复合钢部件及其制造方法

复合钢部件及其制造方法
【专利摘要】准备半成品（800）来制造第一钢部件，该半成品（800）的焊接预定部（825）附加有厚度在之后渗碳工序中形成的渗碳层的厚度以上的剩余部（826），进行如下工序：渗碳工序，在半成品（800）表面形成渗碳层（88）；冷却工序，以比马氏体相变的冷却速度慢的冷却速度进行冷却；淬火工序，通过高密度能量将应成为渗碳淬火部的部分加热至奥氏体区域，之后以马氏体相变的冷却速度以上的冷却速度进行冷却；切削工序，将焊接预定部（825）切削成最终期望形状。
【专利说明】复合钢部件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有渗碳淬火部和焊接部的复合钢部件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]例如，作为组装在汽车用自动变速器的部件，有单向离合器用的外圈部件及内圈部件(参照专利文献I)。这些圈部件具有圈部，该圈部呈圆筒状并且在外周面或内周面上具有滑动面。另外，圈部件具有连接部，该连接部具有用于与其它钢部件焊接的焊接预定部，该连接部和所述圈部由一个部件形成。
[0003]为提高滑动面的耐磨损性，优选对所述圈部实施提高表面硬度的渗碳淬火处理。另一方面，为了避免焊接性能降低，优选不对所述焊接预定部实施渗碳淬火处理。为了实现这些，在现有技术中采用了以下复杂的制造方法。
[0004]S卩，作为坯料使用碳含量比较低的钢材，经过锻造及切削工序，得到接近最终产品形状的钢部件。然后，进行利用防渗碳剂(ant1-carburizing agent)来覆盖钢部件的焊接预定部的防渗碳处理。接着，在气体渗碳炉中进行渗碳处理后马上进行油淬，然后实施回火处理。之后，对进行了防渗碳处理的部分实施喷丸处理，去除防渗碳剂。之后，对最需要耐磨损的所述圈部再次实施高频淬火处理。最后，对焊接预定部实施简单的切削加工修整为最终形状。
[0005]此外，例如在以下专利文献2等中记载有一般防渗碳处理方法等。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2005-61451号公报
[0009]专利文献2:日本特开2005-76866号公报

【发明内容】

[0010]发明要解决的课题
[0011]对将所述圈部件作为第一钢部件，至少与第二钢部件焊接接合而制造复合钢部件的现有制造方法而言，如上所述般，需要在实施了将防渗碳剂涂覆在焊接预定部的防渗碳处理的基础上进行渗碳处理之后，去除防渗碳剂，然后进行修整小的切削加工。其中，防渗碳处理及去除防渗碳剂的处理特别费工时，而且会导致成本变高。另一方面，当省去防渗碳处理时，焊接预定部的坯料碳含量增加，进行焊接时会产生焊接裂纹。因此无法简单地省略防渗碳处理。
[0012]另外，仅如以往那样在渗碳处理后进行油淬处理，有时无法充分地提高所述圈部的滑动面的硬度，因此要再次实施在高频加热后实施水淬的高频淬火来提高硬度。从节能方面考虑，并不优选这种两次的淬火处理。另一方面，为提高淬火性，针对渗碳处理后的进行淬火的介质采用冷却性能高的水等来代替油，并省略其后的高频淬火。但是，此时，圈部件整体因淬火产生的变形较大，产生需要追加矫正工序等的新问题。[0013]另外，为省去渗碳处理工序，还考虑到使用碳含量比较高的钢材并仅进行最终高频淬火的方法。但是，从加工性来看，很难大幅提高碳含量，表面碳浓度不会高于经过渗碳处理的碳浓度。因此，利用淬火提高硬度的效果变差，无法得到所需要的耐磨损性。
[0014]本发明是在这种背景下做出的，目的在于提供一种使需要耐磨损的部分得到充分的表面硬度提高效果，并且将焊接部的特性提高至前所未有的水平，而且制造时完全不需要防渗碳处理的复合钢部件的制造方法。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]本发明的第一方案为一种复合钢部件的制造方法，是用于制造通过焊接将多个钢部件连接而成的复合钢部件的方法，其特征在于，准备半成品来制造第一钢部件，该第一钢部件具有实施了渗碳淬火硬化处理的渗碳淬火部和预设有至少与第二钢部件进行焊接的焊接预定部，该半成品的焊接预定部附加有厚度在之后渗碳工序中形成的渗碳层的厚度以上的剩余部，进行渗碳工序、冷却工序、淬火工序、切削工序，其中，在所述渗碳工序中，将该半成品在渗碳环境气体中加热至奥氏体化温度以上，从而在表面形成渗碳层，在继该渗碳工序的所述冷却工序中，以比马氏体相变的冷却速度慢的冷却速度，对所述半成品进行冷却，将所述半成品冷却至能够使冷却引起的组织相变完成的温度以下，在所述淬火工序中，将所述半成品的期望部分，通过高密度能量加热至奥氏体区域之后，以马氏体相变的冷却速度以上的冷却速度进行冷却，来在所述期望部分上形成渗碳淬火部，在所述切削工序中，对所述半成品的所述剩余部进行切削；接着进行焊接工序，至少将第二钢部件抵接在所获得的所述第一钢部件的所述焊接预定部上并进行焊接，由此连接两者。
[0017]本发明的第二方案为一种复合钢部件，是通过焊接将多个钢部件连接而成的，其特征在于，第一钢部件具有:圈部，呈圆筒状且外周面或内周面具有滑动面；连接部，从该圈部延伸设置，至少与第二钢部件连接；所述圈部由渗碳淬火部构成，该渗碳淬火部的表层部由马氏体组织构成且内部由贝氏体组织构成，所述连接部具有至少与第二钢部件焊接的焊接部，该焊接部具有熔融再凝固部、与该熔融再凝固部相邻的热影响部，所述熔融再凝固部由马氏体-贝氏体-珠光体组织构成，所述热影响部由贝氏体-铁素体-珠光体组织构成。
[0018]发明的效果
[0019]在所述第一方案的制造方法中，在制造第一钢部件时，使用具有所述剩余部的半成品来实施所述渗碳工序、冷却工序。之后，对成为渗碳淬火部的部分局部地实施所述淬火工序，并进行去除所述剩余部的切削工序。此外，淬火工序和切削工序的顺序可以互调。
[0020]通过采用这种制造工序，无需对所述焊接预定部实施淬火处理，并且能够通过渗碳工序碳浓度变高的部分在所述切削工序中与所述剩余部一同去除。因此，在设有焊接预定部的情况下能够完全省略以往的防渗碳处理及防渗碳剂除去处理，从而能够减少相应的工时和能耗。
[0021]另外，就所述渗碳淬火部而言，通过局部实施采用高密度能量的所述淬火工序，能够一边抑制产生变形，一边得到具有耐磨损性优异的高硬度表面状态和韧性优异的内部的渗碳淬火部。
[0022]另外，就所述第一钢部件的整体形状而言，通过在所述渗碳工序后，不实施非急冷，而实施限制冷却速度的所述冷却工序，从而能够抑制冷却变形，维持良好的尺寸精度。[0023]如此，根据所述制造方法，在制得所述第一钢部件时，使需要耐磨损的部分得到充分的表面硬度提高效果，并且将焊接预定部的焊接性提高至前所未有的水平，而且制造时完全不需要防渗碳处理。
[0024]另外，在之后的焊接工序中，如上所述，由于在焊接性良好的焊接预定部上进行焊接，因此能够得到具有优异焊接强度的复合钢部件。
[0025]所述第二方案的复合钢部件例如采用所述制造方法而容易制得。另外，由所述特定组织的渗碳淬火部构成的圈部发挥优异的耐磨损性，由所述特定组织构成的焊接部具有优异的特性。
【专利附图】

【附图说明】[0026]
[0027]
[0028]
[0029]
[0030]
[0031]
[0032]
[0033]
[0034]
[0035]
[0036]
[0037]
[0038]
[0039]
[0040]
[0041]
[0042]明图。
[0043]
图1是第一实施例的第一钢部件的立体图。
图2是第一实施例的第一钢部件的剖视图。
图3是第一实施例的中间构件的剖视图。
图4是第一实施例的中间部件的焊接预定部附近的放大剖视图。
图5是表示第一实施例的刚进行渗碳工序后的组织状态的说明图。
图6是表示第一实施例的刚进行淬火工序后的组织状态的说明图。
图7是表示第一实施例的切削工序后的组织状态的说明图。
图8是第一实施例的第一钢部件的剖面的照片。
图9是图8的(a)部分的金属组织的附图代用照片。
图10是图8的(b)部分的金属组织的附图代用照片。
图11是图8的(c)部分的金属组织的附图代用照片。
图12是图8的(d)部分的金属组织的附图代用照片。
图13是表示第一实施例中热处理设备的结构的说明图。
图14是表示第一实施例中渗碳工序及冷却工序的加热曲线的说明图。
图15是表示第一实施例中淬火工序的加热曲线的说明图。
图16是表示比较部件的组织状态的说明图。
图17是表示第一实施例中第一钢部件与第二、第三钢部件之间的焊接位置的说
图18是表示第一实施例中第一钢部件与第二、第三钢部件之间的焊接部的组织状态的说明图。
[0044]图19是表示第一实施例中组装了复合钢部件的组装部件的结构的说明图，该复合钢部件通过将第一钢部件与第二、第三钢部件焊接而形成。
【具体实施方式】
[0045]在所述复合钢部件的制造方法中，优选所述渗碳工序在氧浓度比大气低的低氧渗碳环境气体中进行。作为具体方法例如有，在将压力降低得比大气压低的减压状态的渗碳气体中进行的方法。也就是，采用减压渗碳工序比较有效。在减压渗碳工序中，能够一边使高温的渗碳炉内部维持减压状态，一边采用比较少量的渗碳气体来进行渗碳处理，因此，与以往的技术相比，能够高效地进行渗碳处理。 另外，不需要使用以往大型热处理炉来进行长时间的加热处理，因此处理时间缩短、能耗降低，而且能够使渗碳淬火设备本身小型化。
[0046]另外，通过采用减压渗碳，能够在渗碳工序中相对大气压对渗碳环境气体进行减压，由此将环境气体中的氧量抑制在较低水平。从而能够防止渗碳层的晶界氧化。
[0047]另外，作为在比大气氧浓度低的渗碳环境气体中进行的渗碳方法，不限于所述减压渗碳方法，例如也可采用如下方法:不对环境气体进行减压，填充氮气或惰性气体，来将环境气体中的氧量抑制在较低水平，由此防止渗碳层的晶界氧化。
[0048]所述减压渗碳也可为真空渗碳，是对炉内的环境气体进行减压，将作为渗碳气体的烃类气体(例如甲烷、丙烷、乙烯、乙炔等)直接供给于炉内而进行的渗碳处理。减压渗碳处理一般包括:渗碳期，渗碳气体接触钢表面时分解产生的活性碳，在钢表面上形成碳化物而储存在钢中；扩散期，碳化物分解，储存的碳溶解于基体(matrix)中并向内部扩散。此外，碳的供给途径不限于经由碳化物的途径，也有直接通过溶解于基体的途径。
[0049]另外，优选所述渗碳工序在I?IOOhPa的减压条件下进行。如果减压渗碳工序中进行渗碳时的压力小于lhPa，则为了维持真空度，需要昂贵的设备。另一方面，如果大于IOOhPa,有可能在渗碳中产生炭黑，发生渗碳浓度不均匀的现象。
[0050]另外，作为所述渗碳气体例如可以使用乙炔、丙烷、丁烷、甲烷、乙烯、乙烷等烃类气体。
[0051]另外，在所述淬火工序中作为热源来使用的所述高密度能量例如为电子束、激光束等高密度能量束，另外，也可以不是束的高密度能量，而是高频加热等高密度能量。通过利用高密度能量，可以在短时间内加热，并且能够进行局部加热。
[0052]另外，作为所述复合钢部件用的钢坯料，优选使用碳含量在0.30质量％以下左右的低碳钢或低碳合金钢。特别地，在降低成本或者减少稀有元素的耗费量方面优选使用合金添加元素少的低碳钢。而且，即使采用这种低碳钢坯料，也能够通过采用所述制造方法，而得到所述优良特性的复合钢部件。
[0053]另外，能够将所述复合钢部件形成为如下结构的部件，S卩，具有:圈部，呈圆筒状且其外周面或内周面具有滑动面；连接部，从该圈部延伸设置，至少与第二钢部件连接；所述圈部由所述渗碳淬火部构成，在所述连接部设有所述焊接预定部。
[0054]进一步，能够将所述连接部设置为具有:从所述圈部延伸设置的花键部；从该花键部延伸设置的所述焊接预定部；并且不对所述花键部实施所述淬火工序。此时，将所述花键部形成由铁素体-珠光体组织构成的结构。
[0055]实施例
[0056](第一实施例)
[0057]使用附图对复合钢部件及其制造方法的实施例进行说明。
[0058]如图1及图2所示，在本实施例中制造的第一钢部件8为用于组装在汽车用自动变速器的钢部件，并且是单向离合器用内圈部件。该第一钢部件8具有:圈部81，呈圆筒状且在其外周面具有滑动面；连接部82，从圈部81延伸设置且用于与其它钢部件连接。
[0059]第一钢部件8的连接部82具有:从圈部81延伸设置的花键部821 ;从该花键部821向径向内侧延伸设置的焊接预定部825。严格来讲，焊接预定部825被分在两处，是用于分别与其它两种第二、第三钢部件71、72焊接的部位。另外，圈部81是已实施渗碳淬火硬化处理的渗碳淬火部。[0060]如图3、图4所示，在制造这种第一钢部件8时，首先，准备半成品800，半成品800是将碳含量为0.15质量％的低碳钢作为坯料经过热锻工序及切削工序而制得的。就该半成品800而言，焊接预定部825的形状呈在由虚线K表示的最终期望形状上附加了厚度在之后渗碳工序中形成的渗碳层的厚度以上的剩余部826的形状。
[0061]接着,实施渗碳工序,将半成品800在渗碳环境气体中加热至奥氏体(austenite)化温度以上，从而在表面上形成渗碳层。
[0062]其次，继渗碳工序，实施冷却工序，利用比马氏体相变(martensitictransformation)的冷却速度慢的冷却速度,对半成品800进行冷却,将半成品800冷却至能够使冷却弓I起的组织相变完成的温度以下。
[0063]其次,实施淬火工序,通过高密度能量(high-density energy)将半成品800的成为渗碳淬火部的部分即圈部81整体，加热至奥氏体区域之后，以进行马氏体相变的冷却速度以上的冷却速度进行冷却。
[0064]之后，实施切削工序，进行切削以使半成品800的焊接预定部825成为最终期望形状。此外，也可以调换该切削工序和所述淬火工序的顺序。
[0065]以下，进行更详细的说明。
[0066]首先，对所述半成品800进行渗碳工序至淬火工序的热处理设备5及具体的热处理条件等进行简单说明。
[0067]如图13所示，热处理设备5具有:前洗槽51，用于在渗碳淬火处理前对钢部件进行清洗；减压渗碳缓冷装置52，具有加热室521、减压渗碳室522、减压缓冷室523 ;高频淬火机53 ;用于检查缺陷的磁探伤装置54。
[0068]利用热处理设备5进行的本实施例中的渗碳工序是，在将压力降低得比大气压低的减压状态的渗碳气体中进行的减压渗碳工序。在图14中示出该工序的加热曲线A。在图14中，横轴表示时间，纵轴表示温度。
[0069]如图14所示，渗碳工序的加热曲线A在升温区域a升温至渗碳温度，接着，在保持区域bl、b2保持温度恒定。保持温度恒定为奥氏体化温度以上的温度即950°C。该保持区域的初始区域bl为渗碳处理的渗碳期区域，其后的区域b2为渗碳处理的扩散期区域。作为减压渗碳处理的减压条件为I?3.5hPa，作为所述渗碳期区域bl的渗碳气体采用了乙炔。
[0070]在减压渗碳处理的扩散期结束后，进入作为冷却工序的冷却区域C。在本实施例中采用减压缓冷工序，减压条件为600hPa。另外，冷却环境气体为氮气(N 2)。另外，就减压缓冷工序的冷却速度而言采用如下的条件，即，从刚进行完渗碳处理后的奥氏体化温度以上的温度降低至比Al相变点低的150°C的温度为止，冷却速度设定在0.1?3.(TC /秒的范围内。此外，此处示出的加热曲线A及其它条件只是一例而已，可以通过适当的预试验等变更为对待处理钢部件而言最合适的条件。
[0071]在冷却工序后进行的本实施例的淬火工序中，作为加热方法采用高频加热，作为急冷方法采用水冷。在图15中示出该加热曲线B。在图15中，横轴表示时间，纵轴表示温度。如图15所示，本实施例的淬火工序包括:升温区域dl，利用高频加热将圈部81整体加热至奥氏体化温度以上的温度的区域；之后的急冷区域d2，喷射含有水和淬裂防止剂的冷却水来进行水淬，以容易得到在渗碳层发生马氏体相变的急冷临界冷却速度以上的冷却速度。可以通过适当的预试验等，将加热曲线B变更为对待处理钢部件而言最合适的条件。
[0072]其次，对经过所述各工序而形成的半成品800及第一钢部件8的各部分的组织状态变化进行说明。
[0073]首先，如图3、图4所示，半成品800的焊接预定部825的形状呈附加了剩余部826的形状。所述渗碳工序前的内部组织与结束热锻后的通常钢部件一样，呈被实施了塑性加工的组织状态。通过实施所述渗碳工序，半成品800整体变成奥氏体组织。此外，此时，半成品800表层部变成碳浓度高于原材料的高碳浓度的渗碳层88 (参照图5)。
[0074]其次，如图5所示,对奥氏体组织状态的半成品800实施减压缓冷工序，由此渗碳层88以外的部分变成铁素体-珠光体(€61'1 61631'1; 6)组织FP,表层的渗碳层88变成珠光体(pearlite)组织P。
[0075]其次，半成品800的圈部81通过淬火工序中的高频加热被局部加热而变成奥氏体组织状态。通过之后的水冷处理，如图6所示，渗碳层88变成马氏体组织M，其内侧变成贝氏体组织B。另一方面，未实施淬火工序的连接部82维持表层渗碳层88为珠光体组织P且内部为铁素体-珠光体组织FP的状态。
[0076]之后，如图7所示，通过实施切削工序，半成品800的连接部82的焊接预定部825被去除含渗碳层88的剩余部826。由此，得到第一钢部件8。另外，第一钢部件8的焊接预定部825呈外露铁素体-珠光体组织FP的状态。
[0077]在图8中示出已得到的第 一钢部件8的剖面的照片，在图9?图12中示出各部分的金属组织的照片。通过图8中钢部件8的剖面照片的亮度差异，可知宏观组织的差异。另外，从图9的金属组织照片 中可以观察到未实施淬火工序的连接部82的表层(图8中的Ca)部分)的渗碳层88由珠光体组织P构成。从图10的金属组织照片中可以观察到未实施淬火工序的连接部82的内部(图8中的(b)部分)以及焊接预定部825由铁素体-珠光体组织FP构成。从图11的金属组织照片中可以观察到实施了淬火工序的作为渗碳淬火部的圈部81的表层(图8中的(c)部分)的渗碳层88由马氏体组织M构成。进一步，从图12的金属组织照片中可以观察到实施了淬火工序的作为渗碳淬火部的圈部81的内部(图8中的(d)部分)由贝氏体组织B构成。
[0078]此外，在进行切削工序处理时，在该处理之前或者之后实施研磨处理或磨削处理等，从而进一步提闻整体的尺寸精度并在最后进行清洗，进而有助于广品质量的提闻。
[0079]其次，评价了获得的第一钢部件8的各部分的硬度特性及焊接性。另外，为了进行比较，准备了用以往的制造方法制得的比较部件9。
[0080]比较部件9通过以下方式而制得，即:实施通过防渗碳剂覆盖连接部92中的包括焊接预定部925的部分的表面的防渗碳处理后，再实施渗碳淬火处理，之后通过喷丸处理(shot blast)去除防渗碳剂，进而实施研磨等修整处理。如图16所示，就比较部件9而言，未实施防渗碳处理的圈部91的表面层变成渗碳层98且变成马氏体组织，其内部及连接部92整体变成贝氏体组织。
[0081]在剖面测定了钢部件8及比较部件9的各部分的硬度。
[0082]可知钢部件8的圈部81的渗碳层88 (图7)的马氏体组织M部分的硬度在维氏硬度HV768?801的范围，硬度非常高。另外，可知钢部件8的圈部81内部的贝氏体组织B的部位，维氏硬度在HV317?452范围，硬度适当，处于韧性佳的范围。而且，钢部件8的连接部82的包含焊接预定部825的铁素体-珠光体组织FP部分，维氏硬度在HV154?168的范围，硬度比较低，另一方面，连接部82表层的渗碳层88的由珠光体组织P构成的部分硬度稍微高，维氏硬度在HV265?283的范围。
[0083]与此相比，比较部件9中圆筒部91的渗碳层98 (图16)的马氏体组织M部分的硬度在维氏硬度HV768?796的范围，硬度非常高。另外，比较部件9中圆筒部91的内部及凸缘部92整体的贝氏体组织B的部位，维氏硬度在HV298?448的范围。
[0084]通过比较由这种以往制造方法制得的比较部件9和本实施例的钢部件8，可知就钢部件8的圈部81而言，圈部81的表面硬度处于与比较部件9同等水平，且能够维持非常佳的耐磨损特性。
[0085]另外，本实施例的第一钢部件8的花键部821为所述连接部82的一部分，表层的渗碳层88由珠光体组织P构成，内部由铁素体-珠光体组织FP构成。另一方面，比较部件9的花键部921与圈部91 一样，表层的渗碳层98为马氏体组织M，内部为贝氏体组织B。该差异导致花键部821与花键部921的硬度特性等产生差异，钢部件8至少比比较部件9的表面硬度低。在作为本实施例钢部件8的单向离合器用内圈部件中，当考虑到与第二、第三钢部件71、72的卡合状态时，从振动和其它各种性能方面出发，如上所述，优选表层的渗碳层88由珠光体组织P构成，内部由铁素体-珠光体组织FP构成，并使硬度比以往的硬度低。此外，就该花键部821而言，根据需要，如所述圈部81 —样，可以应用淬火处理工序做成渗碳淬火部。
[0086]其次，评价了钢部件8及比较部件9的焊接性。具体而言，如图17所示，准备用于焊接在焊接预定部825的第二、第三钢部件71、72，实际上在焊接部位W 1、W2上实施了电子束焊接。而且，针对焊接部进行了扭转试验(torsion test)。
[0087]从试验结果中可知，钢部件8的焊接性在比较部件9的同等以上程度。
[0088]如图18所示，使用第一钢部件8和第二钢部件71以及第三钢部件72制得的复合钢部件75的两处焊接部750a、750b，具有熔融再凝固部751以及与熔融再凝固部751相邻的热影响部752。熔融再凝固部751是马氏体-贝氏体-珠光体组织MBP，也就是马氏体组织、贝氏体组织与珠光体组织混合而成的组织。另外，热影响部752是贝氏体-铁素体-珠光体组织BFP，也就是贝氏体组织、铁素体组织以及珠光体组织混合而成的组织。热影响部752的周围由原来的焊接预定部825的铁素体-珠光体组织FP构成。钢部件8的其它部分的组织与焊接工序前相比没有发生变化。此外，第二钢部件71及第三钢部件72的焊接部750a、750b周围的组织由铁素体-珠光体组织FP构成。
[0089]其次，在图18中示出组装了复合钢部件75的组装部件7，复合钢部件75是经由750a、750b将所述第二、第三钢部件71、72与第一钢部件8连接而成的。组装部件7是汽车用自动变速器。第一钢部件8是组装部件7的单向离合器用内圈部件，要求圈部81具有良好的耐磨损性，且要求焊接预定部825具有优良的与第二、第三钢部件71、72焊接的焊接性。此处，第二、第三钢部件71、72是组装部件7的行星齿轮机构的行星架，用于支撑行星齿轮机构的太阳轮及与齿圈啮合的小齿轮。在该用途中，所述实施例的第一钢部件8及将此第一钢部件8焊接在第二、第三钢部件71、72而成的复合钢部件75，具有良好的质量规格，并且能够发挥优良的性能。
【权利要求】
1.一种复合钢部件的制造方法，是用于制造通过焊接将多个钢部件连接而成的复合钢部件的方法，其特征在于，准备半成品来制造第一钢部件，该第一钢部件具有实施了渗碳淬火硬化处理的渗碳淬火部和预设有至少与第二钢部件进行焊接的焊接预定部，该半成品的焊接预定部附加有厚度在之后渗碳工序中形成的渗碳层的厚度以上的剩余部，进行渗碳工序、冷却工序、淬火工序、切削工序，其中，在所述渗碳工序中，将该半成品在渗碳环境气体中加热至奥氏体化温度以上，从而在表面形成渗碳层，在继该渗碳工序的所述冷却工序中，以比马氏体相变的冷却速度慢的冷却速度，对所述半成品进行冷却，将所述半成品冷却至能够使冷却引起的组织相变完成的温度以下，在所述淬火工序中，将所述半成品的期望部分，通过高密度能量加热至奥氏体区域之后，以马氏体相变的冷却速度以上的冷却速度进行冷却，来在所述期望部分形成渗碳淬火部，在所述切削工序中，对所述半成品的所述剩余部进行切削；接着进行焊接工序，至少将第二钢部件抵接在所获得的所述第一钢部件的所述焊接预定部并进行焊接，由此连接两者。
2.如权利要求1所述的复合钢部件的制造方法，其特征在于，所述渗碳工序在比大气的氧浓度低的低氧渗碳环境气体中进行。
3.如权利要求1或2所述的复合钢部件的制造方法，其特征在于，所述第一钢部件具有:圈部，呈圆筒状且外周面 或内周面具有滑动面；连接部，从该圈部延伸设置，至少与第_钢部件连接；所述圈部由所述渗碳淬火部构成，在所述连接部设有所述焊接预定部。
4.如权利要求3所述的复合钢部件的制造方法，其特征在于，所述连接部具有:从所述圈部延伸设置的花键部；从该花键部延伸设置的所述焊接预定部；不对所述花键部实施所述淬火工序。
5.一种复合钢部件，是通过焊接将多个钢部件连接而成的，其特征在于，第一钢部件具有:圈部，呈圆筒状且外周面或内周面具有滑动面；连接部，从该圈部延伸设置，至少与第二钢部件连接；所述圈部由渗碳淬火部构成，该渗碳淬火部的表层部由马氏体组织构成且内部由贝氏体组织构成，所述连接部具有至少与第二钢部件焊接的焊接部，该焊接部具有熔融再凝固部、与该熔融再凝固部相邻的热影响部，所述熔融再凝固部由马氏体-贝氏体-珠光体组织构成，所述热影响部由贝氏体-铁素体-珠光体组织构成。
6.如权利要求5所述的复合钢部件的制造方法，其特征在于，所述第一钢部件的所述连接部具有:从所述圈部延伸设置的花键部；从该花键部延伸设置的所述焊接部；所述花键部由铁素体-珠光体组织构成。
【文档编号】B23K15/00GK103442837SQ201280014140
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月27日 优先权日:2011年4月22日
【发明者】大林巧治, 笠井大介, 田口圭太, 小木曾贵昭, 佐藤努 申请人:爱信艾达株式会社