[发明专利]机械部件的制造方法

说明书

本发明的耐点蚀特性和韧性优异的机械部件(1)的制造方法包括：对以质量％计含有C：0.13～0.30％、Cr：0.90～2.00％、进一步含有Si、Mn、Ni、Mo、Nb、V、Ti、B、Al、N中的1种以上、且余量为Fe及不可避免的杂质的钢材加热至加热温度850～1030℃，使表面的碳浓度为0.8～1.5％的渗碳工序；以平均5℃/秒以下的速度从高于表面层(3)的A_cm点(℃)的温度冷却至比A₁点(℃)低50℃以上的温度的冷却结束温度，形成分散的珠光体组织或贝氏体组织的工序；以表面层(3)的A_cm点(℃)以下的加热温度进行球状化退火的工序；以及加热至表面层(3)的A_cm点(℃)以下，进行回火的工序。

技术领域

本发明涉及用于承受高面压的由机械结构用钢制成的部件的、耐点蚀特性及韧性优异的机械部件的制造方法。

本申请基于2018年6月18日提出申请的日本申请第2018-115350号主张优先权，援引该日本申请中记载的全部内容。

背景技术

对于机械部件、例如齿轮、轴等受到高面压的部件而言，通过热锻、冷锻、切削等工法将钢材成型为部件形状后，实施气体渗碳、真空渗碳等渗碳处理后供于使用。有时根据需要进一步实施磨削、喷丸硬化等追加处理。渗碳处理是通过将钢加热至奥氏体化温度以上的高温，从而在提高了碳相对于钢的固溶限度的状态下使碳从钢部件的表面进入内部的处理。

一般而言，通过渗碳使0.7～0.8％的碳进入钢部件的表面。然后，进行以下处理步骤的淬火、以及随后的回火，所述处理步骤为：从渗碳温度直接进行淬火、或者从渗碳温度冷却至一般的淬火温度后进行淬火、或者在渗碳处理后暂时冷却并再加热后进行淬火。

与此相对照，如果仅实施与渗碳状态的钢部件同样的热历程，则由于钢中的碳在奥氏体中的固溶限度的限制，不能固溶于钢中的碳以碳化物的形式残留在钢中。如果这样的残留在钢中的碳化物在晶界中析出，则对韧性造成不良影响。

近年来，随着将燃油效率的提高作为目的的以汽车等的传动装置为代表的驱动系单元的小型轻质化，存在对齿轮、轴类的负荷不断增大的倾向。特别是对于齿轮而言，存在因齿面发生点蚀而导致的短寿命化、发生齿根折损的可能性。

对于这些问题，作为提高齿轮的齿面的耐点蚀性的技术，提出了一种高浓度渗碳法，该方法使在从准高温至高温下也不易分解的碳化物、例如作为Fe₃C的渗碳体、M23C6型的碳化物等积极地析出，提高硬度，从而意图提高抗回火软化性(例如参照专利文献1)。

还提出了一种高浓度渗碳法，该方法通过将钢部件的表面的碳浓度设为1.2％以上的高浓度，使碳化物微细且大量地析出，从而意图进一步提高抗回火软化性(例如参照专利文献2)。

对于这些高浓度渗碳法而言，指出了由于在晶界析出粗大的碳化物，因此会对韧性造成不良影响(例如参照专利文献3及专利文献4)。

在专利文献3中提出了一种制造方法，该方法包括，在进行了高浓度渗碳后，以引起珠光体相变的冷却速度进行基于风冷的缓慢冷却，将表层的组织形成珠光体，然后将珠光体组织中的渗碳体微细地切断，从而以在碳化物中产生1μm以下的碳化物占90％以上的微细碳化物的加热及冷却条件下进行高频淬火。

在专利文献3中，在高频淬火的短的时间内使珠光体组织中层状的细且长地延伸的渗碳体切断，因此，长径比为1.5以下的球状化渗碳体的比例低。从韧性的观点考虑时，还不充分。专利文献4的情况也同样，在韧性方面仍然不足。