[发明专利]齿轮及其制造方法

说明书

本发明的齿轮形成有齿部和齿根部，在成型后经过渗碳处理和随后的淬火处理，原材料钢的化学成分为C：0.10～0.30％、Ni：0.01～3.00％、Si：0.50～3.00％、Cr：0.20～1.00％、Mn：0.30～3.00％、Mo：0.10％以下、P：0.030％以下、N：0.05％以下、S：0.030％以下、Cu：0.01～1.00％、Fe和不可避免的杂质：其余部分，且满足Si％+Ni％+Cu％－Cr％＞0.5。进而，在齿部和齿根部的轴向的端部的边缘部(16)的表层形成有硬度比马氏体组织低的部分回火区域，其它部分的表层由通过淬火处理形成的马氏体组织构成。

技术领域

本发明涉及例如车辆的驱动传动用齿轮这样的对硬度和疲劳强度均要求高水准的齿轮及其制造方法。更详细而言，涉及以钢为原材料且晶界强度和耐塑性变形强度均优异的齿轮及其制造方法。

背景技术

作为以往的差动齿轮等这种高负荷用途的齿轮，可举出专利文献1中记载的齿轮。在该文献中，使用含有硼、硅等的钢种作为齿轮的原材料钢。而且，进行低浓度下的真空渗碳，其后进行淬火，然后将齿部的整体进行回火。由此，试图得到兼具齿根强度和齿面强度的齿轮。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010－1527号公报

发明内容

然而，上述现有技术中存在如下问题。除了作为完成的齿轮中的原材料钢的主体的硬度以外，有时表层的疲劳强度不足。因此，实际上有时会局部地发生疲劳破坏。尤其是，在如齿部与齿轮端面的边缘部那样的尖锐部分，在渗碳时碳过量地浸透而碳发生浓化，在淬火时成为碳浓度比齿面高的马氏体组织，因此疲劳强度的不足成为问题。若欲消除该问题，例如，可考虑降低渗碳时的碳浓度。由此，在如边缘部的尖锐部分形成与不降低碳浓度的情况相比碳浓度低的马氏体组织，因此可以提高疲劳强度。但是，齿面的碳浓度反而下降，齿面强度不足。因此，无法以那么高的水准兼具要求齿面等的硬度的部分的硬度与如边缘部那样的尖锐部分的疲劳强度。

本发明是为了解决上述现有技术所具有的问题而作出的。即，其课题在于提供一种面向包含差动齿轮的车辆的驱动传动系用途等高负荷用途而充分地兼具齿面的硬度和如边缘部的尖锐部分的疲劳强度的齿轮及其制造方法。

本发明的一个方式所涉及的驱动系部件是由原材料钢成型，具有圆板部和在圆板部离散地形成圆周状的多个齿部，为在齿部与齿部之间形成有齿根部的形状，在成型后经过真空渗碳处理和随后的利用高密度能量加热进行的淬火处理的齿轮，原材料钢的化学成分为：

C：0.10～0.30质量％、

Si：0.50～3.00质量％、

Mn：0.30～3.00质量％、

P：0.030质量％以下、

S：0.030质量％以下、

Cu：0.01～1.00质量％、

Ni：0.01～3.00质量％、

Cr：0.20～1.00质量％、

Mo：0.10质量％以下、

N：0.05质量％以下、

Fe和不可避免的杂质：其余部分，并且

满足Si质量％+Ni质量％+Cu质量％－Cr质量％＞0.5，

在包含齿部和齿根部的轴向的一个端部的边缘部的至少一部分表层形成有部分回火区域，部分回火区域具有与通过淬火处理而生成于该一部分的表层的马氏体组织的硬度相比低的硬度，齿部和齿根部的除部分回火区域以外的部分的表层由通过淬火处理而生成的马氏体组织构成。