[发明专利]感应淬火曲轴和感应淬火曲轴用坯料的制造方法

说明书

提供疲劳强度、切削性和耐淬火裂纹性的平衡优异的感应淬火曲轴。感应淬火曲轴的化学组成以质量％计为C：0.30～0.60％、Si：0.01～1.50％、Mn：0.4～2.0％、Cr：0.01～0.50％、Al：0.001～0.06％、N：0.001～0.02％、P：0.03％以下、S：0.005～0.20％、Nb：0.005～0.060％、余量：Fe和杂质，非感应淬火部的组织由以铁素体/珠光体为主体的组织形成，且铁素体分数Fα满足下述式(1)，感应淬火部的组织由以马氏体或回火马氏体为主体的组织形成，并且，原奥氏体粒径为30μm以下。Fα≥‑150×[C％]+84 (1)。[C％]中以质量％的形式代入感应淬火曲轴的C含量。

技术领域

本发明涉及感应淬火曲轴和感应淬火曲轴用坯料(roughly shaped material)的制造方法。

背景技术

曲轴如下制造：通过热锻将钢材制成坯料后，施加切削、磨削、开孔等机械加工，进而根据需要施加感应淬火等表面硬化处理，从而制造。

以下，将进行了基于感应淬火的表面硬化处理的曲轴称为“感应淬火曲轴”，将感应淬火曲轴所使用的曲轴的坯料称为“感应淬火曲轴用坯料”。

为了提高感应淬火曲轴的疲劳强度，不仅需要提高经感应淬火的部分(以下称为“感应淬火部”)的硬度，还需要提高未经感应淬火的部分(以下称为“非感应淬火部”)的硬度。为了提高感应淬火部和非感应淬火部这两者的硬度，提高钢材的C含量是有效的。但是，若提高C含量，则存在切削性降低、变得容易产生淬火裂纹之类的问题。

作为不依靠C含量的增加地提高硬度的方法，已知在钢材中添加V并利用基于VC的析出强化的方法。但是，V是较贵的元素，价格波动的风险也大，因此从商业的观点出发优选不使用V。

日本特许第4699341号公报和日本特许第4699342号公报中记载了：通过使Nb、Ti和V的超微细析出物(粒径15nm以下)析出，从而能够提高钢部件的拉伸强度和疲劳极限比。

作为生成该超微细析出物的方法，前述日本特许第4699341号公报中记载了：热锻后在直至650℃为止的范围以60℃/分钟以上的平均冷却速度进行冷却，在自650℃至500℃为止的范围以10℃/分钟以下的平均冷却速度进行冷却。同样地，前述日本特许第4699342号公报中记载了：热轧后至650℃为止的范围以120℃/分钟以上的平均冷却速度进行冷却，自650℃至500℃为止的范围以60℃/分钟以下的平均冷却速度进行冷却。

发明内容

日本特许第4699341号公报和日本特许第4699342号公报涉及非调质钢部件，没有考虑耐淬火裂纹性。

本发明的目的是提供疲劳强度、切削性和耐淬火裂纹性的平衡优异的感应淬火曲轴。本发明的另一目的是提供疲劳强度、切削性和经感应淬火时的耐淬火裂纹性的平衡优异的感应淬火曲轴用坯料的制造方法。

本发明的一个实施方式的感应淬火曲轴为具有非感应淬火部和感应淬火部的感应淬火曲轴，其中，化学组成以质量％计为C：0.30～0.60％、Si：0.01～1.50％、Mn：0.4～2.0％、Cr：0.01～0.50％、Al：0.001～0.06％、N：0.001～0.02％、P：0.03％以下、S：0.005～0.20％、Nb：0.005～0.060％、余量：Fe和杂质，前述非感应淬火部的组织由以铁素体/珠光体为主体的组织形成，并且铁素体分数Fα满足下述式(1)，前述感应淬火部的组织由以马氏体或回火马氏体为主体的组织形成，并且原奥氏体粒径为30μm以下。

Fα≥-150×[C％]+84 (1)

[C％]中以质量％的形式代入感应淬火曲轴的C含量。