JPH0790364A - 機械構造部品の製造方法 - Google Patents
機械構造部品の製造方法Info
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- JPH0790364A JPH0790364A JP24014293A JP24014293A JPH0790364A JP H0790364 A JPH0790364 A JP H0790364A JP 24014293 A JP24014293 A JP 24014293A JP 24014293 A JP24014293 A JP 24014293A JP H0790364 A JPH0790364 A JP H0790364A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 面圧強度，曲げ疲労強度，ねじり疲労強度等
の機械的特性により一層優れた機械構造部品を提供す
る。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．６５％、Ｓ
ｉ：０．０３〜１．５０％、Ｍｎ：０．３〜１．０％、
Ｃｒ：０．１〜３．０％を含み、場合によってはさら
に、Ａｌ：０．０２〜１．５％，Ｖ：０．０５〜０．５
％，Ｍｏ：０．０５〜０．５％のうちの１種または２種
以上、同じく、Ｎｉ：０．５〜２．０％、同じく、Ｔ
ｉ：０．００５〜０．０５％，Ｎｂ：０．０１〜０．１
０％の１種または２種、同じく、Ｓ：０．０２〜０．４
０％，Ｐｂ：０．０１〜０．５０％，Ｃａ：０．０００
３〜０．０１０％，Ｔｅ：０．００５〜０．１０％，Ｂ
ｉ：０．０１〜０．５０％のうちの１種または２種以上
を含み、残部Ｆｅおよび不純物よりなる鋼に対し、窒化
層深さが１５０μｍ以上となる条件で軟窒化処理を行っ
た後、窒化層がオーステナイト化する条件で高周波焼入
れを行う。
の機械的特性により一層優れた機械構造部品を提供す
る。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．６５％、Ｓ
ｉ：０．０３〜１．５０％、Ｍｎ：０．３〜１．０％、
Ｃｒ：０．１〜３．０％を含み、場合によってはさら
に、Ａｌ：０．０２〜１．５％，Ｖ：０．０５〜０．５
％，Ｍｏ：０．０５〜０．５％のうちの１種または２種
以上、同じく、Ｎｉ：０．５〜２．０％、同じく、Ｔ
ｉ：０．００５〜０．０５％，Ｎｂ：０．０１〜０．１
０％の１種または２種、同じく、Ｓ：０．０２〜０．４
０％，Ｐｂ：０．０１〜０．５０％，Ｃａ：０．０００
３〜０．０１０％，Ｔｅ：０．００５〜０．１０％，Ｂ
ｉ：０．０１〜０．５０％のうちの１種または２種以上
を含み、残部Ｆｅおよび不純物よりなる鋼に対し、窒化
層深さが１５０μｍ以上となる条件で軟窒化処理を行っ
た後、窒化層がオーステナイト化する条件で高周波焼入
れを行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、面圧強度，曲げ疲労強
度，ねじり疲労強度等の機械的強度に優れた機械構造部
品を得るのに利用される機械構造部品の製造方法に関す
るものである。
度，ねじり疲労強度等の機械的強度に優れた機械構造部
品を得るのに利用される機械構造部品の製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、機械構造部品の面圧強度，曲げ疲
労強度，ねじり疲労強度等の機械的強度を向上させるた
めに、鋼に対して表面硬化処理を行うことがよく実施さ
れており、浸炭，窒化，高周波焼入れなどの表面硬化処
理がよく採用されている（なお、この種の鋼に対する表
面硬化処理に関しては、例えば、「第３版 鉄鋼便覧第
ＶＩ巻 二次加工・表面処理・熱処理・溶接」 昭和５
７年５月３１日発行社団法人 日本鉄鋼協会編 第５６
２頁〜第６００頁『１４．表面硬化』に詳細な説明がな
されている。）。
労強度，ねじり疲労強度等の機械的強度を向上させるた
めに、鋼に対して表面硬化処理を行うことがよく実施さ
れており、浸炭，窒化，高周波焼入れなどの表面硬化処
理がよく採用されている（なお、この種の鋼に対する表
面硬化処理に関しては、例えば、「第３版 鉄鋼便覧第
ＶＩ巻 二次加工・表面処理・熱処理・溶接」 昭和５
７年５月３１日発行社団法人 日本鉄鋼協会編 第５６
２頁〜第６００頁『１４．表面硬化』に詳細な説明がな
されている。）。
【０００３】このような表面硬化処理において、例え
ば、Ｃ含有量を０．１３〜０．２３％と低くしたはだ焼
鋼を用いて浸炭や浸炭窒化処理を施すことによって、耐
摩耗性や疲労強度を向上させた機械構造部品を得ること
が良く行われているが、このほか、窒化処理（例えば、
タフトライド処理，ガス軟窒化処理，イオン窒化処理）
や高周波焼入れなども良く行われている。
ば、Ｃ含有量を０．１３〜０．２３％と低くしたはだ焼
鋼を用いて浸炭や浸炭窒化処理を施すことによって、耐
摩耗性や疲労強度を向上させた機械構造部品を得ること
が良く行われているが、このほか、窒化処理（例えば、
タフトライド処理，ガス軟窒化処理，イオン窒化処理）
や高周波焼入れなども良く行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
窒化処理のみの場合では、硬化層深さが浅いため、転動
寿命の向上に限界があると共に、曲げ疲労強度やねじり
疲労強度の向上もいまだ十分でないという問題点があ
り、高周波焼入れのみでは表面硬さが低く転動寿命が著
しく短く、焼もどし軟化抵抗も低いという問題点があっ
て、窒素と炭素を含有したオーステナイトを急冷して得
られるマルテンサイトのもつ優れた焼もどし軟化抵抗性
や亀裂発生抵抗性をより一層活かすことができるように
することが課題であった。
窒化処理のみの場合では、硬化層深さが浅いため、転動
寿命の向上に限界があると共に、曲げ疲労強度やねじり
疲労強度の向上もいまだ十分でないという問題点があ
り、高周波焼入れのみでは表面硬さが低く転動寿命が著
しく短く、焼もどし軟化抵抗も低いという問題点があっ
て、窒素と炭素を含有したオーステナイトを急冷して得
られるマルテンサイトのもつ優れた焼もどし軟化抵抗性
や亀裂発生抵抗性をより一層活かすことができるように
することが課題であった。
【０００５】
【発明の目的】本発明は、上述した従来の課題にかんが
みてなされたものであって、窒素と炭素を含有したオー
ステナイトを急冷して得られるマルテンサイトのもつ優
れた焼もどし軟化抵抗性や亀裂発生抵抗性をより一層活
かすことが可能であり、面圧強度（耐ピッチング疲労特
性），曲げ疲労強度，ねじり疲労強度等の機械的強度に
より一層優れた機械構造部品を得ることを目的としてい
る。
みてなされたものであって、窒素と炭素を含有したオー
ステナイトを急冷して得られるマルテンサイトのもつ優
れた焼もどし軟化抵抗性や亀裂発生抵抗性をより一層活
かすことが可能であり、面圧強度（耐ピッチング疲労特
性），曲げ疲労強度，ねじり疲労強度等の機械的強度に
より一層優れた機械構造部品を得ることを目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる機械構造
部品の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．３５〜０．６５
％、Ｓｉ：０．０３〜１．５０％、Ｍｎ：０．３〜１．
０％、Ｃｒ：０．１〜３．０％を含み、場合によっては
さらに、Ａｌ：０．０２〜１．５％，Ｖ：０．０５〜
０．５％，Ｍｏ：０．０５〜０．５％のうちの１種また
は２種以上、同じく、Ｎｉ：０．５〜２．０％、同じ
く、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％，Ｎｂ：０．０１〜
０．１０％の１種または２種、同じく、Ｓ：０．０２〜
０．４０％，Ｐｂ：０．０１〜０．５０％，Ｃａ：０．
０００３〜０．０１０％，Ｔｅ：０．００５〜０．１０
％，Ｂｉ：０．０１〜０．５０％のうちの１種または２
種以上を含み、残部Ｆｅおよび不純物よりなる鋼に対
し、窒化層深さが１５０μｍ以上となる条件で軟窒化処
理を行った後、窒化層がオーステナイト化する条件で高
周波焼入れを行う構成としたことを特徴としている。
部品の製造方法は、重量％で、Ｃ：０．３５〜０．６５
％、Ｓｉ：０．０３〜１．５０％、Ｍｎ：０．３〜１．
０％、Ｃｒ：０．１〜３．０％を含み、場合によっては
さらに、Ａｌ：０．０２〜１．５％，Ｖ：０．０５〜
０．５％，Ｍｏ：０．０５〜０．５％のうちの１種また
は２種以上、同じく、Ｎｉ：０．５〜２．０％、同じ
く、Ｔｉ：０．００５〜０．０５％，Ｎｂ：０．０１〜
０．１０％の１種または２種、同じく、Ｓ：０．０２〜
０．４０％，Ｐｂ：０．０１〜０．５０％，Ｃａ：０．
０００３〜０．０１０％，Ｔｅ：０．００５〜０．１０
％，Ｂｉ：０．０１〜０．５０％のうちの１種または２
種以上を含み、残部Ｆｅおよび不純物よりなる鋼に対
し、窒化層深さが１５０μｍ以上となる条件で軟窒化処
理を行った後、窒化層がオーステナイト化する条件で高
周波焼入れを行う構成としたことを特徴としている。
【０００７】次に、本発明に係わる機械構造部品の製造
方法において適用される鋼の化学成分組成（重量％）の
限定理由について説明する。
方法において適用される鋼の化学成分組成（重量％）の
限定理由について説明する。
【０００８】Ｃは機械構造部品の強度を確保するのに有
用な元素であるが、含有量が少なすぎると強度の確保が
十分にできなくなるので、０．３５％以上としている。
しかし、Ｃ含有量が多すぎると靭性の劣化を招くことが
あるので０．６５％以下としている。
用な元素であるが、含有量が少なすぎると強度の確保が
十分にできなくなるので、０．３５％以上としている。
しかし、Ｃ含有量が多すぎると靭性の劣化を招くことが
あるので０．６５％以下としている。
【０００９】Ｓｉは鋼溶製時において脱酸剤として有用
であると共に、焼もどし軟化抵抗性を向上して、転動寿
命を向上させるのに有用な元素であり、このような作用
を得るために０．０３％以上としている。しかし、Ｓｉ
含有量が多すぎると加工性や靭性の劣化を招くこととな
るので１．５０％以下としている。
であると共に、焼もどし軟化抵抗性を向上して、転動寿
命を向上させるのに有用な元素であり、このような作用
を得るために０．０３％以上としている。しかし、Ｓｉ
含有量が多すぎると加工性や靭性の劣化を招くこととな
るので１．５０％以下としている。
【００１０】Ｍｎは鋼溶製時において脱酸剤および脱硫
剤として作用すると共に、高周波焼入れ性の向上に有用
な元素であり、このような作用を得るために０．３％以
上としている。しかし、Ｍｎ含有量が多すぎると靭性の
劣化を招くので１．０％以下としている。
剤として作用すると共に、高周波焼入れ性の向上に有用
な元素であり、このような作用を得るために０．３％以
上としている。しかし、Ｍｎ含有量が多すぎると靭性の
劣化を招くので１．０％以下としている。
【００１１】Ｃｒは窒化特性の向上、とくに、窒化深さ
の増大に有用であると共に、高周波焼入れ性の向上にも
有用な元素であり、このような作用を得るために０．１
％以上としている。しかし、Ｃｒ含有量を多くしても窒
化特性向上の効果が飽和するので３．０％以下としてい
る。
の増大に有用であると共に、高周波焼入れ性の向上にも
有用な元素であり、このような作用を得るために０．１
％以上としている。しかし、Ｃｒ含有量を多くしても窒
化特性向上の効果が飽和するので３．０％以下としてい
る。
【００１２】Ａｌ，Ｖ，Ｍｏはいずれも窒化特性の向上
に有用な元素であり、Ａｌは特に表面硬さの向上に有用
な元素であり、Ｖは特に窒化深さの向上に有用であると
共に心部硬さの向上にも有用な元素であり、Ｍｏは特に
窒化深さの向上および高周波焼入れ性の向上にも有用な
元素であることから、Ａｌについては０．０２％以上、
Ｖについては０．０５％以上、Ｍｏについては０．０５
％以上のうちの１種または２種以上を場合によっては含
有させることもできる。しかし、Ａｌ含有量が多すぎて
も窒化特性向上の効果が飽和することから１．５％以下
とし、Ｖ含有量が多すぎても窒化特性向上の効果が飽和
することから０．５以下とし、Ｍｏ含有量が多すぎても
焼入れ性向上の効果が飽和すると共に被削性を劣化させ
るので０．５％以下とするのが良い。
に有用な元素であり、Ａｌは特に表面硬さの向上に有用
な元素であり、Ｖは特に窒化深さの向上に有用であると
共に心部硬さの向上にも有用な元素であり、Ｍｏは特に
窒化深さの向上および高周波焼入れ性の向上にも有用な
元素であることから、Ａｌについては０．０２％以上、
Ｖについては０．０５％以上、Ｍｏについては０．０５
％以上のうちの１種または２種以上を場合によっては含
有させることもできる。しかし、Ａｌ含有量が多すぎて
も窒化特性向上の効果が飽和することから１．５％以下
とし、Ｖ含有量が多すぎても窒化特性向上の効果が飽和
することから０．５以下とし、Ｍｏ含有量が多すぎても
焼入れ性向上の効果が飽和すると共に被削性を劣化させ
るので０．５％以下とするのが良い。
【００１３】Ｎｉは高周波焼入れ性の向上ならびに靭性
の向上に寄与する元素であることから、場合によっては
０．５％以上を含有させることもできる。しかし、Ｎｉ
含有量が多すぎると焼入れ性の向上効果が飽和すると共
に被削性を劣化させることとなるので２．０％以下とす
るのが良い。
の向上に寄与する元素であることから、場合によっては
０．５％以上を含有させることもできる。しかし、Ｎｉ
含有量が多すぎると焼入れ性の向上効果が飽和すると共
に被削性を劣化させることとなるので２．０％以下とす
るのが良い。
【００１４】Ｔｉ，Ｎｂは結晶粒の微細化および窒化特
性の向上に有用な元素であるので、Ｔｉについては０．
００５％以上、Ｎｂについては０．０１％以上を場合に
よっては含有させることもできる。しかし、Ｔｉ，Ｎｂ
含有量が多すぎると靭性を低下させることとなるので、
Ｔｉについては０．０５％以下、Ｎｂについては０．１
０％以下とするのが良い。
性の向上に有用な元素であるので、Ｔｉについては０．
００５％以上、Ｎｂについては０．０１％以上を場合に
よっては含有させることもできる。しかし、Ｔｉ，Ｎｂ
含有量が多すぎると靭性を低下させることとなるので、
Ｔｉについては０．０５％以下、Ｎｂについては０．１
０％以下とするのが良い。
【００１５】Ｓ，Ｐｂ，Ｃａ，Ｔｅ，Ｂｉはいずれも被
削性の向上に寄与する元素であるので、被削性に優れて
いることが要求される機械構造部品の場合にはこれらの
１種または２種以上を添加するのも良く、この場合に、
Ｓについては０．０２％以上，Ｐｂについては０．０１
％以上、Ｃａについては０．０００３％以上、Ｔｅにつ
いては０．００５％以上、Ｂｉについては０．０１％以
上を適宜添加することもできる。しかし、これらの含有
量が多すぎると強度（特に、ローラーピッチング強度）
を低下させると共に縦（圧延）方向の靭性を劣化させる
こととなるので、Ｓについては０．４０％以下、Ｐｂに
ついては０．５０％以下、Ｃａについては０．０１０％
以下、Ｔｅについては０．１０％以下、Ｂｉについては
０．５０％以下とするのが良い。
削性の向上に寄与する元素であるので、被削性に優れて
いることが要求される機械構造部品の場合にはこれらの
１種または２種以上を添加するのも良く、この場合に、
Ｓについては０．０２％以上，Ｐｂについては０．０１
％以上、Ｃａについては０．０００３％以上、Ｔｅにつ
いては０．００５％以上、Ｂｉについては０．０１％以
上を適宜添加することもできる。しかし、これらの含有
量が多すぎると強度（特に、ローラーピッチング強度）
を低下させると共に縦（圧延）方向の靭性を劣化させる
こととなるので、Ｓについては０．４０％以下、Ｐｂに
ついては０．５０％以下、Ｃａについては０．０１０％
以下、Ｔｅについては０．１０％以下、Ｂｉについては
０．５０％以下とするのが良い。
【００１６】本発明においては、上記組成の鋼に対し
て、窒化層深さが１５０μｍ以上となる窒化条件で軟窒
化処理を行うようにしているが、このような窒化層深さ
は、窒素＋炭素マルテンサイトによる面圧強度（耐ピッ
チング疲労特性）の向上をはかるために必要であり、図
３に示すように、窒化層深さが１５０μｍに満たない場
合には表面の陥没を生じやすくなるなどの理由によって
破損に至ることがあるため寿命が著しく短いものとなる
ので好ましくない。この場合、窒化層深さは、表層から
硬さが心部に向けて同じ硬さとなっている部分までの距
離を言っている。
て、窒化層深さが１５０μｍ以上となる窒化条件で軟窒
化処理を行うようにしているが、このような窒化層深さ
は、窒素＋炭素マルテンサイトによる面圧強度（耐ピッ
チング疲労特性）の向上をはかるために必要であり、図
３に示すように、窒化層深さが１５０μｍに満たない場
合には表面の陥没を生じやすくなるなどの理由によって
破損に至ることがあるため寿命が著しく短いものとなる
ので好ましくない。この場合、窒化層深さは、表層から
硬さが心部に向けて同じ硬さとなっている部分までの距
離を言っている。
【００１７】そして、このような軟窒化処理としては、
ガス軟窒化処理を用いることができ、そのほか、タフラ
イド処理やイオン窒化処理等の軟窒化処理を用いること
ができる。
ガス軟窒化処理を用いることができ、そのほか、タフラ
イド処理やイオン窒化処理等の軟窒化処理を用いること
ができる。
【００１８】本発明においては、上記したように、窒化
層深さが１５０μｍ以上となる条件で軟窒化処理を行っ
たのち、窒化層がオーステナイト化する条件で高周波焼
入れを行うようにしているので、このような高周波焼入
れは、窒素＋炭素マルテンサイトによる面圧強度を向上
させるために行うようにしており、心部マルテンサイト
による曲げ疲労強度ないしはねじり疲労強度を向上させ
るようにしている。
層深さが１５０μｍ以上となる条件で軟窒化処理を行っ
たのち、窒化層がオーステナイト化する条件で高周波焼
入れを行うようにしているので、このような高周波焼入
れは、窒素＋炭素マルテンサイトによる面圧強度を向上
させるために行うようにしており、心部マルテンサイト
による曲げ疲労強度ないしはねじり疲労強度を向上させ
るようにしている。
【００１９】この場合、高周波焼入れの際の加熱条件
は、表面加熱温度（Ｔ）が９００℃以上１２００℃以下
でかつ加熱時間（ｔ）が１ｓｅｃ以上１０ｓｅｃ以下で
ありさらに下式のＺで規定される平均の表面加熱温度と
加熱時間との関係が２００≦Ｚ≦１０００となる範囲の
条件とすることが望ましい。
は、表面加熱温度（Ｔ）が９００℃以上１２００℃以下
でかつ加熱時間（ｔ）が１ｓｅｃ以上１０ｓｅｃ以下で
ありさらに下式のＺで規定される平均の表面加熱温度と
加熱時間との関係が２００≦Ｚ≦１０００となる範囲の
条件とすることが望ましい。
【００２０】Ｚ＝（Ｔ＋２７３）×ｌｏｇ（ｔ）
【００２１】そして、表面加熱温度が９００℃よりも低
いと窒化物が高周波焼入れ時に固溶しがたくなるので好
ましくなく、表面加熱温度が９００℃以上であっても表
層には窒化物が形成されることからピンニング効果によ
り結晶粒は粗大化しがたいものとなっているが、表面加
熱温度が１２００℃よりも高いと結晶粒が粗大化するこ
ととなるので好ましくない。したがって、高周波焼入れ
の際の表面加熱温度は９００〜１２００℃とすることが
望ましい。
いと窒化物が高周波焼入れ時に固溶しがたくなるので好
ましくなく、表面加熱温度が９００℃以上であっても表
層には窒化物が形成されることからピンニング効果によ
り結晶粒は粗大化しがたいものとなっているが、表面加
熱温度が１２００℃よりも高いと結晶粒が粗大化するこ
ととなるので好ましくない。したがって、高周波焼入れ
の際の表面加熱温度は９００〜１２００℃とすることが
望ましい。
【００２２】また、Ｚの値が２００よりも小さいと窒化
物が高周波焼入れ時に固溶しがたくなるので好ましくな
く、Ｚの値は１０００よりも大きいと表面肌が荒れやす
いこととなるので好ましくない。
物が高周波焼入れ時に固溶しがたくなるので好ましくな
く、Ｚの値は１０００よりも大きいと表面肌が荒れやす
いこととなるので好ましくない。
【００２３】
【発明の作用】本発明に係わる機械構造部品の製造方法
では、重量％で、Ｃ：０．３５〜０．６５％、Ｓｉ：
０．０３〜１．５０％、Ｍｎ：０．３〜１．０％、Ｃ
ｒ：０．１〜３．０％を含み、場合によってはさらに、
Ａｌ：０．０２〜１．５％，Ｖ：０．０５〜０．５％，
Ｍｏ：０．０５〜０．５％のうちの１種または２種以
上、同じく、Ｎｉ：０．５〜２．０％、同じく、Ｔｉ：
０．００５〜０．０５％，Ｎｂ：０．０１〜０．１０％
のうちの１種または２種、同じく、Ｓ：０．０２〜０．
４０％，Ｐｂ：０．０１〜０．５０％，Ｃａ：０．００
０３〜０．０１０％，Ｔｅ：０．００５〜０．１０％，
Ｂｉ：０．０１〜０．５０％のうちの１種または２種以
上を含み、残部Ｆｅおよび不純物よりなる鋼に対し、窒
化層深さが１５０μｍ以上となる条件で軟窒化処理を行
った後、窒化層がオーステナイト化する条件で高周波焼
入れを行うようにしているので、表層部分には窒素と炭
素を含有したオーステナイトを急冷して得られる窒素＋
炭素マルテンサイトが形成されている機械構造部品とな
り、焼もどし軟化抵抗性や亀裂発生抵抗性がより一層良
好なものとなって、面圧強度（耐ピッチング疲労特
性），曲げ疲労強度ならびにねじり疲労強度等の機械的
特性により一層優れた機械構造部品となる。
では、重量％で、Ｃ：０．３５〜０．６５％、Ｓｉ：
０．０３〜１．５０％、Ｍｎ：０．３〜１．０％、Ｃ
ｒ：０．１〜３．０％を含み、場合によってはさらに、
Ａｌ：０．０２〜１．５％，Ｖ：０．０５〜０．５％，
Ｍｏ：０．０５〜０．５％のうちの１種または２種以
上、同じく、Ｎｉ：０．５〜２．０％、同じく、Ｔｉ：
０．００５〜０．０５％，Ｎｂ：０．０１〜０．１０％
のうちの１種または２種、同じく、Ｓ：０．０２〜０．
４０％，Ｐｂ：０．０１〜０．５０％，Ｃａ：０．００
０３〜０．０１０％，Ｔｅ：０．００５〜０．１０％，
Ｂｉ：０．０１〜０．５０％のうちの１種または２種以
上を含み、残部Ｆｅおよび不純物よりなる鋼に対し、窒
化層深さが１５０μｍ以上となる条件で軟窒化処理を行
った後、窒化層がオーステナイト化する条件で高周波焼
入れを行うようにしているので、表層部分には窒素と炭
素を含有したオーステナイトを急冷して得られる窒素＋
炭素マルテンサイトが形成されている機械構造部品とな
り、焼もどし軟化抵抗性や亀裂発生抵抗性がより一層良
好なものとなって、面圧強度（耐ピッチング疲労特
性），曲げ疲労強度ならびにねじり疲労強度等の機械的
特性により一層優れた機械構造部品となる。
【００２４】
【実施例】表１および表２に示す化学成分の鋼を溶製し
たのち直径３２ｍｍに鍛造し、焼ならしを施したあと、
図１に示すように、Ｄ１＝２６ｍｍ，Ｄ２＝２２ｍｍ，
Ｌ１＝２８ｍｍ，Ｌ２＝５１ｍｍ，Ｌ３＝１３０ｍｍの
ローラーピッチング試験片１を作製すると共に、図２に
示すように、Ｄ５＝８ｍｍ，Ｄ６＝１５ｍｍ，Ｌ５＝５
０ｍｍ，Ｌ６＝８０ｍｍ，Ｌ７＝２１０ｍｍ，Ｒ＝３０
ｍｍの小野式回転曲げ試験片２を作製し、これを供試材
とした。
たのち直径３２ｍｍに鍛造し、焼ならしを施したあと、
図１に示すように、Ｄ１＝２６ｍｍ，Ｄ２＝２２ｍｍ，
Ｌ１＝２８ｍｍ，Ｌ２＝５１ｍｍ，Ｌ３＝１３０ｍｍの
ローラーピッチング試験片１を作製すると共に、図２に
示すように、Ｄ５＝８ｍｍ，Ｄ６＝１５ｍｍ，Ｌ５＝５
０ｍｍ，Ｌ６＝８０ｍｍ，Ｌ７＝２１０ｍｍ，Ｒ＝３０
ｍｍの小野式回転曲げ試験片２を作製し、これを供試材
とした。
【００２５】そして、比較例ｄ−２を除く各供試材に対
して表７に示す条件によるガス軟窒化処理を行うことに
よって、ローラーピッチング試験片１については表３お
よび表４ならびに小野式回転曲げ試験片２については表
５および表６のそれぞれ「窒化後の表面硬さ」，「窒化
層深さ」の各欄に示す値をもつ窒化層を得た。
して表７に示す条件によるガス軟窒化処理を行うことに
よって、ローラーピッチング試験片１については表３お
よび表４ならびに小野式回転曲げ試験片２については表
５および表６のそれぞれ「窒化後の表面硬さ」，「窒化
層深さ」の各欄に示す値をもつ窒化層を得た。
【００２６】続いて、窒化処理後の各供試材のうち、比
較例ｄ−１を除く各供試材に対して表８（ローラーピッ
チング試験片１と小野式回転曲げ試験片２とで高周波焼
入れ条件を異ならせている。）、さらにローラーピッチ
ング試験片１については表３および表４ならびに小野式
回転曲げ試験片２については表５および表６のそれぞれ
「表面最高加熱温度」，「加熱時間」，「平均表面温度
×時間［Ｚ＝（Ｔ＋２７３）×ｌｏｇ（ｔ）］の各欄に
示す条件によって高周波焼入れを行うことによって、同
じくローラーピッチング試験片１については表３および
表４ならびに小野式回転曲げ試験片２については表５お
よび表６のそれぞれ「高周波焼入れ後の表面硬さ」，
「高周波焼入れ後の窒化深さ」，「高周波焼入れ後の硬
化層深さ」の各欄に示す値をもつ硬化層を得た。
較例ｄ−１を除く各供試材に対して表８（ローラーピッ
チング試験片１と小野式回転曲げ試験片２とで高周波焼
入れ条件を異ならせている。）、さらにローラーピッチ
ング試験片１については表３および表４ならびに小野式
回転曲げ試験片２については表５および表６のそれぞれ
「表面最高加熱温度」，「加熱時間」，「平均表面温度
×時間［Ｚ＝（Ｔ＋２７３）×ｌｏｇ（ｔ）］の各欄に
示す条件によって高周波焼入れを行うことによって、同
じくローラーピッチング試験片１については表３および
表４ならびに小野式回転曲げ試験片２については表５お
よび表６のそれぞれ「高周波焼入れ後の表面硬さ」，
「高周波焼入れ後の窒化深さ」，「高周波焼入れ後の硬
化層深さ」の各欄に示す値をもつ硬化層を得た。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】
【表４】
【００３１】
【表５】
【００３２】
【表６】
【００３３】
【表７】
【００３４】
【表８】
【００３５】次に、各ローラーピッチング試験片１に対
して、 小ローラー（試験片）：直径２６ｍｍ 大ローラー（相手材）：直径１３０ｍｍ 滑り率 ：４０％ 回転数 ：１５８０ｒｐｍ の条件でローラーピッチング試験を行ったところ、同じ
く、表３および表４の「ピッチング寿命」の欄に示す結
果が得られた。
して、 小ローラー（試験片）：直径２６ｍｍ 大ローラー（相手材）：直径１３０ｍｍ 滑り率 ：４０％ 回転数 ：１５８０ｒｐｍ の条件でローラーピッチング試験を行ったところ、同じ
く、表３および表４の「ピッチング寿命」の欄に示す結
果が得られた。
【００３６】この結果、本発明例Ａ〜Ｌではいずれもピ
ッチング寿命が１０７回を超えており、優れた面圧疲労
強度（耐ピッチング疲労強度）を有するものとなってい
た。
ッチング寿命が１０７回を超えており、優れた面圧疲労
強度（耐ピッチング疲労強度）を有するものとなってい
た。
【００３７】これに対して、窒化処理のみ行い高周波焼
入れ処理を行わない比較例ｄ−１の場合、窒化処理を行
わず高周波焼入れ処理のみを行う比較例ｄ−２の場合、
窒化処理時間が短いため窒化層深さが小さい比較例ｄ−
３の場合、高周波焼入れの際の加熱時間が短い比較例ｄ
−４の場合は、いずれもピッチング寿命が短く、面圧疲
労強度が低いものとなっていた。
入れ処理を行わない比較例ｄ−１の場合、窒化処理を行
わず高周波焼入れ処理のみを行う比較例ｄ−２の場合、
窒化処理時間が短いため窒化層深さが小さい比較例ｄ−
３の場合、高周波焼入れの際の加熱時間が短い比較例ｄ
−４の場合は、いずれもピッチング寿命が短く、面圧疲
労強度が低いものとなっていた。
【００３８】他方、各小野式回転曲げ試験片２に対し
て、回転数：３５００ｒｐｍの条件で小野式回転曲げ疲
労試験を行ったところ、同じく、表５および表６の「疲
労限度」の欄に示す結果が得られた。
て、回転数：３５００ｒｐｍの条件で小野式回転曲げ疲
労試験を行ったところ、同じく、表５および表６の「疲
労限度」の欄に示す結果が得られた。
【００３９】この結果、本発明例Ａ〜Ｌではいずれも疲
労限度が６００Ｎ／ｍｍ２を超えており優れた曲げ疲労
強度を有するものとなっていた。
労限度が６００Ｎ／ｍｍ２を超えており優れた曲げ疲労
強度を有するものとなっていた。
【００４０】これに対して、比較例ｄ−１〜ｄ−４の場
合は、いずれも疲労強度の値が低く、曲げ疲労強度に劣
るものとなっていた。
合は、いずれも疲労強度の値が低く、曲げ疲労強度に劣
るものとなっていた。
【００４１】
【発明の効果】本発明に係わる機械構造部品の製造方法
では、特定成分の鋼に対し窒化層深さが１５０μｍ以上
となる条件で軟窒化処理を行った後、窒化層がオーステ
ナイト化する条件で高周波焼入れを行うようにしたか
ら、窒素と炭素を含有したオーステナイトを急冷して得
られるマルテンサイトのもつ優れた焼もどし軟化抵抗性
や亀裂発生抵抗性をより一層活用することが可能とな
り、面圧強度（耐ピッチング疲労強度），曲げ疲労強
度，ねじり疲労強度等の機械的特性に優れた機械構造部
品を提供することが可能であるという著しく優れた効果
がもたらされる。
では、特定成分の鋼に対し窒化層深さが１５０μｍ以上
となる条件で軟窒化処理を行った後、窒化層がオーステ
ナイト化する条件で高周波焼入れを行うようにしたか
ら、窒素と炭素を含有したオーステナイトを急冷して得
られるマルテンサイトのもつ優れた焼もどし軟化抵抗性
や亀裂発生抵抗性をより一層活用することが可能とな
り、面圧強度（耐ピッチング疲労強度），曲げ疲労強
度，ねじり疲労強度等の機械的特性に優れた機械構造部
品を提供することが可能であるという著しく優れた効果
がもたらされる。
【図１】ローラーピッチング試験片の形状を示す説明図
である。
である。
【図２】小野式回転曲げ試験片の形状を示す説明図であ
る。
る。
【図３】窒化層深さによる寿命への影響を例示するグラ
フである。
フである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２３Ｃ 8/26 // Ｃ２１Ｄ 9/00 Ａ 9352−4Ｋ (72)発明者 渡 辺 陽 一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 梅 垣 俊 造 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ：０．３５〜０．６５％、
Ｓｉ：０．０３〜１．５０％、Ｍｎ：０．３〜１．０
％、Ｃｒ：０．１〜３．０％、残部Ｆｅおよび不純物よ
りなる鋼に対し、窒化層深さが１５０μｍ以上となる条
件で軟窒化処理を行った後、窒化層がオーステナイト化
する条件で高周波焼入れを行うことを特徴とする機械的
強度に優れた機械構造部品の製造方法。 - 【請求項２】 鋼中に、Ａｌ：０．０２〜１．５％，
Ｖ：０．０５〜０．５％，Ｍｏ：０．０５〜０．５％の
うちの１種または２種以上を含有する請求項１に記載の
機械的強度に優れた機械構造部品の製造方法。 - 【請求項３】 鋼中に、Ｎｉ：０．５〜２．０％を含有
する請求項１または２に記載の機械的強度に優れた機械
構造部品の製造方法。 - 【請求項４】 鋼中に、Ｔｉ：０．００５〜０．０５
％，Ｎｂ：０．０１〜０．１０％のうちの１種または２
種を含有する請求項１ないし３のいずれかに記載の機械
的強度に優れた機械構造部品の製造方法。 - 【請求項５】 鋼中に、Ｓ：０．０２〜０．４０％，Ｐ
ｂ：０．０１〜０．５０％，Ｃａ：０．０００３〜０．
０１０％，Ｔｅ：０．００５〜０．１０％，Ｂｉ：０．
０１〜０．５０％のうちの１種または２種以上を含有す
る請求項１ないし４のいずれかに記載の機械的強度に優
れた機械構造部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24014293A JP3405468B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 機械構造部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24014293A JP3405468B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 機械構造部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790364A true JPH0790364A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3405468B2 JP3405468B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=17055125
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24014293A Expired - Fee Related JP3405468B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 機械構造部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3405468B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008018308A1 (en) | 2006-08-09 | 2008-02-14 | Nihon Parkerizing Co., Ltd. | Method for quenching of steel member, quenched steel member, and agent for protecting quenched surface |
| WO2010070958A1 (ja) | 2008-12-19 | 2010-06-24 | 新日本製鐵株式会社 | 表面硬化用機械構造用鋼及び機械構造鋼部品 |
| WO2010082685A1 (ja) | 2009-01-16 | 2010-07-22 | 新日本製鐵株式会社 | 表面硬化用機械構造用鋼及び機械構造用部品 |
| JP2010280929A (ja) * | 2009-06-02 | 2010-12-16 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 窒化処理および高周波焼入処理が施される用途に供される鋼材 |
| WO2011013362A1 (ja) | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 日本パーカライジング株式会社 | 窒素化合物層を有する鉄鋼部材、及びその製造方法 |
| JP2011208250A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Nippon Steel Corp | 窒化高周波焼入れ用鋼及び窒化高周波焼入れ部品 |
| WO2014192117A1 (ja) | 2013-05-30 | 2014-12-04 | 新日鐵住金株式会社 | 軟窒化高周波焼入れ鋼部品 |
| JP2015121228A (ja) * | 2014-12-25 | 2015-07-02 | 日本パーカライジング株式会社 | 高耐久性エンジンバルブ |
| JP2017066498A (ja) * | 2015-10-02 | 2017-04-06 | 大同特殊鋼株式会社 | 鋼の熱処理方法および鋼部材 |
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| JP2019173047A (ja) * | 2018-03-26 | 2019-10-10 | 日鉄日新製鋼株式会社 | 浸窒焼入れ処理用鋼、浸窒焼入れ部品及びその製造方法 |
| JP2022028931A (ja) * | 2018-03-26 | 2022-02-16 | 日本製鉄株式会社 | 浸窒焼入れ処理用鋼、浸窒焼入れ部品及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP24014293A patent/JP3405468B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2011013362A1 (ja) | 2009-07-31 | 2011-02-03 | 日本パーカライジング株式会社 | 窒素化合物層を有する鉄鋼部材、及びその製造方法 |
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| KR20150109480A (ko) | 2013-05-30 | 2015-10-01 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 연질화 고주파 켄칭 강 부품 |
| WO2014192117A1 (ja) | 2013-05-30 | 2014-12-04 | 新日鐵住金株式会社 | 軟窒化高周波焼入れ鋼部品 |
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|---|---|
| JP3405468B2 (ja) | 2003-05-12 |
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