JPS6158549B2 - - Google Patents
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- JPS6158549B2 JPS6158549B2 JP53034147A JP3414778A JPS6158549B2 JP S6158549 B2 JPS6158549 B2 JP S6158549B2 JP 53034147 A JP53034147 A JP 53034147A JP 3414778 A JP3414778 A JP 3414778A JP S6158549 B2 JPS6158549 B2 JP S6158549B2
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Landscapes
- Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
Description
本発明はギヤ用として優れた歯元強度と転動疲
労強度を有し、しかも被削性、研削性および冷鍛
性などの量産製造性も良好な高性能ギヤ用快削鋼
およびその製造方法に関するものである。一般に
ギヤ用鋼としては浸炭または窒化処理により高面
圧強度が得られる肌焼鋼が用いられているが、ギ
ヤ類の使用状態の苛酷化に対処して優れた強度特
性を有するとともに量産製造性の見地から被削
性、研削性および冷鍛性の向上が強く要求されて
いる。このため以前から硫黄または鉛等を適量添
加して被削性あるいは研削性を向上させたギヤ用
鋼が開発され一部実用に供されているものもある
が、これらはギヤ用鋼として重要な特性である歯
元強度あるいは転動疲労強度などにそれぞれ問題
があるため、重荷重ギヤ用として採用されるまで
にはいたつていない。そこで本発明者等はギヤ用
鋼として要求される諸特性を十分に満たすと同時
に、量産製造性が優れた高性能ギヤ用鋼を開発す
るために微量不純物元素および鋼中非金属介在物
の影響を詳細に調査した結果、以下に示す成分組
成を有する鋼において、さらに主として（Al、
Ca、Mn）系の組成を有するきわめて細かい非金
属介在物を均一に分散させた鋼は従来のギヤ用鋼
にくらべて歯元強度、転動疲労強度等の強度特性
および被削性、冷鍛性等の量産製造性がきわめて
優れていることを見い出した。すなわち本発明は (1) Ｃ：0.10〜0.55％、Si：0.35％以下、Mn：
1.70％以下と、Ni：4.50％以下、Cr：4.50％以
下、Mo：1.0％以下の少なくとも１種とPb：
0.02〜0.15％、Al：0.010〜0.040％、Ca：
0.0002〜0.0050％、Ｓ：0.060％以下、Ｏ：
0.0030％以下、Ｎ：0.020％以下を含み、残余
が実質的に鉄からなり、かつAl2O3−SiO2−
CaO系酸化物と（Mn、Ca）Ｓ系硫化物との複
合系であり、しかも長径／短径比：≦2.0で、
かつ長径10μ以下の細かい形態を有する非金属
介在物が上記複合系非金属介在物量にたいして
80％以上を占めることを特徴とする高性能ギヤ
用快削鋼。 (2) 真空脱ガス中もしくは脱ガス後の溶鋼にAl
およびCa−Siを添加して精錬を行うにあたり
非酸化性ガスを前記溶鋼中に導入して強制撹拌
することにより大型非金属介在物を浮上分離さ
せ、ついで適量の鉛を撹拌溶鋼流に添加して均
一に分散させることにより、 Ｃ：0.10〜0.55％、Si：0.35％以下、Mn：
1.70％以下と、Ni：4.50％以下、Cr：4.50％以
下、Mo：1.0％以下の少なくとも１種と、Pb：
0.02〜0.15％、Al：0.010〜0.040％、Ca：
0.0002〜0.0050％、Ｓ：0.060％以下、Ｏ：
0.0030％以下、Ｎ：0.020％以下を含み、残余
が実質的に鉄からなり、かつAl2O3−SiO2−
CaO系酸化物と（Mn、Ca）Ｓ系硫化物との複
合系であり、しかも長径／短径比：≦2.0で、
かつ長径10μ以下の微細な形態を有する非金属
介在物が、上記複合系非金属介在物量にたいし
て80％以上を占める高性能ギヤ用快削鋼を製造
する方法。 である。本発明鋼の特徴は切削工具にたいしてア
ブレツシブな役割をし工具切刃の欠損磨耗を著る
しく促進するAl2O3系酸化物は皆無であり、その
ほとんどが前述したごとくAl2O3−SiO2−CaO系
酸化物と（Mn Ca）Ｓ系硫化物の複合系であ
り、しかも長径／短径比：≦2.0である非金属介
在物の大きさは長径10μ以下のものが大半（80％
以上）を占め冷鍛性を改善したところにある。す
なわち従来のギヤ用鋼にしばしばみられたような
巨大酸化物または細長く延びた硫化物がほとんど
ないため、これによる転動疲労特性または歯元強
度の低下を防止できるほか、工具磨耗または冷間
鍛造性に有害なAl2O3系酸化物の単独形成はほと
んどないので量産製造性がきわめて良好である。
本発明鋼の製造に際しては溶鋼の脱ガス時に脱酸
力の強いAlとCa−Siを適量添加と大量の不活性
ガス吹込みとの併用による強制撹拌を行なつて巨
大な非金属介在物を浮上分離させ、ついで適量の
鉛を撹拌溶鋼流に添加して均一に分散させる。こ
の場合Al系酸化物のほとんどは同時に添加した
Ca−Siと結合して浮上分離して大部分スラグと
して除去されるが、鋼中に残留している一部の
Al2O3は大部分Ca−Siと結合して、きわめて細か
いAl2O3−SiO2−CaO系酸化物となり、さらに鋼
中の（Mn、Ca）Ｓ系硫化物と結合して複合型介
在物となる。したがつて鋼中にはAl2O3単独の酸
化物はほとんど認められない。 次に本発明鋼の成分組成範囲の限定理由を以下
に述べる。 Ｃ：浸炭または通常の焼入処理によりギヤ用鋼と
して要求される強度（HRC30〜45）を確保す
るためには少くとも0.10％以上添加する必要が
ある。ただし多量に添加しすぎるとかたさが上
昇して耐衝撃性が低下するため0.55％以下に限
定した。 Si：溶鋼の脱酸用として添加されるほか、焼入性
および焼もどし軟化抵抗性の増加に寄与する
が、多量に添加すると被削性が損なわれるため
0.35％以下の範囲に限定した。 Mn：低廉でかつ焼入性の向上に効果的な元素で
あり積極的に添加することが望ましいが、多量
に添加しすぎると熱間加工性が損なわれるため
1.70％以下の範囲に限定した。 Ni：焼入性および焼入・焼もどし後の靭性を向
上させるために効果的な元素であり、各種ギヤ
の要求特性に応じて適当量添加する。ただし多
量に添加しすぎると被削性および冷鍛性が損な
われるため4.50％以下に限定した。 Cr：焼入性および焼入、焼もどし後の強度を向
上させるために効果的な元素であり各種ギヤの
要求特性に応じて適当量添加する。ただし多量
に添加しすぎると複炭化物が形成され、焼入性
および被削性が損なわれるため4.50％以下に限
定した。 Mo：焼入性および焼入、焼もどし後の強靭性を
向上させるために効果的な元素であり各種ギヤ
の要求特性に応じて適当量添加する。ただし多
量に添加するとクロムの効果と同様に複炭化物
が形成され、焼入性が低下すると同時に被削性
および冷鍛性も低下するため1.0％以下に限定
した。 これらNi、Cr、Moを単独含有または複合含有
したギヤー用鋼において、後述の実施例にみられ
るとおり、本発明の技術思想が具現できるため、
これらの元素の少なくとも１種を含有させる。 Pb：被削性および研削性を向上させるために効
果的な元素であり少くとも0.02％以上添加す
る。ただし転動疲労強度にたいしてきわめて有
害な元素であるため0.15％以下に限定した。 Al：酸素レベルの調整および結晶粒の調整に効
果的な元素であるが、多量に添加すると被削性
および冷鍛性に有害なAl2O3系酸化物が形成さ
れるため0.010〜0.040％に限定した。 Ca：溶鋼の脱酸用として効果的であるとともに
鋼中非金属介在物の組成を被削性、冷鍛性およ
び転動疲労性にたいして有利なAl2O3−SiO2−
CaO系酸化物と（Mn、Ca）Ｓ系硫化物の複合
系に変化させるために必須の元素であり、上記
組成を得るためには鋼中含有量として0.0002％
以上とする必要がある。ただし多量に添加して
も上記効果の向上は望めず、むしろ鋼の清浄度
を害して転動疲労特性が劣化するために0.0050
％以下に限定した。 Ｓ：主として硫化物の形で存在するが多量に添加
されていると巨大な硫化物たとえばMnSが単
独で形成されギヤの歯元強度を大きく低下させ
る原因となるため0.060％以下に限定した。 Ｏ：被削性および冷鍛性にたいして有害なAl2O3
系酸化物を形成させないために0.0030％以下に
限定した。 Ｎ：主としてAlNの形で存在し結晶粒の微細化に
役立つが、多量に含有すると熱間加工性および
冷間加工性がいちじるしく劣化するため、
0.020％以下に限定した。 非金属介在物組成および形態鋼中にAl2O3系酸
化物が単独で多量に分布していると切削工具にた
いしてアブレツシブな役割をなし、工具切刃の欠
損を著るしく促進するため好ましくない。また
Al2O3系酸化物は冷間鍛造における割れの発生源
ともなるのでできるだけ減少させる必要がある。
本発明鋼の場合カルシウムを適量添加し、さらに
アルミニウム、酸素および硫黄を制限しているた
め、Al2O3系酸化物は単独では生成されず、その
ほとんどが前述したような複合介在物として生成
されるため上述したような問題点はきわめて少な
い。まだ巨大介在物あるいは細長く伸びた介在物
が多量に介在していると転動寿命特性および歯元
強度が大きく劣化するため、長径／短径比が2.0
以下で球状に近くさらに長径10μ以下の介在物が
全介在物量にたいして80％以上でないと介在物の
形状による悪影響がではじめるので上記のように
限定した。 以上のごとく本発明鋼はギヤ用鋼として従来か
ら用いられているクロム鋼、クロムモリブデン
鋼、ニツケル−クロム−モリブデン鋼およびマン
ガン−クロム鋼などの機械構造用合金鋼のすべて
を包含するものである。 次に本発明鋼の特徴を実施例により詳細に説明
する。 実施例 １ 基本鋼種としてSCr21、SMNe21、SCM21および
SNCM5を採用して第１表に示すごとき組成の本
発明鋼および比較鋼を溶製した。なお比較鋼とし
ては従来から用いられている一般鋼（非快削鋼）
および鉛含有鋼を用いた。 供試鋼はいずれも塩基性電気炉で溶解したもの
であるが、本発明鋼はクロム、ニツケル、モリブ
デン等の元素を添加した後、真空脱ガス処理し、
つづいてAlとCa−Siにより強力脱酸して得たも
のであり、比較鋼にくらべていずれもアルミニウ
ムおよび酸素量がきわめて低い。また第１表の供
試鋼について鋼中の非金属介在物量およびその組
成、形態を調査した結果を第１表に併記した。同
表にみられるごとく本発明鋼は比較鋼にくらべて
いずれも非金属介在物量が少く清浄度が高い。ま
た本発明鋼の非金属介在物はその80％以上が
Al2O3−SiO2−CaO系酸化物と（Mn、Ca）Ｓ系
硫化物が結合した複合形介在物であり、被削性お
よび冷鍛性に有害なAl2O3酸化物はほとんど認め
られない。また複合形介在物の大半は長径／短径
比が２以下の球状に近い形を有し、しかも長径は
10μ以下のきわめて微細な形態を有していること
が特徴的である。 次に第１表の供試鋼について各種特性値を調査
労強度を有し、しかも被削性、研削性および冷鍛
性などの量産製造性も良好な高性能ギヤ用快削鋼
およびその製造方法に関するものである。一般に
ギヤ用鋼としては浸炭または窒化処理により高面
圧強度が得られる肌焼鋼が用いられているが、ギ
ヤ類の使用状態の苛酷化に対処して優れた強度特
性を有するとともに量産製造性の見地から被削
性、研削性および冷鍛性の向上が強く要求されて
いる。このため以前から硫黄または鉛等を適量添
加して被削性あるいは研削性を向上させたギヤ用
鋼が開発され一部実用に供されているものもある
が、これらはギヤ用鋼として重要な特性である歯
元強度あるいは転動疲労強度などにそれぞれ問題
があるため、重荷重ギヤ用として採用されるまで
にはいたつていない。そこで本発明者等はギヤ用
鋼として要求される諸特性を十分に満たすと同時
に、量産製造性が優れた高性能ギヤ用鋼を開発す
るために微量不純物元素および鋼中非金属介在物
の影響を詳細に調査した結果、以下に示す成分組
成を有する鋼において、さらに主として（Al、
Ca、Mn）系の組成を有するきわめて細かい非金
属介在物を均一に分散させた鋼は従来のギヤ用鋼
にくらべて歯元強度、転動疲労強度等の強度特性
および被削性、冷鍛性等の量産製造性がきわめて
優れていることを見い出した。すなわち本発明は (1) Ｃ：0.10〜0.55％、Si：0.35％以下、Mn：
1.70％以下と、Ni：4.50％以下、Cr：4.50％以
下、Mo：1.0％以下の少なくとも１種とPb：
0.02〜0.15％、Al：0.010〜0.040％、Ca：
0.0002〜0.0050％、Ｓ：0.060％以下、Ｏ：
0.0030％以下、Ｎ：0.020％以下を含み、残余
が実質的に鉄からなり、かつAl2O3−SiO2−
CaO系酸化物と（Mn、Ca）Ｓ系硫化物との複
合系であり、しかも長径／短径比：≦2.0で、
かつ長径10μ以下の細かい形態を有する非金属
介在物が上記複合系非金属介在物量にたいして
80％以上を占めることを特徴とする高性能ギヤ
用快削鋼。 (2) 真空脱ガス中もしくは脱ガス後の溶鋼にAl
およびCa−Siを添加して精錬を行うにあたり
非酸化性ガスを前記溶鋼中に導入して強制撹拌
することにより大型非金属介在物を浮上分離さ
せ、ついで適量の鉛を撹拌溶鋼流に添加して均
一に分散させることにより、 Ｃ：0.10〜0.55％、Si：0.35％以下、Mn：
1.70％以下と、Ni：4.50％以下、Cr：4.50％以
下、Mo：1.0％以下の少なくとも１種と、Pb：
0.02〜0.15％、Al：0.010〜0.040％、Ca：
0.0002〜0.0050％、Ｓ：0.060％以下、Ｏ：
0.0030％以下、Ｎ：0.020％以下を含み、残余
が実質的に鉄からなり、かつAl2O3−SiO2−
CaO系酸化物と（Mn、Ca）Ｓ系硫化物との複
合系であり、しかも長径／短径比：≦2.0で、
かつ長径10μ以下の微細な形態を有する非金属
介在物が、上記複合系非金属介在物量にたいし
て80％以上を占める高性能ギヤ用快削鋼を製造
する方法。 である。本発明鋼の特徴は切削工具にたいしてア
ブレツシブな役割をし工具切刃の欠損磨耗を著る
しく促進するAl2O3系酸化物は皆無であり、その
ほとんどが前述したごとくAl2O3−SiO2−CaO系
酸化物と（Mn Ca）Ｓ系硫化物の複合系であ
り、しかも長径／短径比：≦2.0である非金属介
在物の大きさは長径10μ以下のものが大半（80％
以上）を占め冷鍛性を改善したところにある。す
なわち従来のギヤ用鋼にしばしばみられたような
巨大酸化物または細長く延びた硫化物がほとんど
ないため、これによる転動疲労特性または歯元強
度の低下を防止できるほか、工具磨耗または冷間
鍛造性に有害なAl2O3系酸化物の単独形成はほと
んどないので量産製造性がきわめて良好である。
本発明鋼の製造に際しては溶鋼の脱ガス時に脱酸
力の強いAlとCa−Siを適量添加と大量の不活性
ガス吹込みとの併用による強制撹拌を行なつて巨
大な非金属介在物を浮上分離させ、ついで適量の
鉛を撹拌溶鋼流に添加して均一に分散させる。こ
の場合Al系酸化物のほとんどは同時に添加した
Ca−Siと結合して浮上分離して大部分スラグと
して除去されるが、鋼中に残留している一部の
Al2O3は大部分Ca−Siと結合して、きわめて細か
いAl2O3−SiO2−CaO系酸化物となり、さらに鋼
中の（Mn、Ca）Ｓ系硫化物と結合して複合型介
在物となる。したがつて鋼中にはAl2O3単独の酸
化物はほとんど認められない。 次に本発明鋼の成分組成範囲の限定理由を以下
に述べる。 Ｃ：浸炭または通常の焼入処理によりギヤ用鋼と
して要求される強度（HRC30〜45）を確保す
るためには少くとも0.10％以上添加する必要が
ある。ただし多量に添加しすぎるとかたさが上
昇して耐衝撃性が低下するため0.55％以下に限
定した。 Si：溶鋼の脱酸用として添加されるほか、焼入性
および焼もどし軟化抵抗性の増加に寄与する
が、多量に添加すると被削性が損なわれるため
0.35％以下の範囲に限定した。 Mn：低廉でかつ焼入性の向上に効果的な元素で
あり積極的に添加することが望ましいが、多量
に添加しすぎると熱間加工性が損なわれるため
1.70％以下の範囲に限定した。 Ni：焼入性および焼入・焼もどし後の靭性を向
上させるために効果的な元素であり、各種ギヤ
の要求特性に応じて適当量添加する。ただし多
量に添加しすぎると被削性および冷鍛性が損な
われるため4.50％以下に限定した。 Cr：焼入性および焼入、焼もどし後の強度を向
上させるために効果的な元素であり各種ギヤの
要求特性に応じて適当量添加する。ただし多量
に添加しすぎると複炭化物が形成され、焼入性
および被削性が損なわれるため4.50％以下に限
定した。 Mo：焼入性および焼入、焼もどし後の強靭性を
向上させるために効果的な元素であり各種ギヤ
の要求特性に応じて適当量添加する。ただし多
量に添加するとクロムの効果と同様に複炭化物
が形成され、焼入性が低下すると同時に被削性
および冷鍛性も低下するため1.0％以下に限定
した。 これらNi、Cr、Moを単独含有または複合含有
したギヤー用鋼において、後述の実施例にみられ
るとおり、本発明の技術思想が具現できるため、
これらの元素の少なくとも１種を含有させる。 Pb：被削性および研削性を向上させるために効
果的な元素であり少くとも0.02％以上添加す
る。ただし転動疲労強度にたいしてきわめて有
害な元素であるため0.15％以下に限定した。 Al：酸素レベルの調整および結晶粒の調整に効
果的な元素であるが、多量に添加すると被削性
および冷鍛性に有害なAl2O3系酸化物が形成さ
れるため0.010〜0.040％に限定した。 Ca：溶鋼の脱酸用として効果的であるとともに
鋼中非金属介在物の組成を被削性、冷鍛性およ
び転動疲労性にたいして有利なAl2O3−SiO2−
CaO系酸化物と（Mn、Ca）Ｓ系硫化物の複合
系に変化させるために必須の元素であり、上記
組成を得るためには鋼中含有量として0.0002％
以上とする必要がある。ただし多量に添加して
も上記効果の向上は望めず、むしろ鋼の清浄度
を害して転動疲労特性が劣化するために0.0050
％以下に限定した。 Ｓ：主として硫化物の形で存在するが多量に添加
されていると巨大な硫化物たとえばMnSが単
独で形成されギヤの歯元強度を大きく低下させ
る原因となるため0.060％以下に限定した。 Ｏ：被削性および冷鍛性にたいして有害なAl2O3
系酸化物を形成させないために0.0030％以下に
限定した。 Ｎ：主としてAlNの形で存在し結晶粒の微細化に
役立つが、多量に含有すると熱間加工性および
冷間加工性がいちじるしく劣化するため、
0.020％以下に限定した。 非金属介在物組成および形態鋼中にAl2O3系酸
化物が単独で多量に分布していると切削工具にた
いしてアブレツシブな役割をなし、工具切刃の欠
損を著るしく促進するため好ましくない。また
Al2O3系酸化物は冷間鍛造における割れの発生源
ともなるのでできるだけ減少させる必要がある。
本発明鋼の場合カルシウムを適量添加し、さらに
アルミニウム、酸素および硫黄を制限しているた
め、Al2O3系酸化物は単独では生成されず、その
ほとんどが前述したような複合介在物として生成
されるため上述したような問題点はきわめて少な
い。まだ巨大介在物あるいは細長く伸びた介在物
が多量に介在していると転動寿命特性および歯元
強度が大きく劣化するため、長径／短径比が2.0
以下で球状に近くさらに長径10μ以下の介在物が
全介在物量にたいして80％以上でないと介在物の
形状による悪影響がではじめるので上記のように
限定した。 以上のごとく本発明鋼はギヤ用鋼として従来か
ら用いられているクロム鋼、クロムモリブデン
鋼、ニツケル−クロム−モリブデン鋼およびマン
ガン−クロム鋼などの機械構造用合金鋼のすべて
を包含するものである。 次に本発明鋼の特徴を実施例により詳細に説明
する。 実施例 １ 基本鋼種としてSCr21、SMNe21、SCM21および
SNCM5を採用して第１表に示すごとき組成の本
発明鋼および比較鋼を溶製した。なお比較鋼とし
ては従来から用いられている一般鋼（非快削鋼）
および鉛含有鋼を用いた。 供試鋼はいずれも塩基性電気炉で溶解したもの
であるが、本発明鋼はクロム、ニツケル、モリブ
デン等の元素を添加した後、真空脱ガス処理し、
つづいてAlとCa−Siにより強力脱酸して得たも
のであり、比較鋼にくらべていずれもアルミニウ
ムおよび酸素量がきわめて低い。また第１表の供
試鋼について鋼中の非金属介在物量およびその組
成、形態を調査した結果を第１表に併記した。同
表にみられるごとく本発明鋼は比較鋼にくらべて
いずれも非金属介在物量が少く清浄度が高い。ま
た本発明鋼の非金属介在物はその80％以上が
Al2O3−SiO2−CaO系酸化物と（Mn、Ca）Ｓ系
硫化物が結合した複合形介在物であり、被削性お
よび冷鍛性に有害なAl2O3酸化物はほとんど認め
られない。また複合形介在物の大半は長径／短径
比が２以下の球状に近い形を有し、しかも長径は
10μ以下のきわめて微細な形態を有していること
が特徴的である。 次に第１表の供試鋼について各種特性値を調査
【表】
【表】
した。
(イ) 歯切加工性および旋削加工性
第１表の供試鋼をそれぞれの温度で焼ならし
処理を施しかたさを調整した後ボブによる歯切
加工性および超硬工具による旋削加工性を調査
した。切削条件および工具寿命を第２表に示
す。同表にみられるように本発明鋼は比較鋼に
くらべて歯切加工においても旋削加工において
も優れた被削性を示している。
処理を施しかたさを調整した後ボブによる歯切
加工性および超硬工具による旋削加工性を調査
した。切削条件および工具寿命を第２表に示
す。同表にみられるように本発明鋼は比較鋼に
くらべて歯切加工においても旋削加工において
も優れた被削性を示している。
【表】
(ロ) 研削加工性
第−１表の供試鋼から円筒試片を採取し、
Scr21、SCM21系鋼についてはガス浸炭および
焼入、焼もどしを施し表面かたさをHRC61〜
62.5に調整し、またSNCM5系鋼については高
周波焼入および焼もどしを施し表面かたさを
HRC62〜63に調整した後円筒研削試験に供し
た。 研削条件および試験結果を第３表に示した。
同表にみられるごとく本発明鋼は比較鋼にくら
べて砥石直径方向摩耗量および加工物表面あら
さともに良好であり、研削性も優れていること
がわかる。以上のごとく本発明鋼はギヤの量産
製造においてもつとも重要視される歯切加工
性、旋削加工性、研削加工性ともに優れており
広範囲なギヤに適用できることを示している。
Scr21、SCM21系鋼についてはガス浸炭および
焼入、焼もどしを施し表面かたさをHRC61〜
62.5に調整し、またSNCM5系鋼については高
周波焼入および焼もどしを施し表面かたさを
HRC62〜63に調整した後円筒研削試験に供し
た。 研削条件および試験結果を第３表に示した。
同表にみられるごとく本発明鋼は比較鋼にくら
べて砥石直径方向摩耗量および加工物表面あら
さともに良好であり、研削性も優れていること
がわかる。以上のごとく本発明鋼はギヤの量産
製造においてもつとも重要視される歯切加工
性、旋削加工性、研削加工性ともに優れており
広範囲なギヤに適用できることを示している。
【表】
(ハ) 冷間鍛造性
第１表の供試鋼から直径８mm×長さ16mmの試
片を採取し球状化焼鈍を施した後アプセツト試
験に供した。試験条件は、試験片８φ×16、
熱処理760℃×6hr×Ac（球状化）、潤滑剤
MoS2グリース、くりかえしｎ＝５とした。そ
の試験結果を第１図に示す。同図にみられるよ
うに本発明鋼は比較鋼にくらべていずれも限界
ひずみ量（アプセツト前の高さＨ／アプセツト
後の高さHo）が高く、冷間鍛造性が良好であ
ることを示している。 (ニ) 歯元強度 第１表の供試鋼から歯型：20゜並歯、モジユ
ール：３、歯数：26の歯車を製造し、それぞれ
SCr21、SCM21系鋼についてはガス浸炭および
焼入、焼もどし処理を施して表層かたさを
HRC60〜62、芯部かたさをHRC40〜42に調整
しまたSNCM5系鋼については高周波焼入およ
び焼もどし処理を施して表層かたさをHRC62
〜63、芯部かたさをHRC35〜38に調整した。
つづいて動力循環式歯車試験機により、上記歯
車の歯元強度を調べた。その結果を第２図およ
び第３図に示した。同図にみられるように本発
明鋼は比較鋼にくらべて動的歯元応力の大きさ
にかかわらずいずれも高寿命を有している。す
なわち本発明鋼は比較鋼にくらべて優れた歯元
強度を有していることがわかる。 (ホ) 転動疲労特性 第１表の供試鋼から直径12mm×長さ22mmの試
験片を多数採取し、それぞれの鋼について前項
と同様な熱処理を施し、かたさを調整した後転
動寿命試験に供した。試験条件は面圧：600Kg/
mm2、回転数：46240rpmで転動させ、フレーキ
ングを起こすまでのくり返し数を測定した。そ
の結果を第３〜５図に示した。同図にみられる
ごとく本発明鋼のフレーキング発生までの寿命
値は比較鋼とくに鉛添加鋼にくらべて明らかに
長く一般鋼（非快削鋼）と同程度もしくは優れ
た値を示している。 以上の実施例にみられるごとく本発明鋼は鋼の
成分組成とともに鋼中介在物の組成および形態を
きびしく調整した鋼であつて従来のギヤ用鋼にく
らべて被削性研削性および冷鍛性において格段に
優れまたギヤ用鋼として要求される強度特性すな
わち歯元強度および転動疲労特性も従来鋼と同程
度もしくは優れており、広範囲なギヤにまつたく
問題なく用いることができるきわめて優れた高性
能ギヤ用快削鋼である。
片を採取し球状化焼鈍を施した後アプセツト試
験に供した。試験条件は、試験片８φ×16、
熱処理760℃×6hr×Ac（球状化）、潤滑剤
MoS2グリース、くりかえしｎ＝５とした。そ
の試験結果を第１図に示す。同図にみられるよ
うに本発明鋼は比較鋼にくらべていずれも限界
ひずみ量（アプセツト前の高さＨ／アプセツト
後の高さHo）が高く、冷間鍛造性が良好であ
ることを示している。 (ニ) 歯元強度 第１表の供試鋼から歯型：20゜並歯、モジユ
ール：３、歯数：26の歯車を製造し、それぞれ
SCr21、SCM21系鋼についてはガス浸炭および
焼入、焼もどし処理を施して表層かたさを
HRC60〜62、芯部かたさをHRC40〜42に調整
しまたSNCM5系鋼については高周波焼入およ
び焼もどし処理を施して表層かたさをHRC62
〜63、芯部かたさをHRC35〜38に調整した。
つづいて動力循環式歯車試験機により、上記歯
車の歯元強度を調べた。その結果を第２図およ
び第３図に示した。同図にみられるように本発
明鋼は比較鋼にくらべて動的歯元応力の大きさ
にかかわらずいずれも高寿命を有している。す
なわち本発明鋼は比較鋼にくらべて優れた歯元
強度を有していることがわかる。 (ホ) 転動疲労特性 第１表の供試鋼から直径12mm×長さ22mmの試
験片を多数採取し、それぞれの鋼について前項
と同様な熱処理を施し、かたさを調整した後転
動寿命試験に供した。試験条件は面圧：600Kg/
mm2、回転数：46240rpmで転動させ、フレーキ
ングを起こすまでのくり返し数を測定した。そ
の結果を第３〜５図に示した。同図にみられる
ごとく本発明鋼のフレーキング発生までの寿命
値は比較鋼とくに鉛添加鋼にくらべて明らかに
長く一般鋼（非快削鋼）と同程度もしくは優れ
た値を示している。 以上の実施例にみられるごとく本発明鋼は鋼の
成分組成とともに鋼中介在物の組成および形態を
きびしく調整した鋼であつて従来のギヤ用鋼にく
らべて被削性研削性および冷鍛性において格段に
優れまたギヤ用鋼として要求される強度特性すな
わち歯元強度および転動疲労特性も従来鋼と同程
度もしくは優れており、広範囲なギヤにまつたく
問題なく用いることができるきわめて優れた高性
能ギヤ用快削鋼である。
第１図は本発明鋼と比較鋼のアプセツト試験結
果を示す図、第２図、３図は本発明鋼と比較鋼の
歯元強度試験結果を示す図、第４〜６図は本発明
鋼と比較鋼の転動疲労試験結果を示す図である。
果を示す図、第２図、３図は本発明鋼と比較鋼の
歯元強度試験結果を示す図、第４〜６図は本発明
鋼と比較鋼の転動疲労試験結果を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｃ：0.10〜0.55％、Si：0.35％以下、Mn：
1.70％以下と、Ni：4.50％以下、Cr：4.50％以
下、Mo：1.0％以下の少なくとも１種とPb：0.02
〜0.15％、Al：0.010〜0.040％、Ca：0.0002〜
0.0050％、Ｓ：0.060％以下、Ｏ：0.0030％以下、
Ｎ：0.020％以下を含み、残余が実質的に鉄から
なり、かつAl2O3−SiO2−CaO系酸化物と
（Mn、Ca）Ｓ系硫化物との複合系であり、しか
も長径／短径比：≦2.0で、かつ長径10μ以下の
細かい形態を有する非金属介在物が、上記複合系
非金属介在物量にたいして80％以上を占めること
を特徴とする高性能ギヤ用快削鋼。 ２ 真空脱ガス中もしくは脱ガス後の溶鋼にAl
およびCa−Siを添加して精錬を行なうにあた
り、非酸化性ガスを前記溶鋼中に導入して強制撹
拌することにより大型非金属介在物を浮上分離さ
せ、ついで、適量の鉛を撹拌溶鋼流に添加して均
一に分散させることによりＣ：0.10〜0.55％、
Si：0.35％以下、Mn：1.70％以下と、Ni：4.50％
以下、Cr：4.50％以下、Mo：1.0％以下の少なく
とも１種とPb：0.02〜0.15％、Al：0.010〜0.040
％、Ca：0.0002〜0.0050％、Ｓ：0.060％以下、
Ｏ：0.0030％以下、Ｎ：0.020％以下を含み、残
余が実質的に鉄からなり、かつAl2O3−SiO2−
CaO系酸化物と（Mn、Ca）Ｓ系硫化物との複合
系であり、しかも長径／短径比：≦2.0でかつ長
径10μ以下の微細な形態を有する非金属介在物
が、上記複合系非金属介在物量にたいして80％以
上を占める高性能ギヤ用快削鋼を製造する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3414778A JPS54126622A (en) | 1978-03-27 | 1978-03-27 | Freeecutting steel for high performance gear and method of making same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3414778A JPS54126622A (en) | 1978-03-27 | 1978-03-27 | Freeecutting steel for high performance gear and method of making same |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2138081A Division JPS579860A (en) | 1981-02-18 | 1981-02-18 | Free cutting steel for high-performance gear and its manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54126622A JPS54126622A (en) | 1979-10-02 |
| JPS6158549B2 true JPS6158549B2 (ja) | 1986-12-12 |
Family
ID=12406079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3414778A Granted JPS54126622A (en) | 1978-03-27 | 1978-03-27 | Freeecutting steel for high performance gear and method of making same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS54126622A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015064038A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | Ntn株式会社 | 増減速機用転がり軸受および増減速機 |
| JP2015064037A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | Ntn株式会社 | ハブベアリング |
| JP2015064039A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | Ntn株式会社 | トランスミッション用転がり軸受 |
| JP2015064036A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | Ntn株式会社 | 自動車電装・補機用転がり軸受 |
| US10208798B2 (en) | 2013-09-05 | 2019-02-19 | Ntn Corporation | Rolling device |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS579860A (en) * | 1981-02-18 | 1982-01-19 | Daido Steel Co Ltd | Free cutting steel for high-performance gear and its manufacture |
| JPS6050149A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-19 | Daido Steel Co Ltd | 冷間成形加工性にすぐれた構造用鋼 |
| JPH04280455A (ja) * | 1991-03-08 | 1992-10-06 | Nkk Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH04280941A (ja) * | 1991-03-08 | 1992-10-06 | Nippon Seiko Kk | 転動部品用鋼および転動部品 |
| CN107299271B (zh) * | 2017-06-19 | 2018-10-02 | 南京钢铁股份有限公司 | 一种低碳高硫易切削钢的冶炼工艺 |
| CN109136466B (zh) * | 2018-09-30 | 2020-08-04 | 武汉钢铁有限公司 | 含硫含铝钢的炼钢方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010213A (ja) * | 1973-05-31 | 1975-02-01 | ||
| JPS5077211A (ja) * | 1973-11-13 | 1975-06-24 |
-
1978
- 1978-03-27 JP JP3414778A patent/JPS54126622A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5010213A (ja) * | 1973-05-31 | 1975-02-01 | ||
| JPS5077211A (ja) * | 1973-11-13 | 1975-06-24 |
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|---|---|---|---|---|
| US10208798B2 (en) | 2013-09-05 | 2019-02-19 | Ntn Corporation | Rolling device |
| JP2015064038A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | Ntn株式会社 | 増減速機用転がり軸受および増減速機 |
| JP2015064037A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | Ntn株式会社 | ハブベアリング |
| JP2015064039A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | Ntn株式会社 | トランスミッション用転がり軸受 |
| JP2015064036A (ja) * | 2013-09-25 | 2015-04-09 | Ntn株式会社 | 自動車電装・補機用転がり軸受 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54126622A (en) | 1979-10-02 |
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