JP4487749B2 - Constant velocity joint inner ring and manufacturing method thereof - Google Patents

Constant velocity joint inner ring and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP4487749B2
JP4487749B2 JP2004347887A JP2004347887A JP4487749B2 JP 4487749 B2 JP4487749 B2 JP 4487749B2 JP 2004347887 A JP2004347887 A JP 2004347887A JP 2004347887 A JP2004347887 A JP 2004347887A JP 4487749 B2 JP4487749 B2 JP 4487749B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
less
graphite
constant velocity
inner ring
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
Application number
JP2004347887A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2005273007A (en
Inventor
秀途 木村
明博 松崎
隆 岩本
高明 豊岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2004347887A priority Critical patent/JP4487749B2/en
Publication of JP2005273007A publication Critical patent/JP2005273007A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4487749B2 publication Critical patent/JP4487749B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts

Description

本発明は、自動車や産業機械の動力伝達装置の駆動車軸などに用いる等速ジョイント内輪およびその製造方法に関し、特に疲労強度に優れるとともに、製造工程において切削加工性に優れ、生産性にも優れた等速ジョイントの内輪ならびにその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a constant velocity joint inner ring used for a drive axle of a power transmission device of an automobile or an industrial machine, and a manufacturing method thereof, in particular, excellent in fatigue strength, and excellent in machinability and productivity in a manufacturing process. The present invention relates to an inner ring of a constant velocity joint and a manufacturing method thereof.

従来、自動車の動力伝達装置において、その車輪側の駆動車軸では、図1に示すように、ドライブシャフト1からの動力を車輪のハブ2に伝えるために、等速ジョイント3を介するのが通例である。
この等速ジョイント3は、外輪4および内輪5の組み合わせになる。すなわち、外輪4のマウス部4aの内面に形成したボール軌道溝に嵌めるボール6を介して、マウス部4aの内側に内輪5を揺動可能に固定してなり、この内輪5にドライブシャフト1を嵌合する一方、外輪4のステム部4bをハブ2に例えばスプライン結合させることによって、ドライブシャフト1からの動力を車輪のハブ2に伝えるものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a power transmission device for an automobile, the driving axle on the wheel side is usually via a constant velocity joint 3 to transmit power from the drive shaft 1 to the hub 2 of the wheel as shown in FIG. is there.
The constant velocity joint 3 is a combination of an outer ring 4 and an inner ring 5. That is, the inner ring 5 is slidably fixed to the inner side of the mouse part 4a via a ball 6 fitted in a ball raceway groove formed on the inner surface of the mouse part 4a of the outer ring 4, and the drive shaft 1 is attached to the inner ring 5. On the other hand, the stem portion 4b of the outer ring 4 is splined to the hub 2, for example, to transmit power from the drive shaft 1 to the hub 2 of the wheel.

等速ジョイントの内輪のドライブシャフトとの嵌合部であるスプライン部は、繰り返しの動力伝達を行う際に、僅かながらすべりを伴う転動疲労、すなわちすべり転動疲労を受ける。したがって、等速ジョイントの内輪は、熱間圧延棒鋼に、熱間鍛造、さらには冷間鍛造や、切削および転造などを施して所定の形状に加工したのち、高周波焼入れ−焼戻しを行うことにより表面硬化層を形成し、この種用途として重要な特性である、すべり転動疲労寿命を確保しているのが一般的である(特許文献1参照)。   The spline portion, which is a fitting portion with the drive shaft of the inner ring of the constant velocity joint, is subjected to rolling fatigue accompanied by a slight slip, that is, slip rolling fatigue when performing repeated power transmission. Therefore, the inner ring of the constant velocity joint is subjected to induction hardening and tempering after hot forging, cold forging, cutting and rolling, etc. are processed into a predetermined shape. In general, a hardened surface layer is formed to ensure a sliding rolling fatigue life, which is an important characteristic for this type of application (see Patent Document 1).

一方、近年の環境問題から、自動車用部品に対する軽量化への要求に代表されるように、上記部品のコンパクト化、軽量化および長寿命化への要求が強く、この観点からこの種部品の疲労強度の一層の向上が要求されている。   On the other hand, due to recent environmental problems, there is a strong demand for compactness, weight reduction, and long life of the above parts, as represented by the demand for weight reduction for automobile parts. There is a demand for further improvement in strength.

一般的に、疲労強度の向上に寄与する材質の高強度化には、鋼材の合金化と冷間加工条件の規制が有効であるが、合金添加は加工性および被削性の低下を招くため、工業生産の効率化および低コスト化の観点からは問題を残すものである。また、冷間加工において大きな加工率を付与するためには、冷間加工中に焼鈍工程を適宜挟まなければならず、この場合も、生産性と製造コストに問題を残すものである。   In general, the alloying of steel materials and the regulation of cold working conditions are effective for increasing the strength of materials that contribute to improving fatigue strength, but the addition of alloys causes a decrease in workability and machinability. From the viewpoint of improving the efficiency of industrial production and reducing the cost, problems remain. Moreover, in order to provide a large working rate in cold working, it is necessary to appropriately insert an annealing step during cold working, and in this case as well, problems remain in productivity and manufacturing cost.

上記の問題の解決策として、特許文献2には、鋼中のCを黒鉛化することによって、冷間鍛造性を維持しつつ被削性を向上させる技術が開示されている。しかし、当技術では、Si量が1.9 〜3.0 mass%と高いために冷間鍛造時における変形抵抗が大きく、また形成される黒鉛も大きく変形能が低いことから、この技術を工業的に利用することは難しい。   As a solution to the above problem, Patent Document 2 discloses a technique for improving machinability while maintaining cold forgeability by graphitizing C in steel. However, in this technology, since the Si content is as high as 1.9 to 3.0 mass%, the deformation resistance during cold forging is large, and the formed graphite is also large and has low deformability, so this technology is used industrially. It ’s difficult.

また、特許文献3には、同じく鋼中のCを黒鉛化することによって被削性を改善する技術が開示されているが、この方法では黒鉛化処理前の焼入れ処理が不可欠であることから、製造コストおよび製造能率に問題がある。   In addition, Patent Document 3 discloses a technique for improving machinability by graphitizing C in steel, but in this method, quenching before graphitization is indispensable. There are problems in manufacturing cost and manufacturing efficiency.

さらに、特許文献4には、黒鉛を析出させて冷間加工性を向上させる技術が開示されているが、やはり黒鉛化に長時間を要するため、工業的に利用するには問題が残るものである。   Furthermore, Patent Document 4 discloses a technique for improving the cold workability by precipitating graphite, but it still takes a long time for graphitization, so that there remains a problem for industrial use. is there.

一方、特許文献5には、C、Si、Mn、B、Al、NおよびCrの含有量を規定した鋼材を熱間加工するに当たり、熱間加工後の冷却速度を特定することによって、黒鉛を微細析出させて被削性を向上させる技術が開示されている。
特開2002−371320号公報 特開昭51−57621 号公報 特開昭49−103817号公報 特開平3−140411号公報 特開2002−180185号公報
On the other hand, in Patent Document 5, in hot working a steel material in which the contents of C, Si, Mn, B, Al, N, and Cr are hot-worked, by specifying the cooling rate after hot work, graphite is specified. A technique for improving the machinability by fine precipitation is disclosed.
JP 2002-371320 A Japanese Patent Laid-Open No. 51-57621 JP 49-103817 A Japanese Patent Laid-Open No. 3-140411 JP 2002-180185 A

ここに、特許文献5に記載された技術によって、強度の劣化を招くことなしに被削性の向上をはかることが可能になったが、上述したように、近年の環境問題から疲労強度の一層の向上が求められる中、より高い疲労強度を得るためにCの固溶を抑制した際に、一方で黒鉛の析出も抑制されて被削性が大きく変動してしまい、この被削性と疲労強度とが高次にバランスした鋼材を安定して得ることが難しいところに改善の余地を残していた。   Here, the technique described in Patent Document 5 has made it possible to improve machinability without incurring strength deterioration. However, as described above, due to recent environmental problems, fatigue strength is further increased. In order to obtain higher fatigue strength, when the solid solution of C is suppressed, the precipitation of graphite is also suppressed and the machinability varies greatly. There remains room for improvement where it is difficult to stably obtain a steel material that balances strength with high order.

以上のように、従来開発されている黒鉛析出鋼を用いて冷間鍛造により、等速ジョイント内輪を成形しようとすると、生産性や製造コストおよび品質管理の面で不利となる。特に、黒鉛析出鋼を等速ジョイント内輪に適用する場合には、黒鉛の析出量および析出状態によって部品の疲労強度と等速ジョイント内輪の製造過程での被削性との両立が難しいことが常に問題となる。   As described above, when trying to form a constant velocity joint inner ring by cold forging using a conventionally developed graphite precipitation steel, it is disadvantageous in terms of productivity, manufacturing cost, and quality control. In particular, when graphite precipitated steel is applied to the constant velocity joint inner ring, it is always difficult to achieve both the fatigue strength of the part and the machinability in the manufacturing process of the constant velocity joint inner ring depending on the amount and state of precipitation of the graphite. It becomes a problem.

そこで、本発明は、熱間加工後に部品形状に仕上げるための切削加工における被削性(以下、単に被削性という)が極めて良好であり、かつ優れた疲労特性を有する等速ジョイント内輪と、その製造方法とを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a constant velocity joint inner ring with extremely good machinability (hereinafter simply referred to as machinability) in cutting for finishing into a part shape after hot working, and having excellent fatigue characteristics, It is an object of the present invention to provide a manufacturing method thereof.

さて、発明者らの検討によれば、鋼材中の炭素を黒鉛化して析出させることが等速ジョイント内輪の被削性を高めるのに有効であるのは、炭素が黒鉛化されることによって鋼の母相の硬さ自体が低下し、しかも黒鉛が切削時に潤滑剤として作用することにより、工具の温度上昇を抑制する結果であることが判明した。また、被削性の向上には、黒鉛を微細に分散させることが不可欠である。その理由は、黒鉛の被削性向上効果が、黒鉛の潤滑効果と共に、切削時のせん断領域において材料が変形し黒鉛と母相の界面に亀裂が入り、その亀裂の連結によって切削の形成が容易になるという機構に基づくためである。即ち、黒鉛が微細に分散しかつ黒鉛と黒鉛との平均距離が短いほど、亀裂の連結は容易である。   According to the study by the inventors, graphitizing and precipitating carbon in the steel material is effective for enhancing the machinability of the constant velocity joint inner ring. It has been found that the hardness of the parent phase itself decreases, and that the graphite acts as a lubricant during cutting, thereby suppressing an increase in the temperature of the tool. In addition, it is indispensable to finely disperse graphite in order to improve machinability. The reason is that the machinability improvement effect of graphite, along with the lubrication effect of graphite, the material is deformed in the shear region during cutting, and a crack is formed at the interface between the graphite and the parent phase. This is based on the mechanism of becoming. That is, as the graphite is finely dispersed and the average distance between the graphite and the graphite is shorter, the cracks are more easily connected.

一方、疲労強度を上昇させるためには、母材組織を高硬度化すること、そして鋼材中に含有される非金属介在物量を最小限とすること、が重要である。特に、硬度上昇については、高C化のもたらす効果が著しい。さらに、この硬度上昇をもたらす高C化はまた同時に、鋼のC過飽和度を上昇させて黒鉛を析出しやすい状態とすることに着目し、高硬度化と同時に被削性向上を達成できる条件について、検討を重ねた。   On the other hand, in order to increase the fatigue strength, it is important to increase the hardness of the base metal structure and to minimize the amount of non-metallic inclusions contained in the steel material. In particular, regarding the increase in hardness, the effect of increasing C is remarkable. Furthermore, focusing on the fact that the high C that brings about this hardness increase also raises the C supersaturation degree of the steel to make it easy to precipitate graphite, and the conditions under which the machinability can be improved simultaneously with the high hardness. , Repeated examination.

ところで、等速ジョイント内輪に求められる性能は、製造性(被削性)およびすべり転動疲労強度であり、さらに転動疲労強度も高いことが望ましい。これらについては、前述のように、C添加が疲労強度を向上させる効果が著しいため、C量を増加することが安価かつ簡便に材料特性を改善するのに有効である。ここで、高い割合で含有されたCが黒鉛として析出してくる場合、黒鉛化したCは被削性を向上させるものの、その析出量に関する被削性向上効果には飽和点があり、逆に黒鉛の析出に伴う疲労強度の低下には、C自体の強化寄与分、すなわち固溶およびパーライトとして鋼の強化に寄与する割合自体の低下と、黒鉛による疲労亀裂の伝播との両面が関係して、疲労強度が低下することが明らかになった。   By the way, the performance required for the constant velocity joint inner ring is manufacturability (machinability) and sliding rolling fatigue strength, and it is desirable that the rolling fatigue strength is also high. As described above, as described above, the addition of C has a remarkable effect of improving the fatigue strength. Therefore, increasing the amount of C is effective for improving the material properties inexpensively and easily. Here, when C contained in a high proportion is precipitated as graphite, graphitized C improves machinability, but there is a saturation point in the machinability improvement effect related to the amount of precipitation. The decrease in fatigue strength accompanying the precipitation of graphite is related to both the strengthening contribution of C itself, that is, the decrease in the ratio itself contributing to the strengthening of steel as a solid solution and pearlite, and the propagation of fatigue cracks due to graphite. It was revealed that the fatigue strength decreased.

ここで、添加Cについて、黒鉛として切削性の向上に寄与する分、固溶分およびパーライト析出を通じた強化寄与分を、後述する方法で分離して評価した結果、まず黒鉛としての析出は、添加したCの1mass%未満ではほとんど寄与しないことが判明した。すなわち、黒鉛としてのC析出量が増加すれば、疲労強度の代償の下に被削性が向上するが、疲労強度と被削性との両特性を兼備させるには、添加C量の1mass%以上のCを黒鉛として析出させる必要があることを新規に知見した。   Here, as for the addition C, the amount contributing to improvement of machinability as graphite, the solid solution content and the strengthening contribution through pearlite precipitation were separated and evaluated by the method described later. It was found that less than 1 mass% of C contributed little. That is, if the amount of C precipitation as graphite increases, machinability improves at the expense of fatigue strength, but in order to combine both characteristics of fatigue strength and machinability, 1 mass% of the amount of added C It has been newly found that the above C needs to be precipitated as graphite.

さらに、検討を加えたところ、Cの析出量は母相の過飽和成分の量に関係することから、添加Cの1mass%以上のCを黒鉛として析出させるには、熱間加工前の加熱温度を950℃以上とすることが有効であることも見出すに到った。すなわち、工業的には、鍛造等の熱間加工に先立つ加熱の温度として950 ℃以上を採用することによって、C固溶化の効果を得ることができ、その後の加工後の冷却中に所定の黒鉛量の析出を得ることができるのである。   Furthermore, as a result of investigation, since the amount of precipitation of C is related to the amount of supersaturated component of the parent phase, in order to precipitate 1 mass% or more of added C as graphite, the heating temperature before hot working must be set. It has also been found that it is effective to set the temperature to 950 ° C. or higher. That is, industrially, by adopting a temperature of 950 ° C. or higher as a heating temperature prior to hot working such as forging, the effect of C solid solution can be obtained, and a predetermined graphite is cooled during cooling after the subsequent working. An amount of precipitation can be obtained.

一方、疲労亀裂の伝播に関する鋼材の特性として、発明者らは次の点に注目した。
すなわち、強度の上昇にもかかわらず、必ずしも疲労強度が向上しないことがある点である。この疲労強度の低下は、直接部品の寿命を左右する問題点である。発明者らは、これを黒鉛の析出部が疲労亀裂の発生そして伝播のサイトとなりやすいことが原因と推定し、鋭意検討した結果、一定の析出寸法を下回って微細に析出した黒鉛は、析出量によらず実質的に疲労強度低下の原因とはならないことを明らかにした。また、黒鉛の微細析出は熱間加工時の総加工率を70%以上とし、金属組織全体を微細組織とすることで著しい効果をもって達成可能であることも、併せて明らかにした。
On the other hand, the inventors paid attention to the following points as characteristics of steel materials related to propagation of fatigue cracks.
That is, despite the increase in strength, the fatigue strength may not always improve. This reduction in fatigue strength is a problem that directly affects the life of the component. The inventors presumed that this was caused by the fact that the graphite precipitates were prone to fatigue crack initiation and propagation sites. However, it was clarified that it does not cause the fatigue strength to decrease. It has also been clarified that the fine precipitation of graphite can be achieved with a remarkable effect by setting the total work rate during hot working to 70% or more and making the entire metal structure fine structure.

この知見を上記した被削性の向上と併せて検討した結果、熱間加工における加工率が70%以上の場合、黒鉛の粒子径が5μm以下という微細なレベルに達しており、疲労強度劣化の悪影響が無いばかりかむしろ強度は向上し、しかも被削性の向上も同時に容易に達成されることを明らかにした。すなわち、被削性と疲労強度とのバランスの観点から、添加するCの黒鉛としての析出量を制御すること、さらに被削性と疲労強度との両立の観点からは、黒鉛の析出形態を微細にすることが肝要になる。
以上の知見に基いて、本発明を導くに到った。
As a result of examining this knowledge together with the improvement of the machinability described above, when the processing rate in hot working is 70% or more, the particle size of graphite has reached a fine level of 5 μm or less, and the fatigue strength deteriorated. It has been clarified that not only there is no adverse effect, but the strength is improved, and machinability is easily improved at the same time. That is, from the viewpoint of the balance between machinability and fatigue strength, the amount of precipitation of added C as graphite is controlled, and from the viewpoint of coexistence of machinability and fatigue strength, the precipitation form of graphite is fine. It is important to make it.
Based on the above findings, the present invention has been led.

すなわち、本発明の要旨構成は、次の通りである。
(1)C:0.2〜1.5mass%、
Si:0.3〜2.0mass%、
Mn:1.5mass%以下、
B:0.0005〜0.015mass%および
N:0.001〜0.015mass%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物の組成を有し、鋼組織が、フェライト、セメンタイトおよび黒鉛からなり、該黒鉛は平均粒径が5μm以下で、しかも粒径が10μm以下の黒鉛粒として析出したC量が全C量の1mass%以上50mass%以下である、炭素鋼からなることを特徴とする等速ジョイント内輪。
That is, the gist configuration of the present invention is as follows.
(1) C: 0.2 to 1.5 mass%,
Si: 0.3-2.0mass%
Mn: 1.5 mass% or less,
B: 0.0005 to 0.015 mass% and
N: 0.001 to 0.015 mass%
The steel structure is composed of ferrite, cementite and graphite, and the graphite is precipitated as graphite grains having an average particle size of 5 μm or less and a particle size of 10 μm or less. A constant velocity joint inner ring characterized by being made of carbon steel having a C amount of 1 mass% to 50 mass% of the total C amount.

(2)C:0.2〜1.5mass%、
Si:0.3〜2.0mass%、
Mn:1.5mass%以下、
B:0.0005〜0.015mass%および
N:0.001〜0.015mass%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物の組成を有し、フェライト、セメンタイトおよび黒鉛からなり、該黒鉛は平均粒径が5μm以下で、しかも粒径が10μm以下の黒鉛粒として析出したC量が全C量の1mass%以上50mass%以下である組織と、少なくとも疲労特性が要求される部位に施された高周波焼入れによる焼入れ組織とを有する、炭素鋼からなることを特徴とする等速ジョイント内輪。
(2) C: 0.2 to 1.5 mass%,
Si: 0.3-2.0mass%
Mn: 1.5 mass% or less,
B: 0.0005 to 0.015 mass% and
N: 0.001 to 0.015 mass%
And having the composition of the balance Fe and inevitable impurities , consisting of ferrite, cementite and graphite, and the graphite has an average particle size of 5 μm or less and a C amount precipitated as graphite particles having a particle size of 10 μm or less. A constant velocity joint inner ring comprising a carbon steel having a structure of 1 mass% or more and 50 mass% or less of the total C amount and a quenching structure by induction hardening applied to a portion where at least fatigue characteristics are required.

(3)上記(1)または(2)において、前記炭素鋼は、さらに
Mo:3.0mass%以下、
W:3.0mass%以下、
Al:0.06mass%以下、
Ti:0.05mass%以下、
Ni:3.0mass%以下、
Co:3.0mass%以下、
V:0.1mass%以下、
Cu:1.5mass%以下、
Nb:0.07mass%以下および
Ta:0.20mass%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする等速ジョイント内輪。
(3) In the above (1) or (2), the carbon steel further comprises
Mo: 3.0mass% or less,
W: 3.0mass% or less,
Al: 0.06 mass% or less,
Ti: 0.05 mass% or less,
Ni: 3.0mass% or less,
Co: 3.0mass% or less,
V: 0.1 mass% or less,
Cu: 1.5 mass% or less,
Nb: 0.07 mass% or less and
Ta: 0.20mass% or less
A constant velocity joint inner ring characterized by containing one or more selected from the group consisting of:

(4)上記(1)乃至(3)のいずれかにおいて、前記炭素鋼は、さらに
Ca:0.008mass%以下、
Mg:0.005mass%以下、
Zr:0.10mass%以下、
Pb:0.30mass%以下、
Bi:0.30mass%以下、
Te:0.30mass%以下、
Se:0.30mass%以下および
REM:0.20mass%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする等速ジョイント内輪。
(4) In any one of the above (1) to (3) , the carbon steel further includes
Ca: 0.008 mass% or less,
Mg: 0.005 mass% or less,
Zr: 0.10 mass% or less,
Pb: 0.30 mass% or less,
Bi: 0.30 mass% or less,
Te: 0.30 mass% or less,
Se: 0.30 mass% or less and
REM: A constant velocity joint inner ring characterized by containing one or more selected from 0.20 mass% or less .

(5)C:0.2〜1.5mass%、
Si:0.3〜2.0mass%、
Mn:1.5mass%以下、
B:0.0005〜0.015mass%および
N:0.001〜0.015mass%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する炭素鋼を素材とし、該素材に、950℃以上で加熱を施し、その後、1150℃以上の加工率R1、1150℃未満〜980℃超の加工率R2、980℃以下750℃以上での加工率R3の合計値である全加工率が70%以上の熱間加工を施すことを特徴とする等速ジョイント内輪の製造方法
(5) C: 0.2 to 1.5 mass%,
Si: 0.3-2.0mass%
Mn: 1.5 mass% or less,
B: 0.0005 to 0.015 mass% and
N: 0.001 to 0.015 mass%
Carbon steel having a composition composed of the balance Fe and inevitable impurities, and heating the material at 950 ° C. or higher, and thereafter processing rate R1 of 1150 ° C. or higher, less than 1150 ° C. to over 980 ° C. A method for producing a constant velocity joint inner ring , wherein hot working is performed with a total machining rate of 70% or more, which is a total value of a machining rate R2 and a machining rate R3 of 980 ° C. or lower and 750 ° C. or higher .

(6)C:0.2〜1.5mass%、
Si:0.3〜2.0mass%、
Mn:1.5mass%以下、
B:0.0005〜0.015mass%および
N:0.001〜0.015mass%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する炭素鋼を素材とし、該素材に950℃以上で加熱を施し、その後1150℃以上の加工率R1、1150℃未満〜980℃超の加工率R2、980℃以下750℃以上での加工率R3の合計値である全加工率が70%以上の熱間加工を施し、さらに少なくとも疲労特性が要求される部位に高周波焼入れを行うことを特徴とする等速ジョイント内輪の製造方法。
(6) C: 0.2 to 1.5 mass%,
Si: 0.3-2.0mass%
Mn: 1.5 mass% or less,
B: 0.0005 to 0.015 mass% and N: 0.001 to 0.015 mass%
Carbon steel having a composition comprising the balance Fe and inevitable impurities, and heating the material at a temperature of 950 ° C. or higher, followed by a processing rate R1 of 1150 ° C. or higher and a processing of less than 1150 ° C. to more than 980 ° C. that all working rate is the sum of the working ratio R3 at a rate R2,980 ° C. or less 750 ° C. or higher to facilities for hot working of 70% or more, further performing induction hardening at a site at least fatigue characteristics are required A method of manufacturing a constant velocity joint inner ring, which is characterized.

(7)上記(5)または(6)において、前記素材は、さらに
Mo:3.0mass%以下、
W:3.0mass%以下、
Al:0.06mass%以下、
Ti:0.05mass%以下、
Ni:3.0mass%以下、
Co:3.0mass%以下、
V:0.1mass%以下、
Cu:1.5mass%以下、
Nb:0.07mass%以下および
Ta:0.20mass%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする等速ジョイント内輪の製造方法。
(7) In the above (5) or (6), the material further includes
Mo: 3.0mass% or less,
W: 3.0mass% or less,
Al: 0.06 mass% or less,
Ti: 0.05 mass% or less,
Ni: 3.0mass% or less,
Co: 3.0mass% or less,
V: 0.1 mass% or less,
Cu: 1.5 mass% or less,
Nb: 0.07 mass% or less and
Ta: 0.20mass% or less
The manufacturing method of the constant velocity joint inner ring | wheel characterized by including 1 type, or 2 or more types chosen from these .

(8)上記(5)乃至(7)のいずれかにおいて、前記素材は、さらに
Ca:0.008mass%以下、
Mg:0.005mass%以下、
Zr:0.10mass%以下、
Pb:0.30mass%以下、
Bi:0.30mass%以下、
Te:0.30mass%以下、
Se:0.30mass%以下および
REM:0.20mass%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする等速ジョイント内輪の製造方法。
(8) In any one of the above (5) to (7) , the material further includes
Ca: 0.008 mass% or less,
Mg: 0.005 mass% or less,
Zr: 0.10 mass% or less,
Pb: 0.30 mass% or less,
Bi: 0.30 mass% or less,
Te: 0.30 mass% or less,
Se: 0.30 mass% or less and
REM: A method for producing a constant velocity joint inner ring, comprising one or more selected from 0.20 mass% or less .

(9)上記(5)乃至(8)のいずれかにおいて、前記加工率R2が0〜10%であることを特徴とする等速ジョイント内輪の製造方法。 (9) The method for manufacturing a constant velocity joint inner ring according to any one of the above (5) to (8), wherein the processing rate R2 is 0 to 10%.

本発明によれば、優れた疲労特性さらには被削性を兼ね備えた、等速ジョイント内輪を安定して得ることができる。その結果、例えば自動車用部品の軽量化の要求に対し偉功を奏する。   According to the present invention, it is possible to stably obtain a constant velocity joint inner ring having both excellent fatigue characteristics and machinability. As a result, for example, it is excellent for the demand for weight reduction of automobile parts.

以下、本発明を具体的に説明する。
すなわち、図2に示すように、等速ジョイント内輪5は、少なくとも、図1に示した等速ジョイント外輪4との間に介在するボール6の転動面5aと、ドライブシャフト1が例えばスプライン結合する嵌合面5bとにおいて、疲労特性に優れることが要求される。さらに、等速ジョイント内輪5では、上記転動面5aおよび嵌合面5bのいずれか一方または両方に、さらには、その他の部分にも、高周波焼入れによる表面硬化層7を形成することも可能である。
The present invention will be specifically described below.
That is, as shown in FIG. 2, the constant velocity joint inner ring 5 has at least a rolling surface 5a of the ball 6 interposed between the constant velocity joint outer ring 4 shown in FIG. The fitting surface 5b is required to be excellent in fatigue characteristics. Furthermore, in the constant velocity joint inner ring 5, it is also possible to form a hardened surface layer 7 by induction hardening on one or both of the rolling surface 5a and the fitting surface 5b, and also on other portions. is there.

かような等速ジョイント内輪において、まずフェライト、セメンタイト(鉄の炭化物)および黒鉛から成る鋼組織を有する炭素鋼からなることが必要である。なお、パーライトはフェライトとセメンタイトの層状組織であるため、上記に含まれるものとする。
ここで、上述したように、被削性と疲労強度とのバランスの観点から、添加するCの黒鉛としての析出量を制御すること、さらに被削性と疲労強度との両立の観点から、黒鉛の析出形態を微細にすることが肝要になる。従って、黒鉛は平均粒径を5μm以下に、しかも粒径が10μm以下の黒鉛粒として析出したC量を全C量の1mass%以上とし、被削性と疲労強度との高次での両立を実現する。
In such a constant velocity joint inner ring, it is first necessary to be made of carbon steel having a steel structure made of ferrite, cementite (iron carbide) and graphite. Since pearlite has a layered structure of ferrite and cementite, it is included in the above.
Here, as described above, from the viewpoint of the balance between machinability and fatigue strength, it is possible to control the amount of precipitation of added C as graphite, and also from the viewpoint of coexistence of machinability and fatigue strength, It is important to make the precipitate form fine. Therefore, graphite has an average particle size of 5 μm or less, and the amount of C deposited as graphite particles with a particle size of 10 μm or less is 1 mass% or more of the total C content, so that both machinability and fatigue strength can be achieved at a higher order. Realize.

すなわち、本発明においては、鋼組織が、フェライト、セメンタイトおよび黒鉛からなり、該黒鉛は平均粒径が5μm 以下であり、しかも粒径10μm 以下の黒鉛粒として析出したC量が全C量の1mass%以上である必要がある。
先ず、組織中に黒鉛が必要である理由は、鋼材に切削加工を加える際に黒鉛が析出していないと、被削性が劣るからである。黒鉛以外の残部をフェライトおよびセメンタイトとした理由は、鋼材において後述する量およびサイズの黒鉛粒を析出させると、鋼組織はフェライトおよびセメンタイトと、両者の混合組織であるパーライトとになるからである。
That is, in the present invention, the steel structure is composed of ferrite, cementite and graphite, and the graphite has an average particle size of 5 μm or less, and the amount of C precipitated as graphite particles having a particle size of 10 μm or less is 1 mass of the total C amount. % Or more.
First, the reason why graphite is necessary in the structure is that machinability is inferior if graphite is not deposited when the steel material is cut. The reason why the balance other than graphite is ferrite and cementite is that when the graphite particles of the amount and size described later are precipitated in the steel material, the steel structure becomes ferrite and cementite and pearlite which is a mixed structure of both.

また、黒鉛は平均粒径が5μm 以下である必要がある。すなわち、黒鉛粒の平均粒径が5μm を超えると、黒鉛粒が疲労亀裂の発生・伝播サイトとなり疲労強度が低下してしまう。特に、転動疲労寿命は黒鉛の粒子径に敏感であるため、黒鉛の平均粒径は2μm以下とすることが好ましい。また、黒鉛の工具潤滑作用を十分に発現させるためには、黒鉛の平均粒径は1μm以上であることが好ましい。   Further, the graphite needs to have an average particle size of 5 μm or less. That is, if the average particle diameter of the graphite grains exceeds 5 μm, the graphite grains become fatigue crack initiation / propagation sites, and the fatigue strength is lowered. In particular, since the rolling fatigue life is sensitive to the particle size of graphite, the average particle size of graphite is preferably 2 μm or less. Moreover, in order to fully exhibit the tool lubricating effect of graphite, it is preferable that the average particle diameter of graphite is 1 μm or more.

さらに、黒鉛として析出したC量は鋼中全C量の1mass%以上である必要がある。鋼中Cの1mass%以上が黒鉛として析出していないと、鋼材に切削加工を施す際に、鋼材の被削性が悪いために、切削工具の寿命が短くなり、生産性の悪化や製造コストの上昇を招くこととなる。好ましくは、析出C量を鋼中全C量の5mass%以上とする。
一方、本発明においては、疲労強度を上昇するために、固溶Cあるいは炭化物(セメンタイト)による高強度化を図ることが好ましく、従って黒鉛として析出するC量は、鋼中全C量に対して50mass%以下である必要がある。
Furthermore, the amount of C precipitated as graphite needs to be 1 mass% or more of the total amount of C in the steel. If 1mass% or more of C in the steel is not precipitated as graphite, when cutting steel, the machinability of the steel is poor, so the life of the cutting tool is shortened, resulting in poor productivity and manufacturing costs. Will lead to an increase. Preferably, the amount of precipitated C is 5 mass% or more of the total amount of C in steel.
On the other hand, in the present invention, in order to increase the fatigue strength, it is preferable to increase the strength by solute C or carbide (cementite), and therefore the amount of C precipitated as graphite is based on the total amount of C in steel. Must be 50 mass% or less.

ここで、鋼中全C量に対する黒鉛として析出したC量の比率は、走査型電子顕微鏡にて観察を行い、析出黒鉛の面積率を画像解析装置により測定し、これを析出黒鉛体積率として、黒鉛の比重と析出黒鉛体積率とから、黒鉛化したC量率を算出することにより求めることができる。本発明においては、微細に析出した黒鉛が全C量の1mass%以上であることを必要とするから、粒径10μm 以下の黒鉛粒について上記の面積率を測定して、C量率を算出するものとする。なお、粒径10μm 以下の黒鉛粒の面積率を測定することとした理由は、10μm 超の黒鉛粒は析出していても被削性向上に寄与しないからである。この被削性をより向上させるには、粒径が5μm以下の黒鉛粒として析出したC量が全C量の1mass%以上50mass%未満であることが、特に好ましい。   Here, the ratio of the amount of C deposited as graphite to the total amount of C in steel is observed with a scanning electron microscope, the area ratio of the precipitated graphite is measured with an image analyzer, and this is defined as the volume ratio of precipitated graphite. It can be determined by calculating the graphitized C content rate from the specific gravity of graphite and the volume fraction of precipitated graphite. In the present invention, since the finely precipitated graphite needs to be 1 mass% or more of the total C amount, the above-mentioned area ratio is measured for graphite grains having a particle size of 10 μm or less, and the C amount ratio is calculated. Shall. The reason for measuring the area ratio of graphite particles having a particle size of 10 μm or less is that graphite particles having a particle size exceeding 10 μm do not contribute to improvement of machinability even if they are precipitated. In order to further improve the machinability, it is particularly preferable that the amount of C deposited as graphite grains having a particle size of 5 μm or less is 1 mass% or more and less than 50 mass% of the total C amount.

次に、本発明の等速ジョイント内輪を構成する炭素鋼について、その成分組成について具体的に説明する。
C:0.2 〜1.5 mass%
Cは疲労強度の向上に直接作用する。C含有量が0.2 mass%未満であると、疲労強度向上の効果が十分でなく、一方1.5 mass%を超えると、組織制御を行っても黒鉛の析出の絶対量が多くなりすぎて疲労強度が低下するため、C含有量は0.2 〜1.5 mass%とする。より好ましいC量は、0.3〜0.9mass%である。
Next, the component composition of the carbon steel constituting the constant velocity joint inner ring of the present invention will be specifically described.
C: 0.2-1.5 mass%
C directly affects the improvement of fatigue strength. When the C content is less than 0.2 mass%, the effect of improving the fatigue strength is not sufficient. On the other hand, when it exceeds 1.5 mass%, the absolute amount of precipitation of the graphite becomes too large even if the structure control is performed, and the fatigue strength is reduced. In order to decrease, the C content is set to 0.2 to 1.5 mass%. A more preferable amount of C is 0.3 to 0.9 mass%.

Si:0.3 〜2.0 mass%
Siは、黒鉛の析出形態を制御する上で重要な元素である。Si含有量が0.3 mass%未満であると、黒鉛の析出速度が遅くなり、後述する条件の熱間加工を行っても黒鉛を十分に析出させることができなくなる結果、被削性が悪くなる。一方、2.0 mass%を超えて含有すると、疲労強度が低下し、また黒鉛の寸法が大きくなって変形能が低下する傾向があるため、0.3 〜2.0 mass%の範囲に限定した。より好ましいSi量は、1.3〜2.0mass%である。
Si: 0.3 to 2.0 mass%
Si is an important element in controlling the precipitation form of graphite. When the Si content is less than 0.3 mass%, the deposition rate of graphite is slow, and even if hot working under the conditions described later is performed, the graphite cannot be sufficiently precipitated, resulting in poor machinability. On the other hand, if the content exceeds 2.0 mass%, the fatigue strength decreases, and the size of graphite tends to increase and the deformability tends to decrease. Therefore, the content is limited to the range of 0.3 to 2.0 mass%. A more preferable Si amount is 1.3 to 2.0 mass%.

Mn:1.5 mass%以下
Mnは、強度および疲労強度の向上に効果がある元素であり、好ましくは0.1 mass%以上、より好ましくは0.35mass%以上で含有させる。一方、1.5 mass%を超えて含有すると、強度の向上効果が飽和する上、疲労強度はかえって低下する傾向に転じるため、1.5 mass%以下の範囲に限定した。
Mn: 1.5 mass% or less
Mn is an element effective in improving strength and fatigue strength, and is preferably contained at 0.1 mass% or more, more preferably 0.35 mass% or more. On the other hand, if the content exceeds 1.5 mass%, the effect of improving the strength is saturated, and the fatigue strength tends to decrease. Therefore, the content is limited to the range of 1.5 mass% or less.

B:0.0005〜0.015 mass%
Bは、鋼中のNと結合してBNとして鋼中に存在することで黒鉛の析出サイトを増加させ、黒鉛の微細析出を促がす作用がある。Bの含有量が0.0005mass%未満では、その効果が十分でなく、微細な黒鉛粒を得ることができなくなる。一方、0.015 mass%を超えると、黒鉛が粗大化する傾向にあり、また、粒界強度が低下して疲労強度を低下させるため、Bの添加量は0.0005〜0.015 mass%の範囲に限定した。
B: 0.0005 to 0.015 mass%
B binds to N in the steel and exists in the steel as BN, thereby increasing the number of graphite precipitation sites and promoting the fine precipitation of graphite. When the B content is less than 0.0005 mass%, the effect is not sufficient, and fine graphite grains cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 0.015 mass%, the graphite tends to be coarsened, and the grain boundary strength is lowered to lower the fatigue strength. Therefore, the addition amount of B is limited to the range of 0.0005 to 0.015 mass%.

N:0.001〜0.015 mass%
前述のBNを形成するために、Nは0.001mass%以上を含有させる必要がある。一方、0.015 mass%を超えて含有すると、やはり疲労強度が低下するため、0.001〜0.015 mass%の範囲に限定した。
N: 0.001 to 0.015 mass%
In order to form the above-mentioned BN, N needs to contain 0.001 mass% or more. On the other hand, when the content exceeds 0.015 mass%, the fatigue strength also decreases, so the content is limited to the range of 0.001 to 0.015 mass%.

以上、基本成分について説明したが、本発明ではその他にも、以下に述べる元素を適宜含有させることができる。
Mo:3.0mass%以下
Moは、強度向上を通じて疲労強度の向上に有用な元素であり、好ましくは0.1mass%以上で添加するが、3.0mass%を超えて添加すると被削性の劣化を招くため、3.0mass%以下の範囲とすることが好ましい。
The basic components have been described above. However, in the present invention, other elements described below can be appropriately contained.
Mo: 3.0mass% or less
Mo is an element useful for improving fatigue strength through strength improvement. Preferably, it is added at 0.1 mass% or more, but adding more than 3.0 mass% leads to deterioration of machinability, so that it is 3.0 mass% or less. It is preferable to be in the range.

W:3.0mass%以下
Wも強度の向上を通じて疲労強度の向上に有用な元素であり、好ましくは0.1mass%以上で添加するが、3.0mass%を超えて添加すると被削性の劣化を招くため、3.0mass%以下の範囲とする。
W: 3.0 mass% or less W is also an element useful for improving fatigue strength through strength improvement, and is preferably added in an amount of 0.1 mass% or more, but adding more than 3.0 mass% leads to deterioration of machinability. The range is 3.0 mass% or less.

Al:0.06mass%以下
Alは、鋼の脱酸剤として、好ましくは0.005mass%以上で添加する。しかしながら、含有量が0.06mass%を超えると、被削性および疲労強度の低下を招くため、0.06mass%以下の範囲とすることが好ましい。
Al: 0.06 mass% or less
Al is added as a steel deoxidizer, preferably at 0.005 mass% or more. However, if the content exceeds 0.06 mass%, the machinability and fatigue strength are reduced, and therefore, the content is preferably set to a range of 0.06 mass% or less.

Ti:0.05mass%以下
Tiは、TiNのピンニング効果により、結晶粒を微細化するために有用な元素であり、好ましくは0.002mass%以上で添加するが、0.05mass%を超えて添加すると疲労強度の低下を招くので、0.05mass%以下の範囲とすることが好ましい。
Ti: 0.05 mass% or less
Ti is an element useful for refining crystal grains due to the pinning effect of TiN, and is preferably added at 0.002 mass% or more, but if added over 0.05 mass%, fatigue strength is reduced. A range of 0.05 mass% or less is preferable.

Ni:3.0mass%以下
Niは、強度上昇およびCu添加時の割れ防止に有効であり、好ましくは0.05mass%以上で添加するが、3.0mass%を超えて添加すると焼割れを起こし易くなるため、3.0mass%以下の範囲とすることが好ましい。
Ni: 3.0mass% or less
Ni is effective in increasing the strength and preventing cracking when Cu is added, and is preferably added at 0.05 mass% or more, but if added over 3.0 mass%, it tends to cause fire cracking, so the range is 3.0 mass% or less. It is preferable that

Co:3.0mass%以下
Coも強度上昇に有効な元素であり、好ましくは0.1mass%以上で添加するが、3.0mass%を超えて添加すると焼割れを起こし易くなるため、3.0mass%以下の範囲とすることが好ましい。
Co: 3.0mass% or less
Co is also an element effective for increasing the strength. Preferably, it is added at 0.1 mass% or more, but if added over 3.0 mass%, it tends to cause fire cracking, so it is preferably within the range of 3.0 mass% or less.

V:0.1mass%以下
Vは、炭化物となり析出することでピンニングによる組織微細化効果を発する有用元素であり、好ましくは0.005mass%以上で添加するが、0.1mass%を超えて添加しても効果が飽和するばかりか、鋼材価格の上昇を招くため、0.1mass%以下の範囲とすることが好ましい。
V: 0.1 mass% or less V is a useful element that produces a microstructure refining effect by pinning by being precipitated as carbide, and is preferably added at 0.005 mass% or more, but even if added over 0.1 mass%, it is effective. Is not only saturated, but also causes an increase in the price of the steel material.

Cu:1.5mass%以下
Cuは、固溶強化および析出強化によって強度を向上させる有用元素であり、また焼入性の向上にも有効に寄与することから、好ましくは0.05mass%以上で添加する。しかし、含有量が1.5mass%を超えると熱間加工時に割れが発生し易くなり、製造が困難となるため、1.5mass%以下の範囲で含有しても良い。
Cu: 1.5 mass% or less
Cu is a useful element that improves the strength by solid solution strengthening and precipitation strengthening, and also contributes effectively to improving hardenability, so 0.05 mass% or more is preferably added. However, if the content exceeds 1.5 mass%, cracking is likely to occur during hot working, and manufacturing becomes difficult. Therefore, the content may be within a range of 1.5 mass% or less.

Nb:0.07mass%以下
Nbは、析出により粒成長をピンニングする効果があり、好ましくは0.005mass%以上で添加するが、0.07mass%を超えて添加してもその効果は飽和するため、0.07mass%以下の範囲とすることが好ましい。
Nb: 0.07 mass% or less
Nb has an effect of pinning grain growth by precipitation, and is preferably added at 0.005 mass% or more, but even if added over 0.07 mass%, the effect is saturated, so the range is 0.07 mass% or less. It is preferable.

Ta:0.2mass%以下
Taも析出により粒成長をピンニングする有用元素であり、好ましくは0.02mass%以上で添加するが、0.2mass%を超えて添加しても効果は飽和するばかりか、熱間加工性が低下する傾向にあるため、0.2mass%以下の範囲とする。
Ta: 0.2 mass% or less
Ta is also a useful element for pinning grain growth by precipitation, and it is preferably added at 0.02 mass% or more, but adding more than 0.2 mass% not only saturates the effect but also tends to reduce hot workability. Therefore, the range is 0.2 mass% or less.

Ca:0.008mass%以下
Caは、介在物を球状化し、疲労特性を改善する有用元素であり、好ましくは0.0001mass%以上で添加するが、0.008mass%を超えて添加すると介在物が粗大化し疲労特性を劣化させる傾向にあるため、0.008mass%以下の範囲とすることが好ましい。
Ca: 0.008 mass% or less
Ca is a useful element that spheroidizes inclusions and improves fatigue properties, and is preferably added at 0.0001 mass% or more, but if added over 0.008 mass%, inclusions tend to become coarse and deteriorate fatigue properties. For this reason, it is preferable that the range be 0.008 mass% or less.

Mg:0.005mass%以下
Mgは酸化物を形成して切削性向上に寄与する元素であり、0.0001mass%以上で添加することが好ましいが、過度の添加は酸化物の粗大化につながり疲労特性を低下させるため、0.005mass%以下の添加とすることが好ましい。
Mg: 0.005 mass% or less
Mg is an element that contributes to improvement of machinability by forming an oxide, and it is preferable to add it at 0.0001 mass% or more, but excessive addition leads to coarsening of the oxide and lowers fatigue properties, so 0.005 mass % Or less is preferable.

Zr:0.1mass%以下
Zrも酸化物を形成して切削性向上に寄与する元素であり、0.005mass%以上で添加することが好ましいが、過度の添加は酸化物の粗大化につながり疲労特性を低下させるため、0.1mass%以下の添加とすることが好ましい。
Zr: 0.1 mass% or less
Zr is also an element that forms an oxide and contributes to improved machinability, and is preferably added at 0.005 mass% or more. However, excessive addition leads to coarsening of the oxide and decreases fatigue characteristics, so 0.1 mass % Or less is preferable.

Pb、Bi、Te、SeおよびREM
Pb、Bi、Te、SeおよびREMはいずれも被削性向上に寄与する元素であり、Pbは0.003mass%以上、Biは0.003mass%以上、Teは0.005mass%以上、Seは0.005mass%以上、REMは0.001mass%以上で添加することが好ましいが、過度の添加は疲労強度に有害であるため、Pbは0.3mass%以下、Biは0.3mass%以下、Teは0.3mass%以下、Seは0.3mass%以下、REMは0.2mass%以下の添加とすることが好ましい。
Pb, Bi, Te, Se and REM
Pb, Bi, Te, Se, and REM are all elements that contribute to machinability improvement. Pb is 0.003 mass% or more, Bi is 0.003 mass% or more, Te is 0.005 mass% or more, and Se is 0.005 mass% or more. REM is preferably added at 0.001 mass% or more, but excessive addition is harmful to fatigue strength, so Pb is 0.3 mass% or less, Bi is 0.3 mass% or less, Te is 0.3 mass% or less, Se is It is preferable to add 0.3 mass% or less and REM 0.2 mass% or less.

上記した元素以外の残部はFeおよび不可避的不純物である。不可避的不純物としては、P、S、OおよびCr等があげられる。
すなわち、Pは、粒界強度を低下させることにより疲労強度を低下させ、また焼割れを助長する弊害もあるが、0.05mass%までは許容できる。
Sは、鋼中でMnS を形成し、切削性を向上させる作用を有するが、0.02mass%を超えて含有されると粒界に偏析して粒界強度を低下させるため、0.02mass%までが許容できる。さらには、0.003mass%以下にまで低減することがより好ましい。
Oは、酸化物系介在物として鋼中に存在するが、O含有量が多いと疲労寿命が低下する。この点を考慮すると、許容できる上限は0.02mass%である。
Crは、黒鉛の析出を抑制するため、含有されることは好ましくない。しかし、0.1mass%以下であれば許容できる。
The balance other than the above elements is Fe and inevitable impurities. Inevitable impurities include P, S, O and Cr.
That is, P lowers the fatigue strength by lowering the grain boundary strength, and also has the detrimental effect of promoting cracking, but is acceptable up to 0.05 mass%.
S forms MnS in steel and has the effect of improving the machinability. However, if it is contained in excess of 0.02 mass%, it segregates at the grain boundary and lowers the grain boundary strength. acceptable. Furthermore, it is more preferable to reduce to 0.003 mass% or less.
O exists in steel as an oxide inclusion, but if the O content is large, the fatigue life is reduced. Considering this point, the allowable upper limit is 0.02 mass%.
Since Cr suppresses the precipitation of graphite, it is not preferable to contain Cr. However, 0.1 mass% or less is acceptable.

なお、安定して被削性の向上に十分な黒鉛析出を得るためには、C:0.7mass%以上、Si:1.3mass%以上とすることが特に好ましい。
以上、好適成分組成範囲について説明したが、本発明では、成分組成を上記の範囲に限定するだけでは不十分であり、等速ジョイント内輪の鋼組織を上記のように調整することが重要である。
In order to stably obtain sufficient graphite precipitation for improving machinability, it is particularly preferable to set C: 0.7 mass% or more and Si: 1.3 mass% or more.
The preferred component composition range has been described above, but in the present invention, it is not sufficient to limit the component composition to the above range, and it is important to adjust the steel structure of the constant velocity joint inner ring as described above. .

次に、本発明の等速ジョイント内輪を製造する条件について説明する。
まず、所定の成分組成に調整した鋼材を熱間棒鋼圧延して得た棒鋼を所定長さに切断し、その後熱間鍛造によって等速ジョイント内輪形状を粗成形し、さらに切削加工にて転動面を成形並びに、外周部の加工を施し、必要に応じて焼ならしを施し、次いで転造加工によって嵌合面にドライブシャフトがスプライン結合するための条溝を成形して製品とする。さらに、必要に応じて、高周波焼入れを施すことも可能である。
Next, conditions for manufacturing the constant velocity joint inner ring of the present invention will be described.
First, a steel bar obtained by hot-rolling a steel material adjusted to a predetermined component composition is cut into a predetermined length, and then a constant-velocity joint inner ring shape is roughly formed by hot forging, and further rolled by cutting. The surface is molded and the outer peripheral portion is processed, and if necessary, the surface is normalized, and then a groove for spline coupling of the drive shaft to the mating surface is formed by rolling to obtain a product. Furthermore, induction hardening can be performed as necessary.

この際、熱間加工するに当っての加熱温度を950 ℃以上とし、次いで70%以上の加工率とする必要がある。熱間加工時の加熱温度を950 ℃以上とすることによって、鋼中のCを固溶させておき、さらに熱間加工時の加工率を70%以上とすることによって、組織を微細化する。そして、加工率70%以上という強加工による組織の微細化と、適量のBおよびN含有によるBN析出とにより、多量に黒鉛析出サイトを生成し、熱間加工後の冷却過程において、鋼中Cの1mass%以上を微細な黒鉛粒として析出させ、かつ黒鉛の平均粒径を5μm 以下の微細なものとする。   At this time, it is necessary to set the heating temperature for hot working to 950 ° C. or higher and then to a processing rate of 70% or higher. By setting the heating temperature during hot working to 950 ° C. or higher, C in the steel is dissolved, and the processing rate during hot working is set to 70% or higher to refine the structure. And, by refining the structure by strong processing with a processing rate of 70% or more and BN precipitation by containing appropriate amounts of B and N, a large amount of graphite precipitation sites are generated, and in the cooling process after hot working, 1 mass% or more is precipitated as fine graphite grains, and the average particle diameter of the graphite is 5 μm or less.

すなわち、熱間加工時の加熱温度が950 ℃未満であると、加工率を70%以上としたとしても、後の冷却過程でのCの黒鉛化が不十分となるため、全C量に対する黒鉛となったC量の比率を1mass%以上とすることができなくなる。なお、熱間加工時の加熱温度が1200℃超であると、結晶粒径の粗大化を招くので、1200℃以下が好ましい。   That is, if the heating temperature during hot working is less than 950 ° C., the graphitization of C in the subsequent cooling process becomes insufficient even if the processing rate is set to 70% or more. It becomes impossible to make the ratio of C amount 1 mass% or more. If the heating temperature during hot working is higher than 1200 ° C, the crystal grain size becomes coarse, so 1200 ° C or lower is preferable.

また、加工率が70%未満であると、黒鉛粒が粗大化するため、黒鉛粒の平均粒径を5μm 以下とすることができなくなる。ここで、Cを上記の量および平均粒径で黒鉛化するためには、熱間加工後の600℃までの冷却速度を0.2℃/s以下とすることが好ましい。また、600℃まで低下した後の冷却速度は10℃/s以下とすることが好ましい。
なお、本発明において、熱間加工時の加工率とは、加工前後での、加工方向と直交する断面の面積の変化率のことを言い、加工前断面積S0 、加工後断面積S3 とから(S0 −S3 )/S0×100で求められる値(%)である。
On the other hand, when the processing rate is less than 70%, the graphite grains are coarsened, so that the average grain diameter of the graphite grains cannot be made 5 μm or less. Here, in order to graphitize C with the above amount and average particle diameter, it is preferable that the cooling rate to 600 ° C. after hot working is 0.2 ° C./s or less. Moreover, it is preferable that the cooling rate after lowering to 600 ° C. is 10 ° C./s or less.
In the present invention, the processing rate at the time of hot processing means the rate of change in the area of the cross section perpendicular to the processing direction before and after processing, and the cross-sectional area before processing S 0 and the cross-sectional area after processing S 3. (S 0 −S 3 ) / S 0 × 100 (%).

ここで、熱間加工は、1150℃以上および/または980℃以下750℃以上の温度域における総加工率を70%以上とし、かつ1150℃未満980℃超の温度域においては加工を施さない(加工率0%)か、あるいは施す場合でも加工率を10%以下とすることが、特に好ましい。   Here, in the hot working, the total working rate in the temperature range of 1150 ° C. or higher and / or 980 ° C. or lower and 750 ° C. or higher is set to 70% or higher, and no processing is performed in the temperature range lower than 1150 ° C. and higher than 980 ° C. ( It is particularly preferable that the processing rate is 10% or less even when the processing rate is 0%.

すなわち、980℃以下750℃以上の温度域において、加工率を70%以上とした強加工を行って組織を微細化するとともに、上記したように、適量のBおよびNの含有にてBNを析出させて多量に黒鉛析出サイトを生成させることによって、熱間加工後の冷却過程において、鋼中Cの1mass%以上を微細な黒鉛粒として析出させ、かつ黒鉛の平均粒径を適度に微細なものとする。また、熱間加工を行う際、1150℃未満980℃超の温度領域は、BNの粗大析出が著しい温度域であるため、この温度域で加工すると、加工方向に伸長したオーステナイト粒界にBNが加工誘起析出するとともに整列し、連続した形態での析出もしくは加工方向に連結した長大な析出となる。該BNは、さらに低温での黒鉛析出温度域において黒鉛の優先析出サイトとなり、長大な黒鉛析出を誘発する傾向が著しい。かような事態を回避するため、1150℃未満980℃超の温度域における加工率を10%以下、好ましくは0%とすると、黒鉛の平均粒径を非常に微細にでき、平均粒径で1〜2μmが達成できる。   That is, in the temperature range of 980 ° C. or lower and 750 ° C. or higher, strong processing is performed with a processing rate of 70% or higher to refine the structure, and as described above, BN is precipitated with an appropriate amount of B and N contained. By generating a large amount of graphite precipitation sites, 1 mass% or more of C in the steel is precipitated as fine graphite grains in the cooling process after hot working, and the average particle size of graphite is moderately fine And In addition, when performing hot working, the temperature range of less than 1150 ° C. and over 980 ° C. is a temperature range in which coarse precipitation of BN is remarkable. Processing induced precipitation and alignment result in continuous form precipitation or long precipitation connected in the processing direction. The BN becomes a preferential precipitation site of graphite in a graphite precipitation temperature range at a lower temperature, and has a remarkable tendency to induce long graphite precipitation. In order to avoid such a situation, if the processing rate in the temperature range below 1150 ° C. and over 980 ° C. is 10% or less, preferably 0%, the average particle size of graphite can be made very fine, and the average particle size is 1 ˜2 μm can be achieved.

なお、1150℃以上および/または980℃以下750℃以上の温度域における総加工率、1150℃未満980℃超の温度域における加工率は、それぞれ次の定義によるものとする。すなわち、初期断面積S0、1150℃以上で加工後の断面積S1、1150℃未満980℃超で加工後の断面積S2、980℃以下750℃以上で加工後の断面積S3とした時に、1150℃以上での加工率R1、1150℃未満980℃超での加工率R2、980℃以下750℃以上での加工率R3は、
R1(%)=(S0−S1)/S0×100
R2(%)=(S1−S2)/S0×100
R3(%)=(S2−S3)/S0×100
とする。本発明の製造方法では、R1+R3を70%以上とし、R2を10%以下とすることが最も好ましい。
The total processing rate in the temperature range of 1150 ° C. or higher and / or 980 ° C. or lower and 750 ° C. or higher, and the processing rate in the temperature range lower than 1150 ° C. and higher than 980 ° C. shall be as follows. That is, when the initial cross-sectional area S0, the cross-sectional area S1 after processing at 1150 ° C. or higher, the cross-sectional area S2 after processing below 1150 ° C. and higher than 980 ° C., and the cross-sectional area S3 after processing at 750 ° C. or higher below 750 ° C. Processing rate R1 above ℃, processing rate R2 below 1150 ° C and above 980 ° C, processing rate R3 below 980 ° C and above 750 ° C,
R1 (%) = (S0-S1) / S0 × 100
R2 (%) = (S1-S2) / S0 × 100
R3 (%) = (S2-S3) / S0 × 100
And In the production method of the present invention, it is most preferable that R1 + R3 is 70% or more and R2 is 10% or less.

そして、1150℃以上および/または980℃以下750℃以上の温度域における総加工率を70%以上、1150℃未満980℃超の温度領域での加工が10%以下であれば、加工歪がBN析出形態に及ぼす影響は最小限で整列化はわずかであり、黒鉛の平均粒径を1〜2μm、粒径が5μm以下の黒鉛粒として析出したC量を全C量の1mass%以上50mass%未満とすることができ、黒鉛の工具潤滑作用を十分に発現させつつ、特に転動疲労特性に優れた等速ジョイント内輪を得ることができる。   If the total processing rate in the temperature range of 1150 ° C or higher and / or 980 ° C or lower and 750 ° C or higher is 70% or higher, and the processing in the temperature range below 1150 ° C and higher than 980 ° C is 10% or lower, the processing strain is BN The effect on the precipitation form is minimal and the alignment is slight. The amount of C deposited as graphite grains having an average particle diameter of 1-2 μm and a particle diameter of 5 μm or less is 1 mass% or more and less than 50 mass% of the total C amount. Thus, a constant velocity joint inner ring excellent in rolling fatigue characteristics can be obtained while sufficiently exhibiting the tool lubricating effect of graphite.

その後、上記したように、表面切削加工を施して転動面ならびに外周部を形成し、さらに転造加工によって嵌合面に条溝を形成すれば、等速ジョイントの内輪が得られる。   Thereafter, as described above, the inner ring of the constant velocity joint can be obtained by forming a rolling surface and an outer peripheral portion by surface cutting and further forming a groove on the fitting surface by rolling.

かくして得られた等速ジョイントに、さらに高周波焼入れを、疲労特性が要求される部位、例えば転動面および/または嵌合面に代表される部分、あるいは全面に施すことによって、極めて高い強度及び疲労強度を付与することが可能である。すなわち、析出した黒鉛が部品の外周部分で母相に再固溶し、焼き入れられることによって、硬化層を形成することができる。高周波焼入れは、800℃以上の加熱温度として行えばよい。800℃未満では硬化層が十分に得られない。   The constant velocity joint thus obtained is further subjected to induction hardening on a portion where fatigue characteristics are required, for example, a part represented by a rolling surface and / or a mating surface, or the entire surface, thereby providing extremely high strength and fatigue. It is possible to impart strength. That is, the precipitated graphite is re-dissolved in the matrix at the outer peripheral portion of the part and quenched, whereby a hardened layer can be formed. Induction hardening may be performed at a heating temperature of 800 ° C. or higher. If it is less than 800 ° C., a cured layer cannot be obtained sufficiently.

なお、高周波焼入れ行った場合には、その表面に硬化層が形成し焼入れ組織となるため、上述のフェライト、セメンタイトおよび黒鉛からなる組織とならないが、硬化層以外の部分が、フェライト、セメンタイトおよび黒鉛からなる組織となる。   In addition, when induction hardening is performed, a hardened layer is formed on the surface to form a hardened structure, so that the structure composed of the above-described ferrite, cementite, and graphite is not formed, but portions other than the hardened layer are formed of ferrite, cementite, and graphite. An organization consisting of

表1に示す化学組成の鋼を転炉で溶製し、連続鋳造機により400 ×540mm のブルームに鋳造した後、熱間圧延により150mm 角のビレットとした。このビレットを熱間圧延にて径が27mm〜57mmの棒鋼となした後、空冷した。   Steel having the chemical composition shown in Table 1 was melted in a converter, cast into a 400 × 540 mm bloom by a continuous casting machine, and then hot rolled into a 150 mm square billet. The billet was hot rolled into a steel bar having a diameter of 27 mm to 57 mm, and then air-cooled.

ついで、この棒鋼を所定長さに切断後、表2に示すように、種々の加熱温度および熱間鍛造によって等速ジョイント内輪形状(外径:45mmおよび内径:20mm)を成形し空冷した後、切削加工にて転動面ならびに外周部を成形し、さらに転造加工によって嵌合面にスプライン結合のための条溝を形成した。
また、一部の試料(No.75および76)については、比較のために、上記熱間鍛造に続く空冷後に、黒鉛化処理(700℃×6h)を行って、黒鉛析出量/全C量を50%超としたものも作製した。
Next, after cutting this steel bar to a predetermined length, as shown in Table 2, after forming a constant velocity joint inner ring shape (outer diameter: 45 mm and inner diameter: 20 mm) by various heating temperatures and hot forging and air cooling, The rolling surface and the outer peripheral portion were formed by cutting, and a groove for spline coupling was formed on the fitting surface by rolling.
For some samples (No. 75 and 76), for comparison, after air cooling following the hot forging, graphitization (700 ° C. × 6 h) was performed, and the amount of precipitated graphite / total amount of C A product with more than 50% was also produced.

かくして得られた等速ジョイント内輪の断面の金属組織を観察すると共に、走査型電子顕微鏡組織において観察される、析出黒鉛の平均面積率を画像解析装置により測定し、比重と析出量率とから析出C量率を算出した。但し、一部の試料では、未固溶の大型黒鉛が組織中に残存していたが、これらと区別して、析出径10μm以下の黒鉛を析出した黒鉛とみなして処理した。   While observing the metal structure of the cross section of the constant velocity joint inner ring thus obtained, the average area ratio of the precipitated graphite observed in the scanning electron microscope structure was measured by an image analyzer, and the precipitation was determined from the specific gravity and the precipitation amount ratio. The C amount rate was calculated. However, in some samples, undissolved large-sized graphite remained in the structure, but was distinguished from these and treated by treating graphite having a precipitation diameter of 10 μm or less as precipitated graphite.

また、得られた等速ジョイント内輪は、その嵌合面にドライブシャフトを嵌合するとともに、等速ジョイント外輪のマウス部にボール(鋼球)を介して装着し、一方等速ジョイント外輪のステム部にハブを嵌合することによって、等速ジョイントユニットとした(図1参照)。なお、ボール、外輪、ドライブシャフトおよびハブの仕様は下記の通りである。

ボール:高炭素クロム軸受鋼SUJ2の焼入れ焼戻し鋼
外輪:機械構造用炭素鋼の高周波焼入れ焼戻し鋼
ハブ:機械構造用炭素鋼の高周波焼入れ焼戻し鋼
ドライブシャフト:機械構造用炭素鋼の高周波焼入れ焼戻し鋼
In addition, the obtained constant velocity joint inner ring is fitted with a drive shaft on its fitting surface, and is mounted on the mouse portion of the constant velocity joint outer ring via a ball (steel ball), while the constant velocity joint outer ring stem By fitting a hub to the part, a constant velocity joint unit was obtained (see FIG. 1). The specifications of the ball, outer ring, drive shaft, and hub are as follows.
Ball: Quenched and tempered steel of high carbon chromium bearing steel SUJ2 Outer ring: Induction-quenched and tempered steel of carbon steel for machine structure Hub: Induction-quenched and tempered steel of carbon steel for machine structure Drive shaft: Induction-hardened and tempered steel of carbon steel for machine structure

次に、この等速ジョイントユニットを用いて、ドライブシャフトの回転運動を等速ジョイントの内輪そして内輪を経てハブに伝える動力伝達系において、ドライブシャフトの嵌合部のすべり転動疲労、および、ボールの転動面の転動疲労に関する耐久試験を行った。   Next, in this power transmission system that uses this constant velocity joint unit to transmit the rotational movement of the drive shaft to the hub via the inner ring and inner ring of the constant velocity joint, the sliding rolling fatigue of the fitting portion of the drive shaft and the ball An endurance test on rolling fatigue of the rolling contact surface was conducted.

ここで、すべり転動疲労試験は、最大トルク:4900 N・m のねじり疲労試験機を用いて、等速ジョイントユニットのハブとドライブシャフトとの間に、最大トルク700N・m の条件下で周波数2Hzの両振りで繰り返しねじり力を負荷し、等速ジョイント内輪のスプライン部(ドライブシャフトとの嵌合面)にすべり転動による破損が起こるまでの時間を、すべり転動疲労寿命として評価した。   Here, the sliding rolling fatigue test uses a torsional fatigue tester with a maximum torque of 4900 N · m, and the frequency between the hub of the constant velocity joint unit and the drive shaft under the condition of a maximum torque of 700 N · m. The torsional force was repeatedly applied by swinging at 2 Hz, and the time until the spline part (fitting surface with the drive shaft) of the constant velocity joint inner ring was damaged due to slip rolling was evaluated as the sliding rolling fatigue life.

転動疲労試験は、トルク:900 N ・m 、作動角(内輪の軸線とドライブシャフト軸線とがなす角度):20°および回転数:300rpmの条件下で動力伝達を行い、等速ジョイント内輪の転動面にはく離が生じるまでの時間を転動疲労寿命として評価した。なお、ここでドライブシャフト、等速ジョイント外輪等の寸法、形状は、耐久試験時に等速ジョイント内輪が最弱部となるように設定した。   In the rolling fatigue test, power is transmitted under the conditions of torque: 900 N · m, operating angle (angle formed by the inner ring axis and drive shaft axis): 20 °, and rotation speed: 300 rpm. The time until separation occurred on the rolling surface was evaluated as the rolling fatigue life. Here, the dimensions and shapes of the drive shaft, constant velocity joint outer ring, etc. were set so that the constant velocity joint inner ring would be the weakest part during the durability test.

また、被削性については、内輪外周部の切削加工における切りくず長さをS40Cの場合と比較し、平均長さがS40Cの同条件切削での平均切くず長さより短い場合を良好、同等または長い場合を不良と評価した。外周切削条件は、周速300m/分、送り1mm/rev.の施削とし、超硬バイトを使用し、切込み深さを1mmとして実施した。   As for machinability, the chip length in the cutting process of the outer periphery of the inner ring is compared with the case of S40C, and the case where the average length is shorter than the average chip length in the same condition cutting of S40C is good, equivalent or The long case was evaluated as bad. Peripheral cutting conditions were as follows: peripheral speed 300m / min, feed 1mm / rev., Carbide tool, cutting depth 1mm.

Figure 0004487749
Figure 0004487749

Figure 0004487749
Figure 0004487749

Figure 0004487749
Figure 0004487749

Figure 0004487749
Figure 0004487749

Figure 0004487749
Figure 0004487749

被削性は、組織中の黒鉛の存在と密接に関わり、表2に示したように、黒鉛が全C量の1mass%以上析出している素材でいずれも良好な被削性が得られることがわかる。また、疲労特性は、黒鉛の平均粒径が5μm以下である場合に良好である。   The machinability is closely related to the presence of graphite in the structure, and as shown in Table 2, good machinability can be obtained with any material in which graphite is precipitated by 1 mass% or more of the total C content. I understand. Further, the fatigue characteristics are good when the average particle diameter of graphite is 5 μm or less.

さらに、上記と同じ条件で作製した等速ジョイント内輪に、周波数:50Hzの高周波焼入れ装置を用いて、焼入れまたは焼入れ焼戻しを行った後、転動面ならびに外周部を仕上げ加工し、外周切削の際の切りくず長さの比較で切削性を在来のS40C材の同等材の場合と比較した。その結果を、仕上加工性として表3中に示す。また、上記と同様に、ドライブシャフトの嵌合部のすべり転動疲労強度、および、ボールの転動面の転動疲労強度にについても評価した。その結果をまとめて表3中に示すが、いずれも自動車部品として実用のS40Cの性能を上回る良好な特性が得られることがわかる。   Furthermore, the constant velocity joint inner ring produced under the same conditions as above was quenched or tempered using an induction hardening device with a frequency of 50 Hz, and then the rolling surface and the outer peripheral part were finished and subjected to outer peripheral cutting. By comparing the chip lengths, the machinability was compared with that of conventional S40C material. The results are shown in Table 3 as finish workability. Similarly to the above, the sliding rolling fatigue strength of the fitting portion of the drive shaft and the rolling fatigue strength of the rolling surface of the ball were also evaluated. The results are collectively shown in Table 3, and it can be seen that good characteristics exceeding the performance of S40C practical for automobile parts can be obtained.

Figure 0004487749
Figure 0004487749

等速ジョイントの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of a constant velocity joint. 等速ジョイント内輪における表面硬化層を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the surface hardening layer in a constant velocity joint inner ring | wheel.

符号の説明Explanation of symbols

1 ドライブシャフト
2 ハブ
3 等速ジョイント
4 外輪
4a マウス部
4b ステム部
5 内輪
5a 転動面
5b 嵌合面
6 ボール
7 表面硬化層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive shaft 2 Hub 3 Constant velocity joint 4 Outer ring 4a Mouse | mouth part 4b Stem part 5 Inner ring 5a Rolling surface 5b Fitting surface 6 Ball 7 Surface hardening layer

Claims (9)

C:0.2〜1.5mass%、
Si:0.3〜2.0mass%、
Mn:1.5mass%以下、
B:0.0005〜0.015mass%および
N:0.001〜0.015mass%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物の組成を有し、
鋼組織が、フェライト、セメンタイトおよび黒鉛からなり、該黒鉛は平均粒径が5μm以下で、しかも粒径が10μm以下の黒鉛粒として析出したC量が全C量の1mass%以上50mass%以下である、炭素鋼からなることを特徴とする等速ジョイント内輪。
C: 0.2-1.5 mass%
Si: 0.3-2.0mass%
Mn: 1.5 mass% or less,
B: 0.0005 to 0.015 mass% and
N: 0.001 to 0.015 mass%
Having a composition of the balance Fe and inevitable impurities,
The steel structure is composed of ferrite, cementite and graphite, and the graphite has an average particle size of 5 μm or less, and the amount of C precipitated as graphite grains having a particle size of 10 μm or less is 1 mass% to 50 mass% of the total C content. A constant velocity joint inner ring made of carbon steel.
C:0.2〜1.5mass%、
Si:0.3〜2.0mass%、
Mn:1.5mass%以下、
B:0.0005〜0.015mass%および
N:0.001〜0.015mass%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物の組成を有し、
フェライト、セメンタイトおよび黒鉛からなり、該黒鉛は平均粒径が5μm以下で、しかも粒径が10μm以下の黒鉛粒として析出したC量が全C量の1mass%以上50mass%以下である鋼組織と、少なくとも疲労特性が要求される部位に施された高周波焼入れによる焼入れ組織とを有する、炭素鋼からなることを特徴とする等速ジョイント内輪。
C: 0.2-1.5 mass%
Si: 0.3-2.0mass%
Mn: 1.5 mass% or less,
B: 0.0005 to 0.015 mass% and
N: 0.001 to 0.015 mass%
Having a composition of the balance Fe and inevitable impurities,
A steel structure comprising ferrite, cementite and graphite, wherein the graphite has an average particle size of 5 μm or less, and the amount of C precipitated as graphite particles having a particle size of 10 μm or less is 1 mass% to 50 mass% of the total C content; A constant velocity joint inner ring made of carbon steel having at least a hardened structure by induction hardening applied to a portion requiring fatigue characteristics.
請求項1または2において、前記炭素鋼は、さらに
Mo:3.0mass%以下、
W:3.0mass%以下、
Al:0.06mass%以下、
Ti:0.05mass%以下、
Ni:3.0mass%以下、
Co:3.0mass%以下、
V:0.1mass%以下、
Cu:1.5mass%以下、
Nb:0.07mass%以下および
Ta:0.20mass%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする等速ジョイント内輪。
The carbon steel according to claim 1 or 2, further comprising:
Mo: 3.0mass% or less,
W: 3.0mass% or less,
Al: 0.06 mass% or less,
Ti: 0.05 mass% or less,
Ni: 3.0mass% or less,
Co: 3.0mass% or less,
V: 0.1 mass% or less,
Cu: 1.5 mass% or less,
Nb: 0.07 mass% or less and
Ta: 0.20mass% or less
A constant velocity joint inner ring characterized by containing one or more selected from the group consisting of:
請求項1乃至3のいずれかにおいて、前記炭素鋼は、さらに
Ca:0.008mass%以下、
Mg:0.005mass%以下、
Zr:0.10mass%以下、
Pb:0.30mass%以下、
Bi:0.30mass%以下、
Te:0.30mass%以下、
Se:0.30mass%以下および
REM:0.20mass%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする等速ジョイント内輪。
The carbon steel according to any one of claims 1 to 3 , further comprising:
Ca: 0.008 mass% or less,
Mg: 0.005 mass% or less,
Zr: 0.10 mass% or less,
Pb: 0.30 mass% or less,
Bi: 0.30 mass% or less,
Te: 0.30 mass% or less,
Se: 0.30 mass% or less and
REM: A constant velocity joint inner ring characterized by containing one or more selected from 0.20 mass% or less .
C:0.2〜1.5mass%、
Si:0.3〜2.0mass%、
Mn:1.5mass%以下、
B:0.0005〜0.015mass%および
N:0.001〜0.015mass%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する炭素鋼を素材とし、該素材に、950℃以上で加熱を施し、その後、1150℃以上の加工率R1、1150℃未満〜980℃超の加工率R2、980℃以下750℃以上での加工率R3の合計値である全加工率が70%以上の熱間加工を施すことを特徴とする等速ジョイント内輪の製造方法
C: 0.2-1.5 mass%
Si: 0.3-2.0mass%
Mn: 1.5 mass% or less,
B: 0.0005 to 0.015 mass% and
N: 0.001 to 0.015 mass%
Carbon steel having a composition composed of the balance Fe and inevitable impurities, and heating the material at 950 ° C. or higher, and thereafter processing rate R1 of 1150 ° C. or higher, less than 1150 ° C. to over 980 ° C. A method for producing a constant velocity joint inner ring , wherein hot working is performed with a total machining rate of 70% or more, which is a total value of a machining rate R2 and a machining rate R3 of 980 ° C. or lower and 750 ° C. or higher .
C:0.2〜1.5mass%、
Si:0.3〜2.0mass%、
Mn:1.5mass%以下、
B:0.0005〜0.015mass%および
N:0.001〜0.015mass%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する炭素鋼を素材とし、該素材に950℃以上で加熱を施し、その後1150℃以上の加工率R1、1150℃未満〜980℃超の加工率R2、980℃以下750℃以上での加工率R3の合計値である全加工率が70%以上の熱間加工を施し、さらに少なくとも疲労特性が要求される部位に高周波焼入れを行うことを特徴とする等速ジョイント内輪の製造方法。
C: 0.2-1.5 mass%
Si: 0.3-2.0mass%
Mn: 1.5 mass% or less,
B: 0.0005 to 0.015 mass% and N: 0.001 to 0.015 mass%
Carbon steel having a composition comprising the balance Fe and inevitable impurities, and heating the material at a temperature of 950 ° C. or higher, followed by a processing rate R1 of 1150 ° C. or higher and a processing of less than 1150 ° C. to more than 980 ° C. that all working rate is the sum of the working ratio R3 at a rate R2,980 ° C. or less 750 ° C. or higher to facilities for hot working of 70% or more, further performing induction hardening at a site at least fatigue characteristics are required A method of manufacturing a constant velocity joint inner ring, which is characterized.
請求項5または6において、前記素材は、さらに
Mo:3.0mass%以下、
W:3.0mass%以下、
Al:0.06mass%以下、
Ti:0.05mass%以下、
Ni:3.0mass%以下、
Co:3.0mass%以下、
V:0.1mass%以下、
Cu:1.5mass%以下、
Nb:0.07mass%以下および
Ta:0.20mass%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする等速ジョイント内輪の製造方法。
7. The material according to claim 5, wherein the material further includes
Mo: 3.0mass% or less,
W: 3.0mass% or less,
Al: 0.06 mass% or less,
Ti: 0.05 mass% or less,
Ni: 3.0mass% or less,
Co: 3.0mass% or less,
V: 0.1 mass% or less,
Cu: 1.5 mass% or less,
Nb: 0.07 mass% or less and
Ta: 0.20mass% or less
The manufacturing method of the constant velocity joint inner ring | wheel characterized by including 1 type, or 2 or more types chosen from these .
請求項5乃至7のいずれかにおいて、前記素材は、さらに
Ca:0.008mass%以下、
Mg:0.005mass%以下、
Zr:0.10mass%以下、
Pb:0.30mass%以下、
Bi:0.30mass%以下、
Te:0.30mass%以下、
Se:0.30mass%以下および
REM:0.20mass%以下
から選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする等速ジョイント内輪の製造方法。
The material according to any one of claims 5 to 7 , further comprising:
Ca: 0.008 mass% or less,
Mg: 0.005 mass% or less,
Zr: 0.10 mass% or less,
Pb: 0.30 mass% or less,
Bi: 0.30 mass% or less,
Te: 0.30 mass% or less,
Se: 0.30 mass% or less and
REM: A method for producing a constant velocity joint inner ring, comprising one or more selected from 0.20 mass% or less .
請求項5乃至8のいずれかにおいて、前記加工率R2が0〜10%であることを特徴とする等速ジョイント内輪の製造方法。9. The method for manufacturing a constant velocity joint inner ring according to claim 5, wherein the processing rate R2 is 0 to 10%.
JP2004347887A 2004-02-27 2004-11-30 Constant velocity joint inner ring and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP4487749B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004347887A JP4487749B2 (en) 2004-02-27 2004-11-30 Constant velocity joint inner ring and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004053567 2004-02-27
JP2004347887A JP4487749B2 (en) 2004-02-27 2004-11-30 Constant velocity joint inner ring and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005273007A JP2005273007A (en) 2005-10-06
JP4487749B2 true JP4487749B2 (en) 2010-06-23

Family

ID=35172983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004347887A Expired - Fee Related JP4487749B2 (en) 2004-02-27 2004-11-30 Constant velocity joint inner ring and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4487749B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007031079B4 (en) * 2006-07-05 2021-05-20 Neumayer Tekfor Engineering Gmbh Torque transmission device, such as constant velocity constant velocity universal joint for drive shafts and methods of manufacture
KR101448358B1 (en) * 2012-11-28 2014-10-07 현대다이모스(주) Boron alloy steel for hollow type axle shaft manufacturing method of axle shaft for vehicle using the same
CN112410651B (en) * 2020-11-10 2021-11-30 包头钢铁(集团)有限责任公司 Preparation method of 550 MPa-grade excellent-performance steel strip for automobile transmission shaft pipe

Also Published As

Publication number Publication date
JP2005273007A (en) 2005-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4645593B2 (en) Machine structural component and method of manufacturing the same
KR101520208B1 (en) Case hardening steel, method for producing same, and mechanical structural part using case hardening steel
JP4706183B2 (en) Seamless steel pipe and manufacturing method thereof
WO2012046779A1 (en) Case hardened steel and method for producing the same
WO2010116555A1 (en) Steel for case hardening which has excellent cold workability and machinability and which exhibits excellent fatigue characteristics after carburizing and quenching, and process for production of same
JP6631640B2 (en) Case hardened steel, carburized parts and method of manufacturing case hardened steel
JP4609112B2 (en) Mechanical structural rod parts with excellent fatigue characteristics
JP2010163666A (en) Case hardening steel having excellent coarse grain preventing property on carburizing and fatigue property, and production method thereof
JP5472063B2 (en) Free-cutting steel for cold forging
US20050205168A1 (en) Crankshaft
JP4983291B2 (en) Steel
JP4487749B2 (en) Constant velocity joint inner ring and manufacturing method thereof
JP2005273010A (en) Toothed gear and manufacturing method therefor
JP4281501B2 (en) Steel material excellent in machinability and fatigue characteristics and method for producing the same
JP4243852B2 (en) Steel for carburized parts or carbonitrided parts, method for producing carburized parts or carbonitrided parts
JP4170294B2 (en) Steel for machine structures and drive shafts with excellent rolling, fire cracking and torsional properties
JP2005273006A (en) Outer ring of constant velocity joint and manufacturing method therefor
JP3472675B2 (en) High-strength free-cut non-heat treated steel
JP4127145B2 (en) Constant velocity joint inner ring with excellent fatigue characteristics and manufacturing method thereof
JP2002012952A (en) Tool steel for cold working
JP4127143B2 (en) Constant velocity joint outer ring having excellent fatigue characteristics and method of manufacturing the same
JP2006124815A (en) Steel material superior in machinability and fatigue strength
JPH11106866A (en) Case hardening steel excellent in preventability of coarse grain and its production
JP5907416B2 (en) Method for producing hot work tool steel with excellent toughness
JP5755965B2 (en) Steel for connecting rod and connecting rod

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060607

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070927

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20091126

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091208

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100208

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20100208

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: 20100309

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100322

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130409

Year of fee payment: 3

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: 20130409

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140409

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees