JP2010100881A - Sliding component - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sliding component which has excellent wear resistance and is suitably used as the gear, pulley, shaft or the like of automobiles and industrial machinery. <P>SOLUTION: There is provided the sliding component subjected to carburizing or carbonitriding, wherein in the surface layer part in the range from the surface of a sliding face to a depth of 10 μm, the average particle diameter of cementite particles is ≤0.6 μm, the number density of the cementite particles in the cross-section in the vertical direction to the sliding face is ≥1 piece/μm<SP>2</SP>, also, the Vickers hardness in a depth of 10 μm from the surface of the sliding face satisfies ≥700, and further, the surface roughness of the sliding face satisfies Rz: ≤4.0 μm and Rpk/Rk: <1.0; wherein, Rz represents the maximum height roughness prescribed in JIS B 0601 (2001), and further, Rpk and Rk represent the projecting crest height and the level difference of core parts prescribed in JIS B 0671-2 (2002), respectively. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、耐摩耗性に優れた動力伝達部品としての摺動部品に関し、詳しくは、浸炭または浸炭窒化された摺動部品に関する。   The present invention relates to a sliding component as a power transmission component having excellent wear resistance, and more particularly to a carburized or carbonitrided sliding component.

従来、自動車および産業機械における歯車、プーリー、シャフトなどの部品は、JIS規格のSCr420、SCM420、SNCM420などの機械構造用合金鋼に、浸炭または浸炭窒化を施して焼入れ(以下、浸炭を施した焼入れを「浸炭焼入れ」といい、また、浸炭窒化を施した焼入れを「浸炭窒化焼入れ」という。)を行った後、200℃以下の温度で焼戻しを行い、さらに必要に応じてショットピーニング処理を施すことにより、面疲労強度、曲げ疲労強度、耐摩耗性など、それぞれの部品に要求される特性を確保することが行われてきた。   Conventionally, parts such as gears, pulleys, and shafts in automobiles and industrial machines are quenched by carburizing or carbonitriding JIS standard SCr420, SCM420, SNCM420 and other mechanical structural alloy steels (hereinafter, carburized and quenched). Is called “carburizing and quenching”, and carbonitriding and quenching is called “carbonitriding and quenching”), followed by tempering at a temperature of 200 ° C. or less and, if necessary, shot peening treatment Thus, it has been carried out to ensure characteristics required for each component such as surface fatigue strength, bending fatigue strength, and wear resistance.

しかしながら、近年、自動車の燃費向上やエンジンの高出力化に対応するために、部品の小型化および軽量化が進み、これに伴って、部品にかかる負荷が著しく増加するようになってきた。このため、産業界からは、動力伝達用の摺動部品に対して、特に、優れた耐摩耗性を具備させることが要望されている。   However, in recent years, in order to cope with improvement in fuel consumption of automobiles and higher output of engines, parts have become smaller and lighter, and accordingly, the load on the parts has been remarkably increased. For this reason, the industry demands that the sliding parts for power transmission have particularly excellent wear resistance.

なお、これまでに、浸炭焼入れまたは浸炭窒化焼入れを施した部品の耐摩耗性を向上させる対策として、部品の表面粗さを小さくすること、部品表層部の硬さを硬くすること、不完全焼入れ組織の生成を防止することなどが知られている。   In addition, as a measure to improve the wear resistance of parts that have been carburized or carbonitrided and quenched so far, the surface roughness of the parts is reduced, the hardness of the surface of the parts is increased, and incomplete quenching is performed. It is known to prevent tissue generation.

しかしながら、単に上述したような対策を施すだけでは、部品にかかる負荷が著しく増加した場合には耐摩耗性の低下が避けられず、前述した産業界からの要望に応えることはできなかった。   However, simply taking the measures as described above cannot prevent the wear resistance from being lowered when the load on the parts is remarkably increased, and cannot meet the above-mentioned demand from the industry.

そこで、例えば、特許文献1に、化学成分を規定するとともに、「炭素ポテンシャルが1.2重量%以上の条件で浸炭した後に、A1温度以下の温度域に冷却し、再加熱処理を施して使用することを特徴とする浸炭部材」に関する技術が開示されている。   Therefore, for example, in Patent Document 1, the chemical components are defined, and “after carburizing under a condition where the carbon potential is 1.2% by weight or more, it is cooled to a temperature range of A1 temperature or lower and subjected to a reheating treatment. A technique relating to “a carburized member characterized by the above” is disclosed.

また、特許文献2に、特定量の成分元素を含有するとともに、表面から深さ0.3mmまでの炭素濃度、析出炭化物の最大径、平均径、析出炭化物の面積率、残留オーステナイト量および常温での硬さを規定した「無段変速機の転動体」に関する技術が開示されている。   Further, Patent Document 2 contains a specific amount of component elements, carbon concentration from the surface to a depth of 0.3 mm, maximum diameter of precipitated carbide, average diameter, area ratio of precipitated carbide, residual austenite amount and normal temperature. A technique relating to “a rolling element of a continuously variable transmission” that defines the hardness of the motor is disclosed.

さらに、特許文献3に、接触面の粗さ曲線の最大高さRyが1〜3μmであり、粗さ曲線から得られる負荷曲線の減衰山高さRpkと、最大高さRyとの間にRpk/Ry≦0.1の関係を満たす接触面を有することを特徴する「機械部品」に関する技術が開示されている。   Furthermore, Patent Document 3 discloses that the maximum height Ry of the roughness curve of the contact surface is 1 to 3 μm, and Rpk / between the attenuation peak height Rpk of the load curve obtained from the roughness curve and the maximum height Ry. A technique relating to a “mechanical part” characterized by having a contact surface satisfying the relationship of Ry ≦ 0.1 is disclosed.

特開平11−117059号公報JP-A-11-117059 特開平11−199983号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-199983 WO97/19279号公報WO97 / 19279

前記の特許文献1で開示された「浸炭部材」は、浸炭時における表面C濃度を調整した後に冷却し再加熱することによって分散させるセメンタイトの平均粒径と量を調整することについては規定されているものの、部材の表面粗さおよびその形状の特徴に関しては考慮されていない。しかしながら、耐摩耗性は、部材における表層の組織だけではなく、硬さ、表面粗さおよびその形状の特徴によって様々に変化する。このため、セメンタイトの平均粒径とその分散量を規定するだけの特許文献1で提案された技術では、十分な耐摩耗性を確保できない場合がある。しかも、特許文献1においては、部品の起動時のような、摩擦係数が急激に減少する場合の耐摩耗性を向上させることについては全く検討されていない。   The “carburized member” disclosed in Patent Document 1 is regulated to adjust the average particle size and amount of cementite dispersed by adjusting the surface C concentration during carburizing and then cooling and reheating. However, no consideration is given to the surface roughness of the member and its shape characteristics. However, the wear resistance varies depending not only on the surface layer structure of the member but also on the characteristics of hardness, surface roughness and its shape. For this reason, the technique proposed in Patent Document 1 that merely defines the average particle diameter of cementite and the amount of dispersion thereof may not ensure sufficient wear resistance. Moreover, in Patent Document 1, no consideration has been given to improving the wear resistance when the friction coefficient is rapidly reduced, such as at the time of starting the part.

特許文献2で開示された「無段変速機の転動体」も動力伝達用の摺動部品であるが、前述のとおり、耐摩耗性には、部材表層の組織および硬さだけではなく、表面粗さおよびその形状の特徴も影響する。このため、表面粗さおよびその形状についての考慮がなされていない特許文献2で提案された技術では、優れた耐摩耗性を確保できない場合がある。さらに、この特許文献2においても、部品の起動時のような、摩擦係数が急激に減少する場合の耐摩耗性を向上させることについては全く検討されていない。   The “rolling element of a continuously variable transmission” disclosed in Patent Document 2 is also a sliding component for power transmission. As described above, the wear resistance includes not only the structure and hardness of the member surface layer but also the surface. Roughness and its shape characteristics also affect. For this reason, in the technique proposed in Patent Document 2 in which consideration is not given to the surface roughness and its shape, there is a case where excellent wear resistance cannot be ensured. Further, even in this Patent Document 2, no consideration has been given to improving the wear resistance in the case where the coefficient of friction rapidly decreases, such as at the time of starting the part.

特許文献3で提案された「機械部品」の一実施態様として開示されている「カムフォロワ用ローラ」も動力伝達用の部品であるが、耐摩耗性には、部材の表面粗さおよびその形状の特徴だけではなく、表層の硬さおよび組織も影響する。このため、部材における表層の組織および硬さについての考慮がなされていない特許文献3で提案された技術では、優れた耐摩耗性を確保できない場合がある。さらに、この特許文献3の場合も、部品の起動時のような、摩擦係数が急激に減少する場合の耐摩耗性を向上させることについては全く検討されていない。   The “cam follower roller” disclosed as one embodiment of the “mechanical part” proposed in Patent Document 3 is also a power transmission part. However, the wear resistance includes the surface roughness of the member and the shape thereof. Not only the characteristics, but also the hardness and texture of the surface layer are affected. For this reason, the technique proposed in Patent Document 3 in which consideration is not given to the structure and hardness of the surface layer of the member may not ensure excellent wear resistance. Further, in the case of Patent Document 3 as well, no consideration has been given to improving the wear resistance in the case where the friction coefficient rapidly decreases, such as at the time of starting the part.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたもので、優れた耐摩耗性を有する摺動部品、なかでも、浸炭または浸炭窒化を施され、優れた耐摩耗性を有する摺動部品を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above situation, and provides a sliding component having excellent wear resistance, and in particular, a sliding component which has been subjected to carburizing or carbonitriding and has excellent wear resistance. With the goal.

既に述べたように、部品の表面粗さを小さくすること、部品表層部の硬さを硬くすること、不完全焼入れ組織の生成を防止すること、といった従来の対策を施すだけでは、部品にかかる負荷が著しく増加した場合には耐摩耗性の低下を避けることができない。   As already mentioned, it is only necessary to take conventional measures such as reducing the surface roughness of the component, increasing the hardness of the component surface layer, and preventing the formation of an incompletely quenched structure. If the load increases significantly, a decrease in wear resistance cannot be avoided.

そこで、本発明者らは、部品にかかる負荷が著しく増加した場合の耐摩耗性を向上させるために、表層部の制御、特に、表面粗さとセメンタイトの分散とを制御することに着目して調査・研究を重ね、さらにそれに付帯する条件について詳細な検討を重ねた。   Therefore, the present inventors have investigated focusing on controlling the surface layer portion, in particular, controlling the surface roughness and the dispersion of cementite, in order to improve the wear resistance when the load on the part is significantly increased.・ Research was repeated, and further detailed examinations were made on the conditions attached to it.

その結果、下記(a)〜(d)の知見を得た。   As a result, the following findings (a) to (d) were obtained.

(a)動力伝達部品は、駆動側部品と従動側部品からなり、両部品の間で速度差が生じることがある。定常状態では、この速度差は一定あるいは連続的に変化し、接触面間の真実接触部がせん断力によって破壊される凝着摩耗や、あるいは、接触面間の高硬度の粗さ突起が低硬度の表面を削り取るアブレシブ摩耗が主となる。一方、例えば、部品の起動時のように、停止状態から瞬間的に速度差が生じる場合には、接触面の摩擦は瞬間的に静摩擦状態から動摩擦状態に遷移する。そして、この場合には、静摩擦係数に比べて動摩擦係数の値の方が小さいため、急激に摩擦係数が減少し、その結果、静摩擦力と動摩擦力の差を起振力とする振動が生じる。この振動は比較的短時間で減衰するものの、これが繰り返されることによって、接触面では疲労摩耗が生じる。   (A) The power transmission component is composed of a drive component and a driven component, and a speed difference may occur between the two components. In the steady state, this speed difference changes constant or continuously, and the adhesive contact where the true contact between the contact surfaces is broken by shearing force, or the high hardness roughness protrusion between the contact surfaces is low hardness Abrasive wear that scrapes off the surface is the main. On the other hand, for example, when a speed difference is instantaneously generated from a stopped state, such as when a part is started, the friction on the contact surface instantaneously changes from a static friction state to a dynamic friction state. In this case, since the value of the dynamic friction coefficient is smaller than that of the static friction coefficient, the friction coefficient rapidly decreases, and as a result, vibration is generated with the difference between the static friction force and the dynamic friction force as an excitation force. Although this vibration is attenuated in a relatively short time, repeated wear causes fatigue wear on the contact surface.

(b)「凝着摩耗」および「アブレシブ摩耗」には表面粗さが影響を及ぼす。これらの摩耗を抑制するためには、粗さの最大値、例えば、JIS B 0601(2001)で規定された「最大高さ粗さ」であるRzを小さくすることが有効であるが、これだけでは不十分であり、さらに、JIS B 0671−2(2002)で規定された「突出山部高さ」であるRpkと「コア部のレベル差」であるRkの比、つまり、〔Rpk/Rk〕の値を1.0未満にするのが有効である。   (B) The surface roughness affects “adhesion wear” and “abrasive wear”. In order to suppress these wears, it is effective to reduce the maximum roughness value, for example, Rz which is the “maximum height roughness” defined in JIS B 0601 (2001). In addition, the ratio of Rpk, which is the “projection peak height” defined in JIS B 0671-2 (2002), and Rk, which is the “level difference between the core portions”, that is, [Rpk / Rk] It is effective to make the value of less than 1.0.

(c)しかしながら、表面粗さを小さくすると、静摩擦係数が大きくなるので、瞬間的に速度差が生じた際に発生する振動が生じやすくなる。   (C) However, when the surface roughness is reduced, the coefficient of static friction is increased, and therefore, vibration that is generated when a speed difference is instantaneously generated is likely to occur.

(d)表面粗さを小さくした場合でも、表層に特定のサイズのセメンタイトを分散させると、上記(c)で述べた振動の発生を抑制できる場合がある。これは、鋼どうしの直接接触の頻度を下げることが可能なためと考えられる。   (D) Even when the surface roughness is reduced, the generation of vibration described in (c) above may be suppressed by dispersing cementite having a specific size in the surface layer. This is thought to be because the frequency of direct contact between the steels can be reduced.

以下に、上記の知見(a)〜(d)を得るに至った調査・研究の具体的内容について説明する。   Below, the specific content of the investigation and research that led to obtaining the above findings (a) to (d) will be described.

(A)凝着摩耗およびアブレシブ摩耗について:
本発明者らは、先ず、表面粗さが耐摩耗性に及ぼす影響を以下の方法で調査した。
(A) Adhesive wear and abrasive wear:
The inventors first investigated the effect of surface roughness on wear resistance by the following method.

すなわち、表1に示す化学組成を有する鋼を150kg真空溶解炉で溶解した後、鋳造してインゴットを作製した。   That is, steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted in a 150 kg vacuum melting furnace and then cast to produce an ingot.

Figure 2010100881
Figure 2010100881

上記のインゴットを1250℃で8時間保持した後、大気中で放冷して一旦室温まで冷却した。次いで、1250℃に再加熱して30分保持し、仕上げ温度を1000℃以上として熱間鍛造して、直径45mmの丸棒を得た。なお、熱間鍛造終了後は、大気中で放冷して室温まで冷却した。   The above ingot was held at 1250 ° C. for 8 hours, then allowed to cool in the air and once cooled to room temperature. Next, it was reheated to 1250 ° C. and held for 30 minutes, and hot forged at a finishing temperature of 1000 ° C. or higher to obtain a round bar having a diameter of 45 mm. In addition, after completion | finish of hot forging, it stood to cool in air | atmosphere and cooled to room temperature.

このようにして得た丸棒に、925℃で1時間保持した後に大気中で放冷して室温まで冷却する焼ならしを施した。   The round bar thus obtained was subjected to normalization which was kept at 925 ° C. for 1 hour, then allowed to cool in the air and cooled to room temperature.

焼ならし後の直径が45mmの丸棒のR/2部(R:半径)から、機械加工により鍛錬軸に平行に図1に示す形状のブロックオンリング試験用ブロック試験片を切り出した。なお、ブロックオンリング試験およびその試験片形状は、ASTM−G77−98で規定されたものである。上記図1における(イ)および(ロ)は、それぞれ、ブロック試験片の正面図と側面図である。   From the R / 2 part (R: radius) of the round bar having a diameter of 45 mm after normalization, a block test piece for block-on-ring test having a shape shown in FIG. The block-on-ring test and the shape of the test piece are those defined by ASTM-G77-98. (A) and (b) in FIG. 1 are a front view and a side view of a block test piece, respectively.

上記のブロックオンリング試験用ブロック試験片(以下、「ブロック試験片」という。)は、ガス浸炭炉を用いて、図2または図3に示すヒートパターンで浸炭してから油温80℃の油中に焼入れし、さらに、170℃で2時間焼戻しを行った。なお、図2および図3中の「Cp」はカーボンポテンシャルを意味する。   The block test piece for the block on-ring test (hereinafter referred to as “block test piece”) is carburized in the heat pattern shown in FIG. 2 or FIG. It was quenched and tempered at 170 ° C. for 2 hours. Note that “Cp” in FIGS. 2 and 3 means a carbon potential.

上記のようにして浸炭焼入れ−焼戻ししたブロック試験片の試験部に、研削、ショットピーニング、研磨など種々の表面加工を施して、表面粗さを変化させた。   Various surface treatments such as grinding, shot peening, and polishing were applied to the test portion of the block test piece carburized and quenched and tempered as described above to change the surface roughness.

表2に、表面加工条件の詳細を熱処理パターンとともに「処理条件」として示す。   Table 2 shows the details of the surface processing conditions together with the heat treatment pattern as “processing conditions”.

ここで、表2における「縦研削」とは、試験片の長手方向、つまり、図1の長さ15.75mmの方向に研削したことを、一方、「横研削」とは長手方向と直角の方向、つまり、図1の6.35mmの方向に研削したことを意味する。なお、研削は粒度80〜500の砥石を用いて実施した。   Here, “longitudinal grinding” in Table 2 means grinding in the longitudinal direction of the test piece, that is, the length of 15.75 mm in FIG. 1, while “lateral grinding” is perpendicular to the longitudinal direction. It means grinding in the direction, that is, the direction of 6.35 mm in FIG. In addition, grinding was implemented using the grindstone with a particle size of 80-500.

また、「ペーパー研磨」とは、#500および#800のSiC研磨紙の順で、ランダムな研磨方向で湿式研磨したことを意味する。   Further, “paper polishing” means wet polishing in a random polishing direction in the order of # 500 and # 800 SiC polishing papers.

「鏡面研磨」とは、#500、#800、#1000、#1500および#2000のSiC研磨紙の順でランダムな研磨方向で湿式研磨した後、さらに、粒子径50μmのアルミナ砥粒で研磨方向はランダムとしてバフ研磨し、仕上げたことを意味する。   “Specular polishing” means wet polishing in random polishing directions in the order of # 500, # 800, # 1000, # 1500 and # 2000 SiC polishing paper, and further polishing direction with alumina abrasive grains having a particle diameter of 50 μm Means buffing and finishing as random.

「ショットピーニング」とは、硬さがビッカース硬さで800および粒径が0.8mmのラウンドカットワイヤを使用して、また、「微粒子ショットピーニング」とは、硬さがビッカース硬さで800および粒径が0.25mmのラウンドカットワイヤを使用して、いずれも、0.4MPaの投射圧でショットピーニング処理したことを意味する。   “Shot peening” uses a round cut wire with a hardness of 800 Vickers hardness and a particle size of 0.8 mm. “Particle shot peening” means a hardness of 800 and Vickers hardness. It means that shot peening was performed at a projection pressure of 0.4 MPa using a round cut wire having a particle size of 0.25 mm.

Figure 2010100881
Figure 2010100881

上記のようにして表面加工したブロック試験片の表面粗さをJIS B 0601(2001)およびJIS B 0671−2(2002)で規定される方法に準拠し、次に示す条件で測定した。   The surface roughness of the block test piece surface-treated as described above was measured under the following conditions in accordance with the method defined in JIS B 0601 (2001) and JIS B 0671-2 (2002).

・測定方向:試験片長手方向、
・評価長さ:3.0mm、
・カットオフ値:0.8mm、
・測定項目:Rz、Rpk、RkおよびRvk。
Measurement direction: specimen longitudinal direction,
-Evaluation length: 3.0 mm,
Cut-off value: 0.8mm
Measurement items: Rz, Rpk, Rk and Rvk.

表2に、このようにして測定したRz、Rpk、RkおよびRvkを、〔Rpk/Rk〕の値とともに示す。なお、Rzは、JIS B 0601(2001)で規定された「最大高さ粗さ」を表し、また、Rpk、RkおよびRvkはそれぞれ、JIS B 0671−2(2002)で規定された「突出山部高さ」、「コア部のレベル差」および「突出谷部深さ」を表す。   Table 2 shows the Rz, Rpk, Rk and Rvk measured in this way together with the value of [Rpk / Rk]. Rz represents the “maximum height roughness” defined in JIS B 0601 (2001), and Rpk, Rk, and Rvk are “protrusion peaks” defined in JIS B 0671-2 (2002), respectively. "Part height", "Level difference of core part", and "Projection valley depth".

また、上記のようにして表面加工したブロック試験片の表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さを次のようにして調査した。   Moreover, the Vickers hardness in the depth of 10 micrometers from the surface of the block test piece surface-treated as mentioned above was investigated as follows.

すなわち、ショットピーニングによる圧縮残留応力のピーク深さは、表面から50μm以内となることが多い。そこで、ショットピーニングによる硬さの増大も、表面から50μm以内で生じると考え、通常よりも表層の硬さを詳細に観察することを目的に、摺動部に対応する位置であるブロック試験片の中央部を切断した後、長手方向に垂直な断面に対して15゜の角度で樹脂に埋め込んで鏡面研磨した。このとき、表面は見かけ上深さ方向に拡大されているため、表面から40μmの位置で5点の硬さを測定した。なお、上記の位置は、垂直方向の10μm位置に対応する。硬さ測定にはビッカース硬度計を用い、試験力を1.961Nとしてビッカース硬さ(以下「Hv硬さ」ともいう。)を測定した。そして、これら5点の硬さの算術平均値を求めた。   That is, the peak depth of compressive residual stress due to shot peening is often within 50 μm from the surface. Therefore, the increase in hardness due to shot peening is considered to occur within 50 μm from the surface, and for the purpose of observing the hardness of the surface layer in more detail than usual, the block test piece at the position corresponding to the sliding portion After cutting the central portion, it was embedded in a resin at an angle of 15 ° with respect to the cross section perpendicular to the longitudinal direction and mirror-polished. At this time, since the surface is apparently enlarged in the depth direction, the hardness at 5 points was measured at a position of 40 μm from the surface. The above position corresponds to a 10 μm position in the vertical direction. A Vickers hardness tester was used for the hardness measurement, and the Vickers hardness (hereinafter also referred to as “Hv hardness”) was measured with a test force of 1.961 N. And the arithmetic average value of these 5 points | pieces of hardness was calculated | required.

表2に、このようにして求めた深さ10μmにおけるビッカース硬さを併せて示す。なお、表2においては、上記の硬さを「表面硬さ」と表記した。   Table 2 also shows the Vickers hardness at the depth of 10 μm thus determined. In Table 2, the hardness is expressed as “surface hardness”.

さらに、上記の表面加工したブロック試験片と図4に示す形状のブロックオンリング試験用リング試験片(以下、「リング試験片」という。)を用いて、表3に示す条件でブロックオンリング試験を実施して耐摩耗性を調査した。   Furthermore, the block-on-ring test was performed under the conditions shown in Table 3 using the surface-treated block test piece and the block-on-ring test ring test piece having the shape shown in FIG. 4 (hereinafter referred to as “ring test piece”). And the wear resistance was investigated.

図5に、ブロックオンリング試験の模式図を示す。   FIG. 5 shows a schematic diagram of the block-on-ring test.

Figure 2010100881
Figure 2010100881

試験数は各処理条件について2個ずつとし、試験後のブロック試験片の摩耗幅を光学顕微鏡で測定した。なお、測定箇所は図6に示すように、各試験片について摩耗痕の両端および中央とし、各処理条件について、合計6箇所の摩耗幅を算術平均してこれを摩耗幅とした。   The number of tests was two for each treatment condition, and the wear width of the block test piece after the test was measured with an optical microscope. In addition, as shown in FIG. 6, the measurement location was made into the both ends and the center of the wear trace about each test piece, and the wear width of 6 places in total was arithmetically averaged for each treatment condition, and this was made into the wear width.

なお、リング試験片は、既に述べた焼ならし後の直径が45mmの丸棒の中心部から、機械加工により鍛錬軸に平行に切り出し、ガス浸炭炉を用いて、図2に示すヒートパターンで浸炭してから油温80℃の油中に焼入れし、さらに、170℃で2時間焼戻しを行った。その後、粒度80の砥石を用いて2000m/minの研磨速度で2〜3分間円周方向に研磨し、表面粗さをRqで0.15〜0.30μmに仕上げた。なお、「Rq」はJIS B 0601(2001)に規定された「二乗平方根粗さ」を表す。   In addition, a ring test piece is cut out in parallel to the forging axis by machining from the center part of the round bar having a diameter of 45 mm after normalization described above, and using a gas carburizing furnace, the heat pattern shown in FIG. After carburizing, it was quenched in oil having an oil temperature of 80 ° C., and further tempered at 170 ° C. for 2 hours. Then, it grind | polished for 2 to 3 minutes with the grinding | polishing speed | rate of 2000 m / min using the grindstone of the particle size 80, and finished the surface roughness to 0.15-0.30 micrometer by Rq. “Rq” represents “square square root roughness” defined in JIS B 0601 (2001).

表4に、摩耗幅の測定結果を示す。なお、この表4には、表2に示したブロック試験片の深さ10μmにおけるビッカース硬さならびに、表面粗さのうちのRzおよび〔Rpk/Rk〕の値を併せて示した。なお、表4においても、上記の硬さを「表面硬さ」と表記した。   Table 4 shows the measurement results of the wear width. Table 4 also shows the Vickers hardness at a depth of 10 μm of the block test piece shown in Table 2 and the values of Rz and [Rpk / Rk] of the surface roughness. In Table 4, the hardness is expressed as “surface hardness”.

Figure 2010100881
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先ず、深さ10μmにおけるビッカース硬さと摩耗幅を比較すると、ビッカース硬さが700を下回る値の580である処理条件hと、ビッカース硬さが800を超える値の830と910である処理条件eおよびfの摩耗幅がいずれも2mmを超える著しく大きな値となっていることがわかる。   First, when comparing the Vickers hardness and the wear width at a depth of 10 μm, the processing condition h where the Vickers hardness is 580 having a value lower than 700, and the processing conditions e and 830 and 910 having a Vickers hardness exceeding 800 are It can be seen that the wear width of f is a remarkably large value exceeding 2 mm.

なお、処理条件hの表面粗さRzは1.93μmで、摩耗幅が1.14mmと小さい処理条件aの1.95μmと同程度であることから、処理条件hの摩耗幅が著しく大きいのは、深さ10μmにおけるビッカース硬さが700よりも低いためであると考えられる。   The surface roughness Rz of the processing condition h is 1.93 μm, and the wear width is 1.14 mm, which is about the same as 1.95 μm of the small processing condition a. This is probably because the Vickers hardness at a depth of 10 μm is lower than 700.

そこで次に、処理条件hを除いた残りの6条件について、摩耗幅とRzの関係を整理して図7に示した。なお、図7中の符号は、「処理条件」を表す。   Therefore, the relationship between the wear width and Rz for the remaining six conditions excluding the processing condition h is shown in FIG. Note that the reference numerals in FIG. 7 represent “processing conditions”.

図7から、摩耗幅は、Rzが大きいほど増大し、Rzが2.0μm以下の場合には摩耗幅は2mmに達しないことが認められる。このことから、処理条件eおよびfの場合に、深さ10μmにおけるビッカース硬さが800を超える高い値であるにもかかわらず摩耗幅が著しく大きいのは、Rzがそれぞれ、6.99μmと4.82μmという4.0μmを超える大きな値であるためと考えられる。   From FIG. 7, it is recognized that the wear width increases as Rz increases, and that the wear width does not reach 2 mm when Rz is 2.0 μm or less. Therefore, in the case of the processing conditions e and f, the wear width is remarkably large even though the Vickers hardness at a depth of 10 μm is a high value exceeding 800, and the Rz is 6.99 μm and 4. This is considered to be a large value exceeding 4.0 μm, which is 82 μm.

しかしながら、図7でRzが4.0μm以下である処理条件a〜dおよびgの場合でも、摩耗幅は1.14〜1.72mmとばらついていた。   However, even in the case of processing conditions a to d and g in which Rz is 4.0 μm or less in FIG. 7, the wear width varied from 1.14 to 1.72 mm.

そこで、さらに、JIS B 0671−2(2002)で規定される粗さの幾何パラメータであるRpk(突出山部高さ)、Rk(コア部のレベル差)およびRvk(突出谷部深さ)に着目し、摩耗幅との関係を調査した。   Therefore, Rpk (projection peak height), Rk (core level difference) and Rvk (projection valley depth) which are geometric parameters of roughness defined in JIS B 0671-2 (2002) Paying attention, we investigated the relationship with wear width.

上記のJIS B 0671−2(2002)で規定された「Rpk」、「Rk」および「Rvk」は、それぞれ、荷重移動方向の表面粗さ負荷曲線中の「初期摩耗高さ」、「有効負荷粗さ」および「油溜まり深さ」を分離して表現したものに対応し、試験片どうしの接触には、これらのパラメータのうちで、RpkとRkが関与すると考えられる。   “Rpk”, “Rk” and “Rvk” defined in the above JIS B 0671-2 (2002) are “initial wear height” and “effective load” in the surface roughness load curve in the load moving direction, respectively. Rpk and Rk are considered to be involved in the contact between the test pieces, corresponding to the expression expressing the “roughness” and “oil sump depth” separately.

すなわち、初期摩耗高さに対応する「Rpk」は、粗さ曲線中の特に高さの高い突起を表すものであるため「直接接触」に大きな影響を及ぼす。また、有効負荷粗さに対応する「Rk」は、「Rvk」と「Rpk」の中間の粗さ分布を表すものであり、「Rk」のうちの特定領域が「直接接触」に影響する。しかしながら、「Rpk」は粗さ曲線中の特に高さの高い突起であるがゆえに、接触または滑りの初期に摩耗し、その摩耗粉が相手面や自らの表面を摩耗させることがある。このため、「Rpk」は小さい方が望ましい。また、「Rk」はその領域のうち、半分程度しか直接接触に関与しないため、その値は大きい方が好ましい。   That is, “Rpk” corresponding to the initial wear height represents a particularly high protrusion in the roughness curve, and thus has a great influence on “direct contact”. Further, “Rk” corresponding to the effective load roughness represents a roughness distribution intermediate between “Rvk” and “Rpk”, and a specific region of “Rk” affects “direct contact”. However, since “Rpk” is a projection having a particularly high height in the roughness curve, it may be worn at the initial stage of contact or sliding, and the wear powder may wear the mating surface or its own surface. For this reason, it is desirable that “Rpk” is small. Further, since “Rk” is directly involved in only about half of the region, it is preferable that the value is large.

「Rk」に対して「Rpk」が大きいほど接触が過酷になり、相手材を摩耗させたり、相手材の表面を荒らしたり、さらに、生成した摩耗粉で自己摩耗したり、表面が粗くなった相手材から摩耗させられたりすると考えられるので、二つの粗さの比である〔Rpk/Rk〕の値は小さい方が好ましいと考えられる。   As “Rpk” is larger than “Rk”, the contact becomes more severe, and the mating material is worn away, the surface of the mating material is roughened, and further, the generated wear powder self-wears, or the surface becomes rough. Since it is considered that the material is worn away from the mating member, it is considered preferable that the value of [Rpk / Rk], which is the ratio of the two roughnesses, is smaller.

そこで、処理条件a〜dおよびgについて、摩耗幅と〔Rpk/Rk〕の値の関係を整理して図8に示した。なお、図8中の符号は、「処理条件」を表す。   Therefore, the relationship between the wear width and the value of [Rpk / Rk] for the processing conditions a to d and g is shown in FIG. Note that the reference numerals in FIG. 8 represent “processing conditions”.

図8から、〔Rpk/Rk〕の値が1.0未満のとき、摩耗幅は1.5mm以下に抑制されていることがわかる。   FIG. 8 shows that when the value of [Rpk / Rk] is less than 1.0, the wear width is suppressed to 1.5 mm or less.

すなわち、表4、さらには、図7および図8から、深さ10μmにおけるビッカース硬さを700以上とすることに加えて、表面粗さを、Rzが4.0μm以下で、さらに、〔Rpk/Rk〕の値が1.0未満を満たすようにすれば、摩耗幅を1.5mm以下に抑制できて良好な耐摩耗性の確保が可能になることがわかる。   That is, from Table 4 and FIG. 7 and FIG. 8, in addition to setting the Vickers hardness at a depth of 10 μm to 700 or more, the surface roughness is set to Rz of 4.0 μm or less, and [Rpk / It can be seen that if the value of Rk] is less than 1.0, the wear width can be suppressed to 1.5 mm or less, and good wear resistance can be ensured.

(B)疲労摩耗について:
動力伝達部品では、部品の起動時のように、停止状態から瞬間的に速度差が生じる場合、接触面の摩擦は瞬間的に静摩擦状態から動摩擦状態に遷移する。この時、静摩擦係数に比べて動摩擦係数の値の方が小さいため、急激に摩擦係数が減少し、その結果、静摩擦力と動摩擦力の差を起振力とする振動が生じる。この振動は比較的短時間で減衰するが、これが繰り返されることによって、接触面においてき裂が生成することがあり、このき裂は繰返し数の増大により連結し、摺動面がはく離して、疲労摩耗が生じると考えられる。したがって、疲労摩耗低減のためには、このき裂の生成を抑制する必要がある。
(B) Fatigue wear:
In a power transmission component, when a speed difference occurs instantaneously from a stopped state, such as when the component is started, the friction on the contact surface instantaneously changes from a static friction state to a dynamic friction state. At this time, since the value of the dynamic friction coefficient is smaller than that of the static friction coefficient, the friction coefficient rapidly decreases, and as a result, vibration is generated with the difference between the static friction force and the dynamic friction force as an excitation force. This vibration is attenuated in a relatively short time, but if this is repeated, a crack may be generated at the contact surface, and this crack is connected by an increase in the number of repetitions, and the sliding surface is peeled off. It is thought that fatigue wear occurs. Therefore, it is necessary to suppress the generation of this crack in order to reduce fatigue wear.

そこで、本発明者らは、上記のき裂を抑制する条件を明らかにするために、一定滑り速度での耐摩耗性を増大することができる表面硬さと表面粗さとをもつ試験片、つまり、摺動面の表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さが700以上で、表面粗さを、Rzが4.0μm以下で、さらに、〔Rpk/Rk〕の値が1.0未満を満たすように調整した試験片を用いて、調査・研究を重ねた。   Therefore, in order to clarify the conditions for suppressing the above cracks, the present inventors have a specimen having a surface hardness and a surface roughness capable of increasing the wear resistance at a constant sliding speed, that is, The Vickers hardness at a depth of 10 μm from the surface of the sliding surface is 700 or more, the surface roughness is Rz is 4.0 μm or less, and the value of [Rpk / Rk] is less than 1.0. Investigation and research were repeated using the adjusted specimen.

具体的には、上記(A)で述べた焼ならし後の直径が45mmの丸棒のR/2部(R:半径)から、機械加工により鍛錬軸に平行に図1に示す形状のブロック試験片を切り出し、ガス浸炭炉を用いて、図2に示すヒートパターンで浸炭してから油温80℃の油中に焼入れするか、あるいは、図9〜11に示すヒートパターンで高濃度浸炭し、さらに、再加熱処理してから油温80℃の油中に焼入れして、表層部の組織を変化させた。いずれの場合も、油焼入れ後は、170℃で2時間焼戻しを行った。   Specifically, the block having the shape shown in FIG. 1 is parallel to the forging axis by machining from the R / 2 portion (R: radius) of the round bar having a diameter of 45 mm after normalization described in (A) above. Cut out the test piece and use a gas carburizing furnace to carburize with the heat pattern shown in FIG. 2 and then quench in oil with an oil temperature of 80 ° C., or perform high-concentration carburization with the heat pattern shown in FIGS. Furthermore, after reheating treatment, it was quenched in oil having an oil temperature of 80 ° C. to change the structure of the surface layer portion. In any case, after oil quenching, tempering was performed at 170 ° C. for 2 hours.

なお、図9〜11中の「Cp」はカーボンポテンシャルを意味し、高濃度浸炭してから窒素冷却を行って一旦600℃まで冷却し、600℃で15分保持した後再び加熱し、温度が870℃、850℃または830℃で、カーボンポテンシャルが1.0%の雰囲気で再加熱処理した。   In addition, “Cp” in FIGS. 9 to 11 means a carbon potential, and after carrying out high-concentration carburization, nitrogen cooling is performed, the temperature is once cooled to 600 ° C., held at 600 ° C. for 15 minutes, and then heated again. Reheating treatment was performed at 870 ° C., 850 ° C., or 830 ° C. in an atmosphere having a carbon potential of 1.0%.

次いで、上記の焼戻を施したブロック試験片の試験部に、研削、研磨の表面加工を施して、表面粗さを変化させた。   Subsequently, the surface roughness of the block test piece subjected to the above tempering was subjected to grinding and polishing to change the surface roughness.

表5に、表面加工条件の詳細を熱処理パターンとともに「処理条件」として示す。   Table 5 shows the details of the surface processing conditions together with the heat treatment pattern as “processing conditions”.

ここで、表5における「縦研削」は、試験片の長手方向、つまり、図1の長さ15.75mmの方向に研削したことを、一方、「横研削」は、長手方向と直角の方向、つまり、図1の6.35mmの方向に研削したことを意味する。なお、研削は粒度80〜500の砥石を用いて実施した。   Here, “longitudinal grinding” in Table 5 means grinding in the longitudinal direction of the test piece, that is, the length of 15.75 mm in FIG. 1, while “lateral grinding” is the direction perpendicular to the longitudinal direction. That is, it means grinding in the direction of 6.35 mm in FIG. In addition, grinding was implemented using the grindstone with a particle size of 80-500.

また、「鏡面研磨」は、#500、#800、#1000、#1500および#2000のSiC研磨紙の順でランダムな研磨方向で湿式研磨した後、さらに、粒子径50μmのアルミナ砥粒で研磨方向はランダムとしてバフ研磨し、仕上げたことを意味する。   In addition, “mirror polishing” is performed by wet polishing in a random polishing direction in the order of # 500, # 800, # 1000, # 1500 and # 2000 SiC polishing paper, and further polishing with alumina abrasive grains having a particle diameter of 50 μm. The direction means buffing and finishing as random.

Figure 2010100881
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上記のようにして表面加工したブロック試験片の表面粗さをJIS B 0601(2001)およびJIS B 0671−2(2002)で規定される方法に準拠し、次に示す条件で測定した。   The surface roughness of the block test piece surface-treated as described above was measured under the following conditions in accordance with the method defined in JIS B 0601 (2001) and JIS B 0671-2 (2002).

・測定方向:試験片長手方向、
・評価長さ:3.0mm、
・カットオフ値:0.8mm、
・測定項目:Rz、RpkおよびRk。
Measurement direction: specimen longitudinal direction,
-Evaluation length: 3.0 mm,
Cut-off value: 0.8mm
Measurement items: Rz, Rpk and Rk.

表5に、このようにして測定したRzおよび〔Rpk/Rk〕の値を併せて示す。なお、Rzは、JIS B 0601(2001)で規定された「最大高さ粗さ」を表し、また、RpkおよびRkはそれぞれ、JIS B 0671−2(2002)で規定された「突出山部高さ」および「コア部のレベル差」を表す。   Table 5 also shows the values of Rz and [Rpk / Rk] thus measured. Rz represents the “maximum height roughness” defined in JIS B 0601 (2001), and Rpk and Rk are respectively “projection peak heights” defined in JIS B 0671-2 (2002). ”And“ level difference of the core part ”.

また、上記のようにして表面加工したブロック試験片の表層部の組織と表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さを次のようにして調査した。   Further, the structure of the surface layer portion of the block test piece surface-treated as described above and the Vickers hardness at a depth of 10 μm from the surface were examined as follows.

すなわち、既に(A)項で述べたように、摺動部に対応する位置であるブロック試験片の中央部を切断した後、長手方向に垂直な断面に対して15゜の角度で樹脂に埋め込んで鏡面研磨した。このとき、表面は見かけ上深さ方向に拡大されているため、表面から40μmの位置で5点の硬さを測定した。なお、上記の位置は、垂直方向の10μm位置に対応する。硬さ測定にはビッカース硬度計を用い、試験力を1.961NとしてHv硬さを測定した。そして、これら5点の硬さの算術平均値を求めた。   That is, as already described in the section (A), after cutting the central portion of the block test piece corresponding to the sliding portion, it is embedded in the resin at an angle of 15 ° with respect to the cross section perpendicular to the longitudinal direction. And mirror polished. At this time, since the surface is apparently enlarged in the depth direction, the hardness at 5 points was measured at a position of 40 μm from the surface. The above position corresponds to a 10 μm position in the vertical direction. For hardness measurement, a Vickers hardness tester was used, and the Hv hardness was measured with a test force of 1.961 N. And the arithmetic average value of these 5 points | pieces of hardness was calculated | required.

次に、上記ブロック試験片の硬さを測定した面をピクラールで腐食し、走査型電子顕微鏡(以下、「SEM」という。)を用いて、試験片の最表層を含むように、垂直方向の10μm位置に対応する表面から40μmの位置までの領域について倍率10000倍で各4視野撮影し、表層部の組織を調査した。なお、各視野の大きさは10.6μm×13μmである。また、SEM像の画像処理からセメンタイト粒子の分布状況を調査し、平均粒子径および面積1μm2当たりのセメンタイト粒子の数、つまり、数密度を算出した。 Next, the surface of which the hardness of the block test piece is measured is corroded with picral, and using a scanning electron microscope (hereinafter referred to as “SEM”), the vertical direction so as to include the outermost layer of the test piece is included. The area from the surface corresponding to the 10 μm position to the 40 μm position was photographed at four fields of view at a magnification of 10,000 times, and the structure of the surface layer portion was examined. The size of each visual field is 10.6 μm × 13 μm. Also, the distribution of cementite particles was investigated from image processing of SEM images, and the average particle diameter and the number of cementite particles per 1 μm 2 area, that is, the number density, were calculated.

なお、「粒子径」とは「相当直径」を指し、上記の平均粒子径および数密度の算出には、相当直径が0.1μm以上であるセメンタイト粒子のデータを用いた。   “Particle diameter” refers to “equivalent diameter”, and the above average particle diameter and number density were calculated using data of cementite particles having an equivalent diameter of 0.1 μm or more.

表5に、上記のようにして求めた深さ10μmにおけるビッカース硬さを併せて示す。なお、表5においては、上記の硬さを「表面硬さ」と表記した。   Table 5 also shows the Vickers hardness at a depth of 10 μm determined as described above. In Table 5, the above hardness was expressed as “surface hardness”.

また、表6に、表層部の組織、セメンタイト粒子の平均粒子径および数密度を示す。   Table 6 shows the structure of the surface layer part, the average particle diameter and the number density of the cementite particles.

Figure 2010100881
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さらに、き裂発生の原因が、接触面で静摩擦力と動摩擦力の差を起振力とする振動が生じることであるとして、前記(A)項の場合と同様に、上記の表面加工したブロック試験片と既に(A)項で述べたリング試験片、つまり、焼ならし後の直径が45mmの丸棒の中心部から、機械加工により鍛錬軸に平行に切り出し、ガス浸炭炉を用いて、図2に示すヒートパターンで浸炭してから油温80℃の油中に焼入れし、さらに、170℃で2時間焼戻しを行い、さらに、その後、粒度80の砥石を用いて2000m/minの研磨速度で2〜3分間円周方向に研磨し、表面粗さをRqで0.15〜0.30μmに仕上げたリング試験片を用いて、ブロックオンリング試験を行い、最大静摩擦係数と動摩擦係数の値を測定し、さらに、き裂発生の有無を調査した。   Further, as described above in the case of the item (A), the surface-processed block is assumed that the cause of the crack is that the contact surface generates a vibration having a difference between the static frictional force and the dynamic frictional force. The test piece and the ring test piece already described in the section (A), that is, the center part of a round bar having a diameter of 45 mm after normalization, are cut out in parallel to the forging axis by machining, and using a gas carburizing furnace, Carburized with the heat pattern shown in FIG. 2 and then quenched in oil at an oil temperature of 80 ° C., further tempered at 170 ° C. for 2 hours, and then polished at a polishing rate of 2000 m / min using a grindstone with a particle size of 80 Using a ring test piece polished in the circumferential direction for 2 to 3 minutes and finished with a surface roughness of Rq 0.15 to 0.30 μm, a block-on-ring test was conducted to determine the maximum static friction coefficient and dynamic friction coefficient And further, crack initiation Free were investigated.

上記の最大静摩擦係数および動摩擦係数の測定は、ブロック試験片をリング試験片に1000Nの負荷で押し付けた後、滑り速度0.1m/sでリング試験片を回転させて行った。この際、潤滑油として、温度90℃のオートマティックトランスミッション油を用いた。   The maximum static friction coefficient and the dynamic friction coefficient were measured by pressing the block test piece against the ring test piece with a load of 1000 N, and then rotating the ring test piece at a sliding speed of 0.1 m / s. At this time, an automatic transmission oil having a temperature of 90 ° C. was used as the lubricating oil.

なお、静止状態から急激に接触面に速度差が生じるため、図12に示すように、滑りはじめに瞬間的に摩擦係数が増大し、その後、動摩擦状態に遷移するために摩擦係数が低減する。このように摩擦係数は滑り速度の変化により変化するが、上記のブロックオンリング試験では、滑りはじめのピーク値を最大静摩擦係数とし、回転開始後10〜15秒間の平均摩擦係数を動摩擦係数とした。また、この試験を各試験片につき2000回繰返した後、ブロック試験片の摺動部を光学顕微鏡により500倍の倍率で観察して、き裂発生の有無を確認した。   Since a speed difference is suddenly generated on the contact surface from the stationary state, as shown in FIG. 12, the friction coefficient is instantaneously increased at the beginning of the slip, and thereafter, the friction coefficient is decreased to shift to the dynamic friction state. Thus, although the friction coefficient changes with the change of the sliding speed, in the above-described block-on-ring test, the peak value at the beginning of sliding is set as the maximum static friction coefficient, and the average friction coefficient for 10 to 15 seconds after the start of rotation is set as the dynamic friction coefficient. . Moreover, after repeating this test 2000 times for each test piece, the sliding part of the block test piece was observed with an optical microscope at a magnification of 500 times to confirm the presence or absence of cracking.

表5に、上記のようにして求めた最大静摩擦係数、動摩擦係数およびき裂発生調査結果を併せて示す。   Table 5 also shows the maximum static friction coefficient, dynamic friction coefficient, and crack initiation investigation results obtained as described above.

表5から、最大静摩擦係数と動摩擦係数との比が2以下の処理条件G〜Lの場合に、き裂が生じていないことがわかる。なお、処理条件A〜Lのいずれの場合も、(A)項で示した表面硬さと表面粗さ条件、つまり、摺動面の表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さが700以上という表面硬さと、Rzが4.0μm以下で、さらに、〔Rpk/Rk〕の値が1.0未満という表面粗さをともに満たしている。したがって、処理条件A〜Fにおいてき裂が発生し、一方、処理条件G〜Lの場合にき裂が生じていないのは、熱処理パターンによるセメンタイト粒子の分散形態の違いであると考えられる。   From Table 5, it can be seen that cracks are not generated when the ratio between the maximum static friction coefficient and the dynamic friction coefficient is 2 or less. In any case of the treatment conditions A to L, the surface hardness and surface roughness conditions shown in the item (A), that is, a surface hardness of 700 or more at a depth of 10 μm from the surface of the sliding surface is 10 μm. Rz is 4.0 μm or less, and the surface roughness of [Rpk / Rk] is less than 1.0 is satisfied. Therefore, it is considered that the cracks are generated under the processing conditions A to F, while the cracks are not generated in the processing conditions G to L because of the difference in the dispersion form of the cementite particles depending on the heat treatment pattern.

実際、表6に示すように、き裂が認められなかった処理条件G〜Lの場合は、セメンタイト粒子の平均粒子径が0.6μm以下で、かつ、数密度が1個/μm2以上である。これに対して、き裂が認められなかった処理条件A〜Fの場合は、表層部の組織にセメンタイト粒子が存在しないか(処理条件A〜C)、存在してもその平均粒子径は0.62〜0.64μmと大きく、また、数密度は0.26〜0.31個/μm2と小さい(処理条件D〜F)。 Actually, as shown in Table 6, in the case of the processing conditions G to L in which no crack was observed, the average particle diameter of the cementite particles was 0.6 μm or less and the number density was 1 particle / μm 2 or more. is there. On the other hand, in the case of treatment conditions A to F in which no cracks were observed, there was no cementite particles in the structure of the surface layer part (treatment conditions A to C). .62 to 0.64 μm, and the number density is as small as 0.26 to 0.31 / μm 2 (processing conditions D to F).

このことから、摺動面の表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さを700以上、表面粗さをRzが2μm以下で、さらに、〔Rpk/Rk〕の値が1.0未満とし、かつ、表層に平均粒子径が0.6μm以下のセメンタイト粒子を数密度で1個/μm2以上とすることで、凝着摩耗およびアブレシブ摩耗の抑制に加えて、急速滑りによる疲労摩耗も抑制することができることがわかる。 From this, the Vickers hardness at a depth of 10 μm from the surface of the sliding surface is 700 or more, the surface roughness is Rz of 2 μm or less, and the value of [Rpk / Rk] is less than 1.0, and By controlling the number of cementite particles with an average particle diameter of 0.6 μm or less on the surface layer to 1 particle / μm 2 or more in number density, in addition to suppressing adhesion wear and abrasive wear, fatigue wear due to rapid slip can be suppressed. I understand that I can do it.

本発明は、上記の知見に基づいて完成されたものであり、その要旨は、下記に示す摺動部品にある。   The present invention has been completed based on the above findings, and the gist of the present invention resides in the following sliding parts.

『浸炭または浸炭窒化された摺動部品であって、摺動面の表面から深さ10μmまでの表層部において、
摺動面の表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さ:700以上、
セメンタイト粒子の平均粒子径:0.6μm以下、
摺動面に対して垂直方向の断面におけるセメンタイト粒子の数密度:1個/μm2以上、を満たすとともに、摺動面の表面粗さが、
Rz:4.0μm以下、
Rpk/Rk:1.0未満、
を満たすことを特徴とする摺動部品。
なお、Rzは、JIS B 0601(2001)で規定された「最大高さ粗さ」を表し、また、RpkおよびRkはそれぞれ、JIS B 0671−2(2002)で規定された「突出山部高さ」および「コア部のレベル差」を表す。』
“Carburized or carbonitrided sliding parts, in the surface layer part from the surface of the sliding surface to a depth of 10 μm,
Vickers hardness at a depth of 10 μm from the surface of the sliding surface: 700 or more,
Average particle diameter of cementite particles: 0.6 μm or less,
The number density of cementite particles in the cross section perpendicular to the sliding surface satisfies: 1 / μm 2 or more, and the surface roughness of the sliding surface is
Rz: 4.0 μm or less,
Rpk / Rk: less than 1.0,
A sliding part characterized by satisfying
Rz represents the “maximum height roughness” defined in JIS B 0601 (2001), and Rpk and Rk are respectively “projection peak heights” defined in JIS B 0671-2 (2002). ”And“ level difference of the core part ”. ]

本発明の摺動部品は、優れた耐摩耗性を備えているので、自動車および産業機械における動力伝達用の摺動部品である歯車、プーリー、シャフトなどとして用いるのに好適である。   Since the sliding component of the present invention has excellent wear resistance, it is suitable for use as a gear, pulley, shaft, or the like, which is a sliding component for power transmission in automobiles and industrial machines.

以下、本発明の各要件について説明する。   Hereinafter, each requirement of the present invention will be described.

〈1〉表面硬さ(摺動面の表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さ):
「(A)凝着摩耗およびアブレシブ摩耗について」の項で述べたように、表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さが700を下回ると、著しく大きな摩耗を生じる。このため、部品にかかる負荷が著しく増加した場合には、動力伝達用の摺動部品である歯車、プーリー、シャフトなどとして用いることができない。
<1> Surface hardness (Vickers hardness at a depth of 10 μm from the surface of the sliding surface):
As described in the section “(A) Adhesive wear and abrasive wear”, when the Vickers hardness at a depth of 10 μm from the surface is less than 700, extremely large wear occurs. For this reason, when the load concerning components increases remarkably, it cannot use as a gear, a pulley, a shaft, etc. which are sliding components for power transmission.

したがって、摺動面の表面から深さ10μmまでの表層部において、表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さが700以上であることと規定した。   Therefore, in the surface layer portion from the surface of the sliding surface to a depth of 10 μm, it was defined that the Vickers hardness at a depth of 10 μm from the surface was 700 or more.

上記の表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さは730以上とすることが好ましい。なお、上記のビッカース硬さは高ければ高いほどよいので、上限は特に規定するものではな。   The Vickers hardness at a depth of 10 μm from the surface is preferably 730 or more. In addition, since said Vickers hardness is so high that it is high, an upper limit is not prescribed | regulated in particular.

〈2〉表面粗さ:
「(A)凝着摩耗およびアブレシブ摩耗について」の項で述べたように、上記〈1〉の「表面硬さ」規定を満たしていても、Rzが4.0μmを超えると、大きな摩耗を生じる。このため、部品にかかる負荷が著しく増加した場合には、動力伝達用の摺動部品である歯車、プーリー、シャフトなどとして用いることができない。
<2> Surface roughness:
As described in the section “(A) Adhesive wear and abrasive wear”, even if the “surface hardness” rule of <1> is satisfied, a large wear occurs when Rz exceeds 4.0 μm. . For this reason, when the load concerning components increases remarkably, it cannot use as a gear, a pulley, a shaft, etc. which are sliding components for power transmission.

同様に、〔Rpk/Rk〕の値が1.0を超えても、摩耗量が大きくなるので、やはり、品にかかる負荷が著しく増加した場合には、動力伝達用の摺動部品である歯車、プーリー、シャフトなどとして用いることができない。   Similarly, even if the value of [Rpk / Rk] exceeds 1.0, the amount of wear increases. Therefore, if the load on the product is significantly increased, the gear that is a sliding component for power transmission is used. Cannot be used as pulleys, shafts, etc.

したがって、摺動面の表面粗さが、Rz:4.0μm以下および〔Rpk/Rk〕:1.0未満を満たすことと規定した。   Therefore, it was defined that the surface roughness of the sliding surface satisfies Rz: 4.0 μm or less and [Rpk / Rk]: less than 1.0.

上記のRzは2.0μm以下とすることが好ましい。なお、Rzが0.30μmより小さくなると,摺動の際に焼付きが生じる危険性が高くなる。よって、Rzは、0.30μm以上が望ましい。   The Rz is preferably 2.0 μm or less. If Rz is smaller than 0.30 μm, the risk of seizure during sliding increases. Therefore, Rz is desirably 0.30 μm or more.

また、上記の〔Rpk/Rk〕の値は0.80以下とすることが好ましい。なお、〔Rpk/Rk〕が0.20より小さくなると、摺動の際に焼付きが生じる危険性が高くなる。よって、〔Rpk/Rk〕の値は0.20以上とすることが望ましい。   The value of [Rpk / Rk] is preferably 0.80 or less. If [Rpk / Rk] is smaller than 0.20, the risk of seizure during sliding increases. Therefore, the value of [Rpk / Rk] is desirably 0.20 or more.

〈3〉セメンタイト粒子:
「(B)疲労摩耗について」の項で述べたように、垂直方向の10μm位置に対応する領域までの表層部にセメンタイト粒子が存在し、しかも、その平均粒子径が0.6μm以下で、かつ、数密度が1個/μm2以上の場合には、き裂が発生しないので疲労摩耗を防止することができる。これに対して、上記表層部の組織にセメンタイト粒子が存在しないか、存在してもその平均粒子径が大きく、さらに、数密度が小さい場合には、き裂が発生して疲労摩耗を生じてしまう。
<3> Cementite particles:
As described in the section “(B) Fatigue wear”, cementite particles are present in the surface layer up to the region corresponding to the 10 μm position in the vertical direction, and the average particle diameter is 0.6 μm or less, and When the number density is 1 piece / μm 2 or more, since no cracks are generated, fatigue wear can be prevented. On the other hand, if the cementite particles are not present in the structure of the surface layer portion or if they are present, the average particle diameter is large, and if the number density is small, cracks occur and fatigue wear occurs. End up.

したがって、摺動面の表面から深さ10μmまでの表層部において、セメンタイト粒子の平均粒子径が0.6μm以下で、さらに、摺動面に対して垂直方向の断面におけるセメンタイト粒子の数密度:1個/μm2以上であることと規定した。 Therefore, in the surface layer portion from the surface of the sliding surface to a depth of 10 μm, the average particle diameter of the cementite particles is 0.6 μm or less, and the number density of the cementite particles in the cross section perpendicular to the sliding surface is 1 It was defined that the number of particles / μm 2 or more.

上記のセメンタイト粒子の平均粒径の上限は0.5μmとすることが好ましい。   The upper limit of the average particle size of the cementite particles is preferably 0.5 μm.

また、上記のセメンタイトの数密度は1.5個/μm2以上とすることが好ましい。 The number density of the cementite is preferably 1.5 / μm 2 or more.

本発明に係る摺動部品は、浸炭または浸炭窒化を施すことができるものであれば何を素材に用いても構わないが、好ましい素材としては、例えば、質量%で、C:0.13〜0.35%、Si:0.05〜0.80%、Mn:0.35〜1.50%、P:0.020%以下、S:0.005〜0.035%、Cr:0.50〜2.5%、Al:0.020〜0.040%、N:0.0030〜0.0250%を含み、さらに必要に応じて、〔a〕Cu:0.30%以下、Ni:0.30%以下、〔b〕Mo:0.50%以下、Nb:0.080%以下、の2つの群から選ばれる1種以上の元素を含み、残部がFeおよび不純物からなり、不純物中のO(酸素)が0.0020%以下である鋼が挙げられる。   The sliding component according to the present invention may be any material as long as it can be carburized or carbonitrided. Preferred materials include, for example, mass% and C: 0.13 to 0.13. 0.35%, Si: 0.05-0.80%, Mn: 0.35-1.50%, P: 0.020% or less, S: 0.005-0.035%, Cr: 0.00. 50 to 2.5%, Al: 0.020 to 0.040%, N: 0.0030 to 0.0250%, and if necessary, [a] Cu: 0.30% or less, Ni: 0.30% or less, [b] Mo: 0.50% or less, Nb: 0.080% or less, including one or more elements selected from the two groups, with the balance being Fe and impurities, Steel having an O (oxygen) content of 0.0020% or less.

以下、実施例により本発明の構成および作用・効果をより具体的に説明するが、本発明は、もとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、趣旨に適合しうる範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。   Hereinafter, the configuration, operation, and effects of the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the present invention is not limited by the following examples, and appropriate modifications are made within a range that can meet the gist. It is also possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

表7に示す化学組成を有する鋼1〜7を30kg真空溶解炉で溶解した後、鋳造してインゴットを作製した。   Steels 1 to 7 having chemical compositions shown in Table 7 were melted in a 30 kg vacuum melting furnace, and then cast to produce an ingot.

Figure 2010100881
Figure 2010100881

上記のインゴットを1250℃で8時間保持した後、大気中で放冷して一旦室温まで冷却した。次いで、1250℃に再加熱して30分保持し、仕上げ温度を1000℃以上として熱間鍛造して、直径25mmの丸棒を得た。なお、熱間鍛造終了後は、大気中で放冷して室温まで冷却した。   The above ingot was held at 1250 ° C. for 8 hours, then allowed to cool in the air and once cooled to room temperature. Next, it was reheated to 1250 ° C. and held for 30 minutes, and hot forged with a finishing temperature of 1000 ° C. or higher to obtain a round bar with a diameter of 25 mm. In addition, after completion | finish of hot forging, it stood to cool in air | atmosphere and cooled to room temperature.

このようにして得た丸棒に、925℃で1時間保持した後に大気中で放冷して室温まで冷却する焼ならしを施した。   The round bar thus obtained was subjected to normalization which was kept at 925 ° C. for 1 hour, then allowed to cool in the air and cooled to room temperature.

焼ならし後の直径が45mmの丸棒のR/2部(R:半径)から、機械加工により鍛錬軸に平行に図1に示す形状のブロック試験片を切り出した。   From the R / 2 part (R: radius) of a round bar having a diameter of 45 mm after normalization, a block test piece having the shape shown in FIG. 1 was cut out parallel to the forging axis by machining.

上記のブロック試験片に、ガス浸炭炉を用いて、図10または図11に示すヒートパターンで高濃度浸炭し、さらに、再加熱処理してから油温80℃の油中に焼入れして、あるいは、ガス浸炭炉を用いて、図13に示すヒートパターンで高濃度浸炭し、さらに、再加熱処理して窒化してから油温80℃の油中に焼入れして、その後さらに、170℃で2時間焼戻しを行った。   Using the gas carburizing furnace, the block test piece is carburized at a high concentration in the heat pattern shown in FIG. 10 or FIG. 11, and further reheated and then quenched in oil at an oil temperature of 80 ° C., or Then, using a gas carburizing furnace, high-concentration carburizing with the heat pattern shown in FIG. 13 is performed, and after reheating treatment and nitriding, quenching is performed in oil at an oil temperature of 80 ° C. Time tempering was performed.

なお、図13中の「Cp」もカーボンポテンシャルを意味し、高濃度浸炭してから窒素冷却を行って一旦600℃まで冷却し、600℃で15分保持した後再び加熱し、温度が830℃で、カーボンポテンシャルが1.0%、窒素ガス流量が15L/minの雰囲気で再加熱処理した。   In addition, “Cp” in FIG. 13 also means carbon potential. After high-concentration carburization, nitrogen cooling is performed, the temperature is once cooled to 600 ° C., held at 600 ° C. for 15 minutes, and then heated again, and the temperature is 830 ° C. Then, reheating treatment was performed in an atmosphere having a carbon potential of 1.0% and a nitrogen gas flow rate of 15 L / min.

次いで、上記の焼戻を施したブロック試験片の試験部に、研削、研磨の表面加工を施して、表面粗さを変化させた。   Subsequently, the surface roughness of the block test piece subjected to the above tempering was subjected to grinding and polishing to change the surface roughness.

表8に、供試鋼、熱処理パターンと表面加工条件の詳細を示す。   Table 8 shows the details of the test steel, heat treatment pattern and surface processing conditions.

ここで、表8における「縦研削」とは、試験片の長手方向、つまり、図1の長さ15.75mmの方向に研削したことを意味する。なお、研削は粒度80〜500の砥石を用いて実施した。   Here, “longitudinal grinding” in Table 8 means grinding in the longitudinal direction of the test piece, that is, the length of 15.75 mm in FIG. In addition, grinding was implemented using the grindstone with a particle size of 80-500.

また、「鏡面研磨」とは、#500、#800、#1000、#1500および#2000のSiC研磨紙の順でランダムな研磨方向で湿式研磨した後、さらに、粒子径50μmのアルミナ砥粒で研磨方向はランダムとしてバフ研磨し、仕上げたことを意味する。   In addition, “mirror polishing” means # 500, # 800, # 1000, # 1500, and # 2000 SiC abrasive paper in the order of wet polishing in a random polishing direction, and further with alumina abrasive grains having a particle diameter of 50 μm. The polishing direction means buffing and finishing as random.

Figure 2010100881
Figure 2010100881

上記のようにして表面加工したブロック試験片の表面粗さをJIS B 0601(2001)およびJIS B 0671−2(2002)で規定される方法に準拠し、次に示す条件で測定した。   The surface roughness of the block test piece surface-treated as described above was measured under the following conditions in accordance with the method defined in JIS B 0601 (2001) and JIS B 0671-2 (2002).

・測定方向:試験片長手方向、
・評価長さ:3.0mm、
・カットオフ値:0.8mm、
・測定項目:Rz、RpkおよびRk。
Measurement direction: specimen longitudinal direction,
-Evaluation length: 3.0 mm,
Cut-off value: 0.8mm
Measurement items: Rz, Rpk and Rk.

表8に、このようにして測定したRzおよび〔Rpk/Rk〕の値を示す。なお、既に述べたように、Rzは、JIS B 0601(2001)で規定された「最大高さ粗さ」を表し、また、RpkおよびRkはそれぞれ、JIS B 0671−2(2002)で規定された「突出山部高さ」および「コア部のレベル差」を表す。   Table 8 shows the values of Rz and [Rpk / Rk] thus measured. As described above, Rz represents “maximum height roughness” defined in JIS B 0601 (2001), and Rpk and Rk are respectively defined in JIS B 0671-2 (2002). In addition, “projection peak height” and “level difference of core portion” are represented.

また、上記のようにして表面加工したブロック試験片の表層部の組織と表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さを次のようにして調査した。   Further, the structure of the surface layer portion of the block test piece surface-treated as described above and the Vickers hardness at a depth of 10 μm from the surface were examined as follows.

すなわち、摺動部に対応する位置であるブロック試験片の中央部を切断した後、長手方向に垂直な断面に対して15゜の角度で樹脂に埋め込んで鏡面研磨した。このとき、表面は見かけ上深さ方向に拡大されているため、表面から40μmの位置で5点の硬さを測定した。なお、上記の位置は、垂直方向の10μm位置に対応する。硬さ測定にはビッカース硬度計を用い、試験力を1.961NとしてHv硬さを測定した。そして、これら5点の硬さの算術平均値を求めた。   That is, after cutting the central part of the block test piece corresponding to the sliding part, it was embedded in a resin at an angle of 15 ° with respect to the cross section perpendicular to the longitudinal direction and mirror-polished. At this time, since the surface is apparently enlarged in the depth direction, the hardness at 5 points was measured at a position of 40 μm from the surface. The above position corresponds to a 10 μm position in the vertical direction. For hardness measurement, a Vickers hardness tester was used, and the Hv hardness was measured with a test force of 1.961 N. And the arithmetic average value of these 5 points | pieces of hardness was calculated | required.

次に、上記ブロック試験片の硬さを測定した面をピクラールで腐食し、SEMを用いて、試験片の最表層を含むように、垂直方向の10μm位置に対応する表面から40μmの位置までの領域について倍率10000倍で各4視野撮影した。なお、各視野の大きさは10.6μm×13μmである。次いで、SEM像の画像処理からセメンタイト粒子の分布状況を調査し、平均粒子径および面積1μm2当たりのセメンタイト粒子の数、つまり、数密度を算出した。 Next, the surface on which the hardness of the block test piece is measured is corroded with picral, and using the SEM, the surface from the surface corresponding to the 10 μm position in the vertical direction to the position of 40 μm is included so as to include the outermost layer of the test piece. The field was photographed with 4 fields of view at a magnification of 10,000 times. The size of each visual field is 10.6 μm × 13 μm. Next, the distribution of cementite particles was investigated from image processing of SEM images, and the average particle diameter and the number of cementite particles per area of 1 μm 2 , that is, the number density, were calculated.

表8に、上記のようにして求めた深さ10μmにおけるビッカース硬さ、セメンタイト粒子の平均粒子径および数密度を併せて示す。なお、表8においては、上記の硬さを「表面硬さ」と表記した。   Table 8 also shows the Vickers hardness, the average particle diameter of cementite particles, and the number density at a depth of 10 μm determined as described above. In Table 8, the hardness is expressed as “surface hardness”.

また、上記の表面加工したブロック試験片と既に述べたリング試験片、つまり、表1に示す化学組成を有する鋼の、焼ならし後の直径が45mmの丸棒の中心部から、機械加工により鍛錬軸に平行に切り出し、ガス浸炭炉を用いて、図2に示すヒートパターンで浸炭してから油温80℃の油中に焼入れし、さらに、170℃で2時間焼戻しを行い、さらに、その後、粒度80の砥石を用いて2000m/minの研磨速度で2〜3分間円周方向に研磨し、表面粗さをRqで0.15〜0.30μmに仕上げたリング試験片を用いて、ブロックオンリング試験を実施して滑り摩耗性を調査した。   Also, the above-mentioned surface-treated block test piece and the ring test piece already described, that is, the steel having the chemical composition shown in Table 1 are machined from the center of a round bar having a diameter of 45 mm after normalization. Cut out parallel to the wrought axis, carburized with a gas carburizing furnace, and then carburized in the heat pattern shown in FIG. 2 and then quenched in oil at an oil temperature of 80 ° C., and further tempered at 170 ° C. for 2 hours, Using a ring test piece, which was polished in a circumferential direction at a polishing rate of 2000 m / min for 2 to 3 minutes using a grindstone with a grain size of 80 and finished to a surface roughness of 0.15 to 0.30 μm with Rq An on-ring test was conducted to investigate sliding wear.

試験数は、各試験番号について1個ずつとし、試験後のブロック試験片の摩耗幅を光学顕微鏡で測定した。なお、測定箇所は、既に述べたように、各試験片について摩耗痕の両端および中央とし(図6参照)、各試験番号について、3箇所の摩耗幅を算術平均してこれを摩耗幅とした。なお、本発明における摩耗幅の目標は、1.5mm以内であることとした。   The number of tests was one for each test number, and the wear width of the block test piece after the test was measured with an optical microscope. In addition, as already described, the measurement points are the both ends and the center of the wear mark for each test piece (see FIG. 6), and for each test number, the wear width at the three locations is arithmetically averaged to be the wear width. . Note that the target of the wear width in the present invention is within 1.5 mm.

さらに、疲労摩耗性についても評価した。すなわち、ブロック試験片をリング試験片に1000Nの負荷で押し付けた後、滑り速度0.1m/sで5秒間滑らせた後に除荷し、リング試験片の回転を停止するという工程を各試験番号について4000回繰返した。その後、ブロック試験片の摺動部を光学顕微鏡により500倍の倍率で観察して、き裂の有無を調査した。なお、潤滑油として、温度90℃のオートマティックトランスミッション油を用いた。   Furthermore, fatigue wear resistance was also evaluated. That is, after pressing the block test piece against the ring test piece with a load of 1000 N, sliding it for 5 seconds at a sliding speed of 0.1 m / s, unloading it, and stopping the rotation of the ring test piece for each test number. Repeated 4000 times. Thereafter, the sliding part of the block test piece was observed with an optical microscope at a magnification of 500 times to investigate the presence or absence of a crack. As a lubricating oil, an automatic transmission oil having a temperature of 90 ° C. was used.

表8に、上記の摩耗幅、き裂の有無の調査結果を併せて示す。   Table 8 also shows the results of investigation on the wear width and the presence or absence of cracks.

表8から明らかなように、本発明で規定する条件を満たせば、ブロックオンリング試験における滑り摩耗試験で摩耗幅が1.5mm以内となり、しかも、疲労摩耗試験で、き裂は生じておらず、耐摩耗性に優れていることが明らかである。   As is apparent from Table 8, if the conditions specified in the present invention are satisfied, the wear width is within 1.5 mm in the sliding wear test in the block-on-ring test, and no crack is generated in the fatigue wear test. It is clear that the wear resistance is excellent.

本発明の摺動部品は、優れた耐摩耗性を備えているので、自動車および産業機械における動力伝達用の摺動部品である歯車、プーリー、シャフトなどとして用いるのに好適である。   Since the sliding component of the present invention has excellent wear resistance, it is suitable for use as a gear, pulley, shaft, or the like, which is a sliding component for power transmission in automobiles and industrial machines.

ブロックオンリング試験用ブロック試験片の形状を示す図で、(イ)が正面図、(ロ)が側面図である。It is a figure which shows the shape of the block test piece for a block on ring test, (A) is a front view, (B) is a side view. 「浸炭焼入れ−焼戻し」における「浸炭焼入れ」のヒートパターンについて説明する図である。なお、図2中の「Cp」はカーボンポテンシャルを意味する。It is a figure explaining the heat pattern of "carburization hardening" in "carburization hardening-tempering." Note that “Cp” in FIG. 2 means carbon potential. 「浸炭焼入れ−焼戻し」における別の「浸炭焼入れ」のヒートパターンについて説明する図である。なお、図3中の「Cp」はカーボンポテンシャルを意味する。It is a figure explaining the heat pattern of another "carburization hardening" in "Carburizing quenching-tempering." Note that “Cp” in FIG. 3 means a carbon potential. ブロックオンリング試験用リング試験片の形状を示す図である。It is a figure which shows the shape of the ring test piece for a block on ring test. ブロックオンリング試験について模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates a block on ring test typically. ブロックオンリング試験後のブロック試験片の摩耗幅を光学顕微鏡で測定した箇所について説明する図である。It is a figure explaining the location which measured the abrasion width of the block test piece after a block on ring test with the optical microscope. 表2および表4における処理条件a〜gについて、摩耗幅とRzの関係を整理して示す図である。It is a figure which arranges and shows the relation between wear width and Rz about processing conditions ag in Table 2 and Table 4. FIG. 表2および表4における処理条件a〜dおよびgについて、摩耗幅と〔Rpk/Rk〕の値の関係を整理して示す図である。It is a figure which arrange | positions and shows the relationship between a wear width and the value of [Rpk / Rk] about the process conditions ad and g in Table 2 and Table 4. FIG. 「高濃度浸炭再加熱焼入れ−焼戻し」における「高濃度浸炭再加熱焼入れ」のヒートパターンについて説明する図である。なお、図9中の「Cp」はカーボンポテンシャルを意味する。It is a figure explaining the heat pattern of "high concentration carburizing reheating quenching" in "high concentration carburizing reheating quenching-tempering." In addition, “Cp” in FIG. 9 means a carbon potential. 「高濃度浸炭再加熱焼入れ−焼戻し」における別の「高濃度浸炭再加熱焼入れ」のヒートパターンについて説明する図である。なお、図10中の「Cp」はカーボンポテンシャルを意味する。It is a figure explaining the heat pattern of another "high concentration carburizing reheating quenching" in "high concentration carburizing reheating quenching-tempering." Note that “Cp” in FIG. 10 means a carbon potential. 「高濃度浸炭再加熱焼入れ−焼戻し」におけるさらに別の「高濃度浸炭再加熱焼入れ」のヒートパターンについて説明する図である。なお、図11中の「Cp」はカーボンポテンシャルを意味する。It is a figure explaining the heat pattern of another "high concentration carburizing reheating quenching" in "high concentration carburizing reheating quenching-tempering". Note that “Cp” in FIG. 11 means a carbon potential. 実施例で行ったブロックオンリング試験による疲労摩耗性の評価の際の摩擦係数の変動と「最大静摩擦係数」および「動摩擦係数」の定義について説明する図である。It is a figure explaining the fluctuation | variation of the friction coefficient in the case of evaluation of the fatigue wear property by the block on-ring test performed in the Example, and the definition of the "maximum static friction coefficient" and the "dynamic friction coefficient". 「高濃度浸炭再加熱窒化焼入れ−焼戻し」における「高濃度浸炭再加熱窒化焼入れ」のヒートパターンについて説明する図である。なお、図13中の「Cp」はカーボンポテンシャルを意味する。It is a figure explaining the heat pattern of "high concentration carburizing reheating nitriding quenching" in "high concentration carburizing reheating nitriding quenching-tempering". Note that “Cp” in FIG. 13 means a carbon potential.

Claims (1)

浸炭または浸炭窒化された摺動部品であって、摺動面の表面から深さ10μmまでの表層部において、
摺動面の表面からの深さ10μmにおけるビッカース硬さ:700以上、
セメンタイト粒子の平均粒子径:0.6μm以下、
摺動面に対して垂直方向の断面におけるセメンタイト粒子の数密度:1個/μm2以上、を満たすとともに、摺動面の表面粗さが、
Rz:4.0μm以下、
Rpk/Rk:1.0未満、
を満たすことを特徴とする摺動部品。
なお、Rzは、JIS B 0601(2001)で規定された「最大高さ粗さ」を表し、また、RpkおよびRkはそれぞれ、JIS B 0671−2(2002)で規定された「突出山部高さ」および「コア部のレベル差」を表す。
Carburized or carbonitrided sliding parts, in the surface layer portion from the surface of the sliding surface to a depth of 10 μm,
Vickers hardness at a depth of 10 μm from the surface of the sliding surface: 700 or more,
Average particle diameter of cementite particles: 0.6 μm or less,
The number density of cementite particles in the cross section perpendicular to the sliding surface satisfies: 1 / μm 2 or more, and the surface roughness of the sliding surface is
Rz: 4.0 μm or less,
Rpk / Rk: less than 1.0,
A sliding part characterized by satisfying
Rz represents the “maximum height roughness” defined in JIS B 0601 (2001), and Rpk and Rk are respectively “projection peak heights” defined in JIS B 0671-2 (2002). ”And“ level difference of the core part ”.
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