非调质型软氮化部件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及非调质型软氮化部件。更详细而言，设及如用于汽车、工业机械W及 建筑机械等的曲轴、连杆等那样，在锻造W及机械加工为所需的形状之后，不进行泽火-回 火的调质处理、而实施软氮化处理来制造的具有高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。进一步详细而言，设及具有优异的弯曲矫正性和在弯曲疲劳试验中 750M化社的高弯曲疲劳强度的非调质型软氮化部件。
[0002] 需要说明的是，"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"泽火-回火处理"而实施软氮化处理的部件。在W下的说明中，将上述的"实施了软氮 化处理的部件"简称为"软氮化部件"。
【背景技术】
[0003] 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 后进行作为表面硬化处理的高频泽火处理、软氮化处理等的处理。
[0004] 上述的"软氮化处理"为WAi相变点W下的溫度对氮和碳进行扩散渗透处理的处 理，W热处理溫度低、与"高频泽火处理"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观察到发白的"化合物层"（FesN等 氮化物析出的层）。在上述的化合物层和巧料（母材）之间形成"扩散层"。 阳0化]对于软氮化处理，其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。
[0006] 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。
[0007] 需要说明的是，在W下的说明中，有时妒'曲轴"为代表来说明上述的软氮化部件。
[0008] 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750MPaW上的极高的弯曲疲劳强度。
[0009] 此外，从低成本化、节省资源化等理由出发，对于在制造时不实施"泽火-回火处 理"（调质处理）的非调质型曲轴的期望也变大。
[0010] 需要说明的是，为了确保非调质型的曲轴有上述的750MPaW上的弯曲疲劳强度， 需要使距部件表面0.05mm位置的硬度（W下，有时称为"表层硬度"）在软氮化处理后至少 为W维氏硬度（W下，称为"HV硬度"）计为400W上。 W11] 然而，使距曲轴的表面0. 05mm位置的HV硬度为400W上的情况下，进行弯曲矫正 时，表层产生龟裂。对运样的曲轴实施弯曲疲劳试验时，W该龟裂为起点而产生疲劳破坏。
[0012] 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W往大的弯曲的形状的曲轴也可W进行弯曲矫正、即高的弯曲矫正性。
[0013] 因此，对于在750MPaw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。
[0014] 为了对应前述的期望，例如，在专利文献1中，公开了一种"软氮化用非调质钢"， 其特征在于，W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%W下、S-A1 :0. 045%W下、Ti:0. 002 ~0. 010%、N:0. 005 ~ 0. 025 %W及 0:0. 001 ~0. 005 %，根据需要还含有Pb:0. 01 ~0. 40%、Ca:0. 0005 ~ 0.0050%W及Bi:0.005 ~0.40%之中的l种或2种W上，并且满足0.12XTi%<0% <2. 5XTi%W及0. 04XN%<0%<0. 7XN%的条件，余量包含化W及不可避免的杂质， 热锻后的组织为铁素体与珠光体的混合组织。
[0015] 专利文献2中公开了一种"曲轴"，其特征在于，其为具有由表面被施W氮化处 理或软氮化处理的钢形成的销部W及轴颈部的曲轴，前述钢W合金成分计含有C:0. 07质 量％W上且0. 12质量％W下、Si:0. 05质量％W上且0. 25质量％W下、Mn:0. 1质量％W 上且0. 5质量％ ^下、化：〇. 8质量％W上且1. 5质量％W下、Ni:2. 4质量％W上且4. 5质 量％W下、A1 :0. 8质量％W上且1. 5质量％W下、Ti:0. 5质量％W上且1. 5质量％W下， 根据需要还含有S:0. 01质量％W上且0. 10质量％W下、Ca:0. 0010质量％W上且0. 0050 质量％ ^下之中的1种或2种，余量包含化W及不可避免的杂质，并且，将从不受到氮化处 理的影响的中屯、部采样的钢试样在1200°C下进行1小时烙体化之后，W设定为0. 3°C/秒 W上且1. 5°C/秒W下的适当的冷却速度在900°CW上至300°CW下的溫度范围冷却，从而 可W使贝氏体占据钢组织的比率为80%W上、使HV硬度为200W上且300W下，被施W前 述氮化处理或软氮化处理的前述销部W及前述轴颈部的内部硬度WHV硬度计为350W上 且500W下，并且距表面0. 05mm的位置的HV硬度为650W上且950W下。
[0016] 本发明人等在专利文献3中提出了一种明"非调质型氮化曲轴"，其特征在于，其 为巧料钢材W质量％计含有C:0. 25 ~0. 60%、Si:0. 10 ~1. 0%、Mn:0. 60 ~2. 0%、P: 0. 08%W下、S:0. 10%W下、A1 :0. 05%W下、Cr:〇. 20 ~1. 0%W及N:0. 0030 ~0. 0250%， 余量包含化W及杂质，满足4〇-〇2Mn巧.5化> 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W及销部的化合物层 深度为5ymW下。
[0017] 需要说明的是，该非调质型氮化曲轴还可化含有选自化、Ni、Mo、V、Ti W及化中 的1种W上，此时，需要满足〔4〇-〇2Mn巧.5Cr+26Mo> 43. 0)。
[0018] 本发明人等进而在专利文献4中提出了一种"调质型软氮化部件"，其特征在于， 其为巧料钢材W质量％计含有C:0. 25~0. 40%、Si:0. 10~0. 35%、Mn:0. 60~1. 0%、 P:0. 08 %W下、S:0. 10 %W下、A1 :0. 05 %W下、Cr:〇. 30 ~1. 10 %W及N:0. 0030 ~ 0. 0250 %，余量包含化W及杂质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5ymW下。
[0019] 需要说明的是，该调质型氮化部件还可化含有选自化、Mo、V、NiW及Ti中的1种 社。
[0020] 现有技术文献 阳OW 专利文献
[0022] 专利文献1 :日本特开2002-226939号公报
[0023] 专利文献2:日本特开2007-177309号公报
[0024] 专利文献3:日本特开2012-26005号公报
[0025] 专利文献4:日本特开2011-42846号公报
【发明内容】
[0026] 发巧要解决的间颗
[0027] 专利文献1的发明的成分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750MPa。
[0028] 关于专利文献2的发明的成分，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。
[0029] 关于专利文献3的发明成分，如其的实施例所示，得到高疲劳强度W及弯曲矫正 性。然而，曲轴也期望轻量小型化，要求更严格的疲劳强度W及弯曲矫正性。
[0030] 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SOOMPaW上的高的弯曲疲劳强度。因此，可W用作汽车、工业机 械W及建筑机械等部件、例如曲轴，可W应付轻量小型化。然而，对于专利文献4的发明，在 进行机械加工之后、软氮化处理之前，需要进行泽火-回火的调质处理。
[0031] 本发明是为了解决上述的问题而成的，目的在于提供具有优异的弯曲矫正性、并 且在弯曲疲劳试验中具有750MPaW上的高的弯曲疲劳强度的非调质型软氮化部件。 阳〇扣]用于解决间颗的方案
[0033] 本发明