JP6043078B2 - Electric car motor gear with excellent seizure resistance - Google Patents

Electric car motor gear with excellent seizure resistance Download PDF

Info

Publication number
JP6043078B2
JP6043078B2 JP2012082615A JP2012082615A JP6043078B2 JP 6043078 B2 JP6043078 B2 JP 6043078B2 JP 2012082615 A JP2012082615 A JP 2012082615A JP 2012082615 A JP2012082615 A JP 2012082615A JP 6043078 B2 JP6043078 B2 JP 6043078B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
seizure resistance
carbide
nitriding
electric vehicle
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.)
Active
Application number
JP2012082615A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013213233A (en
Inventor
清佳 永松
清佳 永松
新堂 陽介
陽介 新堂
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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 Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP2012082615A priority Critical patent/JP6043078B2/en
Publication of JP2013213233A publication Critical patent/JP2013213233A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6043078B2 publication Critical patent/JP6043078B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Gears, Cams (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Description

本発明は、高回転・高すべりの発生する作動部位において使用され、優れた耐焼付き性を有する電気自動車モータ用歯車に関するものである。   The present invention relates to a gear for an electric vehicle motor that is used in an operation site where high rotation and high slip occur and has excellent seizure resistance.

例えば、自動車のトランスミッション用歯車などのような動力伝達部に使用される機械構造部品は、その使用時に、接触面圧の増大によって金属接触部分が剥離損傷するピッチング損傷を起こすことが知られている。そこで、このような用途に使用される鋼部品としては、SCr、SCM、SNCM等の各種肌焼鋼を用いて、熱間鍛造や切削加工で成形加工した後、浸炭処理や浸炭窒化処理等の表面硬化処理を施し、更に、必要によっては、部品表面に二硫化モリブデンなどの固体潤滑皮膜を形成したものが用いられている。   For example, it is known that mechanical structural parts used in power transmission parts such as automobile transmission gears cause pitching damage in which a metal contact portion peels off due to an increase in contact surface pressure. . Therefore, as steel parts used for such applications, various case-hardened steels such as SCr, SCM, SNCM, etc. are used for forming by hot forging or cutting, followed by carburizing or carbonitriding. A surface hardening treatment is applied, and if necessary, a solid lubricating film such as molybdenum disulfide is formed on the component surface.

しかしながら、近年では、機械構造部の高出力化、小型軽量化に対する要求が高まっており、これら動力伝達部に使用される機械構造部品にかかる負荷はますます増大する傾向にある。そのため、SCr、SCM、SNCM等の各種肌焼鋼を表面硬化処理した部品のみならず、固体潤滑皮膜を形成させたとしても、要求される耐ピッチング性を達成することが困難になりつつある。   However, in recent years, there is an increasing demand for higher output and smaller size and weight of the mechanical structure part, and the load on the mechanical structure parts used in these power transmission parts tends to increase more and more. For this reason, it is becoming difficult to achieve the required pitting resistance even if a solid lubricating film is formed as well as a component obtained by surface hardening treatment of various case-hardened steels such as SCr, SCM, and SNCM.

ところで、近年の環境負荷低減から生産量が拡大しつつある電気自動車においては、モータの回転を減速ギアに直接伝達するため、ガソリン車よりもこれらの部品が高回転下に曝されることになる。また、使用環境における動粘度がガソリン車よりも低い潤滑油が使用されるため、これら動力伝達部を構成する鋼部品の表面に形成される油膜が薄く、場合によっては油膜がほとんど形成されない箇所も局所的に発生する環境下にある。特に、高回転・高すべりとなるに伴い、油温も上昇し、潤滑油の動粘度が低下しやすくなり、ますます油膜切れが発生する部位が増える。そのため、これらの環境下では、鋼部品同士の金属接触による摩耗が生じやすく、また摩擦熱による温度上昇が生じて鋼部品の軟化も生じやすいため、焼付きが早期に発生する。   By the way, in an electric vehicle whose production volume is expanding due to a reduction in environmental load in recent years, since the rotation of the motor is directly transmitted to the reduction gear, these parts are exposed to a higher rotation than a gasoline vehicle. . In addition, since lubricating oil with a lower kinematic viscosity in the usage environment is used than in gasoline cars, the oil film formed on the surface of the steel parts that make up these power transmission parts is thin, and in some cases, the oil film is hardly formed. It is in a local environment. In particular, the oil temperature rises and the kinematic viscosity of the lubricating oil tends to decrease with higher rotation and higher slip, and more oil film breakage occurs. Therefore, in these environments, wear due to metal contact between steel parts tends to occur, and temperature rise due to frictional heat tends to cause softening of the steel parts, so seizure occurs early.

上記のような環境下で使用される鋼部材に関連する技術は、これまでにも種々提案されている。例えば、特許文献1では、低炭素鋼に対し、高い表面硬さを確保するため、窒化処理時に表面に硬いTi炭化物を形成させる技術が提案されている。また鋼中のPを高めることで、Fe3Pを析出させ、表面を析出強化させることも開示されている。この技術は、表面硬さを窒化処理と析出強化の複合効果によって高めることを重視しており、高面圧下において、優れた耐焼付き性が発揮される。 Various techniques related to steel members used in the above environment have been proposed. For example, Patent Document 1 proposes a technique for forming hard Ti carbide on the surface during nitriding treatment in order to ensure high surface hardness for low carbon steel. It has also been disclosed that Fe 3 P is precipitated by increasing P in the steel and the surface is precipitation strengthened. This technique places importance on increasing the surface hardness by the combined effect of nitriding and precipitation strengthening, and exhibits excellent seizure resistance under high surface pressure.

しかしながら、電気自動車モータ用歯車のような高すべり環境下においては、温度上昇による熱軟化はある程度抑制できるものの、金属接触による凝着摩耗については特に考慮されていないため、容易に凝着摩耗が発生し、早期に焼付きに至る。即ち、特許文献1のような技術では、高すべり環境下において、耐焼付き性を満足させることができない。   However, in high slip environments such as gears for electric vehicle motors, although heat softening due to temperature rise can be suppressed to some extent, adhesion wear due to metal contact is not particularly taken into account, so adhesion wear easily occurs. And seize early. That is, with the technique such as Patent Document 1, seizure resistance cannot be satisfied in a high slip environment.

特許文献2では、鋼中のCr含有量を2%以上に高めることによって、表層のみならず深部にもCr窒化物が分散した拡散相を形成させる技術が提案されている。また、Cr含有量を高めることでN含有量も高めることができ、その結果、窒化層中のN含有量を1〜6%程度と通常の窒化処理よりも著しく増加させることができ、表層硬さをビッカース硬さで900Hv以上とし、耐摩耗性および耐焼付き性を向上させることも開示されている。この技術は、表面硬さと表面の窒化層の靭性改善を重視しており、高面圧下において、優れた耐摩耗、耐焼付き性が発揮される。   Patent Document 2 proposes a technique of forming a diffusion phase in which Cr nitride is dispersed not only in the surface layer but also in the deep part by increasing the Cr content in the steel to 2% or more. Further, by increasing the Cr content, the N content can also be increased. As a result, the N content in the nitrided layer can be significantly increased to about 1 to 6% as compared with the normal nitriding treatment, and the surface layer hardness can be increased. It is also disclosed to improve the wear resistance and seizure resistance by setting the thickness to 900 Hv or higher in terms of Vickers hardness. This technique places importance on improving surface hardness and toughness of the nitrided layer on the surface, and exhibits excellent wear resistance and seizure resistance under high surface pressure.

しかしながら、電気自動車モータ用歯車のような高すべり環境下において、繰り返し衝突する場合においては、Cr窒化物のように表面の起伏が大きい窒化層同士は、作動中に容易に割れが発生し、窒化物層が脱落することによって、却って焼付きが発生しやすくなることがあり、歯車部品としてのばらつきが大きくなる。即ち、特許文献2の技術においても、高すべり環境下において、耐焼付き性を安定的に満足させることができない。   However, in the case of repeated collisions in a high sliding environment such as a gear for an electric vehicle motor, the nitrided layers having large surface undulations such as Cr nitrides are easily cracked during operation. If the material layer falls off, seizure tends to occur on the contrary, and variation as a gear part increases. That is, even in the technique of Patent Document 2, seizure resistance cannot be stably satisfied under a high slip environment.

特許文献3では、鋼材表面に窒素拡散処理を施すため、窒化物生成元素を含有させた窒化用合金鋼のミクロ組織をブロック状の非パーライト(例えばフェライト)を10%以上に調整することで、耐摩耗性と疲労強度を両立できる技術が提案されている。この技術では、作動中の表面硬さと部品としての靭性が高められており、優れた耐摩耗性、疲労特性が発揮される。しかしながら、このような技術においても、電気自動車モータ用歯車のような高すべり環境下においては、やはり、金属接触による凝着摩耗を抑制することができない。   In Patent Document 3, in order to perform nitrogen diffusion treatment on the steel material surface, by adjusting the microstructure of the nitriding alloy steel containing the nitride-forming element to 10% or more of block-like non-pearlite (for example, ferrite), Technologies that can achieve both wear resistance and fatigue strength have been proposed. In this technique, the surface hardness during operation and the toughness as a part are enhanced, and excellent wear resistance and fatigue characteristics are exhibited. However, even in such a technique, adhesion wear due to metal contact cannot be suppressed under a high slip environment such as a gear for an electric vehicle motor.

一方、特許文献4には、窒化処理することによって、歯車部品などのように、高度面圧が負荷された状態で長時間使用される部品に適用できるような窒化処理用鋼が提案されている。この技術では、溶解して所定の精錬を行った後に、熱間圧延、鍛造、焼入れ・焼戻し等の各種熱処理において十分に溶体化処理を行い、窒化時に有効に作用するSi,Cr,Mo,V,Ti,Al等の元素をマトリクス中に十分に固溶させ、その後の冷却でこれらの元素を炭化物や窒化物として析出させないようにするものである。しかしながらこの技術では、基本的に炭化物や窒化物を析出させないものであるため、高すべり環境で良好な耐焼付き性を発揮することができない。   On the other hand, Patent Document 4 proposes a nitriding steel that can be applied to a part that is used for a long time under a high surface pressure, such as a gear part, by nitriding. . In this technique, after melting and performing predetermined refining, solution treatment is sufficiently performed in various heat treatments such as hot rolling, forging, quenching, and tempering, and Si, Cr, Mo, and V that effectively act during nitriding. , Ti, Al and the like are sufficiently dissolved in the matrix, and subsequent cooling prevents these elements from being precipitated as carbides or nitrides. However, this technique basically does not precipitate carbides or nitrides, and therefore cannot exhibit good seizure resistance in a high slip environment.

これまで提案されている技術では、高すべり環境下における凝着摩耗を抑制することを重要視した技術はなく、一部、表層強度を高めて耐摩耗、耐焼付き性を重視した技術は存在するものの、金属接触による繰り返し衝撃への対策を講じた技術は確立されていないのが実状である。   In the technologies proposed so far, there is no technology that places emphasis on suppressing adhesive wear in a high-slip environment, and there is a technology that emphasizes wear resistance and seizure resistance by increasing the surface layer strength. However, the reality is that no technology has been established to take measures against repeated impacts caused by metal contact.

特開2006−22351号公報JP 2006-22351 A 特開2003−148488号公報JP 2003-148488 A 特開平7−90490号公報JP-A-7-90490 特開2006−348321号公報JP 2006-348321 A

本発明はこうした従来技術における課題を解決する為になされたものであって、その目的は、高回転・高すべり、低い動粘度の潤滑油が使用される動力伝達部において、より優れた耐焼付き性を発揮する電気自動車モータ用歯車を提供することにある。   The present invention has been made to solve such problems in the prior art, and its purpose is to achieve better seizure resistance in a power transmission section in which lubricating oil with high rotation / slip and low kinematic viscosity is used. An object of the present invention is to provide a gear for an electric vehicle motor that exhibits its properties.

上記課題を解決することのできた本発明の電気自動車モータ用歯車とは、C:0.45超〜0.80%(「質量%」の意味、化学成分組成について以下同じ)、Si:0.05〜1%、Mn:0.1〜1%、P:0.05%以下(0%を含まない)、S:0.05%以下(0%を含まない)、Cr:0.9〜2%、Al:0.01〜0.1%、およびN:0.02%以下(0%を含まない)を夫々含有する他、V:0.05〜0.6%、Mo:0.05〜2%、Ti:0.05〜1%およびNb:0.05〜1%よりなる群から選ばれる1種以上を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなり、焼戻しマルテンサイトおよび/または焼戻しベイナイトに、平均円相当直径で0.05〜1.0μmの炭化物が面積率1%以上、5%以下で析出している鋼材組織を有し、残部が、フェライト、パーライト、ベイニティックフェライト、焼入れままマルテンサイト、焼入れままベイナイトよりなる群から選ばれる組織を面積率で5%以下含み、且つ表面から20μm深さにおける窒素濃度が2.0〜6.0%である点に要旨を有するものである。尚、本発明において、「平均円相当直径」とは、炭化物の大きさ(サイズ)に着目し、同一面積に換算したときの直径の平均値を意味する。 The electric vehicle motor gear of the present invention capable of solving the above-mentioned problems includes C: more than 0.45 to 0.80% (meaning “mass%”, the same applies to the chemical composition), Si: 0.00. 05 to 1%, Mn: 0.1 to 1%, P: 0.05% or less (not including 0%), S: 0.05% or less (not including 0%), Cr: 0.9 to 2%, Al: 0.01 to 0.1%, and N: 0.02% or less (not including 0%), V: 0.05 to 0.6%, Mo: 0. Containing at least one selected from the group consisting of 05 to 2%, Ti: 0.05 to 1% and Nb: 0.05 to 1%, the balance consisting of iron and inevitable impurities, tempered martensite and / or Carbide with an average equivalent circle diameter of 0.05 to 1.0 μm is precipitated on tempered bainite at an area ratio of 1% or more and 5% or less. Has been that the steel structure, and the balance, ferrite includes pearlite, bainitic ferrite, martensite as quenched, the tissue selected from the group consisting of as-quenched bainite at an area ratio of 5% or less, and 20μm deep from the surface It has a gist in that the nitrogen concentration is 2.0 to 6.0%. In the present invention, “average equivalent circle diameter” means an average value of diameters when converted into the same area, focusing on the size (size) of carbides.

本発明の電気自動車モータ用歯車においては、必要によって更に(a)B:0.01%以下(0%を含まない)、(b)Cu:5%以下(0%を含まない)および/またはNi:5%以下(0%を含まない)、等を含有させることも有効であり、含有される成分に応じて電気自動車モータ用歯車の特性が更に改善される。また本発明の電気自動車モータ用歯車には、表面に潤滑皮膜が形成されたものも包含する。   In the electric vehicle motor gear of the present invention, if necessary, (a) B: 0.01% or less (not including 0%), (b) Cu: 5% or less (not including 0%) and / or It is also effective to contain Ni: 5% or less (not including 0%) and the like, and the characteristics of the electric vehicle motor gear are further improved depending on the components contained. The electric vehicle motor gear of the present invention includes those having a lubricating film formed on the surface.

本発明では、化学成分組成を適切に調整すると共に、所定の大きさの炭化物の面積率を所定量確保しつつ焼戻しマルテンサイトおよび/または焼戻しベイナイト組織とし、且つ表面から20μm深さにおける窒素濃度を2.0〜6.0%となるようにしたので、高回転・高すべり、低い動粘度の潤滑油が使用される動力伝達部において、より優れた耐焼付き性を発揮することができ、このような歯車は電気自動車モータ用として極めて有用である。   In the present invention, the chemical composition is appropriately adjusted, and a tempered martensite and / or tempered bainite structure is obtained while securing a predetermined area ratio of carbide of a predetermined size, and a nitrogen concentration at a depth of 20 μm from the surface is set. Since it is set to 2.0 to 6.0%, it can exhibit better seizure resistance in a power transmission portion in which a lubricating oil having high rotation / slip and low kinematic viscosity is used. Such gears are extremely useful for electric vehicle motors.

ローラーピッチング試験に用いた試験片の概略説明図である。It is a schematic explanatory drawing of the test piece used for the roller pitching test.

本発明の耐焼付き性に優れた電気自動車モータ用歯車は、(i)歯車表面から20μm深さにおける窒素濃度が2.0〜6.0%であること、(ii)平均円相当直径で0.05〜1.0μmの炭化物の面積率が1%以上、5%以下であること、等を特徴としている。   The electric vehicle motor gear excellent in seizure resistance according to the present invention has (i) a nitrogen concentration of 2.0 to 6.0% at a depth of 20 μm from the gear surface, and (ii) an average equivalent circle diameter of 0. The area ratio of carbide of 0.05 to 1.0 μm is 1% or more and 5% or less, and the like.

主としてガソリン車を対象として発生するピッチング損傷は、油膜切れによる歯車間の金属同士の接触によって摩擦熱が発生し、歯車が熱軟化することによると考えられてきた。そして、耐ピッチング性に優れる歯車部品を実現するには、部品そのものの表面、内部強度、或は焼戻し軟化抵抗の向上が有効であり、高強度化によって耐ピッチング性が改善されてきた。しかしながら、電気自動車モータ用歯車では、従来のガソリン車と比較して、歯面間のすべり速度が数倍以上になり、損傷メカニズムが焼付きへと変化するため、部品そのものの表面、内部強度、或は焼戻し軟化抵抗を向上させることの延長線上では改善指針を見出すことができない。   It has been thought that the pitching damage that occurs mainly in gasoline cars is due to the frictional heat generated by the metal-to-metal contact between the gears due to the oil film breakage, and the gears being thermally softened. In order to realize a gear part having excellent pitting resistance, it is effective to improve the surface of the part itself, the internal strength, or the temper softening resistance, and the pitting resistance has been improved by increasing the strength. However, in electric vehicle motor gears, compared to conventional gasoline cars, the slip speed between the tooth surfaces is several times more and the damage mechanism changes to seizure, so the surface of the part itself, the internal strength, Or the improvement guideline cannot be found on the extension line of improving the temper softening resistance.

本発明者らは、すべり速度が極めて高い領域での焼付き発生メカニズムを詳細に検討した。その結果、高温・高圧・高すべり下で摩耗が生じることによる原子間結合、即ち凝着摩耗が支配的であることが判明した。そして、更に検討を進めた結果、凝着摩耗が発生しやすい環境下においても原子間結合しにくくなるようにするためには、歯車表層部のN含有量(窒素濃度)を高めることが有効であり、また各種添加元素との窒素化合物よりも、鉄窒化物を多数形成させると共に、鉄窒化物の組成を適切に制御することが有効であることを見出した。加えて、所定サイズの炭化物を鋼中に分散させることも有効であり、これらの相乗効果によって、著しく耐焼付き性を向上させることができることを見出し、発明を完成した。   The present inventors have studied in detail the mechanism of seizure occurrence in a region where the sliding speed is extremely high. As a result, it was found that interatomic bonds, that is, adhesive wear due to wear occurring under high temperature, high pressure, and high slip, are dominant. As a result of further investigation, it is effective to increase the N content (nitrogen concentration) of the gear surface layer part in order to make it difficult to bond between atoms even in an environment where adhesion wear is likely to occur. In addition, it has been found that it is more effective to form a large number of iron nitrides and to appropriately control the composition of iron nitrides than to nitrogen compounds with various additive elements. In addition, it was also effective to disperse carbides of a predetermined size in steel, and it was found that the seizure resistance can be remarkably improved by these synergistic effects, and the invention was completed.

本発明における耐焼付き性改善の推定メカニズムは、次のように考えられる。即ち、上記(i)のように表層部の窒素濃度を制御することは、Nを熱的により安定な鉄窒化物組成に制御することができ、金属接触部分でも原子間結合を抑制することができる。また上記(ii)のように、所定サイズの炭化物量(面積率)を制御することは、油膜切れを起こし、金属同士が接触して温度上昇し易くなっている部分について、炭化物を分解させることによって、潤滑作用を付与することができ、金属接触を抑制することができる。こうした効果は、(i)または(ii)のいずれか単独では耐焼付き性の著しい向上を発現させることができず、(i)および(ii)の相乗効果によって初めて、耐焼付き性に優れた電気自動車モータ用歯車を実現することができる。これらの要件を規定したことによる具体的な作用効果は下記の通りである。   The presumed mechanism for improving seizure resistance in the present invention is considered as follows. That is, controlling the nitrogen concentration in the surface layer as in (i) above can control N to a thermally more stable iron nitride composition and suppress interatomic bonding even at the metal contact portion. it can. Moreover, as in (ii) above, controlling the amount of carbide (area ratio) of a predetermined size causes the oil film to break, causing the carbide to decompose in the portion where the metals are in contact with each other and the temperature is likely to rise. Thus, a lubricating action can be imparted and metal contact can be suppressed. Such an effect cannot produce a significant improvement in seizure resistance by either (i) or (ii) alone, and is an electric having excellent seizure resistance only after the synergistic effect of (i) and (ii). An automobile motor gear can be realized. Specific actions and effects by defining these requirements are as follows.

[(i)の要件]
電気自動車モータ用歯車としての耐焼付き性を改善するためには、表面から20μm深さ位置での窒素濃度を2.0〜6.0%となるように制御する必要がある。この部分における窒素濃度が、2.0%未満になると、金属接触による原子間結合が発生しやすくなり、凝着摩耗が生じることになる。一方、窒素濃度が6.0%を超えると、表層近傍の窒化物の原子構造が変化してしまうため、却って凝着摩耗が生じやすくなる。この窒素濃度の好ましい下限は2.2%以上(より好ましくは2.5%以上)であり、好ましい上限は5.8%以下(より好ましくは5.5%以下)である。
[Requirements for (i)]
In order to improve the seizure resistance as a gear for an electric vehicle motor, it is necessary to control the nitrogen concentration at a depth of 20 μm from the surface so as to be 2.0 to 6.0%. If the nitrogen concentration in this portion is less than 2.0%, interatomic bonds due to metal contact are likely to occur, and adhesive wear will occur. On the other hand, if the nitrogen concentration exceeds 6.0%, the atomic structure of the nitride in the vicinity of the surface layer is changed, so that adhesive wear tends to occur. The preferable lower limit of the nitrogen concentration is 2.2% or more (more preferably 2.5% or more), and the preferable upper limit is 5.8% or less (more preferably 5.5% or less).

[(ii)の要件]
鋼中に析出する炭化物は、高すべり環境下において耐焼付き性を向上させることができる。また、特に表層部に存在する炭化物では、表層部に窒素を著しく濃化させることを援用する作用も有する。そのためには、炭化物の面積率は1%以上とする必要がある。炭化物の面積率が1%未満の場合、炭化物の分解による潤滑作用が不十分になり易く、所定の耐焼付き性を得られない。一方、炭化物の面積率が5%を超えると、表層部近傍に窒素が濃化しすぎて鉄窒化物の構造が変化してしまうため、耐焼付き性が劣化する。
[Requirements for (ii)]
Carbide precipitated in steel can improve seizure resistance in a high slip environment. Moreover, especially in the carbide | carbonized_material which exists in a surface layer part, it also has the effect | action which assists that nitrogen is remarkably concentrated in a surface layer part. For this purpose, the area ratio of carbides needs to be 1% or more. When the area ratio of the carbide is less than 1%, the lubricating action due to the decomposition of the carbide tends to be insufficient, and predetermined seizure resistance cannot be obtained. On the other hand, when the area ratio of the carbide exceeds 5%, nitrogen is excessively concentrated in the vicinity of the surface layer portion and the structure of the iron nitride is changed, so that the seizure resistance is deteriorated.

本発明で対象とする炭化物は、平均円相当直径で0.05〜1.0μmのものである。鋼中に析出する炭化物は、上記のような作用を発揮するが、こうした作用を有効に発揮させるためには、そのサイズも重要である。このサイズは、細かければ細かいほど効果的であるが、平均円相当直径で0.05μmよりも小さくなると、高すべり時の潤滑作用に重要な温度上昇と炭化物の分解のバランスがくずれ、十分な耐焼付き性が発揮できなくなる。一方、炭化物のサイズが1.0μmを超えると、炭化物とマトリクスの界面が疲労破壊の起点となり易くなり、耐焼付き性や疲労強度が劣化する。   The carbides targeted in the present invention are those having an average equivalent-circle diameter of 0.05 to 1.0 μm. The carbides precipitated in the steel exhibit the above-described effects, but the size is also important for effectively exhibiting these effects. The smaller this size is, the more effective it is, but if the average equivalent circle diameter is smaller than 0.05 μm, the balance between the temperature rise and the decomposition of carbides, which are important for lubrication during high slippage, is lost and sufficient. The seizure resistance cannot be exhibited. On the other hand, if the size of the carbide exceeds 1.0 μm, the interface between the carbide and the matrix tends to be a starting point for fatigue failure, and seizure resistance and fatigue strength deteriorate.

上記炭化物は、実質的に焼戻しマルテンサイトまたは焼戻しベイナイト、或はそれらの複合組織(焼戻しマルテンサイトおよび焼戻しベイナイトからなる組織)中に析出している。窒化処理後には、鋼中にこれら以外の組織、例えばフェライトやパーライト、ベイニティックフェライト、焼入れままマルテンサイト、焼入れままベイナイト等の組織が形成される場合がある。これらの組織は、歯車の特性バラつき、耐焼付き性に悪影響を及ぼすため、極力生成しないことが望まれる。但し、これらの組織が面積率で5%以下の割合で存在する場合に限って、本発明の作用に悪影響を与えないため、許容される。   The carbide is substantially precipitated in tempered martensite or tempered bainite, or a composite structure thereof (structure composed of tempered martensite and tempered bainite). After nitriding treatment, other structures such as ferrite, pearlite, bainitic ferrite, as-quenched martensite, or as-quenched bainite may be formed in the steel. Since these structures adversely affect the characteristic variation and seizure resistance of the gear, it is desirable that these structures be not generated as much as possible. However, only when these structures are present in an area ratio of 5% or less, it does not adversely affect the operation of the present invention, and is allowed.

本発明の電気自動車モータ用歯車においては、最終製品(歯車部品)としての特性を発揮させるために、その化学成分組成をも適切に調整する必要がある。その化学成分組成における各成分(元素)による範囲限定理由は次の通りである。   In the electric vehicle motor gear of the present invention, it is necessary to appropriately adjust the chemical component composition in order to exhibit the characteristics as the final product (gear part). The reason for the range limitation by each component (element) in the chemical component composition is as follows.

[C:0.45超〜0.80%]
Cは耐焼付き性を向上させる炭化物を所定量以上形成させるのに必要な元素である。また焼入れ硬さを増大させ、室温、高温における強度を維持するためにも有効である。そのような効果を有効に発揮させるためには、少なくとも、0.45%よりも多く含有させる必要がある。しかしながら、C含有量が過剰になると、鋼材が硬くなりすぎ、種々の加工が困難になるだけでなく、部品としての靭性も損なわれるので0.80%以下とする必要がある。C含有量の好ましい下限は0.47%以上(より好ましくは0.50%以上)であり、好ましい上限は0.70%以下(より好ましくは0.65%以下)である。
[C: more than 0.45 to 0.80%]
C is an element necessary for forming a predetermined amount or more of carbide that improves seizure resistance. It is also effective for increasing the quenching hardness and maintaining the strength at room temperature and high temperature. In order to exhibit such an effect effectively, it is necessary to contain at least more than 0.45%. However, if the C content is excessive, the steel material becomes too hard and various processing becomes difficult, and the toughness as a part is also impaired, so 0.80% or less is necessary. The preferable lower limit of the C content is 0.47% or more (more preferably 0.50% or more), and the preferable upper limit is 0.70% or less (more preferably 0.65% or less).

[Si:0.05〜1%]
Siは、焼戻し軟化抵抗を高めて硬さの低下を抑制する効果を発揮する。こうした効果を発揮させるためには、0.05%以上含有させる必要がある。しかしながら、Si含有量が過剰になると、冷間鍛造時の金型寿命を低下させるとともに、被削性も劣化させるため、1%以下とする必要がある。Si含有量の好ましい下限は0.10%以上(より好ましくは0.15%以上)であり、好ましい上限は0.8%以下(より好ましくは0.5%以下)である。
[Si: 0.05 to 1%]
Si exhibits the effect of increasing the temper softening resistance and suppressing the decrease in hardness. In order to exhibit such an effect, it is necessary to contain 0.05% or more. However, when the Si content is excessive, the die life at the time of cold forging is reduced and the machinability is also deteriorated. The preferable lower limit of the Si content is 0.10% or more (more preferably 0.15% or more), and the preferable upper limit is 0.8% or less (more preferably 0.5% or less).

[Mn:0.1〜1%]
Mnは、マトリクスの固溶強化および焼入れ性を向上させる効果がある。この効果を発揮させるためには、0.1%以上含有させる必要がある。しかしながら、Mn含有量が過剰になると、低級酸化物であるMnO濃度が上昇し、疲労特性を悪化させる他、加工性や被削性が著しく低下するので、1%以下とする必要がある。Mn含有量の好ましい下限は0.15%以上(より好ましくは0.20%以上)であり、好ましい上限は0.95%以下(より好ましくは0.90%以下)である。
[Mn: 0.1 to 1%]
Mn has an effect of improving solid solution strengthening and hardenability of the matrix. In order to exhibit this effect, it is necessary to contain 0.1% or more. However, if the Mn content is excessive, the concentration of MnO, which is a lower oxide, is increased and the fatigue characteristics are deteriorated, and the workability and machinability are remarkably lowered. The preferable lower limit of the Mn content is 0.15% or more (more preferably 0.20% or more), and the preferable upper limit is 0.95% or less (more preferably 0.90% or less).

[P:0.05%以下(0%を含まない)]
Pは、結晶粒界に偏析して疲労寿命を短くするのでできるだけ低減する必要がある。特に、その含有量が0.05%を超えると、疲労寿命の低下が著しくなる。こうしたことから、P含有量は0.05%以下とした。P含有量は好ましくは0.045%以下であり、より好ましくは0.040%以下である。
[P: 0.05% or less (excluding 0%)]
P segregates at the grain boundaries and shortens the fatigue life, so it is necessary to reduce it as much as possible. In particular, when the content exceeds 0.05%, the fatigue life is significantly reduced. For these reasons, the P content is set to 0.05% or less. The P content is preferably 0.045% or less, more preferably 0.040% or less.

[S:0.05%以下(0%を含まない)]
Sは、硫化物を形成する元素であり、その含有量が0.05%を超えると、粗大な硫化物が生成するため疲労寿命を短くする。従って、Sの含有量は0.05%以下とする。S含有量は好ましくは0.045%以下であり、より好ましくは0.040%以下である。
[S: 0.05% or less (excluding 0%)]
S is an element that forms sulfides. If the content exceeds 0.05%, coarse sulfides are generated, and thus the fatigue life is shortened. Therefore, the S content is 0.05% or less. The S content is preferably 0.045% or less, and more preferably 0.040% or less.

[Cr:0.9〜2%]
Crは、焼入れ性の向上と安定な炭化物の形成を通じて、強度の向上および耐焼付き性を向上させるのに有効に作用する。こうした効果を発揮させるためには、Crは0.9%以上含有させる必要がある。しかしながら、Crの含有量が過剰になると、炭化物が粗大化し、疲労特性および被削性を低下させるため、その含有量は2%以下とする必要がある。Cr含有量の好ましい下限は1.0%以上(より好ましくは1.1%以上)であり、好ましい上限は1.9%以下(より好ましくは1.8%以下)である。
[Cr: 0.9-2%]
Cr effectively acts to improve strength and improve seizure resistance through improving hardenability and forming stable carbides. In order to exert such effects, it is necessary to contain Cr by 0.9% or more. However, if the Cr content is excessive, the carbide is coarsened and the fatigue characteristics and machinability are reduced, so the content needs to be 2% or less. A preferable lower limit of the Cr content is 1.0% or more (more preferably 1.1% or more), and a preferable upper limit is 1.9% or less (more preferably 1.8% or less).

[Al:0.01〜0.1%]
Alは、脱酸剤として作用し、酸化物系介在物量を低減して鋼材の内部品質を高める作用を発揮するため適量添加することが好ましい。こうした観点から、Al含有量は0.01%以上とした。しかしながら、Al含有量が過剰になると、粗大で硬い介在物(Al23)が生成し、疲労特性を低下させるので0.1%以下とする必要がある。Al含有量の好ましい下限は0.015%以上(より好ましくは0.020%以上)であり、好ましい上限は0.08%以下(より好ましくは0.06%以下)である。
[Al: 0.01 to 0.1%]
Al is preferably added in an appropriate amount in order to act as a deoxidizer and to reduce the amount of oxide inclusions and enhance the internal quality of the steel material. From such a viewpoint, the Al content is set to 0.01% or more. However, if the Al content is excessive, coarse and hard inclusions (Al 2 O 3 ) are generated and the fatigue characteristics are deteriorated. The preferable lower limit of the Al content is 0.015% or more (more preferably 0.020% or more), and the preferable upper limit is 0.08% or less (more preferably 0.06% or less).

[N:0.02%以下(0%を含まない)]
Nは、Alと結合してAlNを形成し、結晶粒径を微細化する効果も有するが、その一方でN含有量が多すぎると、圧延時に割れが発生しやすくなるので0.02%以下に制限する必要がある。N含有量は、好ましくは0.018%以下であり、より好ましくは0.016%以下である。
[N: 0.02% or less (excluding 0%)]
N combines with Al to form AlN and has the effect of refining the crystal grain size. On the other hand, if the N content is too large, cracking is likely to occur during rolling, so 0.02% or less. It is necessary to limit to. The N content is preferably 0.018% or less, and more preferably 0.016% or less.

[V:0.05〜0.6%、Mo:0.05〜2%、Ti:0.05〜1%およびNb:0.05〜1%よりなる群から選ばれる1種以上]
V、Mo、TiおよびNbは、歯車の表面硬さを向上させることによって、耐焼付き性を向上させるのに有効な元素である。これらにおける詳細な作用効果は次の通りである。
[V: 0.05 to 0.6%, Mo: 0.05 to 2%, Ti: 0.05 to 1% and Nb: One or More Selected from the Group of 0.05 to 1%]
V, Mo, Ti and Nb are effective elements for improving the seizure resistance by improving the surface hardness of the gear. The detailed effects of these are as follows.

Vは、窒化処理中に、鋼中のCと結合してV炭化物を析出することにより、表面硬さを向上させ、耐焼付き性を向上させる。またV炭化物は、内部硬さを向上させることによって、疲労強度を向上させる。こうした効果を有効に発揮させるためには、Vは0.05%以上含有させることが好ましく、より好ましくは0.07%以上(更に好ましくは0.10%以上)である。しかしながら、V含有量が過剰になって0.6%を超えると、析出強化による内部強度が高くなりすぎるために、却って疲労強度を劣化させる。好ましくは、0.55%以下であり、より好ましくは0.50%以下である。   V combines with C in the steel during nitriding to precipitate V carbide, thereby improving surface hardness and seizure resistance. Moreover, V carbide improves fatigue strength by improving internal hardness. In order to effectively exhibit these effects, V is preferably contained in an amount of 0.05% or more, more preferably 0.07% or more (more preferably 0.10% or more). However, if the V content becomes excessive and exceeds 0.6%, the internal strength due to precipitation strengthening becomes too high, so that the fatigue strength is deteriorated. Preferably, it is 0.55% or less, more preferably 0.50% or less.

Moは、窒化処理中に、鋼中のCと結合してMo炭化物を析出することにより、表面硬さを向上させ、耐焼付き性を向上させる。またMo炭化物は、内部硬さを向上させることによって、疲労強度を向上させる。こうした効果を有効に発揮させるためには、Moは0.05%以上含有させることが好ましく、より好ましくは0.07%以上(更に好ましくは0.10%以上)である。しかしながら、Mo含有量が過剰になって2%を超えると、析出強化による内部強度が高くなりすぎるために、却って疲労強度を劣化させると共に、表層部においても靭性が損なわれ、耐焼付き性を劣化させる。好ましくは、1.8%以下であり、より好ましくは1.6%以下である。   Mo combines with C in the steel and precipitates Mo carbides during nitriding, thereby improving surface hardness and seizure resistance. Moreover, Mo carbide improves fatigue strength by improving internal hardness. In order to exhibit such an effect effectively, it is preferable to contain Mo 0.05% or more, more preferably 0.07% or more (more preferably 0.10% or more). However, if the Mo content becomes excessive and exceeds 2%, the internal strength due to precipitation strengthening becomes too high, so that the fatigue strength is deteriorated and the toughness is also impaired in the surface layer portion, and the seizure resistance is deteriorated. Let Preferably, it is 1.8% or less, more preferably 1.6% or less.

Tiは、窒化処理中に、鋼中のCと結合してTi炭化物を析出することにより、表面硬さを向上させ、耐焼付き性を向上させる。またTi炭化物は、内部硬さを向上させることによって、疲労強度を向上させる。こうした効果を有効に発揮させるためには、Tiは0.05%以上含有させることが好ましく、より好ましくは0.07%以上(更に好ましくは0.10%以上)である。しかしながら、Ti含有量が過剰になって1%を超えると、析出強化による内部強度が高くなりすぎるために、却って疲労強度を劣化させると共に、表層部においても靭性が損なわれ、耐焼付き性を劣化させる。好ましくは、0.8%以下であり、より好ましくは0.6%以下である。   Ti combines with C in the steel and precipitates Ti carbide during nitriding, thereby improving surface hardness and seizure resistance. Ti carbide also improves fatigue strength by improving internal hardness. In order to effectively exhibit such an effect, Ti is preferably contained in an amount of 0.05% or more, more preferably 0.07% or more (more preferably 0.10% or more). However, if the Ti content is excessive and exceeds 1%, the internal strength due to precipitation strengthening becomes too high, so that the fatigue strength is deteriorated and the toughness is also impaired in the surface layer portion, and the seizure resistance is deteriorated. Let Preferably, it is 0.8% or less, more preferably 0.6% or less.

Nbは、窒化処理中に、鋼中のCと結合してNb炭化物を析出することにより、表面硬さを向上させ、耐焼付き性を向上させる。またNb炭化物は、内部硬さを向上させることによって、疲労強度を向上させる。こうした効果を有効に発揮させるためには、0.05%以上含有させることが好ましく、より好ましくは0.07%以上(更に好ましくは0.10%以上)である。しかしながら、Nb含有量が過剰になって1%を超えると、析出強化による内部強度が高くなりすぎるために、却って疲労強度を劣化させると共に、表層部においても靭性が損なわれ、耐焼付き性を劣化させる。好ましくは、0.8%以下であり、より好ましくは0.6%以下である。   Nb combines with C in the steel to precipitate Nb carbide during nitriding, thereby improving surface hardness and seizure resistance. Moreover, Nb carbide improves fatigue strength by improving internal hardness. In order to effectively exhibit such an effect, the content is preferably 0.05% or more, more preferably 0.07% or more (more preferably 0.10% or more). However, if the Nb content is excessive and exceeds 1%, the internal strength due to precipitation strengthening becomes too high, and on the contrary, the fatigue strength is deteriorated and the toughness is also impaired in the surface layer portion, and the seizure resistance is deteriorated. Let Preferably, it is 0.8% or less, more preferably 0.6% or less.

本発明の電気自動車モータ用歯車における基本成分は上記の通りであり、残部は鉄および不可避的不純物(例えば、Sb,Mg等)である。本発明の電気自動車モータ用歯車には、必要によって、(a)B:0.01%以下(0%を含まない)、(b)Cu:5%以下(0%を含まない)および/またはNi:5%以下(0%を含まない)、等を含有させてもよく、含有させる元素の種類に応じて、電気自動車モータ用歯車の特性が更に改善される。これらの元素の好ましい範囲設定理由は下記の通りである。   The basic components in the electric vehicle motor gear of the present invention are as described above, and the balance is iron and inevitable impurities (for example, Sb, Mg, etc.). In the electric vehicle motor gear of the present invention, if necessary, (a) B: 0.01% or less (excluding 0%), (b) Cu: 5% or less (excluding 0%) and / or Ni: 5% or less (not including 0%) or the like may be included, and the characteristics of the electric vehicle motor gear are further improved depending on the type of element to be included. The reason for setting a preferable range of these elements is as follows.

[B:0.01%以下(0%を含まない)]
Bは、焼入性を著しく向上させる効果を有するだけでなく、衝撃強度の向上にも有効である。しかしながら、B含有量が過剰になると、B化合物が過剰に析出して粒界強度を低下させるため、疲労強度が劣化する。こうした観点から、0.01%以下とすることが好ましい。より好ましくは0.007%以下であり、更に好ましくは0.004%以下である。
[B: 0.01% or less (excluding 0%)]
B not only has the effect of significantly improving the hardenability, but is also effective in improving the impact strength. However, when the B content is excessive, the B compound is excessively precipitated to lower the grain boundary strength, so that the fatigue strength is deteriorated. From such a viewpoint, the content is preferably 0.01% or less. More preferably, it is 0.007% or less, More preferably, it is 0.004% or less.

[Cu:5%以下(0%を含まない)および/またはNi:5%以下(0%を含まない)]
Cuは、鋼中に固溶し、表層および内部硬さを向上させ、耐焼付き性を向上させるのに有効に作用する。また窒化処理時に微細に析出して、鋼材を硬化させる作用を発揮する。しかしながら、Cu含有量が過剰になると、鋼材を脆化させるのでCu含有量は5%以下とすることが好ましい。より好ましくは4%以下であり、更に好ましくは3%以下である。
[Cu: 5% or less (not including 0%) and / or Ni: 5% or less (not including 0%)]
Cu dissolves in steel and effectively acts to improve the surface layer and internal hardness and to improve seizure resistance. Moreover, it precipitates finely at the time of nitriding, and exhibits the effect | action which hardens steel materials. However, when the Cu content is excessive, the steel material is embrittled, so the Cu content is preferably 5% or less. More preferably, it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.

Niは、鋼材を固溶強化させる作用を有する。また、Cuと複合添加することで、Cuの析出硬化作用をより発揮させることができる。しかしながら、Ni含有量が過剰になると、その効果が飽和するのでNi含有量は5%以下とすることが好ましい。より好ましくは4%以下であり、更に好ましくは3%以下である。   Ni has the effect of strengthening the solid solution of the steel material. Moreover, the Cu precipitation hardening effect | action can be exhibited more by compounding with Cu. However, if the Ni content is excessive, the effect is saturated, so the Ni content is preferably 5% or less. More preferably, it is 4% or less, More preferably, it is 3% or less.

電気自動車モータ用歯車は、上記のような化学成分組成の鋼材を用い、必要に応じて焼きなまし等の熱処理を適宜施し、所定の歯車形状に加工し、焼入れ、焼戻しをした後、窒化処理を施すことで製造される。この製造工程において、歯車形状に加工するまでは一般的に用いられている方法を採用すればよく、歯車加工も熱間鍛造、冷間鍛造、温間鍛造等、各種鍛造・圧造、転造、或は切削、研削、これらの方法の組み合わせによって製造される。   The electric vehicle motor gear uses a steel material having the chemical composition as described above, and is appropriately subjected to heat treatment such as annealing as necessary, processed into a predetermined gear shape, quenched and tempered, and then subjected to nitriding treatment It is manufactured by. In this manufacturing process, it is only necessary to adopt a generally used method until it is processed into a gear shape, and the gear processing is also hot forging, cold forging, warm forging, various forging / forging, rolling, Alternatively, it is manufactured by cutting, grinding, or a combination of these methods.

焼入れは、組織均一化、窒化における炭化物析出のための固溶Cの増加を目的に実施される。焼入れは一般的な方法でよく、オーステナイト単相域まで加熱し(但し、加熱温度が高すぎるとオーステナイト粒が粗大化しすぎるため、上限を1100℃とする)、マルテンサイト変態開始温度Ms以下まで急冷する。   Quenching is performed for the purpose of increasing the solid solution C for homogenizing the structure and precipitating carbides during nitriding. Quenching may be performed by a general method. Heating to the austenite single phase region (however, if the heating temperature is too high, the austenite grains become too coarse and the upper limit is set to 1100 ° C.), and then rapidly cools to the martensite transformation start temperature Ms or less. To do.

加熱後は1〜180分程度までの保持によって、組織全体が均一になる。このときの加熱時間が長過ぎると、脱炭の影響などが顕著になるため、上限は180分とする。急冷速度は、フェライト変態、不完全焼きが出ない程度の冷却速度よりも速ければよく、特に上限は定めない。下限は上記の観点から、1℃/秒以上とする。焼戻しは置き割れ防止の観点で行われる。焼入れ後、直ちに窒化処理する場合には、焼戻しを省略することも可能である。焼戻し処理は、例えば100〜300℃の温度範囲で1〜180分程度で行えば、置き割れを防止することができる。   After heating, the entire tissue becomes uniform by holding for about 1 to 180 minutes. If the heating time at this time is too long, the effect of decarburization becomes significant, so the upper limit is 180 minutes. The rapid cooling rate is not particularly limited as long as it is faster than a cooling rate that does not cause ferrite transformation and incomplete firing. From the above viewpoint, the lower limit is 1 ° C./second or more. Tempering is performed from the viewpoint of preventing cracking. When nitriding is performed immediately after quenching, tempering can be omitted. If the tempering process is performed in a temperature range of, for example, 100 to 300 ° C. for about 1 to 180 minutes, it is possible to prevent cracking.

本発明の電気自動車モータ用歯車を製造する上で重要な工程は、窒化処理工程である。上記の化学成分組成の鋼材に対し、所定の窒化処理を施すことで、所定の組織形態を得ることができ、耐焼付き性を改善することができる。この窒化処理は、公知のいずれの方法を適用してもよい。例えば、ガス窒化、ガス軟窒化、塩浴窒化、塩浴浸炭窒化、イオン窒化、プラズマ窒化、タフライド処理、ガス浸炭窒化、等が挙げられる。尚、本発明においては、窒化処理の一例として、プラズマ軟窒化処理を適用した。機械加工等の仕上げ加工が必要な場合には、窒化処理前に行ってもよいし、窒化層に影響を与えない範囲においては、窒化処理後に行ってもよい。この窒化処理工程における具体的な条件について説明する。   An important process in manufacturing the electric vehicle motor gear of the present invention is a nitriding process. By applying a predetermined nitriding treatment to the steel material having the chemical composition described above, a predetermined structure form can be obtained and seizure resistance can be improved. Any known method may be applied to the nitriding treatment. Examples thereof include gas nitriding, gas soft nitriding, salt bath nitriding, salt bath carbonitriding, ion nitriding, plasma nitriding, taffle treatment, gas carbonitriding, and the like. In the present invention, plasma soft nitriding is applied as an example of nitriding. If finishing such as machining is required, it may be performed before nitriding or after nitriding as long as it does not affect the nitrided layer. Specific conditions in the nitriding process will be described.

(1)窒化処理温度:580〜720℃
本発明では、窒化処理温度(加熱温度)を通常の窒化処理温度(約570℃)よりも高い温度範囲で実施する。窒化処理温度を高くすることで、所定の大きさの炭化物を所定量析出させると共に、Nの鋼材への拡散を促進させ、原子間結合の発生しにくい鉄窒化物組成へと制御することによって、優れた耐焼付き性を得ることが可能となる。処理温度の下限を580℃としたのは、窒化処理温度が低過ぎる場合には、N拡散および所定の炭化物を得るための処理時間(窒化処理時の保持時間)が長時間化する弊害が生じ、生産性が著しく低下するためである。また、上限を720℃としたのは、窒化処理温度が高過ぎる場合には、炭化物の成長、Nの拡散促進のためには有効であるが、母相マトリクスの焼戻しが進行し過ぎて内部硬さが低下し、歯車部品としての特性を得られなくなるからである。従って、窒化温度を580〜720℃の範囲とすることにより、歯車部品としての諸特性を満足すると共に、電気自動車モータ等の高すべり環境下においても優れた耐焼付き性を発揮することができる。窒化温度のより好ましい下限は590℃以上(更に好ましくは600℃以上)であり、より好ましい上限は700℃以下(更に好ましくは650℃以下)である。
(1) Nitriding temperature: 580 to 720 ° C.
In the present invention, the nitriding temperature (heating temperature) is carried out in a temperature range higher than the normal nitriding temperature (about 570 ° C.). By increasing the nitriding temperature, a predetermined amount of carbide of a predetermined size is precipitated, and the diffusion of N into the steel material is promoted, thereby controlling to an iron nitride composition in which interatomic bonds are less likely to occur. Excellent seizure resistance can be obtained. The lower limit of the processing temperature is set to 580 ° C., if the nitriding temperature is too low, N diffusion and a processing time for obtaining a predetermined carbide (holding time at the time of nitriding processing) are increased. This is because productivity is significantly reduced. The upper limit of 720 ° C. is effective for promoting the growth of carbides and diffusion of N when the nitriding temperature is too high, but the tempering of the matrix matrix proceeds so much that the internal hardness is increased. This is because the characteristic of the gear part cannot be obtained. Therefore, by setting the nitriding temperature in the range of 580 to 720 ° C., various characteristics as gear parts can be satisfied, and excellent seizure resistance can be exhibited even in a high slip environment such as an electric vehicle motor. A more preferable lower limit of the nitriding temperature is 590 ° C. or higher (more preferably 600 ° C. or higher), and a more preferable upper limit is 700 ° C. or lower (more preferably 650 ° C. or lower).

(2)窒化処理時間:1〜20時間
窒化処理時間(窒化処理時の保持時間)は、炭化物を成長させると共に、Nを鋼中に拡散させ、鉄窒化物を形成させるために必要とされるものである。通常は温度と時間が連動して炭化物の量、炭化物サイズ、Nの拡散量、鉄窒化物量が決まるものであるが、本発明では、安定に所定の組織を得るための範囲を温度、時間で夫々設定した。窒化処理時間を1〜20時間とすることで、所望の組織を得ることができ、電気自動車モータ等の高すべり環境下においても優れた耐焼付き性を発揮することができる。この窒化処理時間が1時間未満の短時間では、十分な炭化物と鉄窒化物を得ることができず、1時間未満で所望の組織を達成するため、温度を上げ過ぎると、母相マトリクスが軟質化してしまう弊害がある。一方、窒化処理時間が20時間を超える場合にも母相マトリクスが軟質化してしまい、これを防ぐために低温で処理しようとすると、炭化物が十分に析出しない弊害がある。
(2) Nitriding time: 1 to 20 hours The nitriding time (holding time during nitriding) is required for growing carbide and diffusing N into the steel to form iron nitride. Is. Normally, the amount of carbide, carbide size, N diffusion amount, and iron nitride amount are determined in conjunction with temperature and time, but in the present invention, the range for stably obtaining a predetermined structure is determined by temperature and time. Set each one. By setting the nitriding time to 1 to 20 hours, a desired structure can be obtained, and excellent seizure resistance can be exhibited even in a highly slipping environment such as an electric vehicle motor. If the nitriding time is shorter than 1 hour, sufficient carbide and iron nitride cannot be obtained, and in order to achieve a desired structure in less than 1 hour, if the temperature is raised too much, the matrix matrix becomes soft. There is a bad effect that will be. On the other hand, when the nitriding time exceeds 20 hours, the matrix matrix becomes soft, and if it is attempted to process at a low temperature in order to prevent this, there is a problem that carbides are not sufficiently precipitated.

(3)窒化処理雰囲気:窒素ガス濃度23〜86%
窒化処理雰囲気における窒素ガス濃度(N2分率)は、Nを鋼中に拡散させ、原子間結合の発生しにくい鉄窒化物組成へと制御することによって、優れた耐焼付き性を得ることができる。雰囲気中のN2分率が23%未満では、Nを鋼中に十分拡散させることができず、所望の歯車特性が得られない。一方、N2分率が86%を超え、Nの拡散量が増え過ぎると、原子間結合しやすい鉄窒化物へと組成が再び変化するため、耐焼付き性を改善することができない。このN2分率のより好ましい下限は31%以上(更に好ましくは41%以上)であり、より好ましい上限は81%以下(更に好ましくは76%以下)である。
(3) Nitriding atmosphere: nitrogen gas concentration 23-86%
Nitrogen gas concentration (N 2 fraction) in the nitriding atmosphere can obtain excellent seizure resistance by diffusing N into the steel and controlling it to an iron nitride composition in which interatomic bonds are less likely to occur. it can. If the N 2 fraction in the atmosphere is less than 23%, N cannot be sufficiently diffused into the steel, and desired gear characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the N 2 fraction exceeds 86% and the diffusion amount of N increases too much, the composition changes again to iron nitride that easily bonds between atoms, and therefore seizure resistance cannot be improved. A more preferable lower limit of the N 2 fraction is 31% or more (more preferably 41% or more), and a more preferable upper limit is 81% or less (more preferably 76% or less).

(4)窒化処理後の抽出温度および冷却速度:500℃未満、1℃/秒以下
上記のような条件で窒化処理した後は、500℃未満まで徐冷してから抽出することが好ましい。こうした冷却を行うことによって、所定のサイズの炭化物の面積率を確保できることになる。抽出温度が500℃以上となったり、冷却速度が1℃/秒よりも速くなると、所定サイズの炭化物の面積率が確保できなくなる。この抽出温度は、より好ましくは450℃以下であり、更に好ましくは400℃以下である。また冷却速度は、より好ましくは0.5℃/秒以下であり、例えば炉冷することによって実現できる。
(4) Extraction temperature and cooling rate after nitriding treatment: less than 500 ° C., 1 ° C./second or less After nitriding treatment under the conditions as described above, it is preferable to extract after gradually cooling to less than 500 ° C. By performing such cooling, the area ratio of carbide of a predetermined size can be secured. If the extraction temperature is 500 ° C. or higher, or the cooling rate is higher than 1 ° C./second, the area ratio of carbides of a predetermined size cannot be secured. This extraction temperature is more preferably 450 ° C. or lower, and further preferably 400 ° C. or lower. The cooling rate is more preferably 0.5 ° C./second or less, and can be realized by, for example, furnace cooling.

本発明の自動車モータ用歯車においては、耐焼付き性を更に向上させるために、歯車表面に潤滑皮膜処理することも有効である。この潤滑皮膜処理は、金属接触を抑制し、温度上昇を抑制すると共に凝着摩耗の発生を抑制することができる。潤滑皮膜処理は、例えば、銅、亜鉛、鉛等の軟質金属、酸化鉛等の金属酸化物、二硫化モリブデン、二硫化タングステン等の硫化物、フッ化物、窒化物、グラファイト、リン酸マンガン等が代表的なものとして挙げられ、その処理の種類、処理方法は一般的なものが採用される。   In the automobile motor gear of the present invention, it is also effective to treat the gear surface with a lubricating film in order to further improve the seizure resistance. This lubricating film treatment can suppress metal contact, suppress temperature rise, and suppress the occurrence of adhesive wear. Lubricant coating treatment includes, for example, soft metals such as copper, zinc and lead, metal oxides such as lead oxide, sulfides such as molybdenum disulfide and tungsten disulfide, fluorides, nitrides, graphite, manganese phosphate, etc. Typical examples are used, and general processing types and processing methods are adopted.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

下記表1、2に示す各種化学成分組成(本発明で規定する範囲内のものを成分判定「○」、範囲外のものを成分判定「×」と表示)の鋼塊を、溶解炉にて作製後、直径:32mmに熱間鍛造した。このようにして作製した丸棒を用い、所定の形状に切削加工した。これらの加工材を下記表3、4に示すとおり850〜1050℃の温度まで加熱、0.5〜5時間保持した後、50℃/秒の冷却速度で、50〜200℃まで冷却する焼入れ処理と、一部の加工材については、150℃×1時間の焼戻し処理を実施した。その後、下記表3、4に示す条件でプラズマ軟窒化処理(以下、単に「窒化処理」と呼ぶ)を実施した。窒化処理後、仕上げ加工を行い、図1に示す試験片形状(ローラーピッチング試験片形状)に加工し、試験片とした。   Steel ingots of various chemical composition shown in Tables 1 and 2 below (in the range specified in the present invention, the component judgment “◯” and out of the range, the component judgment “x”) are shown in a melting furnace. After fabrication, hot forging to a diameter of 32 mm. Using the round bar produced in this way, it was cut into a predetermined shape. As shown in Tables 3 and 4 below, these processed materials are heated to a temperature of 850 to 1050 ° C., held for 0.5 to 5 hours, and then cooled to 50 to 200 ° C. at a cooling rate of 50 ° C./second. And about some processed materials, the tempering process of 150 degreeC x 1 hour was implemented. Thereafter, plasma soft nitriding (hereinafter simply referred to as “nitriding”) was performed under the conditions shown in Tables 3 and 4 below. After the nitriding treatment, finishing was performed, and the test piece shape (roller pitching test piece shape) shown in FIG. 1 was processed to obtain a test piece.

Figure 0006043078
Figure 0006043078

Figure 0006043078
Figure 0006043078

Figure 0006043078
Figure 0006043078

Figure 0006043078
Figure 0006043078

得られた各試験片(試験No.1〜30、33〜37)について、組織中の炭化物サイズおよびその面積率、表面から20μm深さの窒素濃度(表層部窒素濃度)、並びに硬さ分布を、下記の方法で測定すると共に、部品特性(耐焼付き性)を下記の方法によって評価した。 About each obtained test piece (test No. 1-30, 33-37), the carbide | carbonized_material size in a structure | tissue, its area rate, nitrogen concentration (surface layer nitrogen concentration) of the depth of 20 micrometers from the surface, and hardness distribution While measuring by the following method, the component characteristics (seizure resistance) were evaluated by the following method.

[炭化物のサイズおよび面積率の測定方法]
組織中(主組織は焼戻しマルテンサイトおよび/または焼戻しベイナイト)の炭化物のサイズと面積率は、窒化処理後の試験片を横断面で切断、樹脂に埋め込み、鏡面研磨、エッチングしたサンプルを用い、その表面から深さ20μmの位置を、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて測定した。任意の9μm×12μmの視野を、倍率8000倍で観察し、画像解析ソフトで炭化物の部分を識別し、そのサイズ(円相当直径)と面積率を求めた。測定は3視野行い、それら3視野の算術平均を炭化物のサイズおよび面積率とした。
[Measurement method of carbide size and area ratio]
The size and area ratio of carbides in the structure (the main structure is tempered martensite and / or tempered bainite) are obtained by using a sample obtained by cutting a specimen after nitriding treatment in a cross section, embedding in a resin, mirror polishing, and etching. A position 20 μm deep from the surface was measured using a scanning electron microscope (SEM). An arbitrary 9 μm × 12 μm visual field was observed at a magnification of 8000 times, and the carbide portion was identified by image analysis software, and its size (equivalent circle diameter) and area ratio were determined. The measurement was performed for three fields, and the arithmetic average of these three fields was defined as the size and area ratio of the carbide.

[表面から20μm深さの窒素濃度の測定方法]
表層部(表面から20μm深さ位置)における窒素濃度は、前記試験片を横断面で切断、樹脂に埋め込み、鏡面研磨後、表層部から内部に向かって窒素濃度を、電子線マイクロプローブ分析計(Electron Probe Microanalyzer:EPMA)を用いた分析によって測定した。
[Method for measuring nitrogen concentration 20 μm deep from the surface]
The nitrogen concentration in the surface layer part (at a depth of 20 μm from the surface) was obtained by cutting the test piece in a cross section, embedding in a resin, mirror polishing, and then measuring the nitrogen concentration from the surface layer part to the inside by using an electron beam microprobe analyzer ( It was measured by analysis using an Electron Probe Microanalyzer (EPMA).

[部品特性の評価方法]
部品特性の評価方法として、ローラーピッチング試験を実施した。ローラーピッチング試験は、前記試験片(小ローラー:図1)と、高炭素クロム軸受鋼SUJ2で作製された大ローラー(相手材)とを用いて、ローラーピッチング試験機によって行った。試験条件は、回転速度:1000rpm、相対すべり率:700%、油温:90℃で行い、焼付きの発生によって生じた振動で試験装置が停止するまでの回転数を求めた。このとき20000×103回を上限とし、焼付き発生寿命とした。10000×103回までに焼付きが発生しなかったものを、耐焼付き性に優れると評価した。
[Part characteristics evaluation method]
As an evaluation method for component characteristics, a roller pitching test was performed. The roller pitching test was performed with a roller pitching tester using the test piece (small roller: FIG. 1) and a large roller (partner material) made of high carbon chromium bearing steel SUJ2. The test conditions were as follows: rotational speed: 1000 rpm, relative slip ratio: 700%, oil temperature: 90 ° C., and the number of revolutions until the test apparatus stopped due to vibration caused by the occurrence of seizure was determined. At this time, 20000 × 10 3 times was set as the upper limit, and the seizure generation life was assumed. Those having no seizure up to 10,000 × 10 3 times were evaluated as having excellent seizure resistance.

[硬さ分布の測定]
部品特性の評価方法として、硬さ試験を実施した。代表値として、試験片表面から深さ20μm位置(表層部)、試験片のD/2位置(Dは直径:内部)の硬さを用いた。前記試験片を横断面で切断、樹脂に埋め込み、研磨後、ビッカース硬さHvを測定した。このとき、マイクロビッカース硬さ試験機を用い、試験荷重:100g、n=5回で行い、その平均値を鋼材の表層部および内部硬さとした。硬さ基準については、表層部の硬さが700〜1000Hv、内部硬さが400〜550Hvのときに合格とした。
[Measurement of hardness distribution]
A hardness test was conducted as a method for evaluating the component characteristics. As representative values, the hardness at a depth of 20 μm (surface layer portion) from the surface of the test piece and the D / 2 position (D is the diameter: inside) of the test piece was used. The test piece was cut in a cross section, embedded in resin, polished, and then measured for Vickers hardness Hv. At this time, using a micro Vickers hardness tester, the test load was 100 g, n = 5 times, and the average value was defined as the surface layer portion and internal hardness of the steel material. About hardness standard, it was set as the pass when the hardness of a surface layer part was 700-1000Hv, and internal hardness was 400-550Hv.

これらの結果(炭化物サイズ、炭化物面積率、表層部窒素濃度、各部の硬さ、焼付き発生寿命)を、潤滑皮膜(潤滑皮膜はリン酸マンガンを使用)の有無と共に、下記表5、6に示す。尚、表6の焼付き発生寿命の項において「>20000」と表示したのは、20000×103回においても焼付きが発生しなかったことを意味する。 These results (carbide size, carbide area ratio, surface layer nitrogen concentration, hardness of each part, seizure life) are shown in Tables 5 and 6 below along with the presence or absence of a lubricating film (the lubricating film uses manganese phosphate). Show. Note that “> 20000” in the term of seizure life in Table 6 means that seizure did not occur even after 20000 × 10 3 times.

Figure 0006043078
Figure 0006043078

Figure 0006043078
Figure 0006043078

これらの結果から、次のように考察できる。まず試験No.1、3、4、7、8、11、12、14、17〜21、23〜25、27〜30、33、35〜37は、鋼材の化学成分組成および製造条件が共に適正な範囲で制御されているため、炭化物サイズ、炭化物面積率および表層部窒素濃度のいずれも本発明で規定する範囲内に制御することができる。その結果、凝着抑制効果に優れ、優れた部品強度および耐焼付き性を発揮することができる。また、潤滑皮膜を形成しても、優れた耐焼付き性を得ることができることが分かる(特性判定「○」)。 From these results, it can be considered as follows. First, test no. 1, 3, 4, 7, 8, 11, 12, 14, 17-21, 23-25, 27-30, 33 , 35-37 are controlled within a range where both the chemical composition of the steel material and the manufacturing conditions are appropriate. Therefore, all of the carbide size, the carbide area ratio, and the surface layer nitrogen concentration can be controlled within the range defined in the present invention. As a result, the adhesion suppressing effect is excellent, and excellent component strength and seizure resistance can be exhibited. It can also be seen that excellent seizure resistance can be obtained even when a lubricating film is formed (characteristic determination “◯”).

これに対し、試験No.2、5、6、9、10、13、15、16、22、26、34は、鋼材の化学成分組成や製造条件が適正な範囲で制御されていないため、いずれも部品強度および耐焼付き性が劣化している(特性判定「×」)。   In contrast, test no. 2, 5, 6, 9, 10, 13, 15, 16, 22, 26, and 34 are not controlled within the proper range of chemical composition and manufacturing conditions of steel materials. Has deteriorated (characteristic determination “×”).

試験No.2は、窒化処理時の加熱温度が低く、また窒化処理後の抽出温度が低くなると共に、抽出までの冷却速度が速いので、炭化物サイズが小さくなり、またNも十分に含浸させることができないため(表層部の窒素濃度が低下する)、表層部および内部での硬さが共に低くなっており、凝着も十分に抑制できないため、耐焼付き性が劣化している。試験No.5は、窒化処理時の加熱温度が高くなっており、炭化物サイズが大きくなると共に、炭化物の面積率も過剰になっており、また表層部の窒素含有量も過剰になるため、内部では析出強化能の低下、表層部では凝着抑制作用の劣化が生じるため、耐焼付き性が劣化している。   Test No. No. 2 has a low heating temperature during the nitriding treatment, and the extraction temperature after the nitriding treatment is low, and the cooling rate until the extraction is fast, so the carbide size is small and N cannot be sufficiently impregnated. (The nitrogen concentration in the surface layer portion is reduced), the hardness in the surface layer portion and inside is low, and adhesion cannot be sufficiently suppressed, so that the seizure resistance is deteriorated. Test No. No. 5, because the heating temperature during nitriding treatment is high, the carbide size is large, the area ratio of the carbide is excessive, and the nitrogen content of the surface layer is also excessive, so the precipitation strengthening inside The seizure resistance is deteriorated because the performance is lowered and the adhesion suppressing action is deteriorated in the surface layer portion.

試験No.6は、窒化処理時の保持時間が短くなっており、炭化物を十分に成長させることができず、またNを十分に含浸させることができず、微細炭化物の析出強化によって、内部硬さは適切になるものの、表層部の硬さが低く、表層部での凝着も十分に抑制できないため、耐焼付き性が劣化している。試験No.9は、窒化処理時の保持時間が長くなっており、炭化物の過剰析出による炭化物面積率の過剰増大、また表層部の窒素濃度も過剰になり、内部は析出強化によって硬さは適切になるものの、表層部の硬さが過剰に高くなり、しかも窒化層の凝着抑制作用の劣化が生じるため、耐焼付き性が劣化している。   Test No. No. 6 has a short holding time during nitriding treatment, and carbide cannot be sufficiently grown, and N cannot be sufficiently impregnated, and the internal hardness is appropriate due to precipitation strengthening of fine carbide. However, since the hardness of the surface layer portion is low and the adhesion at the surface layer portion cannot be sufficiently suppressed, the seizure resistance is deteriorated. Test No. No. 9 has a longer holding time during nitriding treatment, an excessive increase in the carbide area ratio due to excessive precipitation of carbides, and an excessive nitrogen concentration in the surface layer portion, although the hardness becomes appropriate by precipitation strengthening inside. Further, the hardness of the surface layer portion becomes excessively high, and further, the adhesion suppressing action of the nitride layer is deteriorated, so that the seizure resistance is deteriorated.

試験No.10は、窒化処理の際の窒素ガス量(N2分率)が少な過ぎるため、炭化物の要件は満足するものの、表層部の窒素濃度が確保できず、耐焼付き性が劣化している。試験No.13は、窒化処理の際の窒素ガス量(N2分率)が多過ぎるため、炭化物の要件は満足するものの、表層部の窒素濃度が過剰になり、表層部の硬さが過剰に高くなり、また窒化層の凝着抑制作用の劣化が生じるため、耐焼付き性が劣化している。 Test No. In No. 10, since the amount of nitrogen gas (N 2 fraction) during nitriding is too small, the requirements for carbide are satisfied, but the nitrogen concentration in the surface layer portion cannot be ensured, and the seizure resistance is deteriorated. Test No. No. 13, since the amount of nitrogen gas (N 2 fraction) during nitriding is too large, the requirement for carbide is satisfied, but the nitrogen concentration in the surface layer becomes excessive, and the hardness of the surface layer becomes excessively high. Moreover, since the anti-adhesion action of the nitride layer is deteriorated, the seizure resistance is deteriorated.

試験No.15は、C含有量が過剰な鋼種(鋼種D)を用いたものであり(表1の成分判定「×」)、製造条件が適切であっても、炭化物サイズが大きくなると共に、炭化物の面積率も過剰になっており、耐焼付き性が劣化している。また、内部硬さが高くなっており、部品特性を満足しない。試験No.16は、V含有量が過剰な鋼種(鋼種E)を用いたものであり(表1の成分判定「×」)、製造条件が適切であっても、炭化物の面積率が過剰になり、内部硬さが過剰に高くなって、衝撃に対する耐性が劣化する。また、表層部の窒素濃度が過剰になっており、窒化層の凝着抑制作用も得られないため、耐焼付き性が劣化している。   Test No. No. 15 is a steel type (steel type D) having an excessive C content (component determination “x” in Table 1). Even if the production conditions are appropriate, the carbide size increases and the area of the carbide. The rate is also excessive, and the seizure resistance is deteriorated. Moreover, internal hardness is high and does not satisfy component characteristics. Test No. No. 16 is a steel type (steel type E) having an excessive V content (component determination “x” in Table 1), and even if the production conditions are appropriate, the area ratio of carbide becomes excessive, Hardness becomes excessively high, and the resistance to impact deteriorates. Further, since the nitrogen concentration in the surface layer portion is excessive and the adhesion suppressing action of the nitride layer cannot be obtained, the seizure resistance is deteriorated.

試験No.22は、C含有量が少ない鋼種(鋼種K)を用いたものであり(表1の成分判定「×」)、製造条件が適切であっても、炭化物面積率および表層部の窒素濃度が不足しており、内部硬さおよび表層部の硬さのいずれも低く、しかも窒化層の凝着抑制作用の劣化が生じるため、耐焼付き性が劣化している。   Test No. No. 22 is a steel type (steel type K) with a low C content (component determination “x” in Table 1), and even if the production conditions are appropriate, the carbide area ratio and the nitrogen concentration in the surface layer are insufficient. In addition, since both the internal hardness and the hardness of the surface layer portion are low, and the adhesion suppressing action of the nitride layer is deteriorated, the seizure resistance is deteriorated.

試験No.26は、V含有量が少ない鋼種(鋼種O)を用いたものであり(表2の成分判定「×」)、製造条件が適切であっても、炭化物面積率および表層部の窒素濃度が不足しており、内部硬さおよび表層部の硬さのいずれも低く、しかも窒化層の凝着抑制作用の劣化が生じるため、耐焼付き性が劣化している。   Test No. No. 26 uses a steel type with low V content (steel type O) (component determination “x” in Table 2), and even if the production conditions are appropriate, the carbide area ratio and the nitrogen concentration in the surface layer are insufficient. In addition, since both the internal hardness and the hardness of the surface layer portion are low, and the adhesion suppressing action of the nitride layer is deteriorated, the seizure resistance is deteriorated.

試験No.34は、Cr含有量が少ない鋼種(鋼種W)を用いたものであり(表2の成分判定「×」)、製造条件が適切であっても、炭化物面積率および表層部の窒素濃度が不足しており、内部硬さおよび表層部の硬さのいずれも低く、しかも窒化層の凝着抑制作用の劣化が生じるため、耐焼付き性が劣化している。   Test No. No. 34 uses a steel type with low Cr content (steel type W) (component determination “×” in Table 2), and even if the production conditions are appropriate, the carbide area ratio and the nitrogen concentration in the surface layer are insufficient. In addition, since both the internal hardness and the hardness of the surface layer portion are low, and the adhesion suppressing action of the nitride layer is deteriorated, the seizure resistance is deteriorated.

Claims (4)

C:0.45超〜0.80%(「質量%」の意味、化学成分組成について以下同じ)、
Si:0.05〜1%、
Mn:0.1〜1%、
P:0.05%以下(0%を含まない)、
S:0.05%以下(0%を含まない)、
Cr:0.9〜2%、
Al:0.01〜0.1%、および
N:0.02%以下(0%を含まない)を夫々含有する他、
V:0.05〜0.6%、
Mo:0.05〜2%、
Ti:0.05〜1%および
Nb:0.05〜1%よりなる群から選ばれる1種以上を含有し、
残部が鉄および不可避不純物からなり、
焼戻しマルテンサイトおよび/または焼戻しベイナイトに、平均円相当直径で0.05〜1.0μmの炭化物が面積率1%以上、5%以下で析出している鋼材組織を有し、
残部が、フェライト、パーライト、ベイニティックフェライト、焼入れままマルテンサイト、焼入れままベイナイトよりなる群から選ばれる組織を面積率で5%以下含み、且つ
表面から20μm深さにおける窒素濃度が2.0〜6.0%であることを特徴とし、ローラーピッチング試験を、回転速度:1000rpm、相対すべり率:700%、油温:90℃で行い、焼付きの発生によって生じた振動で試験装置が停止するまでの回転数が10000×10 3 回以上である耐焼付き性に優れた電気自動車モータ用歯車。
C: more than 0.45 to 0.80% (meaning “mass%”, the same applies to the chemical composition)
Si: 0.05 to 1%
Mn: 0.1 to 1%,
P: 0.05% or less (excluding 0%),
S: 0.05% or less (excluding 0%),
Cr: 0.9-2%,
Al: 0.01 to 0.1%, and N: 0.02% or less (excluding 0%), respectively,
V: 0.05-0.6%
Mo: 0.05-2%,
Containing one or more selected from the group consisting of Ti: 0.05 to 1% and Nb: 0.05 to 1%,
The balance consists of iron and inevitable impurities,
The tempered martensite and / or tempered bainite has a steel structure in which carbide having an average equivalent circle diameter of 0.05 to 1.0 μm is precipitated at an area ratio of 1% or more and 5% or less,
The balance includes a structure selected from the group consisting of ferrite, pearlite, bainitic ferrite, as-quenched martensite, and as-quenched bainite in an area ratio of 5% or less, and the nitrogen concentration at a depth of 20 μm from the surface is 2.0 to 2.0%. The roller pitching test is performed at a rotational speed of 1000 rpm, a relative slip rate of 700%, and an oil temperature of 90 ° C., and the test apparatus is stopped by vibration caused by seizure. A gear for an electric vehicle motor excellent in seizure resistance, wherein the number of rotations until 10000 × 10 3 times or more .
更に、B:0.01%以下(0%を含まない)を含有する請求項1に記載の電気自動車モータ用歯車。   The electric vehicle motor gear according to claim 1, further comprising B: 0.01% or less (not including 0%). 更に、Cu:5%以下(0%を含まない)および/またはNi:5%以下(0%を含まない)を含有する請求項1または2に記載の電気自動車モータ用歯車。   The gear for an electric vehicle motor according to claim 1 or 2, further comprising Cu: 5% or less (not including 0%) and / or Ni: 5% or less (not including 0%). 表面に潤滑皮膜が形成されたものである請求項1〜3のいずれかに記載の電気自動車モータ用歯車。   The electric vehicle motor gear according to any one of claims 1 to 3, wherein a lubricating film is formed on the surface.
JP2012082615A 2012-03-30 2012-03-30 Electric car motor gear with excellent seizure resistance Active JP6043078B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012082615A JP6043078B2 (en) 2012-03-30 2012-03-30 Electric car motor gear with excellent seizure resistance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012082615A JP6043078B2 (en) 2012-03-30 2012-03-30 Electric car motor gear with excellent seizure resistance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013213233A JP2013213233A (en) 2013-10-17
JP6043078B2 true JP6043078B2 (en) 2016-12-14

Family

ID=49586787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012082615A Active JP6043078B2 (en) 2012-03-30 2012-03-30 Electric car motor gear with excellent seizure resistance

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6043078B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6520598B2 (en) * 2015-09-16 2019-05-29 日本製鉄株式会社 High strength low alloy steel

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4912385B2 (en) * 2003-03-04 2012-04-11 株式会社小松製作所 Manufacturing method of rolling member
JP5151323B2 (en) * 2007-09-03 2013-02-27 大同特殊鋼株式会社 Machine structural parts
ES2731643T3 (en) * 2009-01-16 2019-11-18 Nippon Steel Corp Steel for surface hardening for structural use in machines and component for structural use in machines
JP5185852B2 (en) * 2009-02-13 2013-04-17 株式会社神戸製鋼所 Gears with excellent resistance to peeling damage
JP5313042B2 (en) * 2009-05-19 2013-10-09 株式会社神戸製鋼所 Nitriding sliding member, steel for sliding member, and method for manufacturing sliding member

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013213233A (en) 2013-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6088322B2 (en) Gears with excellent seizure resistance
TWI502076B (en) Steel for induction hardening
JP4956146B2 (en) Case-hardened steel excellent in forgeability and prevention of grain coarsening, its manufacturing method, and carburized parts
JP5644166B2 (en) Carbon nitrided steel with excellent surface fatigue strength of hydrogen brittle type
JP6241136B2 (en) Case-hardened steel
JP5886119B2 (en) Case-hardened steel
JP5260032B2 (en) Induction hardened steel excellent in cold workability, rolling member made of the steel, and linear motion device using the rolling member
JP2011006734A (en) Steel for vacuum carburizing and vacuum-carburized component
JP6111121B2 (en) Gears with excellent seizure resistance
JP6301694B2 (en) Steel material for vacuum carburizing and manufacturing method thereof
JP5999485B2 (en) Carbon nitrided parts with excellent surface fatigue strength of hydrogen embrittlement type
JP6043078B2 (en) Electric car motor gear with excellent seizure resistance
JP5313042B2 (en) Nitriding sliding member, steel for sliding member, and method for manufacturing sliding member
JP7422527B2 (en) Rolling parts and their manufacturing method
JP7436779B2 (en) Steel for carburized gears, carburized gears, and method for manufacturing carburized gears
JP6109730B2 (en) Steel material excellent in bending fatigue characteristics after carburizing, manufacturing method thereof and carburized parts
TW201739933A (en) Case hardened steel
JP2013213245A (en) Gear excellent in peeling resistance and impact fatigue resistance
JP2016186120A (en) Steel material for carbonitriding, and carbonitrided component
JP7368697B2 (en) Steel for carburized gears, carburized gears, and method for manufacturing carburized gears
JP2009079253A (en) Shaft and manufacturing method therefor
JPWO2015133273A1 (en) Case-hardened steel wire
JP2024034953A (en) Steel materials and steel parts
JP2024034952A (en) Steel materials and steel parts for nitriding induction hardening

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140901

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20150820

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150825

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20151026

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160329

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160524

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: 20161108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6043078

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150