[发明专利]渗碳钢部件

说明书

技术领域

本发明涉及渗碳前被切削性和静态弯曲强度优良的渗碳钢部件。

本申请基于2009年3月30日提出的日本专利申请第2009-083228号公报并主张其优先权，这里引用其内容。

背景技术

在车辆的快速起动时或急刹车时，对机械结构用的部件、特别是差动齿轮、传动齿轮、带齿轮渗碳轴等齿轮部件施加过剩的外力。此时，齿轮部件的齿根部的内部发生高的应力。其结果是，齿根部接受静态弯曲应力，因而有时产生倒齿或折齿。所以，特别是在差动齿轮中，迫切希望提高静态弯曲强度。以往，作为上述齿轮部件的母材(进行渗碳处理前的钢材)，一般使用JIS-SCr420或JIS-SCM420等含有大约0.2％的C的表面渗碳钢。由此，将母材的硬度抑制在低水平，确保渗碳处理前实施的切齿加工等切削加工处理时的渗碳前的被切削性。而且，通过在切削加工处理后实施渗碳处理(渗碳淬火处理及150℃前后的低温回火处理)，使渗碳钢部件表面的金属组织向含有大约0.8％的C的回火马氏体组织(屈氏体组织或索氏体组织)相变。图7是表示关于通过如此的处理得到的渗碳钢部件的距离表面的深度与维氏硬度的关系的图。如该图7所示，通过上述处理能够提高表层部硬度，因此例如通过对齿轮部件进行上述处理，能够提高齿轮部件的高循环弯曲疲劳强度或耐磨损性。

以下详细叙述的专利文献1～3公开了用于提高渗碳钢部件的静态弯曲强度的技术。

专利文献1中公开了一种渗碳钢部件，是从含有C：0.1～0.3重量％、Mn：0.35～1.1重量％、Cr：0.1～1.1重量％、Mn+Cr：0.6～1.7重量％、B：0.001～0.005重量％的化学成分的母材而制造的渗碳钢部件，其中，渗碳硬化层的表面部的C量为0.6～1.1重量％，该渗碳硬化层中的屈氏体的面积分率为5～50％。

专利文献2中公开了一种渗碳钢部件，是从含有C：0.1～0.3重量％、Mn：0.5～1.3重量％、Cr：0.1～1.1重量％、Mn+Cr：0.9～1.9重量％、B：0.001～0.005重量％的化学成分的母材而制造的渗碳钢部件，其中，渗碳硬化层的表面部的C量为0.6～1.1重量％，该渗碳硬化层中的屈氏体的面积分率为5～50％。

专利文献3中公开了对使用了含有0.5％以上的Ni的合金钢材的成形品进行渗碳处理，然后利用电解研磨等从渗碳处理后的成形品的表面将深度为20μm以上的区域除去的方法。

专利文献1：日本特开平11-80882号公报

专利文献2：日本特开平9-256102号公报

专利文献3：日本特开平3-645000号公报

但是，在上述专利文献1～3的公开技术中，不能充分提高静态弯曲强度。而且，用于提高静态弯曲强度的方法一般依据母材硬度的提高或合金元素的大量添加，所以从渗碳前被切削性的观点出发，不是所希望的方法。因此，要求使优良的渗碳前被切削性和优良的静态弯曲强度两立。

发明内容

本发明的目的是为回应上述课题，提供一种渗碳前被切削性和静态弯曲强度比以往优良的渗碳钢部件。

本发明为了解决上述的课题，采取了以下的手段。

(1)本发明的第1形态涉及一种渗碳钢部件，是通过对母材实施切削加工处理及渗碳处理而得到的渗碳钢部件，所述母材的含有C：超过0.3～0.6质量％、Si：0.01～1.5质量％、Mn：0.3～2.0质量％、P：0.0001～0.02质量％、S：0.001～0.15质量％、N：0.001～0.03质量％、Al：超过0.06～0.3质量％、O：0.0001～0.005质量％的化学成分，剩余为Fe及不可避免的杂质；所述渗碳钢部件的表层部硬度为HV550～HV800，芯部硬度为HV400～HV550。

(2)在上述(1)所述的渗碳钢部件中，所述母材也可以进一步含有Ca：0.0002～0.005质量％、Zr：0.0003～0.005质量％、Mg：0.0003～0.005质量％、Rem：0.0001～0.015质量％的化学成分中的1种以上。

(3)在上述(1)或(2)中的任一项所述的渗碳钢部件中，所述母材也可以进一步含有B：0.0002～0.005质量％的化学成分。

(4)在上述(1)～(3)中的任一项所述的渗碳钢部件中，所述母材也可以进一步含有Cr：0.1～3.0质量％、Mo：0.1～1.5质量％、Cu：0.1～2.0质量％、Ni：0.1～5.0质量％的化学成分中的1种以上。