本發(fā)明涉及一種在建筑工業(yè)機械、汽車的領域中使用的具有通過高頻淬火·回火處理而形成的硬化層的機械結構部件、特別是具有軸形狀部的機械結構部件及其制造方法。

背景技術：

1、汽車、工程機械等中使用的例如驅動軸、半軸等動力傳遞部件使用以jis標準的scr420、scm420為首的機械結構用合金鋼。這種部件的制造方法的概要如下。即，通過將以機械結構用合金鋼為坯材的棒鋼、線材進行熱鍛和/或冷鍛而粗成型為部件形狀，通過切削加工來進行精細的成型。接著，實施高頻淬火·回火處理(高頻熱處理)、滲碳淬火·回火處理(滲碳熱處理)等表面硬化處理，制成產品。高頻熱處理和滲碳熱處理通過在900℃以上加熱·保持后冷卻，利用鋼組織的相變使對象部件硬化。因此，在加熱時產生由鋼組織的相變而引起的熱處理應變。特別是在軸等具有軸形狀部的縱橫比大的部件中，不能忽視因應變而產生的部件的偏心，需要與其程度對應的矯正工序，從而導致成本增加。

2、針對這樣的問題，例如提出了專利文獻1～5記載的技術。即，專利文獻1中提出了通過析出aln來抑制奧氏體晶粒的粗大化、降低滲碳熱處理時的熱處理應變的鋼的制造方法。

3、專利文獻2中提出了通過控制熱加工后的規(guī)定溫度范圍內的冷卻速度來控制aln的尺寸和析出密度，降低滲碳熱處理時的熱處理應變。

4、專利文獻3中提出了通過控制鑄造后的加熱和熱軋溫度來減少脫碳、降低滲碳熱處理時的粗大晶粒產生以及熱處理應變的鋼及其制造方法。

5、專利文獻4中提出了通過控制由ti添加而引起的tin的析出以及熱軋的終軋溫度來降低滲碳熱處理時的粗大晶粒產生以及熱處理應變的鋼及其制造方法。

6、專利文獻5中提出了通過控制棒鋼的長邊垂直截面內的馬氏體相變點的偏差來抑制不均勻的馬氏體相變的產生，降低滲碳淬火或滲碳氮化淬火時產生的熱處理應變。

7、現(xiàn)有技術文獻

8、專利文獻

9、專利文獻1：日本特開昭61－261427號公報

10、專利文獻2：日本特開平8－199316號公報

11、專利文獻3：日本特開2004－204263號公報

12、專利文獻4：日本特開2006－265703號公報

13、專利文獻5：日本特開2013－151719號公報

技術實現(xiàn)思路

1、這里，將滲碳熱處理和高頻熱處理進行比較，滲碳熱處理在熱處理后產生的應變較大。因此，以往，將重點放在了減少滲碳熱處理后的應變上。因此，專利文獻1～5所示的技術雖然對減少由滲碳熱處理而產生的應變有效，但不足以減少由高頻熱處理而產生的較小的應變。

2、本發(fā)明是鑒于上述實際情況而開發(fā)的，其目的在于提供通過減少高頻熱處理后的應變而消除了特別是具有軸形狀部的縱橫比大的部件的偏心問題的機械結構部件及其制造方法。

3、本發(fā)明人等為了減少高頻熱處理后的部件的應變，調查了鋼材成分和鋼材制造條件對高頻熱處理后的應變的影響。結果發(fā)現(xiàn)，以下(a)和(b)對于高頻熱處理后的應變減少是重要的。

4、(a)減小高頻熱處理后的硬化層中的原奧氏體晶粒粒徑的偏差。(b)在高頻熱處理后的硬化層中，使粒徑小的原奧氏體晶粒占據(jù)大的面積。

5、本發(fā)明是基于上述見解而完成的，其主旨構成如下。

6、1.一種機械結構部件，具有如下成分組成，以質量％計包含c：0.45～0.51％、si：0.15～0.35％、mn：0.60～0.90％、p：0.030％以下、s：0.025％以下、al：0.040～0.059％、cr：0.10～0.50％和n：0.0060～0.0100％，剩余部分為fe和雜質；具有通過高頻淬火·回火處理而形成的硬化層；上述硬化層中的原奧氏體晶粒的粒徑為80μm以下的晶粒的面積率為80％以上，且上述硬化層中的具有粒徑最頻值的2倍以上的粒徑的晶粒的個數(shù)比例為5％以下。

7、2.根據(jù)上述1所述的機械結構部件，其中，上述部件是具有軸形狀部的部件。

8、3.一種機械結構部件的制造方法，對由如下成分組成構成的鋼坯材以滿足下述式(1)的軋制速度vsl實施熱軋而制成棒鋼或線材，對該棒鋼或線材進行鍛造成型，然后在900～1150℃下實施高頻淬火并進行回火，所述成分組成以質量％計包含c：0.45～0.51％、si：0.15～0.35％、mn：0.60～0.90％、p：0.030％以下、s：0.025％以下、al：0.040～0.059％、cr：0.10～0.50％和n：0.0060～0.0100％，剩余部分為fe和雜質。

9、vsl≤100/dl(m/s)···(1)

10、其中，vsl為即將通過軋制最終段之前的軋制速度(m/s)，dl為軋制完成后的軋制材料直徑(mm)。

11、根據(jù)本發(fā)明，能夠提供殘余應變低的機械結構部件。特別是，由于在具有軸形狀部的機械結構部件中實現(xiàn)了應變減少，所以起到抑制這種機械結構部件的偏心的效果。

技術特征：

1.一種機械結構部件，具有如下成分組成，以質量％計包含c：0.45～0.51％、si：0.15～0.35％、mn：0.60～0.90％、p：0.030％以下、s：0.025％以下、al：0.040～0.059％、cr：0.10～0.50％和n：0.0060～0.0100％，剩余部分為fe和雜質；具有通過高頻淬火·回火處理而形成的硬化層；所述硬化層中的原奧氏體晶粒的粒徑為80μm以下的晶粒的面積率為80％以上，且所述硬化層中的具有粒徑最頻值的2倍以上的粒徑的晶粒的個數(shù)比例為5％以下。

2.根據(jù)權利要求1所述的機械結構部件，其中，所述部件是具有軸形狀部的部件。

3.一種機械結構部件的制造方法，對由如下成分組成構成的鋼坯材以滿足下述式(1)的軋制速度vsl實施熱軋而制成棒鋼或線材，對該棒鋼或線材進行鍛造成型，然后在900～1150℃下實施高頻淬火并進行回火，所述成分組成以質量％計包含c：0.45～0.51％、si：0.15～0.35％、mn：0.60～0.90％、p：0.030％以下、s：0.025％以下、al：0.040～0.059％、cr：0.10～0.50％和n：0.0060～0.0100％，剩余部分為fe和雜質；

技術總結
本發(fā)明提供一種機械結構部件，其通過可靠地減少高頻熱處理后的應變而消除了特別是具有軸形狀部的縱橫比大的部件中的偏心問題的。所述部件具有包含C：0.45～0.51％、Si：0.15～0.35％、Mn：0.60～0.90％、P：0.030％以下、S：0.025％以下、Al：0.040～0.059％、Cr：0.10～0.50％和N：0.0060～0.0100％且剩余部分為Fe和雜質的成分組成，具有通過高頻淬火·回火處理而形成的硬化層，上述硬化層中的原奧氏體晶粒的粒徑為80μm以下的晶粒的面積率為80％以上，且上述硬化層中的具有粒徑最頻值的2倍以上的粒徑的晶粒的個數(shù)比例為5％以下。

技術研發(fā)人員：大冢智樹,今浪祐太
受保護的技術使用者：杰富意鋼鐵株式會社
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30