JP3196304B2 - クロム含有鋼部材の浸炭焼入れ方法 - Google Patents
クロム含有鋼部材の浸炭焼入れ方法Info
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- JP3196304B2 JP3196304B2 JP08973992A JP8973992A JP3196304B2 JP 3196304 B2 JP3196304 B2 JP 3196304B2 JP 08973992 A JP08973992 A JP 08973992A JP 8973992 A JP8973992 A JP 8973992A JP 3196304 B2 JP3196304 B2 JP 3196304B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、たとえば変速機のギ
ア、エンジンの動弁系部品（たとえばカムシャフト、バ
ケット）等、高速で高い面圧にさらされ耐摩耗性及び耐
ピッチング性を要求されるクロム含有鋼部材の浸炭焼入
れ方法に関する。
ア、エンジンの動弁系部品（たとえばカムシャフト、バ
ケット）等、高速で高い面圧にさらされ耐摩耗性及び耐
ピッチング性を要求されるクロム含有鋼部材の浸炭焼入
れ方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】浸炭焼入れ鋼の耐摩耗性及び耐ピッチン
グ性を向上させるには、浸炭表面部に炭化物を析出分散
させることにより、表面硬度を上げその軟化抵抗性を高
めることが有効であることが知られている。たとえば、
あらかじめ予備浸炭したのち炭化物球状化処理し、再
加熱浸炭又は浸炭窒化焼入れするもの（特開平２−３４
７６６号公報）、プラズマ浸炭をＡ１点以下の温度を
はさみながら繰り返し、焼入れするもの（特開平２−１
４５７５９号公報）等が挙げられ、いずれも、Ｈｖ１０
００以上の硬さを有する炭化物が焼入れ組織中に析出分
散することにより、従来Ｈｖ８００程度に過ぎなかった
浸炭焼入れ部材の表面硬度を上げ、その軟化抵抗性を高
めることができるというものである。
グ性を向上させるには、浸炭表面部に炭化物を析出分散
させることにより、表面硬度を上げその軟化抵抗性を高
めることが有効であることが知られている。たとえば、
あらかじめ予備浸炭したのち炭化物球状化処理し、再
加熱浸炭又は浸炭窒化焼入れするもの（特開平２−３４
７６６号公報）、プラズマ浸炭をＡ１点以下の温度を
はさみながら繰り返し、焼入れするもの（特開平２−１
４５７５９号公報）等が挙げられ、いずれも、Ｈｖ１０
００以上の硬さを有する炭化物が焼入れ組織中に析出分
散することにより、従来Ｈｖ８００程度に過ぎなかった
浸炭焼入れ部材の表面硬度を上げ、その軟化抵抗性を高
めることができるというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記におい
ては、ガス浸炭によるため、部材表面で得られる最高炭
素濃度はあくまで浸炭ガスのカーボンポテンシャルに平
衡する濃度でしかなく、しかも、表面炭素濃度を上げよ
うとして浸炭ガスのカーボンポテンシャルを高くする
と、炉のスーティングが生ずるという問題があった。さ
らに、表面炭素濃度を高くしたときは濃度分布に不均一
が生じやすく、その結果析出する炭化物が網状の不均一
なものとなり、耐摩耗性及び耐ピッチング性が十分に上
がらないという問題があった。
ては、ガス浸炭によるため、部材表面で得られる最高炭
素濃度はあくまで浸炭ガスのカーボンポテンシャルに平
衡する濃度でしかなく、しかも、表面炭素濃度を上げよ
うとして浸炭ガスのカーボンポテンシャルを高くする
と、炉のスーティングが生ずるという問題があった。さ
らに、表面炭素濃度を高くしたときは濃度分布に不均一
が生じやすく、その結果析出する炭化物が網状の不均一
なものとなり、耐摩耗性及び耐ピッチング性が十分に上
がらないという問題があった。
【０００４】一方、上記のプラズマ浸炭は非平衡状態
下での浸炭であり、ガス浸炭による場合に比べ高い表面
炭素濃度を短時間で得ることができ、しかも、その濃度
分布が均一であるため、炭化物を大量かつ均一に析出さ
せることができるという利点がある。したがって、耐ピ
ッチング性を向上させることができるが、反面、基地の
焼入れ性低下のため十分な表面硬さが得られず、耐摩耗
性が不十分となる場合があった。すなわち、この種の鋼
には焼入れ性向上と炭化物形成のためクロムが０．５〜
２．５％ほど含有されているが、そのクロムは大量に析
出した炭化物中に優先的に固溶してしまい、基地のクロ
ム含有量が減少するため焼入れ性が低下し、期待したほ
どの表面硬度が得られないのである。
下での浸炭であり、ガス浸炭による場合に比べ高い表面
炭素濃度を短時間で得ることができ、しかも、その濃度
分布が均一であるため、炭化物を大量かつ均一に析出さ
せることができるという利点がある。したがって、耐ピ
ッチング性を向上させることができるが、反面、基地の
焼入れ性低下のため十分な表面硬さが得られず、耐摩耗
性が不十分となる場合があった。すなわち、この種の鋼
には焼入れ性向上と炭化物形成のためクロムが０．５〜
２．５％ほど含有されているが、そのクロムは大量に析
出した炭化物中に優先的に固溶してしまい、基地のクロ
ム含有量が減少するため焼入れ性が低下し、期待したほ
どの表面硬度が得られないのである。
【０００５】このようなプラズマ浸炭を行った場合の焼
入れ性の低下を防止する手段として、（ａ）プラズマ浸
炭に代えてプラズマ浸炭窒化を行い、基地中に窒素を取
り込み基地の焼入れ性の低下を防止する、（ｂ）クロム
含有量をたとえば５％程度と多くし、大部分が炭化物中
に固溶したとしても、残部のみで十分基地の焼入れ性を
確保できるようにする、等の対策が一応考えられる。し
かし、プラズマ中で浸炭と窒化を同時に行うという
（ａ）の手段は、プラズマ浸炭とプラズマ窒化の処理温
度差が大きい（前者は９００℃前後、後者は６００℃以
下）ことがネックとなり、未だ具体化のメドはたたず、
（ｂ）の手段は可能であるとしても、利用性の高い低合
金鋼を排除するものであり応用性に欠けるという欠点が
ある。
入れ性の低下を防止する手段として、（ａ）プラズマ浸
炭に代えてプラズマ浸炭窒化を行い、基地中に窒素を取
り込み基地の焼入れ性の低下を防止する、（ｂ）クロム
含有量をたとえば５％程度と多くし、大部分が炭化物中
に固溶したとしても、残部のみで十分基地の焼入れ性を
確保できるようにする、等の対策が一応考えられる。し
かし、プラズマ中で浸炭と窒化を同時に行うという
（ａ）の手段は、プラズマ浸炭とプラズマ窒化の処理温
度差が大きい（前者は９００℃前後、後者は６００℃以
下）ことがネックとなり、未だ具体化のメドはたたず、
（ｂ）の手段は可能であるとしても、利用性の高い低合
金鋼を排除するものであり応用性に欠けるという欠点が
ある。
【０００６】本発明は、上記プラズマ浸炭による場合の
問題点を改善することにより、耐ピッチング性と耐摩耗
性がともに優れたクロム含有浸炭焼入れ鋼部材の製造方
法を提供することを目的とする。
問題点を改善することにより、耐ピッチング性と耐摩耗
性がともに優れたクロム含有浸炭焼入れ鋼部材の製造方
法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、クロム含有鋼部材の表面部にプラズマ浸
炭処理したのち一旦冷却し、次いで再加熱し浸炭窒化処
理することによって焼入れ性を改善することを特徴とす
る。プラズマ浸炭後の部材表面部組織は、多くの微細炭
化物の均一に析出した微細パーライト組織とすることが
好ましく、これはクロム含有鋼部材の場合、３℃／ｓｅ
ｃ以上の冷却速度で調整冷却することによって達成され
る。また、本発明は、好ましくは再加熱の昇温速度は昇
温速度が２０℃／ｍｉｎ以下であることを特徴とし、さ
らに、焼入れ後ショットピーニング処理を施すことを特
徴とする。
め、本発明は、クロム含有鋼部材の表面部にプラズマ浸
炭処理したのち一旦冷却し、次いで再加熱し浸炭窒化処
理することによって焼入れ性を改善することを特徴とす
る。プラズマ浸炭後の部材表面部組織は、多くの微細炭
化物の均一に析出した微細パーライト組織とすることが
好ましく、これはクロム含有鋼部材の場合、３℃／ｓｅ
ｃ以上の冷却速度で調整冷却することによって達成され
る。また、本発明は、好ましくは再加熱の昇温速度は昇
温速度が２０℃／ｍｉｎ以下であることを特徴とし、さ
らに、焼入れ後ショットピーニング処理を施すことを特
徴とする。
【０００８】
【作用】プラズマ浸炭処理したのち浸炭窒化処理するこ
とにより、クロム含有鋼の低下した焼入れ性を再び改善
することができる。すなわち、さきに述べたように、プ
ラズマ浸炭処理により炭化物を析出させると、鋼部材表
面部のクロムは大部分が炭化物の方に固溶し、基地のク
ロム含有量が不足し焼入れ性が低下する。そこで、プラ
ズマ浸炭処理後、再加熱し浸炭窒化することにより、部
材の表面部に炭素とともに窒素を侵入固溶させ、基地の
焼入れ性を改善するのである。その結果、表面硬度をさ
らに高め耐摩耗性を向上させることができる。
とにより、クロム含有鋼の低下した焼入れ性を再び改善
することができる。すなわち、さきに述べたように、プ
ラズマ浸炭処理により炭化物を析出させると、鋼部材表
面部のクロムは大部分が炭化物の方に固溶し、基地のク
ロム含有量が不足し焼入れ性が低下する。そこで、プラ
ズマ浸炭処理後、再加熱し浸炭窒化することにより、部
材の表面部に炭素とともに窒素を侵入固溶させ、基地の
焼入れ性を改善するのである。その結果、表面硬度をさ
らに高め耐摩耗性を向上させることができる。
【０００９】ところで、プラズマ浸炭時には、部材表面
部は多くの微細炭化物が均一に析出した状態となってい
るが、耐ピッチング性に十分優れた部材を得るために
は、その微細炭化物を適度の大きさに、しかも均一に成
長させることが望ましい。そのため本発明の好ましい実
施態様においては、プラズマ浸炭後、３℃以上の冷却速
度で調整冷却することにより微細炭化物が均一に析出し
た状態を冷却後も維持し、この微細炭化物を再昇温時に
成長させることにより、最終的に均一な炭化物分布を得
ることとしたのである。つまり、冷却速度を余りに遅く
した場合、すでに析出している微細な炭化物以外に新た
に粒界等に粗大な炭化物が析出しやすくなり、炭化物分
布の均一性が損なわれ耐ピッチング性の向上が不十分と
なるおそれがある。したがって、プラズマ浸炭後、その
ような粗大な炭化物が析出しないような速度で調整冷却
し、かつ基地を微細なパーライトにし、昇温過程での炭
化物の均一な成長を実現するのである。
部は多くの微細炭化物が均一に析出した状態となってい
るが、耐ピッチング性に十分優れた部材を得るために
は、その微細炭化物を適度の大きさに、しかも均一に成
長させることが望ましい。そのため本発明の好ましい実
施態様においては、プラズマ浸炭後、３℃以上の冷却速
度で調整冷却することにより微細炭化物が均一に析出し
た状態を冷却後も維持し、この微細炭化物を再昇温時に
成長させることにより、最終的に均一な炭化物分布を得
ることとしたのである。つまり、冷却速度を余りに遅く
した場合、すでに析出している微細な炭化物以外に新た
に粒界等に粗大な炭化物が析出しやすくなり、炭化物分
布の均一性が損なわれ耐ピッチング性の向上が不十分と
なるおそれがある。したがって、プラズマ浸炭後、その
ような粗大な炭化物が析出しないような速度で調整冷却
し、かつ基地を微細なパーライトにし、昇温過程での炭
化物の均一な成長を実現するのである。
【００１０】
【実施例】以下、本発明についてより具体的に説明す
る。まず、本発明において用いられる鋼素材はクロム含
有鋼である。クロムは焼入れ性向上元素であるとともに
炭化物生成元素であり、０．５％〜２．５％含有される
のが望ましい。０．５％未満であると焼入れ深さが不足
するとともに表面層における炭化物の析出が不足し、逆
に２．５％を超えて多く含有されると、部材が硬くなり
すぎ切削性が悪化するので好ましくない。鋼素材の炭素
含有量は０．１〜０．５％が望ましい。０．１％未満で
は鋼部材芯部の強度が不足し、０．５％を超えると切削
性が悪化するので好ましくない。
る。まず、本発明において用いられる鋼素材はクロム含
有鋼である。クロムは焼入れ性向上元素であるとともに
炭化物生成元素であり、０．５％〜２．５％含有される
のが望ましい。０．５％未満であると焼入れ深さが不足
するとともに表面層における炭化物の析出が不足し、逆
に２．５％を超えて多く含有されると、部材が硬くなり
すぎ切削性が悪化するので好ましくない。鋼素材の炭素
含有量は０．１〜０．５％が望ましい。０．１％未満で
は鋼部材芯部の強度が不足し、０．５％を超えると切削
性が悪化するので好ましくない。
【００１１】プラズマ浸炭は、鋼部材を陰極とし炉壁を
陽極として、８５０℃〜９５０℃の温度範囲で行い、炭
化物の析出を促進するためＡ１点以下の温度での保持を
挟みながら数回繰り返すのがよい。繰り返す場合の再加
熱温度は当初の加熱温度より低くし、析出した炭化物の
再固溶を防止するとともに粗大化を防止する。浸炭後
は、部材表面の炭素濃度を高いままに保つため、拡散工
程は必要としない。プラズマ浸炭後の冷却時、粒界への
粗大炭化物析出を抑制し基地を微細パーライトにするに
は、３℃／ｓｅｃ以上の冷却速度が望ましいが、熱処理
歪の点から焼入れマルテンサイトが生じないような冷却
速度とする。なお、プラズマ浸炭装置中での冷却速度
は、導入する冷却ガスの圧力により自在に調整すること
ができる。
陽極として、８５０℃〜９５０℃の温度範囲で行い、炭
化物の析出を促進するためＡ１点以下の温度での保持を
挟みながら数回繰り返すのがよい。繰り返す場合の再加
熱温度は当初の加熱温度より低くし、析出した炭化物の
再固溶を防止するとともに粗大化を防止する。浸炭後
は、部材表面の炭素濃度を高いままに保つため、拡散工
程は必要としない。プラズマ浸炭後の冷却時、粒界への
粗大炭化物析出を抑制し基地を微細パーライトにするに
は、３℃／ｓｅｃ以上の冷却速度が望ましいが、熱処理
歪の点から焼入れマルテンサイトが生じないような冷却
速度とする。なお、プラズマ浸炭装置中での冷却速度
は、導入する冷却ガスの圧力により自在に調整すること
ができる。
【００１２】再加熱浸炭窒化焼入れの好ましい実施条件
は、温度８００〜９００℃、カーボンポテンシャル０．
５〜１．０％、窒素ポテンシャル０．１〜０．４％であ
る。カーボンポテンシャルをこのように設定するのは、
基地中に炭素を補給し、生成した炭化物が基地中に再度
固溶していくのを防止するためである。また、このよう
なガス浸炭窒化をプラズマ浸炭温度より低い温度で実施
するのは、析出した炭化物の再固溶を防止するとともに
粗大化を防止するためである。浸炭窒化温度への昇温速
度は、２０℃／ｍｉｎ以下が好ましい。つまり、プラズ
マ浸炭で得られた微細炭化物は、昇温途中のＡ１温度ま
では基地から炭化物の供給を受け成長するが、適度の大
きさにまで成長させるためには昇温速度が余り速くない
方がよいからである。また、昇温速度を遅くすることに
より、比較的炭素濃度の低い鋼部材表面下深い位置でも
炭化物が成長しやすくなり、バックアップ強度の高い部
材を得ることができる。
は、温度８００〜９００℃、カーボンポテンシャル０．
５〜１．０％、窒素ポテンシャル０．１〜０．４％であ
る。カーボンポテンシャルをこのように設定するのは、
基地中に炭素を補給し、生成した炭化物が基地中に再度
固溶していくのを防止するためである。また、このよう
なガス浸炭窒化をプラズマ浸炭温度より低い温度で実施
するのは、析出した炭化物の再固溶を防止するとともに
粗大化を防止するためである。浸炭窒化温度への昇温速
度は、２０℃／ｍｉｎ以下が好ましい。つまり、プラズ
マ浸炭で得られた微細炭化物は、昇温途中のＡ１温度ま
では基地から炭化物の供給を受け成長するが、適度の大
きさにまで成長させるためには昇温速度が余り速くない
方がよいからである。また、昇温速度を遅くすることに
より、比較的炭素濃度の低い鋼部材表面下深い位置でも
炭化物が成長しやすくなり、バックアップ強度の高い部
材を得ることができる。
【００１３】なお、本発明においては、必要に応じて焼
入れ後の鋼部材に対しショットピーニング処理を行う。
この処理により、周知のごとく耐疲労特性を向上させる
ことができる。
入れ後の鋼部材に対しショットピーニング処理を行う。
この処理により、周知のごとく耐疲労特性を向上させる
ことができる。
【００１４】以下、本発明の実施例を比較例とともに説
明する。鋼素材としてＳＣＭ４２０（クロム１．０％、
炭素０．２％）からなるピッチング試験用ローラと、摩
耗試験用ピン及びディスクを以下の条件にて処理した。
明する。鋼素材としてＳＣＭ４２０（クロム１．０％、
炭素０．２％）からなるピッチング試験用ローラと、摩
耗試験用ピン及びディスクを以下の条件にて処理した。
【００１５】ー実施例１（図１参照）ー （１）プラズマ浸炭工程：まず９２０℃、２０分間の
前処理（クリーニング処理）、浸炭ガスＣ3Ｈ8（プロ
パン）／Ｈ2（水素）を１／１０の比率で導入し炉内圧
１Ｔｏｒｒに調整、放電電圧５２０Ｖ、９２０℃、４０
分間プラズマ浸炭、一旦６８０℃に降温、６０分間保
持、昇温し９００℃、２００分間プラズマ浸炭、Ｎ
2（窒素）ガスに置換、ガス圧２０００Ｔｏｒｒで加圧
ガス冷却（冷却速度５℃／ｓｅｃ）。 （２）浸炭窒化焼入れ工程：１５℃／ｍｉｎで昇温、
カーボンポテンシャル０．８％、窒素ポテンシャル
０．２％のガス中で、８４０℃、３０分間浸炭窒化、
５０℃のオイル焼入れ、１６０℃、２時間焼戻し。 （３）ハードショットピーニング工程：ショット粒硬度
ＨRＣ５６〜６２、投射速度１００ｍ／ｓｅｃ。
前処理（クリーニング処理）、浸炭ガスＣ3Ｈ8（プロ
パン）／Ｈ2（水素）を１／１０の比率で導入し炉内圧
１Ｔｏｒｒに調整、放電電圧５２０Ｖ、９２０℃、４０
分間プラズマ浸炭、一旦６８０℃に降温、６０分間保
持、昇温し９００℃、２００分間プラズマ浸炭、Ｎ
2（窒素）ガスに置換、ガス圧２０００Ｔｏｒｒで加圧
ガス冷却（冷却速度５℃／ｓｅｃ）。 （２）浸炭窒化焼入れ工程：１５℃／ｍｉｎで昇温、
カーボンポテンシャル０．８％、窒素ポテンシャル
０．２％のガス中で、８４０℃、３０分間浸炭窒化、
５０℃のオイル焼入れ、１６０℃、２時間焼戻し。 （３）ハードショットピーニング工程：ショット粒硬度
ＨRＣ５６〜６２、投射速度１００ｍ／ｓｅｃ。
【００１６】ー実施例２（冷却速度が小さいもの）ー （１）プラズマ浸炭工程：〜実施例１と同じ、真
空中で冷却（冷却速度１℃／ｓｅｃ以下）。 （２）浸炭窒化焼入れ工程：実施例１と同じ。 （３）ハードショットピーニング工程：実施例１と同
じ。
空中で冷却（冷却速度１℃／ｓｅｃ以下）。 （２）浸炭窒化焼入れ工程：実施例１と同じ。 （３）ハードショットピーニング工程：実施例１と同
じ。
【００１７】ー比較例１（浸炭窒化処理をしないもの）
ー （１）プラズマ浸炭焼入れ工程：〜実施例１と同
じ、８４０℃に降温し、５０℃のオイル焼入れ、１
６０℃、２時間焼戻し。 （２）ハードショットピーニング工程：実施例１と同
じ。
ー （１）プラズマ浸炭焼入れ工程：〜実施例１と同
じ、８４０℃に降温し、５０℃のオイル焼入れ、１
６０℃、２時間焼戻し。 （２）ハードショットピーニング工程：実施例１と同
じ。
【００１８】ー比較例２（ガス浸炭によるもの）ー （１）ガス浸炭工程：カーボンポテンシャル１．２
％、９２０℃、３時間ガス浸炭（炭化物分布の均一性が
維持できる範囲内で、できるだけ高い炭化物量が得られ
る条件を設定）、炉冷（冷却速度２℃／ｍｉｎ）。 （２）炭化物球状化工程：カーボンポテンシャル０．
８％、７４０℃（Ａ１点温度より上）で３０分間保持、
６８０℃（Ａ１点温度より下）に降温、３０分間保
持、以上の工程をもう一度繰り返し。 （３）浸炭窒化焼入れ工程：実施例１と同じ。 （４）ハードショットピーニング工程：実施例１と同
じ。
％、９２０℃、３時間ガス浸炭（炭化物分布の均一性が
維持できる範囲内で、できるだけ高い炭化物量が得られ
る条件を設定）、炉冷（冷却速度２℃／ｍｉｎ）。 （２）炭化物球状化工程：カーボンポテンシャル０．
８％、７４０℃（Ａ１点温度より上）で３０分間保持、
６８０℃（Ａ１点温度より下）に降温、３０分間保
持、以上の工程をもう一度繰り返し。 （３）浸炭窒化焼入れ工程：実施例１と同じ。 （４）ハードショットピーニング工程：実施例１と同
じ。
【００１９】本実施例１、２及び比較例１、２の処理後
の特徴を説明する。表１に表面下２５μｍ深さ位置での
炭化物量及び表面硬度を示し、図２に表面組織の顕微鏡
写真を示す。なお、図２において（ａ）は本実施例１の
もの、（ｂ）は比較例１、（ｃ）は比較例２のものであ
る。表１をみると、本実施例１、２は、プラズマ浸炭に
よるため比較例２に比べ炭化物が多量に析出している。
また、浸炭窒化処理により焼入れ性が改善されているた
めか、比較例１に比べて表面硬度が相当大きくなってい
る。なお、比較例１には、写真では分かりにくいが、黒
く見える不完全焼入れ組織（トルースタイト）が存在す
る。図２をみると、本実施例１は、炭化物の形状及び分
布が均一（表面下２５μｍ深さ位置で平均粒径の５倍を
超える粒径のものが存在しない）で、しかも比較例２に
比べかなり深い位置まで多く分布しているのが分かる。
なお、図示は省略したが、本実施例２は、プラズマ浸炭
後の冷却速度が実施例１に比べ小さいためか、炭化物分
布がやや不均一（表面下２５μｍ深さ位置で平均粒径の
５倍を超える粒径のものが存在する）であった。
の特徴を説明する。表１に表面下２５μｍ深さ位置での
炭化物量及び表面硬度を示し、図２に表面組織の顕微鏡
写真を示す。なお、図２において（ａ）は本実施例１の
もの、（ｂ）は比較例１、（ｃ）は比較例２のものであ
る。表１をみると、本実施例１、２は、プラズマ浸炭に
よるため比較例２に比べ炭化物が多量に析出している。
また、浸炭窒化処理により焼入れ性が改善されているた
めか、比較例１に比べて表面硬度が相当大きくなってい
る。なお、比較例１には、写真では分かりにくいが、黒
く見える不完全焼入れ組織（トルースタイト）が存在す
る。図２をみると、本実施例１は、炭化物の形状及び分
布が均一（表面下２５μｍ深さ位置で平均粒径の５倍を
超える粒径のものが存在しない）で、しかも比較例２に
比べかなり深い位置まで多く分布しているのが分かる。
なお、図示は省略したが、本実施例２は、プラズマ浸炭
後の冷却速度が実施例１に比べ小さいためか、炭化物分
布がやや不均一（表面下２５μｍ深さ位置で平均粒径の
５倍を超える粒径のものが存在する）であった。
【００２０】
【表１】
【００２１】表２に、強度試験結果を示す。ここで、耐
ピッチング性は、ローラのころがり／すべり摩耗試験
（異なる周速で回転する２つのローラを一定荷重で押し
付け、ピッチングの発生をみるもの）により得られた１
０7サイクルでの耐久面圧で示す。すべり率６０％、潤
滑は自動車用ＡＴＦ（自動変速機用オイル）、温度９０
℃で行った。耐摩耗性は、ピン／ディスク式摩耗試験
（ピンを回転するディスク表面に一定荷重で押し付ける
もの）により得られたもので、荷重１０Ｋｇｆ、滑り速
度４．７ｍ／ｓｅｃ、滑り距離１０００Ｋｍでの摩耗減
量で示している。潤滑は自動車用ＡＴＦ、温度４０℃で
行った。
ピッチング性は、ローラのころがり／すべり摩耗試験
（異なる周速で回転する２つのローラを一定荷重で押し
付け、ピッチングの発生をみるもの）により得られた１
０7サイクルでの耐久面圧で示す。すべり率６０％、潤
滑は自動車用ＡＴＦ（自動変速機用オイル）、温度９０
℃で行った。耐摩耗性は、ピン／ディスク式摩耗試験
（ピンを回転するディスク表面に一定荷重で押し付ける
もの）により得られたもので、荷重１０Ｋｇｆ、滑り速
度４．７ｍ／ｓｅｃ、滑り距離１０００Ｋｍでの摩耗減
量で示している。潤滑は自動車用ＡＴＦ、温度４０℃で
行った。
【００２２】
【表２】
【００２３】一般に、耐ピッチング性は炭化物の析出量
と分布状態に依存し、耐摩耗性は表面硬さに依存すると
いわれている。実施例１は炭化物量が多いため、耐ピッ
チング性が比較例２と比べかなり向上しており、比較例
１と比べても優れている。また実施例１は表面硬度が高
いので、比較例２と比べ耐摩耗性が大きく向上し、比較
例１と比べても優れている。一方、実施例２は、炭化物
の形状及び分布の状態が実施例１に比べやや不均一であ
るためか、耐ピッチング性の向上の度合が実施例１と比
べると小さいが、耐摩耗性は実施例１と同様大きく向上
している。
と分布状態に依存し、耐摩耗性は表面硬さに依存すると
いわれている。実施例１は炭化物量が多いため、耐ピッ
チング性が比較例２と比べかなり向上しており、比較例
１と比べても優れている。また実施例１は表面硬度が高
いので、比較例２と比べ耐摩耗性が大きく向上し、比較
例１と比べても優れている。一方、実施例２は、炭化物
の形状及び分布の状態が実施例１に比べやや不均一であ
るためか、耐ピッチング性の向上の度合が実施例１と比
べると小さいが、耐摩耗性は実施例１と同様大きく向上
している。
【００２４】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明に関わるプラズ
マ浸炭焼入れ方法によると、クロム含有鋼部材表面部に
多量の炭化物を分布させることができ、しかも焼入れ性
を高め表面硬度を高くすることができるので、耐ピッチ
ング性とともに耐摩耗性に優れた鋼部材を得ることがで
きる。特に、プラズマ浸炭後の冷却を３℃／ｓｅｃ以上
の調整冷却とすることにより、部材表面により均一な炭
化物分布を実現することができ、耐ピッチング性を大き
く向上させることができるのである。
マ浸炭焼入れ方法によると、クロム含有鋼部材表面部に
多量の炭化物を分布させることができ、しかも焼入れ性
を高め表面硬度を高くすることができるので、耐ピッチ
ング性とともに耐摩耗性に優れた鋼部材を得ることがで
きる。特に、プラズマ浸炭後の冷却を３℃／ｓｅｃ以上
の調整冷却とすることにより、部材表面により均一な炭
化物分布を実現することができ、耐ピッチング性を大き
く向上させることができるのである。
【図１】本発明の実施例１の浸炭焼入れプロセスを示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】浸炭焼入れ後の部材表面の顕微鏡写真である。
（ａ）は本実施例１、（ｂ）は比較例１、（ｃ）は比較
例２である。
（ａ）は本実施例１、（ｂ）は比較例１、（ｃ）は比較
例２である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｃ２３Ｃ 8/38 Ｃ２３Ｃ 8/38 8/80 8/80 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21D 6/00 C21D 1/06 C21D 9/30 C23C 8/38
Claims (4)
- 【請求項１】 クロム含有鋼部材の表面部にプラズマ浸
炭処理したのちいったん冷却し、次に昇温して浸炭窒化
焼入れすることを特徴とするクロム含有鋼部材の浸炭焼
入れ方法。 - 【請求項２】 プラズマ浸炭後の冷却速度が３℃／ｓｅ
ｃ以上であることを特徴とする請求項１に記載の浸炭焼
入れ方法。 - 【請求項３】 プラズマ浸炭後の昇温速度が２０℃／ｍ
ｉｎ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載
の浸炭焼入れ方法。 - 【請求項４】 さらにショットピーニング処理を施すこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の浸
炭焼入れ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08973992A JP3196304B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | クロム含有鋼部材の浸炭焼入れ方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08973992A JP3196304B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | クロム含有鋼部材の浸炭焼入れ方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05255731A JPH05255731A (ja) | 1993-10-05 |
| JP3196304B2 true JP3196304B2 (ja) | 2001-08-06 |
Family
ID=13979139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08973992A Expired - Fee Related JP3196304B2 (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | クロム含有鋼部材の浸炭焼入れ方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3196304B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE59604119D1 (de) * | 1996-06-13 | 2000-02-10 | Ipsen Ind Int Gmbh | Verfahren zum Nitrieren und/oder Nitrocarburieren metallischer Werkstücke |
| WO2011030827A1 (ja) * | 2009-09-11 | 2011-03-17 | 住友金属工業株式会社 | 浸炭窒化部材の製造方法 |
-
1992
- 1992-03-12 JP JP08973992A patent/JP3196304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05255731A (ja) | 1993-10-05 |
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