冷轧钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及例如用于离合器片等的冷轧钢板及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 自动变速器的湿式多片离合器中交替配置有在表面粘贴有由特殊的纸形成的摩 擦材料的多个摩擦片和与摩擦片接触的分离片。并且，通过切换摩擦片与分离片的分离和 接合的动作来控制动力的传递。
[0003] 摩擦片和分离片均为环状的钢板部件。需要说明的是，通常将构成湿式多片离合 器的这些摩擦片和分离片统称为离合器片。
[0004] 作为发生在分离片上的主要不良现象，已知有如下四种：花键部的磨损（以下作 为性质A)、花键部的位置精度不良所引起的颤动（以下作为性质B)、与摩擦片摩擦的摩擦 面的磨损所引起的粗糙度的变化（以下作为性质C)、以及过热点（匕一卜只步7卜）的产 生和与此相伴的形状及材质的不均匀化（以下作为性质D)。上述均为重要的特性，但过热 点所引起的不良的对策最难。
[0005] 在湿式多片离合器的动作中，从中立状态转变为动力传递状态而接合时，摩擦片 与离合器片在相对速度快的状态下以高负荷被挤压，摩擦片与离合器片的相对速度急剧地 减速。此时产生的摩擦热被快速地导入作为滑动部分的分离片的表面，因此使得分离片表 面的温度升高。该分离片表面的温度升高成为产生过热点的原因。
[0006] 并且，由摩擦热所致的加热引起的过热点部的突起、过热点周围的变形和局部的 材质的变化使得离合器工作时的摩擦状态不均匀。另外，不均匀的摩擦状态会招致进一步 形成新的过热点这样的恶性循环，湿式多片离合器的性能显著劣化。
[0007] 在此，提高汽车的燃料效率在目前是极其重要的课题，机构方面的效率提高和作 为单元的小型轻量化在构成汽车的各种各样的构成要素中非常重要。
[0008] 另外，对于变速器而言，要求提高效率、降低摩擦损失及小型轻量化，为了实现这 些，需要提高湿式多片离合器的效率。为了提高湿式多片离合器的效率，考虑了减小片的直 径、减少片的张数、减少润滑油以及通过改变摩擦材料来提高摩擦系数等。但是，均会导致 现有技术中无法应对的过度的温度升高、即导致过热点。
[0009] 于是想到，如果能够提高离合器片的材料的性能，则有可能能够显著地提高变速 器的效率。因此，对于在离合器片中使用的钢板，要求提高耐过热点性。
[0010] 作为关于提高钢板的耐过热点性的技术，已知有专利文献1至专利文献5等中记 载的方法。
[0011] 专利文献1中示出了如下方法：使用低碳钢来提高由铁素体向奥氏体的相变温 度，由此，即使片因踩离合器时的摩擦热而被加热，也可防止相变的产生，从而抑制过热点 的产生。
[0012] 专利文献2中示出了如下方法：对合金元素量进行规定来提高钢板的热扩散率， 由此抑制摩擦热所引起的片的温度升高，从而抑制过热点的产生。
[0013] 专利文献3中示出了如下方法：使用难以发生相变的奥氏体系不锈钢作为用于片 的材料，由此抑制过热点的产生。
[0014] 专利文献4中示出了如下方法：利用Ti析出物、Nb析出物，由此抑制过热点的产 生。
[0015] 专利文献5中示出了如下方法：在利用Ti析出物、Nb析出物的基础上，添加具有 使相变点升高的作用的Si、Al，由此抑制过热点的产生。
[0016] 另外，除耐过热点性的提高所带来的变速器的效率提高、摩擦损失降低以及小型 轻量化以外，分离片的齿尖等花键部的耐磨损性也是重要特性之一。
[0017] 作为提高分离片的齿尖的耐磨损性的技术，已知有专利文献6至专利文献9中记 载的方法。
[0018] 专利文献6中示出了如下方法：利用TiC、渗碳体等硬质析出物，使耐磨损性提高。
[0019] 专利文献7中示出了如下方法：对具有铁素体的粒径为5 μπι以上且15 μπι以下的 铁素体组织的热轧钢板以50%以上的轧制率进行冷轧，由此提高耐磨损性。
[0020] 专利文献8中示出了如下方法：通过复合添加 Cr、Ti和B来控制钢组织，由此提高 耐磨损性。
[0021] 专利文献9中示出了如下方法：通过珠光体及渗碳体分数的控制以及铁素体粒径 的控制来控制钢组织，由此提高耐磨损性。
[0022] 现有技术文献
[0023] 专利文献
[0024] 专利文献1 :日本特开2005-249050号公报
[0025] 专利文献2 :日本特开2005-249051号公报
[0026] 专利文献3 :日本特开2005-249106号公报
[0027] 专利文献4 :日本特开2008-266731号公报
[0028] 专利文献5 :日本特开2010-132983号公报
[0029] 专利文献6 :日本特开2001-73073号公报
[0030] 专利文献7 :日本特开2003-277883号公报
[0031] 专利文献8 :日本特开2007-211260号公报
[0032] 专利文献9 :日本特开2004-162153号公报
【发明内容】
[0033] 发明所要解决的问题
[0034] 但是，上述专利文献1至专利文献5的方法只不过应对了分离片所要求的上述性 质A至性质D这四种性质中的一部分。另外，上述专利文献1至专利文献5的方法存在关 于耐过热点性的效果也不充分、制造性降低以及材料成本升高等诸多问题。
[0035] 例如，专利文献1、2、3中，并没有考虑应对性质A、性质B及性质C，在变速器的效 率提高、摩擦损失降低及小型轻量化方面并不充分。
[0036] 另外，专利文献3的奥氏体不锈钢不仅与通常用于离合器片的钢板相比价格相当 昂贵，而且不锈钢的热传导性低，因而认为存在摩擦热的扩散性低、钢板表面温度容易升高 这样的问题。
[0037] 此外，对专利文献4及专利文献5所示的钢成分进行实际考察的结果是，虽然能够 提高耐过热点性，但在变速器的效率提高、摩擦损失降低以及小型轻量化方面并不充分。
[0038] 另外，专利文献5中，添加了 Si和A1，但添加 Si、Al在制造上有很多问题，从容易 引起扁钢坯、卷材的脆性破坏的方面而言，从工业性的观点出发也不是有效的。
[0039] 关于专利文献6至专利文献9,只不过是提高了耐磨损性。即，分离片所要求的不 仅是花键部的耐磨损性高，不给对象侧的鼓轮或箱体造成损伤也很重要。因此，作为分离片 的材料，并非单纯地提高耐磨损性即可。
[0040] 另外，作为与磨损、磨损现象有关的特性，除上述以外，与摩擦片摩擦的摩擦面的 粗糙度变化的控制也很重要。即，分离片表面的、以摩擦纸作为对象材料时的耐磨损性很重 要。当然，不能使作为摩擦的对象材料的摩擦纸受到损伤。
[0041] 并且，专利文献6至专利文献9均没有考虑同时具备在花键部及表面这两个部位 的性质不同的两种耐磨损性。
[0042] 因此，作为离合器片用的材料等，要求耐过热点性及耐磨损性良好的钢板。
[0043] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供耐过热点性及耐磨损性良好的 冷轧钢板及其制造方法。
[0044] 用于解决问题的手段
[0045] 技术方案1所述的冷轧钢板为如下的冷轧钢板。化学成分为：以质量％计，含有 C :0· 03 ~0· 12%、Si :0 ~L 0%、Mn :0· 2 ~0· 8%、P :0· 03% 以下、S :0· 03% 以下、Ti : 0.04~0. 3%以及Al :0.05%以下、余量由Fe和不可避免的杂质构成、且满足5XC%-Si % +Mn% -I. 5XA1 %〈1 ;作为析出物的Ti系碳化物的平均粒径为20~IOOnm ;截面硬度为 200 ~400HV。
[0046] 技术方案2所述的冷轧钢板为如下的冷轧钢板。如技术方案1所述的冷轧钢板， 其中，化学成分为：以质量％计，含有Cr :0. 10~2. 0%、Ni :0. 05~0. 5%、Mo :0. 05~ 0· 5%、B :0· 0002 ~0· 002%、Nb :0· 01 ~0· 2% 以及 V :0· 01 ~0· 2% 中的至少一种，且满 足 5XC% -Si% +Μη% +1. 6XCr% +0· 8XNi% -I. 5XA1%〈1。
[0047] 技术方案3所述的冷轧钢板为如下的冷轧钢板。如技术方案I或2所述的冷轧钢 板，其中，从钢板表面到距钢板表面至少200 μ m为止的表层部中的Ti系碳化物的平均粒径 为 20 ~100nm。
[0048] 技术方案4所述的冷轧钢板的制造方法为如下的制造方法。熔炼技术方案1或2 所述的化学成分的钢坯，将该钢坯加热至1200°C以上