JPH07116585B2 - マルエ−ジング鋼製薄板のガス窒化処理方法 - Google Patents
マルエ−ジング鋼製薄板のガス窒化処理方法Info
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- JPH07116585B2 JPH07116585B2 JP6660186A JP6660186A JPH07116585B2 JP H07116585 B2 JPH07116585 B2 JP H07116585B2 JP 6660186 A JP6660186 A JP 6660186A JP 6660186 A JP6660186 A JP 6660186A JP H07116585 B2 JPH07116585 B2 JP H07116585B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はマルエージング鋼製薄板のガス窒化処理方法に
関する。本発明は、例えば、CVT用スチールベルトのフ
ープの製造に利用することができる。ここで、CVTは、C
ontinuously Variable Transmissionの略称の意味であ
り、溝幅可変の構造をもつプーリと、プーリ間に架設さ
れたエンドレス状のスチールベルトとで形成され、プー
リの溝幅を変化させて変速比を連続的に調整する無段変
速機である。このCVT用スチールベルトは、エンドレス
帯状のフープと、フープに保持された適数個のトルク伝
達板とを備えている。従ってCVT用スチールベルトのフ
ープとは、上記変速機においてトルクを伝達するトルク
伝達板の保持に用いられる無端つまりエンドレス状の薄
板材をいう。
関する。本発明は、例えば、CVT用スチールベルトのフ
ープの製造に利用することができる。ここで、CVTは、C
ontinuously Variable Transmissionの略称の意味であ
り、溝幅可変の構造をもつプーリと、プーリ間に架設さ
れたエンドレス状のスチールベルトとで形成され、プー
リの溝幅を変化させて変速比を連続的に調整する無段変
速機である。このCVT用スチールベルトは、エンドレス
帯状のフープと、フープに保持された適数個のトルク伝
達板とを備えている。従ってCVT用スチールベルトのフ
ープとは、上記変速機においてトルクを伝達するトルク
伝達板の保持に用いられる無端つまりエンドレス状の薄
板材をいう。
［従来の技術］ マルエージング鋼は薄板であっても極めて高い引張り強
度を有しているが、そのわりには耐摩耗性および疲労強
度が低く、このため高い曲げ応力が加わる場所などで用
いるためには、マルエージング鋼製薄板に窒化処理を施
し、表面部の硬さを硬くしている。
度を有しているが、そのわりには耐摩耗性および疲労強
度が低く、このため高い曲げ応力が加わる場所などで用
いるためには、マルエージング鋼製薄板に窒化処理を施
し、表面部の硬さを硬くしている。
ところで、窒化処理を行うにあたっては従来より、アン
モニアガスの雰囲気中でマルエージング鋼製薄板を加熱
するガス窒化方法が採用されている。しかしながらマル
エージング鋼製薄板はニッケルの含有量が高いためガス
窒化されにくく、従って上記ガス窒化方法では処理時間
が10〜20時間と長くなる不具合があり、例えば処理温度
を450℃にした場合には処理時間は24時間と長くなる不
具合がある。又タフトライド処理方法で行なうことも提
案されているが、このタフトライド処理方法では、処理
温度が550℃以上と高温となり、マルエージング鋼製薄
板の過時効や変形を防止するためには好ましくない。
モニアガスの雰囲気中でマルエージング鋼製薄板を加熱
するガス窒化方法が採用されている。しかしながらマル
エージング鋼製薄板はニッケルの含有量が高いためガス
窒化されにくく、従って上記ガス窒化方法では処理時間
が10〜20時間と長くなる不具合があり、例えば処理温度
を450℃にした場合には処理時間は24時間と長くなる不
具合がある。又タフトライド処理方法で行なうことも提
案されているが、このタフトライド処理方法では、処理
温度が550℃以上と高温となり、マルエージング鋼製薄
板の過時効や変形を防止するためには好ましくない。
又、低温でガス窒化を行うためアンモニアガスにRXガス
を混入して行うガス軟窒化方法が提案されているが、こ
の方法では、マレエージング鋼製薄板の炭素含有量を増
加しがちで好ましくない。
を混入して行うガス軟窒化方法が提案されているが、こ
の方法では、マレエージング鋼製薄板の炭素含有量を増
加しがちで好ましくない。
［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記した実情に鑑みなされたものであり、その
目的は、窒化を促進でき、処理温度を低温とし、かつ、
処理時間を短時間としうるマルエージング鋼製薄板のガ
ス窒化処理方法を提供するにある。
目的は、窒化を促進でき、処理温度を低温とし、かつ、
処理時間を短時間としうるマルエージング鋼製薄板のガ
ス窒化処理方法を提供するにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明者は、マルエージング鋼製薄板のガス窒化処理方
法について鋭意研究した結果、アンモニアガスの分解率
を小さくし、レトルト内のガス滞留時間を長くしたアン
モニアガスの雰囲気中でマルエージング鋼製薄板の窒化
処理を行えば、処理温度を低くすることができ、例えば
420〜470℃と低くすることができ、又、処理時間を１〜
６時間と短くしうることを見い出した。このように処理
温度を低くし、処理時間を短くしうる理由は、必ずしも
明らかではないが、アンモニアガスの分解率を小さくし
た状態で窒化処理を行なえば、アンモニアガスの分解直
後の活性化された窒素を有効に利用できるためであると
推察される。本発明はこの発見に基づいてなされたもの
である。
法について鋭意研究した結果、アンモニアガスの分解率
を小さくし、レトルト内のガス滞留時間を長くしたアン
モニアガスの雰囲気中でマルエージング鋼製薄板の窒化
処理を行えば、処理温度を低くすることができ、例えば
420〜470℃と低くすることができ、又、処理時間を１〜
６時間と短くしうることを見い出した。このように処理
温度を低くし、処理時間を短くしうる理由は、必ずしも
明らかではないが、アンモニアガスの分解率を小さくし
た状態で窒化処理を行なえば、アンモニアガスの分解直
後の活性化された窒素を有効に利用できるためであると
推察される。本発明はこの発見に基づいてなされたもの
である。
即ち、本発明にかかるマルエージング鋼製薄板のガス窒
化処理方法は、マルエージング鋼製薄板を窒化処理炉内
に装入し、滞留時間が600〜3600秒で、かつ分解率１〜
６％になるアンモニアガス雰囲気中で、処理時間１〜６
時間としてガス窒化することを特徴とするものである。
化処理方法は、マルエージング鋼製薄板を窒化処理炉内
に装入し、滞留時間が600〜3600秒で、かつ分解率１〜
６％になるアンモニアガス雰囲気中で、処理時間１〜６
時間としてガス窒化することを特徴とするものである。
ここでマルエージング鋼製薄板の粗製は、薄板の用途に
応じて適宜設定するが、重量％で、ニッケル17〜26％、
アルミニウム0.05〜0.5％、モリブデン４〜６％、チタ
ン0.2〜1.6％、コバルト７〜12％、残部鉄とすることが
できる。マルエージング鋼製薄板の厚みは、薄板の用途
に応じて適宜設定するが、CVT用スチールベルトのフー
プに適用する場合には、0.1〜1.0mm、特には0.1〜0.2mm
とすることができる。本発明の窒化処理前に溶体化処理
を行なってもよく、溶体化処理温度および溶体化時間
は、ニッケル、アルミニウム、チタンなどの溶出原子を
オーステナイトに充分溶け込ませる温度、通常、800〜8
50℃で30分〜５時間に設定すればよい。又、時効処理は
本発明の窒化処理と同時にでき、処理温度450℃未満の
ときのみ窒化処理後に450〜500℃程度で30分〜１時間で
ある。
応じて適宜設定するが、重量％で、ニッケル17〜26％、
アルミニウム0.05〜0.5％、モリブデン４〜６％、チタ
ン0.2〜1.6％、コバルト７〜12％、残部鉄とすることが
できる。マルエージング鋼製薄板の厚みは、薄板の用途
に応じて適宜設定するが、CVT用スチールベルトのフー
プに適用する場合には、0.1〜1.0mm、特には0.1〜0.2mm
とすることができる。本発明の窒化処理前に溶体化処理
を行なってもよく、溶体化処理温度および溶体化時間
は、ニッケル、アルミニウム、チタンなどの溶出原子を
オーステナイトに充分溶け込ませる温度、通常、800〜8
50℃で30分〜５時間に設定すればよい。又、時効処理は
本発明の窒化処理と同時にでき、処理温度450℃未満の
ときのみ窒化処理後に450〜500℃程度で30分〜１時間で
ある。
窒化処理では、マルエージング鋼製薄板を窒化処理炉内
に装入し、分解率１〜６％になるアンモニアガス雰囲気
中で、処理温度を通常の窒化処理温度よりも低温、例え
ば420〜470℃とし、処理時間を１〜６時間としてガス窒
化する。分解率１〜６％になるアンモニアガスの雰囲気
にするにあたっては、例えば、窒化処理炉内でのアンモ
ニアガスの滞留時間を長くすること、窒化処理炉内容積
を大きくして窒化処理炉内のアンモニアガスを遅く交換
できるようにすることなどが考えられる。従って、アン
モニアガスの滞留時間は600〜3600秒とする。ここでマ
ルエージング鋼製薄板の表面積が約123cm2である場合に
は、アンモニアガスを装入する窒化処理炉の内容積を30
〜100とし、供給ガス流量により前記滞留時間とする
ことが好ましい。なお窒化処理炉の背圧は、ゲージ圧で
0.001〜0.03kg/cm2にできる。上記のように窒化処理を
実施すると、マルエージング鋼製薄板の表面部が窒化さ
れ、表面部に窒化物層が形成される。窒化物層の厚みは
一般に15〜30μ程度であり、従って部材の表面部の硬さ
はHv800〜1000程度である。従って部材の表面部の圧縮
残留応力は100〜150kg/mm2である。
に装入し、分解率１〜６％になるアンモニアガス雰囲気
中で、処理温度を通常の窒化処理温度よりも低温、例え
ば420〜470℃とし、処理時間を１〜６時間としてガス窒
化する。分解率１〜６％になるアンモニアガスの雰囲気
にするにあたっては、例えば、窒化処理炉内でのアンモ
ニアガスの滞留時間を長くすること、窒化処理炉内容積
を大きくして窒化処理炉内のアンモニアガスを遅く交換
できるようにすることなどが考えられる。従って、アン
モニアガスの滞留時間は600〜3600秒とする。ここでマ
ルエージング鋼製薄板の表面積が約123cm2である場合に
は、アンモニアガスを装入する窒化処理炉の内容積を30
〜100とし、供給ガス流量により前記滞留時間とする
ことが好ましい。なお窒化処理炉の背圧は、ゲージ圧で
0.001〜0.03kg/cm2にできる。上記のように窒化処理を
実施すると、マルエージング鋼製薄板の表面部が窒化さ
れ、表面部に窒化物層が形成される。窒化物層の厚みは
一般に15〜30μ程度であり、従って部材の表面部の硬さ
はHv800〜1000程度である。従って部材の表面部の圧縮
残留応力は100〜150kg/mm2である。
［発明の効果］ 本発明では窒化に要する処理温度を通常の窒化処理温度
よりも低温、例えば420〜470℃、窒化に要する処理時間
を１〜６時間とすることができる。その理由は必ずしも
明らかではないが、アンモニアガスの分解率を小さくし
た状態で窒化処理を行なえば発生初期の活性化された窒
素を有効に利用できるため窒化が促進されることによる
と推察される。このように本発明では、処理温度を低温
にでき、処理時間を短縮できるため、熱処理により変形
し易いマルエージング鋼製薄板、例えば肉厚0.1〜0.2mm
の薄板のガス窒化処理に適する。
よりも低温、例えば420〜470℃、窒化に要する処理時間
を１〜６時間とすることができる。その理由は必ずしも
明らかではないが、アンモニアガスの分解率を小さくし
た状態で窒化処理を行なえば発生初期の活性化された窒
素を有効に利用できるため窒化が促進されることによる
と推察される。このように本発明では、処理温度を低温
にでき、処理時間を短縮できるため、熱処理により変形
し易いマルエージング鋼製薄板、例えば肉厚0.1〜0.2mm
の薄板のガス窒化処理に適する。
［実施例］ 本発明の第１実施例を第１図に示す。
第１工程として、薄板を真空炉内に装入し、800℃で30
分間で加熱することにより溶体化し、これによりニッケ
ルやチタンなどの溶出原子をオーステナイトに固溶し
た。その後薄板を冷却した。冷却は窒素ガスおよびアル
ゴンガスによって行った。
分間で加熱することにより溶体化し、これによりニッケ
ルやチタンなどの溶出原子をオーステナイトに固溶し
た。その後薄板を冷却した。冷却は窒素ガスおよびアル
ゴンガスによって行った。
ここで薄板の形状は無端フープ状で、その大きさは、厚
み0.17mm、幅8.6mm、内周長704mmである。マルエージン
グ鋼製薄板の粗成は重量％で、ニッケル17.8％、アルミ
ニウム0.08％、モリブデン4.76％、チタン0.48％、コバ
ルト7.75％、炭素0.005％、シリコン0.038％、硫黄0.00
03％、マンガン0.008％、残部鉄である。
み0.17mm、幅8.6mm、内周長704mmである。マルエージン
グ鋼製薄板の粗成は重量％で、ニッケル17.8％、アルミ
ニウム0.08％、モリブデン4.76％、チタン0.48％、コバ
ルト7.75％、炭素0.005％、シリコン0.038％、硫黄0.00
03％、マンガン0.008％、残部鉄である。
そして、レトルト１内の台３の上に薄板２を載せ、その
状態でパッキング材20を介してボルト21により蓋22をレ
トルト１に取着する。ここでレトルト１はSUS304から作
製されており、内寸法は長さ350mm、幅350mm、高さ300m
mである。又、台３の高さは20mmである。このレトルト
１には、アンモニアガスを供給する供給パイプ４、アン
モニアガスを排出する排出パイプ６が取付けられてい
る。供給パイプ４の先端は台３の上方に位置している。
ここでアンモニアガスは図示しない圧力計、流量計によ
り、圧力1kg/cm2、流量1.5／分となるようにレトルト
１内に連続的に供給される。このときのアンモニアガス
のレトルト内滞留時間は約24.5分である。
状態でパッキング材20を介してボルト21により蓋22をレ
トルト１に取着する。ここでレトルト１はSUS304から作
製されており、内寸法は長さ350mm、幅350mm、高さ300m
mである。又、台３の高さは20mmである。このレトルト
１には、アンモニアガスを供給する供給パイプ４、アン
モニアガスを排出する排出パイプ６が取付けられてい
る。供給パイプ４の先端は台３の上方に位置している。
ここでアンモニアガスは図示しない圧力計、流量計によ
り、圧力1kg/cm2、流量1.5／分となるようにレトルト
１内に連続的に供給される。このときのアンモニアガス
のレトルト内滞留時間は約24.5分である。
そして上記したレトルトを窒化処理炉内に収納し、供給
パイプ４からアンモニアガスをレトルト１内に連続的に
供給し、レトルト１内の空気をアンモニアガスに入れ替
えた。この後にアンモニアガスを連続的に供給しつつ窒
化処理炉を昇温させて薄板２を、処理温度440℃、処理
時間３時間で加熱保持し、これによりレトルト１内のア
ンモニアガスを分解し、第２工程としての窒化処理を行
った。本実施例では、未分解アンモニアガス96％、つま
りガス分解率は４％であった。又、レトルト１の背圧は
ゲージ圧で0.003kg/cm2である。
パイプ４からアンモニアガスをレトルト１内に連続的に
供給し、レトルト１内の空気をアンモニアガスに入れ替
えた。この後にアンモニアガスを連続的に供給しつつ窒
化処理炉を昇温させて薄板２を、処理温度440℃、処理
時間３時間で加熱保持し、これによりレトルト１内のア
ンモニアガスを分解し、第２工程としての窒化処理を行
った。本実施例では、未分解アンモニアガス96％、つま
りガス分解率は４％であった。又、レトルト１の背圧は
ゲージ圧で0.003kg/cm2である。
上記のように窒化処理を実施した薄板２の表面部には、
窒化物層が形成された。表に示すように窒化物層の厚み
は20μｍ、薄板２の表面硬さはHV900、圧縮残留応力は1
06kg/mm2あった。なお窒化物層の厚みはEPMAによる濃度
分布から求めた。表面硬さは荷重50gでマイクロビッカ
ースにて求めた。圧縮残留応力は、Ｘ線側傾法によりＸ
線で応力測定して求めた。
窒化物層が形成された。表に示すように窒化物層の厚み
は20μｍ、薄板２の表面硬さはHV900、圧縮残留応力は1
06kg/mm2あった。なお窒化物層の厚みはEPMAによる濃度
分布から求めた。表面硬さは荷重50gでマイクロビッカ
ースにて求めた。圧縮残留応力は、Ｘ線側傾法によりＸ
線で応力測定して求めた。
次に第２実施例として、第２工程における処理時間を６
時間とし、残りの条件を第11実施例の場合と同じとした
状態で、第１工程および第２工程を実施した。第２実施
例にかかる薄板では、窒化物層が85μｍと厚く、薄板の
表面硬さはHv1000、圧縮残留応力は152kg/mm2であっ
た。本実施例ではフープ材としては窒化層が厚く、条件
が適切でなかったが、窒化が迅速に行なわれていること
が分る。適正条件としては処理温度を下げれば良い。
時間とし、残りの条件を第11実施例の場合と同じとした
状態で、第１工程および第２工程を実施した。第２実施
例にかかる薄板では、窒化物層が85μｍと厚く、薄板の
表面硬さはHv1000、圧縮残留応力は152kg/mm2であっ
た。本実施例ではフープ材としては窒化層が厚く、条件
が適切でなかったが、窒化が迅速に行なわれていること
が分る。適正条件としては処理温度を下げれば良い。
比較例として、処理温度450℃、処理時間24時間、ガス
分解率12％（従来の適値とされる分解率）とした状態
で、薄板を窒化処理した。このときのアンモニアガス滞
留時間は約60秒であった。この比較例では、窒化物層の
厚みは25μｍであり、部材の表面硬さはHv850、圧縮残
留 応力は80kg/mm2であった。上記のような試験結果から明
らかなように、第１実施例および第２実施例のようにガ
ス分解率が４％としアンモニアガスの滞留時間を長くす
ることにより処理温度を440℃、処理時間を３〜６時間
とする程度で、硬さHv900〜1000程度の窒化物層を形成
することができることがわかる。
分解率12％（従来の適値とされる分解率）とした状態
で、薄板を窒化処理した。このときのアンモニアガス滞
留時間は約60秒であった。この比較例では、窒化物層の
厚みは25μｍであり、部材の表面硬さはHv850、圧縮残
留 応力は80kg/mm2であった。上記のような試験結果から明
らかなように、第１実施例および第２実施例のようにガ
ス分解率が４％としアンモニアガスの滞留時間を長くす
ることにより処理温度を440℃、処理時間を３〜６時間
とする程度で、硬さHv900〜1000程度の窒化物層を形成
することができることがわかる。
第１図は本発明にかかる第１実施例を実施している状態
を示す縦断側面図である。 図中、１はレトルト、２は薄板、３は台、４は供給パイ
プ、６は排出パイプをそれぞれ示す。
を示す縦断側面図である。 図中、１はレトルト、２は薄板、３は台、４は供給パイ
プ、６は排出パイプをそれぞれ示す。
フロントページの続き (72)発明者 大石 芳宏 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 松井 宗久 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 中西 和之 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内
Claims (3)
- 【請求項１】マルエーシング鋼製薄板を窒化処理炉内に
装入し、滞留時間が600〜3600秒で、かつ分解率１〜６
％になるアンモニアガス雰囲気中で、処理時間１〜６時
間としてガス窒化することを特徴とするマルエージング
鋼製薄板のガス窒化処理方法。 - 【請求項２】処理温度は420〜470℃である特許請求の範
囲第１項記載のマルエージング鋼製薄板のガス窒化処理
方法。 - 【請求項３】マルエージング鋼製薄板は、CVT用スチー
ルベルトの肉厚が0.10〜0.3mmのフープである特許請求
の範囲第１項記載のマルエージング鋼製薄板のガス窒化
処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6660186A JPH07116585B2 (ja) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | マルエ−ジング鋼製薄板のガス窒化処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6660186A JPH07116585B2 (ja) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | マルエ−ジング鋼製薄板のガス窒化処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62224665A JPS62224665A (ja) | 1987-10-02 |
| JPH07116585B2 true JPH07116585B2 (ja) | 1995-12-13 |
Family
ID=13320599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6660186A Expired - Fee Related JPH07116585B2 (ja) | 1986-03-25 | 1986-03-25 | マルエ−ジング鋼製薄板のガス窒化処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07116585B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024070839A1 (ja) | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | マルエージング鋼、部材およびそれらの製造方法 |
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| EP1176224B1 (en) | 2000-07-24 | 2014-04-16 | Dowa Thermotech Co., Ltd. | Nitrided maraging steel and method of manufacturing thereof |
| JP3630299B2 (ja) * | 2000-07-24 | 2005-03-16 | 同和鉱業株式会社 | 無段変速機の金属ベルト用無端リングの製造方法 |
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| JP4981679B2 (ja) * | 2004-11-17 | 2012-07-25 | ロベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミト ベシュレンクテル ハフツング | プッシュベルト並びにその製作方法 |
| CN111527327A (zh) * | 2017-12-22 | 2020-08-11 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于无级变速器的传动带的金属环构件及其制造方法 |
| JP2019189927A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-10-31 | トヨタ自動車株式会社 | 無端金属リング、及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-03-25 JP JP6660186A patent/JPH07116585B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024070839A1 (ja) | 2022-09-30 | 2024-04-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | マルエージング鋼、部材およびそれらの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62224665A (ja) | 1987-10-02 |
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