[发明专利]抗回火软化性优良的钢部件

说明书

技术领域

本发明涉及在汽车用途的无级变速器用带轮或齿轮等的使用过程中需要对因该部件的环境温度上升而导致的该部件表面的硬度下降进行抑制的钢（特别是表面渗碳钢）制的部件。

背景技术

例如，汽车用途的无级变速器用带轮或齿轮等多采用JIS SCr420、SCM420等表面渗碳用铬钢或铬钼钢来进行部件加工，在进行了气体渗碳淬火回火后使用。

近年来，更强烈地要求通过削减CO₂排放量来防止全球变暖或资源节省，为了进一步提高燃烧效率，要求车辆的轻量化。为此，需要使部件尺寸小型化，或者用相同尺寸的部件提高能够传递的负荷。在此种情况下，由于与以往相比施加给部件的负荷增大，所以要求进一步的高强度化。

此外，由于部件的使用环境温度上升到大约300℃，因此部件表面的硬度下降，产生点蚀（pitting）破坏。因此，为了提高抗点蚀疲劳特性（也称为面压疲劳强度的提高、高面压化等），一直要求抗回火软化优良的表面渗碳钢（也称为表面渗碳硬化钢）。

与此相对应，提出了多种为提高抗回火软化而增加Si等的含量的方法。例如，SCr420钢或SCM420钢的Si含量为0.15～0.35%。

专利文献1中提出了一种齿轮，其对含有Si：0.5～1.5%、Mn：0.3～1%、Cr：0.2～0.5%的钢施加C含量为0.6%以上的渗碳淬火回火。但是，根据本发明者们进行的评价，因Cr含量小而无法得到充分的抗回火软化。

专利文献2中提出了一种齿轮，其对含有Si：1%以下、Mn：1%以下、Cr：1.5～5.0%的钢施加C含量为0.7～1.3%的渗碳淬火回火。

专利文献3中公开了一种钢，其含有Si：0.7～1.5%、Mn：0.5～1.5%、Cr：0.1～3.0%，且含有超过1.3%的Si+0.2Cr。

但是，根据本发明者们进行的评价，专利文献2、3所述的钢中，如果Mn、Cr的含量高，渗碳处理中C含量也变高，则残留奥氏体量过多。所以，未必达到充分的抗回火软化。此外，如果Cr超过1.5%，则在渗碳处理后的淬火前保持（大约850℃）的阶段生成初析渗碳体，从而还具有使强度劣化的问题。该淬火前保持是为了减轻淬火应力而通常使用的。

专利文献4中公开了一种钢，其中添加Si：0.4～1.5%、Mn：0.3～2.0%、Cr：0.5～3.0%、Ti：0.02～0.2%。但是，根据本发明者们进行的评价，未必能得到充分的抗回火软化。此外，由于添加Ti，在某种程度上担心以不可避免地生成的粗大的TiC为起点的齿轮破坏。

专利文献5中公开了一种部件，其在对含有Si：0.5～1.5%、Mn：0.2～1.5%、Cr：0.5～1.5%的钢施加C含量为0.8～1.2%的渗碳淬火回火后，通过再次在奥氏体区加热，使平均粒径1.2μm以下的碳化物以面积率计为2～8%析出，从而将基体中的固溶碳含量调整到0.60～0.95%。但是，根据本发明者们进行的评价，基体的抗回火软化未必能说是充分的。

专利文献6中提出了一种转动部件，其特征在于，使Si、Al、Be、Co、P、Sn中的至少一种以上扩散渗透在含有1.0～5.0%的Si的钢中，同时对其表面层进行渗碳、渗碳渗氮及/或渗氮处理，然后实施淬火或淬火回火处理。其中对残留奥氏体没有任何考虑。另外，需要新的扩散渗透工序，所以导致生产率恶化及生产成本的上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-27142号公报

专利文献2：日本特开平7-242994号公报

专利文献3：日本特开2003-231943号公报

专利文献4：日本特开2001-329337号公报

专利文献5：日本特开2005-68453号公报

专利文献6：日本特开2004-107709号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献1～6的公开技术中，抗回火软化不充分，不能维持300℃时的渗碳层表面硬度。此外，专利文献1～6的公开技术中，需要附加新的制造工序，有生产率下降及需要新的设备投资等问题。

因而，本发明解决了上述问题，提供一种抗回火软化性优良的表面渗碳钢部件。具体地讲，将成为抗点蚀疲劳强度（齿轮的面压疲劳强度）的指标的“300℃时的抗回火软化”定义为在气体渗碳淬火回火后，再次以300℃×2小时的温度保持后进行回火时的渗碳层表面硬度，以提供其“抗回火软化”为HV700以上的表面渗碳钢为课题。