[发明专利]用于制造钢构件的方法

说明书

用于制造钢构件的方法包括对钢构件渗碳、使奥氏体珠光体化和进行淬火。奥氏体的珠光体化包括进行第一珠光体析出处理：将钢构件冷却至低于奥氏体转变起始温度且高于680℃的第一温度并将钢构件保持在第一温度下以使在钢构件的渗碳中形成的奥氏体的一部分珠光体化；和进行第二珠光体析出处理：将钢构件进一步冷却至等于或低于680℃且高于鼻部温度的第二温度并将钢构件保持在第二温度下以使第一珠光体析出处理中残留的奥氏体珠光体化。

技术领域

本发明涉及用于制造钢构件的方法，更具体地涉及进行渗碳，然后再加热并淬火的用于制造钢构件的方法。

背景技术

例如，由于在钢构件(例如齿轮或轴承)中需要耐磨性或疲劳强度，因此在钢构件的表面层部分上形成有硬化层。例如，对加工成产品形状的钢构件渗碳，然后再加热并淬火以在钢构件的表面层部分上形成硬化层。日本未审查专利申请公开第5-279836号(JP 5-279836A)公开了用于制造钢构件的方法，其中在对钢构件渗碳之后，将钢构件冷却至低于奥氏体转变起始温度(A1)的温度并保持在降低的温度下，然后将钢构件再加热并淬火。

当将在渗碳期间奥氏体化的钢构件冷却至低于奥氏体转变起始温度(A1)的温度并保持在降低的温度下时，钢构件的显微组织从奥氏体变为珠光体。通过再加热钢构件以进行淬火，显微组织由珠光体变为奥氏体，通过淬火，显微组织由奥氏体变为马氏体。在此，珠光体具有片状组织，其中交替堆叠有由铁素体构成的层(下文中称为“铁素体层”)和由渗碳体构成的层(下文中称为“渗碳体层”)。

发明内容

进行渗碳、然后再加热并淬火的用于制造钢构件的方法具有以下问题。图9是示出在885℃下奥氏体化的共析钢(C：0.77质量％)的等温转变曲线的TTT(时间-温度-转变)图。横轴表示对数时间(秒)，纵轴表示温度(℃)。如JP 5-279836A中所公开的，在对钢构件渗碳之后将钢构件冷却至低于奥氏体转变起始温度(A1)的温度并将钢构件保持在降低的温度下的步骤也可以参照图9来描述。

如图9所示，在渗碳之后用于珠光体转变的保持温度(下文中称为“珠光体化温度”)低于奥氏体转变起始温度(A1)且高于等温转变曲线的鼻部温度(nose temperature)Tn。当在珠光体化温度下的保持时间超过珠光体转变开始曲线Ps时，珠光体转变开始。当在珠光体化温度下的保持时间超过珠光体转变完成曲线Pf时，珠光体转变完成。

如图9所示，当将珠光体化温度降低至接近鼻部温度Tn时，珠光体的片层间距变小并且形成细珠光体。另一方面，当将珠光体化温度升高至接近奥氏体转变起始温度(A1)时，珠光体的片层间距变大并且形成粗珠光体。

由于JP 5-279836A中公开的珠光体化温度等于或低于680℃，因此存在如下问题：珠光体的片层间距小，构成珠光体的渗碳体层通过再加热消失，在淬火之后无法获得足够的疲劳强度。如图9所示，当简单地升高珠光体化温度时，直至珠光体转变完成的时间突然延长，并且生产性降低。

本发明提供了用于制造钢构件的方法，所述方法能够使疲劳强度和生产性彼此兼容。

本发明的一方面涉及用于制造钢构件的方法。所述方法包括：在将钢构件加热至高于奥氏体转变完成温度的温度以进行奥氏体化的同时，对钢构件渗碳直至碳浓度变得高于共析组成；通过将钢构件冷却至低于奥氏体转变起始温度且高于等温转变曲线的鼻部温度的温度来使在钢构件的渗碳中形成的奥氏体珠光体化；以及在奥氏体的珠光体化之后将钢构件再加热至高于奥氏体转变完成温度的温度然后快速冷却钢构件从而进行淬火。奥氏体的珠光体化包括：进行第一珠光体析出处理：将钢构件冷却至低于奥氏体转变起始温度且高于680℃的第一温度并将钢构件保持在第一温度下以使在钢构件的渗碳中形成的奥氏体的一部分珠光体化，和进行第二珠光体析出处理：将钢构件进一步冷却至等于或低于680℃且高于所述鼻部温度的第二温度并将钢构件保持在第二温度下以使第一珠光体析出处理中残留的奥氏体珠光体化。