JPH07190173A - 高強度歯車 - Google Patents
高強度歯車Info
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- JPH07190173A JPH07190173A JP33341293A JP33341293A JPH07190173A JP H07190173 A JPH07190173 A JP H07190173A JP 33341293 A JP33341293 A JP 33341293A JP 33341293 A JP33341293 A JP 33341293A JP H07190173 A JPH07190173 A JP H07190173A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 耐ピッティング性および耐摩耗性が大幅に向
上し、歯面疲労強度に優れた高強度歯車を提供する。 【構成】 機械構造用肌焼鋼を素材とし、歯車成形体に
対して窒化ないしは浸炭窒化処理が施されていて、表面
から少なくとも１５０μｍ深さまでの窒素含有量が０．
２％以上０．８％以下でありかつ焼入れ硬化層がマルテ
ンサイトおよび１０〜４０％の残留オーステナイトの混
合組織、あるいはマルテンサイト，下部ベイナイトおよ
び１０〜４０％の残留オーステナイトの混合組織からな
る表面硬化層を有する高強度歯車。
上し、歯面疲労強度に優れた高強度歯車を提供する。 【構成】 機械構造用肌焼鋼を素材とし、歯車成形体に
対して窒化ないしは浸炭窒化処理が施されていて、表面
から少なくとも１５０μｍ深さまでの窒素含有量が０．
２％以上０．８％以下でありかつ焼入れ硬化層がマルテ
ンサイトおよび１０〜４０％の残留オーステナイトの混
合組織、あるいはマルテンサイト，下部ベイナイトおよ
び１０〜４０％の残留オーステナイトの混合組織からな
る表面硬化層を有する高強度歯車。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車，産業機械，農
業機械等々の各種機械構造物の機械要素のうち歯車とし
て利用される歯面疲労強度に優れた高強度歯車に関する
ものである。
業機械等々の各種機械構造物の機械要素のうち歯車とし
て利用される歯面疲労強度に優れた高強度歯車に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｓ１５ＣＫ，Ｓ２０ＣＫなどの機械構造
用炭素肌焼鋼や、ＳＣｒ４２０，ＳＣＭ４２０などの機
械構造用合金肌焼鋼を素材として、歯車成形体を塑性加
工や切削加工などにより製作したのち、浸炭ないしは浸
炭窒化処理および焼入れを施し、さらに場合によっては
ショットピーニング処理を行うことが広く行われてい
る。
用炭素肌焼鋼や、ＳＣｒ４２０，ＳＣＭ４２０などの機
械構造用合金肌焼鋼を素材として、歯車成形体を塑性加
工や切削加工などにより製作したのち、浸炭ないしは浸
炭窒化処理および焼入れを施し、さらに場合によっては
ショットピーニング処理を行うことが広く行われてい
る。
【０００３】このような処理を施すことによって、歯面
において、芯部に比べて硬い硬化層ないしは圧縮残留応
力をも有する硬化層を形成させ、これによって歯面疲労
強度（主に、ピッティング強度）や耐摩耗性を向上させ
るようにしている（例えば、特開昭６２−３３７５５
号，特開平３−２４２５７号）。
において、芯部に比べて硬い硬化層ないしは圧縮残留応
力をも有する硬化層を形成させ、これによって歯面疲労
強度（主に、ピッティング強度）や耐摩耗性を向上させ
るようにしている（例えば、特開昭６２−３３７５５
号，特開平３−２４２５７号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年におけるエ
ンジン出力の向上および軽量化の要請等により、さらに
高い歯面疲労強度、特により優れた耐ピッティング強度
を有する歯車が求められるようになっている。
ンジン出力の向上および軽量化の要請等により、さらに
高い歯面疲労強度、特により優れた耐ピッティング強度
を有する歯車が求められるようになっている。
【０００５】ところが、歯車の歯面における接触面圧の
大幅な上昇は、歯面表層部での発熱を招き、従来の表面
硬化層では、時間と共に軟化したり、圧縮残留応力が早
期に解放されてしまったりするなどの現象を伴うことが
あった。
大幅な上昇は、歯面表層部での発熱を招き、従来の表面
硬化層では、時間と共に軟化したり、圧縮残留応力が早
期に解放されてしまったりするなどの現象を伴うことが
あった。
【０００６】このため、主として、ピッティングや摩耗
が早期に生じそして進行し、ノイズ発生などの不具合に
至ることがありうることから、このような不具合の発生
を防止することが課題となっていた。
が早期に生じそして進行し、ノイズ発生などの不具合に
至ることがありうることから、このような不具合の発生
を防止することが課題となっていた。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、このような従来の課題に鑑み
てなされたものであって、歯車の歯面における接触面圧
が大幅に上昇したときでも、耐ピッティング性や耐摩耗
性に優れているため、ピッティングや摩耗が早期に生じ
ず、ノイズ発生などの不具合が生じがたい歯面疲労強度
に優れた高強度歯車を提供することを目的としている。
てなされたものであって、歯車の歯面における接触面圧
が大幅に上昇したときでも、耐ピッティング性や耐摩耗
性に優れているため、ピッティングや摩耗が早期に生じ
ず、ノイズ発生などの不具合が生じがたい歯面疲労強度
に優れた高強度歯車を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる歯面疲労
強度に優れた高強度歯車は、機械構造用肌焼鋼を素材と
し、歯車成形体に対して窒化ないしは浸炭窒化処理が施
されていて、表面から少なくとも１５０μｍ深さまでの
窒素（Ｎ）含有量が０．２％以上０．８％以下でありか
つマルテンサイトおよび１０〜４０％の残留オーステナ
イトの混合組織、あるいはマルテンサイト，下部ベイナ
イトおよび１０〜４０％の残留オーステナイトの混合組
織からなる表面硬化層を有する構成としたことを特徴と
している。
強度に優れた高強度歯車は、機械構造用肌焼鋼を素材と
し、歯車成形体に対して窒化ないしは浸炭窒化処理が施
されていて、表面から少なくとも１５０μｍ深さまでの
窒素（Ｎ）含有量が０．２％以上０．８％以下でありか
つマルテンサイトおよび１０〜４０％の残留オーステナ
イトの混合組織、あるいはマルテンサイト，下部ベイナ
イトおよび１０〜４０％の残留オーステナイトの混合組
織からなる表面硬化層を有する構成としたことを特徴と
している。
【０００９】また、本発明に係わる歯面疲労強度に優れ
た高強度歯車の実施態様においては、機械構造用肌焼鋼
が０．３〜３．０％のＣｒを含有するものとしたり、
０．１〜０．５％のＶを含有するものとしたりすること
ができ、同じく実施態様において、ショットピーニング
が施されているものとしたりすることができる。
た高強度歯車の実施態様においては、機械構造用肌焼鋼
が０．３〜３．０％のＣｒを含有するものとしたり、
０．１〜０．５％のＶを含有するものとしたりすること
ができ、同じく実施態様において、ショットピーニング
が施されているものとしたりすることができる。
【００１０】本発明に係わる歯面疲労強度に優れた高強
度歯車において、その素材としては、Ｓ０９ＣＫ，Ｓ１
５ＣＫ，Ｓ２０ＣＫ等の機械構造用炭素肌焼鋼や、ＳＮ
Ｃ４１５，ＳＮＣ８１５等のニッケル・クロム系，ＳＮ
ＣＭ２２０，ＳＮＣＭ４１５，ＳＮＣＭ４２０，ＳＮＣ
Ｍ６１６，ＳＮＣＭ８１５等のニッケル・クロム・モリ
ブデン系，ＳＣｒ４１５，ＳＣｒ４２０等のクロム系，
ＳＣＭ４１５，ＳＣＭ４１８，ＳＣＭ４２０，ＳＣＭ４
２１，ＳＣＭ８２２等のクロム・モリブデン系，ＳＭｎ
４２０，ＳＭｎＣ４２０等のマンガンおよびマンガン・
クロム系などの機械構造用合金肌焼鋼が使用される。
度歯車において、その素材としては、Ｓ０９ＣＫ，Ｓ１
５ＣＫ，Ｓ２０ＣＫ等の機械構造用炭素肌焼鋼や、ＳＮ
Ｃ４１５，ＳＮＣ８１５等のニッケル・クロム系，ＳＮ
ＣＭ２２０，ＳＮＣＭ４１５，ＳＮＣＭ４２０，ＳＮＣ
Ｍ６１６，ＳＮＣＭ８１５等のニッケル・クロム・モリ
ブデン系，ＳＣｒ４１５，ＳＣｒ４２０等のクロム系，
ＳＣＭ４１５，ＳＣＭ４１８，ＳＣＭ４２０，ＳＣＭ４
２１，ＳＣＭ８２２等のクロム・モリブデン系，ＳＭｎ
４２０，ＳＭｎＣ４２０等のマンガンおよびマンガン・
クロム系などの機械構造用合金肌焼鋼が使用される。
【００１１】この場合、クロムを含有する機械構造用肌
焼鋼においては、Ｃｒ含有量が０．３〜３．０％である
ものを用いることがより望ましく、Ｃｒはこの種の肌焼
鋼において焼入れ性の向上に寄与する作用を有している
ことから、このような作用を得るために０．３％以上と
することが望ましいが、多すぎると靭性を低下させるこ
ととなるので３．０％以下とすることが望ましい。
焼鋼においては、Ｃｒ含有量が０．３〜３．０％である
ものを用いることがより望ましく、Ｃｒはこの種の肌焼
鋼において焼入れ性の向上に寄与する作用を有している
ことから、このような作用を得るために０．３％以上と
することが望ましいが、多すぎると靭性を低下させるこ
ととなるので３．０％以下とすることが望ましい。
【００１２】また、バナジウムを含有する機械構造用肌
焼鋼においては、Ｖ含有量が０．１〜０．５％であるも
のを用いることがより望ましく、Ｖはこの種の肌焼鋼に
おいて靭性を向上させる作用を有していることから、こ
のような作用を得るために０．１％以上とすることが望
ましいが、多すぎても効果の向上はみられずかえって靭
性を低下させることとなるので０．５％以下とすること
が望ましい。
焼鋼においては、Ｖ含有量が０．１〜０．５％であるも
のを用いることがより望ましく、Ｖはこの種の肌焼鋼に
おいて靭性を向上させる作用を有していることから、こ
のような作用を得るために０．１％以上とすることが望
ましいが、多すぎても効果の向上はみられずかえって靭
性を低下させることとなるので０．５％以下とすること
が望ましい。
【００１３】そして、このほか、Ｃ，Ｓｉ，Ｍｎ，Ｐ，
Ｓ，Ｎｉ，Ｍｏ等についてもこの種の肌焼鋼に適する範
囲とすることが望ましいことはいうまでもない。
Ｓ，Ｎｉ，Ｍｏ等についてもこの種の肌焼鋼に適する範
囲とすることが望ましいことはいうまでもない。
【００１４】また、その他、結晶粒微細化作用があるＡ
ｌ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｎ等を含有させたり、被削性向
上作用があるＰｂ，Ｓ，Ｃａ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｂｉ等を含
有させたりしたものであってもよい。
ｌ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｎ等を含有させたり、被削性向
上作用があるＰｂ，Ｓ，Ｃａ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｂｉ等を含
有させたりしたものであってもよい。
【００１５】そして、このような機械構造用肌焼鋼を素
材として、塑性加工や切削加工などを行うことによって
歯車成形体に加工したのち、窒化ないしは浸炭窒化処理
および焼入れを行う。
材として、塑性加工や切削加工などを行うことによって
歯車成形体に加工したのち、窒化ないしは浸炭窒化処理
および焼入れを行う。
【００１６】この際の窒化ないしは浸炭窒化処理および
焼入れに際しては、特に格別な手法を採用せねばならな
いことはなく、このような熱処理を施すことによって、
表面から少なくとも１５０μｍ深さまでの窒素（Ｎ）含
有量が０．２％以上０．８％以下でありかつマルテンサ
イトおよび１０〜４０％の残留オーステナイトの混合組
織、あるいはマルテンサイト，下部ベイナイトおよび１
０〜４０％の残留オーステナイトの混合組織からなる表
面硬化層が得られるようにする。
焼入れに際しては、特に格別な手法を採用せねばならな
いことはなく、このような熱処理を施すことによって、
表面から少なくとも１５０μｍ深さまでの窒素（Ｎ）含
有量が０．２％以上０．８％以下でありかつマルテンサ
イトおよび１０〜４０％の残留オーステナイトの混合組
織、あるいはマルテンサイト，下部ベイナイトおよび１
０〜４０％の残留オーステナイトの混合組織からなる表
面硬化層が得られるようにする。
【００１７】この場合、少なくとも１５０μｍ深さまで
の窒素含有量が０．２％以上０．８％以下であるように
することによって、耐ピッティング性および耐摩耗性を
大幅に向上させることが可能である。
の窒素含有量が０．２％以上０．８％以下であるように
することによって、耐ピッティング性および耐摩耗性を
大幅に向上させることが可能である。
【００１８】また、表面硬化層はマルテンサイトおよび
１０〜４０％の残留オーステナイトの混合組織、あるい
はマルテンサイト，下部ベイナイトおよび１０〜４０％
の残留オーステナイトの混合組織とすることによって、
Ｎを含有した緻密でかつ高硬度のマルテンサイト組織が
得られ、また、靭性に優れ疲労亀裂先端の応力を緩和し
その伝播を阻止する作用がある残留オーステナイトにお
いても従来に比べて高硬度であってかつまた容易に変態
しないものとなっていることから、表面の耐ピッティン
グ性および耐摩耗性を大幅に向上させることが可能であ
る。
１０〜４０％の残留オーステナイトの混合組織、あるい
はマルテンサイト，下部ベイナイトおよび１０〜４０％
の残留オーステナイトの混合組織とすることによって、
Ｎを含有した緻密でかつ高硬度のマルテンサイト組織が
得られ、また、靭性に優れ疲労亀裂先端の応力を緩和し
その伝播を阻止する作用がある残留オーステナイトにお
いても従来に比べて高硬度であってかつまた容易に変態
しないものとなっていることから、表面の耐ピッティン
グ性および耐摩耗性を大幅に向上させることが可能であ
る。
【００１９】さらに、このような窒化ないしは浸炭窒化
処理および焼入れを行ったのち、ショットピーニング処
理を施すことによって、表面に圧縮残留応力を有する表
面硬化層とすることが可能であり、歯面の疲労強度をよ
り一層向上させたものとすることが可能である。
処理および焼入れを行ったのち、ショットピーニング処
理を施すことによって、表面に圧縮残留応力を有する表
面硬化層とすることが可能であり、歯面の疲労強度をよ
り一層向上させたものとすることが可能である。
【００２０】
【発明の作用】本発明に係わる高強度歯車は、上記した
構成を有するものであり、表面窒素含有量の増加および
適正化によって、高温（３００℃程度まで）での軟化抵
抗が大幅に向上し、例えばエンジン出力の上昇や軽量化
などにより歯面の接触面圧が増大して歯面表層部での発
熱を生じたときでも、表面硬化層で軟化しがたいものと
なる。
構成を有するものであり、表面窒素含有量の増加および
適正化によって、高温（３００℃程度まで）での軟化抵
抗が大幅に向上し、例えばエンジン出力の上昇や軽量化
などにより歯面の接触面圧が増大して歯面表層部での発
熱を生じたときでも、表面硬化層で軟化しがたいものと
なる。
【００２１】これは、主に、微細なＣｒ，Ｖ系等の炭窒
化物が形成されることと、Ｎの固溶硬化が得られること
により、高温での軟化抵抗が大幅に向上することとな
り、さらには、窒素を含有したマルテンサイトは緻密で
かつ高硬度の組織であると共に残留オーステナイトにお
いても従来に比べて高硬度であり、また、容易に変態し
ない特徴を有していることから、これらによって、耐ピ
ッティング性および耐摩耗性が大幅に向上することとな
る。
化物が形成されることと、Ｎの固溶硬化が得られること
により、高温での軟化抵抗が大幅に向上することとな
り、さらには、窒素を含有したマルテンサイトは緻密で
かつ高硬度の組織であると共に残留オーステナイトにお
いても従来に比べて高硬度であり、また、容易に変態し
ない特徴を有していることから、これらによって、耐ピ
ッティング性および耐摩耗性が大幅に向上することとな
る。
【００２２】
【実施例】実施例１ 表１に示す化学成分のＳＣｒ４２０，ＳＣＭ４２０およ
びＳＣＭ４２０のＶ添加鋼を真空溶解によって溶製した
のち直径３２ｍｍに鍛造し、９２０℃で６０分保持後空
冷の焼ならしを行ったのち、直径２６ｍｍ×長さ１５０
ｍｍに機械加工し、さらに、図１に示す浸炭窒化条件で
表面硬化熱処理（９３０℃×５ｈｒの浸炭および拡散→
８４０℃×２ｈｒのＮＨ３ガスによる窒化（５００リッ
トル／ｈｒ）→１８０℃ソルトへの浸漬→１７０℃×２
ｈｒの焼戻し→空冷）を行った。
びＳＣＭ４２０のＶ添加鋼を真空溶解によって溶製した
のち直径３２ｍｍに鍛造し、９２０℃で６０分保持後空
冷の焼ならしを行ったのち、直径２６ｍｍ×長さ１５０
ｍｍに機械加工し、さらに、図１に示す浸炭窒化条件で
表面硬化熱処理（９３０℃×５ｈｒの浸炭および拡散→
８４０℃×２ｈｒのＮＨ３ガスによる窒化（５００リッ
トル／ｈｒ）→１８０℃ソルトへの浸漬→１７０℃×２
ｈｒの焼戻し→空冷）を行った。
【００２３】次いで、一部については、アークハイト：
０．９７ｍＡ，カバレージ：３００％以上、ショット粒
径：０．６ｍｍ，ショット硬さ：Ｈｖ７００の条件でシ
ョットピーニング（Ｓ／Ｐ）を行ったのち、研削（直径
０．２ｍｍ）を行って本発明例のローラーピッティング
試験片（表２に示す発明品１〜６）を作製した。
０．９７ｍＡ，カバレージ：３００％以上、ショット粒
径：０．６ｍｍ，ショット硬さ：Ｈｖ７００の条件でシ
ョットピーニング（Ｓ／Ｐ）を行ったのち、研削（直径
０．２ｍｍ）を行って本発明例のローラーピッティング
試験片（表２に示す発明品１〜６）を作製した。
【００２４】そして、表２に示す発明品１〜６の表面硬
さ，表面窒素量，残留オーステナイト量および高温軟化
抵抗（３００℃×３ｈｒの焼戻し硬さ）を調べたとこ
ろ、同じく表２に示す結果であった。
さ，表面窒素量，残留オーステナイト量および高温軟化
抵抗（３００℃×３ｈｒの焼戻し硬さ）を調べたとこ
ろ、同じく表２に示す結果であった。
【００２５】比較例１ 表１に示す化学成分のＳＣｒ４２０，ＳＣＭ４２０およ
びＳＣＭ４２０のＶ添加鋼を真空溶解によって溶製した
のち直径３２ｍｍに鍛造し、９２０℃で６０分保持後空
冷の焼ならしを行ったのち、直径２６ｍｍ×長さ１５０
ｍｍに機械加工し、さらに、図２に示す浸炭条件で表面
硬化熱処理（９３０℃×５ｈｒの浸炭および拡散→８４
０℃×２ｈｒの加熱保持→１８０℃ソルトへの浸漬→１
７０℃×２ｈｒの焼戻し→空冷）を行った。
びＳＣＭ４２０のＶ添加鋼を真空溶解によって溶製した
のち直径３２ｍｍに鍛造し、９２０℃で６０分保持後空
冷の焼ならしを行ったのち、直径２６ｍｍ×長さ１５０
ｍｍに機械加工し、さらに、図２に示す浸炭条件で表面
硬化熱処理（９３０℃×５ｈｒの浸炭および拡散→８４
０℃×２ｈｒの加熱保持→１８０℃ソルトへの浸漬→１
７０℃×２ｈｒの焼戻し→空冷）を行った。
【００２６】次いで、一部について実施例１と同じ条件
でショットピーニング（Ｓ／Ｐ）を行ったのち、研削
（直径０．２ｍｍ）を行って比較例のローラーピッティ
ング試験片（表２に示す比較品１〜３）を作製した。
でショットピーニング（Ｓ／Ｐ）を行ったのち、研削
（直径０．２ｍｍ）を行って比較例のローラーピッティ
ング試験片（表２に示す比較品１〜３）を作製した。
【００２７】そして、表２に示す比較品１〜３の表面硬
さ，表面窒素量，残留オーステナイト量および高温軟化
抵抗（３００℃×３ｈｒの焼戻し硬さ）を調べたとこ
ろ、同じく表２に示す結果であった。
さ，表面窒素量，残留オーステナイト量および高温軟化
抵抗（３００℃×３ｈｒの焼戻し硬さ）を調べたとこ
ろ、同じく表２に示す結果であった。
【００２８】評価試験例１ 次に、実施例１（発明品１〜６）および比較例１（比較
品１〜３）で作製したローラーピッティング試験片に対
して、図３に示すローラーピッティング試験方法によっ
てローラーピッティング試験を行った。
品１〜３）で作製したローラーピッティング試験片に対
して、図３に示すローラーピッティング試験方法によっ
てローラーピッティング試験を行った。
【００２９】図３において、１は小ローラー（駆動ロー
ラー，試験片）であって、接触部の直径が２６ｍｍ，幅
が２８ｍｍのものであり、２は大ローラー（従動ローラ
ー）であって、接触部の幅が８ｍｍ，直径が１３０ｍｍ
のものである。
ラー，試験片）であって、接触部の直径が２６ｍｍ，幅
が２８ｍｍのものであり、２は大ローラー（従動ローラ
ー）であって、接触部の幅が８ｍｍ，直径が１３０ｍｍ
のものである。
【００３０】このローラーピッティング試験において、
大ローラー（相手材）２として、ＳＣｒ４２０よりなる
浸炭焼入れ材を用い、試験条件として、面圧：３６７７
ＭＰａ，すべり率：−４０％，潤滑油：ミッションオイ
ル）を選んで実施し、ピッティング発生寿命を調べた。
この結果を同じく表２に示す。
大ローラー（相手材）２として、ＳＣｒ４２０よりなる
浸炭焼入れ材を用い、試験条件として、面圧：３６７７
ＭＰａ，すべり率：−４０％，潤滑油：ミッションオイ
ル）を選んで実施し、ピッティング発生寿命を調べた。
この結果を同じく表２に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
【表２】
【００３３】表１および表２より明らかなように、表面
の窒素含有量が０．２〜０．８％の範囲内にあり、１０
〜４０％の残留オーステナイトを含む混合組織である表
面硬化層が得られるようにした発明品１〜６では、いず
れも３００℃×３ｈｒでの焼戻し硬さが大であって高温
軟化抵抗が大きなものになっていると共に、４×１０６
回以上のピッティング発生寿命回数を得ることができ、
歯面疲労強度および耐摩耗性が良好なものとなっている
ことが確かめられた。
の窒素含有量が０．２〜０．８％の範囲内にあり、１０
〜４０％の残留オーステナイトを含む混合組織である表
面硬化層が得られるようにした発明品１〜６では、いず
れも３００℃×３ｈｒでの焼戻し硬さが大であって高温
軟化抵抗が大きなものになっていると共に、４×１０６
回以上のピッティング発生寿命回数を得ることができ、
歯面疲労強度および耐摩耗性が良好なものとなっている
ことが確かめられた。
【００３４】これに対して、浸炭処理を施し、表面窒素
量が０％である比較品１〜３では、３００℃の高温で軟
化を生じやすいものとなっており、高温軟化抵抗性も低
いと共に、ピッティング寿命回数は４×１０６回以下で
あった。
量が０％である比較品１〜３では、３００℃の高温で軟
化を生じやすいものとなっており、高温軟化抵抗性も低
いと共に、ピッティング寿命回数は４×１０６回以下で
あった。
【００３５】実施例２ 表１に示す化学成分のＳＣＭ４２０およびＳＣＭ４２０
のＶ添加鋼を素材として小型の歯車成形体に成形したの
ち、図１に示す浸炭窒化条件で表面硬化熱処理を行っ
た。
のＶ添加鋼を素材として小型の歯車成形体に成形したの
ち、図１に示す浸炭窒化条件で表面硬化熱処理を行っ
た。
【００３６】次いで、実施例１と同じ条件でショットピ
ーニング（Ｓ／Ｐ）を行って小型実歯車（表３に示す発
明品７，８）を作製した。
ーニング（Ｓ／Ｐ）を行って小型実歯車（表３に示す発
明品７，８）を作製した。
【００３７】そして、表３に示す発明品７，８の表面硬
さ，表面窒素量，残留オーステナイト量および高温軟化
抵抗（３００℃×３ｈｒの焼戻し硬さ）を調べたとこ
ろ、同じく表３に示す結果であった。
さ，表面窒素量，残留オーステナイト量および高温軟化
抵抗（３００℃×３ｈｒの焼戻し硬さ）を調べたとこ
ろ、同じく表３に示す結果であった。
【００３８】比較例２ 表１に示す化学成分のＳＣＭ４２０およびＳＣＭ４２０
のＶ添加鋼を素材として小型の歯車成形体を成形したの
ち、図２に示す浸炭条件で表面硬化処理を行った。
のＶ添加鋼を素材として小型の歯車成形体を成形したの
ち、図２に示す浸炭条件で表面硬化処理を行った。
【００３９】次いで、実施例１と同じ条件でショットピ
ーニング（Ｓ／Ｐ）を行って小型実歯車（表３に示す比
較品４，５）を作製した。
ーニング（Ｓ／Ｐ）を行って小型実歯車（表３に示す比
較品４，５）を作製した。
【００４０】そして、表３に示す比較品４，５の表面硬
さ，表面窒素量，残留オーステナイト量および高温軟化
抵抗（３００℃×３ｈｒの焼戻し硬さ）を調べたとこ
ろ、同じく表３に示す結果であった。
さ，表面窒素量，残留オーステナイト量および高温軟化
抵抗（３００℃×３ｈｒの焼戻し硬さ）を調べたとこ
ろ、同じく表３に示す結果であった。
【００４１】評価試験例２ 次に、実施例２（発明品７，８）および比較例２（比較
品４，５）で作製した小型実歯車のピッティング発生寿
命を動力循環式歯車疲労試験により評価した。この結果
を同じく表３に示す。
品４，５）で作製した小型実歯車のピッティング発生寿
命を動力循環式歯車疲労試験により評価した。この結果
を同じく表３に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】表１および表３より明らかなように、発明
品７，８では高温軟化抵抗が大きなものになっていると
共に歯面のピッティング発生寿命回数が多くなってお
り、Ｎ＝１．５×１０６回での歯面の摩耗量は少ないも
のとなっていた。
品７，８では高温軟化抵抗が大きなものになっていると
共に歯面のピッティング発生寿命回数が多くなってお
り、Ｎ＝１．５×１０６回での歯面の摩耗量は少ないも
のとなっていた。
【００４４】これに対して、比較品４，５では高温軟化
抵抗が発明品７，８に比べて小さくなっており、比較品
５では発明品に匹敵する歯面のピッティング発生寿命回
数を有しているものの、比較品４，５のＮ＝１．５×１
０６回での歯面の摩耗量は発明品よりも多いものとなっ
ていた。
抵抗が発明品７，８に比べて小さくなっており、比較品
５では発明品に匹敵する歯面のピッティング発生寿命回
数を有しているものの、比較品４，５のＮ＝１．５×１
０６回での歯面の摩耗量は発明品よりも多いものとなっ
ていた。
【００４５】
【発明の効果】本発明に係わる高強度歯車は、機械構造
用肌焼鋼を素材とし、歯車成形体に対して窒化ないしは
浸炭窒化処理が施されていて、表面から少なくとも１５
０μｍ深さまでの窒素含有量が０．２％以上０．８％以
下でありかつマルテンサイトおよび１０〜４０％の残留
オーステナイトの混合組織、あるいはマルテンサイト，
下部ベイナイトおよび１０〜４０％の残留オーステナイ
トの混合組織からなる表面硬化層を有するものであるか
ら、表面窒素量の増加および適正化によって高温（３０
０℃程度まで）の軟化抵抗が大幅に向上し、歯面の接触
面圧が増大して歯面表層部での発熱を生じたときでも、
表面硬化層において軟化を生じがたいものとなり、さら
には、窒素を含有したマルテンサイトは緻密でかつ高硬
度であると共に残留オーステナイトも従来に比べて高硬
度であり、かつまた、容易に変態しないものとなってい
るので、耐ピッティング性および耐摩耗性が大幅に向上
した歯面疲労強度に優れたものとなっていて、ノイズ発
生などの不具合が生じがたいものになるという著しく優
れた効果がもたらされる。
用肌焼鋼を素材とし、歯車成形体に対して窒化ないしは
浸炭窒化処理が施されていて、表面から少なくとも１５
０μｍ深さまでの窒素含有量が０．２％以上０．８％以
下でありかつマルテンサイトおよび１０〜４０％の残留
オーステナイトの混合組織、あるいはマルテンサイト，
下部ベイナイトおよび１０〜４０％の残留オーステナイ
トの混合組織からなる表面硬化層を有するものであるか
ら、表面窒素量の増加および適正化によって高温（３０
０℃程度まで）の軟化抵抗が大幅に向上し、歯面の接触
面圧が増大して歯面表層部での発熱を生じたときでも、
表面硬化層において軟化を生じがたいものとなり、さら
には、窒素を含有したマルテンサイトは緻密でかつ高硬
度であると共に残留オーステナイトも従来に比べて高硬
度であり、かつまた、容易に変態しないものとなってい
るので、耐ピッティング性および耐摩耗性が大幅に向上
した歯面疲労強度に優れたものとなっていて、ノイズ発
生などの不具合が生じがたいものになるという著しく優
れた効果がもたらされる。
【図１】本発明の実施例１，２で採用した表面硬化熱処
理条件（浸炭窒化条件）を示す説明図である。
理条件（浸炭窒化条件）を示す説明図である。
【図２】本発明の比較例１，２で採用した表面硬化熱処
理条件（浸炭窒化条件）を示す説明図である。
理条件（浸炭窒化条件）を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例１，比較例１で採用したローラ
ーピッティング試験方法を示す説明図である。
ーピッティング試験方法を示す説明図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松 島 義 武 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式会社神戸製鋼所内 (72)発明者 中 村 守 文 兵庫県神戸市中央区脇浜町１丁目３番18号 株式会社神戸製鋼所内 (72)発明者 渡 辺 陽 一 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 浅 野 晋 司 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 小 倉 真 義 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 機械構造用肌焼鋼を素材とし、歯車成形
体に対して窒化ないしは浸炭窒化処理が施されていて、
表面から少なくとも１５０μｍ深さまでの窒素含有量が
０．２％以上０．８％以下でありかつマルテンサイトお
よび１０〜４０％の残留オーステナイトの混合組織、あ
るいはマルテンサイト，下部ベイナイトおよび１０〜４
０％の残留オーステナイトの混合組織からなる表面硬化
層を有することを特徴とする高強度歯車。 - 【請求項２】 機械構造用肌焼鋼が０．３〜３．０％の
Ｃｒを含有する請求項１に記載の高強度歯車。 - 【請求項３】 機械構造用肌焼鋼が０．１〜０．５％の
Ｖを含有する請求項１または２に記載の高強度歯車。 - 【請求項４】 ショットピーニングが施されている請求
項１ないし３のいずれかに記載の高強度歯車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33341293A JP3701036B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 高強度歯車 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33341293A JP3701036B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 高強度歯車 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07190173A true JPH07190173A (ja) | 1995-07-28 |
| JP3701036B2 JP3701036B2 (ja) | 2005-09-28 |
Family
ID=18265827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33341293A Expired - Fee Related JP3701036B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 高強度歯車 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3701036B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0774528A1 (en) * | 1995-11-17 | 1997-05-21 | Camco International Inc. | Rolling cutter drill bits |
| JP2005097720A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-14 | Mahindra & Mahindra Ltd | 優れた曲げ疲労強度とピッチング疲労寿命とを有するギア部品及びシャフト部品を従来の合金鋼から製造する方法 |
| EP1788264A1 (en) * | 2004-08-02 | 2007-05-23 | Ntn Corporation | Rolling bearing for rocker arm |
| JP2007127259A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-05-24 | Ntn Corp | 歯車及び歯車駆動装置 |
| WO2009054530A1 (ja) | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Nippon Steel Corporation | 高温での面圧疲労強度に優れた浸炭窒化高周波焼入れ鋼部品及びその製造方法 |
| CN102482756A (zh) * | 2009-09-11 | 2012-05-30 | 住友金属工业株式会社 | 碳氮共渗构件的制造方法 |
| FR2999609A1 (fr) * | 2012-12-13 | 2014-06-20 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede de renforcement de l'acier par effets thermochimiques et effet de re-austenitisation |
| KR20170118829A (ko) | 2015-03-25 | 2017-10-25 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 내마모성과 내피팅성이 우수한 질화, 연질화 처리 부품 및 질화, 연질화 처리 방법 |
| CN110438319A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-12 | 厦门真冈热处理有限公司 | 一种滑块的热处理方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP33341293A patent/JP3701036B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0774528A1 (en) * | 1995-11-17 | 1997-05-21 | Camco International Inc. | Rolling cutter drill bits |
| JP2005097720A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-14 | Mahindra & Mahindra Ltd | 優れた曲げ疲労強度とピッチング疲労寿命とを有するギア部品及びシャフト部品を従来の合金鋼から製造する方法 |
| EP1788264A4 (en) * | 2004-08-02 | 2009-05-06 | Ntn Toyo Bearing Co Ltd | BEARING BEARING FOR OSCILLATING ARMS |
| EP1788264A1 (en) * | 2004-08-02 | 2007-05-23 | Ntn Corporation | Rolling bearing for rocker arm |
| US7614374B2 (en) | 2004-08-02 | 2009-11-10 | Ntn Corporation | Rolling bearing for rocker arm |
| JP2007127259A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-05-24 | Ntn Corp | 歯車及び歯車駆動装置 |
| WO2009054530A1 (ja) | 2007-10-24 | 2009-04-30 | Nippon Steel Corporation | 高温での面圧疲労強度に優れた浸炭窒化高周波焼入れ鋼部品及びその製造方法 |
| US8328956B2 (en) | 2007-10-24 | 2012-12-11 | Nippon Steel Corporation | Carbonitrided induction hardened steel part superior in surface fatigue strength at high temperature and method of production of same |
| CN102482756A (zh) * | 2009-09-11 | 2012-05-30 | 住友金属工业株式会社 | 碳氮共渗构件的制造方法 |
| US20120211122A1 (en) * | 2009-09-11 | 2012-08-23 | Honda Motor Co., Ltd. | Method for producing carbonitrided member |
| US9062364B2 (en) | 2009-09-11 | 2015-06-23 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method for producing carbonitrided member |
| FR2999609A1 (fr) * | 2012-12-13 | 2014-06-20 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede de renforcement de l'acier par effets thermochimiques et effet de re-austenitisation |
| KR20170118829A (ko) | 2015-03-25 | 2017-10-25 | 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤 | 내마모성과 내피팅성이 우수한 질화, 연질화 처리 부품 및 질화, 연질화 처리 방법 |
| US10570496B2 (en) | 2015-03-25 | 2020-02-25 | Nippon Steel Corporation | Nitrided or soft nitrided part with excellent wear resistance and pitting resistance, and nitriding and soft nitriding method |
| CN110438319A (zh) * | 2019-08-06 | 2019-11-12 | 厦门真冈热处理有限公司 | 一种滑块的热处理方法 |
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|---|---|
| JP3701036B2 (ja) | 2005-09-28 |
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