JP3219167B2 - 高面圧部品の製造方法 - Google Patents
高面圧部品の製造方法Info
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- JP3219167B2 JP3219167B2 JP30577192A JP30577192A JP3219167B2 JP 3219167 B2 JP3219167 B2 JP 3219167B2 JP 30577192 A JP30577192 A JP 30577192A JP 30577192 A JP30577192 A JP 30577192A JP 3219167 B2 JP3219167 B2 JP 3219167B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、歯車、軸受等の高面圧
を受ける機械構造部品の製造方法に関する。
を受ける機械構造部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、歯車等の高面圧部品用の材料とし
てＪＩＳ規格ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０等の材料が用
いられている。近年、歯車、軸受等の高面圧機械構造部
品は、これらを使用する機械装置、自動車等の高性能
化、部品の小型化等に伴って使用条件が過酷になってき
ており、部品にかかる負荷応力が大である。
てＪＩＳ規格ＳＣｒ４２０、ＳＣＭ４２０等の材料が用
いられている。近年、歯車、軸受等の高面圧機械構造部
品は、これらを使用する機械装置、自動車等の高性能
化、部品の小型化等に伴って使用条件が過酷になってき
ており、部品にかかる負荷応力が大である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】部品にかかる負荷応力
が大となると、摩擦等による発熱に伴う温度上昇も促進
されピッティング等の欠陥が発生しやすくなる。本発明
は、ピッティングが起こりにくい高強度でかつ高面圧な
機械構造部品の製造方法を提供することを目的とする。
が大となると、摩擦等による発熱に伴う温度上昇も促進
されピッティング等の欠陥が発生しやすくなる。本発明
は、ピッティングが起こりにくい高強度でかつ高面圧な
機械構造部品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明による高面圧部品の製造方法は、Ｃ：０．１
０〜０．３重量％、Ｓｉ：１．０重量％未満、Ｍｎ：
０．３〜１．５重量％、Ｐ：０．０２０重量％未満、Ｃ
ｒ：１．５０重量％超であって、重量比が、４．５＜８
Ｓｉ＋３Ｃｒ＜１３．５を満足し、Ａｌ：０．０１０〜
０．０５０重量％、Ｎ：０．００５〜０．０２５重量
％、残部実質的にＦｅからなる素材を表面炭素濃度が
０．７〜１．２重量％となるように浸炭した後、焼入
れ、さらに必要に応じてショットピーニングを行うこと
を特徴とする。
め、本発明による高面圧部品の製造方法は、Ｃ：０．１
０〜０．３重量％、Ｓｉ：１．０重量％未満、Ｍｎ：
０．３〜１．５重量％、Ｐ：０．０２０重量％未満、Ｃ
ｒ：１．５０重量％超であって、重量比が、４．５＜８
Ｓｉ＋３Ｃｒ＜１３．５を満足し、Ａｌ：０．０１０〜
０．０５０重量％、Ｎ：０．００５〜０．０２５重量
％、残部実質的にＦｅからなる素材を表面炭素濃度が
０．７〜１．２重量％となるように浸炭した後、焼入
れ、さらに必要に応じてショットピーニングを行うこと
を特徴とする。
【０００５】本発明による高面圧部品の製造方法は、上
記の元素に加え、１種または２種の選択元素がＮｉ：
３．０重量％未満、Ｍｏ：０．６５重量％以下含むこと
が望ましい。更に、上記の元素に加え、１種または２種
以上の選択元素が、Ｖ：０．０５〜１．５重量％、Ｎ
ｂ：０．０２〜０．５重量％、Ｔｉ：０．０２〜０．５
重量％含むことが望ましい。
記の元素に加え、１種または２種の選択元素がＮｉ：
３．０重量％未満、Ｍｏ：０．６５重量％以下含むこと
が望ましい。更に、上記の元素に加え、１種または２種
以上の選択元素が、Ｖ：０．０５〜１．５重量％、Ｎ
ｂ：０．０２〜０．５重量％、Ｔｉ：０．０２〜０．５
重量％含むことが望ましい。
【０００６】本発明の上記製造方法の焼入れ焼もどしを
行う工程の後、ショットピーニングを行なうことが望ま
しい。本発明は、従来のＪＩＳ規格４２０、ＳＣＭ４２
等の材料に対し、Ｓｉ＋Ｃｒの含有量を多くすることに
より、曲げ疲労強度を劣化させることなく、面疲労強度
を向上させるものである。
行う工程の後、ショットピーニングを行なうことが望ま
しい。本発明は、従来のＪＩＳ規格４２０、ＳＣＭ４２
等の材料に対し、Ｓｉ＋Ｃｒの含有量を多くすることに
より、曲げ疲労強度を劣化させることなく、面疲労強度
を向上させるものである。
【０００７】ここでＳｉとＣｒを多く含有させるのは、
焼戻し軟化抵抗つまり部品使用時の昇温下での軟化抵抗
を高めるためである。これにより、昇温下で高い応力が
応じても、ピッティング等の現象を抑制することができ
る。本発明における構成元素の限定理由を下記に示す。 Ｃ ：０．１０ 〜０．３重量％ Ｃを０．１０重量％以上としたのは、心部の硬さを確保
するためであり、０．３重量％以下としたのは、素材の
硬さを確保するとともに被削性を確保するためである。
焼戻し軟化抵抗つまり部品使用時の昇温下での軟化抵抗
を高めるためである。これにより、昇温下で高い応力が
応じても、ピッティング等の現象を抑制することができ
る。本発明における構成元素の限定理由を下記に示す。 Ｃ ：０．１０ 〜０．３重量％ Ｃを０．１０重量％以上としたのは、心部の硬さを確保
するためであり、０．３重量％以下としたのは、素材の
硬さを確保するとともに被削性を確保するためである。
【０００８】 Ｓｉ：１．０重量％未満 Ｃｒ共存下で微細炭化物の生成を促し、準高温（〜３０
０℃）域での軟化抵抗を高める元素である。Ｓｉを１．
０重量％以下としたのは、鍛造性と被削性を確保すると
ともに、浸炭異常層の生成を抑制するためである。 Ｃｒ＞１．５０重量％超 Ｃｒは浸炭性向上元素であり、準高温での軟化抵抗、高
温硬さを高める元素である。Ｃｒを１．５０重量％超と
したのは、軟化抵抗と高温硬さを確保するためである。
０℃）域での軟化抵抗を高める元素である。Ｓｉを１．
０重量％以下としたのは、鍛造性と被削性を確保すると
ともに、浸炭異常層の生成を抑制するためである。 Ｃｒ＞１．５０重量％超 Ｃｒは浸炭性向上元素であり、準高温での軟化抵抗、高
温硬さを高める元素である。Ｃｒを１．５０重量％超と
したのは、軟化抵抗と高温硬さを確保するためである。
【０００９】４．５＜８Ｓｉ＋３Ｃｒ＜１３．５ １．５Ｃｒ以上とＳｉの共存下において、焼戻し軟化抵
抗への寄与率は８Ｓｉ＋３Ｃｒで整理可能である。重量
比を４．５＜８Ｓｉ＋３Ｃｒとしたのは、軟化抵抗を確
保するためであり、８Ｓｉ＋３Ｃｒ＜１３．５としたの
は、焼入性の増大による被削性の低下を防止するととも
に浸炭異常層の増加による靱性の劣化を防止するためで
ある。
抗への寄与率は８Ｓｉ＋３Ｃｒで整理可能である。重量
比を４．５＜８Ｓｉ＋３Ｃｒとしたのは、軟化抵抗を確
保するためであり、８Ｓｉ＋３Ｃｒ＜１３．５としたの
は、焼入性の増大による被削性の低下を防止するととも
に浸炭異常層の増加による靱性の劣化を防止するためで
ある。
【００１０】Ｐ ：０．０２０重量％未満 Ｐは粒界脆化元素のため上限を規制し、靱性を確保す
る。 Ａｌ：０．０１０〜０．０５０重量％、Ｎ ：０．０
０５〜０．０２５重量％ Ａｌ、Ｎは結晶粒の微細化を促進する元素である。Ａｌ
を０．０１０重量％以上、Ｎを０．００５重量％以上と
したのは、微細化のために必要とされるからであり、Ａ
ｌを０．０５０重量％以下、Ｎを０．０２５重量％以下
としたのは、効果が飽和するためである。
る。 Ａｌ：０．０１０〜０．０５０重量％、Ｎ ：０．０
０５〜０．０２５重量％ Ａｌ、Ｎは結晶粒の微細化を促進する元素である。Ａｌ
を０．０１０重量％以上、Ｎを０．００５重量％以上と
したのは、微細化のために必要とされるからであり、Ａ
ｌを０．０５０重量％以下、Ｎを０．０２５重量％以下
としたのは、効果が飽和するためである。
【００１１】Ｖ：０．０５〜１．５重量％、Ｎｂ：
０．０２〜０．５重量％、Ｔｉ：０．０２〜０．５重量
％ Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉは炭化物形成による結晶粒微細化を促進
する元素である。Ｖを０．０５重量％以上、Ｎｂを０．
０２重量％以上、Ｔｉを０．０２重量％以上としたの
は、結晶粒微細化のために必要とされるからである。Ｖ
を１．５重量％以下、Ｎｂを０．５重量％以下、Ｔｉを
０．５重量％以下としたのは、効果が飽和するためと、
粗大炭、窒化物形成による寿命の低下を防止するためで
ある。
０．０２〜０．５重量％、Ｔｉ：０．０２〜０．５重量
％ Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉは炭化物形成による結晶粒微細化を促進
する元素である。Ｖを０．０５重量％以上、Ｎｂを０．
０２重量％以上、Ｔｉを０．０２重量％以上としたの
は、結晶粒微細化のために必要とされるからである。Ｖ
を１．５重量％以下、Ｎｂを０．５重量％以下、Ｔｉを
０．５重量％以下としたのは、効果が飽和するためと、
粗大炭、窒化物形成による寿命の低下を防止するためで
ある。
【００１２】Ｎｉ：３．０重量％未満、Ｍｏ：０．６
５重量％以下 Ｎｉ、Ｍｏは靱性向上元素である。Ｎｉを３．０重量％
未満、Ｍｏを０．６５重量％以下としたのは、効果が飽
和するためと、焼入性の増大による製造性の劣化を防止
するためである。
５重量％以下 Ｎｉ、Ｍｏは靱性向上元素である。Ｎｉを３．０重量％
未満、Ｍｏを０．６５重量％以下としたのは、効果が飽
和するためと、焼入性の増大による製造性の劣化を防止
するためである。
【００１３】
【実施例】本実施例に適用した試験片の製造工程につい
て述べる。真空誘導炉３０ｋｇで表１に示す化学成分を
含む鋼を溶解し（図１に示すステップ１）、熱間鋳造に
てφ３２ｍｍ、φ２２ｍｍの丸棒を製作した（ステップ
２）。
て述べる。真空誘導炉３０ｋｇで表１に示す化学成分を
含む鋼を溶解し（図１に示すステップ１）、熱間鋳造に
てφ３２ｍｍ、φ２２ｍｍの丸棒を製作した（ステップ
２）。
【００１４】
【表１】
【００１５】続いて加工しやすくするため９２０℃×１
ｈｒ空冷で焼きならしを行い（ステップ３）、機械加工
により、 小野式回転曲げ疲れ試験片（１Ｒノッ
チ）、ローラーピッティング試験片の２種類を作成し
（ステップ４）、さらに図２に示す熱処理条件で浸炭焼
入れ焼戻しを９３０℃×浸炭２ｈｒ、拡散１ｈｒ、８７
０℃×１ｈｒ．ＯＱ、１８０℃×２ｈｒ．ＡＣにて行っ
た（ステップ５）。その後、アークハイト＝０．７ｍｍ
Ａの条件でショットピーニングした（ステップ６）。
ｈｒ空冷で焼きならしを行い（ステップ３）、機械加工
により、 小野式回転曲げ疲れ試験片（１Ｒノッ
チ）、ローラーピッティング試験片の２種類を作成し
（ステップ４）、さらに図２に示す熱処理条件で浸炭焼
入れ焼戻しを９３０℃×浸炭２ｈｒ、拡散１ｈｒ、８７
０℃×１ｈｒ．ＯＱ、１８０℃×２ｈｒ．ＡＣにて行っ
た（ステップ５）。その後、アークハイト＝０．７ｍｍ
Ａの条件でショットピーニングした（ステップ６）。
【００１６】こうして製作した試験片に対し、下記のよ
うな試験を行った。 小野式回転曲げ疲れ強さ試験 ローラーピッティング試験 なお、ローラーピッティング試験条件は下記の通りであ
る。 面圧：３６７７ＭＰａ すべり率：−４０％ 潤滑：ギアオイル、温度８０℃ 試験によって得られた結果を表２に示す。
うな試験を行った。 小野式回転曲げ疲れ強さ試験 ローラーピッティング試験 なお、ローラーピッティング試験条件は下記の通りであ
る。 面圧：３６７７ＭＰａ すべり率：−４０％ 潤滑：ギアオイル、温度８０℃ 試験によって得られた結果を表２に示す。
【００１７】
【表２】
【００１８】表２に示されるように、本発明の実施例１
〜１０によると、比較例１に比べ回転曲げ疲れ強さの値
が大きくかつローラーピッティング寿命が相対的に長い
ことが判る。
〜１０によると、比較例１に比べ回転曲げ疲れ強さの値
が大きくかつローラーピッティング寿命が相対的に長い
ことが判る。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高面圧部
品の製造方法によると、曲げ疲れ強さの強くかつローラ
ーピッティング寿命の長い高面圧部品が得られるという
効果がある。
品の製造方法によると、曲げ疲れ強さの強くかつローラ
ーピッティング寿命の長い高面圧部品が得られるという
効果がある。
【図１】本発明の実施例の高面圧部品の製造方法の一例
を示す工程図である。
を示す工程図である。
【図２】本発明の実施例に用いた熱処理工程図である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C23C 8/22 C21D 7/06 C22C 38/00 301 C22C 38/18 C23C 8/80
Claims (4)
- 【請求項１】 必須元素が Ｃ ：０．１０ 〜０．３重量％、 Ｓｉ：１．０重量％未満、 Ｍｎ：０．３ 〜１．５重量％、 Ｐ ：０．０２０重量％未満、 Ｃｒ：１．５０重量％超であって、 重量比が、４．５＜８Ｓｉ＋３Ｃｒ＜１３．５を満足
し、 Ａｌ：０．０１０〜０．０５０重量％、 Ｎ ：０．００５〜０．０２５重量％、 残部実質的にＦｅからなる素材を表面炭素濃度が０．７
〜１．２重量％となるように浸炭した後、焼入れ焼もど
しを行うことを特徴とする高面圧部品の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の元素に加え、１種または
２種の選択元素が Ｎｉ：３．０重量％未満、 Ｍｏ：０．６５重量％以下、 であることを特徴とする請求項１記載の高面圧部品の製
造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の元素に加え、１種または
２種以上の選択元素が Ｖ ：０．０５〜１．５重量％、 Ｎｂ：０．０２〜０．５重量％、 Ｔｉ：０．０２〜０．５重量％、 であることを特徴とする請求項１または２記載の高面圧
部品の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１の焼入れ焼もどしの工程の後シ
ョットピーニングを行なうことを特徴とする請求項１〜
３のいずれか一項に記載の高面圧部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30577192A JP3219167B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 高面圧部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30577192A JP3219167B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 高面圧部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06158266A JPH06158266A (ja) | 1994-06-07 |
| JP3219167B2 true JP3219167B2 (ja) | 2001-10-15 |
Family
ID=17949151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30577192A Expired - Lifetime JP3219167B2 (ja) | 1992-11-17 | 1992-11-17 | 高面圧部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3219167B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200496589Y1 (ko) * | 2020-11-20 | 2023-03-08 | 김영국 | 수저 포장지 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4188307B2 (ja) * | 2004-12-10 | 2008-11-26 | 大同特殊鋼株式会社 | 浸炭部品及びその製造方法 |
| JP5076535B2 (ja) | 2006-04-20 | 2012-11-21 | 大同特殊鋼株式会社 | 浸炭部品およびその製造方法 |
| JP5258458B2 (ja) * | 2008-08-29 | 2013-08-07 | 株式会社神戸製鋼所 | 耐高面圧性に優れた歯車 |
| JP5453839B2 (ja) * | 2009-02-25 | 2014-03-26 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受 |
| DE102011109475A1 (de) * | 2011-08-04 | 2013-02-07 | Daimler Ag | Verfahren zum Herstellen eines Bauteils sowie Bauteil |
| JP7527782B2 (ja) * | 2019-12-24 | 2024-08-05 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 結晶粒度特性に優れた浸炭用肌焼鋼 |
| JP7460884B2 (ja) * | 2020-01-08 | 2024-04-03 | 日本製鉄株式会社 | 軸受用鋼 |
-
1992
- 1992-11-17 JP JP30577192A patent/JP3219167B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200496589Y1 (ko) * | 2020-11-20 | 2023-03-08 | 김영국 | 수저 포장지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06158266A (ja) | 1994-06-07 |
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