CN102803522B

CN102803522B - 谐波齿轮用基材的制造方法

Info

Publication number: CN102803522B
Application number: CN2011800145397A
Authority: CN
Inventors: 永田英理; 栗田信明
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2011-03-14
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-03-14
Also published as: EP2554686A1; EP2554686B1; JP5709025B2; JPWO2011122315A1; EP2554686A4; US20130000788A1; CN102803522A; US8940109B2; WO2011122315A1

Abstract

本发明提供一种谐波齿轮用基材的制造方法，其在具备作为谐波齿轮的外齿轮所必需的强度和弹性变形特性的同时，可有效地抑制作业工时和制造成本。该制造方法为将含碳量为0.48%以下的钢通过冷加工而一次成型为谐波齿轮的外齿轮的形状，将该一次成型品加热至金属组织的主相成为奥氏体组织的温度区域T₁，骤冷至比马氏体相变开始温度高的规定温度T₃，并且将该温度维持规定时间，从而使金属组织的主相为贝氏体，然后，冷却至常温。

Description

谐波齿轮用基材的制造方法

技术领域

本发明涉及一种在谐波齿轮装置中特别被强制进行截面形状的弹性变形的外齿轮的制造方法，所述谐波齿轮装置具有：环状且刚性的内齿轮；配置于内齿轮内侧的环状且可弯曲性的外齿轮；以及谐波发生器，所述谐波发生器被嵌入外齿轮的内侧，通过使可弯曲性外齿轮沿半径向弯曲而使形成于可弯曲性外齿轮的外齿的一部分与形成于刚性内齿轮的内齿啮合，并且使该啮合位置沿周向移动，从而在内齿轮和外齿轮之间产生与内齿与外齿的齿数差相应的相对旋转。

背景技术

作为这种外齿轮的制造方法，已知按照热锻造→全车削→切齿→喷丸硬化→选取与内齿轮匹配的外齿轮而进行组合这样的一系列步骤来进行的例子。

发明内容

在具备外齿轮和内齿轮的谐波齿轮传递旋转驱动力时，外齿轮在一边与内齿轮啮合一边旋转时，持续被强制进行大的弹性变形。然而，在上述以往的制造方法中，由于在热锻造工序中施加过度的热处理，所以容易发生金属内部组织变质、或增加不必要的应力而使内部应力残存，其结果是有可能无法获得所需的强度或弹性变形特性。作为解决该问题的方法，还实践了如下制造方法（以下，将其简称为整体切削法）：首先制作具有必需的机械特性的实心材，从该实心材经长时间削出外齿轮用基材，然后对该基材进行切削加工而赋予精密的轮齿。但是这导致如下结果：产生因切削所致的大量切削粉而使资源、能源的消耗量和切削用刀具费用大，需要显著长时间的加工期间等。

因此，本发明的目的在于鉴于上面所例示的根据各以往技术的制造方法所带来的课题，提供一种在具备谐波齿轮装置中作为外齿轮所特别需要的强度和弹性变形特性的同时能有效地抑制作业工时和制造成本的制造方法。

本发明的谐波齿轮用基材的制造方法的第1特征构成在于，

将含碳量为0.5%以下的钢通过冷加工而一次成型为谐波齿轮的外齿轮的形状，

将该一次成型品加热至金属组织的主相成为奥氏体组织的温度区域，

骤冷至比马氏体相变开始温度高的规定的温度，并且，

将该温度维持规定时间，从而制成以贝氏体为主相的金属组织，

然后，冷却至常温。

根据本发明的第1特征构成的谐波齿轮用基材的制造方法中，首先，将板状等的原材料通过拉深加工、增厚加工等冷加工而一次成型至与作为目标的最终外齿轮形状接近的形状。因此，在不产生因切削所致的大量切削粉的情况下，能在短时间内得到外齿轮用基材。此时，因为使用含碳量为0.5%以下的钢作为原材料。由此，即使进行冷加工也难以产生破裂、裂纹等缺陷。接着，将一次成型品加热至金属组织的主相成为奥氏体组织的温度区域。由此，能够去除在冷加工时产生于基材的、能成为使用时发生破裂的原因的残余应力。该加热后骤冷至比马氏体相变开始温度高的规定温度后，将该温度维持规定时间，制成以贝氏体为主相的金属组织。由此，能够稳定地得到兼有作为谐波齿轮用基材所必需的弹力特性及韧性和为了进行切齿加工而期望的切削加工性的、良好的一次成型品（谐波齿轮用基材）。

本发明的谐波齿轮用基材的制造方法的第2特征构成在于，

骤冷至马氏体区域后进行回火，从而制成以索氏体为主相的金属组织，

然后，冷却至常温。

根据本发明的第2特征构成的谐波齿轮用基材的制造方法中，首先，将板状等的原材料通过拉深加工、增厚加工等冷加工而一次成型为与作为目标的最终外齿轮形状接近的形状。因此，在不产生因切削所致的大量切削粉的情况下，能在短时间内得到外齿轮用基材。此时，因为使用含碳量为0.5%以下的钢作为原材料，所以即使进行冷加工也难以发生组织劣化。接着，将一次成型品加热至金属组织的主相成为奥氏体组织的温度区域。由此，能够去除在冷加工时产生于基材的、能成为使用时发生破裂的原因的残余应力。在该加热后骤冷至马氏体区域，然后实施回火，制成以索氏体为主相的金属组织。其结果是，能够稳定地得到兼有作为谐波齿轮用基材所必需的弹力特性及韧性和为了进行切齿加工而期望的切削加工性的、良好的一次成型品（谐波齿轮用基材）。

根据本发明的制造方法的其它特征构成在于，作为上述钢，使用含碳量为0.4%以下的铬钼钢。

若为本构成，则能够得到在热处理的原材料的表面与内部之间的硬度差特别小的谐波齿轮用基材。因此，即使对由随后的工序中的切削所形成的齿底部位，也可获得充分高的硬度，很合适。

根据本发明的制造方法的其它特征构成在于，在上述一次成型品成为上述奥氏体组织的温度区域中，通过在渗碳性或渗碳渗氮性的气体气氛中保持规定时间，从而将最终得到的金属组织的硬度设定为Hv300~500。

若为本构成，则通过这样的渗碳处理或渗碳渗氮处理，能够将谐波齿轮用基材的表面和内部的碳浓度提高至0.3~1.0%。其结果是，谐波齿轮用基材的表面和内部的硬度提高至Hv300~500，可得到良好的弹力特性，耐磨损性也提高。此外，通过调整渗碳处理或渗碳渗氮处理的气氛、时间，可将碳浓度为0.5%以下的任意钢材控制成所希望的硬度。

根据本发明的制造方法的其它特征构成在于，通过在上述一次成型品成为上述奥氏体组织的温度区域中，在渗碳性或渗碳渗氮性的气体气氛下保持规定时间，将从基材表面到2mm深度的范围中的金属组织的最大硬度与最小硬度之差设定为Hv130以内。

若为本构成，则能够得到在热处理的原材料的表面与内部之间的硬度差更小的谐波齿轮用基材。因此，即使对由随后的工序中的切削所形成的齿底部位，也可获得更高的硬度。

此外，若在热处理的原材料的表面与内部之间具有硬度差，则假使因热处理而导致原本圆形的原材料产生应变时，在随后的工序中被切削成圆形后，最终形成的轮齿的硬度有可能沿周向不同，但若为本构成，则外齿轮完成品中的各齿的强度将被均匀化至充分的水平。

根据本发明的制造方法的其它特征构成在于，从上述成为奥氏体组织的温度区域开始的冷却是通过使用了非活性气体的气体冷却而进行的。

使用了氮、氦等非活性气体的气体冷却通常存在如下问题：与油冷却相比冷却能力低，难以实现所需的冷却速度，容易生成铁素体、珠光体。然而，在将厚度薄且比表面积大的谐波齿轮用基材作为热处理对象品时，即使像本构成这样利用气体冷却，也难以析出铁素体、珠光体，可得到硬度高且具有均质组织的一次成型品。此外，若为使用了氮、氦等非活性气体的气体冷却，则能够防止钢的氧化。此外，与使用了盐浴、油槽的冷却方式相比，可大幅降低环境负荷而不需要后续工序清洗。

根据本发明的制造方法的其它特征构成在于，将上述一次成型品在渗碳性或渗碳渗氮性的气体气氛中保持规定时间后，将上述一次成型品在低碳势的脱碳性气氛中暴露规定期间。

若为本构成，则原材料的表面被脱碳，特定厚度的表层部分的硬度下降，因此能够延长切削工序中的刀具的寿命。

附图说明

图1是例示根据本发明的谐波齿轮用基材的制造方法的简略图。

图2是表示在本发明的热处理工序中使用的温度序列的示意图。

图3是补充图2的温度序列的示意图。

图4是表示在另一实施方式的热处理工序中使用的温度序列的示意图。

图5是补充图4的温度序列的示意图。

图6是表示热处理后的原材料的硬度分布的图。

图7是表示热处理后的原材料中的碳浓度分布的图。

具体实施方式

下面，对于用于实施本发明的实施方式，参照附图进行说明。

根据本发明的制造方法是将能以非常大的减速比传递旋转扭矩的谐波齿轮用基材作为对象，特别是将用于在谐波齿轮中介由从圆形向椭圆状的弹性变形而与内齿轮（刚性齿轮）进行啮合的外齿轮（柔性齿轮）的基材作为对象。

（钢材）

作为本发明的起始材料而使用的原材料是含碳量约为0.5%以下的钢材。例如可以使用冷轧钢板、热轧钢板、高张力钢板、碳钢板、低合金钢板、不锈钢板等。特别可以使用S40C材、S45C材、S48C材等碳钢板，SCM420材、SNCM220材等低合金钢板。

作为参考，将属于可用于本发明原材料的代表例的SCM420材和S45C材的成分规格值（JIS）记于下表1。

表1

（成型）

如图1所示，将示于上述条件的板材2通过压制加工、拉深加工、增厚加工、冷锻造、旋转拉深加工、旋锻加工等而在室温下一次成型为与作为目标的最终外齿轮形状接近的形状。应予说明，若在该冷加工之前对板材进行球状化退火处理，则容易实施冷加工，因而优选。

经一次成型的加工物3与构成谐波齿轮的外齿轮的最终完成形状近似，具有小径状的输出部4A、从输出部4A的另一端延伸至径向外侧的凸缘部4B、以及从凸缘部4B沿着轴心X延伸的大径状的圆筒状体部4C。

对圆筒状体部4C的外周，会在热处理后利用齿轮滚齿机等切削加工用于与内齿轮啮合的外齿（未图示）。

（热处理）

作为对经一次成型的加工物3实施的热处理方法，可根据所用钢种而应用渗碳等温淬火、渗碳淬火回火、无渗碳的等温淬火和无渗碳的淬火回火中的任一种。热处理的目的是对加工物3赋予作为构成谐波齿轮的外齿轮所必需的弹力性，将成为阻碍耐久性的原因的应变抑制到很低。热处理优选进行严格的温度控制，特别是使用可进行骤冷的热处理设备。

（渗碳等温淬火处理）

图2是将渗碳等温淬火处理的温度序列与共析碳钢的等温相变线图一起表示的说明图。

如图2的温度序列所示，首先利用通电加热等将加工物3加热至A₃相变温度或者比A₁相变温度高的金属组织的主相基本成为奥氏体的区域的规定温度T₁（例如930℃）（S1），接着，在该温度T₁下保持规定时间（S2）。通过S2工序中的温度T₁下的温度保持，形成稳定的奥氏体组织。此外，同时，冷加工时产生的内部应变有效地得到释放。

接着，将经加热的加工物3降温至比A₁相变温度高且比温度T₁低的温度T₂（例如870℃）（S3），在该温度T₂下保持规定时间（S4）。通过该温度保持，与热处理相伴的应变发生得到抑制。因应变抑制的效果，经制品化的外齿轮的最终应变被抑制到很小。此外，还可减少后续的切削加工的加工量。

如图3所示，本实施方式中，作为渗碳等温淬火处理，在渗碳性的气体气氛中进行如下工序（渗碳处理）：将材料在奥氏体区域的温度下保持规定时间的工序（S2）、降温至温度T₂的工序（S3）、以及在该温度T₂下保持规定时间的工序（S4）。利用该处理，将金属组织的碳浓度提高至0.3~1.0%，优选提高至0.4~0.8%，从而将金属组织的硬度控制成Hv300~500。渗碳处理的长度根据加工物3的厚度、设计（高弹力性赋予区域等）进行判断，但若使用真空渗碳处理作为渗碳处理则能够缩短处理时间。应予说明，也可以采用渗碳渗氮处理（真空渗碳渗氮处理）来代替渗碳处理（真空渗碳处理）。

作为更具体的渗碳处理的方法，如图3中所例示，在T₁下的保持工序（S2）中，首先约经过0.5小时使原材料中的温度均匀化（S2-1），接着，约经过4.5小时以高碳浓度（CP值:约1.15）进行渗碳处理，最后，约经过3小时以稍微低的碳浓度（CP值:约0.75）进行渗碳处理。接着，在维持其碳浓度（CP值:约0.75）的状态下，进行至温度T₂的降温工序（S3）和在温度T₂下的保持工序（S4）。

接着，通过气体冷却或盐浴冷却等而骤冷至比马氏体相变开始温度高的规定温度T₃（例如400℃）（S5）。在该骤冷时，为了避免珠光体以及铁素体的析出，以不落入被记入图2的等温相变线图中的相变开始线的突出部分（ノーズ）（通常为550℃附近）的方式以短时间（1~10数秒）进行骤冷。为了能够实现这样的骤冷，优选如图1所示地使经一次加工的加工物3的壁厚变薄。

接着，在该温度T₃下保持充分长的规定时间（S6）。在该温度保持过程中，在从与相变开始线的交叉点（Bs）附近到与相变结束线的交叉点（Bf）附近为止的期间析出下贝氏体。下贝氏体呈针状组织，像马氏体那样具有不过于硬而足够的硬度和高韧性。

S6结束后，骤冷至室温（S7）。最终得到的谐波齿轮用基材具有以下贝氏体为主相的金属组织，所以成为在具有适度的加工性的同时确保了硬度且兼具良好的弹力特性和充分的韧性的谐波齿轮用基材。将所得的谐波齿轮用基材通过后续的切削加工进一步精密地修整外形形状后，用齿轮滚齿机等切出外齿，从而得到兼有尺寸精度、耐久性和弹力性的外齿轮。

应予说明，根据设备方面的状况，会产生如下情况：必须将从S1到S4的一系列工序和从S6到S7的一系列工序用相互间隔距离的不同设备进行。这种情况下，可以在用第1设备完成S4工序后，作为S5工序，例如能够将原材料一边暴露于空气中一边以温度不在T₃（400℃等）以下的方式传送至第2设备，到达第2设备后，进行S6、S7的各工序。以下，将该方法称为工序分割法。

（渗碳淬火回火处理）

在渗碳淬火回火中，将一次成型品加热至金属组织的主相成为奥氏体组织的温度区域。接着，骤冷至马氏体区域后，进行回火，从而使最终得到的谐波齿轮用基材的金属组织的主相成为索氏体组织。其结果是，获得作为构成谐波齿轮的外齿轮所必需的弹力性和充分的硬度。

图4是表示渗碳淬火回火处理的温度序列的说明图。如图4的温度序列所示，加工物3的热处理所涉及的S1到S4的各工序与图2和图3所示的热处理工序相同。

图4所示的渗碳淬火回火处理的温度序列与图2的渗碳等温淬火处理的不同点在于，接着，通过气体冷却等而从上述规定温度（T₂）骤冷至马氏体区域的温度（S5），在该温度下进行保持（S6），回火至索氏体容易析出的温度（约550℃）（S7、S8），从而使金属组织的主相为索氏体组织，然后，骤冷至常温（S9）。索氏体组织是由在铁素体坯料中析出了大量渗碳体（微细粒子）的组织所形成，像马氏体那样具有不过于硬而足够的硬度和高韧性。钢材制齿轮的回火处理通常在150℃附近进行，但是在此为了赋予作为谐波齿轮基材而期望的特性，在约550℃这样的高温下进行回火。

如图5所示，在本实施方式中，作为渗碳淬火回火处理，与对应于渗碳等温淬火的图3同样地，在渗碳性的气体气氛中进行如下工序（渗碳处理）：使材料在奥氏体区域的温度下保持规定时间的工序（S2）、降温至温度T₂的工序（S3）、以及在该温度T₂下保持规定时间的工序（S4）。在此也可以采用渗碳渗氮处理（真空渗碳渗氮处理）来代替渗碳处理（真空渗碳处理）。

如图5所示，回火处理工序（S8）中不进行渗碳，但在碳富集的N₂气体气氛中进行。N₂气体用于防止原材料表面的氧化，利用丁烷气体等的碳富集是为了防止在前面的工序的渗碳处理中渗入的碳逸出到金属组织外而进行的。回火处理工序（S8）后的最终至室温的骤冷（S9）中可用利用约120℃等的油的油冷。

[表2]

关于成本、成型性以及热处理的评价

(F：铁素体析出)

（基于钢种和热处理条件的特性比较）

如上所示的表2对于作为用来制造谐波齿轮用基材的原材料候选而选择的多个钢种，示出材料成本、压制成型性、通过各种热处理而得到的特性等。作为研究对象的钢种包括SCM420（含碳量约为0.2%的铬钼钢）、S45C（含碳量约为0.45%的碳钢）、SNCM220（含碳量约为0.2%的镍铬钼钢）、SNCM439（含碳量约为0.39%的镍铬钼钢）、SPH440（含碳量约为0.15%的高张力轧制钢）。

作为热处理方法，对基于图2和图3的热处理工艺的渗碳等温淬火处理、基于图2的热处理工艺的等温淬火处理（无渗碳）、基于图4和图5的热处理工艺的渗碳淬火回火处理、基于图4的热处理工艺的淬火回火处理（无渗碳）这4种进行了比较研究。

应予说明，在渗碳等温淬火处理和等温淬火处理（无渗碳）中，从设备状况考虑，使用了上述工序分割法。

特别是，SNCM439是作为在前述整体切削法中的实心材而使用的材料，发挥证实根据本发明的谐波齿轮用基材的性能的参照材料的作用。应予说明，关于SNCM439，由于预见到因渗碳处理而导致显著的硬度过剩，韧性不足、切削性下降，所以未进行包含渗碳处理的热处理。

对于所有试样，压制成型性是利用在深拉深成型成杯子形状后的圆度进行评价的，将圆度不足0.1的材料定为良。热处理中的应变是指因热处理而发生的尺寸上的应变。硬度是利用维氏硬度计进行评价的，将HV330~400的范围定为良。

应予说明，在表2中，对于SNCM220和SNCM439将材料成本定为差（×）的原因是这些钢种的价格达到SCM420、S45C的数倍，现状是作为板材的市场流通性低。

像由表2可理解的那样，就渗碳等温淬火处理SCM420而得的试样（以下称为A1）而言，其材料成本、压制成型性、硬度、组织状态、应变均满足基准值。就渗碳淬火回火处理SCM420而得的试样（以下称为A2）而言，虽然其应变与A1相比略大，但也满足所有的基准值。

就淬火回火处理（无渗碳）S45C而得的试样（以下称为A3）而言，除了其硬度稍微未达到基准值以外，满足所有的基准值，且考虑到在材料成本方面与SCM420相比有优势，将其判定为良。

关于SNCM220和SNCM439，热处理后的各特性大体良好，但SNCM220在压制成型中圆度大幅超过0.1而不满足基准值，SNCM439在压制成型中发生破裂，所以将评价结果定为可以。对于这些材料，通过使用温成型、伺服压制等而能够改善压制成型性。以下，将等温淬火处理SNCM439而得的试样被称为参照材料R1，将淬火回火处理SNCM439而得的试样被称为参照材料R2。

SPH440虽然压制成型性良好，在材料成本方面优于S45C，但不满足硬度的基准值，在热处理后的组织内观察到铁素体的析出，所以评价结果定为不可。

[表3]

物性测定结果

（物性比较1）

表3示出对基于表2所示的评价结果而判断为最适于谐波齿轮用基材的3种材料（A1、A2、A3）、以及作为参照材料的2种材料（R1、R2）进一步详细地测定物性值（硬度、疲劳极限、拉伸试验）的结果。关于硬度，测定试样表面（距试样表面0.75mm的位置）和中心附近（距试样表面1.5mm的位置）的2处。

利用基于JIS Z2275的平面弯曲疲劳试验，使用厚度为3.5mm的试样，测定了200万次（N/mm²）中的疲劳极限。拉伸试验是基于厚度为2mm、宽约为6mm的板状试验片而实施的。

像由表3可理解的那样，从硬度、疲劳极限、拉伸试验的结果均可看出，就SCM420而言，经渗碳等温淬火处理的试样（A1）和经渗碳淬火回火处理的试样（A2）中的任一种均显示出与作为施加了同等热处理（但未渗碳）的参照材料SNCM439（R1、R2）相比不逊色的物性值。

就淬火回火处理S45C而得的试样（A3）而言，与其它材料（A1、A2、R1、R2）相比，虽然硬度的测定值低，但关于疲劳极限和拉伸试验的结果，未确认到显著的差异，所以认为，存在通过热处理条件的微调整等而提高至能采用的物性水平的可能性，或者存在在谐波齿轮的应用区域内逐渐能采用的可能性。

（物性比较2）

图6对于基于表3所示的评价结果而被判断为最适合作为谐波齿轮用基材的2种材料（A1、A2），示出测定从试样表面开始的每个深度的硬度而得的硬度分布。应予说明，对于A1，用以图3为基础的上述工序分割法进行了热处理。

像由图6可理解的那样，与从试样表面开始的深度无关地，2种材料（A1、A2）均显示出落入300~500HV的比较狭窄的范围内的良好结果。若比较2种材料（A1、A2），则对于与表面最接近的部位（0.1~0.8mm）的硬度而言，SCM420的渗碳淬火回火处理品（A2）显示出比SCM420的渗碳等温淬火处理品（A1）高的硬度。对于试样的内部侧（0.8~2.0mm）的硬度而言，相反地，渗碳等温淬火处理品（A1）显示出比（A2）渗碳淬火回火处理品高的硬度。

SCM420的渗碳等温淬火处理品（A1）具有如下两肩下降的倾向：距表面0.5mm深度处的硬度（420HV）呈最大值，从该位置开始，越接近表面，硬度越低，此外，以该位置为基准，越远离表面，硬度也越低，整体上落入420HV（最大值）～365HV（最小值）的范围（最大值与最小值之差为55HV）。

SCM420的渗碳淬火回火处理品（A2）具有如下大致右肩下降的倾向：距表面0.2mm深度处的硬度（455HV）显示出最大值，以该位置为基准，越远离表面，硬度越低，整体上落入455HV（最大值）～330HV（最小值）的范围（最大值与最小值之差约为130HV）。

至少对于SCM420而言，可清楚对于渗碳等温淬火处理品（A1）和渗碳淬火回火处理品（A2）中的任一种，由热处理所致的应变的大小均为0.5mm以内，在作为谐波齿轮用基材而实际处理时，预期因这种热处理工艺而产生应变（0.5mm以内）的稍大的加工物3得到一次成型。即，在图6的硬度分布中，出现在渗碳等温淬火处理品（A1）中的表面侧的稍低硬度的部位（距表面0.5mm为止的范围）利用热处理后的切削而被除去，因此无需作为问题看待，反而可以说是使用于切削的刀具寿命延长的较佳性状。

图7是对于同样地被判断为最适合作为谐波齿轮用基材的2种材料（A1、A2），示出利用EPMA测定碳浓度而得的碳浓度分布。

像由图7可理解的那样，比较2种材料（A1、A2），则就试样的内部（0.5~1.5mm）的碳浓度而言，不论用哪一种热处理方法，均显示出越接近表面，碳浓度越线性地变高的一般性倾向，碳浓度的值自身也基本相等，显示出渗碳处理进行良好。

另一方面，对于最接近表面的部位（0~0.5mm）而言，渗碳淬火回火处理品（A2）中显示出越接近表面，碳浓度越高的一般性倾向，而在渗碳等温淬火处理品（A1）中显示出越接近表面，碳浓度大致变得越低的倾向。该渗碳等温淬火处理品（A1）在表面附近显示出的碳浓度下降的倾向被认为确证了图6中对于渗碳等温淬火处理品（A1）所观察到的表面侧的低硬度化现象，推测出在利用以图3为基础的上述工序分割法的热处理工艺中，S4工序后的传送工序中，在空气下自然冷却至适合的温度之际，从原材料表面发生脱碳。

本发明的优选的实施方式中，热处理结束后的谐波齿轮用基材的厚度约为0.5mm的表层部均在接下来的切削工序中被除去。因此，出于得到延长切削工序中的刀具寿命等效果的目的，可在热处理过程中有意图地对原材料表面进行脱碳，从而降低特定厚度的表层部的硬度。

作为脱碳的方法，如在上述工序分割法中进行的那样，可采用在S5工序中将原材料仅在一定期间内暴露于空气（低碳势的脱碳性气氛的一例）中的方法。此外，在不利用上述工序分割法而将一系列热处理用同一个设备实施时，可以采用如下方法：在处理工艺的后半部，例如在图3、图5的S3以后或S2-3以后的一定期间内，控制成低碳势的脱碳性气氛。在进行该有意图的脱碳操作时，通过适当地选择在低碳势的脱碳性气氛中的暴露期间、碳势、保持温度等而能适宜地设定脱碳区域的表面深度，以使得在后续的切削工序中将有意图地进行的脱碳工序中形成的低硬度的表层全部除去，对除去后的制品的表面确保所需的高硬度。

此外，在进行渗碳处理或渗碳渗氮处理时，以使需要高弹力性和齿部耐久性的圆筒状体部4C与其它输出部4A、凸缘部4B的碳浓度相比成为高浓度的方式，可以进行局部渗碳渗氮控制。

产业上的可利用性

可以用作在具备作为谐波齿轮的外齿轮所必需的强度和弹性变形特性的同时，能有效地抑制作业工时和制造成本的谐波齿轮用基材的制造方法。

符号说明

2板材

3加工物

4A输出部

4B凸缘部

4C圆筒状体部

Claims

1.一种谐波齿轮用基材的制造方法，其中，

骤冷至比马氏体相变开始温度高的规定的温度，并且，

将该温度维持规定时间，从而使金属组织的主相为贝氏体，

然后，冷却至常温，

其中，在所述一次成型品成为所述奥氏体组织的温度区域中，在渗碳性或渗碳渗氮性的气体气氛中保持规定时间，从而将从基材的表面到2mm深度的范围中的金属组织的最大硬度与最小硬度之差设定为Hv130以内。

2.如权利要求1所述的谐波齿轮用基材的制造方法，其中，作为所述钢，使用含碳量为0.4%以下的铬钼钢。

3.如权利要求1或2所述的谐波齿轮用基材的制造方法，其中，在所述一次成型品成为所述奥氏体组织的温度区域中，在渗碳性或渗碳渗氮性的气体气氛中保持规定时间，从而将金属组织的硬度设定为Hv300～500。

4.如权利要求1或2所述的谐波齿轮用基材的制造方法，其中，从所述成为奥氏体组织的温度区域开始的冷却是通过使用了非活性气体的气体冷却而进行的。

5.如权利要求3所述的谐波齿轮用基材的制造方法，其中，从所述成为奥氏体组织的温度区域开始的冷却是通过使用了非活性气体的气体冷却而进行的。

6.如权利要求1或2所述的谐波齿轮用基材的制造方法，其中，将所述一次成型品在渗碳性或渗碳渗氮性的气体气氛中保持规定时间后，将所述一次成型品在低碳势的脱碳性气氛中暴露规定时间。

7.如权利要求3所述的谐波齿轮用基材的制造方法，其中，将所述一次成型品在渗碳性或渗碳渗氮性的气体气氛中保持规定时间后，将所述一次成型品在低碳势的脱碳性气氛中暴露规定时间。

8.如权利要求4所述的谐波齿轮用基材的制造方法，其中，将所述一次成型品在渗碳性或渗碳渗氮性的气体气氛中保持规定时间后，将所述一次成型品在低碳势的脱碳性气氛中暴露规定时间。

9.如权利要求5所述的谐波齿轮用基材的制造方法，其中，将所述一次成型品在渗碳性或渗碳渗氮性的气体气氛中保持规定时间后，将所述一次成型品在低碳势的脱碳性气氛中暴露规定时间。