[发明专利]疲劳强度优异的氮化用热轧钢板、氮化用冷轧钢板及它们的制造方法、以及使用它们的疲劳强度优异的汽车部件

说明书

技术领域

本发明涉及确保加工性并且通过气体氮化、气体软氮化、盐浴软氮化等的氮化处理而得到硬质的氮化层的疲劳强度优异的氮化用钢板以及它们的制造方法，表面具有硬质的氮化层的疲劳特性优异的汽车部件。

本申请要求了基于2011年11月21日在日本提交的日本特愿2011-253677号的优先权，将其内容援用至此。

背景技术

汽车、各机械部件大多使用实施了表面硬化处理的部件。表面硬化处理是为了改善耐磨耗性、疲劳强度而实施的，作为代表性的表面硬化处理方法，可以列举出渗碳、氮化、高频淬火等。气体氮化、气体软氮化、盐浴软氮化等氮化处理与其它的方法不同，在向奥氏体转变的点以下处理，因此需要数小时的处理时间，但是具有可以减小热处理应变的优点。

因此，氮化是适于下述汽车构件的表面硬化处理：曲轴、变速器齿轮等的实施了精密加工的部件；或者通过压制成形的减震盘(damper disk)、减震板(damper plate)的要求硬化处理后的制品形状精度的构件。氮化处理之中可以列举出气体软氮化、盐浴软氮化等，在氨气气氛下进行的气体氮化能够得到高的表面硬度，但氮的扩散缓慢、通常需要20小时以上的处理时间。另一方面，气体软氮化、盐浴软氮化等在含氮及碳的浴或者气氛中进行处理的软氮化处理可以增加氮的扩散速度。其结果，在软氮化处理中经过数小时可以得到表面硬化层深度增加的部件。通过这种氮化处理形成表面硬化深度深的表面硬化层，可以抑制部件的表面产生疲劳龟裂，改善疲劳耐久性。

为了提高表面硬化层深度以及表面硬度，提出了含有氮化物形成合金的钢，例如专利文献1中所公开的。此外，关于由热轧钢板或冷轧钢板压制成形的部件，提出了氮化处理前的压制成形时的加工性以及氮化处理后的部件表面硬度特性提高的气体软氮化处理钢板，例如专利文献2、3中所公开的。前述的所有公知文献中，对于利用气体软氮化处理提高表面硬度来说，属于氮化物形成元素的Al、Cr、V等元素是有效的，作为气体软氮化用钢板的合金元素含有。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2007-162138号

专利文献2:日本特开2005-264205号

专利文献3:日本特开平9-25544号

发明内容

例如为通过将热轧钢板或冷轧钢板压制成形的气体软氮化部件的情况下，需要设计钢板的合金成分以便兼具气体软氮化处理前的加工性和处理后的疲劳特性。

对于气体软氮化处理后的疲劳特性，需要利用Al、Cr、V的氮化物来提高表面硬度及深度。尤其是V通过促进N的扩散来提高硬化层深度，Cr及Al对于提高表面硬度是有效的，但Al及V在奥氏体晶界线状析出微细的氮化物，显著降低翻边(burring)成形性、拉伸凸缘性。此外，V在热精轧工序后的冷却工序以及热轧板的卷取工序中促进基于VC的析出产生的高强度化，加工性降低。为了避免这种VC析出强化，使热轧后的冷却停止温度为500℃以下是有效的，促进下部贝氏体或者马氏体相变、显著降低延性。因此，需要通过极力降低V量来抑制气体软氮化用钢板强度上升，降低V的情况下，存在难以提高气体软氮化处理后的表面硬度深度的问题。

本发明是气体软氮化处理前的加工性优异且可加厚表面硬化层来改善处理后的疲劳强度的疲劳强度优异的氮化用热轧钢板、氮化用冷轧钢板以及它们的制造方法，能够提供提高了表层的氮化层的硬度的疲劳强度优异的汽车部件。

用于解决问题的方案

本发明人等研究可通过气体软氮化、盐浴软氮化等氮化处理而得到表面硬化深度但不损害汽车部件的成形性的钢板合金组成和制造方法、以及部件的硬度。

结果明确，含有适量的Cr、V的钢适量含有B，进而在制造工序中规定平整压下率范围，并且使该平整压下的轧机负荷除以钢板板宽的线负荷F(kg/mm)与钢板的长度方向所负载的负荷即轧制出口侧的每单位面积的负荷T(kg/mm²)之比F/T为规定的范围，从而规定钢板的板厚方向的位错密度、加大氮化后的硬度深度，由此适度抑制强度并抑制由位错导入造成的延性降低，并且降低剪切加工端面的断裂面的粗糙度，在氮化后可以确保足够的表面硬度深度，达成本发明。

即，本发明为：