JPH0499224A - 浸炭歯車のショットピーニング方法 - Google Patents
浸炭歯車のショットピーニング方法Info
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- JPH0499224A JPH0499224A JP21331990A JP21331990A JPH0499224A JP H0499224 A JPH0499224 A JP H0499224A JP 21331990 A JP21331990 A JP 21331990A JP 21331990 A JP21331990 A JP 21331990A JP H0499224 A JPH0499224 A JP H0499224A
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- Japan
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- gear
- shot peening
- temp
- pitch circle
- carbide
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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
（Ｍ東上の利用分野）
この発明は、浸炭歯車のショットピーニング方法に関す
るものである・ （従来の技術） この種の歯車のショットピーニング方法としては、例え
ば、第５図に示すようなものがある。 第５図は、従来からあるインペラ型のショットピーニン
グ方法を示すものであって、１はショットピーニングの
対象部品である歯車であり、この歯車１はシャフト２に
固定されている。このシャフト２は例えば矢印Ａ方向に
回転するので、歯車１はシャフト２とともに矢印へ方向
に回転する。 また、３はインペラであり、このインペラ３は矢印Ｂ方
向に高速回転する。 さらに、４はショットピーニング粒子であり、輸送管５
によって、高速回転するインペラ３上に供給されてイン
ペラ３により遠心方向に打撃され、矢印Ｃ方向に投射さ
れる。 このようにして投射されたショットピーニング粒子４は
歯車１に衝突し、歯車１の表面を塑性変形させる。そし
て、この塑性変形の結果生じる残留圧縮応力を利用し、
部品（この場合は歯車１）の疲労強度の向上を狙うもの
である（このようなショットピーニング方法は、例えば
、「第３版ばね」昭和５７年１２月２０日発行 ばね技
術研究合繊 第４２９頁〜第４３８頁１５−４−１シヨ
ツトピーニングＪに詳細な説明がある。）。 そして、このようなショットピーニング方法において、
より大きな残留圧縮応力を部品表面に付与するために、
ショットビーこフグ前に部品の表面に残留オーステナイ
トを生成させておき、ショー、トビ一二ングによる残留
オーステナイトの相変態による体積膨張を積極的に利用
することが考えられてきた。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の歯車のショットピーニ
ング方法にあっては、歯車の歯元曲げ疲労強度の向上に
見合うほど歯面ピッチング強度が向上しないため、歯車
の耐久試験において歯元折損はほとんどないものの、歯
面にピッチングが生じることがあるので、歯車としての
機能を果さなくなることがあリラるという不具合があり
、このような不具合を解決することが課題となっていた
。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、歯車の十分な歯元曲げ疲労強度を確保したう
えで、この歯元曲げ疲労強度の向上に十分見合ったより
優れた耐ピツチング性を得ることが可能であり、歯車の
より一層の高強度化を実現することが可能である浸炭歯
車のショットピーニング方法を提供することを目的とし
ている。
るものである・ （従来の技術） この種の歯車のショットピーニング方法としては、例え
ば、第５図に示すようなものがある。 第５図は、従来からあるインペラ型のショットピーニン
グ方法を示すものであって、１はショットピーニングの
対象部品である歯車であり、この歯車１はシャフト２に
固定されている。このシャフト２は例えば矢印Ａ方向に
回転するので、歯車１はシャフト２とともに矢印へ方向
に回転する。 また、３はインペラであり、このインペラ３は矢印Ｂ方
向に高速回転する。 さらに、４はショットピーニング粒子であり、輸送管５
によって、高速回転するインペラ３上に供給されてイン
ペラ３により遠心方向に打撃され、矢印Ｃ方向に投射さ
れる。 このようにして投射されたショットピーニング粒子４は
歯車１に衝突し、歯車１の表面を塑性変形させる。そし
て、この塑性変形の結果生じる残留圧縮応力を利用し、
部品（この場合は歯車１）の疲労強度の向上を狙うもの
である（このようなショットピーニング方法は、例えば
、「第３版ばね」昭和５７年１２月２０日発行 ばね技
術研究合繊 第４２９頁〜第４３８頁１５−４−１シヨ
ツトピーニングＪに詳細な説明がある。）。 そして、このようなショットピーニング方法において、
より大きな残留圧縮応力を部品表面に付与するために、
ショットビーこフグ前に部品の表面に残留オーステナイ
トを生成させておき、ショー、トビ一二ングによる残留
オーステナイトの相変態による体積膨張を積極的に利用
することが考えられてきた。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の歯車のショットピーニ
ング方法にあっては、歯車の歯元曲げ疲労強度の向上に
見合うほど歯面ピッチング強度が向上しないため、歯車
の耐久試験において歯元折損はほとんどないものの、歯
面にピッチングが生じることがあるので、歯車としての
機能を果さなくなることがあリラるという不具合があり
、このような不具合を解決することが課題となっていた
。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、歯車の十分な歯元曲げ疲労強度を確保したう
えで、この歯元曲げ疲労強度の向上に十分見合ったより
優れた耐ピツチング性を得ることが可能であり、歯車の
より一層の高強度化を実現することが可能である浸炭歯
車のショットピーニング方法を提供することを目的とし
ている。
（課題を解決するだめの手段）
この発明に係わる浸炭歯車のショットピーニング方法は
、歯車に浸炭焼入れ焼もどし熱処理を施し、この熱処理
により歯車ピッチサークル表面に、より望ましくは前記
歯車ピッチサークルに表面から深さ方向に１００ｇｍの
範囲にわたって、炭化物を生成させた歯車に、当該歯車
の歯底部に十分光たる大きさのショットピーニング粒子
を用いてショットピーニングを施し、このショットピー
ニングによる変形等に起因した発熱を利用して８該歯車
の歯車ピッチサークル上の温度をＡｃｍ３変態点以上に
より望ましくは３分以上加熱・保持する構成としたこと
を特徴としており、このような発明の構成を前述した従
来の課題を解決するための手段としている。 （発明の作用） この発明に係わる浸炭歯車のショットピーニング方法は
、上記した構成を有しているので、歯車を成形した後の
浸炭焼入れ焼もどし熱処理時に、歯車の表層に炭化物が
生成され、この炭化物が生成された歯車に対し十分速い
ショットピーニング粒子速度にてショットピーニングを
行ない、ショットピーニング時の変形等による発熱によ
り歯車ピッチサークル上の表層温度をＡｃｍ３変態点以
上に上昇させ、短時間保持後冷却することにより、歯車
ピッチサークル上に微細な炭化物が析出するものとなる
ことから、歯車の十分な歯元曲げ疲労強度を確保したう
えで、この歯元曲げ疲労強度の向上に見合ったより優れ
た耐ピッチング性が得られるようになり、歯車の強度が
より一層向上したものとなる。 （実施例） 第１図はこの発明に係わる浸炭歯車のショットピーニン
グ方法の一実施例における工程図である。 先ず、歯車素材を切削あるいは鍛造により歯車形状に成
形加工した後、浸炭処理、均熱処理、焼入れ温度保持、
油焼入れを含む浸炭焼入れ焼もどし熱処理を行なう、こ
の浸炭熱処理により、第２図に示すように、歯車１のピ
ッチサークル上でその表面から深さ１００μｍの範囲に
わたって少量の炭化物１ａが生成するようにしておく。 次いで、このような状態の浸炭焼入れ焼もどしされた歯
車１に、第３図に示すようなシ＝Ｉ−／トビーニング処
理を施す、この第３図に示すショットピーニング処理に
おいては、歯車１の歯底部にも十分あたる大きさのショ
ットピーニング粒子４を用いて、十分な歯元曲げ疲労強
度が得られるようなショットピーニング処理を施す。 このとき、ショットピーニング粒子４の速度を十分速い
ものとし、歯車１のピッチサークル上の温度を、このシ
ョットピーニングによる変形等による発熱を利用して、
歯車ピッチサークル上の材料のもつＡｃｍ３変態点直上
まで昇温させ、３分以上の数分間保持させる。この後、
ショットピーニング処理を中止し、歯車１を水冷する。 このショットピーニング処理により、ピッチサークル上
の炭化物１ａは、一部固溶し、微細に分散した炭化物析
出状態が得られる。 本実施例では、ＳＮＣＭ４２０材にッケル・クロム・モ
リブデン鋼）からなるモジュール２のはすば歯車１を用
いた。 浸炭熱処理時、歯車ピッチサークル上での表面カーボン
ポテンシャルは０．９％とし、浸炭後、８５０℃に３０
分間均熱保持したあと、直ちに７２０℃の焼入れ室へ移
し、２０〜４０秒間保持した後１２０℃の油に焼入れた
。その後１６０℃にて２時間の焼もどしを施した。 この熱処理で、焼入れ直前で歯車表面が冷却され、歯車
表層のみに炭化物が少量生成していた。 次に、直径０．６ｍｍのショットピーニング粒子４を用
い、ショットピーニング粒子４の歯車１への衝突速度を
１５０ｍ／ｓｅｃとする条件にて、前記歯車１にショッ
トピーニングを行なった。このとき、ショットピーニン
グ開始から１分で歯面が赤色化したことから、Ａｃｍ３
点以上の温度になっていると考えられた。 そして、このショットピーニング処理を６分間行なった
後、直ちに歯車１に放水し、歯車１を水冷した。 次いで、この発明の浸炭歯車のショットピーニング方法
により作製した歯車の噛み合い疲労試験を行なった。 また、比較のため、従来のショットピーニングにより作
製した歯車についても噛み合い疲労試験を行なった。 この結果を第４図に示す。 第４図からも明らかなように、従来法によるショットピ
ーニングを施した歯車がピッチングによる破壊を起こす
負荷レベルであっても、本発明による浸炭歯車はいかな
る破壊も起こさなかった。 この発明に係わる浸炭歯車のショットピーニング方法は
、特に上記した実施例に限定されるものではないことは
いうまでもない。 この発明に係わる浸炭歯車のショットピーニング方法は
、前処理として歯車の浸炭焼入れ焼もどし処理において
より望ましく歯車ピッチサークル表面から深さ方向に１
００ｇｍの範囲にわたって炭化物を生成させておく工程
と、当該歯車の歯底部に十分当たる大きさのショットピ
ーニング粒子を用いたショットピーニング処理を施して
このショットピーニングによる変形等に起因した発熱を
利用して歯車のピッチサークル上の表面をＡｃｍ３変態
を生じる温度まで加熱する工程と、上記加熱温度でより
望ましくは３分以上保持する工程を少なくとも経ること
によって、歯車の十分な歯元曲げ疲労強度が確保されつ
つ、この歯元曲げ疲労強度の向上に十分見合ったより優
れた耐ピツチング性が得られるようになる。
、歯車に浸炭焼入れ焼もどし熱処理を施し、この熱処理
により歯車ピッチサークル表面に、より望ましくは前記
歯車ピッチサークルに表面から深さ方向に１００ｇｍの
範囲にわたって、炭化物を生成させた歯車に、当該歯車
の歯底部に十分光たる大きさのショットピーニング粒子
を用いてショットピーニングを施し、このショットピー
ニングによる変形等に起因した発熱を利用して８該歯車
の歯車ピッチサークル上の温度をＡｃｍ３変態点以上に
より望ましくは３分以上加熱・保持する構成としたこと
を特徴としており、このような発明の構成を前述した従
来の課題を解決するための手段としている。 （発明の作用） この発明に係わる浸炭歯車のショットピーニング方法は
、上記した構成を有しているので、歯車を成形した後の
浸炭焼入れ焼もどし熱処理時に、歯車の表層に炭化物が
生成され、この炭化物が生成された歯車に対し十分速い
ショットピーニング粒子速度にてショットピーニングを
行ない、ショットピーニング時の変形等による発熱によ
り歯車ピッチサークル上の表層温度をＡｃｍ３変態点以
上に上昇させ、短時間保持後冷却することにより、歯車
ピッチサークル上に微細な炭化物が析出するものとなる
ことから、歯車の十分な歯元曲げ疲労強度を確保したう
えで、この歯元曲げ疲労強度の向上に見合ったより優れ
た耐ピッチング性が得られるようになり、歯車の強度が
より一層向上したものとなる。 （実施例） 第１図はこの発明に係わる浸炭歯車のショットピーニン
グ方法の一実施例における工程図である。 先ず、歯車素材を切削あるいは鍛造により歯車形状に成
形加工した後、浸炭処理、均熱処理、焼入れ温度保持、
油焼入れを含む浸炭焼入れ焼もどし熱処理を行なう、こ
の浸炭熱処理により、第２図に示すように、歯車１のピ
ッチサークル上でその表面から深さ１００μｍの範囲に
わたって少量の炭化物１ａが生成するようにしておく。 次いで、このような状態の浸炭焼入れ焼もどしされた歯
車１に、第３図に示すようなシ＝Ｉ−／トビーニング処
理を施す、この第３図に示すショットピーニング処理に
おいては、歯車１の歯底部にも十分あたる大きさのショ
ットピーニング粒子４を用いて、十分な歯元曲げ疲労強
度が得られるようなショットピーニング処理を施す。 このとき、ショットピーニング粒子４の速度を十分速い
ものとし、歯車１のピッチサークル上の温度を、このシ
ョットピーニングによる変形等による発熱を利用して、
歯車ピッチサークル上の材料のもつＡｃｍ３変態点直上
まで昇温させ、３分以上の数分間保持させる。この後、
ショットピーニング処理を中止し、歯車１を水冷する。 このショットピーニング処理により、ピッチサークル上
の炭化物１ａは、一部固溶し、微細に分散した炭化物析
出状態が得られる。 本実施例では、ＳＮＣＭ４２０材にッケル・クロム・モ
リブデン鋼）からなるモジュール２のはすば歯車１を用
いた。 浸炭熱処理時、歯車ピッチサークル上での表面カーボン
ポテンシャルは０．９％とし、浸炭後、８５０℃に３０
分間均熱保持したあと、直ちに７２０℃の焼入れ室へ移
し、２０〜４０秒間保持した後１２０℃の油に焼入れた
。その後１６０℃にて２時間の焼もどしを施した。 この熱処理で、焼入れ直前で歯車表面が冷却され、歯車
表層のみに炭化物が少量生成していた。 次に、直径０．６ｍｍのショットピーニング粒子４を用
い、ショットピーニング粒子４の歯車１への衝突速度を
１５０ｍ／ｓｅｃとする条件にて、前記歯車１にショッ
トピーニングを行なった。このとき、ショットピーニン
グ開始から１分で歯面が赤色化したことから、Ａｃｍ３
点以上の温度になっていると考えられた。 そして、このショットピーニング処理を６分間行なった
後、直ちに歯車１に放水し、歯車１を水冷した。 次いで、この発明の浸炭歯車のショットピーニング方法
により作製した歯車の噛み合い疲労試験を行なった。 また、比較のため、従来のショットピーニングにより作
製した歯車についても噛み合い疲労試験を行なった。 この結果を第４図に示す。 第４図からも明らかなように、従来法によるショットピ
ーニングを施した歯車がピッチングによる破壊を起こす
負荷レベルであっても、本発明による浸炭歯車はいかな
る破壊も起こさなかった。 この発明に係わる浸炭歯車のショットピーニング方法は
、特に上記した実施例に限定されるものではないことは
いうまでもない。 この発明に係わる浸炭歯車のショットピーニング方法は
、前処理として歯車の浸炭焼入れ焼もどし処理において
より望ましく歯車ピッチサークル表面から深さ方向に１
００ｇｍの範囲にわたって炭化物を生成させておく工程
と、当該歯車の歯底部に十分当たる大きさのショットピ
ーニング粒子を用いたショットピーニング処理を施して
このショットピーニングによる変形等に起因した発熱を
利用して歯車のピッチサークル上の表面をＡｃｍ３変態
を生じる温度まで加熱する工程と、上記加熱温度でより
望ましくは３分以上保持する工程を少なくとも経ること
によって、歯車の十分な歯元曲げ疲労強度が確保されつ
つ、この歯元曲げ疲労強度の向上に十分見合ったより優
れた耐ピツチング性が得られるようになる。
以上説明してきたように、この発明に係わる浸炭歯車の
シー１７トピーニング方法によれば、成形加工後の歯車
の表面に炭化物を生成させておき、この歯車にショット
ピーニングを施す際に、このショットピーニングによる
変形等に起因した発熱により歯車ピッチサークル上の温
度をＡｃｍ３変態点以上に上げて短時間保持する構成と
したため、歯車ピッチサークル上には炭化物が微細分散
したものとなり、歯車の十分な歯元曲げ疲労強度を確保
したうえで、この歯元曲げ疲労強度の向上に十分見合っ
たより優れた耐ピツチング性を得ることができ、その結
果としてより一暦の歯車の高強化を実現することができ
るようになるという著しく優れた効果がもたらされる。
シー１７トピーニング方法によれば、成形加工後の歯車
の表面に炭化物を生成させておき、この歯車にショット
ピーニングを施す際に、このショットピーニングによる
変形等に起因した発熱により歯車ピッチサークル上の温
度をＡｃｍ３変態点以上に上げて短時間保持する構成と
したため、歯車ピッチサークル上には炭化物が微細分散
したものとなり、歯車の十分な歯元曲げ疲労強度を確保
したうえで、この歯元曲げ疲労強度の向上に十分見合っ
たより優れた耐ピツチング性を得ることができ、その結
果としてより一暦の歯車の高強化を実現することができ
るようになるという著しく優れた効果がもたらされる。
第１図はこの発明に係わる浸炭歯車のショットピーニン
グ方法の工程図、第２図はこの発明に係わる浸炭歯車の
ショットピーニング方法において浸炭焼入れ焼もどし処
理を施した後の歯車の金属組織を模擬的に示す説明図、
第３図はこの発明に従ってショットピーニングを施す状
態を示す説明図、第４図はこの発明に係わる浸炭歯車の
ショットピーニング方法により作製した歯車と従来法に
より作製した歯車の噛み合い疲労試験を行なった結果得
られた強度評価説明図、第５図はインペラを用いたショ
ットピーニングの説明図である。 特許出願人 日産自動車株式会社
グ方法の工程図、第２図はこの発明に係わる浸炭歯車の
ショットピーニング方法において浸炭焼入れ焼もどし処
理を施した後の歯車の金属組織を模擬的に示す説明図、
第３図はこの発明に従ってショットピーニングを施す状
態を示す説明図、第４図はこの発明に係わる浸炭歯車の
ショットピーニング方法により作製した歯車と従来法に
より作製した歯車の噛み合い疲労試験を行なった結果得
られた強度評価説明図、第５図はインペラを用いたショ
ットピーニングの説明図である。 特許出願人 日産自動車株式会社
Claims (1)
- （１）歯車に浸炭焼入れ焼もどし熱処理を施し、この熱
処理により歯車ピッチサークル表面に炭化物を生成させ
た歯車に、当該歯車の歯底部に十分当たる大きさのショ
ットピーニング粒子を用いてショットピーニングを施し
、このショットピーニングによる変形等に起因した発熱
を利用して当該歯車の歯車ピッチサークル上の温度をＡ
ｃｍ＿３変態点以上に加熱・保持することを特徴とする
浸炭歯車のショットピーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21331990A JPH0499224A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 浸炭歯車のショットピーニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21331990A JPH0499224A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 浸炭歯車のショットピーニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499224A true JPH0499224A (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16637184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21331990A Pending JPH0499224A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | 浸炭歯車のショットピーニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0499224A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5816088A (en) * | 1996-04-15 | 1998-10-06 | Suncall Corporation | Surface treatment method for a steel workpiece using high speed shot peening |
| JP2003055711A (ja) * | 2001-08-16 | 2003-02-26 | Mazda Motor Corp | 鋼部材の表面処理方法およびその焼入れ部品 |
| CN110039454A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-07-23 | 北京科技大学 | 一种基于抛丸除鳞的丸料粒径与电机转速优化方法 |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP21331990A patent/JPH0499224A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5816088A (en) * | 1996-04-15 | 1998-10-06 | Suncall Corporation | Surface treatment method for a steel workpiece using high speed shot peening |
| JP2003055711A (ja) * | 2001-08-16 | 2003-02-26 | Mazda Motor Corp | 鋼部材の表面処理方法およびその焼入れ部品 |
| CN110039454A (zh) * | 2019-04-03 | 2019-07-23 | 北京科技大学 | 一种基于抛丸除鳞的丸料粒径与电机转速优化方法 |
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