JPH02266108A - ジャーナル - Google Patents
ジャーナルInfo
- Publication number
- JPH02266108A JPH02266108A JP8498689A JP8498689A JPH02266108A JP H02266108 A JPH02266108 A JP H02266108A JP 8498689 A JP8498689 A JP 8498689A JP 8498689 A JP8498689 A JP 8498689A JP H02266108 A JPH02266108 A JP H02266108A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- journal
- characteristic
- less
- bending fatigue
- seizure
- 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
Links
Landscapes
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (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
（産業上の利用分野）
本発明は、自動車に使用される高性能なジャーナルに関
し、特にプロペラシャフトジャーナルとして利用される
高性能なジャーナルに関するものである。 〔従来の技術〕 従来、プロペラシャフトジャーナルは、第１図（ａ）（
ｂ）に示すような形状を持つものがある。このプロペラ
シャフトジャーナル１は、図示しないヨークと嵌合する
四つの軸部１ａ、ｌｂ。 ｌｃ、ｌｄを有する十字軸の形状をなすものである。 そして、このプロペラシャフトジャーナル１の材質とし
ては、ＪＩＳ ５Ｃｒ４２０や３０Ｍ４１５材が用い
られ、この素材に浸炭を施すことによって、第１表に示
す仕様としたものが多く用いられている。なお、この種
のプロペラシャフトジャーナル１の構造に関しては、例
えば、「新編 自動車工学便覧く第５編〉」 昭和５８
年６月２０日 ２刷 社団法人自動車技術会発行 第１
−２５頁〜第１−２９頁 ｌｒ４．推進軸Ｊに記載され
ており、材質に関しては、例えば、「新編 自動車工学
便覧く第１２編〉」昭和５８年５月３１日 初版 社団
法人自動車技術会発行 第１−５８頁〜第１−６２頁
「２・２、動力伝達関係部品Ｊに記載されている。 第１表 （発明が解決しようとする課題） ところで、この種のプロペラシャフトジャーナルとして
要求される特性は、第２図に示すように、強度、軸受特
性および耐焼伺性の３つがバランス良く高いことが要求
されるが、近年における車の高性能化や車室内空間の拡
大（プロペラシャフトの場合に床トンネルの縮小化）に
伴うジャーナルへの入力トルクの増加や屈曲角の増大に
応えるには限界に来ており、材質的に従来のジャーナル
では持ち得なかった強度、軸受特性および耐焼付性を高
い次元で併せ持つジャーナルの開発が切望されていると
いう課題があった。 （発明の目的） 本発明者らはこのような課題を解決することをノ 目的として、ジャーナル各部に要求される特性を解析す
るとともに、その要求を満たすためにはどのような組織
が望ましいかについて詳細な基礎検討を行なった。
し、特にプロペラシャフトジャーナルとして利用される
高性能なジャーナルに関するものである。 〔従来の技術〕 従来、プロペラシャフトジャーナルは、第１図（ａ）（
ｂ）に示すような形状を持つものがある。このプロペラ
シャフトジャーナル１は、図示しないヨークと嵌合する
四つの軸部１ａ、ｌｂ。 ｌｃ、ｌｄを有する十字軸の形状をなすものである。 そして、このプロペラシャフトジャーナル１の材質とし
ては、ＪＩＳ ５Ｃｒ４２０や３０Ｍ４１５材が用い
られ、この素材に浸炭を施すことによって、第１表に示
す仕様としたものが多く用いられている。なお、この種
のプロペラシャフトジャーナル１の構造に関しては、例
えば、「新編 自動車工学便覧く第５編〉」 昭和５８
年６月２０日 ２刷 社団法人自動車技術会発行 第１
−２５頁〜第１−２９頁 ｌｒ４．推進軸Ｊに記載され
ており、材質に関しては、例えば、「新編 自動車工学
便覧く第１２編〉」昭和５８年５月３１日 初版 社団
法人自動車技術会発行 第１−５８頁〜第１−６２頁
「２・２、動力伝達関係部品Ｊに記載されている。 第１表 （発明が解決しようとする課題） ところで、この種のプロペラシャフトジャーナルとして
要求される特性は、第２図に示すように、強度、軸受特
性および耐焼伺性の３つがバランス良く高いことが要求
されるが、近年における車の高性能化や車室内空間の拡
大（プロペラシャフトの場合に床トンネルの縮小化）に
伴うジャーナルへの入力トルクの増加や屈曲角の増大に
応えるには限界に来ており、材質的に従来のジャーナル
では持ち得なかった強度、軸受特性および耐焼付性を高
い次元で併せ持つジャーナルの開発が切望されていると
いう課題があった。 （発明の目的） 本発明者らはこのような課題を解決することをノ 目的として、ジャーナル各部に要求される特性を解析す
るとともに、その要求を満たすためにはどのような組織
が望ましいかについて詳細な基礎検討を行なった。
（課題を解決するだめの手段）
本発明者らによる詳細な基礎検討の結果、ベース材とし
ては、Ｃ、Ｍ ｎ 、 Ｃｒ 、 Ｍ ｏを特定量組み
合わせて含有させたものとし、さらにはＳｉ。 ｐ、ｓ、ｏを低減して非金属介在物の量と分布を制御し
た鋼を用い、かつまた軸受特性や耐焼付性が要求される
部位は表面にセメンタイトを析出させたものとするとと
もに深い浸炭層を有する組織とし、曲げ疲労強度が要求
される部位は表面カーボン濃度を下げるとともに浅い浸
炭層を有する組織とすることにより、目的とする曲げ疲
労強度。 軸受特性および耐焼付性を従来にない高いレベルで有す
るジャーナルが得られることを見い出した。 すなわち本発明に係る高性能ジャーナルは、重量比で、
Ｃ；０．１５〜０．３０％、Ｓｉ；０．１％以下、Ｍｎ
；０．５〜１．０％、Ｃｒ；０．６〜２．５％、Ｍｏ；
０．４〜１．２％、Ｐ、０．０１５％以下、Ｓ、０．０
１５％以下、Ｏ；１５ｐｐｍ以下、残部Ｆｅおよび不純
物からなる組成の鋼を素材として浸炭を施してなり、軸
受特性や耐焼付性が要求される部位には表面炭化物面積
率で２０〜４０％の炭化物が析出していると共に、曲げ
疲労強度が要求される部位は表面カーボン濃度が０．３
５〜０．５５％となっている構成としたことを特徴とし
ており、このような高性能ジャーナルの構成を上述した
従来の課題を解決するための手段としたものである。 次に、本発明に係るジャーナルの素材として用いられる
鋼を構成する合金成分の働きと組成（重量比）の限定理
由を示す。 Ｃ，０，１５〜０．３０％ Ｃはジャーナルとしての強度を確保するのに必要な元素
であり、０．１５％未満では十分な強度が得られず、０
．３０％を超えると靭性が低下するため、０．１５〜０
．３０％の範囲とした。 Ｓｉ；０．１％以下 Ｓｉは製鋼上非金属介在物の生成原因となり、靭性を低
下させるため、０．１％以下とした。 Ｍｎ；０．５〜１．０％ Ｍｎは製鋼時の脱酸および脱硫に有用な成分であるが、
０．５％未満ではその効果が小さい。また、Ｍｎは浸炭
用鋼において心部強度の向上に役立つが、本発明に係る
ジャーナルの素材においてはＣｒ 、 Ｍ ｏを添加し
ていることから、１．０％以下の添加量であっても十分
にその目的を達成することができ、それよりも多く添加
しても効果がないことから、０．５〜１．０％の範囲と
した。 Ｃｒ；０．６〜２．５％ Ｃｒは浸炭用鋼の焼入性を確保し、また浸炭時に表面に
Ｍ３ＣおよびＭ７Ｃ３型の炭化物ＣＭ−Ｆｅ、Ｃｒ）を
生成させて高い軸受特性や耐焼付性を得るために必要で
ある。しかし、０．６％未満ではこのような効果が十分
に確保できず、また、２．５％を超えて添加すると炭化
物の生成量が増加し、浸炭層の靭性が低下することから
、Ｃｒ添加量は０．６〜２．５％の範囲とした。 Ｍ ｏ ； ０ 、 ４〜１．２％Ｍｏは浸炭層
の靭性を高めるためおよび浸炭時の表面粒界酸化低減の
ために必要であるが、０．４％未満ではその効果が小さ
い。ただし、１．２％を超えて添加してもその効果は飽
和すること、また、高価な原材料であることから、１．
２％までの添加量にとどめることが得策である。 Ｐ；０．０１５％以下 Ｐは粒界に偏析して靭性を低下させるだけでなく、浸炭
層の軸受特性をも低下させることから、その含有量は０
．０１５％以下とし、より好ましくはｏ、ｏｉｏ％以下
とするのがよい。 Ｓ；０．０１５％以下 Ｓは鋼中のＭｎと結びついて非金属介在物（ＭｎＳ）を
形成し、浸炭層の軸受特性や靭性を低下させることから
０．０１５％以下とした。ただし、あまり低下しすぎる
と切削性が極端に悪化することから、より好ましくは０
．００５〜０．０１５％とするのがよい。 ０；１５ｐｐｍ以下 Ｏは鋼中のＡＩやＳｉ・と結びついて非金属介在物を生
成し、とくに浸炭層の軸受特性を低下させる。七のため
、含有量としては１５ｐｐｍ以下とする。そして、特に
軸受特性に対する要求が厳しい場合には１０ｐｐｍ以下
とすることが好ましい。 そのほか、これらの元素以外に靭性を向上させるために
３％以下のＮｉを添加しても良い。また、結晶粒を微細
化して靭性および疲労強度を向」ニさせるために０．１
％以下のＮｂ、０．１％以下のＴａ、０．３％以下（７
）Ｖ 、 ０ 、２％以下のＴｉのうちから選ばれる１
種または２種以上を必要に応じて含有させるのもよい。 次にジャーナル各部の組織を限定した理由について述べ
る。 ［曲げ疲労強度が要求される部位］ ジャーナルにかかる応力は曲げ応力であり、破損モード
は曲げ疲労（高応力下の低サイクル疲労を含む。）であ
る。そこで、曲げ疲労強度を向上させるという観点から
種々条件を変えて実験を行なった結果、表面カーボン濃
度を以下の範囲とすれば良いことが判明した。 ★表面カーボン濃度；０．３５〜０．５５％曲げ疲労強
度が要求される部位の表面カーホン濃度が０．３５％未
満では浸炭層の強度が不足し、また、０．５５％を超え
ると逆に衝撃値が低下し、ともに十分な曲げ疲労強度が
得られないため、曲げ疲労強度が要求される部位の表面
カーボン濃度は０．３５〜０．５５％の範囲とした。 そして、曲げ疲労強度が要求される部位の表面カーホン
濃度が前述の範囲であれば、要求される曲げ疲労強度が
基本的に得られるが、さらに表面硬さおよび浸炭深さを
以下の範囲にすればより一層の曲げ疲労強度の向上が図
られる。 ☆表面硬さ； （ＨＲＣ５７〜６０）表面硬さがＨＲ
Ｃ５７よりも小さいと浸炭層の強度が低下する傾向とな
り、また、ＨＲＣ６０よりも大きいと逆に衝撃値が低下
する傾向となることから、表面硬さはＨＲＣ５７〜６０
の範囲とすることがより好ましい。 介浸炭深さ：（０，３５〜０ 、５５ ｍｍ）浸炭深さ
が０．３５ｍｍよりも小さいと十分な強度が得られない
傾向となり、逆に、０．５５ｍｍよりも大きくなると衝
撃値が低下する傾向となることから、浸炭深さは０．３
５〜０．５５ｍｍの範囲がより望ましい。 ［軸受特性や耐焼伺性が要求される部位］軸受特性（ジ
ャーナルの場合、多くは耐フレキング性）および耐焼付
性を向上させるという観点から、金属学的組織と両特性
との関係を種々検討した結果、表面炭化物の析出量との
相関が最も顕著であり、表面炭化物を面積比で以下の範
囲としたときに満足できる特性が得られることを確認し
た。 ★表面炭化物面積率；２０〜４０％ 表面に析出した炭化物は、前述したように、低サイクル
曲げ疲労に対しては悪影響を与えるが、耐フレーキング
性および耐焼付性を向上させる。 そして、表面炭化物面積率が２０％未満では耐フレーキ
ング性、耐焼付性の向」−代が小さく、また、面積率が
４０％を超えると炭化物の析出が多くなりすぎたり粗大
化が生じたりして逆に耐フレーキング性や耐焼付性を低
下させることから２０〜４０％とした。 この表面炭化物面積率が前述の範囲であれば要求の軸受
特性が得られるが、さらに安定的な特性を得るには、表
面硬さ、浸炭深さを以下の範囲とすることがより好まし
い。 ☆表面硬さ； （ＨＲＣ６２〜６４）表面硬さがＨＲ
Ｃ６２よりも小さい場合は残留オーステナイトが多く、
この残留オーステナイトが相手材の凝着力を高めてしま
うため、謝フレーキング性、Ｆ＃焼付性がともに低下す
る傾向となる。また、表面硬さがＨＲＣ６４よりも大き
いと相手部材に対する攻撃性が大きくなりすぎる傾向と
なるためＨＲＣ６２〜６４の範囲がより好ましい。 ☆浸炭深さ、（０，７〜１．２ｍｍ） 浸炭深さは高い面圧を受けた場合にそれをささえるとい
う観点からある深さが必要である。 ジャーナルの場合、０．７ｍｍよりも小さいと浸炭深さ
が足りず、特に耐フレーキング特性が低下する傾向とな
る。一方、１．２ｍｍよりも大きくなっても耐フレーキ
ング特性は向上せずかえって部品としての靭性な低下さ
せるという悪影響が出る傾向となることから０．７〜１
．２ｍｍの範囲とするのがより好ましい。 本発明によるジャーナルでは、同一部品であるものの部
位により最適な組織が異なるため、通常の浸炭処理では
所望の組織は得られない。そこで、本発明の構成におい
て述べたような組織を望みの部位に得る手段としては、
次に例示するような手法を採用することがヤきる。 ■防炭剤の希釈倍率（濃度）をコントロールする手法 従来、浸炭および浸炭窒化処理して使用される部品にお
いて、浸炭および浸炭窒化を部分的に行なわないように
するために、該当する部分に防炭剤（例えば、商品面「
コンドルサル」、「ノーカーブ」）を塗布する手法があ
った。しかしながら、このような防炭剤を塗布した場合
には、浸炭および浸炭窒化深さが０であり、浸炭および
浸炭層深さを任意にコントロールすることはできなかっ
た。そこで、本発明者らは、防炭剤を希釈して（濃度を
コントロールして）必要な部位に塗布することにより望
みの浸炭層を得られるようにする技術を開発した。 すなわち、第１図に示すジャーナル１のＡ部には希釈し
た防炭剤（粘土の低下はグリセリン等の増粘剤の添加に
より補う）を塗布し、Ｂ部および０部は防炭剤を塗布し
ない状態で、１．８％以上のカーボンポテンシャルの浸
炭雰囲気で浸炭した後、０．０１〜０．１０ｍｍの仕上
加工を行なうことによって所望の組織を得る。この際、
Ａ部。 Ｂ部および０部以外の部位については生産上のやり易さ
および強度、靭性のバランスなどを考えると、Ａ部と同
様な希釈した防炭剤を塗布することが望ましい。ただし
、靭性の面で特に問題が生じない場合は、Ｂ部および０
部と同様に防炭剤を塗布しない状態でもかまわない。 ■浸炭後の機械加工による手法 通常、浸炭部品で精度が要求される部位は、浸炭後に研
摩等により１０〜１００ルｍ程度の仕上げ加工を施され
ることが多い。すなわち、仕上げ加工代として一般的に
は１０〜１００ｇｍ、出来れば１０〜３０ｇｍ程度に抑
えることが望ましいが、本発明のようにＡ部とＢ部およ
び０部の組織を異なるものとするにはこの程度の加工代
では困難である。そこで、Ａ部のような低い表面カーボ
ン濃度でかつ浅い浸炭深さがほしい場合は、仕上げ加工
代をもっと大きくとり、いったんＢ部および０部と同じ
ように形成した表面の炭化物析出層や高カーボン濃度層
を強引に研摩で削り落してしまうことにより所望の組織
を得る手法がある。 しかし、この手法では非常に硬い浸炭層を０．５ｍｍ以
上も削り落す必要があるため時間もかかり、コスト的に
も高くつくという欠点があるため、前述した浸炭抑制剤
を塗布する手法の方がはるかに優れている。 （実施例） 第２表に示す符号Ａ−Ｍの化学組成を持つ鋼材をジャー
ナル形状（一部仕上げ加工代を残す）とした後、第３表
に示す条件で浸炭処理を施し、さらに仕上げ加工により
最終形状とした。このジャーナルを２０００ｃｃ乗用車
用プロペラシャフトアッセンブリーに組み込み、第４表
に示す条件でジャーナルとしての特性試験を行なった。 この結果を第５表に示す。また、比較例（従来例）のＡ
と本発明例のうち代表的なＨ，Ｊのジャーナル特性限界
を第３図に示す。 第５表および第３図に示した結果より明らかなように、
本発明のジャーナル（Ｅ−Ｍ）は従来のジャーナル（Ａ
−Ｄ）に比較して、許容最大入力トル（強度限界；曲げ
疲労強度）、軸受限界入力トルク（ジャーナル軸受限界
；軸受特性）および焼付限界屈曲角（焼付限界；耐焼付
性）の３つがバランスのよいものとなっており、非常に
優れた特性を持っていることがわかる。 なお、本発明はジャーナルのみならず、同一部品で耐フ
レーキング性などの軸受特性や耐焼付性が要求される部
位と、曲げ疲労強度が要求される部位を併せ持つものに
対して同じように適用できることはもちろんである。
ては、Ｃ、Ｍ ｎ 、 Ｃｒ 、 Ｍ ｏを特定量組み
合わせて含有させたものとし、さらにはＳｉ。 ｐ、ｓ、ｏを低減して非金属介在物の量と分布を制御し
た鋼を用い、かつまた軸受特性や耐焼付性が要求される
部位は表面にセメンタイトを析出させたものとするとと
もに深い浸炭層を有する組織とし、曲げ疲労強度が要求
される部位は表面カーボン濃度を下げるとともに浅い浸
炭層を有する組織とすることにより、目的とする曲げ疲
労強度。 軸受特性および耐焼付性を従来にない高いレベルで有す
るジャーナルが得られることを見い出した。 すなわち本発明に係る高性能ジャーナルは、重量比で、
Ｃ；０．１５〜０．３０％、Ｓｉ；０．１％以下、Ｍｎ
；０．５〜１．０％、Ｃｒ；０．６〜２．５％、Ｍｏ；
０．４〜１．２％、Ｐ、０．０１５％以下、Ｓ、０．０
１５％以下、Ｏ；１５ｐｐｍ以下、残部Ｆｅおよび不純
物からなる組成の鋼を素材として浸炭を施してなり、軸
受特性や耐焼付性が要求される部位には表面炭化物面積
率で２０〜４０％の炭化物が析出していると共に、曲げ
疲労強度が要求される部位は表面カーボン濃度が０．３
５〜０．５５％となっている構成としたことを特徴とし
ており、このような高性能ジャーナルの構成を上述した
従来の課題を解決するための手段としたものである。 次に、本発明に係るジャーナルの素材として用いられる
鋼を構成する合金成分の働きと組成（重量比）の限定理
由を示す。 Ｃ，０，１５〜０．３０％ Ｃはジャーナルとしての強度を確保するのに必要な元素
であり、０．１５％未満では十分な強度が得られず、０
．３０％を超えると靭性が低下するため、０．１５〜０
．３０％の範囲とした。 Ｓｉ；０．１％以下 Ｓｉは製鋼上非金属介在物の生成原因となり、靭性を低
下させるため、０．１％以下とした。 Ｍｎ；０．５〜１．０％ Ｍｎは製鋼時の脱酸および脱硫に有用な成分であるが、
０．５％未満ではその効果が小さい。また、Ｍｎは浸炭
用鋼において心部強度の向上に役立つが、本発明に係る
ジャーナルの素材においてはＣｒ 、 Ｍ ｏを添加し
ていることから、１．０％以下の添加量であっても十分
にその目的を達成することができ、それよりも多く添加
しても効果がないことから、０．５〜１．０％の範囲と
した。 Ｃｒ；０．６〜２．５％ Ｃｒは浸炭用鋼の焼入性を確保し、また浸炭時に表面に
Ｍ３ＣおよびＭ７Ｃ３型の炭化物ＣＭ−Ｆｅ、Ｃｒ）を
生成させて高い軸受特性や耐焼付性を得るために必要で
ある。しかし、０．６％未満ではこのような効果が十分
に確保できず、また、２．５％を超えて添加すると炭化
物の生成量が増加し、浸炭層の靭性が低下することから
、Ｃｒ添加量は０．６〜２．５％の範囲とした。 Ｍ ｏ ； ０ 、 ４〜１．２％Ｍｏは浸炭層
の靭性を高めるためおよび浸炭時の表面粒界酸化低減の
ために必要であるが、０．４％未満ではその効果が小さ
い。ただし、１．２％を超えて添加してもその効果は飽
和すること、また、高価な原材料であることから、１．
２％までの添加量にとどめることが得策である。 Ｐ；０．０１５％以下 Ｐは粒界に偏析して靭性を低下させるだけでなく、浸炭
層の軸受特性をも低下させることから、その含有量は０
．０１５％以下とし、より好ましくはｏ、ｏｉｏ％以下
とするのがよい。 Ｓ；０．０１５％以下 Ｓは鋼中のＭｎと結びついて非金属介在物（ＭｎＳ）を
形成し、浸炭層の軸受特性や靭性を低下させることから
０．０１５％以下とした。ただし、あまり低下しすぎる
と切削性が極端に悪化することから、より好ましくは０
．００５〜０．０１５％とするのがよい。 ０；１５ｐｐｍ以下 Ｏは鋼中のＡＩやＳｉ・と結びついて非金属介在物を生
成し、とくに浸炭層の軸受特性を低下させる。七のため
、含有量としては１５ｐｐｍ以下とする。そして、特に
軸受特性に対する要求が厳しい場合には１０ｐｐｍ以下
とすることが好ましい。 そのほか、これらの元素以外に靭性を向上させるために
３％以下のＮｉを添加しても良い。また、結晶粒を微細
化して靭性および疲労強度を向」ニさせるために０．１
％以下のＮｂ、０．１％以下のＴａ、０．３％以下（７
）Ｖ 、 ０ 、２％以下のＴｉのうちから選ばれる１
種または２種以上を必要に応じて含有させるのもよい。 次にジャーナル各部の組織を限定した理由について述べ
る。 ［曲げ疲労強度が要求される部位］ ジャーナルにかかる応力は曲げ応力であり、破損モード
は曲げ疲労（高応力下の低サイクル疲労を含む。）であ
る。そこで、曲げ疲労強度を向上させるという観点から
種々条件を変えて実験を行なった結果、表面カーボン濃
度を以下の範囲とすれば良いことが判明した。 ★表面カーボン濃度；０．３５〜０．５５％曲げ疲労強
度が要求される部位の表面カーホン濃度が０．３５％未
満では浸炭層の強度が不足し、また、０．５５％を超え
ると逆に衝撃値が低下し、ともに十分な曲げ疲労強度が
得られないため、曲げ疲労強度が要求される部位の表面
カーボン濃度は０．３５〜０．５５％の範囲とした。 そして、曲げ疲労強度が要求される部位の表面カーホン
濃度が前述の範囲であれば、要求される曲げ疲労強度が
基本的に得られるが、さらに表面硬さおよび浸炭深さを
以下の範囲にすればより一層の曲げ疲労強度の向上が図
られる。 ☆表面硬さ； （ＨＲＣ５７〜６０）表面硬さがＨＲ
Ｃ５７よりも小さいと浸炭層の強度が低下する傾向とな
り、また、ＨＲＣ６０よりも大きいと逆に衝撃値が低下
する傾向となることから、表面硬さはＨＲＣ５７〜６０
の範囲とすることがより好ましい。 介浸炭深さ：（０，３５〜０ 、５５ ｍｍ）浸炭深さ
が０．３５ｍｍよりも小さいと十分な強度が得られない
傾向となり、逆に、０．５５ｍｍよりも大きくなると衝
撃値が低下する傾向となることから、浸炭深さは０．３
５〜０．５５ｍｍの範囲がより望ましい。 ［軸受特性や耐焼伺性が要求される部位］軸受特性（ジ
ャーナルの場合、多くは耐フレキング性）および耐焼付
性を向上させるという観点から、金属学的組織と両特性
との関係を種々検討した結果、表面炭化物の析出量との
相関が最も顕著であり、表面炭化物を面積比で以下の範
囲としたときに満足できる特性が得られることを確認し
た。 ★表面炭化物面積率；２０〜４０％ 表面に析出した炭化物は、前述したように、低サイクル
曲げ疲労に対しては悪影響を与えるが、耐フレーキング
性および耐焼付性を向上させる。 そして、表面炭化物面積率が２０％未満では耐フレーキ
ング性、耐焼付性の向」−代が小さく、また、面積率が
４０％を超えると炭化物の析出が多くなりすぎたり粗大
化が生じたりして逆に耐フレーキング性や耐焼付性を低
下させることから２０〜４０％とした。 この表面炭化物面積率が前述の範囲であれば要求の軸受
特性が得られるが、さらに安定的な特性を得るには、表
面硬さ、浸炭深さを以下の範囲とすることがより好まし
い。 ☆表面硬さ； （ＨＲＣ６２〜６４）表面硬さがＨＲ
Ｃ６２よりも小さい場合は残留オーステナイトが多く、
この残留オーステナイトが相手材の凝着力を高めてしま
うため、謝フレーキング性、Ｆ＃焼付性がともに低下す
る傾向となる。また、表面硬さがＨＲＣ６４よりも大き
いと相手部材に対する攻撃性が大きくなりすぎる傾向と
なるためＨＲＣ６２〜６４の範囲がより好ましい。 ☆浸炭深さ、（０，７〜１．２ｍｍ） 浸炭深さは高い面圧を受けた場合にそれをささえるとい
う観点からある深さが必要である。 ジャーナルの場合、０．７ｍｍよりも小さいと浸炭深さ
が足りず、特に耐フレーキング特性が低下する傾向とな
る。一方、１．２ｍｍよりも大きくなっても耐フレーキ
ング特性は向上せずかえって部品としての靭性な低下さ
せるという悪影響が出る傾向となることから０．７〜１
．２ｍｍの範囲とするのがより好ましい。 本発明によるジャーナルでは、同一部品であるものの部
位により最適な組織が異なるため、通常の浸炭処理では
所望の組織は得られない。そこで、本発明の構成におい
て述べたような組織を望みの部位に得る手段としては、
次に例示するような手法を採用することがヤきる。 ■防炭剤の希釈倍率（濃度）をコントロールする手法 従来、浸炭および浸炭窒化処理して使用される部品にお
いて、浸炭および浸炭窒化を部分的に行なわないように
するために、該当する部分に防炭剤（例えば、商品面「
コンドルサル」、「ノーカーブ」）を塗布する手法があ
った。しかしながら、このような防炭剤を塗布した場合
には、浸炭および浸炭窒化深さが０であり、浸炭および
浸炭層深さを任意にコントロールすることはできなかっ
た。そこで、本発明者らは、防炭剤を希釈して（濃度を
コントロールして）必要な部位に塗布することにより望
みの浸炭層を得られるようにする技術を開発した。 すなわち、第１図に示すジャーナル１のＡ部には希釈し
た防炭剤（粘土の低下はグリセリン等の増粘剤の添加に
より補う）を塗布し、Ｂ部および０部は防炭剤を塗布し
ない状態で、１．８％以上のカーボンポテンシャルの浸
炭雰囲気で浸炭した後、０．０１〜０．１０ｍｍの仕上
加工を行なうことによって所望の組織を得る。この際、
Ａ部。 Ｂ部および０部以外の部位については生産上のやり易さ
および強度、靭性のバランスなどを考えると、Ａ部と同
様な希釈した防炭剤を塗布することが望ましい。ただし
、靭性の面で特に問題が生じない場合は、Ｂ部および０
部と同様に防炭剤を塗布しない状態でもかまわない。 ■浸炭後の機械加工による手法 通常、浸炭部品で精度が要求される部位は、浸炭後に研
摩等により１０〜１００ルｍ程度の仕上げ加工を施され
ることが多い。すなわち、仕上げ加工代として一般的に
は１０〜１００ｇｍ、出来れば１０〜３０ｇｍ程度に抑
えることが望ましいが、本発明のようにＡ部とＢ部およ
び０部の組織を異なるものとするにはこの程度の加工代
では困難である。そこで、Ａ部のような低い表面カーボ
ン濃度でかつ浅い浸炭深さがほしい場合は、仕上げ加工
代をもっと大きくとり、いったんＢ部および０部と同じ
ように形成した表面の炭化物析出層や高カーボン濃度層
を強引に研摩で削り落してしまうことにより所望の組織
を得る手法がある。 しかし、この手法では非常に硬い浸炭層を０．５ｍｍ以
上も削り落す必要があるため時間もかかり、コスト的に
も高くつくという欠点があるため、前述した浸炭抑制剤
を塗布する手法の方がはるかに優れている。 （実施例） 第２表に示す符号Ａ−Ｍの化学組成を持つ鋼材をジャー
ナル形状（一部仕上げ加工代を残す）とした後、第３表
に示す条件で浸炭処理を施し、さらに仕上げ加工により
最終形状とした。このジャーナルを２０００ｃｃ乗用車
用プロペラシャフトアッセンブリーに組み込み、第４表
に示す条件でジャーナルとしての特性試験を行なった。 この結果を第５表に示す。また、比較例（従来例）のＡ
と本発明例のうち代表的なＨ，Ｊのジャーナル特性限界
を第３図に示す。 第５表および第３図に示した結果より明らかなように、
本発明のジャーナル（Ｅ−Ｍ）は従来のジャーナル（Ａ
−Ｄ）に比較して、許容最大入力トル（強度限界；曲げ
疲労強度）、軸受限界入力トルク（ジャーナル軸受限界
；軸受特性）および焼付限界屈曲角（焼付限界；耐焼付
性）の３つがバランスのよいものとなっており、非常に
優れた特性を持っていることがわかる。 なお、本発明はジャーナルのみならず、同一部品で耐フ
レーキング性などの軸受特性や耐焼付性が要求される部
位と、曲げ疲労強度が要求される部位を併せ持つものに
対して同じように適用できることはもちろんである。
本発明に係るジャーナルは、重量比で、Ｃ；０．１５〜
０．３０％、Ｓｔ；０．１％以下、Ｍｎ；０．５〜１．
０％、Ｃｒ ； ０ 、６〜２ 、５％、Ｍ ｏ ；
０ 、４〜１．２％、Ｐ；０．０１５％以下、Ｓ；０．
０１５％以下、Ｏ；１５ｐｐｍ以下、残部Ｆｅおよび不
純物からなる鋼を素材として浸炭を施してなり、軸受特
性や耐焼伺性が要求される部位には表面炭化物面積率で
２０〜４０％の炭化物が析出していると共に、曲げ疲労
強度が要求される部位は表面カーボン濃度が０．３５〜
０．５５％となっている構成を有するものであるから、
曲げ疲労強度、軸受特性および耐焼付性の３特性がバラ
ンスよくしかも従来にない高いレベルで併せ持つ著しく
優れた特性のジャーナルであるという著大なる効果がも
たらされる。
０．３０％、Ｓｔ；０．１％以下、Ｍｎ；０．５〜１．
０％、Ｃｒ ； ０ 、６〜２ 、５％、Ｍ ｏ ；
０ 、４〜１．２％、Ｐ；０．０１５％以下、Ｓ；０．
０１５％以下、Ｏ；１５ｐｐｍ以下、残部Ｆｅおよび不
純物からなる鋼を素材として浸炭を施してなり、軸受特
性や耐焼伺性が要求される部位には表面炭化物面積率で
２０〜４０％の炭化物が析出していると共に、曲げ疲労
強度が要求される部位は表面カーボン濃度が０．３５〜
０．５５％となっている構成を有するものであるから、
曲げ疲労強度、軸受特性および耐焼付性の３特性がバラ
ンスよくしかも従来にない高いレベルで併せ持つ著しく
優れた特性のジャーナルであるという著大なる効果がも
たらされる。
第１図（ａ）（ｂ）はプロペラシャフトジャーナルの代
表的形状例を示す説明図および一部拡大説明図、第２図
はジャーナル特性限界図、第３図は比較例（従来例）Ａ
および本発明例Ｈ，Ｊのジャーナル特性限界図である。 特許出願人 日産自動車株式会社
表的形状例を示す説明図および一部拡大説明図、第２図
はジャーナル特性限界図、第３図は比較例（従来例）Ａ
および本発明例Ｈ，Ｊのジャーナル特性限界図である。 特許出願人 日産自動車株式会社
Claims (2)
- （１）重量比で、Ｃ；０．１５〜０．３０％、Ｓｉ；０
．１％以下、Ｍｎ；０．５〜１．０％、Ｃｒ；０．６〜
２．５％、Ｍｏ；０．４〜１．２％、Ｐ；０．０１５％
以下、Ｓ；０．０１５％以下、Ｏ；１５ｐｐｍ以下、残
部Ｆｅおよび不純物からなる鋼を素材として浸炭を施し
てなり、軸受特性や耐焼付性が要求される部位には表面
炭化物面積率で２０〜４０％の炭化物が析出していると
共に、曲げ疲労強度が要求される部位は表面カーボン濃
度が０．３５〜０．５５％となっていることを特徴とす
るジャーナル。 - （２）曲げ疲労強度が要求される部位における浸炭抑制
剤の塗布後にカーボンポテンシャル１．８％以上の雰囲
気での浸炭が施されていることを特徴とする特許請求の
範囲第（１）項に記載のジャーナル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8498689A JPH02266108A (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | ジャーナル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8498689A JPH02266108A (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | ジャーナル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02266108A true JPH02266108A (ja) | 1990-10-30 |
Family
ID=13845944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8498689A Pending JPH02266108A (ja) | 1989-04-04 | 1989-04-04 | ジャーナル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02266108A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0493511U (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-13 |
-
1989
- 1989-04-04 JP JP8498689A patent/JPH02266108A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0493511U (ja) * | 1990-12-28 | 1992-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4930909A (en) | Rolling bearing | |
| JP5135561B2 (ja) | 窒化用鋼及び窒化処理部品 | |
| WO2011114836A1 (ja) | 表層硬化処理用鋼及び表層硬化鋼部品とその製造方法 | |
| JPH084774A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP2004292945A (ja) | 転動部材およびその製造方法 | |
| WO2011114775A1 (ja) | 軟窒化用鋼、並びに軟窒化鋼部品及びその製造方法 | |
| JP3033349B2 (ja) | 耐ピッチング性に優れた浸炭鋼部品 | |
| JP4217818B2 (ja) | 転がり軸受、ならびに転がり軸受の軌道輪および転動体の製造方法 | |
| JP2000192962A (ja) | 転がり軸受 | |
| JP2006307273A (ja) | 耐結晶粒粗大化特性と冷間加工性に優れた軟化焼鈍の省略可能な肌焼用鋼およびその製法 | |
| JP3239639B2 (ja) | 軸受部品の製造方法 | |
| JP3329177B2 (ja) | 曲げ強度と衝撃特性に優れた浸炭部品 | |
| CN108277430B (zh) | 通过加工负荷防止渗碳的合金钢及其制备方法 | |
| US20030056859A1 (en) | Case hardening steel and carburized part using same | |
| JP2005325398A (ja) | 高強度歯車およびその製造方法 | |
| JPH02266108A (ja) | ジャーナル | |
| JP2005220423A (ja) | Ｔｉ含有肌焼き鋼 | |
| JP3273634B2 (ja) | 耐ピッチング性に優れた機械構造部品のための浸炭用鋼材および機械構造部品並びにその製法 | |
| JP3538900B2 (ja) | 転動部材 | |
| JP2000160288A (ja) | 浸炭用鋼及び浸炭処理鋼 | |
| JPH0488148A (ja) | 迅速浸炭可能な高強度歯車用鋼及び高強度歯車 | |
| JPH09296250A (ja) | 面疲れ強度の優れた歯車用鋼 | |
| JP3375221B2 (ja) | 浸炭歯車用鋼 | |
| JPS62196322A (ja) | 機械構造用部品の製造方法 | |
| JP2006307272A (ja) | 耐結晶粒粗大化特性と冷間加工性に優れた肌焼用鋼およびその製法 |