JPH028020B2 - - Google Patents
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- JPH028020B2 JPH028020B2 JP57182129A JP18212982A JPH028020B2 JP H028020 B2 JPH028020 B2 JP H028020B2 JP 57182129 A JP57182129 A JP 57182129A JP 18212982 A JP18212982 A JP 18212982A JP H028020 B2 JPH028020 B2 JP H028020B2
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Landscapes
- Gears, Cams (AREA)
Description
本発明は、強度のすぐれた歯車を得ることがで
きる高強度歯車用鋼に関するものである。 従来、歯車用鋼としては、クロム鋼（SCr420
など）や、クロムモリブデン鋼（SCM420など）
等が使用されることが多く、これらの鋼を歯車成
形したのち浸炭あるいは窒化等の表面硬化処理を
施して使用に供されるのが普通である。 一方、近年の自動車等の軽量化に端を発して、
上記浸炭あるいは窒化等の表面硬化処理を施して
使用されるトランスミツシヨンギヤあるいはデイ
フアレンシヤルギヤ等の歯車の小型化の要求が強
まつてきており、それにつれて歯車の高強度化が
必要となつてきているのが実情である。 しかしながら、このような歯車の高強度化は、
従来の歯車用鋼では実現しがたいという問題を有
していた。 本発明は、このような従来の問題点に着目して
なされたもので、強度がすぐれ、小型化が可能で
ある歯車を得ることができる歯車用鋼を提供する
ことを目的としている。 発明者らは、強度にすぐれた歯車を得るべく鋭
意研究を続けた結果、現用のSCr420および
SCM420等に比べてMn量を少なくしかつ必要に
応じて適量のNi、Moを添加し、粒界脆化元素で
あるＰ量を下げると共に介在物形成元素である
〔Ｏ〕量を規制し、AlおよびＮ量を適量添加して
オーステナイト結晶粒を微細化させることによ
り、歯車強度が向上することを見い出した。 すなわち、本発明に係わる歯車用鋼は、重量％
で、Ｃ：0.15〜0.40％、Si：0.35％以下、Mn：
0.55％以下、Ｐ：0.020％以下、Ｓ：0.020％以下、
Cr：0.3〜2.0％、Al：0.020〜0.080％、Ｎ：0.010
〜0.030％、〔Ｏ〕：15ppm以下、その他、必要に
応じて、Ni：5.0％以下、Mo：0.5％以下の一種
または二種を含有することを特徴としている。 以下、本発明に係わる歯車用鋼の成分範囲（重
量％）の限定理由について説明する。 Ｃ：0.15〜0.40％ Ｃは歯形成形後の表面硬化処理において、歯車
の耐摩耗性や耐疲労特性を向上させるのに必要な
表面硬化層深さを確保するのに有効な元素であ
り、このためには0.15％以上含有させる。しか
し、多すぎると靭性、冷鍛性および被削性が劣化
するので、0.40％以下とする。 Si：0.35％以下 Siは溶解時における脱酸ならびに脱硫元素とと
して有効な元素であるが、多すぎると表面硬化処
理後に表面異常層が生成されるので、0.35％以下
とする。 Mn：0.55％以下 Mnは溶解時における脱酸ならびに脱硫元素と
して有効な元素であるが、多すぎると歯車強度の
低下が著しくなるので、0.55％以下とする。 Ｐ：0.020％以下 Ｐ量が多すぎると歯車強度の低下が著しくなる
ので、0.020％以下とする。 Ｓ：0.020％以下 Ｓは介在物形成元素であり、Ｓ含有量が多すぎ
ると介在物を起点とした歯車の折損が起りやすく
なるので、0.020％以下とする。 Cr：0.3〜2.0％ Crは鋼の焼入性を確保するのに必要な元素で
あり、Mn量を下げた分だけ補なうために添加す
るが、0.3％未満ではこのような効果を得ること
ができず、2.0％を超えると心部硬さが大となり、
高歪発生の原因ともなるので、0.3〜2.0％の範囲
とする。 Al：0.020〜0.080％、Ｎ：0.010〜0.030％ AlおよびＮは化合物AlNを形成し、オーステ
ナイト結晶粒を微細化すると共に歪の発生を防止
するのに有効な元素であり、そのためにはAlを
0.020％以上、Ｎを0.010％以上含有させる必要が
ある。しかし、Alが0.080％を超えるとAlNが粗
大化し、結晶粒微細化の効果がなくなると共に、
鋼の清浄度を低下させるので、0.080％以下とす
る。また、Ｎが0.030％を超えるとブローが発生
しやすくなるので、0.030％以下とする。 〔Ｏ〕：15ppm以下 〔Ｏ〕は介在物形成元素であり、多すぎると鋼
の清浄度が悪くなつて、上記介在物を起点とした
歯の折損が起りやすくなり、歯車の疲れ強さも低
下するので、15ppm以下とする必要がある。 Ni：5.0％以下 Niは歯車強度を高めるのに有効な元素である
が5.0％を超えると上記した効果が飽和すると共
に高歪を発生する原因ともなるので、添加する場
合は5.0％以下とする。 Mo：0.5％以下 MoはNiと同様に歯車強度を高めるのに有効な
元素であるが、0.5％を超えると上記した効果が
飽和すると共に高歪発生の原因ともなるので、添
加する場合は、0.5％以下とする。 以下、実施例について説明する。 第１表に示す化学成分の鋼を溶製したのち造塊
し、圧延を行つて歯車用鋼材を得た。次に、得ら
れた歯車用鋼材から第２表に示す仕様の歯車をそ
れぞれ成形した。次いで、第１図に示す手順に従
つて、浸炭焼入れおよび焼もどしを施したのち、
動力循環式歯車試験機を使用して歯車強度の測定
を行つた。この測定では、繰返数107回試験後に
おいても歯の折損が起らない最大ヘルツ応力で評
価した。この結果を同じく第１表に示す。
きる高強度歯車用鋼に関するものである。 従来、歯車用鋼としては、クロム鋼（SCr420
など）や、クロムモリブデン鋼（SCM420など）
等が使用されることが多く、これらの鋼を歯車成
形したのち浸炭あるいは窒化等の表面硬化処理を
施して使用に供されるのが普通である。 一方、近年の自動車等の軽量化に端を発して、
上記浸炭あるいは窒化等の表面硬化処理を施して
使用されるトランスミツシヨンギヤあるいはデイ
フアレンシヤルギヤ等の歯車の小型化の要求が強
まつてきており、それにつれて歯車の高強度化が
必要となつてきているのが実情である。 しかしながら、このような歯車の高強度化は、
従来の歯車用鋼では実現しがたいという問題を有
していた。 本発明は、このような従来の問題点に着目して
なされたもので、強度がすぐれ、小型化が可能で
ある歯車を得ることができる歯車用鋼を提供する
ことを目的としている。 発明者らは、強度にすぐれた歯車を得るべく鋭
意研究を続けた結果、現用のSCr420および
SCM420等に比べてMn量を少なくしかつ必要に
応じて適量のNi、Moを添加し、粒界脆化元素で
あるＰ量を下げると共に介在物形成元素である
〔Ｏ〕量を規制し、AlおよびＮ量を適量添加して
オーステナイト結晶粒を微細化させることによ
り、歯車強度が向上することを見い出した。 すなわち、本発明に係わる歯車用鋼は、重量％
で、Ｃ：0.15〜0.40％、Si：0.35％以下、Mn：
0.55％以下、Ｐ：0.020％以下、Ｓ：0.020％以下、
Cr：0.3〜2.0％、Al：0.020〜0.080％、Ｎ：0.010
〜0.030％、〔Ｏ〕：15ppm以下、その他、必要に
応じて、Ni：5.0％以下、Mo：0.5％以下の一種
または二種を含有することを特徴としている。 以下、本発明に係わる歯車用鋼の成分範囲（重
量％）の限定理由について説明する。 Ｃ：0.15〜0.40％ Ｃは歯形成形後の表面硬化処理において、歯車
の耐摩耗性や耐疲労特性を向上させるのに必要な
表面硬化層深さを確保するのに有効な元素であ
り、このためには0.15％以上含有させる。しか
し、多すぎると靭性、冷鍛性および被削性が劣化
するので、0.40％以下とする。 Si：0.35％以下 Siは溶解時における脱酸ならびに脱硫元素とと
して有効な元素であるが、多すぎると表面硬化処
理後に表面異常層が生成されるので、0.35％以下
とする。 Mn：0.55％以下 Mnは溶解時における脱酸ならびに脱硫元素と
して有効な元素であるが、多すぎると歯車強度の
低下が著しくなるので、0.55％以下とする。 Ｐ：0.020％以下 Ｐ量が多すぎると歯車強度の低下が著しくなる
ので、0.020％以下とする。 Ｓ：0.020％以下 Ｓは介在物形成元素であり、Ｓ含有量が多すぎ
ると介在物を起点とした歯車の折損が起りやすく
なるので、0.020％以下とする。 Cr：0.3〜2.0％ Crは鋼の焼入性を確保するのに必要な元素で
あり、Mn量を下げた分だけ補なうために添加す
るが、0.3％未満ではこのような効果を得ること
ができず、2.0％を超えると心部硬さが大となり、
高歪発生の原因ともなるので、0.3〜2.0％の範囲
とする。 Al：0.020〜0.080％、Ｎ：0.010〜0.030％ AlおよびＮは化合物AlNを形成し、オーステ
ナイト結晶粒を微細化すると共に歪の発生を防止
するのに有効な元素であり、そのためにはAlを
0.020％以上、Ｎを0.010％以上含有させる必要が
ある。しかし、Alが0.080％を超えるとAlNが粗
大化し、結晶粒微細化の効果がなくなると共に、
鋼の清浄度を低下させるので、0.080％以下とす
る。また、Ｎが0.030％を超えるとブローが発生
しやすくなるので、0.030％以下とする。 〔Ｏ〕：15ppm以下 〔Ｏ〕は介在物形成元素であり、多すぎると鋼
の清浄度が悪くなつて、上記介在物を起点とした
歯の折損が起りやすくなり、歯車の疲れ強さも低
下するので、15ppm以下とする必要がある。 Ni：5.0％以下 Niは歯車強度を高めるのに有効な元素である
が5.0％を超えると上記した効果が飽和すると共
に高歪を発生する原因ともなるので、添加する場
合は5.0％以下とする。 Mo：0.5％以下 MoはNiと同様に歯車強度を高めるのに有効な
元素であるが、0.5％を超えると上記した効果が
飽和すると共に高歪発生の原因ともなるので、添
加する場合は、0.5％以下とする。 以下、実施例について説明する。 第１表に示す化学成分の鋼を溶製したのち造塊
し、圧延を行つて歯車用鋼材を得た。次に、得ら
れた歯車用鋼材から第２表に示す仕様の歯車をそ
れぞれ成形した。次いで、第１図に示す手順に従
つて、浸炭焼入れおよび焼もどしを施したのち、
動力循環式歯車試験機を使用して歯車強度の測定
を行つた。この測定では、繰返数107回試験後に
おいても歯の折損が起らない最大ヘルツ応力で評
価した。この結果を同じく第１表に示す。
【表】
【表】
【表】
第１表に示すように、本発明鋼ではいずれも歯
車強度が高いことが明らかであり、また、Mn含
有量を0.35％(G)、0.50％(H)、0.60％(J)、0.80％(K)、
0.95％(L)と増加させた場合に、歯車強度は第２図
に示すように次第に低下しており、Mn含有量は
0.55％以下におさえるのが歯車強度を高めるうえ
で効果的であることがわかつた。 一方、Mn含有量を0.55％以下におさえたとき
でも、Ｐ含有量あるいはＳ含有量が多い場合
（Ｍ、Ｎ）、AlあるいはＮ含有量が少ない場合
（Ｏ、Ｐ）、〔Ｏ〕含有量が多い場合（Ｑ）にはい
ずれも歯車強度が低いという好ましくない結果と
なつた。 以上説明したきたように、本発明に係わる歯車
用鋼を使用することによつて、歯車強度がすぐれ
折損のおそれの小さい歯車を得ることができ、歯
車の小型化も可能であり、歯車の軽量化や素材使
用量の低減をはかることが可能であるという著大
なる効果を有する。
車強度が高いことが明らかであり、また、Mn含
有量を0.35％(G)、0.50％(H)、0.60％(J)、0.80％(K)、
0.95％(L)と増加させた場合に、歯車強度は第２図
に示すように次第に低下しており、Mn含有量は
0.55％以下におさえるのが歯車強度を高めるうえ
で効果的であることがわかつた。 一方、Mn含有量を0.55％以下におさえたとき
でも、Ｐ含有量あるいはＳ含有量が多い場合
（Ｍ、Ｎ）、AlあるいはＮ含有量が少ない場合
（Ｏ、Ｐ）、〔Ｏ〕含有量が多い場合（Ｑ）にはい
ずれも歯車強度が低いという好ましくない結果と
なつた。 以上説明したきたように、本発明に係わる歯車
用鋼を使用することによつて、歯車強度がすぐれ
折損のおそれの小さい歯車を得ることができ、歯
車の小型化も可能であり、歯車の軽量化や素材使
用量の低減をはかることが可能であるという著大
なる効果を有する。
第１図は本発明の実施例において歯車に適用し
た表面硬化処理条件を示す説明図、第２図はMn
含有量の歯車強度への影響を調べた結果を示すグ
ラフである。
た表面硬化処理条件を示す説明図、第２図はMn
含有量の歯車強度への影響を調べた結果を示すグ
ラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、Ｃ：0.15〜0.40％、Si：0.35％以
下、Mn；0.55％以下、Ｐ：0.020％以下、Ｓ：
0.020％以下、Cr：0.3〜2.0％、Al：0.020〜0.080
％、Ｎ：0.010〜0.030％、〔Ｏ〕：15ppm以下、残
部Feおよび不可避的不純物よりなることを特徴
とする歯車用鋼。 ２ 重量％で、Ｃ：0.15〜0.40％、Si：0.35％以
下、Mn：0.55％以下、Ｐ：0.020％以下、Ｓ：
0.020％以下、Cr：0.3〜2.0％、Al：0.020〜0.080
％、Ｎ：0.010〜0.030％、〔Ｏ〕：15ppm以下、お
よびNi：5.0以下、Mo：0.5％以下の一種または
二種、残部Feおよび不可避的不純物よりなるこ
とを特徴とする歯車用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18212982A JPS5974262A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 歯車用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18212982A JPS5974262A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 歯車用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5974262A JPS5974262A (ja) | 1984-04-26 |
| JPH028020B2 true JPH028020B2 (ja) | 1990-02-22 |
Family
ID=16112831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18212982A Granted JPS5974262A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 歯車用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5974262A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6021359A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-02 | Daido Steel Co Ltd | 歯車用鋼 |
| JP2000283262A (ja) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Fuji Kiko Co Ltd | 歯車用鋼、ドライブプレートギヤ及びその製造方法 |
| JP5163241B2 (ja) * | 2008-04-07 | 2013-03-13 | 新日鐵住金株式会社 | 肌焼鋼 |
| CN105316592A (zh) * | 2014-07-29 | 2016-02-10 | 宝钢特钢有限公司 | 一种高强度高韧性齿轮钢及其制造方法 |
| CN115305415B (zh) * | 2021-05-07 | 2023-09-29 | 河北龙凤山铸业有限公司 | 一种无铝齿轮钢和制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4961018A (ja) * | 1972-10-16 | 1974-06-13 | ||
| JPS5675551A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-22 | Sanyo Tokushu Seikou Kk | Grain stabilized carburizing steel |
-
1982
- 1982-10-19 JP JP18212982A patent/JPS5974262A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4961018A (ja) * | 1972-10-16 | 1974-06-13 | ||
| JPS5675551A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-22 | Sanyo Tokushu Seikou Kk | Grain stabilized carburizing steel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5974262A (ja) | 1984-04-26 |
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