JPS62207822A - ギヤの強度向上方法 - Google Patents
ギヤの強度向上方法Info
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- JPS62207822A JPS62207822A JP5011286A JP5011286A JPS62207822A JP S62207822 A JPS62207822 A JP S62207822A JP 5011286 A JP5011286 A JP 5011286A JP 5011286 A JP5011286 A JP 5011286A JP S62207822 A JPS62207822 A JP S62207822A
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- gear
- shot peening
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- hardened
- gears
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- Pending
Links
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- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 8
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- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 7
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- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 5
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Landscapes
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、ミッションギヤ等として使用されるギヤの強
度向上方法に関するものである。
度向上方法に関するものである。
（従来技術）
歯切り加工されたギヤに、変成炉を用いたガス浸炭方法
による浸炭焼入れ、焼戻しを施すと、ギヤの表面部（ｌ
Ｏ〜２５μ）に内部酸化が生じ、硬度の比較的低い表面
層ができる。この表面層は、ギヤの疲労強度を低下させ
る大きな要因として作用する。特に、自動車のミッショ
ンギヤ等に使用される浸炭焼入れギヤは、浸炭後におい
ては危険断面である歯底は研削されずに使用されるとこ
ろから、前記表面層の存在により疲労強度の低下は避け
られなかった。このような疲労強度の低下を防止するた
めに、浸炭焼入れ、焼戻し後のギヤにショットピーニン
グを施して、表面層の強化を図るようにする方法が既に
知られている（例えば、特開昭５７−６１４７０号公報
参照）。
による浸炭焼入れ、焼戻しを施すと、ギヤの表面部（ｌ
Ｏ〜２５μ）に内部酸化が生じ、硬度の比較的低い表面
層ができる。この表面層は、ギヤの疲労強度を低下させ
る大きな要因として作用する。特に、自動車のミッショ
ンギヤ等に使用される浸炭焼入れギヤは、浸炭後におい
ては危険断面である歯底は研削されずに使用されるとこ
ろから、前記表面層の存在により疲労強度の低下は避け
られなかった。このような疲労強度の低下を防止するた
めに、浸炭焼入れ、焼戻し後のギヤにショットピーニン
グを施して、表面層の強化を図るようにする方法が既に
知られている（例えば、特開昭５７−６１４７０号公報
参照）。
（発明が解決しようとする問題点）
上記公知技術の如く、浸炭焼入れ、゛焼戻し処理を施し
たギヤにショットピーニングを施すことによって、ギヤ
の表面層をある程度強化することが可能であるが、自動
車のミッションギヤ（例えば、アイドルギヤ、アウトプ
ットギヤ等）のように過酷な条件下において使用される
ギヤとしては、十分な強度が得られない。
たギヤにショットピーニングを施すことによって、ギヤ
の表面層をある程度強化することが可能であるが、自動
車のミッションギヤ（例えば、アイドルギヤ、アウトプ
ットギヤ等）のように過酷な条件下において使用される
ギヤとしては、十分な強度が得られない。
本発明者らは、ショットピーニングを施したギヤに時効
処理を施すことによって、表面層における原子間に炭素
が侵入して高密度の硬化層が得られることに着目して、
本発明をするに至ったのである。
処理を施すことによって、表面層における原子間に炭素
が侵入して高密度の硬化層が得られることに着目して、
本発明をするに至ったのである。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、時効処理
によってショットピーニング後のギヤ表面層の硬度を上
昇させ、ギヤの疲労強度向上を図ることを目的とするも
のである。
によってショットピーニング後のギヤ表面層の硬度を上
昇させ、ギヤの疲労強度向上を図ることを目的とするも
のである。
（問題点を解決するための手段）
本発明方法では、上記問題点を解決するために次のよう
な手段を用いられている。
な手段を用いられている。
即ち、歯切り加工されたギヤに、浸炭焼入れおよび焼戻
しを施した後、その表面にショットピーニングを施し、
その後１００〜２００℃にて１〜２時間時効処理を施し
ている。
しを施した後、その表面にショットピーニングを施し、
その後１００〜２００℃にて１〜２時間時効処理を施し
ている。
（作 用）
本発明では、上記手段によって次のような作用が得られ
る。
る。
即ち、歯切り加工されたギヤは、浸炭焼入れおよび焼戻
しによって、硬化処理が施されである程度の疲労強度向
上が図られるが、表面層において内部酸化を生じ、硬度
が不足ぎみとなる部分ができる。そこで、上記の如き熱
処理を施されたギヤ表面に、ショットピーニングを施し
て表面層を加工硬化させた後、１００〜２００℃で１〜
２時間時効処理を施すことにより、ショットピーニング
により加工硬化された表面層における原子間へ炭素が侵
入して高密度の硬化層が得られることとなり、疲労強度
が大幅に向上することとなるのである。なお、この時効
処理によりショットピーニングによって得られた残、留
応力は低下ぎみとなるが、前記表面層の硬度向上による
疲労強度アップが大きいため、あまり問題とはならない
。この残留応力の低下をカバーするためには、時効処理
後に再度ショットピーニングを施せばよいが、この工程
を省略しても、十分な効果が得られる。
しによって、硬化処理が施されである程度の疲労強度向
上が図られるが、表面層において内部酸化を生じ、硬度
が不足ぎみとなる部分ができる。そこで、上記の如き熱
処理を施されたギヤ表面に、ショットピーニングを施し
て表面層を加工硬化させた後、１００〜２００℃で１〜
２時間時効処理を施すことにより、ショットピーニング
により加工硬化された表面層における原子間へ炭素が侵
入して高密度の硬化層が得られることとなり、疲労強度
が大幅に向上することとなるのである。なお、この時効
処理によりショットピーニングによって得られた残、留
応力は低下ぎみとなるが、前記表面層の硬度向上による
疲労強度アップが大きいため、あまり問題とはならない
。この残留応力の低下をカバーするためには、時効処理
後に再度ショットピーニングを施せばよいが、この工程
を省略しても、十分な効果が得られる。
因みに、本発明方法により強度向上せしめられたギヤは
、従来の強度向上法（即ち、浸炭焼入れ、焼入れ処理後
１、ショットピーニングを施す方法）によるものにくら
べて、約２倍以上の疲労強度アップとなった。
、従来の強度向上法（即ち、浸炭焼入れ、焼入れ処理後
１、ショットピーニングを施す方法）によるものにくら
べて、約２倍以上の疲労強度アップとなった。
なお、時効処理条件として、加熱温度；１００〜２００
℃、加熱時間；１〜２時間としたのは、次の理由にょる
。即ち、加熱温度１００℃以下あるいは２００℃以上で
は、時効処理としての効果が十分に得られないためであ
り、加熱時間１時間以下では、時効処理効果が不足し、
加熱時間２時間以上では、効果が飽和するためである。
℃、加熱時間；１〜２時間としたのは、次の理由にょる
。即ち、加熱温度１００℃以下あるいは２００℃以上で
は、時効処理としての効果が十分に得られないためであ
り、加熱時間１時間以下では、時効処理効果が不足し、
加熱時間２時間以上では、効果が飽和するためである。
（実施例）
まず、常法により歯切り加工された変速装置用のアイド
ルギヤおよびアウトプットギヤに対してガス浸炭法によ
って浸炭焼入れおよび焼戻しを施す。該浸炭処理の条件
は、次の如くであった。即ち、ｔｏｏ分で９２０℃まで
昇温後、９２０℃で１４０分間加熱処理（ＯＰ ；０．
８〜０．９）Ｌ、更に８４０℃まで温度を下げて１００
分間加熱処理し、その後２３０℃にて５分間焼入れし、
１７０℃にて１２０分間焼戻しを施すのである。
ルギヤおよびアウトプットギヤに対してガス浸炭法によ
って浸炭焼入れおよび焼戻しを施す。該浸炭処理の条件
は、次の如くであった。即ち、ｔｏｏ分で９２０℃まで
昇温後、９２０℃で１４０分間加熱処理（ＯＰ ；０．
８〜０．９）Ｌ、更に８４０℃まで温度を下げて１００
分間加熱処理し、その後２３０℃にて５分間焼入れし、
１７０℃にて１２０分間焼戻しを施すのである。
前記浸炭処理後、前記ギヤ表面に、アークハイト：０．
２〜０．４、シジットザイズ；８６０、便さ、ＨＲ０４
５〜５０の条件下においてショットピーニングを施し、
その後１７０℃で９０分間時効処理を施し、さらに前記
と同様な条件下で再度ショットピーニングを施したとこ
ろ、表面層が高密度の硬化層と化したギヤが得られた。
２〜０．４、シジットザイズ；８６０、便さ、ＨＲ０４
５〜５０の条件下においてショットピーニングを施し、
その後１７０℃で９０分間時効処理を施し、さらに前記
と同様な条件下で再度ショットピーニングを施したとこ
ろ、表面層が高密度の硬化層と化したギヤが得られた。
上記の如くして得られた試料Ｎｏ１〜３のアイドルギヤ
およびアウトプットギヤにおける浸炭部所面硬さ分布を
測定したところ、第１図（イ）、（ロ）ないし第３図（
イ）、（ロ）に実線Ａ（測定位置；ピッチ内部）、Ｂ（
測定位置；歯底部）で示す結果が得られた。なお、第１
図（イ）、（ロ）ないし第３図（イ）、（ロ）において
点線Ａ’ 、Ｂ’で示すものは、従来例におけるピッチ
円部および歯底部の浸炭部所面硬さ分布である。これに
よれば、浸炭部表面近くで硬度が著しく向上しているこ
とがわかる。このことは、ショットピーニングにより加
工硬化された表面層において、時効処理により原子間へ
の炭素の侵入が起こって高密度の硬化層が得られた結果
にほかならない。
およびアウトプットギヤにおける浸炭部所面硬さ分布を
測定したところ、第１図（イ）、（ロ）ないし第３図（
イ）、（ロ）に実線Ａ（測定位置；ピッチ内部）、Ｂ（
測定位置；歯底部）で示す結果が得られた。なお、第１
図（イ）、（ロ）ないし第３図（イ）、（ロ）において
点線Ａ’ 、Ｂ’で示すものは、従来例におけるピッチ
円部および歯底部の浸炭部所面硬さ分布である。これに
よれば、浸炭部表面近くで硬度が著しく向上しているこ
とがわかる。このことは、ショットピーニングにより加
工硬化された表面層において、時効処理により原子間へ
の炭素の侵入が起こって高密度の硬化層が得られた結果
にほかならない。
次に、上記実施例により得られた試料Ｎｏ１〜３のアイ
ドルギヤおよびアウトプットギヤを用いて３台の変速装
置を構成し、これら変速装置をテスト運転してギヤの疲
労強度テストを行ったところ、０．１％累積確率値が４
８２００サイクルとなった。なお、従来方法（即ち、時
効処理をしないもの）では、前記０．１％累積確率値が
２０２００サイクルという低い値しか得られなかった。
ドルギヤおよびアウトプットギヤを用いて３台の変速装
置を構成し、これら変速装置をテスト運転してギヤの疲
労強度テストを行ったところ、０．１％累積確率値が４
８２００サイクルとなった。なお、従来方法（即ち、時
効処理をしないもの）では、前記０．１％累積確率値が
２０２００サイクルという低い値しか得られなかった。
しかも、本実施例のギヤを用いた変速装置の場合には、
アイドルギヤおよびアウトプットギヤは破損せず、これ
らのギヤより過酷でない条件下にあるリングギヤが先に
破損したのに対して、従来方法により得られたギヤを用
いた場合、アイドルギヤおよびアウトプットギヤが先に
破損した。従って、本実施例方法により得られたギヤの
場合、リングギヤとしてより強度のあるものを使用すれ
ば、前記０．１％累積確率値をさらに上げることができ
るものと思われ、疲労強度限界はさらに上位にあると推
量できる。
アイドルギヤおよびアウトプットギヤは破損せず、これ
らのギヤより過酷でない条件下にあるリングギヤが先に
破損したのに対して、従来方法により得られたギヤを用
いた場合、アイドルギヤおよびアウトプットギヤが先に
破損した。従って、本実施例方法により得られたギヤの
場合、リングギヤとしてより強度のあるものを使用すれ
ば、前記０．１％累積確率値をさらに上げることができ
るものと思われ、疲労強度限界はさらに上位にあると推
量できる。
（発明の効果）
収車の如く、本発明によれば、歯切り加工されたギヤに
、浸炭焼入れおよび焼戻しを施した後、その表面にショ
ットピーニングを施し、その後１００〜２００℃にて１
〜２時間時効処理を施して、ショットピーニングにより
加工硬化せしめられた表面層における原子間への炭素の
侵入を促し、ギヤ表面層を高密度の硬化層となすように
したので、疲労強度が大幅に向上することとなり、ギヤ
の疲労寿命を従来例にくらべて倍加させることができる
という優れた効果がある。
、浸炭焼入れおよび焼戻しを施した後、その表面にショ
ットピーニングを施し、その後１００〜２００℃にて１
〜２時間時効処理を施して、ショットピーニングにより
加工硬化せしめられた表面層における原子間への炭素の
侵入を促し、ギヤ表面層を高密度の硬化層となすように
したので、疲労強度が大幅に向上することとなり、ギヤ
の疲労寿命を従来例にくらべて倍加させることができる
という優れた効果がある。
第１図（イ）、（ロ）、第２図（イ）、（ロ）および第
３図（イ）、（ロ）は、本発明の実施例により得られた
アイドルギヤ、アウトプットギヤの試料Ｎｏ１〜３（実
線図示、Ａ；ピッチ内部、Ｂ；歯底部）における浸炭部
断面硬さ分布を従来例（点線図示、Ａ′；ピッチ円部、
Ｂ′；歯底部）と対比して示した特性図である。 表面からの距ｆｌｌ（ｒｍｌ− 表面からの距離（ＩＩ／１ｌ）− に而からの距離（ｉ）□
３図（イ）、（ロ）は、本発明の実施例により得られた
アイドルギヤ、アウトプットギヤの試料Ｎｏ１〜３（実
線図示、Ａ；ピッチ内部、Ｂ；歯底部）における浸炭部
断面硬さ分布を従来例（点線図示、Ａ′；ピッチ円部、
Ｂ′；歯底部）と対比して示した特性図である。 表面からの距ｆｌｌ（ｒｍｌ− 表面からの距離（ＩＩ／１ｌ）− に而からの距離（ｉ）□
Claims (1)
- １、歯切り加工されたギヤに、浸炭焼入れおよび焼戻し
を施した後、その表面にショットピーニングを施し、そ
の後１００〜２００℃にて１〜２時間時効処理を施すこ
とを特徴とするギヤの強度向上方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011286A JPS62207822A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | ギヤの強度向上方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5011286A JPS62207822A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | ギヤの強度向上方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62207822A true JPS62207822A (ja) | 1987-09-12 |
Family
ID=12850013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5011286A Pending JPS62207822A (ja) | 1986-03-06 | 1986-03-06 | ギヤの強度向上方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62207822A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02156020A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-15 | Mazda Motor Corp | 浸炭焼入れ鋼部材の製造方法 |
| JPH02200726A (ja) * | 1989-01-28 | 1990-08-09 | Nippon Steel Corp | 焼付塗装した疲労特性の良い高張力鋼材製品 |
| US5019182A (en) * | 1988-09-27 | 1991-05-28 | Mazda Motor Corporation | Method of forming hard steels by case hardening, shot-peening and aging without tempering |
| JPH04246123A (ja) * | 1991-01-30 | 1992-09-02 | Kubota Corp | 磁歪式トルクセンサ軸の製造方法 |
| US5520987A (en) * | 1993-07-23 | 1996-05-28 | Nsk, Ltd. | Rolling/sliding member |
| US7687112B2 (en) | 2004-07-14 | 2010-03-30 | Kinetitec Corporation | Surface for reduced friction and wear and method of making the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60218423A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-01 | Komatsu Ltd | 動力伝達用構成部品の疲労強度向上法 |
-
1986
- 1986-03-06 JP JP5011286A patent/JPS62207822A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60218423A (ja) * | 1984-04-13 | 1985-11-01 | Komatsu Ltd | 動力伝達用構成部品の疲労強度向上法 |
Cited By (6)
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