JP3273634B2 - 耐ピッチング性に優れた機械構造部品のための浸炭用鋼材および機械構造部品並びにその製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯車、摺動部材、軸、
軸受の様に、高面圧で使用される機械構造部品として有
用な、耐ピッチング性の優れた浸炭用鋼材、並びにこの
鋼材を用いた機械構造部品、及びその製法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】使用時に高面圧がかかる機械構造部品、
たとえば歯車等の素材としては、従来より主としてＳＣ
ｒ４２０やＳＣＭ４２０などの低合金鋼が使用されてお
り、これらの合金鋼を製品形状に加工した後、浸炭、窒
化等の表面硬化処理を施すことにより耐摩耗性を高めて
用いられている。

【０００３】しかしながら近年、自動車等の燃費低減あ
るいは排ガス低減を目的とする軽量化、更には高出力化
の要請が高まってくるにつれて、機械構造部品の単位面
積当たりに負荷される面圧はますます高くなる傾向があ
り、前述の様な従来の機械構造用鋼材および表面硬化処
理ではこうした高面圧化の傾向に対応しきれず、接触面
の剥離現象、即ちピッチング性不足の問題が提起されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の様な事
情に着目してなされたものであって、その目的は、従来
の機械構造部品以上に優れた耐ピッチング性を示す機械
構造部品を与える浸炭用鋼材、及びこの鋼材を用いて得
られる機械構造部品とその製造方法を提供しようとする
ものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すること
のできた本発明に係る機械構造部品のための浸炭用鋼材
（以下、機械構造用鋼材と称する場合がある）の構成
は、重量％でＣ：0.10〜0.40％、Ｓｉ：0.15％を超え0.
50％未満、Ｍｎ：0.4 〜1.5 ％、Ｓ：0.005 〜0.030
％、Ｐ：0.02％以下、Ｍｏ：0.05〜1.0 ％、Ａｌ：0.00
5 〜0.05％、Ｎ：0.005 〜0.02％、Ｏ：0.002 ％以下の
各要件を満たし、Ｃｒを含有し、残部が実質的にＦｅか
らなる鋼材において、前記Ｃｒの含有量が０．３〜１．
２％に抑制されていると共に、更にＶが０．２５〜０．
８％加えられているところに要旨が存在する。更に他の
成分としてＮｂ：0.01〜0.5 ％、Ｔｉ：0.01〜0.05％、
Ｗ：0.01〜1.5 ％よりなる群から選択される１種または
２種以上の元素および／もしくはＣａ：0.0005〜0.003
％、Ｚｒ：0.01〜0.05％、Ｔｅ：0.005 〜0.1 ％、Ｓ
ｅ：0.005 〜0.1 ％よりなる群から選択される１種また
は２種以上の元素を含有するものであるところにも要旨
が存在する。

【０００６】そして上記構成の機械構造用鋼材を製品形
状に加工してから浸炭処理を施し、表面から0.1mm まで
の範囲における炭化物の面積率を、長径１０μｍ以上の
粗大炭化物が３０％以下で且つ直径１μｍ以下の微細炭
化物が２％以上となる様に制御したものは、従来の機械
構造部品を陵駕する耐ピッチング性を示し、最近におけ
る高面圧の苛酷な使用条件にも十分に耐え得るものとな
る。

【０００７】また上記の様に表層部の炭化物が制御され
た機械構造部品は、前述の如く化学成分の特定された鋼
材を使用し、表面硬質化のための浸炭処理を、当該鋼材
のＡ ₁ 変態点を超え且つ［２５４×Ｖ^1/3 ＋８４０
（℃）］（式中、Ｖは当該鋼材中のＶ含有率（重量％）
を意味する）を超えない温度（Ｔ：℃）で行ない、表面
炭素濃度（Ｃ：％）を［Ｃ≧0.0034×Ｔ−2.2 ］とする
ことによって得ることができる。

【０００８】

【作用】以下、機械構造用鋼材の成分組成、浸炭処理後
の表面硬化層における炭化物の大きさと面積率、並びに
浸炭条件等を定めた理由を順次説明する。まず鋼材の成
分組成を定めた理由を説明する。

【０００９】Ｃ：0.10〜0.40％（以下、特にことわらな
い限り重量％を意味する） Ｃは浸炭あるいは浸炭浸窒後に行なわれる焼入れで芯部
に硬さを与えるために欠くことのできない元素であり、
0.1 ％未満では芯部が硬さ不足となって外力により変形
し易くなり、機械構造部品としての適性を欠くものとな
る。しかしＣ量が多過ぎると硬質化が進み過ぎて冷間加
工性や被削性が悪くなるばかりでなく、焼入れ後におけ
る芯部の靭性も劣化し、耐衝撃性に問題がでてくる。Ｃ
のより好ましい含有率は0.15〜0.3 ％の範囲である。

【００１０】Ｓｉ：0.15％を超え0.50％未満 浸炭処理時における粒界炭化物の生成を抑制し、粒界炭
化物に起因する疲労強度の低下を防止する上で欠くこと
のできない成分であるが、多過ぎると浸炭時におけるＣ
の浸入を妨害し、浸炭処理による表面硬質化の目的が果
たせなくなるばかりでなく、鋼材自体が硬質となって冷
間加工性や被削性に悪影響が現われてくる。Ｓｉのより
好ましい含有率は0.15％を超え0.4 ％以下の範囲であ
る。

【００１１】Ｍｎ：0.4 〜1.5 ％ 鋼材の脱酸を目的として添加されるものであり、不足す
ると脱酸が不十分となって鋼材の清浄度が低下し内部品
質に問題がでてくる。しかもＭｎは焼入性を高めるうえ
でも重要な元素であり、不足する場合は浸炭後の焼入性
が悪くなって不完全焼入層ができ、疲労強度も不十分と
なる。しかし多過ぎると鋼材が硬質化し、冷間加工性や
被削性が悪くなる。Ｍｎのより好ましい含有率は0.5 〜
1.0 ％の範囲である。

【００１２】Ｃｒ：0.3 〜1.2 ％ 焼入性及び浸炭性の向上に有効であるほか、浸炭処理後
必要により行なわれる浸炭処理によって窒化物を生成
し、表面硬度をさらに高める作用がある。しかしＣｒが
多過ぎると粒界に粗大な炭化物が生成して焼入れ時に焼
割れを起こし易くなる。従ってこの粗大炭化物を微細分
散させるのに熱処理を数回繰り返さなければならなくな
り、生産性が低下する。Ｃｒのより好ましい含有率は0.
5 〜1.0 ％の範囲である。

【００１３】Ｖ：０．２５〜０．８％ Ｖは、浸炭処理によって表層部に微細な炭化物を生成
し、浸炭部を硬質化すると共に耐ピッチング性を著しく
高める作用があり、こうした効果を有効に発揮させるに
は少なくとも０．２５％以上含有させなければならな
い。しかしＶ含有量が多過ぎると、浸炭処理後の焼入れ
で芯部に多量のフェライトが生成して芯部の硬さが低下
し、機械構造部品としての静的強度及び疲労強度が低下
するので０．８％以下に抑えなければならない。

【００１４】Ｍｏ：0.05〜1.0 ％ 浸炭処理後の焼入性を高めるために欠くことのできない
元素であり、しかもＶと結合して炭化物を生成し浸炭表
層部を硬質化する作用も発揮する。こうした効果を有効
に発揮させるには0.05％以上含有させなければならない
が、多過ぎると鋼材が過度に硬質化して冷間加工性や被
削性が悪くなるので1.0 ％以下に抑える必要がある。Ｍ
ｏのより好ましい含有量は0.1 〜0.8 ％の範囲である。

【００１５】Ａｌ：0.005 〜0.05％ 脱酸剤として含有させ鋼材に空孔などの欠陥が発生する
ことを防ぐほか、浸炭処理後必要により実施される浸炭
工程でＡｌＮを生成し、焼入れ後の金属組織を微細化す
る作用も有している。しかし多過ぎると、凝集を起こし
て結晶粒の成長を招くので0.05％以下に抑えなければな
らない。Ａｌのより好ましい含有率は0.02〜0.04％の範
囲である。

【００１６】Ｎ：0.005 〜0.020 ％ ＡｌＮを生成してオーステナイト結晶粒を微細化し耐ピ
ッチング性を高める作用があるが、その効果は0.020 ％
で飽和し、それ以上含有させてもそれ以上に耐ピッチン
グ性を高めることはできず、むしろ非金属介在物となっ
て靭性に悪影響が現れてくるので、0.020 ％以下に抑え
なければならない。Ｎのより好ましい含有率は0.008 〜
0.015 ％の範囲である。

【００１７】Ｓ：0.005 〜0.030 ％ Ｓは、ＭｎＳを生成し、被削性の向上に寄与する元素で
ある。しかし、一方で疲労強度や冷間加工性を低下させ
るので、その含有量を0.005 〜0.03％にした。Ｓのより
好ましい含有量は0.01〜0.02の範囲である。

【００１８】Ｐ：0.02％以下 Ｐは、その含有量が0.02％を超えると粒界強度を低下さ
せ、疲労強度の低下を招くので0.02％以下とする。 Ｏ：0.002 ％以下 ＯはＡｌやＳｉ等と結合して酸化物系介在物となり鋼材
の耐疲労強度を悪化させるので、0.002 ％以下に抑えな
ければならない。

【００１９】Ｎｂ：0.01〜0.5 ％、Ｔｉ：0.01〜0.05
％、Ｗ：0.01〜1.5 ％ よりなる群から選択される１種以上 これらの元素は必要により添加されるものであり、これ
らはいずれも炭化物を生成して結晶粒を微細化し、また
浸炭処理後の表面硬さや芯部の硬度を更に高める作用を
発揮する。しかし添加量が多過ぎると素材が硬くなり過
ぎて成形加工性（鍛造性、被削性等）が悪くなる。

【００２０】Ｃａ：0.0005〜0.0030％、Ｚｒ：0.01〜0.
05％、Ｔｅ：0.005 〜0.1 ％、 Ｓｅ：0.005 〜0.1 ％よりなる群から選択される１種以
上 ＣａはＡｌ₂ Ｏ₃ のまわりにＣａＯとして生成し、耐ピ
ッチング性を劣化させずに被削性を高めるうえで有効で
あり、Ｚｒは、単体あるいは化合物としてＭｎＳ中に存
在し、ＭｎＳの熱間加工時の変形を抑制してＭｎＳの粒
状化に寄与し、それにより耐ピッチング性を劣化させず
に被削性を高める作用がある。ＴｅはＭｎ−Ｔｅを形成
して、ＭｎＳの周辺に共存し、またＳｅはＭｎ（Ｓｅ，
Ｓ）を形成することにより、Ｚｒと同様にＭｎＳの熱間
加工時の変形を抑制してＭｎＳの粒状化に寄与し、耐ピ
ッチング性を劣化せずに被削性を高める作用がある。し
かしこれらの含有量が多過ぎると、非金属介在物量の増
大により耐ピッチング性が悪くなる傾向があるので、夫
々上記範囲以下に抑えなえなければならない。

【００２１】ところで鋼材にＣｒ等の炭化物形成元素を
添加し、これを浸炭処理することによって耐ピッチング
性を改善する方法は知られている。しかしながら浸炭に
よる改質効果を高めるために多量の炭化物形成元素を添
加すると素材が硬質化し、鍛造性や被削性が悪化するば
かりでなく、粗大な炭化物が生成し易いためこれを球状
化しあるいは微分散させるために浸炭後繰り返し熱処理
を行なわなければならず生産性が低下するという問題が
ある。

【００２２】しかし本発明では、上記の様に鋼材の成分
組成、殊に炭化物形成元素の種類を特定する共に、後述
する如く浸炭条件等を選定することによって、炭化物が
微細且つ均一に分散した浸炭硬化層を得ることができ、
鍛造性や被削性等を阻害することなく耐ピッチング性を
著しく改善し得るのである。

【００２３】また鋼材の成分組成を特定した理由は上記
の通りであるが、それらの中でも本発明ではＣｒの含有
量を焼入性確保に必要なレベルに抑え、Ｖを加えること
により鍛造性や被削性を損なうことなく浸炭硬化層の耐
ピッチング性を高めたところに大きな特徴があるので、
Ｃｒ及びＶの作用について更に説明を補足しておく。

【００２４】即ちＣｒは粒状Ｍ₃ Ｃの生成を促進する作
用があり、またＶは浸炭処理によりＶ炭化物を生成する
ことは夫々公知であるが、従来の高Ｃｒ鋼ではＣｒ含有
率が高い（通常２％程度以上）ため生成するＭ₃ Ｃが粗
大化し、浸炭処理後の耐衝撃性や曲げ疲労強度が損なわ
れる。ところが後述する如く浸炭温度を適正にコントロ
ールしてやれば、先に規定する如く比較的少ないＶ含有
率で微細なＶ炭化物が析出する。またこれを核としてＭ
₃ Ｃが析出するため、Ｃｒ含有率を従来の高Ｃｒ鋼に比
べて低減した場合でも十分な量の炭化物を生成させ得る
と共に、当該炭化物は浸炭硬化層中で微細且つ均一に分
散したものとなり、耐ピッチング性を大幅に高めること
が可能となる。

【００２５】次に浸炭温度及び浸炭処理による表面Ｃ量
を定めた理由について説明する。まず浸炭温度は、当該
鋼材のＡ₁ 変態温度以上で且つＶ添加量（％）をＶとし
たとき［２５４×Ｖ^1/3 ＋８４０（℃）］を超えない温
度の範囲に設定しなければならない。本発明では、前述
の如く浸炭処理工程でＶ炭化物を微細な核として生成せ
しめ、該Ｖ炭化物核のまわりにＭ₃ Ｃ炭化物を析出させ
ることによって微細な炭化物を均一に分散析出させるも
のであり、上記温度を超える高温で浸炭処理を行なうと
Ｖ炭化物が析出しないためＶ炭化物の核としての効果が
得られなくなり、Ｍ₃ Ｃが粗大且つ網状に析出して浸炭
硬化層の耐ピッチング性が悪くなる。またＡ₁ 変態点以
下の温度では浸炭自体が殆んど進行しない。ちなみに図
１は、多数の実験の中から鋼材のＶ含有量と浸炭温度を
変えたときのＶ炭化物生成状況を調べてグラフ化したも
ので（温度はいずれもＡ₁ 変態点以上に設定）あり、
［２５４×Ｖ^1/3 ＋８４０（℃）］以下ではＶ炭化物が
微細な核として生成するが、この温度を超えるとＶ炭化
物の生成が見られず、粗大なＭ₃ Ｃが生成する。

【００２６】次に本発明では、上記浸炭処理によって浸
炭硬化層の表面Ｃ量（Ｃ：％）を、［0.0034Ｔ（Ｔは浸
炭温度：℃）−2.2 ］以上にしなければならず、Ｃ量が
不足する場合は析出炭化物量が不足するため満足のいく
表面硬度及び耐ピッチング性が得られない。ちなみに図
２は浸炭温度を変えて浸炭硬化層の表面Ｃ量を変化させ
た場合における炭化物の生成状況を調べた結果を示した
ものであり、この図からも明らかである様に［Ｃ＝0.00
34Ｔ−2.2 ］を境界としてそれ未満の表面Ｃ量ではＶ炭
化物の生成量が不足し、その結果Ｖ炭化物核の数が不足
することになり、浸炭硬化層中の炭化物は粗大化して耐
衝撃性能や耐ピッチング性能を十分に改善し得なくな
る。

【００２７】上記の様に鋼材の成分組成、浸炭温度、浸
炭後の表面Ｃ量を規定することによって、浸炭硬化層は
微細なＶ炭化物あるいはＶ炭化物を核としてその囲りに
Ｍ₃Ｃ炭化物が微細均一に析出した緻密な硬化組織が得
られるが、本願発明で意図する優れた耐ピッチング性を
確保するには、該浸炭硬化層の表面から0.1mm 以内にお
ける炭化物の形状寸法及びそれらの析出量を、長径１０
μｍ以上の炭化物が面積率で３０％以下で且つ直径１μ
ｍ以下の微細炭化物が面積比で２％以上にすることが必
要である。その理由は、長径１０μｍ以上の炭化物が上
記面積率を超えると、浸炭後の焼入れ時に焼割れを起こ
し易くなるばかりでなく耐ピッチング性も悪くなり、ま
た直径１μｍ以下の微細炭化物の面積率が上記面積率に
満たない場合も、十分な耐ピッチング性が得られないか
らである。

【００２８】尚浸炭処理の具体的方法は特に限定され
ず、公知の浸炭法を前記浸炭条件を満たす様に適宜変更
して実施すればよいが、中でも特に好ましいのはプラズ
マ浸炭法である。なぜならばプラズマ浸炭法は浸炭速度
が大きく且つ高温処理が可能であるため高濃度浸炭をよ
り短時間で行なうことができ、しかも真空中で浸炭を行
なう方法であるから表面に粒界酸化による不完全焼入れ
層が形成されず、耐ピッチング性、耐衝撃性及び曲げ疲
労強度を一層高めることができるからである。

【００２９】浸炭処理の後は油焼入れ等によって浸炭部
を焼入れ硬化し、炭化物が微細均一に分布した浸炭硬化
層を得る。この焼入れ処理により浸炭層は硬質化し、表
層部は耐ピッチング性および耐摩耗性の優れたものとな
る。この場合、浸炭処理の後で更に浸窒処理を行なえ
ば、浸炭硬化層への窒素の拡散によってオーステナイト
に対するＣの固溶限界が増大し、Ｍ₃ Ｃを形成していた
Ｃが再固溶して浸炭硬化層におけるマトリックスの焼入
れ性が高められる結果、焼入れ後の浸炭硬化層の硬度は
更に高まり、耐ピッチング性を一段と優れたものにする
ことができるので好ましい。以下、実施例を挙げて本発
明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い。

【００３０】

【実施例】表１，表２に示す成分組織を鋼材（寸法：直
径26mm×30mm）を使用し、図３に示す条件で浸炭処理及
び焼入性を行ない、鋼材表面に浸炭硬化層を形成した。
尚用いた鋼材のＡ₁ 変態点はいずれも720 〜740 ℃であ
り、また浸炭処理時におけるＣポテンシャル（Ｃｐ）
は、浸炭ガス組成及びその露点を変えることによって調
整した。

【００３１】得られた各浸炭処理材における浸炭硬化層
の炭化物の構成、硬さ、表面Ｃ量及び浸炭処理材の物性
を表３，表４に一括して示す。尚、回転曲げ疲労試験
は、α＝２の切欠き付き疲労試験片を用いて3600rpm の
回転数で行ない、ピッチング試験（転動試験）は面圧50
0 kgf/mm² で行なった。また炭化物の測定は、ＴＥＭで
組成を確認した後、走査型電子顕微鏡と画像解析装置を
用いて倍率7000倍で炭化物の平均径と面積率を求めた。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【表２】

【００３４】

【表３】

【００３５】

【表４】

【００３６】表１より次の様に考えることができる。 Ｎｏ．１〜１９：本発明の規定要件を充足する実施例で
あり、浸炭硬化層は１μｍ以下の微細な炭化物が均一に
分散しており高硬度を示すと共に、芯部は適度の硬さと
靭性を有しており、いずれも優れた機械的特性を有して
いる。これに対しＮｏ．２０〜２９は、下記の如く成分
組成の一部が本発明の規定要件を外れる比較例であり、
浸炭硬化層の炭化物の性状・寸法が本発明の規定要件を
満たしておらず、浸炭硬化層と芯部の硬さのバランスが
悪く、機械的特性（疲労強度及び転動強度）において本
発明の目的を果たすものとは言えない。

【００３７】Ｎｏ．２０：Ｃ量が不足するため浸炭部及
び芯部の硬さがいずれも不足気味である。 Ｎｏ．２１：Ｃ量が多過ぎるため、芯部の硬度が高くな
り過ぎている。 Ｎｏ．２２：Ｓｉ量が多過ぎるため、浸炭部及び芯部の
硬度が不足気味となっている。 Ｎｏ．２３：Ｍｎ量が多過ぎるため特に芯部が硬質化し
過ぎている。 Ｎｏ．２４：Ｍｎ量が不足するため特に芯部が強度不足
となっている。 Ｎｏ．２５：Ｃｒ量が多過ぎるため粗大なセメンタイト
が多量生成し、耐ピッチング性に問題がある。 Ｎｏ．２６：Ｖ量が不足するため微細なＶ炭化物核の生
成量が不十分であり、微細炭化物の面積率が不足する。 Ｎｏ．２７：Ｖが含まれていないため微細なＶ炭化物の
生成が見られず、粗大なセメンタイトが多量生成してい
る。 Ｎｏ．２８：Ｖ量が多過ぎるため芯部の硬さが大幅に低
くなっている。 Ｎｏ．２９：Ｍｏ及びＶがいずれも含まれていないた
め、微細な炭化物核の生成が見られない。

【００３８】次に表１，２に示した鋼種Ｎｏ．２，６，
９（いずれも実施例鋼材）及びＮｏ．２５（比較例鋼）
を選択し、浸炭処理条件を種々変えて表面硬化層を形成
した。得られた浸炭処理材の表面Ｃ濃度及び浸炭硬化層
の表面から０．１ｍｍ以内における炭化物の寸法及び面
積率を調べ、表５，６に示す結果を得た。また得られた
各浸炭処理物の物性を表７，８に示す。尚表５，６にお
ける浸炭処理において、符号（イ）〜（ト）で示したの
は、図４に示すヒートパターンにおいて浸炭温度（Ｔ₁,
Ｔ₂ ：℃）及びカーボンポテンシャル（Ｃｐ_1,Ｃｐ₂ ）
は表５，６に示す通りとし、焼入れ前の浸炭時間は３０
分、焼入れは８０℃の油浴焼入れに設定したものであ
り、また符号（チ），（リ），（ヌ），（ル）の浸炭条
件は夫々図５，６，７，８に示す通りとした。

【００３９】

【表５】

【００４０】

【表６】

【００４１】

【表７】

【００４２】

【表８】

【００４３】表５〜８より次の様に考えることができ
る。実験No.26 〜35：鋼材の成分組成が本発明の規定要
件を満たしていないので、浸炭条件をどの様にコントロ
ールしても、本発明で意図する様なバランスのとれた物
性を得ることができない。実験No.3,6,8,11,14,15,19,2
2,23: 鋼材の成分組成は本発明の規定要件を満たしてい
るが、浸炭処理条件が不適切であって、浸炭硬化層の表
面Ｃ量が［Ｃ≧0.0034Ｔ−2.2 （％）］の要件を満たし
ておらず、浸炭部表層部における炭化物が粗大で本発明
の規定要件を満たしていないため、転動試験結果に表れ
る耐ピッチング性及び回転曲げ疲労強度のいずれかが劣
悪である。実験No.1,2,7,9,10,17,18,24,25：鋼材組成
及び浸炭条件のいずれも適正であり、浸炭硬化層内の微
細炭化物の面積率及び表面Ｃ量のいずれも本発明の規定
要件を満たす実施例であり、回転曲げ疲労強度及び転動
試験に表れる耐ピッチング性のいずれにおいても良好な
結果が得られている。

【００４４】

【発明の効果】本発明は以上の様に構成されており、用
いる鋼材の成分組成、浸炭処理条件及び浸炭硬化層にお
ける炭化物の析出形態とその面積率を特定することによ
って、鍛造性、被削性、耐衝撃性、曲げ疲労特性等を損
なうことなく、耐ピッチング性を著しく改善することが
でき、例えば、歯車、軸、軸受け、摺動部材の如く高面
圧下で使用される機械構造部材としての耐久性を著しく
改善し得ることになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼材中のＶ含有率と浸炭温度を変えた場合にお
けるＶ炭化物の析出の有無を調べた結果を示すグラフで
ある。

【図２】浸炭温度と浸炭部の表面Ｃ量を変えた場合にお
けるＶ炭化物の析出状況を調べた結果を示すグラフであ
る。

【図３】実施例で採用した浸炭・焼入れ条件を示すグラ
フである。

【図４】実施例で採用した浸炭・焼入れ条件を示すグラ
フである。

【図５】実施例で採用した浸炭・焼入れ条件を示すグラ
フである。

【図６】実施例で採用した浸炭・焼入れ条件を示すグラ
フである。

【図７】実施例で採用した浸炭・焼入れ条件を示すグラ
フである。

【図８】実施例で採用した浸炭・焼入れ条件を示すグラ
フである。

【符号の説明】

Ｔ₁ ，Ｔ₂ 浸炭温度 ｔ 浸炭時間 Ｃｐ，Ｃｐ₁ ，Ｃｐ₂ カーボンポテンシャル

───────────────────────────────────────────────────── 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 (72)発明者 小倉 真義 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 (72)発明者 内山 典子 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 (72)発明者 中村 守文 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式 会社神戸製鋼所神戸製鉄所内 (72)発明者 長谷川 豊文 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式 会社神戸製鋼所神戸製鉄所内 (72)発明者 安部 聡 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式 会社神戸製鋼所神戸製鉄所内 (72)発明者 松島 義武 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式 会社神戸製鋼所神戸製鉄所内 (72)発明者 幸岡 強 兵庫県神戸市灘区灘浜東町２番地 株式 会社神戸製鋼所神戸製鉄所内 (56)参考文献 特開 平５−171348（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−132713（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−65594（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−62859（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−104065（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 C21D 1/06 C23C 8/22

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％でＣ：0.10〜0.40％、Ｓｉ：0.15
   ％を超え0.50％未満、Ｍｎ：0.4 〜1.5 ％、Ｓ：0.005
   〜0.030 ％、Ｐ：0.02％以下、Ｍｏ：0.05〜1.0 ％、Ａ
   ｌ：0.005 〜0.05％、Ｎ：0.005 〜0.02％、Ｏ：0.002
   ％以下の各要件を満たし、Ｃｒを含有し、残部が実質的
   にＦｅからなる鋼材において、前記Ｃｒの含有量が０．
   ３〜１．２％に抑制されていると共に、更にＶが０．２
   ５〜０．８％加えられていることを特徴とする耐ピッチ
   ング性に優れた機械構造部品のための浸炭用鋼材。
2. 【請求項２】 更に他の成分として、Ｎｂ：0.01〜0.5
   ％、Ｔｉ：0.01〜0.05％、Ｗ：0.01〜1.5 ％よりなる群
   から選択される１種または２種以上の元素を含有する請
   求項１記載の浸炭用鋼材。
3. 【請求項３】 更に他の成分として、Ｃａ：0.0005〜0.
   003 ％、Ｚｒ：0.01〜0.05％、Ｔｅ：0.005 〜0.1 ％、
   Ｓｅ：0.005 〜0.1 ％よりなる群から選択される１種ま
   たは２種以上の元素を含有する請求項１または２記載の
   浸炭用鋼材。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載された鋼
   材を浸炭処理してなり、表面から0.1mm までの範囲にお
   ける長径１０μｍ以上の粗大炭化物が面積率で３０％以
   下であり、且つ直径１μｍ以下の微細炭化物が面積率で
   ２％以上を占めるものであることを特徴とする耐ピッチ
   ング性に優れた機械構造部品。
5. 【請求項５】 浸炭処理を、鋼材のＡ₁ 変態点を超え且
   つ［２５４×Ｖ^1/3＋８４０（℃）］（但し、Ｖは当該
   鋼材中のＶ含有率（重量％）を意味する）を超えない温
   度（Ｔ）で行ない、表面炭素濃度（Ｃ：％）を［Ｃ≧0.
   0034×Ｔ−2.2 ］とすることにより請求項４記載の機械
   構造部品を得ることを特徴とする耐ピッチング性に優れ
   た機械構造部品の製法。
6. 【請求項６】 浸炭をプラズマ浸炭法によって行なう請
   求項５記載の製法。
7. 【請求項７】 浸炭工程の焼入れに先立って窒化処理を
   行なう請求項５または６記載の製法。