一种喷丸硬化的方法技术

本发明专利技术是为了提供一种喷丸硬化的方法，用于产生超过在0.2％残余应变下屈服强度的60％的压缩残余应力，而不使用应力喷丸硬化。丸粒介质喷射在含有5％至30％的残余奥氏体的处理的钢上，且残余奥氏体的量的任何变化在喷丸硬化之前和之后控制在2％至30％的范围内，以在处理的钢中产生压缩残余应力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。特别是涉及一种喷丸硬化钢的方法。
技术介绍
传统上，已知喷丸硬化用来产生压缩残余应力以改善由钢制成的部件的疲劳强度(见 2004 年由日本喷丸技术协会(the Society of Shot PeeningTechnology of Japan)创作，Gendai Kogaku_sha出版的金属疲劳与喷丸硬化)。此外，已知提高压缩残余应力的最大值对改善部件疲劳强度非常有效(见Masahiko Mitsubayashi, Takashi Miyata,和 Hideo Aihara ；Prediction of Improvement in Fatigue Strength by Shot PeeningandSelection of Most Effective Peening Conditions !Transactions of JSME,Vol. 61,No.586 (June,1995)pp. 28-34)。 然而，还已知由喷丸硬化产生的压缩残余应力的最大值约为在0.2%残余应变(offset)下屈服强度的 60% (Hideki Okada, Akira Tange,和 Kotoji Ando !Relationshipamong Specimen' s Hardness, Residual StressDistribution and Yield Stress onthe Difference of Shot Peening Methods ;Journal of High Pressure Institute ofJapan，Vol. 41，No. 5 (2003) pp. 233-242)。因而，通过应用所述应力喷丸硬化(stress shotpeening)，即喷丸硬化在预加应力的条件下的部件，可获得超过在O. 2%残余应变下屈服强度的60%的最大压缩残余应力(见上面的参考文献)。尽管应力喷丸硬化可用于部件，如可在喷丸硬化时施加应力的弹簧，可是问题在于应力喷丸硬化不能用于类似齿轮这种在喷丸硬化时不能施加应力的部件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，用于通过控制材料性质或处理的钢的热处理条件以及喷丸硬化的条件而产生超过在O. 2%残余应变下屈服强度的60%的最大压缩残余应力，而不使用应力喷丸硬化。本专利技术第一方面的喷丸硬化方法是通过丸粒介质喷射在含有5%至30%量的残余奥氏体的处理的钢上，以在所述处理的钢中产生压缩残余应力。残余奥氏体的量在喷丸硬化之前和之后的变化被控制在2%至30%的范围内。在本专利技术第二方面的喷丸硬化方法中，控制喷丸硬化使得在产生最大压缩残余应力的深度下残余奥氏体的量在喷丸硬化之前和之后的变化保持在2%至30%范围内。在本专利技术第三方面的喷丸硬化方法中，所述处理的钢为气体渗碳钢。通过第一方面的喷丸硬化方法，可获得超过在O. 2%残余应变下屈服强度的60%的最大压缩残余应力。因而，不需要为喷丸硬化的所述处理的钢施加应力的夹具。此外，有效喷丸硬化可用于具有复杂形状的部件如齿轮上。通过第二方面的喷丸硬化方法，可始终实现第一方面的喷丸硬化方法。通过第三方面的喷丸硬化方法，通过改变渗碳，可容易地获得具有所期望量的残余奥氏体的处理的钢。2010年8月5日提交的基础日本专利申请No. 2010-176682，在此通过引用其全文并入本申请中。由下面给出的详细描述可更加充分地理解本专利技术。然而，详细的描述和具体实施方案是本专利技术所期望的实施方案的说明，且只用于解释说明。在此详细描述的基础上，各种可能的变化和修改对本
的普通技术人员将是显而易见的。申请人:并无将任何公开的实施方案无偿奉献给公众的意图。因此，在公开的变更和修改方案之中，那些可能未在字面意义上落入本专利技术的权利要求范围内的技术方案在等同原则的意义上也构成了本专利技术的一部分。在说明书和权利要求中没有数量词限定的名词以及所述和类似对象应被解释为包含单数和复数两种含义，除非在此另外地指出或明显地与上下文相矛盾。本文所提供的任何以及所有例子、或示例性用语(例如“如”)，仅仅旨在对本专利技术较好地说明，因而 不是限定本专利技术的范围，除非另有主张。附图说明图I为表示在本专利技术实施方案中使用的处理的钢的性质的表。图2为表示本专利技术实施方案中所使用的喷丸硬化的条件的表。图3为表示喷丸硬化之后的所述处理的钢的性质的表。图4为给出与表3类似数据的补充表。本专利技术的最佳实施方式 下面，参照附图说明本专利技术的实施方案。图I为表示在本专利技术实施方案中使用的处理的钢的性质的表。制备A钢至G钢作为所述处理的钢。作为材料性质，碳含量(wt%)、热处理条件及O. 2%残余应变下的屈服强度(MPa)，拉伸强度(MPa)、表面硬度(HV0. 3)，以及残余奥氏体的量)均示出在表中。处理的钢是由如下钢制备成基于铬钢或铬钥钢以及具有不同的碳含量例如O. 2wt%至O. Swt %的钢，具有O. Swt %的碳含量以及在不同条件中回火的基于铬钥钢的钢。这些处理的钢为气体渗碳钢。图2为表示本专利技术实施方案中所使用的喷丸硬化条件的表。使用两类喷丸硬化的条件(丸粒介质喷射在处理的钢上的条件)。在两类条件中均使用压缩空气喷丸系统。用于喷射丸粒介质的硬度(HV)、直径(mm)和气压均示出在表中。覆盖度(coverage)表示喷射的丸粒介质的量，在所有情形中均为300%。图3为表示喷丸硬化之后所述处理的钢的性质的表。该表还示出了喷丸硬化前的性质。该图在上侧和下侧中分别示出了两种喷丸硬化的条件下A钢至G钢的性质。该表示出了最大压缩残余应力σ K (MPa)、峰值深度下的Υκ(%)、Y E (max) / Y 0.2>以及在峰值深度下的Yk变化率)，作为喷丸硬化之后处理的钢的性质。最大压缩残余应力YK(MPa)指在离表面不同深度处测量的压缩残余应力的最大值(由于压缩残余应力通常表示为负值，其为绝对值形式的最大值)。压缩残余应力使用显微应力分析仪来测量，所述显微应力分析仪可从Rigaku公司得到(X射线管=Cr-Ka ;衍射面(220);应力常数_318MPa/度；无应力布拉格角2 Θ :156. 4° )。在峰值深度处的)表示在产生最大压缩残余应力的深度上残余奥氏体的量。残余奥氏体的量同样可用显微应力分析仪测量，所述显微应力分析仪可从Rigaku公司得到(X射线管Cr-Ka ;衍射面(220) ; Y-衍射面(311) ； α面的测量时间60sec ； α面的衍射范围156. 4° )。Y E (max) / Y α 2表示最大压缩残余应力与O. 2 %残余应变下的屈服强度之比。在峰值深度的Yk变化率(％)表示喷丸硬化之前和之后在产生最大压缩残余应力的深度下残余奥氏体的量的变化率。如图3所示，B、C、D、E、G钢的YK(max)/YQ.2超过目标值60%。图4表示图3的补充数据。从这些数据发现了可通过如下方法获得具有超过在O. 2%残余应变下屈服强度的60%的最大压缩残余应力的处理过的钢，S卩，将丸粒介质喷射在含有5%至30%量的残余奥氏体的处理的钢上。在产生最大压缩残余应力的深度处残余奥氏体的量的变化率(减少)控制在2%至30%的范围内。·残余奥氏体的量的阈值，即5%至30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：小林祐次，辻俊哉，
申请(专利权)人：新东工业株式会社，
类型：
国别省市：