马氏体钢钢带和使用此钢带的汽车无级变速箱用环箍的制造方法技术

本发明专利技术涉及马氏体钢钢带和使用此钢带的汽车无级变速箱用环箍的制造方法。通过本发明专利技术方法可以简单地制造汽车无级变速箱用环箍，同时可以得到尺寸精度和形状精度优良的环箍。在马氏体钢的钢带中，按重量百分比计，Ｃ＋Ｎ小于等于０．１２％、Ｓｉ小于等于１％、Ｍｎ小于等于７％、Ｎｉ：２％～２４％、Ｃｒ：２％～１６％、Ｍｏ小于等于２．５％，Ｎｉ－Ｂａｌ≥１．２、Ｍｓ≥－２８，Ｎｉ－Ｂａｌ值和Ｍｓ值的定义如下，其中元素符号表示各成分的重量百分比，Ｎｉ－Ｂａｌ＝Ｎｉ＋０．５Ｍｎ＋３０（Ｃ＋Ｎ）－１．１（Ｃｒ＋１．５Ｓｉ）＋８．２，Ｍｓ＝５０２－８１０Ｃ－１２３０Ｎ－１３Ｍｎ－３０Ｎｉ－１２Ｃｒ－５４Ｃｕ－４６Ｍｏ。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及简单制造高尺寸精度和形状精度的无级变速箱用环箍的技术。
技术介绍
汽车无级变速箱用环箍从其使用方式看，其必要条件是具有高强度，因此需要使用高强度的材料进行制造。在制造时首先把作为板材的钢带的两端焊接成环形或圆筒形后，把它切成规定的宽度。然后，为了充分去除上述焊接部位的凹凸不平，通常进行大于等于30％的环形轧制以达到规定的厚度。这样的无级变速箱用环箍或用于环箍的钢带的例子有特开昭59-80772号公报中使用的马氏体时效钢，在特开平12-63998号公报中使用的高强度亚稳态奥氏体不锈钢，和在特开平13-172746号公报中使用的高强度形变诱导马氏体钢等。在上述使用马氏体时效钢的情况下，为了使轧制组织均匀，轧制后要在固溶处理后进行时效处理，得到高强度的环箍。该固溶处理在约800℃～900℃下进行，由于马氏体时效钢的马氏体逆相变点为600℃～800℃，所以反复地形成加热时和冷却时伴随相变的收缩和膨胀。因此，即使轧制后具有良好的尺寸精度和形状精度，但固溶处理后也会产生弯曲和宽度方向的波浪等形状变化。因此，为了得到汽车无级变速箱用环箍优良的尺寸精度和形状精度，必须对固溶处理产生的尺寸变化和形状变化进行矫正。其方法有特开平11-173385号公报中记载的利用热处理的方法、特开平13-105050号公报中记载的冷态时的塑性变形的方法等。可是无论使用上述哪种方法，都存在会带来很大麻烦的缺点。与此相反，在使用上述高强度亚稳态奥氏体不锈钢的情况下，轧制后无须固溶处理，例如即使需要时效处理的情况下，在相变温度以下的温度400℃～500℃左右就可进行时效处理。所以，在这种情况下几乎没有因热处理产生的尺寸精度和形状精度的变化。因此，轧制后的尺寸精度和形状精度好的话，制品的精度也好。可是，根据特开平12-63998号公报和特开平13-172746号公报的报道，使用现有亚稳态奥氏体钢的情况下，轧制时的加工硬化非常大。因此，难以精密地控制例如板厚和周长等，存在不能得到汽车无级变速箱用环箍的优良尺寸精度和形状精度的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供马氏体钢钢带以及使用此钢带的汽车无级变速箱用环箍的制造方法，从而可以简单地制造无级变速箱用环箍，同时使所述环箍具有优良的尺寸精度和形状精度。本专利技术的马氏体钢钢带的特征是按重量百分比计，C+N小于等于0.12％、Si小于等于1％、Mn小于等于7％、Ni2％～24％、Cr2％～16％、Mo小于等于2.5％，Ni-Bal≥1.2、Ms≥-28，Ni-Bal值和Ms值的定义分别如下，其中元素符号表示各成分的重量百分比。式1Ni-Bal＝Ni+0.5Mn+30(C+N)-1.1(Cr+1.5Si)+8.2式2Ms＝502-810C-1230N-13Mn-30Ni-12Cr-54Cu-46Mo附图说明图1表示焊接部位的Ni偏析比和Ni-Bal值的关系。图2表示激光焊接前后的Mn变化量(重量％)和Mn含量(重量％)的关系。图3表示30％轧制时的加工硬化量(ΔHv)和钢带退火后的马氏体率(％)的关系。图4表示钢带退火后的马氏体率(％)和Ms值(℃)的关系。图5表示退火状态下马氏体率大于等于30％的钢带的硬度(Hv)和C+N含量(重量％)的关系。图6表示氮化处理后的表面硬度(Hv)和Cr含量(重量％)的关系。图7表示在450℃时效处理前后的硬度差的时效硬化量(ΔHv)和50％轧制后的马氏体率(％)的关系。图8表示30％轧制后的马氏体率(％)和Md30值(℃)的关系。图9表示从钢带制造环箍制品的一系列制造工序。图10为时效处理后的环箍制品的截面图。图11为环箍制品的疲劳强度试验装置的侧视图。图12表示环箍制品的疲劳强度试验中拉伸力(N)和疲劳寿命(次数)的关系。具体实施例方式下面，详细说明对本专利技术的特征进行限定的理由。1.基本成分中元素含量的限定理由研究Ni-Cr钢的凝固组织时，一般采用雪费尔组织状态图。合金的凝固过程中，初期奥氏体晶粒析出，而根据成分设计的不同，有时生成δ相铁素体。由于在δ相铁素体部分发生铁素体型(例如Mo等)浓缩，或者在奥氏体部分发生奥氏体型(例如Ni等)浓缩，因此在成分组成上导致偏析，这是不希望的。特别是像本专利技术这样的进行焊接的疲劳强度部件，要尽量做到在成分组成上没有偏析，材质均匀。从这样的观点出发，必要条件是成分设计时避开在雪费尔组织状态图中铁素体的生成区域。对雪费尔组织状态图来说，该条件用数学公式表示的话，有下式的关系。式3Ni当量＞1.125(Cr当量-8)其中，Ni当量＝Ni+30C+0.5Mn、C当量＝Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb。此外，在本专利技术中如后面介绍的那样，在退火状态下生成加工硬化的小马氏体，可以显著改善加工性能。因此，为了在初期生成马氏体，其必要条件是将成分组成设定为在雪费尔组织状态图中马氏体的生成区域的成分组成。对雪费尔组织状态图来说，该条件用数学公式表示的话，有下式的关系。式4Ni当量＜-0.749(Cr当量-31.5)其中，Ni当量＝Ni+30C+0.5Mn、C当量＝Cr+Mo+1.5Si+0.5Nb。Ni为稳定奥氏体的元素，用于生成马氏体的条件是在雪费尔组织状态图中Ni当量小于等于24，所以Ni含量的上限值定为24重量％。与此相反Cr为强化元素，是生成铁素体的元素。用于生成马氏体的条件是在雪费尔组织状态图中Cr当量小于等于16，所以Cr含量的上限值定为16重量％。此外，两个元素在含量小于2重量％的情况下，都存在上述效果变弱的情况，并且生成了铁素体，所以两个元素的含量下限值都定为2重量％。这些成分的范围是最基本的必要条件，为了得到加工性能好的以马氏体为主的组织，有必要对其成分范围进一步限定。2.Si和Mo含量的限定理由Si虽是炼钢中不可避免的元素，却对轧制性能有害并在焊接时生成氧化物，所以其含量要小于等于1重量％。此外，Mo是稳定铁素体的元素，基于调整奥氏体量或马氏体量的目的，可以添加Mo，但是过量添加，会引起生成铁素体，所以Mo的含量要小于等于2.5重量％。3.Ni-Bal值的限定理由在雪费尔组织状态图中，不生成铁素体的成分组成的必要条件如上所述，下面说明对成分组成的范围进一步详细地限定的理由。前面已说明了，焊接时焊接部位如果发生δ相铁素体部分和奥氏体部分两相分离，那么会引起与成分组成有关的偏析问题。焊接时发生上述偏析的话，在其后的工序中要消除偏析是非常困难的，其结果是导致组织不均匀，并成为疲劳强度降低的原因。因此，有必要限定Ni-Bal值，所述Ni-Bal值的定义如下，其中元素符号表示各成分的重量百分比。本专利技术中，所谓Ni-Bal值是表示凝固时奥氏体组织出现的可能性，Ni-BaI值小于等于0时，表示铁素体出现的比率增高，而Ni-Bal值大于等于0时，表示奥氏体出现的比率增高。式5Ni-Bal＝Ni+0.5Mn+30(C+N)-1.1(Cr+1.5Si)+8.2图1表示焊接部位的Ni偏析比(后面介绍的表2的数据)和Ni-Bal值(同样是表2的数据)的关系。偏析比的定义如下。式6偏析比＝A最大/A最小，其中A最大是用EPMA线分析(电子探针X-射线显微分析)的Ni的特征X射线最大计数，A最小是用EPMA线分析的Ni的特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
马氏体钢钢带，其特征在于，按重量百分比计，Ｃ＋Ｎ小于等于０．１２％、Ｓｉ小于等于１％、Ｍｎ小于等于７％、Ｎｉ：２％～２４％、Ｃｒ：２％～１６％、Ｍｏ小于等于２．５％，Ｎｉ－Ｂａｌ≥１．２以及Ｍｓ≥－２８，Ｎｉ－Ｂａｌ值和Ｍｓ值分别如下式定义，其中各元素符号表示各成分的重量百分比，　　　　式１０　　　　Ｎｉ－Ｂａｌ＝Ｎｉ＋０．５Ｍｎ＋３０（Ｃ＋Ｎ）－１．１（Ｃｒ＋１．５Ｓｉ）＋８．２　　　　式１１　　　　Ｍｓ＝５０２－８１０Ｃ－１２３０Ｎ－１３Ｍｎ－３０Ｎｉ－１２Ｃｒ－５４Ｃｕ－４６Ｍｏ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：石井和夫，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]