JPH09324258A - 窒化処理部品 - Google Patents
窒化処理部品Info
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- JPH09324258A JPH09324258A JP14146896A JP14146896A JPH09324258A JP H09324258 A JPH09324258 A JP H09324258A JP 14146896 A JP14146896 A JP 14146896A JP 14146896 A JP14146896 A JP 14146896A JP H09324258 A JPH09324258 A JP H09324258A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱間鍛造後の焼ならし処理を省略しても、鋼
の被削性と窒化性に優れ、かつ疲労特性と曲げ矯正性に
優れる窒化部品を提供する。 【解決手段】 熱間鍛造ままで、フェライトの結晶粒の
平均寸法が５０μｍ以下、パーライトの結晶粒の平均寸
法が５０μｍ以下のフェライト＋パーライト組織を有す
るＣ：０．１５〜０．４０％、Ｓｉ：０．５０％以下、
Ｍｎ：０．２０〜１．５０％、Ｃｒ：０．０５〜０．５
０％を含有する鋼をガス軟窒化処理して平均硬化深さが
０．３ｍｍ以上で、かつ、硬化深さの変動が０．１ｍｍ
以内とする。Ｎｉ：０．５０％以下、Ｍｏ：０．５０％
以下、Ｎ：０．００５〜０．０３０％とＶ：０．３％以
下、Ｎｂ：０．３％以下、Ｔｉ：０．２％以下、Ｚｒ：
０．２％以下、Ｔａ：０．２％以下、Ｓ：０．０１〜
０．３％、Ｐｂ：０．３％以下、Ｃａ：０．０５％以
下、Ｂｉ：０．２％以下、Ｔｅ：０．０５％以下を含有
してもよい。
の被削性と窒化性に優れ、かつ疲労特性と曲げ矯正性に
優れる窒化部品を提供する。 【解決手段】 熱間鍛造ままで、フェライトの結晶粒の
平均寸法が５０μｍ以下、パーライトの結晶粒の平均寸
法が５０μｍ以下のフェライト＋パーライト組織を有す
るＣ：０．１５〜０．４０％、Ｓｉ：０．５０％以下、
Ｍｎ：０．２０〜１．５０％、Ｃｒ：０．０５〜０．５
０％を含有する鋼をガス軟窒化処理して平均硬化深さが
０．３ｍｍ以上で、かつ、硬化深さの変動が０．１ｍｍ
以内とする。Ｎｉ：０．５０％以下、Ｍｏ：０．５０％
以下、Ｎ：０．００５〜０．０３０％とＶ：０．３％以
下、Ｎｂ：０．３％以下、Ｔｉ：０．２％以下、Ｚｒ：
０．２％以下、Ｔａ：０．２％以下、Ｓ：０．０１〜
０．３％、Ｐｂ：０．３％以下、Ｃａ：０．０５％以
下、Ｂｉ：０．２％以下、Ｔｅ：０．０５％以下を含有
してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、窒化処理した鋼部
品の特性改善に関する。
品の特性改善に関する。
【０００２】
【従来の技術】鋼部品の耐摩耗性や疲労特性を改善する
目的で、歯車類、シャフト部品、クランクシャフトなど
の機械部品に窒化処理が適用されている。一般の窒化処
理部品には、ＪＩＳ Ｓ４８Ｃなどの炭素鋼が使用され
ており、その製造工程は、通常、熱間鍛造→焼ならし処
理→機械加工→窒化処理→曲げ矯正の工程が取られてい
る。
目的で、歯車類、シャフト部品、クランクシャフトなど
の機械部品に窒化処理が適用されている。一般の窒化処
理部品には、ＪＩＳ Ｓ４８Ｃなどの炭素鋼が使用され
ており、その製造工程は、通常、熱間鍛造→焼ならし処
理→機械加工→窒化処理→曲げ矯正の工程が取られてい
る。
【０００３】窒化処理部品の製造工程では、まず、圧延
鋼材を熱間鍛造して部品素形材を製造するが、熱間鍛造
後の素形材は、部位によって冷却速度が異なるために金
属組織や硬さが不均一となり、被削性の低下が生じる。
また、不均質な金属組織状態のままで窒化処理を施した
場合、部位による硬化深さの変動が大きくなるために、
部品の疲労特性や曲げ矯正性が著しく劣化する。
鋼材を熱間鍛造して部品素形材を製造するが、熱間鍛造
後の素形材は、部位によって冷却速度が異なるために金
属組織や硬さが不均一となり、被削性の低下が生じる。
また、不均質な金属組織状態のままで窒化処理を施した
場合、部位による硬化深さの変動が大きくなるために、
部品の疲労特性や曲げ矯正性が著しく劣化する。
【０００４】そこで、熱間鍛造後には鋼の金属組織の改
善および軟化を促進するため、上記における焼ならし処
理のごとき熱処理を行うのが普通である。この熱処理を
省略することができれば、窒化処理部品の生産性の向
上、省エネルギーの面で大きな効果が期待できる。ま
た、窒化処理において、複雑形状品、長尺品では変形や
曲りが発生することが避けられないので、通常、窒化処
理後に曲げ矯正が行われる。窒化処理によって表層部に
硬脆な硬化層を備える窒化処理品の曲げ矯正は極めて困
難な作業であり、窒化処理部品における曲げ矯正性を向
上することは極めて重要である。
善および軟化を促進するため、上記における焼ならし処
理のごとき熱処理を行うのが普通である。この熱処理を
省略することができれば、窒化処理部品の生産性の向
上、省エネルギーの面で大きな効果が期待できる。ま
た、窒化処理において、複雑形状品、長尺品では変形や
曲りが発生することが避けられないので、通常、窒化処
理後に曲げ矯正が行われる。窒化処理によって表層部に
硬脆な硬化層を備える窒化処理品の曲げ矯正は極めて困
難な作業であり、窒化処理部品における曲げ矯正性を向
上することは極めて重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の現状
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、熱
間鍛造後の焼ならし処理を省略しても、鋼の被削性と窒
化性に優れ、かつ疲労特性と曲げ矯正性に優れる窒化部
品を提供することにある。
に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、熱
間鍛造後の焼ならし処理を省略しても、鋼の被削性と窒
化性に優れ、かつ疲労特性と曲げ矯正性に優れる窒化部
品を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の窒化処理部品は、 （１）鋼に窒化処理してなる窒化処理部品であって、前
記鋼が、合金成分として質量％で、Ｃ：０．１５〜０．
４０％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．２０〜１．
５０％、Ｃｒ：０．０５〜０．５０％を含有し、残部Ｆ
ｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、前記鋼は、熱
間加工ままで、フェライトとパーライトとからなる混合
組織を有し、前記フェライトの結晶粒の平均寸法が５０
μｍ以下であり、前記パーライトの結晶粒の平均寸法が
５０μｍ以下であり、前記窒化処理による平均硬化深さ
が０．３ｍｍ以上であり、かつ、前記硬化深さの変動が
０．１ｍｍ以内であることを特徴とする。 （２）上記（１）記載の窒化処理部品において、前記鋼
が、上記合金成分に加えて質量％で、Ｎｉ：０．５０％
以下、Ｍｏ：０．５０％以下のいずれか１種または２種
を含有することを特徴とする。 （３）上記（１）および（２）のいずれか１項記載の窒
化処理部品において、前記鋼が、上記合金成分に加えて
質量％で、Ｎ：０．００５〜０．０３０％とＶ：０．３
％以下、Ｎｂ：０．３％以下、Ｔｉ：０．２％以下、Ｚ
ｒ：０．２％以下、Ｔａ：０．２％以下のいずれか１種
または２種以上とを含有することを特徴とする。 （４）上記（１）、（２）および（３）のいずれか１項
記載の窒化処理部品において、前記鋼が、上記合金成分
に加えて質量％で、Ｓ：０．０１〜０．３％、Ｐｂ：
０．３％以下、Ｃａ：０．０５％以下、Ｂｉ：０．２％
以下、Ｔｅ：０．０５％以下のいずれか１種または２種
以上を含有することを特徴とする。
に、本発明の窒化処理部品は、 （１）鋼に窒化処理してなる窒化処理部品であって、前
記鋼が、合金成分として質量％で、Ｃ：０．１５〜０．
４０％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．２０〜１．
５０％、Ｃｒ：０．０５〜０．５０％を含有し、残部Ｆ
ｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、前記鋼は、熱
間加工ままで、フェライトとパーライトとからなる混合
組織を有し、前記フェライトの結晶粒の平均寸法が５０
μｍ以下であり、前記パーライトの結晶粒の平均寸法が
５０μｍ以下であり、前記窒化処理による平均硬化深さ
が０．３ｍｍ以上であり、かつ、前記硬化深さの変動が
０．１ｍｍ以内であることを特徴とする。 （２）上記（１）記載の窒化処理部品において、前記鋼
が、上記合金成分に加えて質量％で、Ｎｉ：０．５０％
以下、Ｍｏ：０．５０％以下のいずれか１種または２種
を含有することを特徴とする。 （３）上記（１）および（２）のいずれか１項記載の窒
化処理部品において、前記鋼が、上記合金成分に加えて
質量％で、Ｎ：０．００５〜０．０３０％とＶ：０．３
％以下、Ｎｂ：０．３％以下、Ｔｉ：０．２％以下、Ｚ
ｒ：０．２％以下、Ｔａ：０．２％以下のいずれか１種
または２種以上とを含有することを特徴とする。 （４）上記（１）、（２）および（３）のいずれか１項
記載の窒化処理部品において、前記鋼が、上記合金成分
に加えて質量％で、Ｓ：０．０１〜０．３％、Ｐｂ：
０．３％以下、Ｃａ：０．０５％以下、Ｂｉ：０．２％
以下、Ｔｅ：０．０５％以下のいずれか１種または２種
以上を含有することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の窒化処理部品は、所定の
化学組成を有する鋼を熱間加工して素形材とし、必要に
応じて機械加工し、窒化処理を施し、必要に応じて曲げ
矯正を行って製造される。本発明の窒化処理部品におい
て、鋼の化学組成を規定する理由を説明する。 Ｃ：０．１５〜０．４０％ Ｃは、部品の強度を維持するために必要な元素であっ
て、そのためには少なくとも０．１５％以上を含有する
必要がある。しかし、Ｃ含有量が過大となると、熱間加
工後の硬さが上昇するために被削性が劣化し、また、金
属組織においてパーライトの結晶粒径が大きくなるため
に曲げ矯正時に折損し易くなるので、Ｃ含有率の上限を
０．４０％とする。 Ｓｉ：０．５０％以下 Ｓｉは、鋼の溶製時に鋼の脱酸元素として添加する。ま
たフェライト相を強化するために添加する。しかし、過
大に添加すればフェライト相を脆化するので含有率の上
限を０．５％とする。 Ｍｎ：０．２０〜１．５０％ Ｍｎは、Ｓｉと同様に鋼の溶製時に鋼の脱酸元素として
添加する。また、Ｓと結合して赤熱脆性を防止し、鋼の
被削性を高め、さらに鋼のミクロ組織を微細化して強度
上昇に寄与するために添加する。部品として所要の強度
を確保するために０．２％以上を添加する必要がある。
しかし、過大に添加すれば熱間加工後の硬さを高め、鋼
の被削性を劣化するので含有率の上限を１．５０％とす
る。 Ｃｒ：０．０５〜０．５０％ Ｃｒは、フェライト相を強化するために０．０５％以上
を添加する。しかし、過大に添加すれば鋼の被削性を劣
化し、また窒化処理部品の曲げ矯正において折損を生じ
易くするので含有率の上限を０．５０％とする。 Ｎｉ：０．５０％以下、Ｍｏ：０．５０％以下 ＮｉおよびＭｏは、フェライトを強化し、疲労強度を高
める。しかし、鋼の焼入性を高めるので、過大に含有す
ると鋼の硬さを高め、被削性を害するのでＮｉおよびＭ
ｏの含有率はそれぞれ０．５％を上限として、それらの
いずれか１種または２種を含有するものとする。 Ｎ：０．００５〜０．０３０％ Ｎは、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、ＺｒおよびＴａと強固な化合物
を形成してフェライト結晶粒を微細化する。そのために
は少なくとも０．００５％以上を含有する必要がある。
しかし、過大に含有すると硬い窒化物を多量に形成して
鋼の被削性を害するので含有率の上限を０．０３０％と
する。 Ｖ：０．３％以下、Ｎｂ：０．３％以下、Ｔｉ：０．２
％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｔａ：０．２％以下 これらの元素は、Ｎと結合してフェライト結晶粒を微細
化するために添加する。しかし過大に添加すると鋼の被
削性を損ね、また、窒化処理時に硬脆な窒化物相を形成
して曲げ矯正を困難にする。それゆえこれらの元素は、
それぞれＶ：０．３％、Ｎｂ：０．３％、Ｔｉ：０．２
％、Ｚｒ：０．２％、Ｔａ：０．２％を上限として、１
種または２種以上を含有してもよいものとする。 Ｓ：０．０１〜０．３％、Ｐｂ：０．３％以下、Ｃａ：
０．０５％以下、Ｂｉ：０．２％以下、Ｔｅ：０．０５
％以下 これらの元素は、いずれも鋼の被削性を向上するために
添加する。特に、Ｓについては、鋼の被削性を維持する
ために少なくとも０．０１％の添加が望ましい。しか
し、これらの元素は、いずれも過大に添加すると、鋼中
の非金属介在物を増し、疲労強度を低減するので含有率
の上限をそれぞれＳ：０．３％、Ｐｂ：０．３％、Ｃ
ａ：０．０５％、Ｂｉ：０．２％、Ｔｅ：０．０５％と
して、１種または２種以上を含有してもよいものとす
る。 本発明の窒化処理部品を構成する鋼は、熱間加工
して素形材としたときフェライトとパーライトとからな
る混合組織を有するものとする。そして、前記の混合組
織をなすフェライトおよびパーライトの各結晶粒の平均
寸法が５０μｍ以下であるものとする。熱間加工は、圧
延、鍛造などの通常の方法によって行うことができる。
また、本発明の鋼組成によって、容易に前記の金属組織
とすることができる。
化学組成を有する鋼を熱間加工して素形材とし、必要に
応じて機械加工し、窒化処理を施し、必要に応じて曲げ
矯正を行って製造される。本発明の窒化処理部品におい
て、鋼の化学組成を規定する理由を説明する。 Ｃ：０．１５〜０．４０％ Ｃは、部品の強度を維持するために必要な元素であっ
て、そのためには少なくとも０．１５％以上を含有する
必要がある。しかし、Ｃ含有量が過大となると、熱間加
工後の硬さが上昇するために被削性が劣化し、また、金
属組織においてパーライトの結晶粒径が大きくなるため
に曲げ矯正時に折損し易くなるので、Ｃ含有率の上限を
０．４０％とする。 Ｓｉ：０．５０％以下 Ｓｉは、鋼の溶製時に鋼の脱酸元素として添加する。ま
たフェライト相を強化するために添加する。しかし、過
大に添加すればフェライト相を脆化するので含有率の上
限を０．５％とする。 Ｍｎ：０．２０〜１．５０％ Ｍｎは、Ｓｉと同様に鋼の溶製時に鋼の脱酸元素として
添加する。また、Ｓと結合して赤熱脆性を防止し、鋼の
被削性を高め、さらに鋼のミクロ組織を微細化して強度
上昇に寄与するために添加する。部品として所要の強度
を確保するために０．２％以上を添加する必要がある。
しかし、過大に添加すれば熱間加工後の硬さを高め、鋼
の被削性を劣化するので含有率の上限を１．５０％とす
る。 Ｃｒ：０．０５〜０．５０％ Ｃｒは、フェライト相を強化するために０．０５％以上
を添加する。しかし、過大に添加すれば鋼の被削性を劣
化し、また窒化処理部品の曲げ矯正において折損を生じ
易くするので含有率の上限を０．５０％とする。 Ｎｉ：０．５０％以下、Ｍｏ：０．５０％以下 ＮｉおよびＭｏは、フェライトを強化し、疲労強度を高
める。しかし、鋼の焼入性を高めるので、過大に含有す
ると鋼の硬さを高め、被削性を害するのでＮｉおよびＭ
ｏの含有率はそれぞれ０．５％を上限として、それらの
いずれか１種または２種を含有するものとする。 Ｎ：０．００５〜０．０３０％ Ｎは、Ｖ、Ｎｂ、Ｔｉ、ＺｒおよびＴａと強固な化合物
を形成してフェライト結晶粒を微細化する。そのために
は少なくとも０．００５％以上を含有する必要がある。
しかし、過大に含有すると硬い窒化物を多量に形成して
鋼の被削性を害するので含有率の上限を０．０３０％と
する。 Ｖ：０．３％以下、Ｎｂ：０．３％以下、Ｔｉ：０．２
％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｔａ：０．２％以下 これらの元素は、Ｎと結合してフェライト結晶粒を微細
化するために添加する。しかし過大に添加すると鋼の被
削性を損ね、また、窒化処理時に硬脆な窒化物相を形成
して曲げ矯正を困難にする。それゆえこれらの元素は、
それぞれＶ：０．３％、Ｎｂ：０．３％、Ｔｉ：０．２
％、Ｚｒ：０．２％、Ｔａ：０．２％を上限として、１
種または２種以上を含有してもよいものとする。 Ｓ：０．０１〜０．３％、Ｐｂ：０．３％以下、Ｃａ：
０．０５％以下、Ｂｉ：０．２％以下、Ｔｅ：０．０５
％以下 これらの元素は、いずれも鋼の被削性を向上するために
添加する。特に、Ｓについては、鋼の被削性を維持する
ために少なくとも０．０１％の添加が望ましい。しか
し、これらの元素は、いずれも過大に添加すると、鋼中
の非金属介在物を増し、疲労強度を低減するので含有率
の上限をそれぞれＳ：０．３％、Ｐｂ：０．３％、Ｃ
ａ：０．０５％、Ｂｉ：０．２％、Ｔｅ：０．０５％と
して、１種または２種以上を含有してもよいものとす
る。 本発明の窒化処理部品を構成する鋼は、熱間加工
して素形材としたときフェライトとパーライトとからな
る混合組織を有するものとする。そして、前記の混合組
織をなすフェライトおよびパーライトの各結晶粒の平均
寸法が５０μｍ以下であるものとする。熱間加工は、圧
延、鍛造などの通常の方法によって行うことができる。
また、本発明の鋼組成によって、容易に前記の金属組織
とすることができる。
【０００８】上記のように金属組織を調整することによ
り、熱間加工後の素形材を被削性に優れたものすること
ができる。フェライトおよびパーライトよりなる金属組
織を有する鋼を窒化するとき、フェライトの部分が優先
的に窒化されて硬化する。フェライト結晶粒およびパー
ライト結晶粒が大きいと、窒化処理によって生じる硬化
層の前面は結晶粒度に応じて大きく波をうって変動す
る。すなわち硬化深さの変動が大きい。この硬化深さの
変動が大きいと、窒化処理部品を曲げ矯正するときに折
損を生じ易く、また疲労強度も劣化する。フェライトお
よびパーライトの各結晶粒の平均寸法を５０μｍ以下と
することにより、曲げ矯正性や疲労強度に対して、前記
硬化深さの変動が実質的に影響を及ぼすことがなくな
る。
り、熱間加工後の素形材を被削性に優れたものすること
ができる。フェライトおよびパーライトよりなる金属組
織を有する鋼を窒化するとき、フェライトの部分が優先
的に窒化されて硬化する。フェライト結晶粒およびパー
ライト結晶粒が大きいと、窒化処理によって生じる硬化
層の前面は結晶粒度に応じて大きく波をうって変動す
る。すなわち硬化深さの変動が大きい。この硬化深さの
変動が大きいと、窒化処理部品を曲げ矯正するときに折
損を生じ易く、また疲労強度も劣化する。フェライトお
よびパーライトの各結晶粒の平均寸法を５０μｍ以下と
することにより、曲げ矯正性や疲労強度に対して、前記
硬化深さの変動が実質的に影響を及ぼすことがなくな
る。
【０００９】窒化処理は、塩浴窒化、ガス軟窒化、イオ
ン窒化のいずれによってもよい。窒化処理による硬化深
さが浅い場合には疲労強度が十分に向上しない。また、
硬化深さの変動が大きいと曲げ矯正性が低下する。高い
疲労強度と優れた曲げ矯正性を得るために、本発明の窒
化処理部品では、窒化処理による平均硬化深さを０．３
ｍｍ以上とし、該硬化深さの変動を０．１ｍｍ以内とす
る。
ン窒化のいずれによってもよい。窒化処理による硬化深
さが浅い場合には疲労強度が十分に向上しない。また、
硬化深さの変動が大きいと曲げ矯正性が低下する。高い
疲労強度と優れた曲げ矯正性を得るために、本発明の窒
化処理部品では、窒化処理による平均硬化深さを０．３
ｍｍ以上とし、該硬化深さの変動を０．１ｍｍ以内とす
る。
【００１０】ここに、窒化処理による硬化深さとして
は、ＪＩＳ Ｇ０５６２に準じて窒化処理部品の表面か
ら内部に向かって硬さ分布を測定し、心部硬さより５０
ＨＶ高い硬さが得られる位置における表面からの距離と
する。
は、ＪＩＳ Ｇ０５６２に準じて窒化処理部品の表面か
ら内部に向かって硬さ分布を測定し、心部硬さより５０
ＨＶ高い硬さが得られる位置における表面からの距離と
する。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。表
１に示す化学組成を有する鋼を溶製し、熱間圧延を経て
直径８０ｍｍの圧延棒鋼とした。該圧延棒鋼を１２００
℃に加熱保持した後、熱間鍛造によって直径５０ｍｍの
丸棒に鍛伸して供試材とした。
１に示す化学組成を有する鋼を溶製し、熱間圧延を経て
直径８０ｍｍの圧延棒鋼とした。該圧延棒鋼を１２００
℃に加熱保持した後、熱間鍛造によって直径５０ｍｍの
丸棒に鍛伸して供試材とした。
【００１２】
【表１】
【００１３】前記供試材の横断面における金属組織を光
学顕微鏡および画像解析装置によって解析し、フェライ
ト結晶粒およびパーライト結晶粒の平均寸法を求めた。
すなわち、前記横断面に現れる各結晶粒について、直交
する２方向の最大径を測定してその平均値を求め、これ
を各結晶粒の直径とする。解析は、１視野０．５ｍｍ 2
として、任意の３０視野について行い、これに含まれる
すべての結晶粒について直径を求め、フェライト結晶粒
およびパーライト結晶粒の各相ごとの直径の平均値をも
ってそれぞれの平均寸法とした。
学顕微鏡および画像解析装置によって解析し、フェライ
ト結晶粒およびパーライト結晶粒の平均寸法を求めた。
すなわち、前記横断面に現れる各結晶粒について、直交
する２方向の最大径を測定してその平均値を求め、これ
を各結晶粒の直径とする。解析は、１視野０．５ｍｍ 2
として、任意の３０視野について行い、これに含まれる
すべての結晶粒について直径を求め、フェライト結晶粒
およびパーライト結晶粒の各相ごとの直径の平均値をも
ってそれぞれの平均寸法とした。
【００１４】機械加工によって、前記供試材のＤ／４位
置から直径１０ｍｍ、長さ２００ｍｍの丸棒を切出し、
これに５５５℃で３時間保持のガス軟窒化処理を施し
た。該窒化処理材の任意の断面１０ヵ所について、ビッ
カース硬度計を用いて、表面から中心に向かう硬度分布
を測定した。中心部硬さより５０ＨＶ高い硬さを示す表
面からの距離を硬化深さとし、前記１０箇所の硬化深さ
の平均値を求めて、これを平均硬化深さとした。また、
前記１０箇所の硬化深さのうち最大値と最小値とをと
り、その差を求めて、これを硬化深さの変動とした。
置から直径１０ｍｍ、長さ２００ｍｍの丸棒を切出し、
これに５５５℃で３時間保持のガス軟窒化処理を施し
た。該窒化処理材の任意の断面１０ヵ所について、ビッ
カース硬度計を用いて、表面から中心に向かう硬度分布
を測定した。中心部硬さより５０ＨＶ高い硬さを示す表
面からの距離を硬化深さとし、前記１０箇所の硬化深さ
の平均値を求めて、これを平均硬化深さとした。また、
前記１０箇所の硬化深さのうち最大値と最小値とをと
り、その差を求めて、これを硬化深さの変動とした。
【００１５】表２に、フェライト結晶粒の平均寸法、パ
ーライト結晶粒の平均寸法、平均硬化深さおよび硬化深
さの変動の測定結果を示す。
ーライト結晶粒の平均寸法、平均硬化深さおよび硬化深
さの変動の測定結果を示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】前記供試材を用い、バイトによる外径旋削
加工時の工具寿命によって被削性を判定した。切削条件
は、切削速度：１５０ｍｍ／分、送り：０．２ｍｍ／ｒ
ｅｖ、切込み：２ｍｍとし、工具の境界摩耗量が０．２
ｍｍとなるまでの時間をもって工具寿命時間とした。前
記供試材から、ＪＩＳ Ｚ２２７４に準拠して、試験部
直径：８ｍｍ、形状係数：１．６３の切欠きを有する回
転曲げ疲労試験片を削り出し、これに５５５℃で３時間
保持のガス軟窒化処理を施した。１０7 回強度を求めて
疲労特性を評価した。
加工時の工具寿命によって被削性を判定した。切削条件
は、切削速度：１５０ｍｍ／分、送り：０．２ｍｍ／ｒ
ｅｖ、切込み：２ｍｍとし、工具の境界摩耗量が０．２
ｍｍとなるまでの時間をもって工具寿命時間とした。前
記供試材から、ＪＩＳ Ｚ２２７４に準拠して、試験部
直径：８ｍｍ、形状係数：１．６３の切欠きを有する回
転曲げ疲労試験片を削り出し、これに５５５℃で３時間
保持のガス軟窒化処理を施した。１０7 回強度を求めて
疲労特性を評価した。
【００１８】機械加工によって、前記供試材のＤ／４位
置から直径１０ｍｍ、長さ２００ｍｍの丸棒を切出し、
これに５５５℃で３時間保持のガス軟窒化処理を施して
曲げ試験片とした。曲げ試験は、支点間距離を１５０ｍ
ｍとし、中央集中荷重を加える３点曲げ試験法によっ
た。ダイアルゲージによって、荷重点のたわみを測定
し、破断するまでの最大たわみ量をもって曲げ矯正性を
評価した。
置から直径１０ｍｍ、長さ２００ｍｍの丸棒を切出し、
これに５５５℃で３時間保持のガス軟窒化処理を施して
曲げ試験片とした。曲げ試験は、支点間距離を１５０ｍ
ｍとし、中央集中荷重を加える３点曲げ試験法によっ
た。ダイアルゲージによって、荷重点のたわみを測定
し、破断するまでの最大たわみ量をもって曲げ矯正性を
評価した。
【００１９】表３に、工具寿命時間、１０7 回強度、最
大たわみ量の測定結果を示す。
大たわみ量の測定結果を示す。
【００２０】
【表３】
【００２１】表３から明らかなように、本発明の実施例
においては、比較例に比べて鍛造ままの状態における工
具寿命時間が長く、被削性に優れている。また、ガス軟
窒化処理後の疲労特性も高く、特に曲げ矯正性に優れて
いることが判る。
においては、比較例に比べて鍛造ままの状態における工
具寿命時間が長く、被削性に優れている。また、ガス軟
窒化処理後の疲労特性も高く、特に曲げ矯正性に優れて
いることが判る。
【００２２】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、鋼の化学
組成、金属組織および窒化処理硬化深さを調整すること
により、鋼の熱間加工後に焼ならしなどの熱処理を行う
ことなく、被削性に優れ、窒化処理後の矯正が容易で、
かつ、疲労強度が高い窒化処理部品を経済的提供するこ
とができる。
組成、金属組織および窒化処理硬化深さを調整すること
により、鋼の熱間加工後に焼ならしなどの熱処理を行う
ことなく、被削性に優れ、窒化処理後の矯正が容易で、
かつ、疲労強度が高い窒化処理部品を経済的提供するこ
とができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 孝樹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 天野 政樹 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼に窒化処理してなる窒化処理部品であ
って、前記鋼が、合金成分として質量％で、Ｃ：０．１
５〜０．４０％、Ｓｉ：０．５０％以下、Ｍｎ：０．２
０〜１．５０％、Ｃｒ：０．０５〜０．５０％を含有
し、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、前
記鋼は、熱間加工ままで、フェライトとパーライトとか
らなる混合組織を有し、前記フェライトの結晶粒の平均
寸法が５０μｍ以下であり、前記パーライトの結晶粒の
平均寸法が５０μｍ以下であり、前記窒化処理による平
均硬化深さが０．３ｍｍ以上であり、かつ、前記硬化深
さの変動が０．１ｍｍ以内であることを特徴とする窒化
処理部品。 - 【請求項２】 請求項１記載の窒化処理部品において、
前記鋼が、上記合金成分に加えて質量％で、Ｎｉ：０．
５０％以下、Ｍｏ：０．５０％以下のいずれか１種また
は２種を含有することを特徴とする窒化処理部品。 - 【請求項３】 請求項１および請求項２のいずれか１項
記載の窒化処理部品において、前記鋼が、上記合金成分
に加えて質量％で、Ｎ：０．００５〜０．０３０％と
Ｖ：０．３％以下、Ｎｂ：０．３％以下、Ｔｉ：０．２
％以下、Ｚｒ：０．２％以下、Ｔａ：０．２％以下のい
ずれか１種または２種以上とを含有することを特徴とす
る窒化処理部品。 - 【請求項４】 請求項１、請求項２および請求項３のい
ずれか１項記載の窒化処理部品において、前記鋼が、上
記合金成分に加えて質量％で、Ｓ：０．０１〜０．３
％、Ｐｂ：０．３％以下、Ｃａ：０．０５％以下、Ｂ
ｉ：０．２％以下、Ｔｅ：０．０５％以下のいずれか１
種または２種以上を含有することを特徴とする窒化処理
部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14146896A JPH09324258A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 窒化処理部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14146896A JPH09324258A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 窒化処理部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09324258A true JPH09324258A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15292593
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14146896A Pending JPH09324258A (ja) | 1996-06-04 | 1996-06-04 | 窒化処理部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09324258A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6391124B1 (en) | 1999-11-05 | 2002-05-21 | Sumitomo Metals (Kokura) Ltd. | Non-heat treated, soft-nitrided steel parts |
| WO2005045086A1 (de) * | 2003-11-03 | 2005-05-19 | Metabowerke Gmbh | Auf kraftübertragung beanspruchtes getriebeteil |
| EP1584700A4 (en) * | 2003-01-17 | 2007-03-28 | Jfe Steel Corp | HIGH STRENGTH STEEL PRODUCT HAVING EXCELLENT WEAR RESISTANCE, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| US7416616B2 (en) | 2003-09-01 | 2008-08-26 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Non-heat treated steel for soft-nitriding |
| JP2010090457A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 軟窒化用非調質鋼 |
-
1996
- 1996-06-04 JP JP14146896A patent/JPH09324258A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6391124B1 (en) | 1999-11-05 | 2002-05-21 | Sumitomo Metals (Kokura) Ltd. | Non-heat treated, soft-nitrided steel parts |
| EP1584700A4 (en) * | 2003-01-17 | 2007-03-28 | Jfe Steel Corp | HIGH STRENGTH STEEL PRODUCT HAVING EXCELLENT WEAR RESISTANCE, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME |
| US7416616B2 (en) | 2003-09-01 | 2008-08-26 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | Non-heat treated steel for soft-nitriding |
| WO2005045086A1 (de) * | 2003-11-03 | 2005-05-19 | Metabowerke Gmbh | Auf kraftübertragung beanspruchtes getriebeteil |
| JP2010090457A (ja) * | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 軟窒化用非調質鋼 |
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