【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
【発明の目的】[Purpose of the invention]
（産業上の利用分野）
本発明は、動力伝達用チェーンの素材として利用される
動力伝達用チェーン用鋼に関するものである。
（従来の技術）
動力伝達用チェーンとしては、自転車用チェーン、二輪
および四輪自動車用チェーン、農業および建設機械用チ
ェーンなどがあり、これらの素材としては、従来、ＪＩ
Ｓ ５５０Ｃ，３０Ｍ４３５や、ＳＡＥ ｌ°５４１
などが使用されてきた。
一方、近年においては、動力伝達用チェーンに対する伝
達能力の増大化および高回転化の要求が高まってきてお
り、チェーンの摩末毛が少なくかつ破損を生じない高硬
度でかつ高靭性のチェーン用鋼が求められるようになっ
てきているが、従来のチェーン素材ではこれらの要求に
対応しきれなくなっている。そしてとくに、多数の金属
コマをスチールベルトやビンなどで無端状に連続させた
無段変速機用のチェーンベルトでは、従来以上に表面の
耐摩耗性が要求されることから高い硬度を有しているこ
とが必要であると同時に、金属コマの損傷・破損を防止
するために優れた靭性を有していることが必要であり、
相矛盾した特性のいずれにも優れていることが要求され
る。
（発明の目的）
本発明は、上述した相矛盾する耐Ｓ耗性と靭性とに優れ
、伝達能力の増大化および高回転化の要求に適合するこ
とができるようにした動力伝達用チェーン用鋼を提供す
ることを目的としているものである。(Industrial Application Field) The present invention relates to steel for power transmission chains, which is used as a material for power transmission chains. (Prior art) Power transmission chains include bicycle chains, chains for two-wheeled and four-wheeled vehicles, and chains for agricultural and construction machinery.
S 550C, 30M435, SAE l°541
etc. have been used. On the other hand, in recent years, there has been an increasing demand for power transmission chains with increased transmission capacity and higher rotation speeds, and as a result, steel for chains with high hardness and high toughness that has less fraying hair and does not cause breakage has been increasing. However, conventional chain materials are no longer able to meet these demands. In particular, chain belts for continuously variable transmissions, in which a large number of metal links are connected in an endless manner using steel belts or bottles, require higher surface abrasion resistance than ever before, so they must have high hardness. At the same time, it is necessary to have excellent toughness to prevent damage and breakage of the metal piece.
It is required to be excellent in both contradictory characteristics. (Object of the Invention) The present invention provides a steel for power transmission chains that has excellent S wear resistance and toughness, which are contradictory as described above, and can meet the demands for increased transmission capacity and high rotation speed. It is intended to provide.
【発明の構成】[Structure of the invention]
（問題点を解決するための手段）
本発明に係る動力伝達用チェーン用鋼は、重量％で、Ｃ
：０．５０〜０．７０％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ
：１．５０％以下、Ｎｉ：１．０〜３．０％、Ｃｒ：０
．５〜１．５％、Ｍｏ：０．０５〜０．５％、必要に応
じてＮｂ：０．５％以下、Ｖ：０．５％以下のうちから
選ばれる１種または２種、残部Ｆｅおよび不純物よりな
ることを特徴としているものである。
次に、本発明に係る動力伝達用チェーン用鋼の成分範囲
（重量％）の限定理由について説明する。
Ｃ：０．５０〜０．７０％
Ｃは動力伝達用チェーンの強度を確保するのに有効な元
素であり、このような効果を得るために０．５０％以上
含有させることが必要であるが、多すぎると巨大炭化物
が形成されて動力伝達用チェーンの靭性を低下させ、例
えば金属コマを破損するおそれが生じやすいので０．７
０％以下とした。
Ｓｉ：０．５０％以下
Ｓｉは鋼溶製時の脱酸剤として添加する元素であり、鋼
の清浄化に寄与する。しかし、多すぎると靭性を低下さ
せるので０．５０％以下とした。
Ｍｎ：１．５０％以下
Ｍｎは鋼溶製時の脱酸および脱硫剤として添加する元素
であり、鋼の清浄化に寄与する。しかし、多く添加して
も効果の向上はみられないので１．５０％以下とした。
Ｎｉ：１．Ｏ〜３．０％
Ｎｉはマトリックスの靭性を確保するのに有効な元素で
あり、チェーン（金属コマなどを含む）の破損を防止す
るのに効果があるので１．０％以上とした。しかし、多
すぎると焼入れ後に残留オーステナイトの発生量を増大
し、硬さを出に＜＜シて耐摩耗性を低下させ、さらには
コスト上昇の要因ともなるのｆ３．０％以下とした。
Ｃｒ：０．５〜１．５％
Ｃｒは焼入性を確保するとともに焼もどし抵抗性を高め
、焼もどし後に十分な硬さを得ることができるようにす
るのに有効な元素であり、このような効果を得るために
０．５％以上とした。そして、このような効果を得るた
めの添加量は１．５％までで十分であり、１．５％を超
えて添加してもさほど特性の向上はみられないので１．
５％以下とした。
Ｍｏ：０．０５〜０．５％
ＭＯは焼もどし抵抗性を高め、焼もどし後に十分な硬さ
が確保できるようにするのに有効な元素であり、このよ
うな効果を得るために０．０５％以上とした。しかし、
多く添加してもコストの上昇に見合うほど効果の向上は
得られず、むしろコスト上昇の要因となるので０．５％
以下とした。
Ｎｂ：０．５％以下
Ｖ：０．５％以下
ＮｂおよびＶは結晶粒を著しく微細化して靭性を向上さ
せるのに有効な元素であるので、必要に応じてこれらの
１種または２種を添加するのもよい、しかし、０．５％
を超えて添加しても結晶粒微細化の効果は飽和し、かえ
って窒化物生成量が多くなって有害となるので、添加す
るとしても各々０．５％以下に制限すべきである。
（実施例）
第１表に示す化学成分の鋼を溶製したのち造塊し、硬さ
試験片および衝撃試験片（２ｍｍＵノツチ試験片）形状
に加工し、８７０℃で焼入れしたのち１８０℃で焼もど
しする熱処理を施し、次いで硬さおよび衝撃値の測定を
行った。これらの結第１表
第２表
第２表に示す結果より明らかなように、従来鋼ではいず
れも硬さが低く、目標値である硬さＨＲＣ５８以上を得
ることができないものとなっており、表面の耐摩耗性を
十分なものにできないものであった。
また、参考鋼では従来より軸受素材として利用されてい
るものであるため、十分な硬さを得ることができるもの
の、衝撃値は目標である２Ｋｇｆ＊ｍ／ｃｍ２以上に遠
く及ばないものであり、靭性に著しく劣ったものであっ
た。
これに対して本発明鋼は、目標値である硬さＨＲＣ５８
以上を容易に得ることが可能であり、しかも硬さを目標
値以上としたときでも衝撃値は目標値２Ｋｇｆ＊ｍ／ｃ
ｍ２をかなり上回る高い値となっており、表面の耐摩耗
性と靭性とのいずれにも優れたものであることが認めら
れた。
次に、第１表に示した化学成分の鋼を素材としてチェー
ンを作製し、１５００ｃｃエンジンに組込んで、４００
０ｒｐｍＸ４／４ＬｏａｄＸ２００ｈｒの高速模擬耐久
試験を実施した。 。
この結果をｉ３表に示す。
第 ３ 表
第３表に示す結果より明らかなように、３５０Ｃを素材
とした従来例のチェーンは、耐久試験途中で破断を生じ
、その時点における摩耗もかなり認められた。また、５
ＡＥ１５４１およびＳ ＣＭ４３５を素材とした従来の
チェーンは、上記の条件による耐久試験途中では破断を
生じなかったものの、耐久試験の間にかなりの摩耗を生
じていた。
一方、従来軸受素材として利用されてきたＳＵＪ ２を
素材とした参考例のチェーンは、素材の靭性が著しく劣
っているものであるため、耐久試験開始後まもなく破断
に至ってしまった。
これに対して、本発明に係るチェーン用鋼を素材とした
チェーンは、耐久試験の途中で破断を生じず、また耐久
試験の間においてほとんど摩耗を発生しておらず、良好
な耐摩耗性と靭性とを有していて耐久性の著しく優れた
チェーンであることが認められた。(Means for solving the problem) The steel for power transmission chain according to the present invention has a C
: 0.50 to 0.70%, Si: 0.50% or less, Mn
: 1.50% or less, Ni: 1.0 to 3.0%, Cr: 0
．． 5 to 1.5%, Mo: 0.05 to 0.5%, one or two selected from Nb: 0.5% or less, V: 0.5% or less, balance Fe and impurities. Next, the reason for limiting the composition range (weight %) of the steel for power transmission chain according to the present invention will be explained. C: 0.50-0.70% C is an effective element for ensuring the strength of power transmission chains, and it is necessary to contain it at 0.50% or more to obtain this effect. If the amount is too large, giant carbides will be formed, reducing the toughness of the power transmission chain and, for example, potentially damaging the metal link, so 0.7
It was set to 0% or less. Si: 0.50% or less Si is an element added as a deoxidizing agent during steel melting, and contributes to cleaning the steel. However, too much content lowers the toughness, so it was set at 0.50% or less. Mn: 1.50% or less Mn is an element added as a deoxidizing and desulfurizing agent during steel melting, and contributes to cleaning the steel. However, no improvement in the effect was observed even if a large amount was added, so the content was set at 1.50% or less. Ni:1. O~3.0% Ni is an element effective in ensuring the toughness of the matrix and is effective in preventing breakage of the chain (including metal links, etc.), so it was set at 1.0% or more. However, if it is too large, the amount of residual austenite generated after quenching will increase, the hardness will increase, the wear resistance will decrease, and the cost will increase. Cr: 0.5-1.5% Cr is an effective element for ensuring hardenability, increasing tempering resistance, and being able to obtain sufficient hardness after tempering. In order to obtain such an effect, the content was set to 0.5% or more. In order to obtain such an effect, it is sufficient to add up to 1.5%, and even if it is added in excess of 1.5%, the characteristics will not improve much, so 1.
It was set to 5% or less. Mo: 0.05-0.5% MO is an effective element for increasing tempering resistance and ensuring sufficient hardness after tempering. 05% or more. but,
Even if a large amount is added, the effect will not be improved enough to justify the increase in cost, and it will actually increase the cost, so 0.5%
The following was made. Nb: 0.5% or less V: 0.5% or less Nb and V are effective elements for significantly refining crystal grains and improving toughness, so one or two of these may be added as necessary. It is also good to add, but 0.5%
Even if added in excess of 10%, the grain refining effect will be saturated and the amount of nitrides produced will increase, which will be harmful, so even if added, each should be limited to 0.5% or less. (Example) After melting steel with the chemical composition shown in Table 1, it was formed into ingots, processed into hardness test pieces and impact test pieces (2mm U notch test pieces), quenched at 870°C, and then heated at 180°C. A heat treatment for tempering was performed, and then hardness and impact values were measured. As is clear from the results shown in Table 1 and Table 2, all of the conventional steels have low hardness, making it impossible to obtain a hardness of HRC58 or higher, which is the target value. The abrasion resistance of the surface could not be made sufficient. In addition, since the reference steel has been used as a bearing material in the past, it is possible to obtain sufficient hardness, but the impact value is far below the target of 2Kgf*m/cm2. The toughness was significantly inferior. On the other hand, the steel of the present invention has a target hardness of HRC58.
It is possible to easily obtain the above, and even when the hardness is set above the target value, the impact value is the target value of 2Kgf*m/c.
The value was considerably higher than m2, and it was recognized that the surface was excellent in both abrasion resistance and toughness. Next, a chain was made from steel with the chemical composition shown in Table 1, and it was assembled into a 1500cc engine.
A high-speed simulated durability test was conducted at 0 rpm x 4/4 Load x 200 hr. . The results are shown in Table i3. Table 3 As is clear from the results shown in Table 3, the conventional chain made of 350C broke during the durability test, and considerable wear was observed at that point. Also, 5
Although conventional chains made of AE1541 and S CM435 did not break during the durability test under the above conditions, they suffered considerable wear during the durability test. On the other hand, the reference chain made of SUJ 2, which has been conventionally used as a bearing material, had extremely poor toughness and broke shortly after the start of the durability test. On the other hand, the chain made from the steel for chains according to the present invention did not break during the durability test and suffered almost no wear during the durability test, showing good wear resistance. The chain was found to have excellent toughness and extremely durable properties.
【発明の効果】【Effect of the invention】
以上説明してきたように、本発明に係る動力伝達用チェ
ーン用鋼は、重量％で、Ｃ：０．５０〜０．７０％、Ｓ
ｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：１．５０％以下、Ｎｉ：１
−０〜３．０％、Ｃｒ：０．５〜１．５％、 Ｍｏ：０
．０５〜０．５％、必要に応じてＮｂ：０．５％以下。
Ｖ：０．５％以下のうちから選ばれる１種または２種、
残部Ｆｅおよび不純物よりなるものであるから、熱処理
によって高い焼もどし硬さを得ることができると共に、
焼もどし硬さを大きくしたときでも高い衝撃値を得るこ
とが可能であり、耐摩耗性に優れているためチェーンの
摩耗量を少ないものにすることができると共に、靭性に
優れているためチェーンの破損を防止することができ、
耐久性に著しく優れたチェーンの素材として適用するこ
とが可能であるという非常に優れた効果がもたらされる
。As explained above, the steel for power transmission chain according to the present invention has C: 0.50 to 0.70%, S: 0.50 to 0.70%, S
i: 0.50% or less, Mn: 1.50% or less, Ni: 1
-0 to 3.0%, Cr: 0.5 to 1.5%, Mo: 0
．． 05 to 0.5%, Nb: 0.5% or less if necessary. V: 1 type or 2 types selected from 0.5% or less,
Since the remainder consists of Fe and impurities, high tempering hardness can be obtained by heat treatment, and
Even when the tempering hardness is increased, it is possible to obtain a high impact value, and its excellent wear resistance reduces the amount of wear on the chain. Can prevent damage,
This provides an extremely excellent effect in that it can be used as a material for chains with extremely high durability.