JP2003328109A - マルエージング鋼の窒化処理方法およびその方法によって窒化処理されたベルト式無段変速機用のベルト - Google Patents
マルエージング鋼の窒化処理方法およびその方法によって窒化処理されたベルト式無段変速機用のベルトInfo
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
(57)【要約】
【課題】 マルエージング鋼の疲労強度と耐摩耗性とを
向上し得る、マルエージング鋼の窒化処理方法およびそ
の方法によって窒化処理されてなるベルト式無段変速機
用のベルトを提供する。 【解決手段】 マルエージング鋼の表面を硬化する窒化
処理方法において、４３０℃〜４８０℃の窒化処理温度
で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて１０％未
満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中で窒化処
理して窒化層を形成する。
向上し得る、マルエージング鋼の窒化処理方法およびそ
の方法によって窒化処理されてなるベルト式無段変速機
用のベルトを提供する。 【解決手段】 マルエージング鋼の表面を硬化する窒化
処理方法において、４３０℃〜４８０℃の窒化処理温度
で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて１０％未
満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中で窒化処
理して窒化層を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルエージング鋼
の窒化処理方法およびその方法によって製造されたベル
ト式無段変速機用のベルトに関する。
の窒化処理方法およびその方法によって製造されたベル
ト式無段変速機用のベルトに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球環境保全の立場から、自動車
の分野においては、低燃費や低公害などの要請が高まっ
ている。かかる要請に応えるべく、トランスミッション
に関しては、動力の伝達ロスを低減するために、金属ベ
ルトを用いて動力を伝達するベルト式無段変速機の採用
が増えている。金属ベルトは、その用途から、高い疲労
強度、耐摩耗性および引張り強度が要求されため、高引
張り強度、高靭性を兼ね備える超強力鋼として知られる
マルエージング鋼から形成されている。金属ベルトの場
合にはさらに高い疲労強度と耐摩耗性とを満たすことが
望まれるため、マルエージング鋼には、表面硬化処理と
して、時効処理および窒化処理が施されている。
の分野においては、低燃費や低公害などの要請が高まっ
ている。かかる要請に応えるべく、トランスミッション
に関しては、動力の伝達ロスを低減するために、金属ベ
ルトを用いて動力を伝達するベルト式無段変速機の採用
が増えている。金属ベルトは、その用途から、高い疲労
強度、耐摩耗性および引張り強度が要求されため、高引
張り強度、高靭性を兼ね備える超強力鋼として知られる
マルエージング鋼から形成されている。金属ベルトの場
合にはさらに高い疲労強度と耐摩耗性とを満たすことが
望まれるため、マルエージング鋼には、表面硬化処理と
して、時効処理および窒化処理が施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】窒化され難い１８Ｎｉ
系マルエージング鋼を適正に窒化するために、窒化処理
は、４８０〜５２０℃の比較的高い温度で施されている
（特開２００１−４９３４７号公報参照）。しかしなが
ら、前記温度域の上限温度近傍では、溶体化によって形
成されたマルテンサイトの一部がオーステナイトに逆変
態する場合がある。この逆変態オーステナイトは、引張
り強度や疲労強度の低下に必ずつながるとは言えない
が、多量に形成されると強度の低下を招くことが懸念さ
れる。
系マルエージング鋼を適正に窒化するために、窒化処理
は、４８０〜５２０℃の比較的高い温度で施されている
（特開２００１−４９３４７号公報参照）。しかしなが
ら、前記温度域の上限温度近傍では、溶体化によって形
成されたマルテンサイトの一部がオーステナイトに逆変
態する場合がある。この逆変態オーステナイトは、引張
り強度や疲労強度の低下に必ずつながるとは言えない
が、多量に形成されると強度の低下を招くことが懸念さ
れる。
【０００４】窒化温度を下げると窒化の効率が低下する
ため、一般的に、残留アンモニア濃度が７０％以上の窒
化雰囲気中で窒化処理して窒化層を形成している。この
ような濃度に設定すれば、窒化温度を下げることはでき
るものの、窒化表層に白色の化合物層つまり白色層が生
成されやすくなる。白色層は脆弱であるので、窒化表層
が破壊・剥離したり、疲労強度が低下したりする一要因
となる虞がある。
ため、一般的に、残留アンモニア濃度が７０％以上の窒
化雰囲気中で窒化処理して窒化層を形成している。この
ような濃度に設定すれば、窒化温度を下げることはでき
るものの、窒化表層に白色の化合物層つまり白色層が生
成されやすくなる。白色層は脆弱であるので、窒化表層
が破壊・剥離したり、疲労強度が低下したりする一要因
となる虞がある。
【０００５】本発明は、上記従来技術に伴なう課題を解
決するためになされたものであり、マルエージング鋼の
疲労強度と耐摩耗性とを向上し得る、マルエージング鋼
の窒化処理方法およびその方法によって窒化処理されて
なるベルト式無段変速機用のベルトを提供することを目
的とする。
決するためになされたものであり、マルエージング鋼の
疲労強度と耐摩耗性とを向上し得る、マルエージング鋼
の窒化処理方法およびその方法によって窒化処理されて
なるベルト式無段変速機用のベルトを提供することを目
的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、下記の手段により達成される。
の本発明は、下記の手段により達成される。
【０００７】（１）マルエージング鋼の表面を硬化する
窒化処理方法において、４３０℃〜４８０℃の窒化処理
温度で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて１０
％未満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中で窒
化処理して窒化層を形成することを特徴とするマルエー
ジング鋼の窒化処理方法。
窒化処理方法において、４３０℃〜４８０℃の窒化処理
温度で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて１０
％未満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中で窒
化処理して窒化層を形成することを特徴とするマルエー
ジング鋼の窒化処理方法。
【０００８】（２）窒化雰囲気中の残留アンモニア濃度
を、窒化処理開始から少なくとも１０分間、１０％未満
とすることを特徴とする上記（１）に記載のマルエージ
ング鋼の窒化処理方法。
を、窒化処理開始から少なくとも１０分間、１０％未満
とすることを特徴とする上記（１）に記載のマルエージ
ング鋼の窒化処理方法。
【０００９】（３）窒化雰囲気中の残留アンモニア濃度
を、０．５％／ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲の平均上昇
率で増加させることを特徴とする上記（１）に記載のマ
ルエージング鋼の窒化処理方法。
を、０．５％／ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲の平均上昇
率で増加させることを特徴とする上記（１）に記載のマ
ルエージング鋼の窒化処理方法。
【００１０】（４）上記（１）に記載の方法によって窒
化処理されてなるベルト式無段変速機用のベルト。
化処理されてなるベルト式無段変速機用のベルト。
【００１１】
【発明の効果】請求項１〜３に記載の本発明によれば、
マルエージング鋼の疲労強度と耐摩耗性とを向上でき
る。
マルエージング鋼の疲労強度と耐摩耗性とを向上でき
る。
【００１２】請求項４に記載の本発明によれば、用途上
から高い疲労強度、耐摩耗性および引張り強度が要求さ
れるベルト式無段変速機用のベルトを提供できる。
から高い疲労強度、耐摩耗性および引張り強度が要求さ
れるベルト式無段変速機用のベルトを提供できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照しつつ説明する。
参照しつつ説明する。
【００１４】（第１の実施形態）１８Ｎｉ系マルエージ
ング鋼の表面は、時効処理および窒化処理を経て硬化さ
れる。特に、４３０℃〜４８０℃の窒化処理温度で、残
留アンモニア濃度を時間の経過に応じて１０％未満から
７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中で窒化処理して
窒化層を形成している。窒化処理中に残留アンモニア濃
度を７０％以上まで増加させたのは、窒化温度を下げた
ときの窒化の効率が低下することを防止するために一般
的に採用されている残留アンモニア濃度と同様にしたも
のである。
ング鋼の表面は、時効処理および窒化処理を経て硬化さ
れる。特に、４３０℃〜４８０℃の窒化処理温度で、残
留アンモニア濃度を時間の経過に応じて１０％未満から
７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中で窒化処理して
窒化層を形成している。窒化処理中に残留アンモニア濃
度を７０％以上まで増加させたのは、窒化温度を下げた
ときの窒化の効率が低下することを防止するために一般
的に採用されている残留アンモニア濃度と同様にしたも
のである。
【００１５】白色層の発生状況を調べたところ、白色層
は窒化処理の初期段階で発生しやすく、窒化が進行し始
めると、残留アンモニア濃度を増加させても白色層が発
生し難いことを見出した。そこで、窒化処理の初期段階
では、窒化雰囲気の残留アンモニア濃度を１０％未満に
設定することにより、窒化表層に白色層が発生すること
を抑えることができる。そして、窒化処理の初期段階が
終わると、窒化雰囲気の残留アンモニア濃度を時間の経
過に応じて７０％以上まで増加させることにより、白色
層の発生および窒化効率の低下を抑えつつ，窒化層を形
成することができる。
は窒化処理の初期段階で発生しやすく、窒化が進行し始
めると、残留アンモニア濃度を増加させても白色層が発
生し難いことを見出した。そこで、窒化処理の初期段階
では、窒化雰囲気の残留アンモニア濃度を１０％未満に
設定することにより、窒化表層に白色層が発生すること
を抑えることができる。そして、窒化処理の初期段階が
終わると、窒化雰囲気の残留アンモニア濃度を時間の経
過に応じて７０％以上まで増加させることにより、白色
層の発生および窒化効率の低下を抑えつつ，窒化層を形
成することができる。
【００１６】また、窒化雰囲気中の残留アンモニア濃度
を１０％未満とする初期段階は、窒化処理開始から少な
くとも１０分間であることが好ましい。
を１０％未満とする初期段階は、窒化処理開始から少な
くとも１０分間であることが好ましい。
【００１７】そして、初期段階が終わると、窒化雰囲気
中の残留アンモニア濃度を、０．５％／ｍｉｎ〜２％／
ｍｉｎの範囲の平均上昇率で増加させることが好まし
い。残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて増加させ
る場合、時間の経過に比例して連続的に増加させてもよ
いし、ステップ状に増加させてもよいし、指数関数的に
増加させてもよい。残留アンモニア濃度を１０％未満か
ら７０％を超えるまで上昇させるのに要した時間を単位
にして、残留アンモニア濃度の平均上昇率が０．５％／
ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲を満たしていればよい。
中の残留アンモニア濃度を、０．５％／ｍｉｎ〜２％／
ｍｉｎの範囲の平均上昇率で増加させることが好まし
い。残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて増加させ
る場合、時間の経過に比例して連続的に増加させてもよ
いし、ステップ状に増加させてもよいし、指数関数的に
増加させてもよい。残留アンモニア濃度を１０％未満か
ら７０％を超えるまで上昇させるのに要した時間を単位
にして、残留アンモニア濃度の平均上昇率が０．５％／
ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲を満たしていればよい。
【００１８】窒化処理は、装入側にフレームカーテンを
用いた炉では、装入の際に、すすが付着して、窒化ムラ
の原因となる。そこで、窒化処理は、フレームレスの窒
化炉にて行うことが好ましい。また、窒化処理は、アン
モニアガスを用いたガス窒化またはガス軟窒化である。
窒化雰囲気としては、純アンモニアガス、アンモニアガ
ス＋窒素ガス、アンモニアガス＋ＲＸガスなどが使用さ
れる。
用いた炉では、装入の際に、すすが付着して、窒化ムラ
の原因となる。そこで、窒化処理は、フレームレスの窒
化炉にて行うことが好ましい。また、窒化処理は、アン
モニアガスを用いたガス窒化またはガス軟窒化である。
窒化雰囲気としては、純アンモニアガス、アンモニアガ
ス＋窒素ガス、アンモニアガス＋ＲＸガスなどが使用さ
れる。
【００１９】（実施例）１８Ｎｉ系マルエージング鋼の
試料片を溶体化処理した後、真空炉で４８０℃にて２時
間の時効処理を行った。
試料片を溶体化処理した後、真空炉で４８０℃にて２時
間の時効処理を行った。
【００２０】時効処理を終えた試料片を、４３０℃〜４
８０℃の窒化処理温度に加熱したピット炉にて、窒化処
理を実施した。窒化処理は、４３０℃〜４８０℃の窒化
処理温度で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて
１０％未満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中
で行った。残留アンモニア濃度の平均上昇率を０．５％
／ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲とし、窒化処理時間を５
０分〜８０分とし、窒化後、窒素ガス雰囲気中で冷却を
行った。残留アンモニア濃度は、アンモニアガスと窒素
ガスとの混合割合を変えることにより調節した。
８０℃の窒化処理温度に加熱したピット炉にて、窒化処
理を実施した。窒化処理は、４３０℃〜４８０℃の窒化
処理温度で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて
１０％未満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中
で行った。残留アンモニア濃度の平均上昇率を０．５％
／ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲とし、窒化処理時間を５
０分〜８０分とし、窒化後、窒素ガス雰囲気中で冷却を
行った。残留アンモニア濃度は、アンモニアガスと窒素
ガスとの混合割合を変えることにより調節した。
【００２１】（比較例）窒化条件（窒化処理温度、窒化
処理時間および残留アンモニア濃度）を変え、その他の
工程は実施例と同一条件にして、試料片を窒化処理し
た。
処理時間および残留アンモニア濃度）を変え、その他の
工程は実施例と同一条件にして、試料片を窒化処理し
た。
【００２２】（検討）実施例および比較例における窒化
条件および材質調査結果の一例が下記の表１に示され
る。材質の調査は、ビッカース硬さ試験による窒化後の
表面硬さと、引張り強度とについて行った。さらに、試
料断面の組織観察によって、白色層の発生の有無を調べ
た。
条件および材質調査結果の一例が下記の表１に示され
る。材質の調査は、ビッカース硬さ試験による窒化後の
表面硬さと、引張り強度とについて行った。さらに、試
料断面の組織観察によって、白色層の発生の有無を調べ
た。
【００２３】
【表１】
【００２４】表１を参照して、４３０℃〜４８０℃の窒
化処理温度で、窒化処理の初期段階（窒化処理開始から
７分〜１０分）では残留アンモニア濃度を５％に設定
し、時間の経過に応じて５％から９７％まで増加させた
窒化雰囲気中で窒化処理して窒化層を形成した実施例で
は、窒化表層に白色層が発生せず、９００Ｈｖ以上の表
面硬さ、および、１９５０ＭＰａ以上の引張り強度を備
える高靭性の窒化層を得ることができた。
化処理温度で、窒化処理の初期段階（窒化処理開始から
７分〜１０分）では残留アンモニア濃度を５％に設定
し、時間の経過に応じて５％から９７％まで増加させた
窒化雰囲気中で窒化処理して窒化層を形成した実施例で
は、窒化表層に白色層が発生せず、９００Ｈｖ以上の表
面硬さ、および、１９５０ＭＰａ以上の引張り強度を備
える高靭性の窒化層を得ることができた。
【００２５】窒化処理温度が上記温度範囲内の４５０℃
であっても、残留アンモニア濃度を５５％までしか増加
させなかった場合は、窒化の効率が低下し、窒化処理後
の表面硬さが９００Ｈｖに満たない。
であっても、残留アンモニア濃度を５５％までしか増加
させなかった場合は、窒化の効率が低下し、窒化処理後
の表面硬さが９００Ｈｖに満たない。
【００２６】窒化処理温度が上記温度範囲内の４３０℃
であっても、残留アンモニア濃度を変化させずに７０％
の一定とした場合は、窒化表層に厚さ１μｍの白色層が
発生し、引張り強度が低下した。
であっても、残留アンモニア濃度を変化させずに７０％
の一定とした場合は、窒化表層に厚さ１μｍの白色層が
発生し、引張り強度が低下した。
【００２７】また、窒化処理温度が４８０℃より高い温
度域では、フッ化処理などの表面活性化を窒化処理前に
行わなくても、窒化処理を施すことは可能である。しか
しながら、窒化ポテンシャルが高くなるのに伴ない、窒
化表層に白色層が発生しやすくなり、窒化処理温度５０
０℃、窒化処理時間４０分、残留アンモニア濃度７０％
一定の窒化処理を行ったところ、窒化表層に厚さ１〜２
μｍの白色層が発生し、引張り強度が低下した。
度域では、フッ化処理などの表面活性化を窒化処理前に
行わなくても、窒化処理を施すことは可能である。しか
しながら、窒化ポテンシャルが高くなるのに伴ない、窒
化表層に白色層が発生しやすくなり、窒化処理温度５０
０℃、窒化処理時間４０分、残留アンモニア濃度７０％
一定の窒化処理を行ったところ、窒化表層に厚さ１〜２
μｍの白色層が発生し、引張り強度が低下した。
【００２８】このような白色層の発生は、窒化表層が破
壊・剥離したり、疲労強度が著しく低下したりする一要
因となるので、必ず回避しなければならない現象であ
る。
壊・剥離したり、疲労強度が著しく低下したりする一要
因となるので、必ず回避しなければならない現象であ
る。
【００２９】窒化処理温度が４３０℃未満の温度域、例
えば、窒化処理温度が４００℃の場合には、緻密な酸化
膜に阻まれて窒化が進行し難く、深い窒化深さを得るた
めに、１００分の窒化処理時間が必要となり、また、窒
化処理後の表面硬さが９００Ｈｖに満たない。
えば、窒化処理温度が４００℃の場合には、緻密な酸化
膜に阻まれて窒化が進行し難く、深い窒化深さを得るた
めに、１００分の窒化処理時間が必要となり、また、窒
化処理後の表面硬さが９００Ｈｖに満たない。
【００３０】以上の考察により、窒化表層に白色層が発
生せず、９００Ｈｖ以上の表面硬さ、および、１９５０
ＭＰａ以上の引張り強度を満たすマルエージング鋼の窒
化処理のためには、４３０℃〜４８０℃の窒化処理温度
で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて１０％未
満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中で窒化処
理して窒化層を形成することが適当であることが明らか
になった。このようにして窒化処理されたマルエージン
グ鋼は高い疲労強度と耐摩耗性とを備えており、ベルト
式無段変速機用のベルトに用いて好適である。
生せず、９００Ｈｖ以上の表面硬さ、および、１９５０
ＭＰａ以上の引張り強度を満たすマルエージング鋼の窒
化処理のためには、４３０℃〜４８０℃の窒化処理温度
で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて１０％未
満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中で窒化処
理して窒化層を形成することが適当であることが明らか
になった。このようにして窒化処理されたマルエージン
グ鋼は高い疲労強度と耐摩耗性とを備えており、ベルト
式無段変速機用のベルトに用いて好適である。
【００３１】４３０℃〜４８０℃の窒化処理温度で、窒
化処理開始から１０分が経過するまで残留アンモニア濃
度を１０％以上とすると、１０分経過後、残留アンモニ
ア濃度をどのような上昇率で増加させても、窒化表層に
は、厚さが１μｍ未満ではあるものの、白色層の微少量
の発生が認められた。
化処理開始から１０分が経過するまで残留アンモニア濃
度を１０％以上とすると、１０分経過後、残留アンモニ
ア濃度をどのような上昇率で増加させても、窒化表層に
は、厚さが１μｍ未満ではあるものの、白色層の微少量
の発生が認められた。
【００３２】これに対して、窒化処理開始から１０分が
経過するまで残留アンモニア濃度を１０％未満とする
と、１０分経過後、残留アンモニア濃度を２％／ｍｉｎ
以下の平均上昇率で増加させれば、窒化表層には白色層
の発生が認められなかった。
経過するまで残留アンモニア濃度を１０％未満とする
と、１０分経過後、残留アンモニア濃度を２％／ｍｉｎ
以下の平均上昇率で増加させれば、窒化表層には白色層
の発生が認められなかった。
【００３３】以上の考察から、窒化表層に白色層を発生
させないためには、窒化雰囲気中の残留アンモニア濃度
を、窒化処理開始から少なくとも１０分間、１０％未満
とすることが適当であることが明らかになった。このよ
うにして窒化処理されたマルエージング鋼は高い疲労強
度と耐摩耗性とを備えており、ベルト式無段変速機用の
ベルトに用いて好適である。
させないためには、窒化雰囲気中の残留アンモニア濃度
を、窒化処理開始から少なくとも１０分間、１０％未満
とすることが適当であることが明らかになった。このよ
うにして窒化処理されたマルエージング鋼は高い疲労強
度と耐摩耗性とを備えており、ベルト式無段変速機用の
ベルトに用いて好適である。
【００３４】図１は、４３０℃〜４８０℃の窒化処理温
度で、残留アンモニア濃度を窒化処理開始から１０分間
は１０％未満の一定濃度とし、それ以降、残留アンモニ
ア濃度を増加させる場合の平均上昇率を変化させたとき
の、窒化後の表面硬さと、白色層の発生の有無とを調べ
た結果を示したものである。
度で、残留アンモニア濃度を窒化処理開始から１０分間
は１０％未満の一定濃度とし、それ以降、残留アンモニ
ア濃度を増加させる場合の平均上昇率を変化させたとき
の、窒化後の表面硬さと、白色層の発生の有無とを調べ
た結果を示したものである。
【００３５】図１を参照して、４３０℃〜４８０℃の窒
化処理温度で、窒化処理開始から１０分が経過するまで
残留アンモニア濃度を１０％未満とし、１０分経過後、
残留アンモニア濃度を２％／ｍｉｎを超える平均上昇率
で７０％以上まで増加させたところ、窒化表層には、厚
さが１μｍ未満ではあるものの、白色層の微少量の発生
が認められた。
化処理温度で、窒化処理開始から１０分が経過するまで
残留アンモニア濃度を１０％未満とし、１０分経過後、
残留アンモニア濃度を２％／ｍｉｎを超える平均上昇率
で７０％以上まで増加させたところ、窒化表層には、厚
さが１μｍ未満ではあるものの、白色層の微少量の発生
が認められた。
【００３６】また、窒化処理開始から１０分経過後、残
留アンモニア濃度を０．５％／ｍｉｎ未満の平均上昇率
で７０％以上まで増加させたところ、白色層の発生は認
められなかった。しかしながら、窒化が十分に進行しな
いため、窒化後の表面硬さは、９００Ｈｖに達せず、８
５０〜８９０Ｈｖと低かった。
留アンモニア濃度を０．５％／ｍｉｎ未満の平均上昇率
で７０％以上まで増加させたところ、白色層の発生は認
められなかった。しかしながら、窒化が十分に進行しな
いため、窒化後の表面硬さは、９００Ｈｖに達せず、８
５０〜８９０Ｈｖと低かった。
【００３７】これに対して、窒化処理開始から１０分経
過後、残留アンモニア濃度を０．５％／ｍｉｎ〜２％／
ｍｉｎの範囲の平均上昇率で７０％以上まで増加させた
ところ、窒化表層には白色層の発生が認められず、か
つ、窒化後の表面硬さが９００Ｈｖに達した。
過後、残留アンモニア濃度を０．５％／ｍｉｎ〜２％／
ｍｉｎの範囲の平均上昇率で７０％以上まで増加させた
ところ、窒化表層には白色層の発生が認められず、か
つ、窒化後の表面硬さが９００Ｈｖに達した。
【００３８】以上の考察から、窒化表層に白色層が発生
せず、９００Ｈｖ以上の表面硬さを満たすマルエージン
グ鋼の窒化処理のためには、残留アンモニア濃度を０．
５％／ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲の平均上昇率で増加
させることが適当であることが明らかになった。このよ
うにして窒化処理されたマルエージング鋼は高い疲労強
度と耐摩耗性とを備えており、ベルト式無段変速機用の
ベルトに用いて好適である。
せず、９００Ｈｖ以上の表面硬さを満たすマルエージン
グ鋼の窒化処理のためには、残留アンモニア濃度を０．
５％／ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲の平均上昇率で増加
させることが適当であることが明らかになった。このよ
うにして窒化処理されたマルエージング鋼は高い疲労強
度と耐摩耗性とを備えており、ベルト式無段変速機用の
ベルトに用いて好適である。
【００３９】なお、白色層の発生を防止し、窒化後の表
面硬さが９００Ｈｖを満たし、さらに生産性の観点か
ら、残留アンモニア濃度を増加させるときの平均上昇率
は、１％／ｍｉｎ前後がより好ましい。
面硬さが９００Ｈｖを満たし、さらに生産性の観点か
ら、残留アンモニア濃度を増加させるときの平均上昇率
は、１％／ｍｉｎ前後がより好ましい。
【００４０】（ベルト式無段変速機用のベルトの製造）
次に、ベルト式無段変速機用のベルトの製造工程につい
て説明する。図２は、ベルト式無段変速機用のベルトの
製造工程の一実施形態を示す図である。
次に、ベルト式無段変速機用のベルトの製造工程につい
て説明する。図２は、ベルト式無段変速機用のベルトの
製造工程の一実施形態を示す図である。
【００４１】まず、１８Ｎｉ系マルエージング鋼の板を
ロール成形し、端部を溶接して円筒状のパイプを形成す
る。
ロール成形し、端部を溶接して円筒状のパイプを形成す
る。
【００４２】次に、このパイプを真空炉にて８００〜８
３０℃で１５〜３０分間保持して第一溶体化処理を行
う。第一溶体化処理は、溶接時に析出した炭化物やぜい
化相の溶体化のため実施する。
３０℃で１５〜３０分間保持して第一溶体化処理を行
う。第一溶体化処理は、溶接時に析出した炭化物やぜい
化相の溶体化のため実施する。
【００４３】次に、前記パイプを所定の幅に裁断し、リ
ングを形成する。このリングには裁断によりエッジが発
生しているため、バレル研磨にて面取りを行う。
ングを形成する。このリングには裁断によりエッジが発
生しているため、バレル研磨にて面取りを行う。
【００４４】次に、所定の長さにするため、ロール圧延
を行う。
を行う。
【００４５】圧延後、リングを、第二溶体化処理とし
て、水素ガスからなる還元性雰囲気にて８１０〜８６０
℃の温度に昇温後、この温度で保持することなく、水素
ガス冷却を行う。第二溶体化処理は、圧延された組織を
微細化するため行う。
て、水素ガスからなる還元性雰囲気にて８１０〜８６０
℃の温度に昇温後、この温度で保持することなく、水素
ガス冷却を行う。第二溶体化処理は、圧延された組織を
微細化するため行う。
【００４６】次に、ストレッチを行い、所定の長さにな
るように周長を微調整する。
るように周長を微調整する。
【００４７】窒化処理の際に表面の清浄度が低いと窒化
ムラの原因となるため、時効処理前に超音波洗浄を行
う。
ムラの原因となるため、時効処理前に超音波洗浄を行
う。
【００４８】次いで、真空炉で時効処理温度４８０℃、
時効処理時間２時間にて時効処理を実施した。
時効処理時間２時間にて時効処理を実施した。
【００４９】時効処理後に、４３０℃〜４８０℃の窒化
処理温度で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて
１０％未満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中
で窒化処理し、白色層が表層に発生しない窒化層を形成
する。残留アンモニア濃度を、窒化処理開始から少なく
とも１０分間、１０％未満とした。さらに、残留アンモ
ニア濃度を、０．５％／ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲の
平均上昇率で増加させた。一例として、窒化炉にて、窒
化処理温度４５０℃、窒化処理時間６０分、残留アンモ
ニア濃度の増加が５％から９５％まで、残留アンモニア
濃度を５％に保持する時間９分、残留アンモニア濃度が
５％から７０％を超えるまで増加させるときの平均上昇
率１．５％／ｍｉｎの条件にて窒化処理を実施した。
処理温度で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて
１０％未満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中
で窒化処理し、白色層が表層に発生しない窒化層を形成
する。残留アンモニア濃度を、窒化処理開始から少なく
とも１０分間、１０％未満とした。さらに、残留アンモ
ニア濃度を、０．５％／ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲の
平均上昇率で増加させた。一例として、窒化炉にて、窒
化処理温度４５０℃、窒化処理時間６０分、残留アンモ
ニア濃度の増加が５％から９５％まで、残留アンモニア
濃度を５％に保持する時間９分、残留アンモニア濃度が
５％から７０％を超えるまで増加させるときの平均上昇
率１．５％／ｍｉｎの条件にて窒化処理を実施した。
【００５０】上記の工程を経て製造されたベルト式無段
変速機用のベルトは、窒化表層に白色層が発生せず、９
００Ｈｖ以上の表面硬さ、および、１９５０ＭＰａ以上
の引張り強度を備えている。
変速機用のベルトは、窒化表層に白色層が発生せず、９
００Ｈｖ以上の表面硬さ、および、１９５０ＭＰａ以上
の引張り強度を備えている。
【００５１】本実施形態によれば、引張り強度が高い１
８Ｎｉ系マルエージング鋼に対する熱処理工法を改善す
ることにより、１８Ｎｉ系マルエージング鋼の疲労強度
と耐摩耗性とをさらに高めることができ、用途上から高
い疲労強度、耐摩耗性および引張り強度が要求されるベ
ルト式無段変速機用のベルトに用いて極めて好適なもの
となる。
８Ｎｉ系マルエージング鋼に対する熱処理工法を改善す
ることにより、１８Ｎｉ系マルエージング鋼の疲労強度
と耐摩耗性とをさらに高めることができ、用途上から高
い疲労強度、耐摩耗性および引張り強度が要求されるベ
ルト式無段変速機用のベルトに用いて極めて好適なもの
となる。
【図１】 ４３０℃〜４８０℃の窒化処理温度で、残留
アンモニア濃度を窒化処理開始から１０分間は１０％未
満の一定濃度とし、それ以降、残留アンモニア濃度を増
加させる場合の平均上昇率を変化させたときの、窒化後
の表面硬さと、白色層の発生の有無とを調べた結果を示
す図である。
アンモニア濃度を窒化処理開始から１０分間は１０％未
満の一定濃度とし、それ以降、残留アンモニア濃度を増
加させる場合の平均上昇率を変化させたときの、窒化後
の表面硬さと、白色層の発生の有無とを調べた結果を示
す図である。
【図２】 ベルト式無段変速機用のベルトの製造工程の
一実施形態を示す図である。
一実施形態を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｆ１６Ｇ 5/16 Ｆ１６Ｇ 5/16 Ｂ
(72)発明者 渡辺 陽一
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産
自動車株式会社内
Ｆターム(参考） 4K028 AA02 AB01 AB06 AC07 AC08
Claims (4)
- 【請求項１】 マルエージング鋼の表面を硬化する窒化
処理方法において、４３０℃〜４８０℃の窒化処理温度
で、残留アンモニア濃度を時間の経過に応じて１０％未
満から７０％以上まで増加させる窒化雰囲気中で窒化処
理して窒化層を形成することを特徴とするマルエージン
グ鋼の窒化処理方法。 - 【請求項２】 窒化雰囲気中の残留アンモニア濃度を、
窒化処理開始から少なくとも１０分間、１０％未満とす
ることを特徴とする請求項１に記載のマルエージング鋼
の窒化処理方法。 - 【請求項３】 窒化雰囲気中の残留アンモニア濃度を、
０．５％／ｍｉｎ〜２％／ｍｉｎの範囲の平均上昇率で
増加させることを特徴とする請求項１に記載のマルエー
ジング鋼の窒化処理方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の方法によって窒化処理
されてなるベルト式無段変速機用のベルト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002138775A JP3823875B2 (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | マルエージング鋼の窒化処理方法およびその方法によって窒化処理されたベルト式無段変速機用のベルト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002138775A JP3823875B2 (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | マルエージング鋼の窒化処理方法およびその方法によって窒化処理されたベルト式無段変速機用のベルト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003328109A true JP2003328109A (ja) | 2003-11-19 |
| JP3823875B2 JP3823875B2 (ja) | 2006-09-20 |
Family
ID=29700124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002138775A Expired - Lifetime JP3823875B2 (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | マルエージング鋼の窒化処理方法およびその方法によって窒化処理されたベルト式無段変速機用のベルト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3823875B2 (ja) |
Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
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| NL1040567C2 (en) * | 2013-12-24 | 2015-06-26 | Bosch Gmbh Robert | Manufacturing method for a drive belt metal ring component and metal ring manufactured in accordance therewith. |
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| CN109563907A (zh) * | 2016-07-27 | 2019-04-02 | 罗伯特·博世有限公司 | 由马氏体钢制成的并设有氮化表面层的柔性钢制环 |
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| JPH10204610A (ja) * | 1997-01-24 | 1998-08-04 | Hitachi Metals Ltd | 温熱間用部材およびその製造方法ならびにこれを用いた温熱間用金型 |
| JPH11124653A (ja) * | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Mitsubishi Seiko Muroran Tokushuko Kk | 窒化処理用鋼およびその窒化処理方法 |
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-
2002
- 2002-05-14 JP JP2002138775A patent/JP3823875B2/ja not_active Expired - Lifetime
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