JP5969273B2 - 焼結歯車の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態における焼結歯車10の全体構成を示す斜視図である。焼結歯車10は、円盤状の形状を有する本体部11と、本体部11から径方向に突出する複数の歯12とを備えている。焼結歯車10は、金属焼結体からなっている。この金属焼結体は、鉄が主成分であってもよく、より具体的には80質量%以上の鉄を含有するものであってもよい。
実施の形態の焼結歯車10においては、高密度歯元領域19が部分的に形成され、Hoferの30°接線法によって求められる危険断面20付近(歯元部分)の空孔が低減されている。焼結歯車10が使用される状態においては、危険断面20付近の歯元部分に最大引張応力が発生しやすいが、焼結歯車10の危険断面20付近においては応力集中源が減少している。焼結体である焼結歯車10の歯12の表面からの亀裂の発生および歯12の内部への亀裂の進展により破損が発生し易い歯元付近に高密度歯元領域19が形成されていることにより、焼結体である焼結歯車10内での亀裂の発生および亀裂の進展が鈍化し、焼結歯車10は、静的強度、靭性および疲労強度(動的強度)を向上させることが可能となっている。
図5を参照して、実施の形態における焼結歯車10の製造方法の一例について説明する。焼結歯車10の製造方法は、原料粉末準備工程S10、成形工程S20、焼結工程S30、高密度歯元領域形成工程S40、表面硬化層形成工程S50、および、仕上げ工程S60を備えている。これらの各工程S10〜S60は、この順番で実施されることができる。
図7〜図9を参照して、本発明に関する実験例について説明する。この実験例は、実施例1〜5および比較例1〜3に基づく各実験を含む。実験の手順は以下のとおりである。まず、図7に示す3種類の材質および3種類の粉末平均粒径(D50)を有する金属粉末を原料粉末として準備した。それぞれの原料粉末を、図7に示される成形圧力でプレス成形し、図7に示される焼結条件で焼結した。外径φ20mm×肉厚t7mmの寸法を有する焼結素形体が得られた。
Claims (8)
- 金属焼結体からなる焼結歯車の製造方法であって、
金属からなる原料粉末を準備する工程と、
前記原料粉末を成形および焼結することにより前記金属焼結体を作製する工程と、
前記金属焼結体の歯元領域に、前記歯元領域の表面およびHoferの30°接線法によって求められる危険断面を含み、且つ、前記歯元領域よりも歯先面側に位置するかみ合い領域および歯先領域のいずれよりも高い密度を有する高密度歯元領域を形成する工程と、
前記高密度歯元領域の表面に表面硬化層を形成する工程と、を備え、
前記高密度歯元領域を形成する工程では、前記金属焼結体のうちの前記歯元領域の表面に対応する部分のみを転造加工する転造ダイスが用いられる、
焼結歯車の製造方法。 - 前記高密度歯元領域を形成する工程では、ホブ形状を有する前記転造ダイスの回転と前記金属焼結体の回転とを相互に同期させながら前記金属焼結体のうちの前記歯元領域の表面に対応する部分のみが転造加工される、
請求項1に記載の焼結歯車の製造方法。 - 前記高密度歯元領域を形成する工程では、円柱形状に形成された根元部と半球形状に形成された先端部とを刃形状として有する前記転造ダイスが用いられる、
請求項1または2に記載の焼結歯車の製造方法。 - 前記高密度歯元領域の表面に前記表面硬化層を形成する工程では、浸炭焼入れ焼戻し処理が施されることにより前記表面硬化層が形成される、
請求項1から3のいずれか1項に記載の焼結歯車の製造方法。 - 前記高密度歯元領域を形成する工程では、冷間加工が実施されることにより前記高密度歯元領域が形成される、
請求項1から4のいずれか1項に記載の焼結歯車の製造方法。 - 前記金属焼結体を作製する工程では、93%以上の相対密度を有する前記金属焼結体が作製される、
請求項1から5のいずれか1項に記載の焼結歯車の製造方法。 - 前記原料粉末を準備する工程では、平均粒径がD50において100μm以下の粒度を有する前記原料粉末が準備される、
請求項1から6のいずれか1項に記載の焼結歯車の製造方法。 - 前記高密度歯元領域が形成される前の前記金属焼結体の歯底円直径は、完成品として得られる前記焼結歯車の歯底円直径よりも、100μm〜800μmの範囲で大きい、
請求項1から7のいずれか1項に記載の焼結歯車の製造方法。
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