[发明专利]渗碳轴部件

说明书

提供一种渗碳轴部件，其特征在于，具有规定的组成，表层部的C含量以质量％计为0.60～1.00％，在外周表面具有至少1个孔，从外周表面起算沿孔的轴向1mm的深度位置且从孔的表面起算20μm的深度位置的组织中的马氏体和残余奥氏体的合计体积率为97％以上，从外周表面起算沿孔的轴向1mm的深度位置且从孔的表面起直到200μm深度为止的范围中的最大残余奥氏体体积率(R1)为10.0～30.0％，由R1、和从外周表面起算沿所述孔的轴向1mm的深度位置且从孔的表面起算20μm的深度位置的残余奥氏体体积率(R2)，通过式(A)：Δγ＝(R1－R2)/R1×100求出的残余奥氏体减少率为20％以上。

技术领域

本发明涉及渗碳轴部件。

背景技术

在汽车、产业机械所使用的轴部件(例如传动轴)中，有实施了作为表面硬化处理的一种的渗碳淬火或高频淬火的轴部件。

作为实施淬火的轴部件的制造方法，可列举例如以下的方法。即，首先，制造与最终制品接近的形状的粗构件。接着，通过钻孔加工等来开孔，制造与最终制品更接近的中间构件。而且，在最后，对中间构件实施淬火(高频淬火或渗碳淬火)从而得到轴部件。

通常，在轴部件上开有包括油孔在内的各种孔，该孔的周边成为在强度上最弱的部位。因此，为了提高具有孔的轴部件的强度，必须对孔和其周边进行重点性强化。在专利文献1和专利文献2中都公开了提高轴部件的扭转疲劳强度的技术。

在专利文献1公开了一种将钢材成分以及渗碳时间最适化的、扭转疲劳强度高的轴部件的制造方法

在专利文献2中公开了一种耐疲劳特性优异的轴及其疲劳特性提高方法，所述轴的特征在于，在油孔的表层中的压缩残余应力为钢材的抗拉强度的50％～90％。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2005－256082号公报

专利文献2:日本特开2006－111962号公报

发明内容

然而，在最近的汽车、产业机械中，为了好的燃油经济性，强烈要求小型化、轻量化。其中，对于轴部件，除了要求进一步提高扭转疲劳强度之外，还要求优异的静扭转强度。但是，在通过专利文献1所公开的技术得到的轴部件中，由于与孔的加工、强度改善相关的研究、以及孔表层的组织的研究不够充分，因此有时难以以高水平兼备静扭转强度和扭转疲劳强度。

在专利文献2所公开的技术中，通过利用超声波振动端子打击油孔内部，向油孔的表层导入压缩残余应力，由此强化了成为轴的疲劳破坏的起点的油孔部分。但是，在利用超声波振动端子进行的打击中，难以对油孔整体均匀地实施处理，有可能经常得不到目标的强度。而且，由于钢材的成分和表层的组织的研究不够充分，因此有时难以以高水平兼备静扭转强度和扭转疲劳强度。

作为强化油孔的方法，除了专利文献2所公开的利用超声波振动端子进行的打击之外，还可以考虑利用喷丸硬化进行的表面改质处理。但是，这些工序均需要与通常的工序不同的设备、装置，成本提高，因此在经济方面是不利的。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供静扭转强度和扭转疲劳强度均优异的渗碳轴部件。

本发明人对于能够兼备优异的静扭转强度和扭转疲劳强度的渗碳轴部件进行了潜心研究。其结果，本发明人发现：通过在渗碳淬火后切削加工孔，在切削时孔表层部的残余奥氏体相变为硬质的加工诱发马氏体，从而能使孔附近的硬度上升。进而，本发明人还发现：通过使孔附近的硬度上升能抑制来自孔附近的部位的裂纹的发生以及发展，因此能够使渗碳轴部件的静扭转强度和扭转疲劳强度提高，另外，通过在切削时使更多的残余奥氏体进行加工诱发马氏体相变，能够更进一步提高渗碳轴部件的静扭转强度和扭转疲劳强度。