一种非调质型软氮化部件，其坯料钢材的化学组成以质量％计为，C：0.35～0.50％、Si：0.10～0.35％、Mn：2.3～2.8％、S≤0.10％、N：0.0030～0.0250％、Cu：0～1.0％、Mo：0～0.3％、Ni：0～0.5％、Ti：0～0.020％、余量：Fe和杂质，3.10≤(0.316C+0.122)×(0.7Si+1)×(5.1Mn‑1.12)×(0.364Ni+1)×(2.16Cr+1)×(3Mo+1)≤6.00，杂质中的P、Al和Cr分别为P≤0.08％、Al≤0.05％和Cr<0.20％；在应力集中部，距表面0.05mm位置的HV硬度为410～480，距表面1.0mm位置的HV硬度为200以上，化合物层深度为5μm以下；且坯料的金相组织为贝氏体组织。该非调质型软氮化部件具有优异的弯曲矫正性和高的疲劳强度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非调质型软氮化部件
本专利技术涉及非调质型软氮化部件。更详细而言，涉及具有高的弯曲疲劳强度和优异的弯曲矫正性的非调质型软氮化部件。“非调质型软氮化部件”是指在机械加工后不经受所谓“调质处理”即“淬火-回火处理”而实施软氮化处理的部件。以下，将上述的“实施了软氮化处理的部件”简称为“软氮化部件”。
技术介绍
汽车、工业机械以及建筑机械等中使用的曲轴、连杆等如下制造：在锻造以及机械加工为所需的形状之后，不进行淬火-回火的调质处理，而实施软氮化处理来制造。特别是，在要求高疲劳强度、耐摩耗性等的汽车部件的制造中，大多在锻造和机械加工之后实施作为表面硬化处理的高频淬火处理、软氮化处理等处理。上述的“软氮化处理”为以A1相变点以下的温度使氮和碳进行扩散渗透处理的处理，以热处理温度低、与“高频淬火处理”相比热处理变形小为较大的特征。在实施了软氮化处理的部件的表层形成用硝酸乙醇腐蚀液进行腐蚀时可观察到发白的“化合物层”(Fe3N等氮化物析出的层)。在上述的化合物层和坯料(以下，也称为“母材”)之间形成“扩散层”。对于软氮化处理中的热处理变形，虽然小但并非完全没有，对尺寸精度产生很多不良影响。尤其，在作为转轴部件的曲轴等中，尺寸精度的降低即便轻微也存在问题。因此，需要在软氮化处理后进行弯曲矫正来提高尺寸精度。然而，对软氮化部件进行弯曲矫正时，存在自表层起产生龟裂的情况。因此，对于曲轴那样的软氮化部件，在弯曲疲劳强度高的基础上还要求即便进行弯曲矫正时也不产生龟裂、即弯曲矫正性优异。在以下的说明中，有时以“曲轴”为代表来说明上述的软氮化部件。近年来，随着要求对于环境的照顾，作为发动机的主要部件的曲轴也不例外地要求轻量小型化，例如要求800MPa以上的极高的弯曲疲劳强度。此外，从低成本化、节省资源化等观点出发，对于在制造时不实施“淬火-回火处理”(调质处理)的非调质型曲轴的期望也变大。为了确保非调质型的曲轴有上述的800MPa以上的弯曲疲劳强度，需要使距部件表面0.05mm位置的硬度(以下，有时称为“表层硬度”)在软氮化处理后至少为以维氏硬度(以下，称为“HV硬度”)计为410以上。然而，使距曲轴的表面0.05mm位置的HV硬度为410以上的情况下，进行弯曲矫正时，表层产生龟裂。对这样的曲轴实施弯曲疲劳试验时，以该龟裂为起点而产生疲劳破坏。而且，如上所述，对于曲轴来说向着进一步轻量化的要求逐渐增大，对于曲轴形状的设计也要求等于或超过至今为止的自由度。因此，对于曲轴用钢材，要求即便对于在软氮化时容易产生比以往大的弯曲的形状的曲轴也可以进行弯曲矫正、即高的弯曲矫正性。因此，对于在800MPa以上的弯曲疲劳强度的基础上具有足够的弯曲矫正性的曲轴的期望变得极大。为了对应前述的期望，例如，在日本特开2002-226939号公报(专利文献1)中，公开了一种“软氮化用非调质钢”，其以质量％计，含有C：0.2～0.6％、Si：0.05～1.0％、Mn：0.25～1.0％、S：0.03～0.2％、Cr：0.2％以下、s-Al：0.045％以下、Ti：0.002～0.010％、N：0.005～0.025％以及O：0.001～0.005％，根据需要还含有Pb：0.01～0.40％、Ca：0.0005～0.0050％以及Bi：0.005～0.40％之中的1种或2种以上，并且满足0.12×Ti％<O％<2.5×Ti％以及0.04×N％<O％<0.7×N％的条件，余量由Fe以及不可避免的杂质组成，热锻后的组织为铁素体与珠光体的混合组织。日本特开2007-177309号公报(专利文献2)中公开了一种曲轴，其为由表面被施以氮化处理或软氮化处理的钢形成的、具有销部以及轴颈部的曲轴。前述钢作为合金成分含有C：0.07质量％以上且0.12质量％以下、Si：0.05质量％以上且0.25质量％以下、Mn：0.1质量％以上且0.5质量％以下、Cu：0.8质量％以上且1.5质量％以下、Ni：2.4质量％以上且4.5质量％以下、Al：0.8质量％以上且1.5质量％以下、Ti：0.5质量％以上且1.5质量％以下，根据需要还含有S：0.01质量％以上且0.10质量％以下、Ca：0.0010质量％以上且0.0050质量％以下之中的1种或2种，余量由Fe以及不可避免的杂质组成。对于前述曲轴，将从不受到氮化处理的影响的中心部采样的钢试样在1200℃下进行1小时熔体化之后，以设定为0.3℃/秒以上且1.5℃/秒以下的适当的冷却速度在900℃以上至300℃以下的温度范围冷却，从而可以使贝氏体占据钢组织的比率为80％以上、使HV硬度为200以上且300以下，被施以前述氮化处理或软氮化处理的前述销部以及前述轴颈部的内部硬度以HV硬度计为350以上且500以下，并且距表面0.05mm的位置的HV硬度为650以上且950以下。本专利技术人等在日本特开2012-26005号公报(专利文献3)中提出了一种“非调质型氮化曲轴”，其为坯料钢材以质量％计含有C：0.25～0.60％、Si：0.10～1.0％、Mn：0.60～2.0％、P：0.08％以下、S：0.10％以下、Al：0.05％以下、Cr：0.20～1.0％以及N：0.0030～0.0250％，余量由Fe以及杂质组成，满足40-C+2Mn+5.5Cr≥43.0的非调质型氮化曲轴，距表面深度0.05mm位置的HV硬度为380～600，并且至少销圆角部、轴颈圆角部以及销部的化合物层深度为5μm以下。该非调质型氮化曲轴还可以含有选自Cu、Ni、Mo、V、Ti以及Ca中的1种以上，此时，需要满足〔40-C+2Mn+5.5Cr+26Mo≥43.0〕。本专利技术人等进而在日本特开2011-42846号公报(专利文献4)4中提出了一种“调质型软氮化部件”，其为坯料钢材以质量％计含有C：0.25～0.40％、Si：0.10～0.35％、Mn：0.60～1.0％、P：0.08％以下、S：0.10％以下、Al：0.05％以下、Cr：0.30～1.10％以及N：0.0030～0.0250％，余量由Fe以及杂质组成的调质型软氮化部件，距表面0.05mm位置的HV硬度为400～600、并且应力集中部的化合物层深度为5μm以下。该调质型氮化部件还可以含有选自Cu、Mo、V、Ni以及Ti中的1种以上。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2002-226939号公报专利文献2：日本特开2007-177309号公报专利文献3：日本特开2012-26005号公报专利文献4：日本特开2011-42846号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题对于专利文献1中记载的化学组成，不能得到足够的表层硬度。因此，如专利文献1的实施例所示，弯曲疲劳强度低、未达到800MPa。对于专利文献2中记载的化学组成，如其的实施例所示的那样，软氮化处理后的表层硬度变得过高。因此，实施弯曲矫正处理时不能说有足够的弯曲矫正性。对于专利文献3中记载的化学组成，如其的实施例所示，得到高疲劳强度以及弯曲矫正性。然而，曲轴还志在轻量小型化，要求更严格的疲劳强度以及弯曲矫正性。专利文献4中所公开的调质型软氮化部件的软氮化处理后的弯曲矫正性优异，而且在弯曲疲劳试验中具有800MPa以上的高的弯曲本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种非调质型软氮化部件，其坯料钢材的化学组成以质量％计为：C：0.35～0.50％、Si：0.10～0.35％、Mn：2.3～2.8％、S：0.10％以下、N：0.0030～0.0250％、Cu：0～1.0％、Mo：0～0.3％、Ni：0～0.5％、Ti：0～0.020％、余量：Fe和杂质，下述式[1]所示的Fn1为3.10≤Fn1≤6.00，杂质中的P、Al和Cr分别为P：0.08％以下、Al：0.05％以下和Cr：低于0.20％；在应力集中部，距表面0.05mm位置的HV硬度为410～480，距表面1.0mm位置的HV硬度为200以上，化合物层深度为5μm以下；且坯料的金相组织为贝氏体组织，Fn1＝(0.316C+0.122)×(0.7Si+1)×(5.1Mn‑1.12)×(0.364Ni+1)×(2.16Cr+1)×(3Mo+1)···[1]其中，式[1]中的元素符号表示该元素的以质量％计的钢中含量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.02 JP 2014-1780011.一种非调质型软氮化部件，其坯料钢材的化学组成以质量％计为：C：0.35～0.50％、Si：0.10～0.35％、Mn：2.3～2.8％、S：0.10％以下、N：0.0030～0.0250％、Cu：0～1.0％、Mo：0～0.3％、Ni：0～0.5％、Ti：0～0.020％、余量：Fe和杂质，下述式[1]所示的Fn1为3.10≤Fn1≤6.00，杂质中的P、Al和Cr分别为P：0.08％以下、Al：0.05％以下和Cr：低于0.20％；在应力集中部，距表面0.05mm位置的HV硬度为410～480，距表面1.0m...
【专利技术属性】
技术研发人员：西谷成史，高须贺干，长谷川达也，祐谷将人，泷谷善弘，
申请(专利权)人：新日铁住金株式会社，本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。