[发明专利]热锻用轧制棒钢或线材

说明书

技术领域

本发明为成为齿轮、滑轮等部件的原材料的热锻用轧制棒钢或线材。更具体而言，涉及渗碳或碳氮共渗之前的切削性优异、且渗碳或碳氮共渗之后的部件的弯曲疲劳强度和面疲劳强度优异的通过热锻而粗成型的热锻用轧制棒钢或线材。

背景技术

以往，汽车、工业机械的齿轮、滑轮等钢制的部件如下制造：以JIS标准的SCr420、SCM420、SNCM420等机械结构用合金钢的热轧棒钢或线材作为原材料，通过热锻或冷锻进行粗成型后，根据需要进行正火后，实施切削加工，然后实施渗碳淬火或碳氮共渗淬火，然后进行200℃以下的回火，进而根据需要实施喷丸硬化处理，由此制造上述齿轮、滑轮等钢制的部件，并确保接触疲劳强度、弯曲疲劳强度、耐磨耗性等各部件所要求的特性。

但是，近年，为了应对汽车的油耗升高、引擎的高输出功率化而加深部件的轻量、小型化，随之存在对部件施加的负荷增加的倾向。另一方面，从降低成本的观点考虑，欲省略渗碳淬火后的喷丸硬化等附加的表面处理的要求也大。另外，切削加工成本在部件的加工费用中所占的比例大，因此提高切削性的要求也大。

为了提高部件的疲劳强度，通常大多添加大量的合金元素，但是若如此则切削性大多降低。因此，期待以高的水平兼具部件的弯曲-接触疲劳强度和切削性。

需要说明的是，上述“接触疲劳”包括“面疲劳”、“线疲劳”和“点疲劳”，但是实际上几乎不会形成“线”接触、“点”接触，因此接触疲劳强度使用“面疲劳强度”。

需要说明的是，“点状腐蚀”为面疲劳的破坏形态之一，齿轮的齿面、滑轮等的面疲劳的损伤形态主要为点状腐蚀。因此，提高点状腐蚀强度对应于提高上述面疲劳强度，因此以下对作为“面疲劳”的“点状腐蚀”进行说明，将“点状腐蚀强度”称为“面疲劳强度”。

日本特开昭60-21359号公报、日本特开平7-242994号公报和日本特开平7-126803号公报提出了齿轮用钢的改善方案。具体而言，日本特开昭60-21359号公报中公开了一种齿轮用钢，其规定了Si：0.1%以下、P：0.01%以下等，提供强度高、坚韧且可靠性高的齿轮。另外，日本特开平7-242994号公报中公开了齿面强度优异的齿轮用钢、齿轮以及齿轮的制造方法，该齿轮用钢规定了Cr：1.50～5.0%、进而根据需要7.5%＞2.2×Si(%)＋2.5×Mn(%)＋Cr(%)＋5.7×Mo(%)、或Si：0.40～1.0%等。另外，日本特开平7-126803号公报中公开了一种渗碳齿轮用钢，其规定了Si：0.35～3.0%以下、V：0.05～0.5%等，其适于得到除了弯曲疲劳强度优异之外、耐磨耗性和面疲劳强度也优异的齿轮。

发明内容

但是，对于日本特开昭60-21359号公报而言，未考虑到面疲劳强度，因此面疲劳强度不充分。对于日本特开平7-242994号公报而言，未考虑到弯曲疲劳强度，因此弯曲疲劳强度不充分。另外，切削性也不充分。对于日本特开平7-126803号公报而言，未充分考虑到弯曲疲劳强度，因此弯曲疲劳强度不充分。另外，V的添加使热锻后的硬度大幅增加，因此切削性也不充分。

如日本特开昭60-21359号公报、日本特开平7-242994号公报和日本特开平7-126803号公报所述，一直以来已知通过调整Si和Cr含量等而渗碳或碳氮共渗后的弯曲和面疲劳强度优异的钢材。但是，不能以高的水平兼具通常相反的弯曲-面疲劳强度和切削性。

本发明的目的在于，提供可以以高的水平兼具切削性和渗碳淬火或碳氮共渗淬火后的部件的弯曲-面疲劳强度的、通过热锻而粗成型的热锻用轧制棒钢或线材。

用于解决问题的方案和发明的效果

通过本发明提供的热锻用轧制棒钢或线材，其具有下述组成：按质量%计含有C：0.1～0.25%、Si：0.01～0.10%、Mn：0.4～1.0%、S：0.003～0.05%、Cr：1.60～2.00%、Mo：0.10%以下(包括0%)、Al：0.025～0.05%、N：0.010～0.025%，并且Cr和Mo的含量按下述(1)式所示的fn1的值计满足1.82≤fn1≤2.10，剩余部分由Fe和杂质组成，杂质中的P、Ti和O分别为P：0.025%以下、Ti：0.003%以下、O(氧)：0.002%以下，所述热锻用轧制棒钢或线材由铁素体-珠光体组织、铁素体-珠光体-贝氏体组织或铁素体-贝氏体组织构成，横断面中使每1个视野的面积为62500μm²来随机观察测定15个视野时的铁素体平均粒径的最大值/最小值为2.0以下。