JP3495998B2 - 被削性に優れた高強度高周波焼入用鋼 - Google Patents
被削性に優れた高強度高周波焼入用鋼Info
- Publication number
- JP3495998B2 JP3495998B2 JP2001140603A JP2001140603A JP3495998B2 JP 3495998 B2 JP3495998 B2 JP 3495998B2 JP 2001140603 A JP2001140603 A JP 2001140603A JP 2001140603 A JP2001140603 A JP 2001140603A JP 3495998 B2 JP3495998 B2 JP 3495998B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- machinability
- test
- amount
- steel
- fatigue strength
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Forging (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、等速ジョイント、
ハブユニット等、鋼材を鍛造成形した後、部品の一部を
高周波焼入れして用いられる鋼に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば、等速ジョイント、ハブユニット
等の部品は、鋼材を冷間鍛造、温間鍛造あるいは熱間鍛
造またはこれらの組み合わせにて成形し、特に強度の必
要な部分には高周波焼入れしている。このような用途に
は、ＪＩＳ−Ｓ５３Ｃ、ＳＡＥ１０５５、ＳＡＥ１０７
０等の鋼材が主に用いられている。 【０００３】しかし、近年の使用環境の過酷化、あるい
は軽量化を目指した小型化、薄肉化のため、従来の焼入
れ硬化部は一層の耐転がり強度、耐摩耗性、疲労強度が
求められるだけでなく、従来では鍛造上がりの強度で十
分であった非硬化部の疲労強度向上も求められるように
なっている。また、これらの部品は鍛造後に切削加工を
受ける部位が多く、近年ますます強くなる加工コスト低
減の要求から、被削性の向上も強く求められる。 【０００４】このような要求に対し、Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒの
増量や、Ｍｏ等の添加により、焼入れ部に求められる特
性を向上させるとともに、非硬化部の硬度上昇により、
非硬化部の疲労強度を上昇させる対策が考えられる。し
かしながら、これらの部品は鍛造後に切削加工を受け、
冷間加工を受ける場合もあることから、いたずらに非硬
化部の硬度を上げることは切削加工、冷間加工で不利と
なるだけでなく、Ｃｒ、Ｍｏの添加は素材費の上昇にも
つながる。また、非硬化部の疲労強度向上に対しては、
疲労強度不足部に焼入れを行う対策が考えられるが、部
品製造工程数の増加につながり、製造コストが上昇する
という問題点がある。したがって、鍛造上がりの硬さの
上昇をできるだけ抑えて非硬化部の被削性、冷間加工性
を確保しながら、非硬化部の疲労強度上昇および硬化部
の要求特性向上を同時に達成することが、これらの部品
に使用される材料の課題となる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するためのものであり、鍛造上がりの硬さ上昇を
最小限に抑え、被削性、冷間加工性を確保しながら、非
硬化部の疲労強度、硬化部の耐転がり強度、耐ピッチン
グ強度、耐摩耗性、疲労強度等を向上させた鋼材を提供
することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の上記課題を解決
するための手段は、請求項１の発明では、質量％で、
Ｃ：０．５〜０．７％、Ｓｉ：０．５〜０．９％、Ｍ
ｎ：０．５〜１．０％、Ｃｒ：０．４％以下、Ｓ：０．
０３５％以下、Ｖ：０．０１〜０．１５％を含有し、残
部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、鍛造後に部品の一
部を高周波焼入れして使用する被削性に優れた高強度高
周波焼入用鋼において、炭素当量式を（１）式で表すと
き、炭素当量：Ｃ eq は（２）式を満足することを特徴と
する高強度高周波焼入用鋼である。 【０００７】 【数３】 【０００８】 【数４】 ０．７５≦Ｃeq≦０．９０ （２） 【０００９】なお、請求項１の手段において、鋼成分の
Ｃ量およびＳｉ量は、さらに減縮して、望ましい範囲と
して、Ｃ：０．５〜０．６％、Ｓｉ：０．７〜０．９％
とする。 【００１０】本発明における鋼成分の限定理由を説明す
る。なお、％は質量％で示す。 【００１１】Ｃ：０．５〜０．７％、望ましくは０．５
〜０．６％ Ｃは、焼入性を確保するための元素で、通常の高周波焼
入れ焼戻しにより硬さ６０ＨＲＣ以上を確保するため
に、Ｃ量の下限を０．５％とする。また、０．７％を超
えると、焼入れ時に残留オーステナイトが多く発生する
ようになり、硬さに対するＣ増量の効果が小さくなる。
さらに、組織的には非焼入れ部の初析フェライト量が消
滅し、被削性が大きく低下する。特に高い硬さが要求さ
れる場合を除いては、初析フェライトを十分に残し、狙
いの炭素当量：Ｃeqに対し、他の合金元素添加の余地を
残すため、０．５〜０．６％が望ましい。 【００１２】Ｓｉ：０．５〜０．９％ Ｓｉ量は本発明において最も重要な役割を果たすもの
で、非硬化部の硬さの上昇を最小限に抑えながら、疲労
強度、被削性を向上させ、さらに硬化部の耐転がり強
度、耐ピッチング強度、耐摩耗性、疲労強度の向上に寄
与する。硬化部の耐転がり強度、耐ピッチング強度、耐
摩耗性、疲労強度に対しては０．５％以上で効果があ
り、１．０％を超えると効果は飽和する。ただし、被削
性に関しては、０．７〜０．９％が最も優れる。そこ
で、Ｓｉ量は、０．５〜０．９％とする。 【００１３】Ｍｎ：０．５〜１．０％ Ｍｎ量を低下させると、高周波焼入れの短時間加熱によ
るオーステナイト化が不十分となり、十分な焼入れ硬さ
が得られない。本発明鋼の範囲では０．５％以上が最低
限必要となる。０．６％以上が望ましい。また、Ｍｎの
増量は非硬化部の疲労強度を向上させるが、初析フェラ
イトを減少させ、被削性を著しく低下させるため、１．
０％を上限とする。 【００１４】Ｓ：０．０３５％以下 Ｓは被削性を向上させる元素で、添加量を増やすと被削
性には有利であるが、非金属介在物であるＭｎＳを生成
するため、耐転がり強度を低下する。したがって、耐転
がり強度への影響が見られない０．０３５％を上限とす
る。 【００１５】Ｃｒ：０．４％以下 Ｃｒは、焼入れ性、鍛造硬さを調整するために添加量を
調整して添加すればよいが、セメンタイト中に濃縮し、
焼入れ前の加熱の際、炭素のマトリックスへの固溶を阻
害する。高周波焼入れの短時間加熱ではこれが問題とな
るため、０．４％以下とする。 【００１６】Ｖ：０．０１〜０．１５％ ＶはＳｉと並んで、本発明において重要な役割を果た
し、非硬化部の疲労強度の向上と被削性の向上に寄与す
る元素である。Ｖ添加により、組織中の最弱部である初
析フェライトがＶＣの析出硬化により強化され、疲労強
度が向上する。また、Ｖ添加より生成するＶＮを核とし
て初析フェライトが安定して球状に析出し、被削性を大
幅に向上させる。Ｃ：０．５％以下ではＶの添加にかか
わらず、初析フェライトが層状であっても十分な量析出
するため、Ｖ添加による被削性向上効果はほとんど無
い。一方、Ｃ：０．７％以上ではＶを添加しても初析フ
ェライトがほとんど析出しないため、被削性向上効果は
無い。層状の初析フェライトがわずかに析出し、被削性
に対して不十分な領域であるＣ：０．５〜０．７％の範
囲においてのみ、Ｖを添加し、球状の初析フェライトを
安定的に析出させることで被削性を向上させることがで
きる。 【００１７】０．７５≦Ｃeq≦０．９０とする理由 熱間鍛造、温間鍛造の硬さは、炭素当量：Ｃeqで予測で
きる。鍛造後の硬さは高いほど疲労強度には有利である
が、加工に対しては不利となる。本発明鋼の範囲付近
で、炭素当量と熱間鍛造硬さの関係を実験にて確認した
ところ、図９に示すような関係が得られた。炭素当量を
０．７５≦Ｃeq≦０．９０とすることで、非焼入れ部の
疲労強度と通常の加工方法による加工性が両立できる１
９．５〜２６．５ＨＲＣとなる。したがって、この炭素
当量：Ｃeqの範囲の成分とすることで、加工性と疲労強
度が両立する鋼を確実に得ることができ、特に加工工程
中に熱間鍛造を含む場合、この範囲となることが多い。 【００１８】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、実
施例を通じて説明する。１００ｋｇＶＩＭにて表１およ
び表２に示す成分の供試鋼を溶製する。なお、供試鋼の
化学成分におけるＰ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｏ、Ｎは不純物とし
て不可避的に含有されるものを示す。得られた鋼を熱間
鍛造にて所定寸法に鍛伸し、旋削加工にてそれぞれ実施
例の試験片に加工する。 【００１９】 【実施例】 【表１】 【００２０】 【表２】【００２１】上記の供試鋼において、表１のヒート１〜
１０の１０種は図１に示すＣ量における評価に使用の供
試鋼で、ヒート８、ヒート９、ヒート１０は本発明の望
ましいＣ量の範囲から外れるものである。さらに表１の
ヒート１１〜２３の１３種は図２、図３、図４に示すＳ
ｉ量における評価に使用の供試鋼で、ヒート１１〜１６
は本発明のＳｉ量の範囲より少なく、ヒート２２および
２３は本発明のＳｉ量の範囲より多く外れるものを示
す。さらに、表２のヒート２４〜３５の１２種は図５、
図６、図７に示すＭｎ量における評価に使用の供試鋼
で、ヒート２４〜２６は本発明のＭｎ量の範囲より少な
く、ヒート３３〜３５は本発明のＭｎ量の範囲より多く
外れるものである。さらに、表２のヒート３６〜４３の
８種は図８のＳ量における評価に使用の供試鋼でヒート
４２および４３は本発明のＳ量の範囲より多く外れるも
のである。以上の供試鋼におけるそれぞれの試験片で以
下の試験を行いそれぞれの結果を図に示す。 【００２２】１）被削性（ドリル寿命試験） φ３０ｍｍの熱間鍛造材をフライス盤にて２４×１８×
３００ｍｍの角材に加工し、ドリル穿孔試験を行い、ド
リル寿命までの穿孔数で被削性を評価した。試験条件は
各図に示すように、ドリル径：φ５ｍｍ、ドリル材質：
ＳＫＨ５１、切削速度：２０ｍ／ｍｉｎ、送り：０．２
ｍｍ／ｒｅｖ、切削油：なし（乾式）、穿孔深度：１５
ｍｍ、評価方法：穿孔不能までの穴数である。図１に見
られるように、Ｃ量の上昇につれて被削性は低下し、
０．６％を超えると急激に低下する。図４に見られるよ
うに、Ｓｉ量は１％以下では被削性への影響は小さい
が、０．７〜０．９％が最も優れる。１％を超えると被
削性は急激に低下する。図７に見られるように、Ｍｎ量
の増加とともに被削性は低下する。１％を超えると特に
低下が著しい。 【００２３】２）疲労試験（回転曲げ疲労試験） φ２０ｍｍの熱間鍛造材を旋削にて試験部φ８ｍｍの回
転曲げ疲労試験片に加工し、回転曲げ疲労試験を行い疲
労強度で評価した。図２に見られるように、Ｓｉ量増加
とともに疲労強度は向上する。図５に見られるように、
Ｍｎ量増加とともに疲労強度は向上する。 【００２４】３）転がり寿命試験（ラジアル荷重） φ２０ｍｍの鍛造材よりφ１２×２２ｍｍの試験片を旋
削により加工し、高周波焼入れ焼戻し後、表面研磨して
転がり寿命試験を、図３に示すように、Ｐｍａｘ＝５８
８０ＭＰａ、荷重：ラジアル方向、温度：室温の条件で
行い、Ｌ10寿命で評価した。図３に示すように、Ｓｉ量
増加とともに転がり寿命は向上するが、０．５％以上で
効果が大きい。 【００２５】４）転がり寿命試験（スラスト荷重） φ６５ｍｍの鍛造材よりφ６０×７．２ｍｍの試験片を
旋削により加工し、高周波焼入れ焼戻し後、表面研磨し
て転がり寿命試験を、図８に示すように、Ｐｍａｘ＝５
２９２ＭＰａ、荷重：スラスト方向、温度：室温の条件
で行い、Ｌ10寿命で評価した。図８に示すように、Ｓ量
が、０．０３５％を超えると転がり寿命は低下し始め
る。 【００２６】５）短時間加熱焼入れ試験 φ３０ｍｍの熱間鍛造材からφ３×１０ｍｍを切り出
し、１０００℃−１ｓｅｃにて加熱後、ヘリウムガスに
より急冷し、焼入れ硬さを測定した。図６に見られるよ
うに、Ｍｎ量０．４％未満では、十分にオーステナイト
化せず、硬さが不十分であった。 【００２７】 【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、Ｃ
量、Ｍｎ量を加工性を悪化させない範囲にとどめ、Ｓｉ
量を増加して高強度化することで、鍛造上がりの硬さ上
昇を最小限に抑え、被削性、冷間加工性を確保しなが
ら、非硬化部の疲労強度を向上させ、さらに硬化部の耐
転がり強度、転がり寿命、耐ピッチング強度、耐摩耗
性、疲労強度等を向上させた、鍛造後に部品の一部を高
周波焼入れして使用する高強度高周波焼入れ用鋼材で、
従来にない優れた特性を有するものである。
ハブユニット等、鋼材を鍛造成形した後、部品の一部を
高周波焼入れして用いられる鋼に関する。 【０００２】 【従来の技術】例えば、等速ジョイント、ハブユニット
等の部品は、鋼材を冷間鍛造、温間鍛造あるいは熱間鍛
造またはこれらの組み合わせにて成形し、特に強度の必
要な部分には高周波焼入れしている。このような用途に
は、ＪＩＳ−Ｓ５３Ｃ、ＳＡＥ１０５５、ＳＡＥ１０７
０等の鋼材が主に用いられている。 【０００３】しかし、近年の使用環境の過酷化、あるい
は軽量化を目指した小型化、薄肉化のため、従来の焼入
れ硬化部は一層の耐転がり強度、耐摩耗性、疲労強度が
求められるだけでなく、従来では鍛造上がりの強度で十
分であった非硬化部の疲労強度向上も求められるように
なっている。また、これらの部品は鍛造後に切削加工を
受ける部位が多く、近年ますます強くなる加工コスト低
減の要求から、被削性の向上も強く求められる。 【０００４】このような要求に対し、Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒの
増量や、Ｍｏ等の添加により、焼入れ部に求められる特
性を向上させるとともに、非硬化部の硬度上昇により、
非硬化部の疲労強度を上昇させる対策が考えられる。し
かしながら、これらの部品は鍛造後に切削加工を受け、
冷間加工を受ける場合もあることから、いたずらに非硬
化部の硬度を上げることは切削加工、冷間加工で不利と
なるだけでなく、Ｃｒ、Ｍｏの添加は素材費の上昇にも
つながる。また、非硬化部の疲労強度向上に対しては、
疲労強度不足部に焼入れを行う対策が考えられるが、部
品製造工程数の増加につながり、製造コストが上昇する
という問題点がある。したがって、鍛造上がりの硬さの
上昇をできるだけ抑えて非硬化部の被削性、冷間加工性
を確保しながら、非硬化部の疲労強度上昇および硬化部
の要求特性向上を同時に達成することが、これらの部品
に使用される材料の課題となる。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決するためのものであり、鍛造上がりの硬さ上昇を
最小限に抑え、被削性、冷間加工性を確保しながら、非
硬化部の疲労強度、硬化部の耐転がり強度、耐ピッチン
グ強度、耐摩耗性、疲労強度等を向上させた鋼材を提供
することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の上記課題を解決
するための手段は、請求項１の発明では、質量％で、
Ｃ：０．５〜０．７％、Ｓｉ：０．５〜０．９％、Ｍ
ｎ：０．５〜１．０％、Ｃｒ：０．４％以下、Ｓ：０．
０３５％以下、Ｖ：０．０１〜０．１５％を含有し、残
部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、鍛造後に部品の一
部を高周波焼入れして使用する被削性に優れた高強度高
周波焼入用鋼において、炭素当量式を（１）式で表すと
き、炭素当量：Ｃ eq は（２）式を満足することを特徴と
する高強度高周波焼入用鋼である。 【０００７】 【数３】 【０００８】 【数４】 ０．７５≦Ｃeq≦０．９０ （２） 【０００９】なお、請求項１の手段において、鋼成分の
Ｃ量およびＳｉ量は、さらに減縮して、望ましい範囲と
して、Ｃ：０．５〜０．６％、Ｓｉ：０．７〜０．９％
とする。 【００１０】本発明における鋼成分の限定理由を説明す
る。なお、％は質量％で示す。 【００１１】Ｃ：０．５〜０．７％、望ましくは０．５
〜０．６％ Ｃは、焼入性を確保するための元素で、通常の高周波焼
入れ焼戻しにより硬さ６０ＨＲＣ以上を確保するため
に、Ｃ量の下限を０．５％とする。また、０．７％を超
えると、焼入れ時に残留オーステナイトが多く発生する
ようになり、硬さに対するＣ増量の効果が小さくなる。
さらに、組織的には非焼入れ部の初析フェライト量が消
滅し、被削性が大きく低下する。特に高い硬さが要求さ
れる場合を除いては、初析フェライトを十分に残し、狙
いの炭素当量：Ｃeqに対し、他の合金元素添加の余地を
残すため、０．５〜０．６％が望ましい。 【００１２】Ｓｉ：０．５〜０．９％ Ｓｉ量は本発明において最も重要な役割を果たすもの
で、非硬化部の硬さの上昇を最小限に抑えながら、疲労
強度、被削性を向上させ、さらに硬化部の耐転がり強
度、耐ピッチング強度、耐摩耗性、疲労強度の向上に寄
与する。硬化部の耐転がり強度、耐ピッチング強度、耐
摩耗性、疲労強度に対しては０．５％以上で効果があ
り、１．０％を超えると効果は飽和する。ただし、被削
性に関しては、０．７〜０．９％が最も優れる。そこ
で、Ｓｉ量は、０．５〜０．９％とする。 【００１３】Ｍｎ：０．５〜１．０％ Ｍｎ量を低下させると、高周波焼入れの短時間加熱によ
るオーステナイト化が不十分となり、十分な焼入れ硬さ
が得られない。本発明鋼の範囲では０．５％以上が最低
限必要となる。０．６％以上が望ましい。また、Ｍｎの
増量は非硬化部の疲労強度を向上させるが、初析フェラ
イトを減少させ、被削性を著しく低下させるため、１．
０％を上限とする。 【００１４】Ｓ：０．０３５％以下 Ｓは被削性を向上させる元素で、添加量を増やすと被削
性には有利であるが、非金属介在物であるＭｎＳを生成
するため、耐転がり強度を低下する。したがって、耐転
がり強度への影響が見られない０．０３５％を上限とす
る。 【００１５】Ｃｒ：０．４％以下 Ｃｒは、焼入れ性、鍛造硬さを調整するために添加量を
調整して添加すればよいが、セメンタイト中に濃縮し、
焼入れ前の加熱の際、炭素のマトリックスへの固溶を阻
害する。高周波焼入れの短時間加熱ではこれが問題とな
るため、０．４％以下とする。 【００１６】Ｖ：０．０１〜０．１５％ ＶはＳｉと並んで、本発明において重要な役割を果た
し、非硬化部の疲労強度の向上と被削性の向上に寄与す
る元素である。Ｖ添加により、組織中の最弱部である初
析フェライトがＶＣの析出硬化により強化され、疲労強
度が向上する。また、Ｖ添加より生成するＶＮを核とし
て初析フェライトが安定して球状に析出し、被削性を大
幅に向上させる。Ｃ：０．５％以下ではＶの添加にかか
わらず、初析フェライトが層状であっても十分な量析出
するため、Ｖ添加による被削性向上効果はほとんど無
い。一方、Ｃ：０．７％以上ではＶを添加しても初析フ
ェライトがほとんど析出しないため、被削性向上効果は
無い。層状の初析フェライトがわずかに析出し、被削性
に対して不十分な領域であるＣ：０．５〜０．７％の範
囲においてのみ、Ｖを添加し、球状の初析フェライトを
安定的に析出させることで被削性を向上させることがで
きる。 【００１７】０．７５≦Ｃeq≦０．９０とする理由 熱間鍛造、温間鍛造の硬さは、炭素当量：Ｃeqで予測で
きる。鍛造後の硬さは高いほど疲労強度には有利である
が、加工に対しては不利となる。本発明鋼の範囲付近
で、炭素当量と熱間鍛造硬さの関係を実験にて確認した
ところ、図９に示すような関係が得られた。炭素当量を
０．７５≦Ｃeq≦０．９０とすることで、非焼入れ部の
疲労強度と通常の加工方法による加工性が両立できる１
９．５〜２６．５ＨＲＣとなる。したがって、この炭素
当量：Ｃeqの範囲の成分とすることで、加工性と疲労強
度が両立する鋼を確実に得ることができ、特に加工工程
中に熱間鍛造を含む場合、この範囲となることが多い。 【００１８】 【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、実
施例を通じて説明する。１００ｋｇＶＩＭにて表１およ
び表２に示す成分の供試鋼を溶製する。なお、供試鋼の
化学成分におけるＰ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｏ、Ｎは不純物とし
て不可避的に含有されるものを示す。得られた鋼を熱間
鍛造にて所定寸法に鍛伸し、旋削加工にてそれぞれ実施
例の試験片に加工する。 【００１９】 【実施例】 【表１】 【００２０】 【表２】【００２１】上記の供試鋼において、表１のヒート１〜
１０の１０種は図１に示すＣ量における評価に使用の供
試鋼で、ヒート８、ヒート９、ヒート１０は本発明の望
ましいＣ量の範囲から外れるものである。さらに表１の
ヒート１１〜２３の１３種は図２、図３、図４に示すＳ
ｉ量における評価に使用の供試鋼で、ヒート１１〜１６
は本発明のＳｉ量の範囲より少なく、ヒート２２および
２３は本発明のＳｉ量の範囲より多く外れるものを示
す。さらに、表２のヒート２４〜３５の１２種は図５、
図６、図７に示すＭｎ量における評価に使用の供試鋼
で、ヒート２４〜２６は本発明のＭｎ量の範囲より少な
く、ヒート３３〜３５は本発明のＭｎ量の範囲より多く
外れるものである。さらに、表２のヒート３６〜４３の
８種は図８のＳ量における評価に使用の供試鋼でヒート
４２および４３は本発明のＳ量の範囲より多く外れるも
のである。以上の供試鋼におけるそれぞれの試験片で以
下の試験を行いそれぞれの結果を図に示す。 【００２２】１）被削性（ドリル寿命試験） φ３０ｍｍの熱間鍛造材をフライス盤にて２４×１８×
３００ｍｍの角材に加工し、ドリル穿孔試験を行い、ド
リル寿命までの穿孔数で被削性を評価した。試験条件は
各図に示すように、ドリル径：φ５ｍｍ、ドリル材質：
ＳＫＨ５１、切削速度：２０ｍ／ｍｉｎ、送り：０．２
ｍｍ／ｒｅｖ、切削油：なし（乾式）、穿孔深度：１５
ｍｍ、評価方法：穿孔不能までの穴数である。図１に見
られるように、Ｃ量の上昇につれて被削性は低下し、
０．６％を超えると急激に低下する。図４に見られるよ
うに、Ｓｉ量は１％以下では被削性への影響は小さい
が、０．７〜０．９％が最も優れる。１％を超えると被
削性は急激に低下する。図７に見られるように、Ｍｎ量
の増加とともに被削性は低下する。１％を超えると特に
低下が著しい。 【００２３】２）疲労試験（回転曲げ疲労試験） φ２０ｍｍの熱間鍛造材を旋削にて試験部φ８ｍｍの回
転曲げ疲労試験片に加工し、回転曲げ疲労試験を行い疲
労強度で評価した。図２に見られるように、Ｓｉ量増加
とともに疲労強度は向上する。図５に見られるように、
Ｍｎ量増加とともに疲労強度は向上する。 【００２４】３）転がり寿命試験（ラジアル荷重） φ２０ｍｍの鍛造材よりφ１２×２２ｍｍの試験片を旋
削により加工し、高周波焼入れ焼戻し後、表面研磨して
転がり寿命試験を、図３に示すように、Ｐｍａｘ＝５８
８０ＭＰａ、荷重：ラジアル方向、温度：室温の条件で
行い、Ｌ10寿命で評価した。図３に示すように、Ｓｉ量
増加とともに転がり寿命は向上するが、０．５％以上で
効果が大きい。 【００２５】４）転がり寿命試験（スラスト荷重） φ６５ｍｍの鍛造材よりφ６０×７．２ｍｍの試験片を
旋削により加工し、高周波焼入れ焼戻し後、表面研磨し
て転がり寿命試験を、図８に示すように、Ｐｍａｘ＝５
２９２ＭＰａ、荷重：スラスト方向、温度：室温の条件
で行い、Ｌ10寿命で評価した。図８に示すように、Ｓ量
が、０．０３５％を超えると転がり寿命は低下し始め
る。 【００２６】５）短時間加熱焼入れ試験 φ３０ｍｍの熱間鍛造材からφ３×１０ｍｍを切り出
し、１０００℃−１ｓｅｃにて加熱後、ヘリウムガスに
より急冷し、焼入れ硬さを測定した。図６に見られるよ
うに、Ｍｎ量０．４％未満では、十分にオーステナイト
化せず、硬さが不十分であった。 【００２７】 【発明の効果】以上に説明したように、本発明は、Ｃ
量、Ｍｎ量を加工性を悪化させない範囲にとどめ、Ｓｉ
量を増加して高強度化することで、鍛造上がりの硬さ上
昇を最小限に抑え、被削性、冷間加工性を確保しなが
ら、非硬化部の疲労強度を向上させ、さらに硬化部の耐
転がり強度、転がり寿命、耐ピッチング強度、耐摩耗
性、疲労強度等を向上させた、鍛造後に部品の一部を高
周波焼入れして使用する高強度高周波焼入れ用鋼材で、
従来にない優れた特性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドリル穿孔試験における鋼材のＣ量と穿孔数の
関係による被削性を示すグラフである。 【図２】回転曲げ疲労試験によるＳｉ量と疲労強度の関
係を示すグラフである。 【図３】ラジアル方向の荷重における転がり寿命試験に
おけるＳｉ量とＬ10寿命の関係を示すグラフである。 【図４】ドリル穿孔試験における鋼材のＳｉ量と穿孔数
の関係による被削性を示すグラフである。 【図５】回転曲げ疲労試験によるＭｎ量と疲労強度の関
係を示すグラフである。 【図６】短時間加熱焼入れ試験におけるＭｎ量と焼入れ
硬さの関係を示すグラフである。 【図７】ドリル穿孔試験における鋼材のＭｎ量と穿孔数
の関係による被削性を示すグラフである。 【図８】スラスト方向の荷重における転がり寿命試験に
おけるＳ量とＬ10寿命の関係を示すグラフである。 【図９】炭素当量と熱間鍛造硬さの関係を示すグラフで
ある。
関係による被削性を示すグラフである。 【図２】回転曲げ疲労試験によるＳｉ量と疲労強度の関
係を示すグラフである。 【図３】ラジアル方向の荷重における転がり寿命試験に
おけるＳｉ量とＬ10寿命の関係を示すグラフである。 【図４】ドリル穿孔試験における鋼材のＳｉ量と穿孔数
の関係による被削性を示すグラフである。 【図５】回転曲げ疲労試験によるＭｎ量と疲労強度の関
係を示すグラフである。 【図６】短時間加熱焼入れ試験におけるＭｎ量と焼入れ
硬さの関係を示すグラフである。 【図７】ドリル穿孔試験における鋼材のＭｎ量と穿孔数
の関係による被削性を示すグラフである。 【図８】スラスト方向の荷重における転がり寿命試験に
おけるＳ量とＬ10寿命の関係を示すグラフである。 【図９】炭素当量と熱間鍛造硬さの関係を示すグラフで
ある。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 質量％で、Ｃ：０．５〜０．７％、Ｓ
ｉ：０．５〜０．９％、Ｍｎ：０．５〜１．０％、Ｃ
ｒ：０．４％以下、Ｓ：０．０３５％以下、Ｖ：０．０
１〜０．１５％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物
からなり、鍛造後に部品の一部を高周波焼入れして使用
する被削性に優れた高強度高周波焼入用鋼において、炭
素当量式を（１）式で表すとき、炭素当量：Ｃ eq は
（２）式を満足することを特徴とする高強度高周波焼入
用鋼。 【数１】 【数２】 ０．７５≦Ｃeq≦０．９０ （２）
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001140603A JP3495998B2 (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 被削性に優れた高強度高周波焼入用鋼 |
| US10/062,399 US6740175B2 (en) | 2001-02-01 | 2002-02-01 | High strength steel for induction hardening |
| US10/828,662 US20040226631A1 (en) | 2001-02-01 | 2004-04-21 | High strength steel for induction hardening |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001140603A JP3495998B2 (ja) | 2001-05-10 | 2001-05-10 | 被削性に優れた高強度高周波焼入用鋼 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003319173A Division JP4263567B2 (ja) | 2003-09-11 | 2003-09-11 | 等速ジョイントまたはハブユニット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002332535A JP2002332535A (ja) | 2002-11-22 |
| JP3495998B2 true JP3495998B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=18987183
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001140603A Expired - Fee Related JP3495998B2 (ja) | 2001-02-01 | 2001-05-10 | 被削性に優れた高強度高周波焼入用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3495998B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005256897A (ja) | 2004-03-10 | 2005-09-22 | Ntn Corp | 機械要素およびその製造方法 |
| JP2005299854A (ja) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Koyo Seiko Co Ltd | ピニオンシャフト |
| JP2008296824A (ja) * | 2007-06-01 | 2008-12-11 | Ntn Corp | フランジ構造体 |
-
2001
- 2001-05-10 JP JP2001140603A patent/JP3495998B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002332535A (ja) | 2002-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2092089B1 (en) | Austempered ductile iron, method for producing this and component comprising this iron | |
| US20100296764A1 (en) | Rolling Element or Ring Formed From a Bearing Steel | |
| JP4266340B2 (ja) | 冷間加工性及び耐衝撃特性に優れた高周波焼入用高強度線材及びこの線材を利用した鋼部品 | |
| CN109763061B (zh) | 一种非调质钢及其制备方法 | |
| JP2007131907A (ja) | 冷間加工性に優れる高周波焼入れ用鋼及びその製造方法 | |
| CN107034422A (zh) | 耐疲劳轴承钢 | |
| CN112703267A (zh) | 用于冷镦的线材、使用其的加工产品、及其制造方法 | |
| EP1647608B1 (en) | High strength constant velocity joint intermediate shaft | |
| JP2005023375A (ja) | 冷間加工性、耐熱性および耐摩耗性にすぐれた高硬度鋼 | |
| JP3495998B2 (ja) | 被削性に優れた高強度高周波焼入用鋼 | |
| EP1069201A2 (en) | Steel for induction hardening | |
| JP3745233B2 (ja) | 高強度高周波焼入用鋼 | |
| JP4757831B2 (ja) | 高周波焼入れ部品およびその製造方法 | |
| CN100374603C (zh) | 高频淬火用热锻非调质钢 | |
| JP2004137537A (ja) | 高強度高加工性高周波焼入用鋼 | |
| JPH04154936A (ja) | 析出硬化型窒化用鋼 | |
| JP4263567B2 (ja) | 等速ジョイントまたはハブユニット | |
| KR101184987B1 (ko) | 고주파 열처리 후 초세립을 갖는 기계구조용 부품강 및 그 제조방법 | |
| JP6551225B2 (ja) | 高周波焼入れ歯車 | |
| JPH0953142A (ja) | 耐疲労特性に優れた非調質鋼材及びその製造方法 | |
| JP4170212B2 (ja) | 冷間加工性に優れる高周波焼入用鋼 | |
| JP2005002366A (ja) | 冷間加工性に優れた高硬度高周波焼入れ用鋼 | |
| JPS61147815A (ja) | 高硬化深度を有する圧延ロ−ルの製造方法 | |
| JP2005015900A (ja) | 冷間加工性に優れた高強度高周波焼入用鋼 | |
| KR101280547B1 (ko) | 고주파 열처리 후 초세립을 갖는 기계구조용 부품강 및 그 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20021007 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20030703 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20030715 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20030911 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031021 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071121 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081121 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091121 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091121 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101121 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111121 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121121 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131121 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |