JP7320780B2 - machine parts - Google Patents

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Description

本発明は、機械部品に関する。より具体的には、本発明は、鋼製の機械部品に関する。 The present invention relates to mechanical parts. More specifically, the present invention relates to steel mechanical components.

従来から、侵入型元素である炭素(C)、窒素(N)を鋼で構成されている機械部品の表面に侵入・拡散させて、表面の固溶強化を行う表面処理(浸炭処理、浸窒処理)が広く知られている。 Conventionally, carbon (C) and nitrogen (N), which are interstitial elements, are penetrated and diffused into the surface of machine parts made of steel to strengthen the surface solid solution (carburizing treatment, nitriding) processing) is widely known.

ホウ素を用いた機械部品の表面処理として、特開2002-323051号公報(特許文献1)に記載の方法が知られている。特許文献1に記載の表面処理方法においては、機械部品の表面(転がり軸受の外輪の軌道面)にホウ化層が形成されている。ホウ化層は、ホウ化鉄(FeB、FeB)で形成されている。 A method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-323051 (Patent Document 1) is known as a surface treatment of mechanical parts using boron. In the surface treatment method described in Patent Document 1, a boride layer is formed on the surface of the mechanical component (the raceway surface of the outer ring of the rolling bearing). The boride layer is made of iron boride (Fe 2 B, FeB).

特開2002-323051号公報JP-A-2002-323051

しかしながら、ホウ化鉄は脆い。そのため、特許文献1に記載の転がり軸受の外輪においては、ホウ化層が脆性破壊の原因となる。 However, iron boride is brittle. Therefore, in the outer ring of the rolling bearing described in Patent Document 1, the boride layer causes brittle fracture.

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、表面における脆性破壊の発生を抑制しつつ、表面における硬さの改善が可能な機械部品及び機械部品の製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art as described above. More specifically, the present invention provides a mechanical component and a method of manufacturing the mechanical component that can improve the hardness of the surface while suppressing the occurrence of brittle fracture on the surface.

本発明の一態様に係る機械部品は、鋼製である。機械部品の表面には、ホウ素(B)が固溶した拡散層が形成されている。拡散層におけるホウ素の濃度は、機械部品の内部におけるホウ素の濃度よりも高い。 A mechanical component according to one aspect of the present invention is made of steel. A diffusion layer in which boron (B) is solid-dissolved is formed on the surface of the mechanical component. The concentration of boron in the diffusion layer is higher than the concentration of boron inside the mechanical component.

記の機械部品において、鋼は、0.95質量パーセント以上1.1質量パーセント以下の炭素と、0.3質量パーセント以下のケイ素と、0.5質量パーセント以下のマンガンと、1.4質量パーセント以上1.6質量パーセント以下のマンガンとを含有していてもよい。 In the mechanical part, the steel contains 0.95 mass percent or more and 1.1 mass percent or less carbon, 0.3 mass percent or less silicon, 0.5 mass percent or less manganese, and 1.4 mass percent It may contain more than 1.6% by mass of manganese and less than 1.6% by mass.

上記の機械部品において、表面におけるホウ素の濃度は0.1質量パーセント以上8質量パーセント未満であってもよい。 In the above mechanical component, the concentration of boron on the surface may be 0.1% by mass or more and less than 8% by mass.

上記の機械部品において、表面における硬さは800Hv以上1200Hv以下であってもよい。上記の機械部品において、拡散層の厚さは、0.01mm以上0.3mm以下であってもよい。 In the mechanical component described above, the surface hardness may be 800 Hv or more and 1200 Hv or less. In the above mechanical component, the diffusion layer may have a thickness of 0.01 mm or more and 0.3 mm or less.

本発明の一態様に係る機械部品及び機械部品の製造方法によると、機械部品の表面における脆性破壊の発生を抑制しつつ、表面における硬さの改善することが可能となる。 According to the mechanical component and the method for manufacturing the mechanical component according to one aspect of the present invention, it is possible to improve the hardness of the surface while suppressing the occurrence of brittle fracture on the surface of the mechanical component.

外輪10の上面図である。4 is a top view of the outer ring 10; FIG. 図1のII-IIにおける断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view along II-II in FIG. 1; 図2の領域IIIにおける拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view in region III of FIG. 2; 外輪10の製造方法を示す工程図である。4A to 4C are process diagrams showing a method of manufacturing the outer ring 10; 試験片の断面SEM像である。It is a cross-sectional SEM image of a test piece. 試験片のEPMA分析結果である。It is an EPMA analysis result of a test piece. FeBの層及び拡散層11の界面からの距離と試験片の硬さとの関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the distance from the interface between the Fe 2 B layer and the diffusion layer 11 and the hardness of the test piece. 拡散層11におけるホウ素濃度と硬さとの関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between boron concentration and hardness in the diffusion layer 11. FIG.

本発明の実施形態の詳細を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照符号を付し、重複する説明は原則として繰り返さないものとする。 Details of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions will not be repeated in principle.

(実施形態に係る機械部品の構成)
以下に、実施形態に係る機械部品の構成を説明する。
(Configuration of mechanical parts according to the embodiment)
The configuration of the mechanical component according to the embodiment will be described below.

実施形態に係る機械部品は、例えば、転がり軸受の外輪10である。実施形態に係る機械部品は、これに限られるものではない。例えば、実施形態に係る機械部品は、転がり軸受の内輪又は転動体であってもよい。以下においては、外輪10を実施形態に係る機械部品の例として説明する。 A mechanical component according to the embodiment is, for example, an outer ring 10 of a rolling bearing. The mechanical component according to the embodiment is not limited to this. For example, the mechanical component according to the embodiment may be an inner ring or rolling element of a rolling bearing. Below, the outer ring 10 will be described as an example of the mechanical component according to the embodiment.

図1は、外輪10の上面図である。図2は、図1のII-IIにおける断面図である。図1及び図2に示されるように、外輪10は、上面10aと、底面10bと、内周面10cと、外周面10dとを有している。上面10a、底面10b、内周面10c及び外周面10dは、外輪10の表面を構成している。 FIG. 1 is a top view of the outer ring 10. FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view along II-II in FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the outer ring 10 has a top surface 10a, a bottom surface 10b, an inner peripheral surface 10c, and an outer peripheral surface 10d. The upper surface 10a, the bottom surface 10b, the inner peripheral surface 10c, and the outer peripheral surface 10d form the surface of the outer ring 10. As shown in FIG.

上面10a及び底面10bは、外輪10の中心軸10eに沿う方向における端面を構成している。底面10bは、上面10aの反対面である。内周面10cは、外輪10の軌道面を構成している。内周面10cは、上面10a及び底面10bに連なっている。外周面10dは、上面10a及び底面10bに連なっている。 The upper surface 10a and the bottom surface 10b form end surfaces of the outer ring 10 in the direction along the central axis 10e. The bottom surface 10b is the opposite surface of the top surface 10a. The inner peripheral surface 10 c forms a raceway surface of the outer ring 10 . The inner peripheral surface 10c continues to the top surface 10a and the bottom surface 10b. The outer peripheral surface 10d continues to the top surface 10a and the bottom surface 10b.

外輪10は、鋼製である。なお、外輪10を構成する鋼は、焼き入れ硬化されている。外輪10を構成する鋼は、例えば0.95質量パーセント以上1.1質量パーセント以下の炭素と、0.01質量パーセント以上0.3質量パーセント以下のケイ素(Si)と、0.01質量パーセント以上0.5質量パーセント以下のマンガン(Mn)と、1.4質量パーセント以上1.6質量パーセント以下のクロム(Cr)とを含有している。但し、外輪10を構成する鋼の組成は、これに限られるものではない。 Outer ring 10 is made of steel. The steel forming the outer ring 10 is hardened by quenching. The steel constituting the outer ring 10 includes, for example, 0.95 mass percent or more and 1.1 mass percent or less carbon, 0.01 mass percent or more and 0.3 mass percent or less silicon (Si), and 0.01 mass percent or more. It contains manganese (Mn) of 0.5 mass percent or less and chromium (Cr) of 1.4 mass percent or more and 1.6 mass percent or less. However, the composition of the steel forming the outer ring 10 is not limited to this.

図3は、図2の領域IIIにおける拡大図である。外輪10の表面には、拡散層11が形成されている。拡散層11中には、ホウ素が固溶している。拡散層11におけるホウ素の濃度は、外輪10の内部におけるホウ素の濃度よりも大きくなっている。外輪10の表面に形成されているのは拡散層11であるため、外輪10の表面には、ホウ素と鉄との化合物(例えば、FeB、FeB)が存在していない。 FIG. 3 is an enlarged view in region III of FIG. A diffusion layer 11 is formed on the surface of the outer ring 10 . Boron is solid-dissolved in the diffusion layer 11 . The concentration of boron in the diffusion layer 11 is higher than the concentration of boron inside the outer ring 10 . Since the diffusion layer 11 is formed on the surface of the outer ring 10, no compounds of boron and iron (eg, Fe 2 B, FeB) are present on the surface of the outer ring 10 .

拡散層11中のホウ素濃度は、外輪10の表面において、0.1質量パーセント以上8質量パーセント未満であることが好ましい。なお、鋼中におけるホウ素の固溶限は、8質量パーセントである。 The concentration of boron in diffusion layer 11 on the surface of outer ring 10 is preferably 0.1% by mass or more and less than 8% by mass. The solid solubility limit of boron in steel is 8% by mass.

拡散層11は、厚さTHを有している。厚さTHは、0.01mm以上0.3mm以下であることが好ましい。外輪10の表面から外輪10の内部に向かって硬さを測定していくと、外輪10の表面から外輪10の内部に向かって硬さが順次低下していき、ついには一定の値となる。この硬さが一定になるまでの外輪10の表面からの距離が、拡散層11の厚さTHとされる。 The diffusion layer 11 has a thickness TH. The thickness TH is preferably 0.01 mm or more and 0.3 mm or less. When the hardness is measured from the surface of the outer ring 10 toward the inside of the outer ring 10, the hardness gradually decreases from the surface of the outer ring 10 toward the inside of the outer ring 10, and finally reaches a constant value. The distance from the surface of the outer ring 10 until the hardness becomes constant is the thickness TH of the diffusion layer 11 .

外輪10の表面における硬さは、800Hv以上1200Hv以下であることが好ましい。外輪10の表面における硬さは、JIS規格(JIS Z 2244:2009)に規定されたビッカース硬さ試験法にしたがって測定される。 The surface hardness of the outer ring 10 is preferably 800 Hv or more and 1200 Hv or less. The hardness of the surface of the outer ring 10 is measured according to the Vickers hardness test method specified in the JIS standard (JIS Z 2244:2009).

(実施形態に係る機械部品の製造方法)
以下に、実施形態に係る機械部品の製造方法を説明する。なお、上記と同様に、外輪10の製造方法を、実施形態に係る機械部品の製造方法の例として説明する。
(Manufacturing method of machine part according to embodiment)
A method for manufacturing a mechanical component according to the embodiment will be described below. Note that, similarly to the above, the method of manufacturing the outer ring 10 will be described as an example of the method of manufacturing the mechanical component according to the embodiment.

図4は、外輪10の製造方法を示す工程図である。図4に示されるように、実施形態に係る機械部品の製造方法(外輪10の製造方法)は、準備工程S1と、浸硼工程S2と、焼き入れ工程S3と、焼き戻し工程S4と、後処理工程S5とを有している。 4A to 4D are process diagrams showing a method of manufacturing the outer ring 10. FIG. As shown in FIG. 4, the method for manufacturing a mechanical component (the method for manufacturing the outer ring 10) according to the embodiment includes a preparation step S1, a immersion step S2, a quenching step S3, a tempering step S4, and a post and a processing step S5.

準備工程S1においては、リング形状(環状形状)の加工対象部材が準備される。加工対象部材は、鋼により形成されている。この鋼は、外輪10を構成している鋼と同一の鋼である。 In the preparation step S1, a ring-shaped (annular) member to be processed is prepared. The member to be processed is made of steel. This steel is the same steel as the steel forming the outer ring 10 .

浸硼工程S2においては、加工対象部材の表面に、拡散層11が形成される。拡散層11の形成は、放電プラズマ焼結(Spark Plasma Sintering、SPS)法を用いて行われる。放電プラズマ焼結法においては、第1に、加工対象部材の表面にホウ素を含有する粉体を接触させた状態で、加工対象部材が治具内に収納される。 In the immersion step S2, a diffusion layer 11 is formed on the surface of the member to be processed. The diffusion layer 11 is formed using a spark plasma sintering (SPS) method. In the spark plasma sintering method, first, the member to be processed is placed in a jig while the surface of the member to be processed is in contact with the powder containing boron.

ホウ素を含有する粉体は、例えば、炭化ホウ素(BC)で形成されている。治具は、グラファイトで形成されている。治具内の雰囲気は、真空とされる。治具内の真空度は、10Pa以下とすることが好ましい。 The powder containing boron is made of, for example, boron carbide ( B4C ). The jig is made of graphite. The atmosphere inside the jig is a vacuum. The degree of vacuum in the jig is preferably 10 Pa or less.

放電プラズマ焼結法においては、第2に、表面にホウ素を含有する粉体が接触している加工対象部材は、加圧されながら加熱される。この際の加圧力は、例えば11MPaである。 In the discharge plasma sintering method, secondly, the member to be processed whose surface is in contact with the powder containing boron is heated while being pressurized. The pressure applied at this time is, for example, 11 MPa.

なお、上記により加工対象部材の表面には拡散層11が形成されるが、加工対象部材の表面には、ホウ素と鉄との化合物も形成されている。 Incidentally, although the diffusion layer 11 is formed on the surface of the member to be processed as described above, a compound of boron and iron is also formed on the surface of the member to be processed.

焼き入れ工程S3においては、加工対象部材の焼き入れが行われる。焼き入れ工程S3は、加熱保持工程S31と、冷却工程S32とを有している。加熱保持工程S31は、加工対象部材を、所定の保持温度において、所定時間保持することにより行われる。この所定の保持温度は、加工対象部材を構成する鋼のA変態点以上の温度である。加熱保持工程S31により、加工対象部材を構成する鋼に含まれるフェライト相の一部が、オーステナイト相に変態する。 In the quenching step S3, the member to be processed is quenched. The quenching step S3 has a heating and holding step S31 and a cooling step S32. The heating and holding step S31 is performed by holding the member to be processed at a predetermined holding temperature for a predetermined time. This predetermined holding temperature is a temperature equal to or higher than the A1 transformation point of the steel forming the member to be processed. A part of the ferrite phase contained in the steel constituting the member to be processed is transformed into the austenite phase by the heating and holding step S31.

冷却工程S32においては、加工対象部材は、上記の所定の加熱温度から、加工対象部材を構成する鋼のM点以下の温度に冷却される。冷却工程S32により、加熱保持工程S31において生成されたオーステナイト相からマルテンサイト相が生成され、加工対象部材が焼き入れ硬化される。 In the cooling step S32, the member to be processed is cooled from the predetermined heating temperature to a temperature below the MS point of the steel forming the member to be processed. In the cooling step S32, a martensite phase is generated from the austenite phase generated in the heating and holding step S31, and the workpiece is hardened by quenching.

焼き戻し工程S4においては、加工対象部材に対する焼き戻しが行われる。焼き戻し工程S4は、加工対象部材を、所定の温度において、所定の時間保持することにより行われる。この所定の温度は、加工対象部材を構成する鋼のA変態点未満の温度である。 In the tempering step S4, the member to be processed is tempered. The tempering step S4 is performed by holding the member to be processed at a predetermined temperature for a predetermined time. This predetermined temperature is a temperature below the A1 transformation point of the steel that constitutes the member to be processed.

後処理工程S5においては、加工対象部材に対する後処理が行われる。後処理工程S5においては、例えば、加工対象部材の洗浄、加工対象部材の表面に対する研削、研磨等の機械加工等が行われる。後処理工程S5では、浸硼工程S2において加工対象部材の表面に形成されたホウ素と鉄との化合物が除去され、加工対象部材の表面に拡散層11が露出する。以上により、実施形態に係る機械部品(外輪10)が製造される。 In the post-processing step S5, post-processing is performed on the member to be processed. In the post-processing step S5, for example, cleaning of the member to be processed and machining such as grinding and polishing of the surface of the member to be processed are performed. In the post-treatment step S5, the compound of boron and iron formed on the surface of the member to be processed in the immersion step S2 is removed, and the diffusion layer 11 is exposed on the surface of the member to be processed. As described above, the mechanical component (outer ring 10) according to the embodiment is manufactured.

(実施形態に係る機械部品の効果)
以下に、実施形態に係る機械部品の効果を説明する。
(Effects of mechanical parts according to the embodiment)
The effects of the mechanical component according to the embodiment will be described below.

上記のとおり、実施形態に係る機械部品においては、表面にホウ素が固溶した拡散層11が形成されている。このことを別の観点からいえば、実施形態に係る機械部品の表面には、ホウ素と鉄との化合物が存在していない。ホウ素と鉄との化合物は脆いために脆性破壊の原因となるが、実施形態に係る機械部品においては、表面にホウ素と鉄との化合物が存在しないため、脆性破壊の発生を抑制することができる。 As described above, in the mechanical component according to the embodiment, the diffusion layer 11 in which boron is solid-dissolved is formed on the surface. From another point of view, no compound of boron and iron is present on the surface of the mechanical component according to the embodiment. A compound of boron and iron is brittle and causes brittle fracture, but in the mechanical component according to the embodiment, since there is no compound of boron and iron on the surface, the occurrence of brittle fracture can be suppressed. .

実施形態に係る機械部品の表面は、ホウ素の固溶により固溶強化されている。また、ホウ素の固溶により、表面において、実施形態に係る機械部品の焼き入れ性が改善されている。以上から、実施形態に係る機械部品によると、表面において脆性破壊の発生を抑制しつつ、表面における硬さの改善することが可能である。 The surface of the mechanical component according to the embodiment is solid-solution-strengthened by solid-solution of boron. Further, due to solid solution of boron, hardenability of the mechanical component according to the embodiment is improved on the surface. As described above, according to the mechanical component according to the embodiment, it is possible to improve the hardness of the surface while suppressing the occurrence of brittle fracture on the surface.

(実施例)
以下に、実施形態に係る機械部品の実施例を説明する。
(Example)
Examples of the mechanical component according to the embodiment will be described below.

<試験片>
試験片として、直径19mm、厚さ5mmの部材が準備された。この試験片を構成する鋼は、表1に示されるように、1.0質量パーセントの炭素、0.26質量パーセントのケイ素、0.41質量パーセントのマンガン及び1.39質量パーセントのクロムを含有している。
<Test piece>
A member having a diameter of 19 mm and a thickness of 5 mm was prepared as a test piece. The steel comprising this specimen contained 1.0 weight percent carbon, 0.26 weight percent silicon, 0.41 weight percent manganese, and 1.39 weight percent chromium, as shown in Table 1. are doing.

Figure 0007320780000001
Figure 0007320780000001

<浸硼処理条件>
試験片に対する放電プラズマ焼結法を行うに際しては、ホウ素を含有する粉体として、ホウ化炭素の粉体が用いられた。放電プラズマ焼結法を行うに際して試験片に印加される圧力は、11MPaとされた。試験片が収納された治具内の真空度は、10Pa以下とされた。放電プラズマ焼結法における加熱は、850℃で6時間行われた。
<Conditions of immersion treatment>
When performing the discharge plasma sintering method on the test piece, powder of borocarbon was used as the powder containing boron. The pressure applied to the test piece during the discharge plasma sintering method was 11 MPa. The degree of vacuum in the jig containing the test piece was set to 10 Pa or less. Heating in the spark plasma sintering method was performed at 850° C. for 6 hours.

<焼き入れ・焼き戻し条件>
試験片に対する加熱保持工程S31は、790℃において、0.5時間保持することにより行われた。試験片に対する冷却工程S32は油冷により行われた。試験片に対する焼き戻し工程S4は、180℃において2時間保持した後に空冷することにより行われた。上記の浸硼処理条件及び焼き入れ・焼き戻し条件は、表2に示されている。
<Quenching and tempering conditions>
The heating and holding step S31 for the test piece was performed by holding at 790° C. for 0.5 hours. The cooling step S32 for the test piece was performed by oil cooling. The tempering step S4 for the test piece was performed by air cooling after holding at 180°C for 2 hours. Table 2 shows the immersion treatment conditions and the quenching/tempering conditions described above.

Figure 0007320780000002
Figure 0007320780000002

<組織観察結果及び元素分析結果>
図5は、試験片の断面SEM像である。図6は、試験片のEPMA分析結果である。図6中において、横軸は試験片の表面からの距離(単位:mm)であり、縦軸はホウ素の濃度(単位:質量パーセント)である。図5に示されるように、試験片の表面には、浸硼工程S2を行うことにより、ホウ素と鉄との化合物により構成される層及び拡散層11が形成されていた。ホウ素と鉄との化合物で構成される層は、試験片の表面に近い側にFeBの層を含んでおり、その直下にFeBの層を含んでいた。拡散層11は、FeBの層の直下に形成されていた。
<Results of structure observation and elemental analysis>
FIG. 5 is a cross-sectional SEM image of the test piece. FIG. 6 is the EPMA analysis result of the test piece. In FIG. 6, the horizontal axis is the distance from the surface of the test piece (unit: mm), and the vertical axis is the concentration of boron (unit: mass percent). As shown in FIG. 5, a layer composed of a compound of boron and iron and a diffusion layer 11 were formed on the surface of the test piece by performing the boron immersion step S2. The layer composed of a compound of boron and iron included a layer of FeB on the side of the specimen near the surface, and a layer of Fe 2 B immediately below it. The diffusion layer 11 was formed directly under the Fe 2 B layer.

図6に示されるように、EPMA(Electron Probe Micro Analyzer)により、ホウ素は、FeBの層及び拡散層11の界面から0.07mm程度の深さまで検知することができた。なお、FeBの層と拡散層11との界面から0.07mm以上離れた位置ではEPMAによりホウ素を検知することができなかったが、後述するように、ホウ素は、FeBの層と拡散層11との界面からさらに離れた位置まで拡散しているものと考えられる。 As shown in FIG. 6, by EPMA (Electron Probe Micro Analyzer), boron could be detected to a depth of about 0.07 mm from the interface between the Fe 2 B layer and the diffusion layer 11 . At a position 0.07 mm or more away from the interface between the Fe 2 B layer and the diffusion layer 11, boron could not be detected by EPMA. It is considered that the diffusion is to a position further away from the interface with the diffusion layer 11 .

<硬さ試験結果>
図7は、FeBの層及び拡散層11の界面からの距離と試験片の硬さとの関係を示すグラフである。なお、図7中において、横軸はFeBの層及び拡散層11の界面からの距離(単位:mm)であり、縦軸は試験片の硬さ(単位:Hv)である。図7に示されるように、FeBの層との界面において、拡散層11の硬さは、1200Hvに達していた。FeBの層及び拡散層11の界面からの距離が0.3mm以上離れた位置においては、硬さが750Hv程度で一定となっていた。このことから、EPMAでは検知することはできないものの、ホウ素は、FeBの層及び拡散層11の界面からの距離が0.3mm程度の深さまで拡散していると考えられる。
<Hardness test results>
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the distance from the interface between the Fe 2 B layer and the diffusion layer 11 and the hardness of the test piece. In FIG. 7, the horizontal axis is the distance (unit: mm) from the interface between the Fe 2 B layer and the diffusion layer 11, and the vertical axis is the hardness (unit: Hv) of the test piece. As shown in FIG. 7, the hardness of the diffusion layer 11 reached 1200 Hv at the interface with the Fe 2 B layer. At a position at a distance of 0.3 mm or more from the interface between the Fe 2 B layer and the diffusion layer 11, the hardness was constant at about 750 Hv. From this, it is considered that boron diffuses to a depth of about 0.3 mm from the interface between the Fe 2 B layer and the diffusion layer 11, although it cannot be detected by EPMA.

図8は、拡散層11におけるホウ素濃度と硬さとの関係を示すグラフである。なお、図8中において、横軸は拡散層11におけるホウ素濃度(単位:質量パーセント)であり、縦軸は拡散層11の硬さ(単位:Hv)である。図8に示されるように、拡散層11中のホウ素濃度が上昇するほど、拡散層11の硬さが上昇していた。具体的には、拡散層11中のホウ素濃度が0.1質量パーセント以上とすることにより、拡散層11の硬度が800Hv以上となっており、拡散層11中のホウ素濃度を約1.4質量パーセントとすることにより、拡散層11の硬度が1200Hvとなっていた。 FIG. 8 is a graph showing the relationship between boron concentration and hardness in the diffusion layer 11. As shown in FIG. In FIG. 8 , the horizontal axis represents the boron concentration (unit: mass percent) in the diffusion layer 11 and the vertical axis represents the hardness (unit: Hv) of the diffusion layer 11 . As shown in FIG. 8, the hardness of the diffusion layer 11 increased as the boron concentration in the diffusion layer 11 increased. Specifically, by setting the boron concentration in the diffusion layer 11 to 0.1% by mass or more, the hardness of the diffusion layer 11 is 800 Hv or more, and the boron concentration in the diffusion layer 11 is about 1.4% by mass. By percentage, the hardness of the diffusion layer 11 was 1200Hv.

以上のように本発明の実施形態について説明を行ったが、上述の実施形態を様々に変形することも可能である。また、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むことが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described as above, it is also possible to modify the above-described embodiment in various ways. Also, the scope of the present invention is not limited to the embodiments described above. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is intended to include all changes within the meaning and scope of equivalence to the scope of claims.

上記の実施形態は、鋼製の機械部品及び鋼製の機械部品の製造方法に特に有利に適用される。 The above embodiments are particularly advantageously applied to steel machine parts and methods for manufacturing steel machine parts.

10 外輪、10a 上面、10b 底面、10c 内周面、10d 外周面、10e 中心軸、11 拡散層、S1 準備工程、S2 浸硼工程、S3 焼き入れ工程、S4 焼き戻し工程、S5 後処理工程、S31 加熱保持工程、S32 冷却工程、TH 厚さ。 10 outer ring, 10a upper surface, 10b bottom surface, 10c inner peripheral surface, 10d outer peripheral surface, 10e center shaft, 11 diffusion layer, S1 preparation step, S2 immersion step, S3 quenching step, S4 tempering step, S5 post-treatment step, S31 heating and holding step, S32 cooling step, TH thickness.

Claims (5)

鋼製の機械部品であって、
前記機械部品の表面には、ホウ素が固溶した拡散層が形成されており、
前記拡散層において、ホウ素は、前記鋼中に固溶しており、かつ鉄との化合物を形成しておらず、
前記拡散層におけるホウ素の濃度は、前記機械部品の内部におけるホウ素の濃度よりも高い、機械部品。
Machine parts made of steel,
A diffusion layer in which boron is solid-dissolved is formed on the surface of the mechanical component,
In the diffusion layer, boron is dissolved in the steel and does not form a compound with iron,
A mechanical component, wherein the concentration of boron in the diffusion layer is higher than the concentration of boron in the interior of the mechanical component.
前記鋼は、0.95質量パーセント以上1.1質量パーセント以下の炭素と、0.3質量パーセント以下のケイ素と、0.5質量パーセント以下のマンガンと、1.4質量パーセント以上1.6質量パーセント以下のクロムとを含有している、請求項1に記載の機械部品。 The steel comprises 0.95 to 1.1 weight percent carbon, 0.3 weight percent or less silicon, 0.5 weight percent or less manganese, and 1.4 weight percent to 1.6 weight percent. 10. The mechanical component of claim 1, containing less than 10% of chromium. 前記表面におけるホウ素の濃度は、0.1質量パーセント以上8質量パーセント未満である、請求項1又は請求項2に記載の機械部品。 3. The mechanical component according to claim 1, wherein the concentration of boron on the surface is 0.1% by mass or more and less than 8% by mass. 前記表面における硬さは、800Hv以上1200Hv以下である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の機械部品。 The mechanical component according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface has a hardness of 800 Hv or more and 1200 Hv or less. 前記拡散層の厚さは、0.01mm以上0.3mm以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の機械部品。 The mechanical component according to any one of claims 1 to 4, wherein the diffusion layer has a thickness of 0.01 mm or more and 0.3 mm or less.
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