JP4655528B2 - 高強度機械構造用部品の製造方法、および高強度機械構造用部品 - Google Patents
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減圧炉の加熱昇温時に前記減圧炉の温度が所定温度に達した時点で窒化処理を行う工程と、
その後さらに前記減圧炉を加熱昇温させて浸炭処理を行う浸炭工程と、
次いで、前記減圧炉の降温時に、前記減圧炉の温度が前記浸炭工程における温度よりも低く、かつ、焼入れ可能な温度よりも高い温度に下がった時点で窒化処理を再び行う工程と、を含んでいることを特徴とする高強度機械構造用部品の製造方法である。
図1(A)は、本発明の第1の実施形態の説明に供する熱処理パターンを示す図、図1(B)は、機械構造用部品のエッジ部における表層の炭素濃度および窒素濃度の分布状態を示す模式図である。
図2(A)は、本発明の第2の実施形態の説明に供する熱処理パターンを示す図、図2(B)は、機械構造用部品のエッジ部における表層の炭素濃度および窒素濃度の分布状態を示す模式図である。
図3(A)(B)は、本発明の第3の実施形態の説明に供する浸炭工程S2のパターンを示す図である。
第2、第3の実施形態のように高濃度窒化の場合は、表面硬さを750Hv以上とするために、ショットピーニングを組み合わせてもよい。これにより、曲げ疲れ強さや耐ピッチング性をさらに向上させた上で、高濃度窒化を組み合わせても、真空浸炭が本来的に備える迅速化の効果が損なわれることがなく、短時間で機械構造用部品の表面改質を行うことができる。
機械構造用部品の素材として、肌焼鋼であるJIS SCM420Hを用い、ハイポイドギヤおよびドライブピニオンを作成した。
実施例1と同様に、機械構造用部品の素材として、肌焼鋼であるJIS SCM420Hを用い、ハイポイドギヤおよびドライブピニオンを作成した。
歯車の疲れ強さを評価するため、噛み合い疲労試験を実施した。供試条件は、入力軸トルクで、430kgfm、340kgfmの2条件で、供試油温度を90℃に設定した。105回破損トルクを比較すると、発明例では従来例に対し、10%程度向上することが確認された。
S2 浸炭工程、
S3 降温時の窒化工程、
T1 加熱昇温時に窒化処理を行う所定温度、
T2 浸炭処理温度、
T3 焼入れ保持温度(焼入れ可能な温度よりも高い温度)。
Claims (11)
- 素材としての機械構造用肌焼鋼に対して減圧炉内で真空浸炭および窒化処理を減圧下で行って機械構造用部品を製造する方法において、
減圧炉の加熱昇温時に前記減圧炉の温度が所定温度に達した時点で窒化処理を行う工程と、
その後さらに前記減圧炉を加熱昇温させて浸炭処理を行う浸炭工程と、
次いで、前記減圧炉の降温時に、前記減圧炉の温度が前記浸炭工程における温度よりも低く、かつ、焼入れ可能な温度よりも高い温度に下がった時点で窒化処理を再び行う工程と、を含んでいることを特徴とする高強度機械構造用部品の製造方法。 - 焼入れ可能な温度よりも高い温度は、減圧炉の加熱昇温時に行う窒化処理温度よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の高強度機械構造用部品の製造方法。
- 前記浸炭工程は、前記減圧炉内で間欠的に浸炭用ガスを供給して、浸炭処理と拡散処理とが繰り返し行われることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の高強度機械構造用部品の製造方法。
- 前記浸炭用ガスとともに窒化用ガスを加えて間欠的に供給することを特徴とする請求項3に記載の高強度機械構造用部品の製造方法。
- 前記浸炭用ガスが供給されない前記拡散処理時に、窒化用ガスを供給することを特徴とする請求項3に記載の高強度機械構造用部品の製造方法。
- 前記機械構造用部品の表層の炭素濃度が、
平面部 :0.50〜0.70%C、
エッジ部:0、70〜0.90%Cであり、かつ、
表層の窒素濃度が、
平面部 :0.1〜0.2%N、
エッジ部:0.2〜0.3%Nである請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の高強度機械構造用部品の製造方法。 - 前記機械構造用部品の表層の炭素濃度が、
平面部 :0.50〜0.70%C、
エッジ部:0.70〜0.90%Cであり、かつ、
表層の窒素濃度が、
平面部 :0.3〜0.7%N、
エッジ部:0.3〜0.8%Nである請求項4または請求項5に記載の高強度機械構造用部品の製造方法。 - 前記機械構造用部品が歯車部品である請求項1〜請求項7のいずれか1つに記載の高強度機械構造用部品の製造方法。
- 素材としての機械構造用肌焼鋼に対して減圧炉内で真空浸炭および窒化処理を減圧下で行って製造される機械構造用部品であって、
前記機械構造用部品の表層の炭素濃度が、
平面部 :0.50〜0.70%C、
エッジ部:0、70〜0.90%Cであり、かつ、
表層の窒素濃度が、
平面部 :0.1〜0.2%N、
エッジ部:0.2〜0.3%Nである高強度機械構造用部品。 - 素材としての機械構造用肌焼鋼に対して減圧炉内で真空浸炭および窒化処理を減圧下で行って製造される機械構造用部品であって、
前記機械構造用部品の表層の炭素濃度が、
平面部 :0.50〜0.70%C、
エッジ部:0.70〜0.90%Cであり、かつ、
表層の窒素濃度が、
平面部 :0.3〜0.7%N、
エッジ部:0.3〜0.8%Nである高強度機械構造用部品。 - 前記機械構造用部品が歯車部品である請求項9または請求項10に記載の高強度機械構造用部品。
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