JPS58171554A - 機械構造用部品 - Google Patents
機械構造用部品Info
- Publication number
- JPS58171554A JPS58171554A JP5301682A JP5301682A JPS58171554A JP S58171554 A JPS58171554 A JP S58171554A JP 5301682 A JP5301682 A JP 5301682A JP 5301682 A JP5301682 A JP 5301682A JP S58171554 A JPS58171554 A JP S58171554A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- hardening
- steel
- fatigue strength
- induction hardening
- 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.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、疲れ強さを高めた機械構造用部品に関する。
本発明−はまた、疲れ強さを高めた機械構造用部品の
うち、とくに歯車の製造方法にも関する。
うち、とくに歯車の製造方法にも関する。
一般に、機械構造用部品は高い疲れ強さを要求されるの
で、材料の選択に配慮するだけでな（、とくに表面に強
い応力が加わるような用途に向けるものにあっては、表
面硬化処理を行なうことが多い。 このような目的で実
施する表面硬化処理法の代表的なものは、浸炭焼入れお
よび高周波焼入れである。
で、材料の選択に配慮するだけでな（、とくに表面に強
い応力が加わるような用途に向けるものにあっては、表
面硬化処理を行なうことが多い。 このような目的で実
施する表面硬化処理法の代表的なものは、浸炭焼入れお
よび高周波焼入れである。
よく知られて℃・るように、浸炭焼入れは高度の表面硬
化ができるが、長時間の加熱を要し、多くのエネルギー
を消費することと、処理に伴う変形が太きいという難点
がある。 一方、高周波焼入れは、短時間の処理で実施
できて省エネルギーの観点から好ましい上に、変形が小
さいため仕上げ加工が不要または簡単ですむといった利
点はあるが、表面硬化の度合は浸炭焼入れに及ばない。
化ができるが、長時間の加熱を要し、多くのエネルギー
を消費することと、処理に伴う変形が太きいという難点
がある。 一方、高周波焼入れは、短時間の処理で実施
できて省エネルギーの観点から好ましい上に、変形が小
さいため仕上げ加工が不要または簡単ですむといった利
点はあるが、表面硬化の度合は浸炭焼入れに及ばない。
そのため、高い表面強度を必要とする用途、たとえば自
動車用変速機歯車のような機械構造用部品については、
高周波焼入れはほとんど行なわれていない。
動車用変速機歯車のような機械構造用部品については、
高周波焼入れはほとんど行なわれていない。
本発明者は、上記した高周波焼入れの利点を生かし、そ
の焼入れ効果をより高く得ることによって適用可能な場
合を多くすることを企てて研究を重ねた。 その結果、
従来の炭素鋼よりもＳｉの含有量を高めた鋼においてこ
の意図が実現することを見出して本発明に至った。
の焼入れ効果をより高く得ることによって適用可能な場
合を多くすることを企てて研究を重ねた。 その結果、
従来の炭素鋼よりもＳｉの含有量を高めた鋼においてこ
の意図が実現することを見出して本発明に至った。
本発明の疲れ強さの高い機械構造用部品は、Ｃ： ０．
３０〜０．６０％、Ｓｉ ： ０．４０〜２．０％オヨ
びＭｎ：０．４０〜２０％を含有し残部がＦｅおよび不
可避の不純物からなる鋼に高周波焼入れを施したことを
特徴とする。
３０〜０．６０％、Ｓｉ ： ０．４０〜２．０％オヨ
びＭｎ：０．４０〜２０％を含有し残部がＦｅおよび不
可避の不純物からなる鋼に高周波焼入れを施したことを
特徴とする。
Ｃ含有量 ０．３０〜０．６０％は機械構造用の炭素鋼
に通常採用されている範囲であり、下限は高周波焼入れ
により所定の表面硬さを得るために最低限必要な量であ
り、また上限はこれを超えると焼ワレの危険があること
がら設けた。
に通常採用されている範囲であり、下限は高周波焼入れ
により所定の表面硬さを得るために最低限必要な量であ
り、また上限はこれを超えると焼ワレの危険があること
がら設けた。
Ｓｉ 含有量 ０８４０〜２．０％は、炭素鋼に一般
的な ０．１５〜０．３５％の範囲を外れた高い値であ
る。
的な ０．１５〜０．３５％の範囲を外れた高い値であ
る。
下限は高周波焼入れにより高い表面硬化を得る上で必要
であり、上限は被剛性の低下が許容できる限度としてえ
らんだ。
であり、上限は被剛性の低下が許容できる限度としてえ
らんだ。
Ｍｎ の含有量０．４０〜２．０％は、炭素鋼に代表的
な範囲を包含して、比較的広い範囲に及んでいる。 下
限値は脱酸および焼入性の確保のために必要であり、上
限は、Ｓｉ とともに被剛性にかんがみて決定した。
な範囲を包含して、比較的広い範囲に及んでいる。 下
限値は脱酸および焼入性の確保のために必要であり、上
限は、Ｓｉ とともに被剛性にかんがみて決定した。
本発明の機械構造用部品は、鋼の合金組成として、上記
した必須成分に加えて、Ｎｉ：５％以下、Ｃｒ：２％以
下、ＭＯ：２％以下およびＢ：０．０１％以下のいずれ
か１種または２種以上を含有することができ、それによ
って高周波、焼入れの焼入性がさらに高まり、強度の一
層の向上がはかれる。
した必須成分に加えて、Ｎｉ：５％以下、Ｃｒ：２％以
下、ＭＯ：２％以下およびＢ：０．０１％以下のいずれ
か１種または２種以上を含有することができ、それによ
って高周波、焼入れの焼入性がさらに高まり、強度の一
層の向上がはかれる。
靭性が高くなるよう結晶粒の微細化をはかりたい場合に
は、本発明において、鋼の合金組成に、さらにＡＩ’：
Ｑ、１％以下、Ｎ：０．０３％以下、Ｔｉ：０５％以下
、ｖ：０５％以下オヨヒＮｂ：０５％以下のいずれか１
種または２種以上を添加することができる。 これらの
成分のうち、Ｎ、 Ｔｉ、■およびＮｂには、析出硬
化により芯部の強度を増強するはたらきをもたせること
もできる。
は、本発明において、鋼の合金組成に、さらにＡＩ’：
Ｑ、１％以下、Ｎ：０．０３％以下、Ｔｉ：０５％以下
、ｖ：０５％以下オヨヒＮｂ：０５％以下のいずれか１
種または２種以上を添加することができる。 これらの
成分のうち、Ｎ、 Ｔｉ、■およびＮｂには、析出硬
化により芯部の強度を増強するはたらきをもたせること
もできる。
もし部品の製造に当って機械加工を容易にすることを希
望するならば、本発明において、鋼合金中に、さらに
Ｓ：０．５％以下、Ｃａ：０．０１％以下、’ｒｅ：ｏ
、ｓ％以下およびＰｂ：０．５％ 以下のいずれか１種
または２種以上の改削元素を存在させることもでとる。
望するならば、本発明において、鋼合金中に、さらに
Ｓ：０．５％以下、Ｃａ：０．０１％以下、’ｒｅ：ｏ
、ｓ％以下およびＰｂ：０．５％ 以下のいずれか１種
または２種以上の改削元素を存在させることもでとる。
靭性、とくにその異方性の点からは、被削性を高める
主役である硫化物系介在物の形態を、Ｃａ またはＴｅ
の適量の添加により制御することが好ましい。
主役である硫化物系介在物の形態を、Ｃａ またはＴｅ
の適量の添加により制御することが好ましい。
本発明は、高度の表面硬化を要求される各種の機械構造
用部品に、広く適用できる。 具体例をあげれば、ベア
リング、ユニバーサルジヨイントのような転動部品、自
動車のステアリングに用いるラック・アンド・ビニオン
、自動車のトランスミッションギアやディファレンシア
ルギア、するいはトランスミッションのドッグなどがあ
る。
用部品に、広く適用できる。 具体例をあげれば、ベア
リング、ユニバーサルジヨイントのような転動部品、自
動車のステアリングに用いるラック・アンド・ビニオン
、自動車のトランスミッションギアやディファレンシア
ルギア、するいはトランスミッションのドッグなどがあ
る。
はじめに記したように、本発明は、これらの部品の中で
も、歯車の製造に適用したときに、最も有用である。
も、歯車の製造に適用したときに、最も有用である。
本発明の、疲れ強さの高い歯車の製造方法は、Ｃ：０．
３０〜０６０％、Ｓｉ：０．４０〜２．０％およびＭｎ
：Ｑ、４Ｑ〜２．０％を含有し残部がＦｅおよび不可避
の不純物からなる鋼を材料とし、式１式％ 〔式中、ｆは周波数［ＫＨｚ ）、ｍは歯車のモジュー
ルをあられし、Ａは比例定数である。］においてＡが３
〜１０の範囲となる周波数の高周波を用いて焼入れを施
すことを特徴とする。
３０〜０６０％、Ｓｉ：０．４０〜２．０％およびＭｎ
：Ｑ、４Ｑ〜２．０％を含有し残部がＦｅおよび不可避
の不純物からなる鋼を材料とし、式１式％ 〔式中、ｆは周波数［ＫＨｚ ）、ｍは歯車のモジュー
ルをあられし、Ａは比例定数である。］においてＡが３
〜１０の範囲となる周波数の高周波を用いて焼入れを施
すことを特徴とする。
歯車の疲れ強さは、歯元における曲げ疲れ強さと、歯面
における面疲れ強さとが問題であって、前者は歯の折損
の可能性を左右し、後者は摩耗による寿命を決定する。
における面疲れ強さとが問題であって、前者は歯の折損
の可能性を左右し、後者は摩耗による寿命を決定する。
曲げ疲れ強さを高めるためには、歯元の隅肉部の表面硬
化後の残留応力が、引張りでなく圧縮であることが望ま
し見・。 上記の、比例定数Ａ＝３〜１０の範囲は、こ
うした望ましい表面硬化を起させる条件である。 また
、従来にない高いＳ！含有量は、高周波焼入れ後の歯面
の疲れ強さを向トさせる。
化後の残留応力が、引張りでなく圧縮であることが望ま
し見・。 上記の、比例定数Ａ＝３〜１０の範囲は、こ
うした望ましい表面硬化を起させる条件である。 また
、従来にない高いＳ！含有量は、高周波焼入れ後の歯面
の疲れ強さを向トさせる。
これらの効果があいともなう結果、高周波焼入れが、高
（・疲れ強さを要求される歯車の製造にも、採用可能と
なった。
（・疲れ強さを要求される歯車の製造にも、採用可能と
なった。
実施例
第１表に示す化学組成の鋼を溶製した。 ５３５Ｃ，５
４５Ｃおよび５５５Ｃは、従来から高周波焼入れを適用
して機械構造用部品を製造するのに用いられている炭素
鋼であり、ＳＣＭ ４２０は、浸炭焼入れを行なう鋼で
ある。
４５Ｃおよび５５５Ｃは、従来から高周波焼入れを適用
して機械構造用部品を製造するのに用いられている炭素
鋼であり、ＳＣＭ ４２０は、浸炭焼入れを行なう鋼で
ある。
各鋼から、第２表に示すような歯車形試験片を、切削に
より製造した。
より製造した。
ついで、各試験片を、第３表に示す条件で高周波焼入れ
し、表面を硬化させた。 なお、ＳＣＭ４２０ は浸
炭焼入れした。
し、表面を硬化させた。 なお、ＳＣＭ４２０ は浸
炭焼入れした。
これらの試験片について、耐久試験を行なうとともに、
供試鋼Ａ−（：つくったものの、歯元隅肉部の残留応力
を測定した。 耐久試験の結果は図面のグラフに示し、
残留応力は第５表に掲げる。
供試鋼Ａ−（：つくったものの、歯元隅肉部の残留応力
を測定した。 耐久試験の結果は図面のグラフに示し、
残留応力は第５表に掲げる。
図面からも、本発明に従って製造した歯車がすぐれた疲
れ強さを有することがわかる。 また第５表のデータは
、本発明によれば歯元隅肉部の残留応力が、常に圧縮側
に得られることを裏付けている。
れ強さを有することがわかる。 また第５表のデータは
、本発明によれば歯元隅肉部の残留応力が、常に圧縮側
に得られることを裏付けている。
第１表 化学組成（残部Ｆｅ ）
第２表 試験片諸元
第３表 高周波焼入れ条件
第４表 試験条件
第５表 歯元隅肉部残留応力
（Ｋ９ｆ ／ ｍｎ１ＩＩ）
■印を付した組み合わせが、本発明の条件をみたす。
図面は、本発明の方法により製造した歯車の疲れ強さを
、従来の製品と比較して示すグラフである。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社
、従来の製品と比較して示すグラフである。 特許出願人 大同特殊鋼株式会社
Claims (5)
- （１） Ｃ： ０．３０〜０，６０％、Ｓｉ：０．４０
〜２．０％およびＭｎ ： ０．４０〜２．０％ を含
有し残部がＦｅおよび不可避の不純物からなる鋼に高周
波焼入れを施したことを特徴とする疲れ強さの高い機械
構造用部品。 - （２）鋼が、さらに Ｎｉ：５％以下、Ｃｒ：２％以下
、ＭＯ：２％ 以下およびＢ：０．０１％以下のいずれ
か１種または２種以上を含有する特許請求の範囲第１項
の機械構造用部品。 - （３）鋼が、さらにＡｌ：０．１％以下、Ｎ：０．０３
％以下、’ｒｉ：ｏ、ｓ％ 以下、Ｖ：０，５％以下お
よびＮｂ：０．５％以下のいずれか１種または２種以上
を含有する特許請求の範囲第１項の機械構造用部品。 - （４）鋼が、さらに ｓ：ｏ、ｓ％ 以下、Ｃａ：０．
０１％以下、Ｔｅ：ｏ、５％ 以下およびＰｂ：０．５
％以下のいずれか１種または２種以上を含有する特許請
求の範囲第１項の機械構造用部品。 - （５） Ｃ： ０．３０〜０６０％、Ｓｉ：０．４０〜
２．０％およびＭｎ：０．４０〜２０％ を含有し残部
がＦｅおよび不可避の不純物からなる鋼を材料とし、式 ％式％ 〔式中、ｆは周波数（ＫＨｚ〕、ｍは歯車のモジュール
をあられし、Ａは比例定数である。〕にお見・てＡが３
〜１０の範囲となる周波数の高周波を用いて焼入れを施
すことを特徴とする疲れ強さの高（・歯車の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301682A JPS58171554A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 機械構造用部品 |
| JP15370386A JPS62096647A (en) | 1982-03-31 | 1986-06-30 | Machine structural parts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5301682A JPS58171554A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 機械構造用部品 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24543285A Division JPS61117247A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | 機械構造用部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58171554A true JPS58171554A (ja) | 1983-10-08 |
| JPH0360898B1 JPH0360898B1 (ja) | 1991-09-18 |
Family
ID=12931098
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5301682A Pending JPS58171554A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 機械構造用部品 |
| JP15370386A Granted JPS62096647A (en) | 1982-03-31 | 1986-06-30 | Machine structural parts |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15370386A Granted JPS62096647A (en) | 1982-03-31 | 1986-06-30 | Machine structural parts |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPS58171554A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60165352A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-28 | Aichi Steel Works Ltd | 高周波焼入用鋼 |
| JPS61133364A (ja) * | 1984-12-01 | 1986-06-20 | Aichi Steel Works Ltd | 高靭性低合金鋼およびその製造方法 |
| JP2007092107A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Jfe Bars & Shapes Corp | 衝撃特性、曲げ疲労特性、面疲労特性に優れた高周波焼入歯車用鋼および歯車の製造方法 |
| WO2022083218A1 (zh) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种工程机械齿轮用钢的制备法及其锻件的制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5346777B2 (ja) * | 1973-03-07 | 1978-12-16 | ||
| JPS5270921A (en) * | 1975-12-10 | 1977-06-13 | Hitachi Construction Machinery | Nitriding low alloyed carbon steel |
| JPS52127422A (en) * | 1976-04-19 | 1977-10-26 | Kobe Steel Ltd | Spring steel with high fatigue resistance |
| JPS5518577A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-08 | Hitachi Ltd | Low alloy low carbon cast steel for nitriding |
| JPS5732355A (en) * | 1980-08-06 | 1982-02-22 | Nippon Steel Corp | Spring steel with superior wear resistance |
| JPS58151455A (ja) * | 1982-03-02 | 1983-09-08 | Nippon Steel Corp | 軸受部材 |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP5301682A patent/JPS58171554A/ja active Pending
-
1986
- 1986-06-30 JP JP15370386A patent/JPS62096647A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60165352A (ja) * | 1984-02-06 | 1985-08-28 | Aichi Steel Works Ltd | 高周波焼入用鋼 |
| JPH048497B2 (ja) * | 1984-02-06 | 1992-02-17 | ||
| JPS61133364A (ja) * | 1984-12-01 | 1986-06-20 | Aichi Steel Works Ltd | 高靭性低合金鋼およびその製造方法 |
| JP2007092107A (ja) * | 2005-09-28 | 2007-04-12 | Jfe Bars & Shapes Corp | 衝撃特性、曲げ疲労特性、面疲労特性に優れた高周波焼入歯車用鋼および歯車の製造方法 |
| JP4723338B2 (ja) * | 2005-09-28 | 2011-07-13 | Ｊｆｅ条鋼株式会社 | 衝撃特性、曲げ疲労特性、面疲労特性に優れた高周波焼入歯車用鋼および歯車の製造方法 |
| WO2022083218A1 (zh) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 中天钢铁集团有限公司 | 一种工程机械齿轮用钢的制备法及其锻件的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360898B1 (ja) | 1991-09-18 |
| JPH0558055B2 (ja) | 1993-08-25 |
| JPS62096647A (en) | 1987-05-06 |
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