JPS5974262A - 歯車用鋼 - Google Patents
歯車用鋼Info
- Publication number
- JPS5974262A JPS5974262A JP18212982A JP18212982A JPS5974262A JP S5974262 A JPS5974262 A JP S5974262A JP 18212982 A JP18212982 A JP 18212982A JP 18212982 A JP18212982 A JP 18212982A JP S5974262 A JPS5974262 A JP S5974262A
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- JP
- Japan
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- less
- gear
- steel
- gears
- strength
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- Granted
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- Gears, Cams (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
この発明は、強度のすぐれた歯車を得ることができる高
強度歯車用鋼に関するものである。 従来、歯車用鋼としては、クロム鋼（ＳＣｒ４２０など
）や、クロムモリブデン鋼（３０Ｍ４２０など）等が使
用されることが多く、これらの鋼を歯車成形したのち浸
炭あるいは窒化等の表面硬化処理を施して使用に供され
るのが普通である。 一方、近年の自動車等の軽量化に端を発して、上記浸炭
あるいは窒化等の表面硬化処理を施して使用されるトラ
ンスミッションギヤあるいはディファレンシャルギヤ等
の歯車の小型化の要求が強まってきており、それにつれ
て歯車の高強度化が必要となってきているのが実情であ
る。 しかしながら、このような歯車の高強度化は、従来の歯
車用鋼では実現しがたいという問題を有していた。 この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、強度がすぐれ、小型化が可能である歯車を得
ることができる歯車用鋼を提供することを目的としてい
る。 発明者らは、強度のすぐれた歯車を得るべく鋭意研究を
続けた結果、現用の５Ｃｒ４２０およびＳ ＣＭ４２０
等に比べてＭｎ量を少なくしかつ必要に応じて適量のＮ
ｉ、Ｍｏを添加し、粒界脆化元素であるＰ量を下げると
共に介在物形成元素である
強度歯車用鋼に関するものである。 従来、歯車用鋼としては、クロム鋼（ＳＣｒ４２０など
）や、クロムモリブデン鋼（３０Ｍ４２０など）等が使
用されることが多く、これらの鋼を歯車成形したのち浸
炭あるいは窒化等の表面硬化処理を施して使用に供され
るのが普通である。 一方、近年の自動車等の軽量化に端を発して、上記浸炭
あるいは窒化等の表面硬化処理を施して使用されるトラ
ンスミッションギヤあるいはディファレンシャルギヤ等
の歯車の小型化の要求が強まってきており、それにつれ
て歯車の高強度化が必要となってきているのが実情であ
る。 しかしながら、このような歯車の高強度化は、従来の歯
車用鋼では実現しがたいという問題を有していた。 この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、強度がすぐれ、小型化が可能である歯車を得
ることができる歯車用鋼を提供することを目的としてい
る。 発明者らは、強度のすぐれた歯車を得るべく鋭意研究を
続けた結果、現用の５Ｃｒ４２０およびＳ ＣＭ４２０
等に比べてＭｎ量を少なくしかつ必要に応じて適量のＮ
ｉ、Ｍｏを添加し、粒界脆化元素であるＰ量を下げると
共に介在物形成元素である
〔０〕量を規制し、Ａ１およ
びＮ量を適量、添加してオーステナイト結晶粒を微細化
させることにより、歯車強度が向上することを見い出し
た。 すなわち、この発明による歯車用鋼は、重量％で、
Ｃ：０．１５〜０ 、４０ ％、 Ｓｉ：０．３５％
以下、Ｍｎ：０．５５％以下、Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ ： ０．０２０％以下、Ｃｒ：０．３〜２．０％、
Ａ４：０．０２０〜０．０８０％、Ｎ：０．０１０〜０
．０３０％、［：０）：１５ｐｐｍ以下、その他、必要
に応じて、Ｎｉ：５．０％以下、Ｍｏ：０．５％以下の
一種または二種、さらにはＮｂ、Ｔｉ 、Ｚｒ、Ｖ、Ｔ
ａ等の結晶粒粗大化防止に効果的な元素Ｆｌｉすること
を特徴としている。 以下、この発明による歯車用鋼の成分範囲（重量％）の
限定理由について説明する。 Ｃ：Ｏ，１５〜０．４０％ Ｃは歯形成形後の表面硬化処理において、歯車の耐摩耗
性や耐疲労特性を向上させるのに必要な表面硬化層深さ
を確保するのに有効な元素であり、このためには０．１
５％以上含有させる。しかし、多すぎると靭性、冷鍛性
および被削性が劣化するので、０．４０％以下とする。 Ｓｉ：０．３５％以下 Ｓｉは溶解時における脱酸ならびに脱硫元素として有効
な元素であるが、多すぎると表面硬化処理後に表面異常
層が生成されるので、０．３５％以下とする。 Ｍｎ：０．５５％以下 Ｍｎは溶解時における脱酸ならびに脱硫元素として有効
な元素であるが、多すぎると歯車強度の低下が著しくな
るので、０．５５％以下とする。 Ｐ：０．０２０％以下 Ｐ量が多すぎると歯車強度の低下が著しくなるので、０
．０２０％以下とする。 Ｓ：０．０２０％以下 Ｓは介在物形成元素であり、Ｓ含有量が多すぎると介在
物を起点とした歯車の折損が起りやすくなるので、０．
０２０％以下とする。 Ｃｒ 二 〇、３ 〜２．０ ％ Ｃｒは鋼の焼入性を確保するのに必要な元素であり、Ｍ
ｎ量を下げた分だけ補なうために添加するが、０．３％
未満ではこのような効果を得ることができず、２．０％
を超えると６部硬さが大となり、高歪発生の原因ともな
るので、０．３〜２．０％の範囲とする。 Ａに！、：０．０２０〜０．０８０％、Ｎ： ０．０１
０〜０．０３０％ Ａ１およびＮは化合物ＡｉＮを形成し１．オーステナイ
ト結晶粒を微細化すると共に歪の発生を防止するのに有
効な元素であり、そのためにはＡｉを０．０２０％以上
、Ｎを０．０１０％以上含有させる必要がある。しかし
、Ａｌｌが０．０８０％を超えるとＡ４Ｎが粗大化し、
結晶粒微細化の効果がなくなると共に、鋼の清浄度を低
下させるので、ｏ、ｏａｏ％以下とする。また、Ｎが０
．０３０％を超えるとブローが発生しやすくなるので、
０．０３０％以下とする。 （０）：１５ｐｐｍ以下
びＮ量を適量、添加してオーステナイト結晶粒を微細化
させることにより、歯車強度が向上することを見い出し
た。 すなわち、この発明による歯車用鋼は、重量％で、
Ｃ：０．１５〜０ 、４０ ％、 Ｓｉ：０．３５％
以下、Ｍｎ：０．５５％以下、Ｐ：０．０２０％以下、
Ｓ ： ０．０２０％以下、Ｃｒ：０．３〜２．０％、
Ａ４：０．０２０〜０．０８０％、Ｎ：０．０１０〜０
．０３０％、［：０）：１５ｐｐｍ以下、その他、必要
に応じて、Ｎｉ：５．０％以下、Ｍｏ：０．５％以下の
一種または二種、さらにはＮｂ、Ｔｉ 、Ｚｒ、Ｖ、Ｔ
ａ等の結晶粒粗大化防止に効果的な元素Ｆｌｉすること
を特徴としている。 以下、この発明による歯車用鋼の成分範囲（重量％）の
限定理由について説明する。 Ｃ：Ｏ，１５〜０．４０％ Ｃは歯形成形後の表面硬化処理において、歯車の耐摩耗
性や耐疲労特性を向上させるのに必要な表面硬化層深さ
を確保するのに有効な元素であり、このためには０．１
５％以上含有させる。しかし、多すぎると靭性、冷鍛性
および被削性が劣化するので、０．４０％以下とする。 Ｓｉ：０．３５％以下 Ｓｉは溶解時における脱酸ならびに脱硫元素として有効
な元素であるが、多すぎると表面硬化処理後に表面異常
層が生成されるので、０．３５％以下とする。 Ｍｎ：０．５５％以下 Ｍｎは溶解時における脱酸ならびに脱硫元素として有効
な元素であるが、多すぎると歯車強度の低下が著しくな
るので、０．５５％以下とする。 Ｐ：０．０２０％以下 Ｐ量が多すぎると歯車強度の低下が著しくなるので、０
．０２０％以下とする。 Ｓ：０．０２０％以下 Ｓは介在物形成元素であり、Ｓ含有量が多すぎると介在
物を起点とした歯車の折損が起りやすくなるので、０．
０２０％以下とする。 Ｃｒ 二 〇、３ 〜２．０ ％ Ｃｒは鋼の焼入性を確保するのに必要な元素であり、Ｍ
ｎ量を下げた分だけ補なうために添加するが、０．３％
未満ではこのような効果を得ることができず、２．０％
を超えると６部硬さが大となり、高歪発生の原因ともな
るので、０．３〜２．０％の範囲とする。 Ａに！、：０．０２０〜０．０８０％、Ｎ： ０．０１
０〜０．０３０％ Ａ１およびＮは化合物ＡｉＮを形成し１．オーステナイ
ト結晶粒を微細化すると共に歪の発生を防止するのに有
効な元素であり、そのためにはＡｉを０．０２０％以上
、Ｎを０．０１０％以上含有させる必要がある。しかし
、Ａｌｌが０．０８０％を超えるとＡ４Ｎが粗大化し、
結晶粒微細化の効果がなくなると共に、鋼の清浄度を低
下させるので、ｏ、ｏａｏ％以下とする。また、Ｎが０
．０３０％を超えるとブローが発生しやすくなるので、
０．０３０％以下とする。 （０）：１５ｐｐｍ以下
〔０〕は介在物形成元素であり、多すぎると鋼の清浄度
が悪くなって、上記介在物を起点とした歯の折損が起り
やすくなり、歯車の疲れ強さも低下するので、１５ｐｐ
ｍ以下とする必要がある。 Ｎｉ：５．０％以下 Ｎｉは歯車強度を高めるのに有効な元素であるが、５．
０％を超えると上記した効果が飽和すると共に高歪を発
生する原因ともなるので、添加する場合は５．０％以下
とする。 Ｍｏ：０．５％以下 ＭＯはＮｉと同様に歯車強度を高めるのに有効な元素で
あるが、０．５％を超えると上記した効果が飽和すると
共に高歪発生の原因ともなるので、添加する場合は０．
５％以下とする。 Ｎｂ、Ｔｉ 、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ Ｎ ｂ 、 Ｔ ｉ 、 Ｚ ｒ 、 Ｖ 、 Ｔ ａ
等は炭窒化物Ｍ（Ｃ、Ｎ）を形成し、ＡｉＮとともにオ
ーステナイト結晶粒を微細化して歯車強度を向上させる
のに寄与する元素であるが、例えばＮｂについては０．
０１％未満ではこのような効果が得られず、０．１０％
を超えると上記効果は飽和するので、Ｎｂを含有させる
場合には０．０１〜０．１０％の範囲とするがよく、そ
の他Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ。 Ｔａについても同様の理由で適宜範囲含有させるのが良
い。 以下、実施例について説明する。 第１表に示す化学成分の鋼を溶製したのち造塊し、圧延
を行って歯車用鋼材を得た。次に、得られた歯車用鋼材
から第２表に示す仕様の歯車をそれぞれ成形した。次い
で、第１図に示す手順に従って、浸炭焼入れおよび焼も
どしを施したのち、動力循環式歯車試験機を使用して歯
車強度の測定を行った。この測定では、繰返数１０７回
試験後においても歯の折損が起らない最大ヘルツ応力で
評価した。この結果を同じく第１表に示す。 第２表 第１表に示すように１本発明鋼ではいずれも歯車強度が
高いことが明らかであり、また、Ｍｎ含有量を０．３５
％（Ｇ）、０．５０％（Ｈ）。 ０．６０％（Ｊ）、０．８０％（Ｋ）、０．９５％（Ｌ
）と増加させた場合に、歯車強度は第２図に示すように
次第に低下しており、Ｍｎ含有量は０．５５％以下にお
さえるのが歯車強度を高めるうえで効果的であることが
わかった。 ときでも、Ｐ含有量あるいはＳ含有量が多い場合（Ｍ、
Ｎ）、ＡｉあるいはＮ含有量が少ない場合（０、Ｐ）、
（０）含有量が多い場合（Ｑ）にはいずれも歯車強度が
低いという好ましくない結果となった。 以上説明してきたように、この発明による歯車用鋼を使
用することによって、歯車強度がすぐれ折損のおそれの
小さい歯車を得ることができ、歯車の小型化も可能であ
り、歯車の軽量化や素材使用量の低減をはかることが可
能であるという著大なる効果を有する。
が悪くなって、上記介在物を起点とした歯の折損が起り
やすくなり、歯車の疲れ強さも低下するので、１５ｐｐ
ｍ以下とする必要がある。 Ｎｉ：５．０％以下 Ｎｉは歯車強度を高めるのに有効な元素であるが、５．
０％を超えると上記した効果が飽和すると共に高歪を発
生する原因ともなるので、添加する場合は５．０％以下
とする。 Ｍｏ：０．５％以下 ＭＯはＮｉと同様に歯車強度を高めるのに有効な元素で
あるが、０．５％を超えると上記した効果が飽和すると
共に高歪発生の原因ともなるので、添加する場合は０．
５％以下とする。 Ｎｂ、Ｔｉ 、Ｚｒ、Ｖ、Ｔａ Ｎ ｂ 、 Ｔ ｉ 、 Ｚ ｒ 、 Ｖ 、 Ｔ ａ
等は炭窒化物Ｍ（Ｃ、Ｎ）を形成し、ＡｉＮとともにオ
ーステナイト結晶粒を微細化して歯車強度を向上させる
のに寄与する元素であるが、例えばＮｂについては０．
０１％未満ではこのような効果が得られず、０．１０％
を超えると上記効果は飽和するので、Ｎｂを含有させる
場合には０．０１〜０．１０％の範囲とするがよく、そ
の他Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ。 Ｔａについても同様の理由で適宜範囲含有させるのが良
い。 以下、実施例について説明する。 第１表に示す化学成分の鋼を溶製したのち造塊し、圧延
を行って歯車用鋼材を得た。次に、得られた歯車用鋼材
から第２表に示す仕様の歯車をそれぞれ成形した。次い
で、第１図に示す手順に従って、浸炭焼入れおよび焼も
どしを施したのち、動力循環式歯車試験機を使用して歯
車強度の測定を行った。この測定では、繰返数１０７回
試験後においても歯の折損が起らない最大ヘルツ応力で
評価した。この結果を同じく第１表に示す。 第２表 第１表に示すように１本発明鋼ではいずれも歯車強度が
高いことが明らかであり、また、Ｍｎ含有量を０．３５
％（Ｇ）、０．５０％（Ｈ）。 ０．６０％（Ｊ）、０．８０％（Ｋ）、０．９５％（Ｌ
）と増加させた場合に、歯車強度は第２図に示すように
次第に低下しており、Ｍｎ含有量は０．５５％以下にお
さえるのが歯車強度を高めるうえで効果的であることが
わかった。 ときでも、Ｐ含有量あるいはＳ含有量が多い場合（Ｍ、
Ｎ）、ＡｉあるいはＮ含有量が少ない場合（０、Ｐ）、
（０）含有量が多い場合（Ｑ）にはいずれも歯車強度が
低いという好ましくない結果となった。 以上説明してきたように、この発明による歯車用鋼を使
用することによって、歯車強度がすぐれ折損のおそれの
小さい歯車を得ることができ、歯車の小型化も可能であ
り、歯車の軽量化や素材使用量の低減をはかることが可
能であるという著大なる効果を有する。
第１図はこの発明の実施例において歯車に適用した表面
硬化処理条件を示す説明図、第２図はＭｎ含有量の歯車
強度への影響を調べた結果を示すグラフである。 手続補正書（自発） 昭和５８年１月２５日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １６ 事件の表示 昭和５７年 特 許 願第１８２１２９号２°発”０名
称 歯 車 用 鋼 ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所愛知県名古屋市内区星崎町字繰出６６番地氏 名
（名称） （３７１）大同特殊鋼株式会社代表者 秋
１） 正 彌 ４、代理人
硬化処理条件を示す説明図、第２図はＭｎ含有量の歯車
強度への影響を調べた結果を示すグラフである。 手続補正書（自発） 昭和５８年１月２５日 特許庁長官 若杉和夫 殿 １６ 事件の表示 昭和５７年 特 許 願第１８２１２９号２°発”０名
称 歯 車 用 鋼 ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所愛知県名古屋市内区星崎町字繰出６６番地氏 名
（名称） （３７１）大同特殊鋼株式会社代表者 秋
１） 正 彌 ４、代理人
Claims (2)
- （１）重量％で、Ｃ：０．１５〜０．４０％、Ｓｉ：０
．３５％以下、Ｍｎ；０．５５％以下・Ｐ：０．０２０
％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｃｒ：０．３〜２．０
％、Ａ４：０．０２０〜０．０８０％、Ｎ：０．０１０
〜０．０３０％、（０）：１５ｐｐｍ以下、残部Ｆｅお
よび不可避的不純物よりなることを特徴とする歯車用鋼
。 - （２）重量％で、Ｃ：０．１５〜０．４０％、Ｓｉ：０
．３５％以下、Ｍｎ：０．５５％以下、Ｐ：０．０２０
％以下、Ｓ：０．０２０％以下、Ｃｒ ： ０ 、３〜
２ 、０％、Ａｉ：０．０２０〜ｏ 、ｏａｏ％、Ｎ：
０．０１０〜０．０３０％、（０）：１５ｐｐｍ以下、
およびＮｉ：５．０以下、Ｍｏ：０．５％以下の一種ま
たは二種、残部Ｆｅおよび不可避的不純物よりなること
を特徴とする歯車用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18212982A JPS5974262A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 歯車用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18212982A JPS5974262A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 歯車用鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5974262A true JPS5974262A (ja) | 1984-04-26 |
| JPH028020B2 JPH028020B2 (ja) | 1990-02-22 |
Family
ID=16112831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18212982A Granted JPS5974262A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 歯車用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5974262A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6021359A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-02 | Daido Steel Co Ltd | 歯車用鋼 |
| US6330836B1 (en) * | 1999-03-30 | 2001-12-18 | Fujikiko Kabushiki Kaisha | Steel for gear drive plate gear and method for producing the drive plate gear |
| JP2009249684A (ja) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 肌焼鋼 |
| CN105316592A (zh) * | 2014-07-29 | 2016-02-10 | 宝钢特钢有限公司 | 一种高强度高韧性齿轮钢及其制造方法 |
| CN115305415A (zh) * | 2021-05-07 | 2022-11-08 | 河北龙凤山铸业有限公司 | 一种无铝齿轮钢和制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4961018A (ja) * | 1972-10-16 | 1974-06-13 | ||
| JPS5675551A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-22 | Sanyo Tokushu Seikou Kk | Grain stabilized carburizing steel |
-
1982
- 1982-10-19 JP JP18212982A patent/JPS5974262A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4961018A (ja) * | 1972-10-16 | 1974-06-13 | ||
| JPS5675551A (en) * | 1979-11-22 | 1981-06-22 | Sanyo Tokushu Seikou Kk | Grain stabilized carburizing steel |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6021359A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-02 | Daido Steel Co Ltd | 歯車用鋼 |
| US6330836B1 (en) * | 1999-03-30 | 2001-12-18 | Fujikiko Kabushiki Kaisha | Steel for gear drive plate gear and method for producing the drive plate gear |
| JP2009249684A (ja) * | 2008-04-07 | 2009-10-29 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 肌焼鋼 |
| CN105316592A (zh) * | 2014-07-29 | 2016-02-10 | 宝钢特钢有限公司 | 一种高强度高韧性齿轮钢及其制造方法 |
| CN115305415A (zh) * | 2021-05-07 | 2022-11-08 | 河北龙凤山铸业有限公司 | 一种无铝齿轮钢和制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH028020B2 (ja) | 1990-02-22 |
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