JPH09241750A - 熱処理歪みの小さい肌焼きボロン鋼歯車の製造方法 - Google Patents
熱処理歪みの小さい肌焼きボロン鋼歯車の製造方法Info
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- JPH09241750A JPH09241750A JP7546096A JP7546096A JPH09241750A JP H09241750 A JPH09241750 A JP H09241750A JP 7546096 A JP7546096 A JP 7546096A JP 7546096 A JP7546096 A JP 7546096A JP H09241750 A JPH09241750 A JP H09241750A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】９５０℃以上の高温で浸炭処理を行っても結晶
粒の粗大化をおこしにくく、浸炭処理後の焼き入れによ
って、大きな歪みを生じることなく、浸炭処理後の寸法
精度確保のための仕上げ加工工程を省略可能にした。 【解決手段】重量％でＣ：0.1 〜0.30％，Ｓｉ：0.01〜
0.50％，Ｍｎ：0.60〜2.00％，Ｃｒ：2.0 ％以下，Ｍ
ｏ：1.0 ％以下，Ｎｂ：0.020 〜0.080 ％，Ｂ：0.0010
〜0.0100％，Ｐ：0.025 ％以下，Ｓ：0.040 ％以下，
Ｎ：0.010 ％以下，Ｔｉ：0.100以下，残部Ｆｅの肌焼
きボロン鋼を鍛造工程前に1150℃以上に加熱してから熱
間鍛造することにより、歯車内部のオーステナイト結晶
粒度を７〜１１の範囲に押さえ込み、熱処理後の歯車の
変形を小さく押さえることを特徴とする。
粒の粗大化をおこしにくく、浸炭処理後の焼き入れによ
って、大きな歪みを生じることなく、浸炭処理後の寸法
精度確保のための仕上げ加工工程を省略可能にした。 【解決手段】重量％でＣ：0.1 〜0.30％，Ｓｉ：0.01〜
0.50％，Ｍｎ：0.60〜2.00％，Ｃｒ：2.0 ％以下，Ｍ
ｏ：1.0 ％以下，Ｎｂ：0.020 〜0.080 ％，Ｂ：0.0010
〜0.0100％，Ｐ：0.025 ％以下，Ｓ：0.040 ％以下，
Ｎ：0.010 ％以下，Ｔｉ：0.100以下，残部Ｆｅの肌焼
きボロン鋼を鍛造工程前に1150℃以上に加熱してから熱
間鍛造することにより、歯車内部のオーステナイト結晶
粒度を７〜１１の範囲に押さえ込み、熱処理後の歯車の
変形を小さく押さえることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車，輸送機
械，産業用機械，農業用機械等に使用される対粗粒化肌
焼鋼を用いた歯車の製造方法に関するものである。
械，産業用機械，農業用機械等に使用される対粗粒化肌
焼鋼を用いた歯車の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車，輸送機械，産業用機械，
農業用機械等に使用される歯車は肌焼鋼を素材として、
これを熱間あるいは冷間鍛造さらには、機械加工を施
し、所望の形状に成形加工した後、対摩製及び疲労強度
を向上させる目的で、歯車表面に浸炭処理や窒化処理を
施してから使用に供されている。
農業用機械等に使用される歯車は肌焼鋼を素材として、
これを熱間あるいは冷間鍛造さらには、機械加工を施
し、所望の形状に成形加工した後、対摩製及び疲労強度
を向上させる目的で、歯車表面に浸炭処理や窒化処理を
施してから使用に供されている。
【０００３】表面硬化歯車の素材となる肌焼鋼として
は、従来、マンガン鋼，マンガンクロム鋼，クロムモリ
ブデン鋼，クロム鋼，ニッケルクロムモリブデン鋼，ニ
ッケルクロム鋼等が用いられていた。
は、従来、マンガン鋼，マンガンクロム鋼，クロムモリ
ブデン鋼，クロム鋼，ニッケルクロムモリブデン鋼，ニ
ッケルクロム鋼等が用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の鋼は
合金成分を多量に含み、また通常の表面処理において、
長時間を要しコスト面で問題があった。そのため、素材
鋼に添加する合金成分を削減し、これによる焼き入れ性
の低下を補うため少量のＢを添加するボロン鋼がある。
合金成分を多量に含み、また通常の表面処理において、
長時間を要しコスト面で問題があった。そのため、素材
鋼に添加する合金成分を削減し、これによる焼き入れ性
の低下を補うため少量のＢを添加するボロン鋼がある。
【０００５】このボロン鋼は、結晶の異常成長を防ぐた
めＮｂを添加する方法が用いられている。これは、Ｎｂ
の添加で析出した微細なＮｂＣのピン止め効果を利用す
ることで、オーステナイト結晶粒の異常成長を防止する
ものである。
めＮｂを添加する方法が用いられている。これは、Ｎｂ
の添加で析出した微細なＮｂＣのピン止め効果を利用す
ることで、オーステナイト結晶粒の異常成長を防止する
ものである。
【０００６】一方、ボロン鋼の場合、添加したＢが鋼中
のＮと極めて結び易くＢＮとして析出するので、焼き入
れ性に有効な固溶Ｂ量が減少する。このため、Ｔｉを添
加してＴｉＮとして、鋼中のＮをＴｉにより固定してＢ
と結合するＮ量を減少させることにより固溶Ｂ量を確保
する方法が一般に行われている。
のＮと極めて結び易くＢＮとして析出するので、焼き入
れ性に有効な固溶Ｂ量が減少する。このため、Ｔｉを添
加してＴｉＮとして、鋼中のＮをＴｉにより固定してＢ
と結合するＮ量を減少させることにより固溶Ｂ量を確保
する方法が一般に行われている。
【０００７】しかし、粗粒化は完全に解決できず、浸炭
焼き入れ後の歯車のオーステナイト結晶粒度は２〜８と
バラツキ、このオーステナイト結晶粒度のバラツキによ
り歪みが生じる。従って、歪みを除去するために、仕上
げ加工工程で研削や研磨を実施して歯車精度を確保して
いる。
焼き入れ後の歯車のオーステナイト結晶粒度は２〜８と
バラツキ、このオーステナイト結晶粒度のバラツキによ
り歪みが生じる。従って、歪みを除去するために、仕上
げ加工工程で研削や研磨を実施して歯車精度を確保して
いる。
【０００８】本発明の目的は、このような従来の問題点
に鑑みてなされたもので、９５０℃以上の高温で浸炭処
理を行っても結晶粒の粗大化をおこしにくく、浸炭処理
後の焼き入れによって、大きな歪みを生じることなく、
浸炭処理後の寸法精度確保のための仕上げ加工工程を省
略することができる歯車の製造方法を提供することであ
る。
に鑑みてなされたもので、９５０℃以上の高温で浸炭処
理を行っても結晶粒の粗大化をおこしにくく、浸炭処理
後の焼き入れによって、大きな歪みを生じることなく、
浸炭処理後の寸法精度確保のための仕上げ加工工程を省
略することができる歯車の製造方法を提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の方法は、重量％でＣ：0.1 〜0.30％，Ｓ
ｉ：0.01〜0.50％，Ｍｎ：0.60〜2.00％，Ｃｒ：2.0 ％
以下，Ｍｏ：1.0 ％以下，Ｎｂ：0.020 〜0.080 ％，
Ｂ：0.0010〜0.0100％，Ｐ：0.025 ％以下，Ｓ：0.040
％以下，Ｎ：0.010 ％以下，Ｔｉ：0.100 以下，残部Ｆ
ｅの肌焼きボロン鋼を鍛造工程前に1150℃以上に加熱し
てから熱間鍛造することにより、歯車内部のオーステナ
イト結晶粒度を７〜１１の範囲に抑え込み、熱処理後の
歯車の変形を小さく抑えることを特徴とする。
めの本発明の方法は、重量％でＣ：0.1 〜0.30％，Ｓ
ｉ：0.01〜0.50％，Ｍｎ：0.60〜2.00％，Ｃｒ：2.0 ％
以下，Ｍｏ：1.0 ％以下，Ｎｂ：0.020 〜0.080 ％，
Ｂ：0.0010〜0.0100％，Ｐ：0.025 ％以下，Ｓ：0.040
％以下，Ｎ：0.010 ％以下，Ｔｉ：0.100 以下，残部Ｆ
ｅの肌焼きボロン鋼を鍛造工程前に1150℃以上に加熱し
てから熱間鍛造することにより、歯車内部のオーステナ
イト結晶粒度を７〜１１の範囲に抑え込み、熱処理後の
歯車の変形を小さく抑えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。一般に結晶粒成長を制御するには微細な炭窒化物を
析出させれば、そのピン止め効果により、表面硬化処理
時の結晶粒成長を抑制することができる。
る。一般に結晶粒成長を制御するには微細な炭窒化物を
析出させれば、そのピン止め効果により、表面硬化処理
時の結晶粒成長を抑制することができる。
【００１１】浸炭や浸炭窒化などの表面硬化処理の加熱
時に、微細な炭窒化物を析出させておくには、溶製後の
凝固時に析出した粗大な炭窒化物を、表面硬化処理の前
段階において鋼中に充分固溶差せ、微細な炭窒化物が析
出する素地を作っておく必要がある。
時に、微細な炭窒化物を析出させておくには、溶製後の
凝固時に析出した粗大な炭窒化物を、表面硬化処理の前
段階において鋼中に充分固溶差せ、微細な炭窒化物が析
出する素地を作っておく必要がある。
【００１２】そこで、本発明は、重量％でＣ：0.1 〜0.
30％，Ｓｉ：0.01〜0.50％，Ｍｎ：0.60〜2.00％，Ｃ
ｒ：2.0 ％以下，Ｍｏ：1.0 ％以下，Ｎｂ：0.020 〜0.
080 ％，Ｂ：0.0010〜0.0100％，Ｐ：0.025 ％以下，
Ｓ：0.040 ％以下，Ｎ：0.010 ％以下，Ｔｉ：0.100 以
下，残部Ｆｅの肌焼きボロン鋼を鍛造工程前に1150℃以
上に加熱してから熱間鍛造することにより、歯車内部の
オーステナイト結晶粒度を７〜１１の範囲に抑え込み、
熱処理後の歯車の変形を小さく抑えることを実現するこ
とができた。
30％，Ｓｉ：0.01〜0.50％，Ｍｎ：0.60〜2.00％，Ｃ
ｒ：2.0 ％以下，Ｍｏ：1.0 ％以下，Ｎｂ：0.020 〜0.
080 ％，Ｂ：0.0010〜0.0100％，Ｐ：0.025 ％以下，
Ｓ：0.040 ％以下，Ｎ：0.010 ％以下，Ｔｉ：0.100 以
下，残部Ｆｅの肌焼きボロン鋼を鍛造工程前に1150℃以
上に加熱してから熱間鍛造することにより、歯車内部の
オーステナイト結晶粒度を７〜１１の範囲に抑え込み、
熱処理後の歯車の変形を小さく抑えることを実現するこ
とができた。
【００１３】上記使用したＮｂとＴｉを複合添加した鋼
において、凝固時に析出する粗大な合金炭窒化物はＮｂ
とＴｉの複合炭窒化物はＮｂＴｉ（ＣＮ）である。
において、凝固時に析出する粗大な合金炭窒化物はＮｂ
とＴｉの複合炭窒化物はＮｂＴｉ（ＣＮ）である。
【００１４】浸炭や浸炭窒化前の加熱（鍛造加熱時）温
度が１１５０℃以上であると、ＮｂＴｉ（ＣＮ）から主
としてＮｂが溶解し、母相中の固溶Ｎｂ量が多いいた
め、その後の熱処理の昇温過程で析出する微細なＮｂＣ
の析出量が多い。従って、微細なＮｂＣによるピン止め
効果が大となり、オーステナイト結晶粒度は７〜１１の
レベルとなり、粗大化を阻止できる。
度が１１５０℃以上であると、ＮｂＴｉ（ＣＮ）から主
としてＮｂが溶解し、母相中の固溶Ｎｂ量が多いいた
め、その後の熱処理の昇温過程で析出する微細なＮｂＣ
の析出量が多い。従って、微細なＮｂＣによるピン止め
効果が大となり、オーステナイト結晶粒度は７〜１１の
レベルとなり、粗大化を阻止できる。
【００１５】浸炭や浸炭窒化前の加熱（鍛造加熱時）温
度が１１５０℃未満であると大部分のＮｂＴｉ（ＣＮ）
が固溶せず残存し母相中の固溶Ｎｂ量が少ないため、そ
の後の熱処理で析出する微細なＮｂＣの析出量が少な
い。従って、微細なＮｂＣによるピン止め効果が小とな
り、オーステナイト結晶粒度のバラツキが２〜８と部分
的に粗粒化する。
度が１１５０℃未満であると大部分のＮｂＴｉ（ＣＮ）
が固溶せず残存し母相中の固溶Ｎｂ量が少ないため、そ
の後の熱処理で析出する微細なＮｂＣの析出量が少な
い。従って、微細なＮｂＣによるピン止め効果が小とな
り、オーステナイト結晶粒度のバラツキが２〜８と部分
的に粗粒化する。
【００１６】そこで、歯車部品のように表面硬化部品へ
の加工工程に熱間鍛造が含まれる場合には、この熱間鍛
造における加熱温度を１１５０℃以上としてＮｂを溶解
させればよい。
の加工工程に熱間鍛造が含まれる場合には、この熱間鍛
造における加熱温度を１１５０℃以上としてＮｂを溶解
させればよい。
【００１７】
【実施例】モジュール３．５，歯数２５，歯幅３０ｍｍ
の歯車を用いて熱間鍛造における加熱温度を１１５０℃
以上と１１５０℃未満とで実験した結果、図１の表で示
すように熱間鍛造における加熱温度を１１５０℃以上し
たものが有効であることが得られた。
の歯車を用いて熱間鍛造における加熱温度を１１５０℃
以上と１１５０℃未満とで実験した結果、図１の表で示
すように熱間鍛造における加熱温度を１１５０℃以上し
たものが有効であることが得られた。
【００１８】また、それぞれの条件で実施した時のオー
ステナイト結晶粒の状況は、従来のミクロ組織は図２
（Ａ）で示すように、結晶が大きく成長（粗粒化）し、
大小混粒されているが、本発明の条件で処理した歯車の
断面ミクロ組織は図２（Ｂ）で示すように、小さく均一
に結晶（整粒化）されている。
ステナイト結晶粒の状況は、従来のミクロ組織は図２
（Ａ）で示すように、結晶が大きく成長（粗粒化）し、
大小混粒されているが、本発明の条件で処理した歯車の
断面ミクロ組織は図２（Ｂ）で示すように、小さく均一
に結晶（整粒化）されている。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、熱間
鍛造における加熱温度を１１５０℃以上に上げてやれ
ば、母相中の固溶Ｎｂ量が多くなり、微細なＮｂＣによ
るピン止め効果により、オーステナイト結晶粒は７〜１
１と細かく均一に整粒化され、鍛造後の熱処理による歯
車の変形量を小さく抑えることができ、研削，研磨等の
仕上げ加工工程を省略することができる。
鍛造における加熱温度を１１５０℃以上に上げてやれ
ば、母相中の固溶Ｎｂ量が多くなり、微細なＮｂＣによ
るピン止め効果により、オーステナイト結晶粒は７〜１
１と細かく均一に整粒化され、鍛造後の熱処理による歯
車の変形量を小さく抑えることができ、研削，研磨等の
仕上げ加工工程を省略することができる。
【図１】歯車を用いて熱間鍛造の加熱温度を１１５０℃
以上と１１５０℃未満とで実験した結果の表
以上と１１５０℃未満とで実験した結果の表
【図２】オーステナイト結晶粒の状況を従来のミクロ組
織と本発明による場合のミクロ組織を示す
織と本発明による場合のミクロ組織を示す
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成８年６月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】歯車を用いて熱間鍛造の加熱温度を１１５０℃
以上と１１５０℃未満とで実験した結果の図表
以上と１１５０℃未満とで実験した結果の図表
【図２】オーステナイト結晶粒の情況を従来のミクロ組
織と本発明による場合のミクロ組織を示す
織と本発明による場合のミクロ組織を示す
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 又賀 晶 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内 (72)発明者 橋本 忠 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日野 自動車工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％でＣ：0.1 〜0.30％，Ｓｉ：0.01
〜0.50％，Ｍｎ：0.60〜2.00％，Ｃｒ：2.0 ％以下，Ｍ
ｏ：1.0 ％以下，Ｎｂ：0.020 〜0.080 ％，Ｂ：0.0010
〜0.0100％，Ｐ：0.025 ％以下，Ｓ：0.040 ％以下，
Ｎ：0.010 ％以下，Ｔｉ：0.100 以下，残部Ｆｅの肌焼
きボロン鋼を鍛造工程前に1150℃以上に加熱してから熱
間鍛造することにより、歯車内部のオーステナイト結晶
粒度を７〜１１の範囲に抑え込み、熱処理後の歯車の変
形を小さく抑えることを特徴とする熱処理歪みの小さい
肌焼きボロン鋼歯車の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7546096A JPH09241750A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 熱処理歪みの小さい肌焼きボロン鋼歯車の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7546096A JPH09241750A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 熱処理歪みの小さい肌焼きボロン鋼歯車の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09241750A true JPH09241750A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=13576943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7546096A Pending JPH09241750A (ja) | 1996-03-06 | 1996-03-06 | 熱処理歪みの小さい肌焼きボロン鋼歯車の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09241750A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030097233A (ko) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | 현대자동차주식회사 | 기어용 크롬-몰리브덴 합금강 |
| KR100420535B1 (ko) * | 2000-08-08 | 2004-03-02 | (주)새터 엔지니어링 | 보론함유 저탄소강을 이용한 박판 성형품 제작을 위한프레스 경화 공정 |
| KR100716344B1 (ko) * | 2005-11-10 | 2007-05-11 | 현대자동차주식회사 | 변속기 기어 및 샤프트용 초고강도 크롬-몰리브덴 합금강의 열처리 방법 |
| WO2016063224A1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-04-28 | Bharat Forge Limited | An ultra-high strength thermo-mechanically processed steel |
| US11149832B2 (en) | 2019-12-13 | 2021-10-19 | Aichi Steel Corporation | Differential hypoid gear, pinion gear, and paired hypoid gears formed by combination thereof |
-
1996
- 1996-03-06 JP JP7546096A patent/JPH09241750A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100420535B1 (ko) * | 2000-08-08 | 2004-03-02 | (주)새터 엔지니어링 | 보론함유 저탄소강을 이용한 박판 성형품 제작을 위한프레스 경화 공정 |
| KR20030097233A (ko) * | 2002-06-20 | 2003-12-31 | 현대자동차주식회사 | 기어용 크롬-몰리브덴 합금강 |
| KR100716344B1 (ko) * | 2005-11-10 | 2007-05-11 | 현대자동차주식회사 | 변속기 기어 및 샤프트용 초고강도 크롬-몰리브덴 합금강의 열처리 방법 |
| WO2016063224A1 (en) * | 2014-10-21 | 2016-04-28 | Bharat Forge Limited | An ultra-high strength thermo-mechanically processed steel |
| US11149832B2 (en) | 2019-12-13 | 2021-10-19 | Aichi Steel Corporation | Differential hypoid gear, pinion gear, and paired hypoid gears formed by combination thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20031224 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |