JP5639064B2 - 浸炭窒化部材の製造方法 - Google Patents
浸炭窒化部材の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5639064B2 JP5639064B2 JP2011530874A JP2011530874A JP5639064B2 JP 5639064 B2 JP5639064 B2 JP 5639064B2 JP 2011530874 A JP2011530874 A JP 2011530874A JP 2011530874 A JP2011530874 A JP 2011530874A JP 5639064 B2 JP5639064 B2 JP 5639064B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbonitriding
- temperature
- hardness
- shot peening
- less
- 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 37
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 88
- 238000005256 carbonitriding Methods 0.000 claims description 87
- 238000005480 shot peening Methods 0.000 claims description 58
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 47
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 46
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 46
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 46
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 238000005255 carburizing Methods 0.000 claims description 37
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 37
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 33
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 30
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 13
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 claims description 12
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 50
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 description 39
- 230000008569 process Effects 0.000 description 31
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 28
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 27
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 26
- 229910001563 bainite Inorganic materials 0.000 description 24
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 23
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 21
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 20
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 20
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 13
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910001337 iron nitride Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 8
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000007542 hardness measurement Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N chromium molybdenum Chemical compound [Cr].[Mo] VNTLIPZTSJSULJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- 241000238876 Acari Species 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- -1 CrN and AlN occurs Chemical class 0.000 description 1
- 229910000760 Hardened steel Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QDLZHJXUBZCCAD-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Mn] Chemical compound [Cr].[Mn] QDLZHJXUBZCCAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/02—Pretreatment of the material to be coated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
- C21D1/25—Hardening, combined with annealing between 300 degrees Celsius and 600 degrees Celsius, i.e. heat refining ("Vergüten")
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D7/00—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation
- C21D7/02—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working
- C21D7/04—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface
- C21D7/06—Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by cold working of the surface by shot-peening or the like
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/32—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for gear wheels, worm wheels, or the like
-
- 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
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- 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
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- 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
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/08—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
- C23C8/20—Carburising
- C23C8/22—Carburising of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/28—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step
- C23C8/30—Carbo-nitriding
- C23C8/32—Carbo-nitriding of ferrous surfaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/80—After-treatment
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
前記組成を有する鋼部品を900〜950℃の浸炭性雰囲気に保持する浸炭に続いて、温度を800〜900℃に低下させ、そのまま、窒素ポテンシャルが0.2〜0.6%の浸炭窒化雰囲気に保持する浸炭窒化を施し、
次いで焼入れを行い、
さらにショットピーニング処理を施す、
ことを特徴とする浸炭窒化部材の製造方法。
前記組成を有する鋼部品を900〜950℃の浸炭性雰囲気に保持する浸炭に続いて、温度を800〜900℃に低下させ、そのまま、窒素ポテンシャルが0.2〜0.6%の浸炭窒化雰囲気に保持する浸炭窒化を施し、
次いで焼入れを行い、
さらに、350℃以下の温度に加熱しながら、または350℃以下の温度に加熱後直ちに、ショットピーニング処理を施す、
ことを特徴とする浸炭窒化部材の製造方法。
前記組成を有する鋼部品を900〜950℃の浸炭性雰囲気に保持する浸炭に続いて、温度を800〜900℃に低下させ、そのまま、窒素ポテンシャルが0.2〜0.6%の浸炭窒化雰囲気に保持する浸炭窒化を施し、
次いで焼入れを行い、
さらに250℃を超えて350℃以下の温度範囲で焼戻した後に、ショットピーニング処理を施す、
ことを特徴とする浸炭窒化部材の製造方法。
以下に示す各元素の含有量の「%」は「質量%」を意味する。
Cは、鋼材の強度を決定するのに最も重要な元素であり、生地の強度、すなわち浸炭窒化後の焼入れで硬化されない芯部の強度を確保するために、0.10%以上含有させる必要がある。一方、その含有量が0.35%を超えると、芯部の靱性が低下したり、被削性が低下したりする。したがって、Cの含有量を0.10〜0.35%とした。Cの含有量は0.20%以上、0.30%以下とすることが望ましい。
Siは、セメンタイトの析出を抑制して焼戻し軟化抵抗を上昇させる効果を有するとともに、固溶強化元素として芯部強度の増大にも寄与する元素である。Siには、オーステナイトのパーライトへの変態を抑制する作用もある。これらの効果は、Siの含有量が0.15%以上で得られる。しかしながら、Siの含有量が多くなると、浸炭速度の低下および延性の低下を招き、特に、Siの含有量が1.0%を超えると、浸炭速度が著しく低下するうえ、熱間加工性も著しく劣化する。したがって、Siの含有量を0.15〜1.0%とした。Siの含有量は0.20%以上、0.90%以下とすることが望ましい。
Mnは、オーステナイト安定化元素で、オーステナイト中のCの活量を下げて、浸炭を促進する元素である。Mnには、SとともにMnSを形成して、被削性を高める作用もある。これらの効果を得るためには、0.30%以上のMn含有量が必要である。しかしながら、Mnを1.0%を超えて含有させてもその効果は飽和してコストが嵩むし、被削性が劣化することさえある。したがって、Mnの含有量を0.30〜1.0%とした。Mnの含有量は0.50%以上、0.90%以下とすることが望ましい。
Crは、炭素および窒素との親和力が大きく、浸炭窒化時のオーステナイト中のCおよびNの活量を下げて、浸炭窒化を促進する効果を有する元素である。Crには、浸炭窒化後の焼入れで硬化されない芯部の強度を、固溶強化の作用によって増大させる効果もある。これらの効果は、Crの含有量が0.40%以上で得られる。しかしながら、Crの含有量が多くなると、粒界にCr炭化物および/またはCr窒化物を生成して粒界近傍のCrが欠乏する結果、部材の表層に不完全焼入れ組織および/または粒界酸化による異常層が生成しやすくなって、ピッチング強度および耐摩耗性の劣化をきたす。特に、Crの含有量が2.0%を超えると、部材の表層における不完全焼入れ組織および/または粒界酸化による異常層の生成によって、ピッチング強度および耐摩耗性の劣化が著しくなる。したがって、Crの含有量を0.40〜2.0%とした。Crの含有量は0.50%以上、1.80%以下とすることが望ましい。
Sは、不純物として含有される元素である。また、MnとともにMnSを形成して被削性を高める元素である。この効果を得る場合には、Sの含有量は0.01%以上とすることが望ましい。一方、Sの含有量が過剰になって、特に、0.05%を超えると、熱間延性が低下して鍛造時に割れが発生しやすくなる。したがって、Sの含有量を0.05%以下とした。Sの含有量は0.03%以下とすることが望ましい。
Moは、部材の表層における不完全焼入れ組織および/または粒界酸化による異常層の生成を抑制する効果を有するとともに、芯部硬さを高める効果も有する元素である。これらの効果を得るためにMoを含有してもよい。しかしながら、Moの含有量が0.50%を超えると、素材コストが嵩むばかりか、被削性の低下が著しくなる。したがって、含有させる場合のMoの量を0.50%以下とした。含有させる場合のMoの量は、0.30%以下とすることが望ましい。
本発明の製造条件は、次に示す(i)から(iii)までのいずれかの工程からなるものである。
上記の浸炭に続いて、温度を800〜900℃に低下させ、浸炭性雰囲気を維持したまま、例えばアンモニアガスなどを混合して浸窒性も合わせ持たせた、窒素ポテンシャルが0.2〜0.6%の雰囲気に保持する「浸炭窒化」工程、
浸炭窒化後の「焼入れ」工程、および
ショットピーニング処理を施す工程。
上記の浸炭に続いて、温度を800〜900℃に低下させ、浸炭性雰囲気を維持したまま、浸窒性も合わせ持たせた、窒素ポテンシャルが0.2〜0.6%の雰囲気に保持する「浸炭窒化」工程、
浸炭窒化後の「焼入れ」工程、および
350℃以下の温度に加熱しながら、または350℃以下の温度に加熱後直ちに、ショットピーニング処理を施す工程。
上記の浸炭に続いて、温度を800〜900℃に低下させ、浸炭性雰囲気を維持したまま、浸窒性も合わせ持たせた、窒素ポテンシャルが0.2〜0.6%の雰囲気に保持する「浸炭窒化」工程、
浸炭窒化後の「焼入れ」工程、
250℃を超えて350℃以下の温度範囲での「焼戻し」工程、および
ショットピーニング処理を施す工程。
・上記の焼入れ後にさらにショットピーニングを施す。
・上記の焼入れ後、さらに350℃以下の温度に加熱しながら、または350℃以下の温度に加熱後直ちに、ショットピーニング処理を施す。
・上記の焼入れ後、さらに250℃を超えて350℃以下の温度範囲で焼戻した後に、ショットピーニング処理を施す。
(ii)の「焼入れ後に350℃以下の温度に加熱しながら、または350℃以下の温度に加熱後直ちに、ショットピーニング処理を施す」ことによって、
あるいは、(iii)の「焼入れを行い、さらに250℃を超えて350℃以下の温度範囲で焼戻した後に、ショットピーニング処理を施す」ことによって、
次のようにして表層の硬さが増大する。
・投射材の硬さ:ビッカース硬さで600〜800、
・投射圧力:0.1〜0.5MPa、
・投射速度:30〜100m/s、
・カバレージ:200〜500%、
・アークハイト:0.4〜0.6mmA。
・投射材:ラウンドカットワイヤ(直径:0.6mm、ビッカース硬さ:800)、
・投射圧力:0.4MPa、
・カバレージ:300%、
・アークハイト:0.45mmA。
Claims (4)
- 生地の鋼材が、質量%で、C:0.10〜0.35%、Si:0.15〜1.0%、Mn:0.30〜1.0%、Cr:0.40〜2.0%およびS:0.05%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなる浸炭窒化部材の製造方法であって、
前記組成を有する鋼部品を900〜950℃の浸炭性雰囲気に保持する浸炭に続いて、温度を800〜900℃に低下させ、そのまま、窒素ポテンシャルが0.2〜0.6%の浸炭窒化雰囲気に保持する浸炭窒化を施し、
次いで焼入れを行い、
さらにショットピーニング処理を施す、
ことを特徴とする浸炭窒化部材の製造方法。 - 生地の鋼材が、質量%で、C:0.10〜0.35%、Si:0.15〜1.0%、Mn:0.30〜1.0%、Cr:0.40〜2.0%およびS:0.05%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなる浸炭窒化部材の製造方法であって、
前記組成を有する鋼部品を900〜950℃の浸炭性雰囲気に保持する浸炭に続いて、温度を800〜900℃に低下させ、そのまま、窒素ポテンシャルが0.2〜0.6%の浸炭窒化雰囲気に保持する浸炭窒化を施し、
次いで焼入れを行い、
さらに、350℃以下の温度に加熱しながら、または350℃以下の温度に加熱後直ちに、ショットピーニング処理を施す、
ことを特徴とする浸炭窒化部材の製造方法。 - 生地の鋼材が、質量%で、C:0.10〜0.35%、Si:0.15〜1.0%、Mn:0.30〜1.0%、Cr:0.40〜2.0%およびS:0.05%以下を含有し、残部がFeおよび不純物からなる浸炭窒化部材の製造方法であって、
前記組成を有する鋼部品を900〜950℃の浸炭性雰囲気に保持する浸炭に続いて、温度を800〜900℃に低下させ、そのまま、窒素ポテンシャルが0.2〜0.6%の浸炭窒化雰囲気に保持する浸炭窒化を施し、
次いで焼入れを行い、
さらに250℃を超えて350℃以下の温度範囲で焼戻した後に、ショットピーニング処理を施す、
ことを特徴とする浸炭窒化部材の製造方法。 - 生地の鋼材が、Feの一部に代えて、質量%で、さらに、Mo:0.50%以下を含有することを特徴とする請求項1から3までのいずれかに記載の浸炭窒化部材の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011530874A JP5639064B2 (ja) | 2009-09-11 | 2010-09-09 | 浸炭窒化部材の製造方法 |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009210019 | 2009-09-11 | ||
JP2009210019 | 2009-09-11 | ||
JP2011530874A JP5639064B2 (ja) | 2009-09-11 | 2010-09-09 | 浸炭窒化部材の製造方法 |
PCT/JP2010/065532 WO2011030827A1 (ja) | 2009-09-11 | 2010-09-09 | 浸炭窒化部材の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2011030827A1 JPWO2011030827A1 (ja) | 2013-02-07 |
JP5639064B2 true JP5639064B2 (ja) | 2014-12-10 |
Family
ID=43732496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011530874A Expired - Fee Related JP5639064B2 (ja) | 2009-09-11 | 2010-09-09 | 浸炭窒化部材の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9062364B2 (ja) |
JP (1) | JP5639064B2 (ja) |
CN (1) | CN102482756B (ja) |
WO (1) | WO2011030827A1 (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102776520B (zh) * | 2012-08-03 | 2015-01-14 | 西北矿冶研究院 | 一种凿岩机钎尾热处理工艺 |
CN102979884B (zh) * | 2012-11-23 | 2015-04-29 | 无锡威孚中意齿轮有限责任公司 | 矿用车轿轮边减速器行星齿轮的制造方法 |
US20160208372A1 (en) * | 2013-08-27 | 2016-07-21 | University Of Virginia Patent Foundation | Lattice materials and structures and related methods thereof |
WO2015046593A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | Dowaサーモテック株式会社 | 鋼部材の窒化処理方法 |
GB2521220A (en) * | 2013-12-16 | 2015-06-17 | Skf Ab | Process for treating steel components |
CN103981352B (zh) * | 2014-05-07 | 2016-09-21 | 西北矿冶研究院 | 一种冶金炉钎杆热处理工艺 |
JP6477129B2 (ja) * | 2015-03-26 | 2019-03-06 | 新日鐵住金株式会社 | 製品部材の製造方法及び製品部材 |
CN104962712A (zh) * | 2015-07-29 | 2015-10-07 | 中石化石油工程机械有限公司第四机械厂 | 一种耐高压低碳合金钢的热处理方法 |
CN105349940B (zh) * | 2015-11-27 | 2018-01-26 | 陕西东铭车辆系统股份有限公司 | 热锻标识模具钢的渗碳碳氮共渗复合热处理方法 |
CN105525211A (zh) * | 2016-01-20 | 2016-04-27 | 广西丛欣实业有限公司 | 耐磨钢筋的制造方法 |
TWI580792B (zh) * | 2016-05-09 | 2017-05-01 | 中國鋼鐵股份有限公司 | 減少含碳鋼胚高溫表面脫碳的方法 |
JP7077906B2 (ja) * | 2018-10-12 | 2022-05-31 | トヨタ自動車株式会社 | 歯車の製造方法 |
CN110216429A (zh) * | 2019-04-30 | 2019-09-10 | 兴化市统一齿轮有限公司 | 一种汽车变速箱齿轮及其制造方法 |
CN110564940A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-12-13 | 徐州东坤耐磨材料有限公司 | 一种水泵叶轮的淬火加工工艺 |
CN110438302B (zh) * | 2019-08-27 | 2021-10-22 | 冠鸿光电科技(武汉)有限公司 | 一种连续冲压设备铁盘背板前框制造工艺 |
CN110760784B (zh) * | 2019-11-25 | 2023-01-20 | 和县卜集振兴标准件厂 | 一种改善螺母氮碳共渗稳定性的方法 |
CN114438503B (zh) * | 2021-08-16 | 2022-11-29 | 浙江四达工具有限公司 | 一种套筒类五金工件的转炉热处理方法 |
CN114059009A (zh) * | 2021-11-17 | 2022-02-18 | 湖南机电职业技术学院 | 一种喷丸碳氮化处理方法及装置 |
CN114574800B (zh) * | 2022-02-17 | 2023-12-01 | 合肥力和机械有限公司 | 一种微型钢球及表面渗碳与硬化协调处理工艺 |
CN115044861B (zh) * | 2022-06-27 | 2023-11-17 | 滨中元川金属制品(昆山)有限公司 | 一种中碳合金钢精密紧固件微碳氮共渗工艺 |
DE102022002394A1 (de) * | 2022-07-03 | 2024-01-04 | LSV Lech-Stahl Veredelung GmbH | Verfahren zur Hersteliung eines Werkstücks aus Stahl und durch das Verfahren hergestelltes Werkstück |
CN116607099B (zh) * | 2023-06-09 | 2024-02-20 | 江苏丰东热技术有限公司 | 一种大滚子复合热处理工艺 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3196304B2 (ja) * | 1992-03-12 | 2001-08-06 | マツダ株式会社 | クロム含有鋼部材の浸炭焼入れ方法 |
JP3701036B2 (ja) * | 1993-12-27 | 2005-09-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度歯車 |
JP3705462B2 (ja) * | 1997-07-31 | 2005-10-12 | 日産自動車株式会社 | 歯面強度に優れた歯車の製造方法 |
CN1131338C (zh) * | 1998-06-15 | 2003-12-17 | 张秋英 | 齿轮二段碳氮共渗工艺 |
CN1135269C (zh) * | 1999-06-08 | 2004-01-21 | 日本发条株式会社 | 高强度弹簧及其制造方法 |
JP2001140020A (ja) * | 1999-11-16 | 2001-05-22 | Daido Steel Co Ltd | 耐ピッティング性に優れた浸炭窒化処理部材の熱処理方法 |
JP2002194492A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-10 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 高硬度部品 |
JP4770238B2 (ja) * | 2005-03-31 | 2011-09-14 | Jfeスチール株式会社 | 厚鋼板の温間ショットピーニング方法 |
-
2010
- 2010-09-09 CN CN201080040230.0A patent/CN102482756B/zh active Active
- 2010-09-09 WO PCT/JP2010/065532 patent/WO2011030827A1/ja active Application Filing
- 2010-09-09 JP JP2011530874A patent/JP5639064B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-03-08 US US13/415,198 patent/US9062364B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20120211122A1 (en) | 2012-08-23 |
US9062364B2 (en) | 2015-06-23 |
JPWO2011030827A1 (ja) | 2013-02-07 |
WO2011030827A1 (ja) | 2011-03-17 |
CN102482756A (zh) | 2012-05-30 |
CN102482756B (zh) | 2014-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5639064B2 (ja) | 浸炭窒化部材の製造方法 | |
JP5241455B2 (ja) | 浸炭窒化部材および浸炭窒化部材の製造方法 | |
US8475605B2 (en) | Surface layer-hardened steel part and method of manufacturing the same | |
JP5251868B2 (ja) | 高温での面圧疲労強度に優れた浸炭窒化高周波焼入れ鋼部品及びその製造方法 | |
JP4627776B2 (ja) | 高濃度浸炭・低歪焼入れ部材およびその製造方法 | |
KR101127909B1 (ko) | 기어부재 및 그 제조방법 | |
JP5258458B2 (ja) | 耐高面圧性に優れた歯車 | |
JP4970811B2 (ja) | 高面圧用部品とその製造方法 | |
JP2006348321A (ja) | 窒化処理用鋼 | |
JP2000129347A (ja) | 高強度部品の製造方法 | |
JP7364895B2 (ja) | 鋼部品及びその製造方法 | |
JP4940849B2 (ja) | 減圧浸炭部品およびその製造方法 | |
CN113631746B (zh) | 渗碳部件及其制造方法 | |
JP5402711B2 (ja) | 浸炭窒化層を有する鋼製品およびその製造方法 | |
WO2019244504A1 (ja) | 機械部品の製造方法 | |
JP2018053337A (ja) | 耐摩耗性および疲労特性に優れた浸炭部品およびその製造方法 | |
JP2018141217A (ja) | 部品およびその製造方法 | |
US11326244B2 (en) | Steel material for CVT sheave, CVT sheave, and method for manufacturing CVT sheave | |
JP4821582B2 (ja) | 真空浸炭歯車用鋼 | |
JP4411096B2 (ja) | 球状化後の冷間鍛造性に優れた肌焼用鋼線材・棒鋼 | |
JP2023069388A (ja) | 鋼、および、浸炭焼入れ部品 | |
JP2024072443A (ja) | 歯車及び歯車の製造方法 | |
JP2024034952A (ja) | 窒化高周波焼入れ用鋼材及び鋼部品 | |
JP2020033636A (ja) | 部品およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140319 |
|
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: 20140924 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141023 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5639064 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
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 |