JP2005291350A - ベルト式無段変速機用板状エレメント - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ベルト式無段変速機用板状エレメントにおいて、マルテンサイト組織または焼き戻しマルテンサイト組織の単位面積あたりの固溶炭素量が0.4重量%以上0.7重量%以下であって、かつ、表面硬さが55HRC以上65HRC以下とした。
【選択図】 図4
Description
上記、各試料の評価試験として、アイゾット衝撃試験及び曲げ疲労試験を行った。図2はアイゾット衝撃試験を表す概略図である。板状エレメントをボディ1が隠れるように試験片支持台に固定し、ハンマによるネック4の破断によって吸収エネルギーを測定した。図3は曲げ疲労試験を表す概略図である。板状エレメントのネック4近傍に加重をかけ、両端に対向する加重をかけ、この動作を破断まで繰り返すことで曲げ疲労破壊を行った。
図4はマルテンサイト組織または焼き戻しマルテンサイト組織の単位面積あたりの固溶炭素量と衝撃試験の結果を表す図、図5はマルテンサイト組織または焼き戻しマルテンサイト組織の単位面積あたりの固溶炭素量と曲げ疲労試験の結果を表す図である。図4,図5共に、固溶炭素量が0.7重量%を超えた際、著しい強度の低下が見られた。固溶炭素量が0.4重量%未満では、焼き入れ強度が不足することに鑑み、固溶炭素量が0.4重量%を下限とし0.7重量%を上限とした。また、表面硬さが55HRC未満であると耐摩耗特性が確保できず、65HRCを超えると相手部品であるプーリの摩耗を招くため、表面硬さが55HRCを下限とし、65HRCを上限とした。
図6は不純物元素であるP量と衝撃試験の結果を表す図、図7は不純物元素であるP量と曲げ疲労試験の結果を表す図である。図6,図7共に、P量が0.03を超えた際、著しい強度の低下が見られる。これはPによって粒界強化作用が低下したもので、衝撃強度が劣化しているのが分かる。よって、P量は0.03重量%を上限とした。尚、P量は少ないほど望ましいため、下限については特に言及しない。
図10は下記組成を有する開発鋼の焼き入れ温度を変化させ、熱処理時の高温におけるオーステナイト粒径を変化させた場合の衝撃試験の結果を表す図である。
C:0.84 Si:0.2 Mn:0.88 P:0.012 S:0.006
Cu:0.01 Ni:0.01 Cr:0.44 O:0.0015
「鋼の熱処理、日本鉄鋼協会編,東京,(1966),213頁参照」には、衝撃値(吸収エネルギ)はオーステナイト組織の結晶粒径の粗大化に伴い低下し、ASTM粒度番号7以下(約35μm以上)程度から著しく低下すると記載されている。この傾向は板状エレメントにおいても同様の低下傾向が認められるが、図10に示すように、平均粒径が約20μm以上において急激に低下しており、上記文献に記載の値より小さな値において衝撃値が低下していることを見いだした。よって、単位面積当たりの旧オーステナイト平均粒径は20μm以下が望ましい。
図11はNi及びMo量と衝撃試験の結果を表す図、図12はNi及びMo量と曲げ疲労試験の結果を表す図である。Ni,Moは、焼き入れ性を高めるのに有効な元素であり、焼き入れ性を確保するため、下限をそれぞれ0.3重量%とした。また、添加に伴い、衝撃強度は向上するものの、過剰な添加は熱処理歪みの増大を招くため、その上限をそれぞれNi:2重量%、Mo:1重量%とした。
開発鋼及び比較鋼の残部に析出した単位面積当たりの炭化物粒径を測定した結果、炭化物粒径は小さい方が望ましいことを見いだした。具体的には単位面積当たりの炭化物粒径は10μm以下が望ましい。10μmを越えると、疲労破壊の起点となりうるからである。
Ti,Nbのいずれかを0.03〜0.2重量%の範囲で添加することが望ましい。Ti,Nbのいずれかを添加すると、オーステナイト粒径の粗大化の防止に効果があるためである。ただし、0.2重量%を越えても、その効果は大きく上昇しないことから上限とした。
2 フランク面
3 サドル面
4 ネック4
5 イヤー
6 ノーズ
Claims (6)
- マルテンサイト組織または焼き戻しマルテンサイト組織の単位面積あたりの固溶炭素量が0.4重量%以上0.7重量%以下であって、かつ、表面硬さが55HRC以上65HRC以下であることを特徴とするベルト式無段変速機用板状エレメント。
- 請求項1に記載のベルト式無段変速機用板状エレメントにおいて、
P:0.03重量%以下、S:0.01重量%以下であって、かつ、前記マルテンサイト組織または焼き戻しマルテンサイト組織以外の部分(以下、残部と記載)がFe及び不可避的な不純物からなることを特徴とするベルト式無段変速機用板状エレメント。 - 請求項1または2に記載のベルト式無段変速機用板状エレメントにおいて、
焼き入れ加熱時のオーステナイト組織の平均粒径(旧オーステナイト平均粒径)が20μm以下であることを特徴とするベルト式無段変速機用板状エレメント。 - 請求項1ないし3に記載のベルト式無段変速機用板状エレメントにおいて、
Ni:0.3重量%以上2重量%以下、Mo:0.3重量%以上1重量%以下であって、かつ、前記残部がFe及び不可避的な不純物からなることを特徴とするベルト式無段変速機用板状エレメント。 - 請求項1ないし4に記載のベルト式無段変速機用板状エレメントにおいて、
単位面積あたりの炭化物の粒径が10μm以下であることを特徴とするベルト式無段変速機用板状エレメント。 - 請求項1ないし5に記載のベルト式無段変速機用板状エレメントにおいて、
Ti:0.03重量%以上0.2重量%以下、またはNb:0.03重量%以上0.2重量%以下であることを特徴とするベルト式無段変速機用板状エレメント。
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