[發明專利]表面硬化鋼

有效

• 申請號: 201680005469.1
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN107532252B
• 公開（公告）日: 2019-12-31
• 發明（設計）人: 安藤佳祐;福岡和明;富田邦和
• 申請（專利權）人: 杰富意鋼鐵株式會社
• 主分類號: C22C38/00
• 分類號: C22C38/00;C21D1/06;C21D1/28;C21D9/32;C22C38/60
• 代理公司: 11219 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 魯雯雯;金龍河

本發明在較廉價的生產成本下提供疲勞特性優良的表面硬化鋼。該表面硬化鋼設定為如下成分組成：在規定的范圍下含有C：0.10～0.30％、Si：0.10～1.20％、Mn：0.30～1.50％、S：0.010～0.030％、Cr：0.10～1.00％、B：0.0005～0.0050、Sb：0.005～0.020％和N：0.0150％以下，進而，在B?(10.8/14)N≥0.0003％的情況下以0.010％≤Al≤0.120％含有Al、并且在B?(10.8/14)N＜0.0003％的情況下以27/14[(N?(14/10.8)B+0.030]≤Al≤0.120％含有Al。

技術領域

本發明涉及進行滲碳淬火后再被使用的表面硬化鋼，尤其涉及能夠應用于汽車等的驅動傳遞部件的、耐疲勞性和耐沖擊性優良的含硼表面硬化鋼。

背景技術

在作為汽車、建筑機械、其它各種工業機械使用的機械部件中，對于要求高疲勞強度、耐磨損性的部件而言，以往實施滲碳、氮化和碳氮共滲等表面硬化熱處理。在這些用途中，通常以JIS標準使用SCr、SCM、SNCM等表面硬化鋼，通過鍛造、切削等機械加工成形為期望的部件形狀后，實施上述表面硬化熱處理，然后，經過研磨等精加工工序從而制造成部件。近年來，強烈期望降低在汽車、建筑機械、其它工業機械等中使用的部件的制造成本，鋼材成本的降低、加工工序的合理化和簡化正在推進。其中，關于降低鋼材成本，提出了各種削減了表面硬化鋼中的Cr、Mo的含量的硼鋼。

例如，在專利文獻1中公開了一種表面硬化硼鋼，其添加Ti從而以TiN的形態固定N，確保固溶B，同時能夠通過TiN抑制晶粒的粗大化。

在專利文獻2中提出了如下方案：對于同樣的Ti添加型硼鋼而言，通過調節Si、Mn、Cr的添加量，減小滲碳異常層深度，由此提高韌性。

在專利文獻3中公開了一種表面硬化硼鋼的制造方法，其通過添加大量Al來抑制BN的生成，并且通過利用滲碳前的熱處理得到的微細的碳氮化物來防止晶粒的異常晶粒生長。

在專利文獻4中公開了一種冷鍛性優良的表面硬化鋼，其通過添加Sb來抑制滲碳異常層的產生，并且通過Ti-Mo系的碳化物有效地抑制晶粒的粗大化。

另外，在專利文獻5中公開了一種機械結構用鋼及其制造方法，該機械結構用鋼通過添加Sb抑制脫碳層厚度，并且具有與以往實施了軟化退火的鋼材同等的冷加工性。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭57-070261號公報

專利文獻2：日本特開昭58-120719號公報

專利文獻3：日本特開2003-342635號公報

專利文獻4：日本特開2012-62536號公報

專利文獻5：日本特開2004-250767號公報

發明內容

發明所要解決的問題

但是，上述專利文獻1～4所記載的發明均存在如下所述的問題。

首先，對于專利文獻1和2所記載的技術而言，均是考慮以TiN的形態固定N從而不使B與N結合。但是，TiN以較大的矩形夾雜物形式存在于鋼中，因此，其成為疲勞的起點，對于齒輪而言使點蝕等面疲勞、齒根的彎曲疲勞強度降低。另外，矩形的TiN使齒輪的耐沖擊性降低，對齒輪施加沖擊載荷時有可能導致齒輪折損。

在專利文獻3所記載的技術中，通過微細的AlN、Nb(C，N)抑制晶粒的異常生長，因此，能夠提高耐沖擊特性。但是，根據滲碳條件，會發生脫硼，表層部發生軟化，因此，齒面上的點蝕變得容易產生而成為問題。