[发明专利]渗碳部件

说明书

技术领域

本发明涉及渗碳部件，更具体地涉及通过实施真空渗碳处理而制造的渗碳部件。

背景技术

为了提高机械部件的弯曲疲劳强度、耐磨耗性，对机械部件实施表面硬化处理。例如，对于作为汽车的变速器使用的齿轮、带式无级变速器(CVT)用滑轮，作为表面硬化处理，有时实施渗碳淬火处理。

作为渗碳淬火处理，以往大多利用气体渗碳淬火处理。然而，最近真空渗碳淬火处理开始普及。在真空渗碳淬火处理中，在与气体渗碳淬火处理相比压力减低的气氛内，使用烃气体实施渗碳处理。在真空渗碳淬火处理中，利用与真空炉结构相同的热处理炉。因此，与气体渗碳淬火处理比较，可以提高渗碳温度，可以缩短处理时间。另外，由于在减压下渗碳处理，因此晶界氧化被抑制，容易获得高疲劳强度。此外，由于碳收率高，因此可以抑制二氧化碳的排出量。

然而，在通过真空渗碳处理所制造的渗碳部件中，各部中的碳浓度有时不均。尤其，包括边角部的边缘部的碳浓度与平坦部相比容易变高。这样，碳浓度增高的现象称为过量渗碳。在发生过量渗碳的边缘部中，容易残留粗大的渗碳体。由于粗大的渗碳体容易构成裂纹的起点，因此，边缘部的弯曲疲劳强度有时降低。

国际公开第2009/131202号(专利文献1)、日本特开2007-291486号公报(专利文献2)、日本特开2006-349055号公报(专利文献3)、日本特开2000-129418号公报(专利文献4)、日本特开2008-81781号公报(专利文献5)和日本特开2009-57597号公报(专利文献6)提出了真空渗碳处理的改善策略。

具体而言，专利文献1目的是抑制渗碳部件的大致整个表面的表面碳浓度的不均。在专利文献1公开的真空渗碳处理中，以使平坦部的碳浓度在0.65±0.1质量％的范围内的渗碳条件实施真空渗碳处理。此后，在冷却气体中将渗碳部件缓慢冷却。此后，对渗碳部件实施高频加热，实施水淬火。

专利文献2的目的是抑制边缘部的过量渗碳。在专利文献2公开的真空渗碳处理中，钢材的化学组成按质量％计含有Si：0.5～3.0％、Ni：0.01～3.0％、Cu：0.01～1.00％和Cr：0.3～1.0％，满足[Si％]+[Ni％]+[Cu％]-[Cr％]>0.5。总之，专利文献2中，提高Si含量，减低Cr含量，抑制边缘部的过量渗碳。

专利文献3也提出了实施真空渗碳处理，使齿轮的表面部与角部的表面碳浓度差异减小的齿轮。专利文献3中，对位于齿根附近的应力集中部分实施倒角(chamfering)加工，此后实施真空渗碳处理。

专利文献4的目的是抑制渗碳不均的发生。专利文献4中，实施真空渗碳处理之后，将钢部件冷却到Ar₃相变点以下。此后，将钢部件再加热至奥氏体化温度区，实施淬火。在专利文献4的图2中，上述冷却时的冷却速度为2℃/秒。

专利文献5的目的是改善晶粒的粗大化，获得具有规定的物性值的被处理物。专利文献5中，在扩散工序与淬火工序之间，使被处理物(工件，workpiece)的温度从第1温度下降到规定温度(正火工序)。接着，将被处理物保持在规定温度。此后，使被处理物的温度上升至第2温度。在专利文献5的图4和图6中，正火工序时的冷却速度为1.5℃/秒。

专利文献6的目的是提供抑制粗大渗碳体的残留，提高耐点蚀性(pitting resistance)的齿轮。在专利文献6中，齿轮的化学组成按质量％计含有C：0.10～0.30％、Si：1.0～1.5％、Mn：0.20～1.5％、Cr：0.31％以下、Mo：0.1～1.0％，余量由Fe和不可避免的杂质构成。将上述齿轮加热至A_c3点以上，实施真空渗碳处理，在齿轮的表层上形成具有1质量％以上的碳浓度的渗碳层。此后，将齿轮冷却至A_r1点以下的温度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2009/131202号

专利文献2：日本特开2007-291486号公报

专利文献3：日本特开2006-349055号公报

专利文献4：日本特开2000-129418号公报

专利文献5：日本特开2008-81781号公报

专利文献6：日本特开2009-57597号公报

专利文献7：日本特开2008-223060号公报