JP3077433B2 - 浸炭歯車の加工−熱処理法 - Google Patents
浸炭歯車の加工−熱処理法Info
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- JP3077433B2 JP3077433B2 JP05005117A JP511793A JP3077433B2 JP 3077433 B2 JP3077433 B2 JP 3077433B2 JP 05005117 A JP05005117 A JP 05005117A JP 511793 A JP511793 A JP 511793A JP 3077433 B2 JP3077433 B2 JP 3077433B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、浸炭歯車の加工−熱
処理法に関し、とくに機械加工性の低下や成品品質の劣
化を招くことなしに、生産能率の有利な向上を図ろうと
するものである。
処理法に関し、とくに機械加工性の低下や成品品質の劣
化を招くことなしに、生産能率の有利な向上を図ろうと
するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高強度歯車などの機械構造用高強
度鋼の製造に際しては、熱間鍛造や温間鍛造が利用され
てきた（例えば特開昭61−195725号公報及び特開昭62-2
3930号公報等）。しかしながら、成形精度の点では、熱
間鍛造や温間鍛造よりも冷間鍛造の方が優れていること
から、最近では冷間鍛造が多用される傾向にある。この
冷間鍛造工程は、一般に、球状化焼鈍−冷間鍛造−焼準
−機械加工−浸炭焼入れの各工程からなる。ここに球状
化焼鈍処理は、加工性を向上させて、冷間鍛造を容易な
らしめるために施し、また焼準処理は、機械加工を容易
にすると共に、浸炭処理中に結晶粒が粗大化して成品強
度が低下するのを防止するために施されるものである。
度鋼の製造に際しては、熱間鍛造や温間鍛造が利用され
てきた（例えば特開昭61−195725号公報及び特開昭62-2
3930号公報等）。しかしながら、成形精度の点では、熱
間鍛造や温間鍛造よりも冷間鍛造の方が優れていること
から、最近では冷間鍛造が多用される傾向にある。この
冷間鍛造工程は、一般に、球状化焼鈍−冷間鍛造−焼準
−機械加工−浸炭焼入れの各工程からなる。ここに球状
化焼鈍処理は、加工性を向上させて、冷間鍛造を容易な
らしめるために施し、また焼準処理は、機械加工を容易
にすると共に、浸炭処理中に結晶粒が粗大化して成品強
度が低下するのを防止するために施されるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の焼準処
理には１〜５時間もの長時間を要し、生産性が阻害され
るだけでなく、多大なエネルギーを必要とするところに
問題を残していた。とはいえ、焼準処理を省略すると、
機械加工時、とくに旋削加工時における切屑処理性が低
下するだけでなく、後続の浸炭処理時に結晶粒が粗大化
して成品強度の劣化を招く。
理には１〜５時間もの長時間を要し、生産性が阻害され
るだけでなく、多大なエネルギーを必要とするところに
問題を残していた。とはいえ、焼準処理を省略すると、
機械加工時、とくに旋削加工時における切屑処理性が低
下するだけでなく、後続の浸炭処理時に結晶粒が粗大化
して成品強度の劣化を招く。
【０００４】この発明は、上記の問題を有利に解決する
もので、従来不可欠とされた焼準処理を省略しても、切
削性の低下や成品強度の劣化を招くことのない、新規な
浸炭歯車の加工−熱処理法を提案することを目的とす
る。
もので、従来不可欠とされた焼準処理を省略しても、切
削性の低下や成品強度の劣化を招くことのない、新規な
浸炭歯車の加工−熱処理法を提案することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】さて発明者らは、上記の
目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、冷間鍛造用鋼
素材中にＶを少量添加することが、所期した目的の達成
に関し、極めて有用であることの知見を得た。この発明
は、上記の知見に立脚するものである。
目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、冷間鍛造用鋼
素材中にＶを少量添加することが、所期した目的の達成
に関し、極めて有用であることの知見を得た。この発明
は、上記の知見に立脚するものである。
【０００６】すなわちこの発明は、0.05wt％（以下単に
％で示す）以上のＶを含有させた冷間鍛造用鋼素材に、
球状化焼鈍処理を施し、この球状化焼鈍の際にＶ炭化物
を析出させたのち、冷間鍛造により予備成形し、ついで
焼準処理を施すことなしに、機械加工を施して所定の歯
車形状に仕上げ、しかるのち浸炭焼入れ処理を施すこと
からなる浸炭歯車の加工−熱処理法である。
％で示す）以上のＶを含有させた冷間鍛造用鋼素材に、
球状化焼鈍処理を施し、この球状化焼鈍の際にＶ炭化物
を析出させたのち、冷間鍛造により予備成形し、ついで
焼準処理を施すことなしに、機械加工を施して所定の歯
車形状に仕上げ、しかるのち浸炭焼入れ処理を施すこと
からなる浸炭歯車の加工−熱処理法である。
【０００７】
【作用】この発明に従えば、球状化焼鈍段階でＶ炭化物
が析出しているので、このＶ炭化物と球状化組織の軟ら
かさとにより、とくに焼準処理を施さなくても、旋削時
における切削処理性が向上する。また、このＶ炭化物が
結晶粒界の移動を阻止するので、その後の浸炭処理にお
ける結晶粒の粗大化も有利に回避できる。ここに上記の
効果を得るためには少なくとも0.05％のＶの添加が必要
であるので、この発明では、冷間鍛造用鋼素材中に含有
させるべきＶ量につき、0.05％以上に限定した。しかし
ながら、あまりに多量のＶ添加は、切削性低下の不利を
招くので、0.5％以下程度とすることが好ましい。
が析出しているので、このＶ炭化物と球状化組織の軟ら
かさとにより、とくに焼準処理を施さなくても、旋削時
における切削処理性が向上する。また、このＶ炭化物が
結晶粒界の移動を阻止するので、その後の浸炭処理にお
ける結晶粒の粗大化も有利に回避できる。ここに上記の
効果を得るためには少なくとも0.05％のＶの添加が必要
であるので、この発明では、冷間鍛造用鋼素材中に含有
させるべきＶ量につき、0.05％以上に限定した。しかし
ながら、あまりに多量のＶ添加は、切削性低下の不利を
招くので、0.5％以下程度とすることが好ましい。
【０００８】ここに冷間鍛造用鋼素材としては、機械構
造用鋼であればいずれもが適合するが、とくに好適な鋼
種は次のとおりである。 ・Cr鋼：SCr 415, SCr 420など。 ・Cr−Mo鋼：SCM 415, SCM 420, SCM 421 など。 ・Ni−Cr鋼：SNC 415, SNC 815など。 ・Ni−Cr−Mo鋼：SNCM 220, SNCM 415, SNCM 420など。
造用鋼であればいずれもが適合するが、とくに好適な鋼
種は次のとおりである。 ・Cr鋼：SCr 415, SCr 420など。 ・Cr−Mo鋼：SCM 415, SCM 420, SCM 421 など。 ・Ni−Cr鋼：SNC 415, SNC 815など。 ・Ni−Cr−Mo鋼：SNCM 220, SNCM 415, SNCM 420など。
【０００９】
【実施例】表１に、供試鋼の成分組成を示す。
【表１】 供試鋼は、SCM420を基本組成とし、これにＶを種々の量
添加したものであり、鋼及び鋼がＶを適量含む発明
鋼である。
添加したものであり、鋼及び鋼がＶを適量含む発明
鋼である。
【００１０】表２に、処理工程を示す。
【表２】 工程Ｉは、焼準工程を含む従来の工程、工程IIは、焼準
工程を省略したこの発明に従う工程である。なお図１
（ａ），（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ、球状化焼鈍、
焼準および浸炭焼入れ・焼戻し条件を示し、また図２
（ａ），（ｂ）には、冷間鍛造前後における試験片形状
を示す。
工程を省略したこの発明に従う工程である。なお図１
（ａ），（ｂ）および（ｃ）にそれぞれ、球状化焼鈍、
焼準および浸炭焼入れ・焼戻し条件を示し、また図２
（ａ），（ｂ）には、冷間鍛造前後における試験片形状
を示す。
【００１１】さて、表３に、基本組成であるSCM420を工
程Ｉ及びIIで、またＶを添加した鋼，及びについ
ては工程IIで処理したときの、球状化焼鈍後、冷間鍛造
後及び焼準後の硬さについて調べた結果を示す。
程Ｉ及びIIで、またＶを添加した鋼，及びについ
ては工程IIで処理したときの、球状化焼鈍後、冷間鍛造
後及び焼準後の硬さについて調べた結果を示す。
【表３】 同表より明らかなように、焼準処理を施したSCM420−Ｉ
は、硬さが低下しているが、その他のものはいずれもか
なり高い硬度を呈している。
は、硬さが低下しているが、その他のものはいずれもか
なり高い硬度を呈している。
【００１２】次に図３に、上記の焼準材または冷間鍛造
材に、旋削加工を施したときの、切削本数とフランク摩
耗との関係について調べた結果をに示す。なお歯車諸元
は表４に示すとおりである。
材に、旋削加工を施したときの、切削本数とフランク摩
耗との関係について調べた結果をに示す。なお歯車諸元
は表４に示すとおりである。
【表４】 図３より明らかなように、焼準処理を省略しても、Ｖを
少量添加することによって、SCM420の焼準材と同程度の
切削性が得られている。この理由は、Ｖ炭化物によって
切屑が短く分断され、その結果、切削性が向上するため
である。
少量添加することによって、SCM420の焼準材と同程度の
切削性が得られている。この理由は、Ｖ炭化物によって
切屑が短く分断され、その結果、切削性が向上するため
である。
【００１３】次に図４に、旋削加工後、各鋼材に浸炭焼
入れ処理を施したのちの、Ｖ含有量と浸炭層平均結晶粒
径との関係について調べた結果を示す。同図より明らか
なように、焼準処理を省略した工程IIでは、Ｖ含有量が
0.05％に満たないと浸炭層の平均結晶粒径が30μm を超
えて粗大化する。これに対し、0.05％以上のＶを含有さ
せると、焼準処理を省略しても、結晶粒は30μm 以下の
微細粒に維持される。この理由は、Ｖ炭化物が浸炭中
に、粒界をピン止めし、結晶粒の粗大化を効果的に阻止
するためである。
入れ処理を施したのちの、Ｖ含有量と浸炭層平均結晶粒
径との関係について調べた結果を示す。同図より明らか
なように、焼準処理を省略した工程IIでは、Ｖ含有量が
0.05％に満たないと浸炭層の平均結晶粒径が30μm を超
えて粗大化する。これに対し、0.05％以上のＶを含有さ
せると、焼準処理を省略しても、結晶粒は30μm 以下の
微細粒に維持される。この理由は、Ｖ炭化物が浸炭中
に、粒界をピン止めし、結晶粒の粗大化を効果的に阻止
するためである。
【００１４】次に図５に、かくして得られた各歯車の疲
労強度について調べた結果を、サイクル数と歯元応力と
の関係で示す。同図より明らかなように、Ｖを0.05％以
上含有する鋼及びは、焼準処理を省略した場合であ
っても、従来の焼準材よりも一層優れた疲労強度が得ら
れている。
労強度について調べた結果を、サイクル数と歯元応力と
の関係で示す。同図より明らかなように、Ｖを0.05％以
上含有する鋼及びは、焼準処理を省略した場合であ
っても、従来の焼準材よりも一層優れた疲労強度が得ら
れている。
【００１５】
【発明の効果】かくしてこの発明によれば、従来、冷間
鍛造を利用した浸炭歯車の製造において不可避とされ
た、機械加工前の焼準処理を省略したとしても、旋削時
における切削性の劣化を招くことがなく、また浸炭処理
時に結晶粒が粗大化することもないので、工具寿命の低
下や成品強度の劣化を招くことなしに、生産能率の大幅
な向上を図ることができる。
鍛造を利用した浸炭歯車の製造において不可避とされ
た、機械加工前の焼準処理を省略したとしても、旋削時
における切削性の劣化を招くことがなく、また浸炭処理
時に結晶粒が粗大化することもないので、工具寿命の低
下や成品強度の劣化を招くことなしに、生産能率の大幅
な向上を図ることができる。
【図１】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ、球状化
焼鈍工程、焼準工程及び浸炭焼入れ・焼戻し工程におけ
る処理条件を示した図である。
焼鈍工程、焼準工程及び浸炭焼入れ・焼戻し工程におけ
る処理条件を示した図である。
【図２】冷間鍛造の前後における試験片形状を示した図
である。
である。
【図３】旋削加工時における切削本数とフランク摩耗と
の関係を示した図である。
の関係を示した図である。
【図４】Ｖ含有量と浸炭層平均結晶粒径との関係を示し
た図である。
た図である。
【図５】各歯車のサイクル数と歯元応力との関係を示し
た図である。
た図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 0.05wt％以上のＶを含有させた冷間鍛造
用鋼素材に、球状化焼鈍処理を施し、この球状化焼鈍の
際にＶ炭化物を析出させたのち、冷間鍛造により予備成
形し、ついで焼準処理を施すことなしに、機械加工を施
して所定の歯車形状に仕上げ、しかるのち浸炭焼入れ処
理を施すことを特徴とする浸炭歯車の加工−熱処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05005117A JP3077433B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 浸炭歯車の加工−熱処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05005117A JP3077433B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 浸炭歯車の加工−熱処理法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06212272A JPH06212272A (ja) | 1994-08-02 |
| JP3077433B2 true JP3077433B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=11602388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05005117A Expired - Fee Related JP3077433B2 (ja) | 1993-01-14 | 1993-01-14 | 浸炭歯車の加工−熱処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3077433B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101775478B (zh) * | 2010-03-30 | 2011-11-30 | 青岛奔达汽车配件有限公司 | 齿圈氮气保护连续式正火工艺 |
-
1993
- 1993-01-14 JP JP05005117A patent/JP3077433B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06212272A (ja) | 1994-08-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |