JP3656706B2 - 浸炭または浸炭窒化鋼部品の製造方法と、この部品を製造するための鋼 - Google Patents
浸炭または浸炭窒化鋼部品の製造方法と、この部品を製造するための鋼 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3656706B2 JP3656706B2 JP19562998A JP19562998A JP3656706B2 JP 3656706 B2 JP3656706 B2 JP 3656706B2 JP 19562998 A JP19562998 A JP 19562998A JP 19562998 A JP19562998 A JP 19562998A JP 3656706 B2 JP3656706 B2 JP 3656706B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel
- following
- less
- carburized
- carburizing
- 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
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は少なくとも表面部分を浸炭化または浸炭窒化した後、油またはガス中で急冷した硬化鋼部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯車のような多くの鋼の機械部品は浸炭または浸炭窒化によって表面硬化される。そのためには、部品を900℃以上の温度で炭素または炭素と窒素を含む雰囲気内に数時間維持して表面からこれら元素を拡散させて一定の深さの所までの鋼の炭素または炭素と窒素の濃度を増加させた後、低温、中温または高温の油またはガス中で急冷して表面を硬化させる。浸炭または浸炭窒化操作は1000℃以上の温度でも実施でき、この場合は高温浸炭または浸炭浸窒操作とよばれる。
【０００３】
このような部品を製造するためには、0.15〜0.35％の炭素を含むクロムとの合金鋼、または、クロムおよびモリブデンとの合金鋼あるいはクロムおよびマンガンとの合金鋼を使用する。この方法を用いることによって表面およびその付近での硬度が高く、部品のコア部分の機械特性が優れた部品が得られる。
しかし、この方法はひずみが生じるという欠点があるため、部品を廃棄しなければならない場合や費用のかかる追加の加工が必要になる場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はこの問題点を解決して、少なくとも表面部分高温で浸炭または浸炭浸窒化によって硬化された鋼部品を製造する手段を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鋼部品のブランクを作り、このブランクの少なくとも表面部分を浸炭または浸炭窒化処理する鋼の機械部品の製造方法において、
部品を構成する鋼の化学組成が下記重量比：
0.15％≦Ｃ≦0.35％
０％≦Ｓｉ≦0.6％
０％≦Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｍｏ≦５％
０％≦Ａｌ≦0.1％
０％≦Ｃｕ≦0.5％
０％≦Ｓ≦0.15％
Ｐ≦0.03％
を有し、必要に応じてさらに0.02％以下のテルル、0.04％以下のセレン、0.07％以下の鉛、0.005％以下のカルシウムを含むことができ、残りは鉄と溶融に起因する不純物であり、鋼の化学組成は鋼のジョミニー曲線が下記：
45HRC≦Ｊ3 ≦50HRC
39HRC≦Ｊ11≦47HRC
31HRC≦Ｊ25≦40HRC
を満足し、５つのジョミニー（Jominy）試験の平均値Ｊ3m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mが下記：
｜Ｊ11m−Ｊ3m×14／22−Ｊ25m×８／22｜≦2.5HRC、
Ｊ3m−Ｊ15m≦９HRC
を満足するように調節されていることを特徴とする鋼部品の製造方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ジョミニ曲線は下記条件の少なくとも一つを満たすのが好ましい：
10×（Ｊ7m−Ｊ11m）／（４×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.15
10×（Ｊ7m−Ｊ15m）／（８×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.
【０００７】
鋼の好ましい化学組成は下記である：
0.2％≦Ｃ≦0.26％
0.05％≦Ｓｉ≦0.5％
１％≦Ｍｎ≦1.6％
0.4％≦Ｃｒ≦1.5％
0.08％≦Ｍｏ≦0.27％
０％＜Ｎｉ≦0.6％
0.003％≦Ａｌ≦0.06％
０％＜Ｃｕ≦0.3％
０％＜Ｓ≦0.1％
Ｐ≦0.03％。
【０００８】
鋼のさらに好ましい化学組成は下記である：
0.21％≦Ｃ≦0.25％
0.1％≦Ｓｉ≦0.45％
1.1％≦Ｍｎ≦1.5％
0.9％≦Ｃｒ≦1.4％
0.09％≦Ｍｏ≦0.26％
０％＜Ｎｉ≦0.6％
0.005％≦Ａｌ≦0.05％
０％＜Ｃｕ≦0.3％
０％＜Ｔｉ≦0.05％
Ｐ≦0.03％。
【０００９】
鋼の好まし窒素含有率は0.004〜0.02％である。鋼は０〜0.05％のチタンを含んでいてもよい。
【００１０】
本発明の他の対象は上記化学組成を有する浸炭鋼にある。この浸炭鋼のジョミニー曲線は、下記：
45HRC≦Ｊ3 ≦50HRC
39HRC≦Ｊ11≦47HRC
31HRC≦Ｊ25≦40HRC
を満足し、５回のジョミニー試験の平均値Ｊ3m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mは、下記を満足する：
｜Ｊ11m−Ｊ3m×14／22−Ｊ25m×８／22｜≦2.5HRC、
Ｊ3m−Ｊ15m≦９HRC、好ましくは≦８HRC
【００１１】
５回のジョミニー試験の平均値Ｊ7m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mは下記条件の少なくとも一つを満たすのが好ましい：
10×（Ｊ7m−Ｊ11m）／（４×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.15
10×（Ｊ7m−Ｊ15m）／（８×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.。
【００１２】
発明者は、驚くことに、部品の製造時に浸炭処理または浸炭窒処理終了時に行われる急冷によって生じるひずみは、ジョミニ曲線が、この用途で通常用いられる鋼のジョミニ曲線とは違って、変曲点をほとんど有しない鋼を用いることによって大幅に減少し、無くすことができるということを見い出した。
【００１３】
特に、下記元素を含む鋼を用いるのが好ましいということを見い出した：
１） O.15〜0.35％の炭素（容易に機械加工でき、部品の非浸炭または非浸窒部分に十分な靭性を与えるため）
２） 0.6％以下の珪素（十分な脱酸を確実にするため）
３） 合計量が５％以下のマンガン、クロム、モリブデンおよびニッケル等の合金元素（十分な硬化性を与え、ジョミニー曲線の形を調節し、コアおよび浸炭または浸炭窒領域の両方での部品の機械特性を調節するため）
４） 0.1％以下のアルミニウム（脱酸を完全にし、粒度を制御するため）
５） 0.5％以下の銅（非浸炭または非浸炭窒領域の延性および靭性を低下させる不純物とみなされている）
６） 任意成分として、０％〜0.05％のチタン（硬化窒化物を形成するため）
７） アルミニウムまたはチタンと反応して窒化物を形成する常に存在する元素である窒素の含有率が0.004〜0.02％であるのが好ましい。
８） 0.03％以下の硫黄（機械加工性を改善するため）
９） 0.03％以下のリン（延性および靭性に好ましくない影響を及ぼす不純物）
【００１４】
機械加工性を改善するために、鋼材は0.02％以下のテルルと、0.04％以下のセレンと、0.07％以下の鉛と、0.005％以下のカルシウムとをさらに含んでいてもよい。組成物の残りは鉄と溶融に起因する不純物である。
【００１５】
化学組成は、鋼材のジョミニー曲線が下記：
45HRC≦Ｊ3 ≦50HRC
39HRC≦Ｊ11≦47HRC
31HRC≦Ｊ25≦40HRC
を満足し且つ５回のジョミニー試験の平均値Ｊ3m、Ｊ7m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25m
が下記となるように調節する：
｜Ｊ11m−Ｊ3m×14／22−Ｊ25m×８／22｜≦2.5HRC、
Ｊ3m−Ｊ15m≦９HRC、好ましくは≦８HRC
【００１６】
ジョミニー（Jominy）曲線とは鋼の硬化性の特徴を表す曲線で、これは一端に水を噴射して急冷した円筒状試験片の母線に沿って測定した硬度から得られる。水を噴射した端部からｘmm離れた地点で測定した硬度をＪxとよぶ。この試験は当業者に周知である。この曲線はかなりバラツキがあるため、本発明ではジョミニ曲線の形は点Ｊ3、Ｊ11およびＪ25での値の範囲と同じ鋼材について行った５回の異なる試験の平均値を含む下記の式とで特徴付ける：
｜Ｊ11m−Ｊ3m×14／22−Ｊ25m×８／22｜≦2.5HRC
詳細には、同じ試験を５回行い、各試験について、少なくともＪ3、Ｊ7、Ｊ11、Ｊ15およびＪ25の値を測定し、Ｊ3、Ｊ7、Ｊ11、Ｊ15およびＪ25について５つの値を得る。５つの値の平均値Ｊxmを各点Ｊxについて計算する。この関係式で縦の線は絶対値を表す周知の記号である。この式と式：Ｊ3m−Ｊ15m≦９HRCまたは≦８HRCとを組合せてジョミニー曲線が変曲点を表するものではないことを表している。
【００１７】
好ましいジョミニー曲線の形は下記の式の少なくとも一つを満たすことでさらに精密にすることができる：
10×（Ｊ7m−Ｊ11m）／（４×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.15
10×（Ｊ7m−Ｊ15m）／（８×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.
【００１８】
上記鋼を用いるとこのジョミニー曲線が得られるが、その化学組成は下記元素を下記重量比で含む：
１） 0.2〜0.26％、好ましくは0.21％〜0.25％の炭素（浸炭または浸炭窒前の部品が過剰に高い硬くならず、しかも、優れた浸炭性または浸炭窒性を達成するため）
２） １〜1.6％、好ましくは1.1〜1.5％のマンガン（硫黄を固定して、優れた内部安定性を達成し、クロムおよびモリブデンと一緒になって満足のゆくジョミニー曲線が得られるように硬化性を調節するために）
３） 0.05〜0.5％、好ましくは0.1〜0.45％の珪素
４） 0.4〜1.5％、好ましくは、0.9〜1.4％のクロム（浸炭または浸炭窒層を硬化し、マンガンおよびモリブデンと一緒になって満足のゆくジョミニ曲線が得られるように硬化性を調節するため）
５） 0.08〜0.27％、好ましくは0.09〜0.26％のモリブデン（浸炭またはは浸炭窒層を硬化させ、耐酸化性の向上に貢献すると共に、マンガンおよびクロムと一緒になって満足のゆくジョミニ曲線が得られるように硬化性を調節するため）（下限は、この元素が大きな影響を及ぼすように、モリブデン含有率の最低値に対応する）
６）０〜0.6％のニッケル（部品の衝撃強度を高めるため）
【００１９】
銅含有率は0.3％以下にし、硫黄含有率は0.02〜0.1％、好ましくは0.09％以下、アルミニウム含有率は0.003％〜0.06％、好ましくは0.005〜0.05％にする。
【００２０】
既に述べたように、本発明の鋼はテルル、セレン、鉛およびカルシウムから選んだ一つまたは複数の元素をさらに含んでいてもよい。
【００２１】
本発明の部品を製造するには、本発明の鋼から部品のブランクを作り、このブランクを高温で浸炭または浸炭窒化した後、油またはガス中で急冷する。油は低温、中温または高温のいずれでもよい。部品ブランクは例えば、鍛造および機械加工で作ることができる。
【００２２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
【実施例】
［表１］に示す化学組成を有する本発明の６つの鋼から部品を作った。
【００２３】
【表１】
【００２４】
各鋼のジョミニー曲線は［表２］の通り。
【００２５】
【表２】
【００２６】
995℃で10時間浸炭し、98℃の中温の油で急冷した。得られた部品には追加の機械加工を必要とするひずみは認められなかった。浸炭操作は表面から0.1mmの地点での炭素含有率が0.94％であった。
【００２７】
比較例として、公知の27MC5、29MC5、27MC5u、27MC5r、27CD4u，30M5、20CD4タイプの鋼から同じ条件で同じ部品を作った。各鋼の組成は［表３］に示す通り：
【００２８】
【表３】
【００２９】
各鋼のジョミニー曲線は［表４］の通り。
【００３０】
【表４】
【００３１】
得られた部品は浸炭後に機械的に再加工する必要があった。さらに、表面から0.1mm下の地点での浸炭層の炭素含有率はわずか0.8％に過ぎなかった。
この結果は、本発明の鋼材はひずみに対する感度が最も低く、しかも、従来の鋼より浸炭性に優れていることを示している。
【産業上の利用分野】
本発明は少なくとも表面部分を浸炭化または浸炭窒化した後、油またはガス中で急冷した硬化鋼部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
歯車のような多くの鋼の機械部品は浸炭または浸炭窒化によって表面硬化される。そのためには、部品を900℃以上の温度で炭素または炭素と窒素を含む雰囲気内に数時間維持して表面からこれら元素を拡散させて一定の深さの所までの鋼の炭素または炭素と窒素の濃度を増加させた後、低温、中温または高温の油またはガス中で急冷して表面を硬化させる。浸炭または浸炭窒化操作は1000℃以上の温度でも実施でき、この場合は高温浸炭または浸炭浸窒操作とよばれる。
【０００３】
このような部品を製造するためには、0.15〜0.35％の炭素を含むクロムとの合金鋼、または、クロムおよびモリブデンとの合金鋼あるいはクロムおよびマンガンとの合金鋼を使用する。この方法を用いることによって表面およびその付近での硬度が高く、部品のコア部分の機械特性が優れた部品が得られる。
しかし、この方法はひずみが生じるという欠点があるため、部品を廃棄しなければならない場合や費用のかかる追加の加工が必要になる場合がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はこの問題点を解決して、少なくとも表面部分高温で浸炭または浸炭浸窒化によって硬化された鋼部品を製造する手段を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、鋼部品のブランクを作り、このブランクの少なくとも表面部分を浸炭または浸炭窒化処理する鋼の機械部品の製造方法において、
部品を構成する鋼の化学組成が下記重量比：
0.15％≦Ｃ≦0.35％
０％≦Ｓｉ≦0.6％
０％≦Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｍｏ≦５％
０％≦Ａｌ≦0.1％
０％≦Ｃｕ≦0.5％
０％≦Ｓ≦0.15％
Ｐ≦0.03％
を有し、必要に応じてさらに0.02％以下のテルル、0.04％以下のセレン、0.07％以下の鉛、0.005％以下のカルシウムを含むことができ、残りは鉄と溶融に起因する不純物であり、鋼の化学組成は鋼のジョミニー曲線が下記：
45HRC≦Ｊ3 ≦50HRC
39HRC≦Ｊ11≦47HRC
31HRC≦Ｊ25≦40HRC
を満足し、５つのジョミニー（Jominy）試験の平均値Ｊ3m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mが下記：
｜Ｊ11m−Ｊ3m×14／22−Ｊ25m×８／22｜≦2.5HRC、
Ｊ3m−Ｊ15m≦９HRC
を満足するように調節されていることを特徴とする鋼部品の製造方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ジョミニ曲線は下記条件の少なくとも一つを満たすのが好ましい：
10×（Ｊ7m−Ｊ11m）／（４×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.15
10×（Ｊ7m−Ｊ15m）／（８×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.
【０００７】
鋼の好ましい化学組成は下記である：
0.2％≦Ｃ≦0.26％
0.05％≦Ｓｉ≦0.5％
１％≦Ｍｎ≦1.6％
0.4％≦Ｃｒ≦1.5％
0.08％≦Ｍｏ≦0.27％
０％＜Ｎｉ≦0.6％
0.003％≦Ａｌ≦0.06％
０％＜Ｃｕ≦0.3％
０％＜Ｓ≦0.1％
Ｐ≦0.03％。
【０００８】
鋼のさらに好ましい化学組成は下記である：
0.21％≦Ｃ≦0.25％
0.1％≦Ｓｉ≦0.45％
1.1％≦Ｍｎ≦1.5％
0.9％≦Ｃｒ≦1.4％
0.09％≦Ｍｏ≦0.26％
０％＜Ｎｉ≦0.6％
0.005％≦Ａｌ≦0.05％
０％＜Ｃｕ≦0.3％
０％＜Ｔｉ≦0.05％
Ｐ≦0.03％。
【０００９】
鋼の好まし窒素含有率は0.004〜0.02％である。鋼は０〜0.05％のチタンを含んでいてもよい。
【００１０】
本発明の他の対象は上記化学組成を有する浸炭鋼にある。この浸炭鋼のジョミニー曲線は、下記：
45HRC≦Ｊ3 ≦50HRC
39HRC≦Ｊ11≦47HRC
31HRC≦Ｊ25≦40HRC
を満足し、５回のジョミニー試験の平均値Ｊ3m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mは、下記を満足する：
｜Ｊ11m−Ｊ3m×14／22−Ｊ25m×８／22｜≦2.5HRC、
Ｊ3m−Ｊ15m≦９HRC、好ましくは≦８HRC
【００１１】
５回のジョミニー試験の平均値Ｊ7m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mは下記条件の少なくとも一つを満たすのが好ましい：
10×（Ｊ7m−Ｊ11m）／（４×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.15
10×（Ｊ7m−Ｊ15m）／（８×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.。
【００１２】
発明者は、驚くことに、部品の製造時に浸炭処理または浸炭窒処理終了時に行われる急冷によって生じるひずみは、ジョミニ曲線が、この用途で通常用いられる鋼のジョミニ曲線とは違って、変曲点をほとんど有しない鋼を用いることによって大幅に減少し、無くすことができるということを見い出した。
【００１３】
特に、下記元素を含む鋼を用いるのが好ましいということを見い出した：
１） O.15〜0.35％の炭素（容易に機械加工でき、部品の非浸炭または非浸窒部分に十分な靭性を与えるため）
２） 0.6％以下の珪素（十分な脱酸を確実にするため）
３） 合計量が５％以下のマンガン、クロム、モリブデンおよびニッケル等の合金元素（十分な硬化性を与え、ジョミニー曲線の形を調節し、コアおよび浸炭または浸炭窒領域の両方での部品の機械特性を調節するため）
４） 0.1％以下のアルミニウム（脱酸を完全にし、粒度を制御するため）
５） 0.5％以下の銅（非浸炭または非浸炭窒領域の延性および靭性を低下させる不純物とみなされている）
６） 任意成分として、０％〜0.05％のチタン（硬化窒化物を形成するため）
７） アルミニウムまたはチタンと反応して窒化物を形成する常に存在する元素である窒素の含有率が0.004〜0.02％であるのが好ましい。
８） 0.03％以下の硫黄（機械加工性を改善するため）
９） 0.03％以下のリン（延性および靭性に好ましくない影響を及ぼす不純物）
【００１４】
機械加工性を改善するために、鋼材は0.02％以下のテルルと、0.04％以下のセレンと、0.07％以下の鉛と、0.005％以下のカルシウムとをさらに含んでいてもよい。組成物の残りは鉄と溶融に起因する不純物である。
【００１５】
化学組成は、鋼材のジョミニー曲線が下記：
45HRC≦Ｊ3 ≦50HRC
39HRC≦Ｊ11≦47HRC
31HRC≦Ｊ25≦40HRC
を満足し且つ５回のジョミニー試験の平均値Ｊ3m、Ｊ7m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25m
が下記となるように調節する：
｜Ｊ11m−Ｊ3m×14／22−Ｊ25m×８／22｜≦2.5HRC、
Ｊ3m−Ｊ15m≦９HRC、好ましくは≦８HRC
【００１６】
ジョミニー（Jominy）曲線とは鋼の硬化性の特徴を表す曲線で、これは一端に水を噴射して急冷した円筒状試験片の母線に沿って測定した硬度から得られる。水を噴射した端部からｘmm離れた地点で測定した硬度をＪxとよぶ。この試験は当業者に周知である。この曲線はかなりバラツキがあるため、本発明ではジョミニ曲線の形は点Ｊ3、Ｊ11およびＪ25での値の範囲と同じ鋼材について行った５回の異なる試験の平均値を含む下記の式とで特徴付ける：
｜Ｊ11m−Ｊ3m×14／22−Ｊ25m×８／22｜≦2.5HRC
詳細には、同じ試験を５回行い、各試験について、少なくともＪ3、Ｊ7、Ｊ11、Ｊ15およびＪ25の値を測定し、Ｊ3、Ｊ7、Ｊ11、Ｊ15およびＪ25について５つの値を得る。５つの値の平均値Ｊxmを各点Ｊxについて計算する。この関係式で縦の線は絶対値を表す周知の記号である。この式と式：Ｊ3m−Ｊ15m≦９HRCまたは≦８HRCとを組合せてジョミニー曲線が変曲点を表するものではないことを表している。
【００１７】
好ましいジョミニー曲線の形は下記の式の少なくとも一つを満たすことでさらに精密にすることができる：
10×（Ｊ7m−Ｊ11m）／（４×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.15
10×（Ｊ7m−Ｊ15m）／（８×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.
【００１８】
上記鋼を用いるとこのジョミニー曲線が得られるが、その化学組成は下記元素を下記重量比で含む：
１） 0.2〜0.26％、好ましくは0.21％〜0.25％の炭素（浸炭または浸炭窒前の部品が過剰に高い硬くならず、しかも、優れた浸炭性または浸炭窒性を達成するため）
２） １〜1.6％、好ましくは1.1〜1.5％のマンガン（硫黄を固定して、優れた内部安定性を達成し、クロムおよびモリブデンと一緒になって満足のゆくジョミニー曲線が得られるように硬化性を調節するために）
３） 0.05〜0.5％、好ましくは0.1〜0.45％の珪素
４） 0.4〜1.5％、好ましくは、0.9〜1.4％のクロム（浸炭または浸炭窒層を硬化し、マンガンおよびモリブデンと一緒になって満足のゆくジョミニ曲線が得られるように硬化性を調節するため）
５） 0.08〜0.27％、好ましくは0.09〜0.26％のモリブデン（浸炭またはは浸炭窒層を硬化させ、耐酸化性の向上に貢献すると共に、マンガンおよびクロムと一緒になって満足のゆくジョミニ曲線が得られるように硬化性を調節するため）（下限は、この元素が大きな影響を及ぼすように、モリブデン含有率の最低値に対応する）
６）０〜0.6％のニッケル（部品の衝撃強度を高めるため）
【００１９】
銅含有率は0.3％以下にし、硫黄含有率は0.02〜0.1％、好ましくは0.09％以下、アルミニウム含有率は0.003％〜0.06％、好ましくは0.005〜0.05％にする。
【００２０】
既に述べたように、本発明の鋼はテルル、セレン、鉛およびカルシウムから選んだ一つまたは複数の元素をさらに含んでいてもよい。
【００２１】
本発明の部品を製造するには、本発明の鋼から部品のブランクを作り、このブランクを高温で浸炭または浸炭窒化した後、油またはガス中で急冷する。油は低温、中温または高温のいずれでもよい。部品ブランクは例えば、鍛造および機械加工で作ることができる。
【００２２】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
【実施例】
［表１］に示す化学組成を有する本発明の６つの鋼から部品を作った。
【００２３】
【表１】
各鋼のジョミニー曲線は［表２］の通り。
【００２５】
【表２】
995℃で10時間浸炭し、98℃の中温の油で急冷した。得られた部品には追加の機械加工を必要とするひずみは認められなかった。浸炭操作は表面から0.1mmの地点での炭素含有率が0.94％であった。
【００２７】
比較例として、公知の27MC5、29MC5、27MC5u、27MC5r、27CD4u，30M5、20CD4タイプの鋼から同じ条件で同じ部品を作った。各鋼の組成は［表３］に示す通り：
【００２８】
【表３】
各鋼のジョミニー曲線は［表４］の通り。
【００３０】
【表４】
得られた部品は浸炭後に機械的に再加工する必要があった。さらに、表面から0.1mm下の地点での浸炭層の炭素含有率はわずか0.8％に過ぎなかった。
この結果は、本発明の鋼材はひずみに対する感度が最も低く、しかも、従来の鋼より浸炭性に優れていることを示している。
Claims (16)
- 鋼部品のブランクを作り、このブランクの少なくとも表面部分を浸炭または浸炭窒化処理する鋼の機械部品の製造方法において、
部品を構成する鋼の化学組成が下記重量比：
0.15％≦Ｃ≦0.35％
０％＜Ｓｉ≦0.6％
０％＜Ｍｎ＋Ｃｒ＋Ｍｏ≦５％
０％＜Ａｌ≦0.1％
０％＜Ｃｕ≦0.5％
０％＜Ｓ≦0.15％
Ｐ≦0.03％
を有し、必要に応じてさらに0.02％以下のテルル、0.04％以下のセレン、0.07％以下の鉛、0.005％以下のカルシウムを含むことができ、残りは鉄と溶融に起因する不純物であり、鋼の化学組成は鋼のジョミニー曲線が下記：
45HRC≦Ｊ3 ≦50HRC
39HRC≦Ｊ11≦47HRC
31HRC≦Ｊ25≦40HRC
を満足し、５回のジョミニー試験の平均値Ｊ3m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mが下記：
｜Ｊ11m−Ｊ3m×14／22−Ｊ25m×８／22｜≦2.5HRC、
Ｊ3m−Ｊ15m≦９HRC
を満足するように調節されていることを特徴とする鋼部品の製造方法。 - 鋼が下記を満足する請求項１に記載の方法：
Ｊ3m−Ｊ15m≦８HRC - ５回のジョミニー試験の平均値Ｊ7m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mが下記を満足する請求項１または２に記載の方法：
10×（Ｊ7m−Ｊ11m）／（４×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.15 - ５回のジョミニー試験の平均値Ｊ7m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mが下記を満足する請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法：
10×（Ｊ7m−Ｊ15m）／（８×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦２. - 鋼が下記化学組成を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法：
0.2％≦Ｃ≦0.26％
0.05％≦Ｓｉ≦0.5％
１％≦Ｍｎ≦1.6％
0.4％≦Ｃｒ≦1.5％
0.08％≦Ｍｏ≦0.27％
０％＜Ｎｉ≦0.6％
0.003％≦Ａｌ≦0.06％
０％＜Ｃｕ≦0.3％
０％＜Ｓ≦0.1％
Ｐ≦0.03％。 - 鋼が下記化学組成を有する請求項５に記載の方法：
0.21％≦Ｃ≦0.25％
0.1％≦Ｓｉ≦0.45％
1.1％≦Ｍｎ≦1.5％
0.9％≦Ｃｒ≦1.4％
0.09％≦Ｍｏ≦0.26％
０％＜Ｎｉ≦0.6％
0.005％≦Ａｌ≦0.05％
０％＜Ｃｕ≦0.3％
0.02％≦Ｓ≦0.09％
Ｐ≦0.03％ - 鋼が0.05 ％以下のチタンをさらに含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
- 鋼の窒素含有率が0.004〜0.02％である請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
- 下記重量比：
0.2％≦Ｃ≦0.26％
0.05％≦Ｓｉ≦0.5％
１％≦Ｍｎ≦1.6％
0.4％≦Ｃｒ≦1.5％
0.08％≦Ｍｏ≦0.27％
０％＜Ｎｉ≦0.6％
0.03％≦Ａｌ≦0.06％
０％＜Ｃｕ≦0.3％
０％＜Ｓ≦0.1％
Ｐ≦0.03％
の化学組成を有し、必要に応じて0.02％以下のテルル、0.04％以下のセレン、0.07％以下の鉛、0.005％以下のカルシウムをさらに含むことができ、残りは鉄と溶融に起因する不純物であることを特徴とする浸炭または浸炭窒化鋼。 - 下記化学組成を有する請求項９に記載の浸炭または浸炭窒化鋼：
0.21％≦Ｃ≦0.25％
0.1％≦Ｓｉ≦0.45％
1.1％≦Ｍｎ≦1.5％
0.9％≦Ｃｒ≦1.4％
0.09％≦Ｍｏ≦0.26％
０％＜Ｎｉ≦0.6％
0.005％≦Ａｌ≦0.05％
０％＜Ｃｕ≦0.3％
0.02％≦Ｓ≦0.09％
Ｐ≦0.03％。 - 下記：
45HRC≦Ｊ3 ≦50HRC
39HRC≦Ｊ11≦47HRC
31HRC≦Ｊ25≦40HRC
ジョミニー曲線を有し、５回のジョミニー試験の平均値Ｊ3m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mが下記を満足する請求項９または10に記載の浸炭または浸炭窒鋼：
｜Ｊ11m−Ｊ3m×14／22−Ｊ25m×８／22｜≦2.5HRC、
Ｊ3m−Ｊ15m≦９HRC - 下記を満足する請求項11に記載の浸炭または浸炭窒鋼：
Ｊ3m−Ｊ15m≦８HRC - ５回のジョミニー試験の平均値Ｊ7m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mが下記を満足する請求項11または12に記載の浸炭または浸炭窒鋼：
10×（Ｊ7m−Ｊ11m）／（４×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦2.15 - ５回のジョミニー試験の平均値Ｊ7m、Ｊ11m、Ｊ15m、Ｊ25mが下記を満足する11、12または14のいずれか一項に記載の浸炭または浸炭窒鋼：
10×（Ｊ7m−Ｊ15m）／（８×（Ｊ15m×Ｊ25m））≦２. - 鋼材が0.05 ％以下のチタンをさらに含む請求項９〜14に記載の鋼。
- 窒素含有率が0.004〜0.02％である請求項９〜15のいずれか一項にに記載の鋼。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9708770A FR2765890B1 (fr) | 1997-07-10 | 1997-07-10 | Procede de fabrication d'une piece mecanique en acier cementee ou carbonitruree et acier pour la fabrication de cette piece |
| FR9708770 | 1997-07-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1171613A JPH1171613A (ja) | 1999-03-16 |
| JP3656706B2 true JP3656706B2 (ja) | 2005-06-08 |
Family
ID=9509091
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19562998A Expired - Fee Related JP3656706B2 (ja) | 1997-07-10 | 1998-07-10 | 浸炭または浸炭窒化鋼部品の製造方法と、この部品を製造するための鋼 |
Country Status (24)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6090225A (ja) |
| EP (1) | EP0890653B1 (ja) |
| JP (1) | JP3656706B2 (ja) |
| CN (1) | CN1079446C (ja) |
| AR (1) | AR013198A1 (ja) |
| AT (1) | ATE247179T1 (ja) |
| AU (1) | AU744729B2 (ja) |
| BR (1) | BR9802358A (ja) |
| CA (1) | CA2243101C (ja) |
| CZ (1) | CZ297683B6 (ja) |
| DE (2) | DE69817098T2 (ja) |
| DK (1) | DK0890653T3 (ja) |
| ES (1) | ES2126546T3 (ja) |
| FR (1) | FR2765890B1 (ja) |
| HU (1) | HUP9801540A1 (ja) |
| PL (1) | PL190892B1 (ja) |
| PT (1) | PT890653E (ja) |
| RO (1) | RO118457B1 (ja) |
| RU (1) | RU2201993C2 (ja) |
| SI (1) | SI9800193A (ja) |
| TR (1) | TR199801347A3 (ja) |
| TW (1) | TW460593B (ja) |
| UA (1) | UA58499C2 (ja) |
| ZA (1) | ZA986061B (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1167561A3 (en) * | 2000-06-28 | 2009-03-04 | Mitsubishi Steel Muroran Inc. | Carburizing and carbonitriding steel |
| JP2003148294A (ja) * | 2001-11-12 | 2003-05-21 | Hitachi Ltd | 燃料ポンプ及び筒内噴射エンジン |
| DE10315416A1 (de) * | 2002-06-27 | 2004-01-22 | Ina-Schaeffler Kg | Lagefixierung eines Bolzens |
| JP2005273000A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-10-06 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 被削性に優れた機械構造用鋼 |
| FR2868083B1 (fr) * | 2004-03-24 | 2006-07-21 | Ascometal Sa | Acier pour pieces mecaniques, procede de fabrication de pieces mecaniques l'utilisant et pieces mecaniques ainsi realisees |
| JP5121123B2 (ja) * | 2005-03-14 | 2013-01-16 | 山陽特殊製鋼株式会社 | 耐粗粒化特性に優れた高温浸炭用鋼及びその製法並びに高温浸炭用素形品およびその浸炭焼入れ方法 |
| EP1876255B1 (en) | 2005-04-26 | 2012-06-06 | Sidenor Investigacion y Desarrollo, S.A. | Carbonitriding or cementation steel and method of producing parts with said steel |
| DE102005023952B9 (de) * | 2005-05-20 | 2007-07-26 | Carl Aug. Picard Gmbh & Co. Kg | Sicherheitspanzerung zum Schutz gegen Beschuss sowie Verfahren zu ihrer Herstellung |
| US8580050B2 (en) * | 2005-08-24 | 2013-11-12 | Daido Steel Co., Ltd. | Carburized machine parts |
| DE102007041519A1 (de) | 2007-08-31 | 2009-03-05 | Mahle International Gmbh | Zylinderlaufbuchse und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| FR2935988B1 (fr) * | 2008-09-12 | 2010-10-08 | Ascometal Sa | Acier, notamment pour roulements et pieces mecaniques aptes a la cementation ou a la carbonitruration, et pieces realisees avec cet acier. |
| JP5241455B2 (ja) * | 2008-12-02 | 2013-07-17 | 新日鐵住金株式会社 | 浸炭窒化部材および浸炭窒化部材の製造方法 |
| CA2757393C (en) * | 2009-04-06 | 2015-10-06 | Nippon Steel Corporation | Case-hardened steel superior in cold workability, machinability, and fatigue characteristics after carburized quenching and method of production of same |
| CN101892450B (zh) * | 2010-05-11 | 2012-07-04 | 青岛征和工业有限公司 | 发动机齿形链的销轴氮碳共渗处理方法 |
| FR2978969B1 (fr) | 2011-08-09 | 2013-09-13 | Ascometal Sa | Acier pour la fabrication de pieces cementees, piece cementee realisee avec cet acier et son procede de fabrication |
| DE102011054840A1 (de) * | 2011-10-26 | 2013-05-02 | Rud Ketten Rieger & Dietz Gmbh U. Co. Kg | Härtbarer Stahl für Hebe-, Anschlag-, Spann- und/oder Zurrmittel der Güteklasse 8 und darüber, Bauelement der Hebe-, Anschlag-, Spann- und/oder Zurrtechnik sowie Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements |
| JP6237277B2 (ja) | 2014-01-30 | 2017-11-29 | 大同特殊鋼株式会社 | 肌焼鋼及びこれを用いた浸炭部品 |
| JP6265048B2 (ja) * | 2014-05-26 | 2018-01-24 | 新日鐵住金株式会社 | 肌焼鋼 |
| CN107604253A (zh) * | 2017-08-30 | 2018-01-19 | 东风商用车有限公司 | 一种高淬透性Mn‑Cr系列渗碳钢 |
| RU2704049C1 (ru) * | 2018-10-03 | 2019-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "БУРИНТЕХ" (ООО НПП "БУРИНТЕХ") | Долотная сталь |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6191348A (ja) * | 1984-10-08 | 1986-05-09 | Kobe Steel Ltd | 高強度非調質圧延棒鋼用鋳片 |
| JPS62214157A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-19 | Kobe Steel Ltd | 焼入れ性を保証した鋼材の製造方法 |
| JPS62214158A (ja) * | 1986-03-14 | 1987-09-19 | Kobe Steel Ltd | ジヨミニ−焼入れ端硬さを保証したＣｒ鋼材の製造方法 |
| JPS63270444A (ja) * | 1986-12-16 | 1988-11-08 | Kawasaki Steel Corp | 耐サワ−性に優れたラインパイプ用鋼 |
| JPH0830243B2 (ja) * | 1994-05-06 | 1996-03-27 | 株式会社神戸製鋼所 | 低歪浸炭用鋼 |
| JP3094856B2 (ja) * | 1995-08-11 | 2000-10-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度高靭性肌焼き用鋼 |
-
1997
- 1997-07-10 FR FR9708770A patent/FR2765890B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-25 ES ES98400447T patent/ES2126546T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-25 EP EP98400447A patent/EP0890653B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-25 DE DE69817098T patent/DE69817098T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-25 DK DK98400447T patent/DK0890653T3/da active
- 1998-02-25 PT PT98400447T patent/PT890653E/pt unknown
- 1998-02-25 DE DE0890653T patent/DE890653T1/de active Pending
- 1998-02-25 AT AT98400447T patent/ATE247179T1/de active
- 1998-06-29 TW TW087110443A patent/TW460593B/zh not_active IP Right Cessation
- 1998-06-30 AU AU73943/98A patent/AU744729B2/en not_active Ceased
- 1998-07-03 CZ CZ0213898A patent/CZ297683B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1998-07-07 UA UA98073600A patent/UA58499C2/uk unknown
- 1998-07-08 BR BR9802358-6A patent/BR9802358A/pt not_active IP Right Cessation
- 1998-07-09 RO RO98-01160A patent/RO118457B1/ro unknown
- 1998-07-09 CA CA002243101A patent/CA2243101C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-09 HU HU9801540A patent/HUP9801540A1/hu unknown
- 1998-07-09 CN CN98117414A patent/CN1079446C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-09 ZA ZA986061A patent/ZA986061B/xx unknown
- 1998-07-09 US US09/112,057 patent/US6090225A/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-07-09 RU RU98113918/02A patent/RU2201993C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1998-07-10 TR TR1998/01347A patent/TR199801347A3/tr unknown
- 1998-07-10 PL PL327388A patent/PL190892B1/pl unknown
- 1998-07-10 SI SI9800193A patent/SI9800193A/sl not_active IP Right Cessation
- 1998-07-10 JP JP19562998A patent/JP3656706B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-07-10 AR ARP980103368A patent/AR013198A1/es active IP Right Grant
Also Published As
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3656706B2 (ja) | 浸炭または浸炭窒化鋼部品の製造方法と、この部品を製造するための鋼 | |
| JP6098732B2 (ja) | 浸炭鋼部品の製造方法及び浸炭鋼部品 | |
| JP5123335B2 (ja) | クランクシャフトおよびその製造方法 | |
| WO2010082481A1 (ja) | 肌焼鋼、浸炭部品、及び肌焼鋼の製造方法 | |
| JPH07278762A (ja) | 窒素肌焼き用ステンレス鋼 | |
| JP6628014B1 (ja) | 浸炭処理が行われる部品用の鋼材 | |
| JP5815946B2 (ja) | 鋼の焼入方法 | |
| JP4229609B2 (ja) | 浸炭焼入歯車及びその製造方法 | |
| JP4291941B2 (ja) | 曲げ疲労強度に優れた軟窒化用鋼 | |
| JPH10306343A (ja) | 冷間鍛造性及び耐ピッチング性に優れた軟窒化用鋼 | |
| JP6477904B2 (ja) | クランク軸粗形材、窒化クランク軸及びその製造方法 | |
| JPH0971841A (ja) | 軟窒化用鋼 | |
| JP2894184B2 (ja) | 軟窒化用鋼 | |
| JP7013833B2 (ja) | 浸炭部品 | |
| US6123785A (en) | Product and process for producing constant velocity joint having improved cold workability and strength | |
| JPH11229032A (ja) | 軟窒化用鋼材の製造方法及びその鋼材を用いた軟窒化部品 | |
| JP7263796B2 (ja) | 自動車変速機用リングギアおよびその製造方法 | |
| WO2020138432A1 (ja) | 鋼材 | |
| JPH09279296A (ja) | 冷間鍛造性に優れた軟窒化用鋼 | |
| JP6922415B2 (ja) | 浸炭部品 | |
| JP7006052B2 (ja) | 浸窒処理用鋼材 | |
| JP2019183211A (ja) | 浸炭部品 | |
| JPH10265841A (ja) | 高強度冷間鍛造部品の製造方法 | |
| JP7436826B2 (ja) | 窒化部品及び窒化部品の製造方法 | |
| JP7273324B2 (ja) | 窒化部品粗形材、および窒化部品 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040608 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040903 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041124 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041126 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050201 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050301 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080318 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090318 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100318 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110318 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110318 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120318 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130318 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130318 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140318 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |