[发明专利]渗碳高频淬火部件

说明书

技术领域

本发明涉及适用于机械结构用部件、特别是汽车等动力传送部件、具有高疲劳强度和韧性、且热处理变形小的齿轮等部件。

背景技术

作为机械结构用部件、例如自动变速机的动力传送部件的齿轮，要求其具有弯曲疲劳强度和韧性。还有，最近从环境问题出发，为了抑制齿轮运行时的噪声，还要求很高的尺寸精度。过去，作为上述齿论的原材料，一般采用JIS SCr420、SCM420等表面淬火钢。但是，相对于不断发展的汽车部件高强度化和降低噪声的趋势，实际上过去的表面淬火钢在上述强度和尺寸精度方面受到局限，不能满足要求。

渗碳齿轮在使用时，维持渗碳处理后的状态，或者在渗碳处理后只进行低温回火的状态，基本上不进行机械加工，因此渗碳淬火引起的热处理变行会残留下来，这就是运行时产生噪声的原因。

针对这一现状，在例如专利文献1中提出的解决方法中，对含碳量为0.30％以上到0.60％的钢材进行渗碳处理，形成渗碳层，在该渗碳处理后，进行缓冷处理，然后只对表层进行高频淬火处理。通过该方法，由于芯部(以下将未受到高频淬火处理影响的部分称为芯部)没有被淬火处理，从而大大缓和了马氏体相变和急冷引起的热处理变形。但是，仍存在由于高C量引起的韧性下降的问题。还有，还存在渗碳处理前的原材料切削性不好的问题。

[专利文献1]：日本专利特开平8-311607号公报

发明内容

本发明的目的在于解决上述过去的技术上的问题，提供适用于汽车等的动力传送部件、具有高疲劳强度和韧性、热处理变形小、且渗碳处理前的原材料切削性好的齿轮等部件的渗碳高频淬火部件。

本发明者通过对过去的技术、即在渗碳处理后进行缓冷处理、然后只对表面进行高频淬火处理的技术的问题进行了广泛的研究，对于疲劳强度和韧性以及热处理变形等产生的影响，获得了如下的知识。

1)通过使原材料的含C量0.08％以上、小于0.3％、并适当控制其他成分，使得原材料具有优良的切削性，在渗碳缓冷后具有优良的韧性。

2)通过适当控制渗碳处理后的冷却条件，在不大量添加包括C在内的合金元素的前提下，可以获得弯曲疲劳强度优良的芯部硬度、以及热处理变形小、韧性优良的芯部组织。

第1发明为按照质量％、含有

C：0.08％以上、小于0.3％、

Si：2.0％以下(包括0％)、

Mn：0.2-3.0％、

P：0.03％以下、

S：0.005-0.05％、

Ni：1.5％以下(包括0％)、

Cr：3.0％以下(包括0％)、

Mo：1.0％以下(包括0％)、

O：0.0025％以下、

N：0.005-0.03％，

另外还含有

Al：0.005-0.05％、

Ti：0.005-0.05％

中的1种或2种，和

V：0.3％以下(包括0％)、

Nb：0.3％以下(包括0％)

中的1种或2种，余量为由Fe和不可避免的杂质所组成的钢构成，在渗碳处理后进行高频淬火处理，

其特征在于：

表层硬度为55HRC以上，芯部硬度为20-50HRC，

芯部的金属组织不具有马氏体组织。第2发明为按照质量％、含有

C：0.08％以上、小于0.3％、

Si：2.0％以下(包括0％)、

Mn：1.3-3.0％、

P：0.03％以下、

S：0.005-0.05％、

Ni：2.0％以下(包括0％)、

Cr：3.0％以下(包括0％)、

Mo：1.0％以下(包括0％)、

O：0.0025％以下、

N：0.005-0.03％、

另外还含有

Al：0.005-0.05％、

Ti：0.005-0.05％

中的1种或2种、和

V：0.01-0.3％、

Nb：0.01-0.3％

中的1种或2种，余量为Fe和不可避免的杂质所组成的钢所构成，在渗碳处理后进行高频淬火处理，

其特征在于：

表层硬度为55HRC以上，芯部硬度为20-50HRC，

芯部的金属组织不具有马氏体组织、且贝氏体组织的面积比率为70％以上。

第3发明为按照质量％、含有

C：0.2％以上、小于0.3％、

Si：0.2-0.6％、

Mn：1.4-2.0％、