一种氮化用钢材，其的切削性优异，能够使氮化部件具备高的芯部硬度、高的表面硬度和深的有效硬化层深度，该氮化用钢材具有如下化学组成：按质量％计C：超过0.15％～0.35％、Si≤0.20％、Mn：0.10～2.0％、P≤0.030％、S≤0.050％、Cr：0.80～2.0％、V：0.10～0.50％、Al：0.01～0.06％、N≤0.0080％和O≤0.0030％，此外根据需要特定量的选自Mo、Cu、Ni、Ti、Nb、Zr、Pb、Ca、Bi、Te、Se和Sb中的一种以上，以及余量由Fe和杂质组成，[20≤(669.3×logeC-1959.6×logeN-6983.3)×(0.067×Mo+0.147×V)≤80]和[140×Cr+125×Al+235×V≥160]；组织为铁素体-珠光体、铁素体-贝氏体或者铁素体-珠光体-贝氏体，组织中铁素体所占的面积分数≥20％，且提取残渣分析测得的析出物中的V含量≤0.10％。因此，该钢材适合作为氮化部件的原材料使用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种氮化用钢材，其的切削性优异，能够使氮化部件具备高的芯部硬度、高的表面硬度和深的有效硬化层深度，该氮化用钢材具有如下化学组成：按质量％计0:超过0.15%?0.35%、Si彡0.20%、Mn:0.10?2.0%、P彡0.030%、S彡0.050%、Cr:0.80?2.0%、V:0.10?0.50%、A1:0.01?0.06%、N彡0.0080%和0彡0.0030%，此外根据需要特定量的选白Mo、Cu、Ni、Ti、Nb、Zr、Pb、Ca、Bi、Te、Se和Sb中的一种以上，以及余量由Fe和杂质组成，和；组织为铁素体-珠光体、铁素体-贝氏体或者铁素体-珠光体-贝氏体，组织中铁素体所占的面积分数^20%,且提取残渣分析测得的析出物中的V含量<0.10%。因此，该钢材适合作为氮化部件的原材料使用。【专利说明】氮化用钢材和氮化部件
本专利技术涉及氮化用钢材和氮化部件。具体而言，本专利技术涉及切削性、尤其是切屑处 理性优异，并且可使实施了氮化处理的部件具备高的芯部硬度和表面硬度以及深的有效硬 化层深度，适合作为氮化部件的原材料使用的氮化用钢材及使用其的氮化部件。 本专利技术中所述的"氮化"不仅仅是"使N侵入和扩散"的严格意义上的"氮化"，也 包括作为"使N和C侵入和扩散"的处理的"软氮化"。因此，在以下的说明中，包括"软氮 化"在内，简称为"氮化"。
技术介绍
齿轮、皮带式无级变速器（CVT)用滑轮等的汽车的变速器等中使用的机械结构用 部件从提高弯曲疲劳强度、提高点蚀强度（pitting strength)和提高耐磨耗性的观点出发 通常实施表面硬化处理。作为代表性的表面硬化处理，有渗碳淬火、高频淬火、氮化等。 在上述当中，渗碳淬火一般使用低碳钢，是在Ac3点以上的高温的奥氏体区域使C 侵入和扩散之后进行淬火的处理。渗碳淬火的长处是能够获得高的表面硬度和深的有效硬 化层深度，但由于是伴有相变的处理，因此具有热处理变形增大的问题。因此，在要求高部 件精度的情况下，在渗碳淬火后需要磨削、珩磨（honing)等精加工。另外，还具有表层中生 成的晶界氧化层、不完全淬火层等所谓的"渗碳异常层"成为弯曲疲劳等的破坏起点，使疲 劳强度降低的问题。 高频淬火是快速加热至Ac3点以上的高温的奥氏体区域、冷却进行淬火的处理。 长处是有效硬化层深度的调整比较容易，但不是如渗碳那样使碳侵入和扩散的表面硬化处 理。因此，在高频淬火的情况下，为了获得必要的表面硬度、有效硬化层深度和芯部硬度，一 般使用C量高于渗碳用钢的中碳钢。然而，中碳钢的原材料的硬度高于低碳钢，因此具有切 削性降低的问题。另外，还需要为每一部件制作高频加热线圈。 与此相对，氮化是在Ac1点以下的400?550°C左右的温度下使N侵入和扩散从而 获得高的表面硬度和适度的有效硬化层深度的处理，与渗碳淬火和高频淬火相比，处理温 度低，因此长处是热处理变形小。 另外，氮化之中的软氮化是在Ac1点以下的500?650°C左右的温度下使N和C侵 入和扩散从而获得高的表面硬度的处理，由于处理时间是数小时的短时间，因此是适合于 大量生产的处理。 此外，随着最近的以抑制地球变暖为背景的削减温室效应气体的潮流，期望削减 诸如渗碳淬火之类的高温下保持的工序。因此，氮化是顺应时代的处理。 然而，以往的氮化用钢材具有如以下的（1)和（2)所示的问题。 (1)氮化不进行始于高温的奥氏体区域的淬火处理，即不能实现伴随有马氏体相 变的强化的表面强化处理。因此，为了确保氮化部件具有所需的芯部硬度，必须含有大量的 合金元素，因此原材料的硬度增高，切削性差。 (2)作为代表性的氮化用钢，有JIS G4053(2008)中规定的铝铬钥钢（SACM645)。 然而，虽然该钢由于Cr、Al等在表面附近生成氮化物，可以获得高的表面硬度，但由于有效 硬化层浅，不能确保高的弯曲疲劳强度。 因此，为了消除上述问题，例如在专利文献1和专利文献2中公开了与氮化有关的 技术。 专利文献1中公开了能够容易进行具有复杂孔形状的拉削（broaching)加工， 且软氮化处理后的表面硬度、硬化深度优异的"氮化部件用原材料"。该"氮化部件用原材 料"按质量％计含有 C :0? 10 ?0? 40%、Si :0? 50% 以下、Mn :0? 30 ?L 50%、Cr :0? 30 ? 2. 00%、V :超过0? 15?0? 50%、Al :0? 02?0? 50%，根据需要进一步含有选自Ni、Mo、S、 81、56、0&、!^、他和11中的一种以上，余量由？ 6和杂质组成，且是包含铁素体硬度按维氏 硬度计为190以上的铁素体贝氏体组织的氮化部件用原材料。 专利文献2中公开了可以获得在表面硬化处理时为低应变、并且耐磨耗性和疲劳 强度优异的机械结构用部件的"低应变高强度构件的制造方法"。该"低应变高强度构件的 制造方法"是如下的技术：以按质量％计C :0. 10?0.25%、Si :0.50%以下、Mn :0.50? L 50%、Cr :0? 5 ?2. 0%、M〇 :0? 1 ?L 0%、V :0? 05 ?0? 50%、Al :0? 50% 以下、根据需要 还含有B :0. 0040?0. 0200%和N :0. 005?0. 025%、余量由Fe和杂质组成的钢为原材料， 在设定为比通常的热锻造温度低的900?1050°C的温度之后进行锻造加工，机械加工为构 件形状之后在550?600°C下实施软氮化处理。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2005-281857号公报 专利文献2 :日本特开平5-25538号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问是页 专利文献1中公开的钢通过使铁素体贝氏体组织中的铁素体硬度变硬，目的在于 提高低速范围下的切削性，但没有考虑组织中的铁素体的面积分数，很难说一定获得了充 分的切屑处理性。 专利文献2中公开的钢为了确保高的芯部硬度，0. 1?1.0%的Mo与V复合含有， 原材料的硬度高，很难说具有充分的切削性。 本专利技术是鉴于上述现状而做出的，目的是提供锻造后的切削性优异，并且可以使 实施了氮化的部件具备高的芯部硬度、高的表面硬度和深的有效硬化层深度，适合于作为 氮化部件的原材料使用的氮化用钢材。 具体而言，本专利技术的目的是提供能够得到切削加工前的硬度按维氏硬度计（以下 有时称为"HV"）为150?250、切削阻力低、且切屑处理性优异，此外实施氮化之后的芯部 硬度按HV计为180以上、表面硬度按HV计为650以上和有效硬化层深度为0. 20mm以上的 硬度特性的氮化用钢材。 另外，本专利技术的目的还在于提供使用上述氮化用钢材的氮化部件。 用于解决问题的方案 本专利技术人将合金元素量压低到最小限度、控制切削加工前的组织状态，由此能够 确保优异的切削性，且通过氮化处理确保高的表面硬度和有效硬化层深度，另外通过在氮 化温度下的时效硬化而获得高的芯部硬度，基于上述技术思想，反复实验。结果，获得了下 述（a)?（e)的认识。 (a)钢中含有Cr和Al时，通过氮化可本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种氮化用钢材，其特征在于，该氮化用钢材具有如下化学组成：按质量％计C：超过0.15％且0.35％以下、Si：0.20％以下、Mn：0.10～2.0％、P：0.030％以下、S：0.050％以下、Cr：0.80～2.0％、V：0.10～0.50％、Al：0.01～0.06％、N：0.0080％以下和O：0.0030％以下，以及余量由Fe和杂质组成，此外下述式(1)所示的Fn1为20～80且式(2)所示的Fn2为160以上；组织为铁素体‑珠光体组织、铁素体‑贝氏体组织或者铁素体‑珠光体‑贝氏体组织，组织中铁素体所占的面积分数为20％以上，且提取残渣分析测得的析出物中的V含量为0.10％以下，Fn1＝(669.3×logeC‑1959.6×logeN‑6983.3)×(0.067×Mo+0.147×V)···(1)Fn2＝140×Cr+125×Al+235×V···(2)上述式(1)和式(2)中的C、N、Mo、V、Cr和Al是指该元素的按质量％计的含量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：行德裕也，堀本雅之，今高秀树，田中康介，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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