよう
に、硬質皮膜は、１〜３０μｍの厚さにするようになす
ことによって、相手材との摩耗で皮膜が早期に摩滅する
ことがなく、また、皮膜と母材との界面で割れや剥離が
生じがたい超寿命の耐高面圧部品を製造することが可能
であるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００４６】本発明による耐高面圧部品は、請求項７に
記載しているように、請求項１ないし６のいずれかに記
載の製造方法で作られたものであるから、高面圧下であ
っても十分な耐摩耗性とピッティングなどの面疲労強度
を有する耐久性の良い耐高面圧部品を提供することが可
能であるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００４７】本発明による変速用歯車は、請求項８に記
載しているように、請求項１ないし６のいずれかに記載
の製造方法で作られたものであるから、高面圧下であっ
ても十分な耐摩耗性とピッティングなどの面疲労強度を
有する耐久性の良い変速用歯車を提供することが可能で
あるという著しく優れた効果がもたらされる。

【００４８】本発明によるトロイダル式無段変速機用転
動体は、請求項９に記載しているように、請求項１ない
し６のいずれかに記載の製造方法で作られたものである
から、高面圧下であっても十分な耐摩耗性とピッティン
グなどの面疲労強度を有する耐久性の良いトロイダル式
無段変速機用転動体を提供することが可能であるという
著しく優れた効果がもたらされる。

【００４９】本発明に係わるベルト式無段変速機用プー
リは、請求項１０に記載しているように、請求項１ない
し６のいずれかに記載の製造方法で作られたものである
から、高面圧下であっても十分な耐摩耗性とピッティン
グなどの面疲労強度を有する耐久性の良いベルト式無段
変速機用プーリを提供することが可能であるという著し
く優れた効果がもたらされる。

【００５０】

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに詳述す
るが、本発明はこのような実施例によって限定されるも
のではない。

【００５１】（実施例１〜５）素材として表１に示す材
質の機械構造用鋼を使用し、次いで、図３に示すローラ
ーピッティング試験片の小ローラー１を機械加工によっ
て作製した。

【００５２】次に、図４〜６に示す熱処理条件で、プラ
ズマ浸炭（図４）もしくはプラズマ浸炭窒化（図５）も
しくはプラズマ高濃度浸炭（図６）にひき続いて８５０
℃×１時間でＴｉＮまたはＴｉＣの硬質皮膜を形成した
後、焼き入れ・焼き戻しを実施し、長径ｄ_１＝２６ｍ
ｍ，短径ｄ_２＝２４ｍｍ，長径部分の幅ｗ_１＝２８ｍ
ｍ，短径部分の片幅ｗ_２＝５１ｍｍの小ローラー１を得
た。

【００５３】相手材にはＳＣＭ４２０を素材として使用
し、機械加工によって図３に示すローラーピッティング
試験片の相手材である大ローラー２を作成した。その
後、図７に示すプラズマ浸炭焼き入れ焼き戻し処理を行
ない、表面を研磨加工して仕上げて、直径Ｄ_１＝１３０
ｍｍ，幅Ｗ_１＝１８ｍｍの大ローラー２を得た。

【００５４】（実施例１〜５の評価）このようにして得
たローラーピッティング試験片の小ローラー１の断面に
ついてＳＥＭで膜厚を観察し、ＥＰＭＡで母材表面の炭
素濃度分布を測定した後、ビッカース硬度計で硬度分布
を測定した。また、Ｘ線回折法で母材の表面から５０μ
ｍ深さ位置の残留オーステナイト量を測定した。

【００５５】さらに、焼き戻し軟化抵抗を調査するた
め、３００℃×３時間焼き戻し処理を行ない、断面の硬
度分布をビッカース硬度計で測定した。

【００５６】母材の表面から５０μｍ深さ位置を母材表
面として炭素濃度、残留オーステナイト量、硬度を測定
した結果を表２，表３および図２に示す。

【００５７】上記各実施例について、ローラーピッティ
ング試験機を使用して表４に示す条件で、剥離が発生す
るまでのｎ＝３における累積破損確率Ｌ５０％までの回
数を求め、試験終了後、小ローラー摺動部の最大摩耗深
さを測定した。この結果を表３および図１０に示す。

【００５８】（比較例１）素材として表１に示す材質の
機械構造用鋼を使用して小ローラー１を機械加工により
作製した後、図７に示す熱処理条件で、プラズマ浸炭焼
き入れ焼き戻しを実施し、表面研磨で仕上げ加工を行っ
た。

【００５９】（比較例２）素材として表１に示す材質の
機械構造用鋼を使用して小ローラー１を機械加工により
作製した後、図８に示す熱処理条件で、プラズマ浸炭焼
き入れ焼き戻し後、６００℃×２時間でＴｉＮの硬質皮
膜を形成して小ローラ１を作成した。

【００６０】（比較例３）素材として表１に示す材質の
機械構造用鋼を使用して小ローラー１を機械加工により
作製した後、図４に示す熱処理条件（ただし、成膜温度
および成膜時間を除く）で、プラズマ浸炭にひき続いて
９５０℃×４０分でＴｉＮの硬質皮膜を形成した後、焼
き入れ焼き戻しを行って小ローラ１を作成した。

【００６１】（比較例４）素材として表１に示す材質の
機械構造用鋼を使用して小ローラー１を機械加工により
作製した後、図４に示す熱処理条件（ただし、成膜時間
を除く）で、プラズマ浸炭にひき続いて８５０℃×６時
間でＴｉＮの硬質皮膜を形成した後、焼き入れ焼き戻し
を行って小ローラ１を作成した。

【００６２】（比較例５）素材として表１に示す材質の
機械構造用鋼を使用して小ローラー１を機械加工により
作製した後、図９に示す熱処理条件で、プラズマ浸炭に
ひき続いて８５０℃×１時間でＴｉＮの硬質皮膜を形成
した後、焼き入れ焼き戻しを行って小ローラ１を作成し
た。

【００６３】（比較例１〜５の評価）各比較例のように
作成した小ローラー１は、実施例と同様、相手材には、
ＳＣＭ４２０を素材として、図７に示すプラズマ浸炭焼
き入れ焼き戻し処理を行ない、表面を研磨加工して仕上
げた大ローラー２を用いて、表４に示した条件でローラ
ーピッティング試験を実施し、剥離が発生するまでのｎ
＝３における累積破損確率Ｌ５０％までの回数を求め、
試験終了後、小ローラー摺動部の最大摩耗深さを測定し
た。この結果を表３および図１０に示す。

【００６４】

【表１】

【００６５】

【表２】

【００６６】

【表３】

【００６７】

【表４】

【００６８】表１ないし表３および図１０に示した結果
より明らかなように、比較例１のごとく浸炭焼き入れ焼
き戻しのままでは、早期にピッティング剥離が発生する
のに対し、実施例１，２のごとく機械構造用鋼にプラズ
マ浸炭に続いて硬質皮膜を形成し、次いで焼き入れ焼き
戻しを行なうことによって、母材表面炭素濃度０．８％
以上、硬度ＨＶ７５０以上、残留オーステナイト量３０
％以下が得られ、剥離発生寿命が大幅に向上し、なおか
つ、摩耗量が大幅に低減することが確かめられた。

【００６９】また、実施例３のごとくプラズマ浸炭窒化
処理にひき続いて硬質皮膜を形成した場合、硬質皮膜と
の密着性がさらに向上し、母材の軟化抵抗性が向上する
ことから、長寿命となることが確認された。

【００７０】さらに、実施例４のごとくプラズマ高濃度
浸炭にひき続いて硬質皮膜を形成した場合、母材の軟化
抵抗性が向上することから、長寿命となることが確認さ
れた。

【００７１】さらにまた、実施例５のごとく硬質皮膜を
ＴｉＣとした場合、ＴｉＮに比較して膜硬度が高くなる
ことから、さらに寿命が向上することが確認された。

【００７２】これに対し、比較例２のごとくプラズマ浸
炭焼き入れ焼き戻しを行い、その後硬質皮膜を形成した
場合、母材が硬質皮膜形成時に焼き戻され、硬度がＨＶ
５７０程度に低下することから、接触後母材が塑性変形
し、皮膜が剥がれ、早期に剥離が発生して、図１０に示
すようにピッティング寿命は短いものであった。

【００７３】また、比較例３のごとく皮膜処理温度が高
温になると、母材の残留オーステナイトが３０％を超え
てしまい、母材の硬度が低下することから、早期に界面
から皮膜が剥がれ、剥離が発生した。

【００７４】さらに、比較例４のごとく皮膜の厚さが３
０μｍを超えた場合、早期に界面から皮膜が剥がれ、早
期に剥離が発生した。

【００７５】さらにまた、比較例５のごとく母材の炭素
濃度が０．８％を下回ると、母材の硬度が低くなるた
め、皮膜との密着性が低下してしまい、早期に剥離が発
生した。

【図面の簡単な説明】

【図１】歯車のピッティング寿命と３００℃×３時間焼
き戻しした場合の硬度との関係を例示するグラフであ
る。

【図２】本発明実施例Ｎｏ．２および比較例Ｎｏ．２に
おける表面からの距離と硬度との関係を示すグラフであ
る。

【図３】ローラーピッティング試験要領を示す斜面説明
図である。

【図４】本発明実施例Ｎｏ．１，２，５で採用した熱処
理パターンにおける時間経過による温度の変化を示す説
明図である。

【図５】本発明実施例Ｎｏ．３で採用した熱処理パター
ンにおける時間経過による温度の変化を示す説明図であ
る。

【図６】本発明実施例Ｎｏ．４で採用した熱処理パター
ンにおける時間経過による温度の変化を示す説明図であ
る。

【図７】比較例Ｎｏ．１で採用した熱処理パターンにお
ける時間経過による温度の変化を示す説明図である。

【図８】比較例Ｎｏ．２で採用した熱処理パターンにお
ける時間経過による温度の変化を示す説明図である。

【図９】比較例Ｎｏ．５で採用した熱処理パターンにお
ける時間経過による温度の変化を示す説明図である。

【図１０】熱処理パターンによるピッティング寿命への
影響を例示したグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｈ 1/00 Ｆ１６Ｈ 1/00 ４Ｋ０４２ 9/12 9/12 Ａ ４Ｋ０４４ 15/38 15/38 55/06 55/06 // Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１ Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０１Ｚ 38/18 38/18 Ｆターム(参考） 3J009 DA16 EB08 FA07 3J030 BC03 BC10 3J050 AA02 BA02 CD09 DA02 3J051 AA03 BA03 BB02 BD02 BE09 CA07 CB04 EC08 FA02 4K028 BA02 BA03 BA12 BA22 4K042 AA18 AA20 BA01 BA03 BA04 CA06 DA01 DA02 DA06 DC02 DC05 4K044 AA02 AB04 AB10 BA02 BA18 BB02 BC05 BC06 CA02 CA14 CA42 CA62

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機械構造用鋼を素材として所望の部品形
   状に加工した後、浸炭もしくは浸炭窒化処理に続いて硬
   質皮膜を形成し、次いで焼き入れ焼き戻しを行なうこと
   を特徴とする耐高面圧部品の製造方法。
2. 【請求項２】 機械構造用鋼は、重量％で、少なくとも
   Ｃ：０．１５〜０．４％、Ｓｉ：０．１５〜０．６％、
   Ｍｎ：０．２〜０．８％、Ｓ：０．００５〜０．０１５
   ％、Ｃｒ：０．２〜３．５％を含み、Ｐ：０．０１５％
   以下、Ｏ：２０ｐｐｍ以下に規制し、残部Ｆｅおよび不
   純物からなるものであることを特徴とする請求項１に記
   載の耐高面圧部品の製造方法。
3. 【請求項３】 浸炭もしくは浸炭窒化処理は、プラズマ
   浸炭もしくはプラズマ浸炭窒化法で行ない、硬質皮膜形
   成は、プラズマＣＶＤ法で行ない、連続して行なうこと
   を特徴とする請求項１または２に記載の耐高面圧部品の
   製造方法。
4. 【請求項４】 硬質皮膜形成は、浸炭もしくは浸炭窒化
   処理にひき続き、７５０〜８９０℃の温度で行なうこと
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の耐高
   面圧部品の製造方法。
5. 【請求項５】 浸炭もしくは浸炭窒化処理によって、母
   材の表面から５０μｍ以内の炭素濃度を０．８％以上と
   し、残留オーステナイト量を３０％以下とすることによ
   って、硬度をＨＶ７５０以上とすることを特徴とする請
   求項１ないし４のいずれかに記載の耐高面圧部品の製造
   方法。
6. 【請求項６】 硬質皮膜は、１〜３０μｍの厚さにする
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の
   耐高面圧部品の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の製
   造方法で作られたことを特徴とする耐高面圧部品。
8. 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれかに記載の製
   造方法で作られたことを特徴とする変速用歯車。
9. 【請求項９】 請求項１ないし６のいずれかに記載の製
   造方法で作られたことを特徴とするトロイダル式無段変
   速機用転動体。
10. 【請求項１０】 請求項１ないし６のいずれかに記載の
    製造方法で作られたことを特徴とするベルト式無段変速
    機用プーリ。