JPH0360898B1 - - Google Patents
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- JPH0360898B1 JPH0360898B1 JP5301682A JP5301682A JPH0360898B1 JP H0360898 B1 JPH0360898 B1 JP H0360898B1 JP 5301682 A JP5301682 A JP 5301682A JP 5301682 A JP5301682 A JP 5301682A JP H0360898 B1 JPH0360898 B1 JP H0360898B1
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- hardening
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- fatigue strength
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- steel
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Landscapes
- Gears, Cams (AREA)
Description
発明の目的
本発明は、疲れ強さを高めた歯車の製造方法に
関する。
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く、
とくに表面に強い応力が加わるような用途に向け
るものにあつては、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。 よく知られているように、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
が大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
工が不溶または簡単ですむといつた利点はある
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。 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つ
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
を見出した。
されるので、材料の選択に配慮するだけでなく、
とくに表面に強い応力が加わるような用途に向け
るものにあつては、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。 よく知られているように、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
が大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
工が不溶または簡単ですむといつた利点はある
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。 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つ
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
を見出した。
本発明の目的は、上記したSi含有量の高い鋼を
使用して高周波焼入れの利点をフルに生かし、疲
れ強さの高い歯車を製造する方法を提供すること
にある。 発明の構成
使用して高周波焼入れの利点をフルに生かし、疲
れ強さの高い歯車を製造する方法を提供すること
にある。 発明の構成
本発明の、疲れ強さの高い歯車の製造方法は、
Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.40％超過〜0.80％未満お
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を材料とし、式 logf＝Ａ／ｍ ［式中、ｆは周波数（ＫHz）、ｍは歯車のモジユ
ールをあらわし、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。
Ｃ：0.30〜0.60％、Si：0.40％超過〜0.80％未満お
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を材料とし、式 logf＝Ａ／ｍ ［式中、ｆは周波数（ＫHz）、ｍは歯車のモジユ
ールをあらわし、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。
上記の合金組成を定めた理由は、つぎのとおり
である。 Ｃ含有量0.30〜0.60％は機械構造用の炭素鋼の
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
の危険があることから設けた。 Si含有量0.40％超過〜0.80％未満は、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。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、上限は被削性が良好に保たれ
る範囲という観点から定めた。 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とともに被削性にかんがみて決
定した。 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つて、
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い。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Si含有量は、高周波焼入れ後の歯面の
疲れ強さを向上させる。 実施例 第１表に示す化学組成の鋼を溶製した。比較の
ためあげたS35C、S45CおよびS55C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、SCM420
は、浸炭焼入れを行なう鋼である。
である。 Ｃ含有量0.30〜0.60％は機械構造用の炭素鋼の
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
の危険があることから設けた。 Si含有量0.40％超過〜0.80％未満は、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。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、上限は被削性が良好に保たれ
る範囲という観点から定めた。 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とともに被削性にかんがみて決
定した。 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つて、
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い。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Si含有量は、高周波焼入れ後の歯面の
疲れ強さを向上させる。 実施例 第１表に示す化学組成の鋼を溶製した。比較の
ためあげたS35C、S45CおよびS55C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、SCM420
は、浸炭焼入れを行なう鋼である。
【表】
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。 第２表 試験片諸元 大歯車 小歯車 種 類 平歯車 平歯車 モジユール 各種 各種 歯 数 各種 各種 圧 力 角 20゜ 20゜ ピツチ円形 80mm 70mm 歯先円形 85mm 75mm 歯 幅 10mm ８mm 荒仕上げ ホブ ホブ 精 仕 上 歯研 歯研 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。 第３表 高周波焼入れ条件 大歯車 小歯車 方 式 定置焼入れ コイル 95φ×15 85φ×15 周波数 各種 加熱時間 5sec 移動速度 − 陽極電圧 8KV 陽極電流 5.5A 格子電流 1.5A 待ち時間 2sec 冷 却 水溶性焼入剤噴射 焼もどし 160℃×90minW.C. これらの試験片について、第４表に示す条件の
耐久試験を行なうとともに、供試鋼Ａでつくつた
ものの、歯元隅肉部の残留応力を測定した。耐久
誌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。 第４表 試験条件 歯車 方 式 定置焼入れ 応 力 ヘルツ応力〜250Kgｆ／mm2 潤滑油 出光ギヤオイル HE−90S（40℃） 寿命判定 歯折損または歯面損傷 回転数 5160rpm
を、切削により製造した。 第２表 試験片諸元 大歯車 小歯車 種 類 平歯車 平歯車 モジユール 各種 各種 歯 数 各種 各種 圧 力 角 20゜ 20゜ ピツチ円形 80mm 70mm 歯先円形 85mm 75mm 歯 幅 10mm ８mm 荒仕上げ ホブ ホブ 精 仕 上 歯研 歯研 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。 第３表 高周波焼入れ条件 大歯車 小歯車 方 式 定置焼入れ コイル 95φ×15 85φ×15 周波数 各種 加熱時間 5sec 移動速度 − 陽極電圧 8KV 陽極電流 5.5A 格子電流 1.5A 待ち時間 2sec 冷 却 水溶性焼入剤噴射 焼もどし 160℃×90minW.C. これらの試験片について、第４表に示す条件の
耐久試験を行なうとともに、供試鋼Ａでつくつた
ものの、歯元隅肉部の残留応力を測定した。耐久
誌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。 第４表 試験条件 歯車 方 式 定置焼入れ 応 力 ヘルツ応力〜250Kgｆ／mm2 潤滑油 出光ギヤオイル HE−90S（40℃） 寿命判定 歯折損または歯面損傷 回転数 5160rpm
【表】
の条件をみたす。
図面からも、本発明に従つ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。 発明の効果 本発明により、高周波焼入れを、高い疲れ強さ
を要求される歯車の製造に採用することが可能に
なり、その長所をフルに利用して、すぐれた特性
をもつ歯車が得られるようになつた。
図面からも、本発明に従つ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。 発明の効果 本発明により、高周波焼入れを、高い疲れ強さ
を要求される歯車の製造に採用することが可能に
なり、その長所をフルに利用して、すぐれた特性
をもつ歯車が得られるようになつた。
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。
れ強さを、従来の製品と比較して示すグラフであ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量でＣ：0.30〜0.60％、Si：0.40％超過〜
0.80％未満およびMn：0.4〜2.0％以下を含有し残
部がFeおよび不可避の不純物からなる鋼を材料
とし、式 logf＝Ａ／ｍ ［式中、ｆは周波数（ＫHz）、ｍは歯車のモジユ
ールをあらわし、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疲れ強さの高い
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 JPS58171554A (ja) | 1983-10-08 |
| JPH0360898B1 true 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) |
Families Citing this family (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 |
| JPH0613745B2 (ja) * | 1984-12-01 | 1994-02-23 | 愛知製鋼株式会社 | 高靭性低合金鋼の製造方法 |
| 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 |
| CN112359278B (zh) * | 2020-10-19 | 2021-08-24 | 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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62096647A (en) | 1987-05-06 |
| JPH0558055B2 (ja) | 1993-08-25 |
| JPS58171554A (ja) | 1983-10-08 |
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