[发明专利]高频淬火用钢及使用其制造的曲柄轴

说明书

技术领域

本发明涉及高频淬火用钢及使用其制造的曲柄轴，更详细而言，涉及用于通过高频淬火制造的曲柄轴的高频淬火用钢及使用其制造的曲柄轴。

背景技术

曲柄轴有实施高频淬火和回火后进行磨削而制造的曲柄轴。通过高频淬火，钢中产生残留应力。残留应力导致淬火裂纹、磨削裂纹这样的裂纹。回火降低残留应力，抑制裂纹的产生。

若省略回火，则制造成本降低。然而，高频淬火时产生的残留应力导致的裂纹变得容易产生。因此，需要即使在曲柄轴的制造工序中省略回火也不易产生裂纹的高频淬火用钢。

日本特开昭61－186419号公报、日本特开2000－26933号公报、日本特开2005－256134号公报和日本特开2007－113063号公报公开了用于热锻产品和曲柄轴的制造的、不易产生由高频淬火导致的裂纹的钢。

日本特开昭61－186419号公报中公开的驱动轴的制造方法通过降低钢构件的C含量来抑制由高频淬火导致的淬火裂纹的产生。日本特开昭61－186419号公报还为了补偿由降低C含量引起的淬火性的降低而使钢构件含有B。

日本特开2000－26933号公报中公开的热锻用钢通过含有0.04重量%以上的Ti来改变硫化物的形态，提高锻造后的切削性，抑制磨削时产生的磨削裂纹。

日本特开2005－256134号公报中公开的曲柄轴用钢材含有0.4质量%以上的Si。通过大量含有Si，减小由磨削时产生的热导致碳化物产生时的收缩量，抑制磨削裂纹。

日本特开2007－113063号公报中公开的热锻部件具有fn2=521－353C－22Si－25Mn－8Cu－17Ni－18Cr－26Mo为300以上的化学组成。通过将式fn2设为300以上来抑制淬火裂纹的产生。

发明内容

然而，像日本特开昭61－186419号公报中公开的钢构件那样含有B的高频淬火用钢的淬火性偏差大，品质难以稳定。另外，日本特开2000－26933号公报中公开的热锻用钢由于含有大量的Ti，制造成本变高。日本特开2005－256134号公报和日本特开2007－113063号公报中公开的钢材含有大量的Si。因此，氧化皮的产生量变多。因此，通过与上述专利文献不同的其它方法而能够抑制伴随高频淬火的裂纹的产生是优选的。

进而，曲柄轴的硬度高是优选的。另外，曲柄轴的销被装入连杆的大端部中，曲柄轴的销与连杆的大端部的内表面借助滑动轴承旋转。因此，曲柄轴的表面也需要优异的抗咬死性。因此，用于制造曲柄轴的高频淬火用钢需要高硬度和优异的抗咬死性。

本发明的目的在于，提供即使省略高频淬火后的回火，也不易产生裂纹且具有高硬度和优异的抗咬死性的高频淬火用钢。

本发明的一个实施方式的高频淬火用钢以质量%计含有C：0.20～0.34%、Si：0.20%以下、Mn：0.75～2.0%、P：0.03%以下、S：0.20%以下、Cr：0.05～1.2%、Ti：0.002%以上且不足0.030%、Al：0.005～0.04%、N：0.0040～0.020%，剩余部分由Fe和杂质组成，满足式(1)。

1.20≤Mn+Cr≤2.10(1)

此处，对式(1)中的各元素符号代入各元素的含量(质量%)。

本发明的一个实施方式的高频淬火用钢即使省略高频淬火后的回火，也不易产生裂纹且具有高硬度和优异的抗咬死性。

本发明的一个实施方式的曲柄轴是将上述高频淬火用钢高频淬火而制造的。另外，曲柄轴也可以省略回火而制造。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细说明。以下，与元素相关的%是指质量%。

[本实施方式的高频淬火用钢的概要]

本发明人等为了提高省略了回火的高频淬火用钢的耐裂纹性、硬度和抗咬死性而进行了调查和研究。其结果，本发明人等得到以下见解。

(1)制造曲柄轴时高频淬火用钢中产生的裂纹(淬火裂纹、磨削裂纹)是由高频淬火时、磨削时钢中产生的残留应力导致的。对于减少残留应力，减少钢中的碳(C)含量是有效的。若减少C含量，则能够抑制由热导致的钢的体积变化，因此能够减少残留应力。因此，变得不易产生裂纹。即，钢的耐裂纹性提高。C含量为0.34%以下时，即使省略回火处理，也能够抑制裂纹的产生。

(2)C提高钢的硬度。因此，若减少C含量，则高频淬火用钢的硬度降低。因此，含有满足式(1)的锰(Mn)和铬(Cr)来代替C，提高钢的硬度。