專利名稱：鋼部件、及其熱處理方法和制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對需要高強度特性的齒輪等的鋼部件進行熱處理 的方法。
背景技術：
對于例如齒輪等的鋼部件，為了維持韌性、同時提高表面硬度，常進 行滲碳淬火處理。滲碳淬火處理時，對于鋼部件在將其加熱到奧氏體化(austenitizing)溫度以上的狀態(tài)下，進行滲碳處理，以增加表面的碳濃度， 然后進行淬火處理，以確保芯部的韌性，同時提高表面硬度。作為過去的滲碳淬火處理方法，利用其出口處裝備有油淬槽的大型熱 處理爐，在進行長時間滲碳處理后，立即進行油淬處理。淬火時采用油作 為冷卻劑的理由是與水的情況相比，能夠比較緩慢地冷卻，從而可以抑制 變形。但是，即使進行油淬，利用過去的方法進行過滲碳淬火處理的鋼部 件也難以消除發(fā)生變形的問題，因此對于需要高尺寸精度的部件，在滲碳 淬火后需要進行切削、研削、研磨等工藝。還有，過去的滲碳淬火處理必須采用上述的大型熱處理爐進行長時間 的滲碳處理，處理時間長，消費能源多。因此，希望縮短滲碳淬火處理所 需的處理時間，降低消費能源，并實現(xiàn)滲碳淬火設備本身的小型化。在這種背景下，作為滲碳處理后的淬火處理，可以考慮采用對局部進 行淬火的高頻淬火方法(專利文獻l)，而不是對部件整體進行淬火處理。 但是，如果只單純采用高頻淬火處理，不能充分抑制變形的發(fā)生。還有，在后述的專利文獻2、 3中，提出在滲碳處理后，按照規(guī)定值 以下的冷卻速度，在規(guī)定的溫度領域進行緩慢冷卻。但是，這樣單純地只 進行緩慢冷卻，也并不一定能夠獲得足夠的抑制變形的效果。[專利文獻l]日本專利特開平11-131133號公報[專利文獻2]日本專利特開平5-148535號公報 [專利文獻3]日本專利特開平8-311607號公報發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明考慮到上述過去問題，其目的在于提出能夠比過去進一步抑制 變形、且縮短處理時間的鋼部件的熱處理方法。本發(fā)明的第l側面為一種鋼部件的熱處理方法，其特征在于包括在減壓下的滲碳氣體中對鋼部件進行滲碳處理的減壓滲碳工序、將結束了該減壓滲碳工序的上述鋼部件在冷卻氣體中進行冷卻時、使 該冷卻氣體在低于大氣壓的減壓狀態(tài)下進行冷卻的減壓冷卻工序、和利用高密度能源對冷卻后的上述鋼部件的所希望部分進行加熱、然 后進行快速冷卻的淬火工序。本發(fā)明的鋼部件的熱處理方法采用上述減壓滲碳處理作為滲碳處理 工序，同時采用利用高密度能源進行加熱然后進行快速冷卻的淬火工序作 為淬火處理工序，而且在兩個工序之間積極地采用上述減壓冷卻工序。這 樣，能夠進行優(yōu)于過去的滲碳淬火處理，同時能夠大幅度抑制變形的發(fā)生， 并且也能夠比過去縮短處理時間。艮口，作為滲碳處理工序，在減壓下的滲碳氣體中對鋼部件進行滲碳處 理。由于該減壓滲碳能夠將高溫的滲碳爐維持在減壓狀態(tài)下，且利用較少 的滲碳氣體進行滲碳處理，因此能夠比過去更有效地進行滲碳處理。還有，作為淬火處理工序，進行利用高密度能源對冷卻后的鋼部件的所希望部分進行加熱、然后進行快速冷卻的淬火工序。該淬火工序不是對 鋼部件整體進行加熱，而是發(fā)揮高密度能源的特點，對所希望的部分、即 希望利用淬火提高強度的部分進行快速加熱，并對該部分進行快速冷卻。 這樣，與過去的對鋼部件整體進行淬火處理的情況相比，能夠大幅度抑制 淬火處理時變形的發(fā)生，在淬火后也能夠基本維持進行本發(fā)明的淬火工序 前的形狀。還有，該淬火處理工序中，通過利用高密度能源，能夠增加利用淬火 提高強度的效果。還有，由于能夠提高該淬火性能，即使在上述減壓滲碳 工序中降低了滲碳深度等滲碳處理的程度，也可以通過上述淬火性能的提高來進行補償。這樣，通過將該利用高密度能源的淬火工序與上述減壓滲 碳工序組合在一起，也能夠縮短上述減壓滲碳工序的滲碳處理時間，從而 進一步提高效率。作為上述高密度能源，有例如電子束、激光束等高密度能源束流，還 有，雖然不是束流，還有高頻加熱等的高密度能源。另一方面，即使采用利用抑制變形效果高的上述高密度能源的淬火工 序，如果在其工序之前鋼部件出現(xiàn)變形，也難以獲得高精度的鋼部件。為 了解決該問題，在減壓滲碳工序與淬火工序之間進行上述減壓冷卻工序。艮口，在上述減壓冷卻工序中，結束了減壓滲碳工序的高溫狀態(tài)的上述 鋼部件在冷卻氣體中進行冷卻時，使該冷卻氣體處于低于大氣壓的減壓狀 態(tài)下進行冷卻。這樣，與使冷卻氣體在大氣壓狀態(tài)下進行冷卻的情況相比， 能夠抑制鋼部件出現(xiàn)變形。艮P，如果冷卻時攪拌冷卻氣體，通過使冷卻氣體處于減壓狀態(tài)，與大 氣壓狀態(tài)的情況相比，能夠降低循環(huán)的冷卻氣體的上風和下風的冷卻速度 的差。即，在大氣壓下進行緩冷時，大氣壓中的冷卻氣體只要與被冷卻部 件接觸，就開始進行熱交換，對被冷卻部件進行冷卻。此時，通過積極的 氣體攪拌或者熱引起的氣體對流，產(chǎn)生上風和下風，從而產(chǎn)生冷卻速度差。 由于冷卻速度差，被冷卻部件產(chǎn)生溫度差，從而產(chǎn)生熱處理變形。與此對 應，通過使冷卻氣體處于減壓狀態(tài)，不管在上風還是下風，熱交換速度本 來都慢，從而難以產(chǎn)生冷卻速度差。這樣，在采用使冷卻氣體處于減壓狀 態(tài)迸行減壓緩冷時，由于進行比較均勻的冷卻，從而產(chǎn)生的熱處理變形小。 還有，即使完全不攪拌，在減壓狀態(tài)下，與大氣壓的情況相比，能夠降低 溫度不同的冷卻氣體的滯留引起的冷卻速度差。通過利用這種冷卻氣體減壓的效果，進行了上述減壓冷卻工序的鋼部 件能夠抑制變形的產(chǎn)生，能夠在維持高精度的尺寸精度的前提下，進行上 述淬火工序。這樣，可以發(fā)揮利用上述的高密度能源的淬火工序的長處， 獲得淬火后的變形小的高精度的鋼部件。因此，通過利用本發(fā)明的熱處理方法，與過去相比，可以大幅度抑制 變形的產(chǎn)生，獲得有效的滲碳淬火效果。還有，通過連續(xù)進行上述減壓滲碳工序和上述減壓冷卻工序，在實際設備中，可以直接連接減壓滲碳室和減壓冷卻室，不需要在二者之間設置 調(diào)整減壓度的預備室。即，由于上述減壓滲碳工序和上述減壓冷卻工序二 者均在減壓狀態(tài)下進行，從而可以減小二者之間的壓力差。這樣，結束了 減壓滲碳處理的制品將在不暴露在常壓狀態(tài)下進行減壓冷卻處理，能夠高 效地進行控制變形產(chǎn)生的處理。本發(fā)明的第2側面的特征在于利用上述第1側面的鋼部件熱處理方法 進行熱處理而成的鋼部件。本發(fā)明的第3側面的特征在于當對鋼部件進行所希望形狀的成形的 成形工序后，實施上述第1側面的熱處理方法的鋼部件的制造方法。作為 上述成形工序，可以采用沖壓加工等眾所周知的成形方法。


圖1為表示實施例1中的(a)本發(fā)明方法的加熱模式的說明圖，(b)比較方法的加熱模式的說明圖。圖2為表示實施例1中的(a)實施本發(fā)明方法的熱處理設備，(b)實施比較方法的滲碳淬火設備的說明圖。圖3為表示實施例1中的(a)鋼部件的平面圖，(b)鋼部件的截面圖 ((a)的A-A箭頭方向的截面圖)。圖4為表示實施例1的滲碳淬火后的硬度分布的說明圖。圖5為表示實施例1的變形產(chǎn)生狀況的說明圖。圖6為表示實施例1的殘留應力產(chǎn)生狀況的說明圖。圖7為表示實施例2的試驗1的鋼部件的冷卻模式的說明圖。圖8為表示實施例2的試驗2的鋼部件的冷卻模式的說明圖。圖9為表示實施例2的試驗3的鋼部件的冷卻模式的說明圖。圖10為表示實施例2的試驗4的鋼部件的冷卻模式的說明圖。圖11為表示實施例2的變形產(chǎn)生狀況的說明圖。圖12為表示實施例3中的(a)鋼部件的平面圖，(b)鋼部件的截面圖((a)的A-A箭頭方向的截面圖)。圖13為表示實施例3的試樣E1、 Cl的變形產(chǎn)生狀況的說明圖。 圖14為表示實施例3的試樣E3、 Cl的變形產(chǎn)生狀況的說明圖。圖15為表示實施例4的滲碳淬火后的硬度分布的說明圖。 圖16為表示實施例5的減壓緩冷模式的具體例的說明圖。 圖17為表示實施例6的高密度能源束流的照射狀態(tài)的(A)側面圖， (B)平面圖。圖18為表示實施例6的熱處理裝置的說明圖。 圖19為表示實施例6的高密度能源束流的照射狀態(tài)的說明圖。 圖20為表示從實施例6的鎖止離合器活塞的縱截面所觀察的說明圖。 圖21為表示從實施例6的鎖止離合器活塞的平面?zhèn)人^察的說明圖。 圖22為實施例6的鎖止離合器活塞用熱處理裝置的說明圖。 圖23為表示實施例6的鎖止離合器活塞的表面處理部分的說明圖。 圖24為表示實施例6的高密度能源束流的照射狀態(tài)的說明圖。 圖25為表示實施例6的電子束的照射部的軌跡的說明圖。 圖26為表示實施例6的電子束的偏轉波形例的說明圖。 圖27為表示實施例6的電子束的照射部的軌跡的其它例的說明圖。 圖28為表示實施例6的電子束的偏轉波形例的說明圖。 圖29為表示實施例7的(a)過去工程、(b)參考工程、和(c)本發(fā) 明工程的說明圖。圖30為表示實施例7的硬度測試結果的圖。 圖31為表示實施例8的硬度測試結果的圖。 圖32為表示實施例9的硬度測試結果的圖。實施形式希望將上述鋼部件加熱到奧氏體化溫度以上，同時在o.ooi —O.lbar的減壓條件下，進行本發(fā)明的上述減壓滲碳工序。如果滲碳時的減 壓為小于0.001bar時，則需要高價的設備以維持真空度。另一方面，如果 大于0.1bar，則在滲碳中有可能產(chǎn)生碳黑、出現(xiàn)滲碳濃度的不均勻的問題。 還有，作為上述滲碳氣體，可以采用例如乙炔、丙烷、丁'烷、甲烷、乙稀、乙院等o還有，在上述減壓滲碳工序中，通常也可以采用通過滲碳增加表面濃 度、從而在表面析出鐵與碳的化合物的高濃度滲碳處理、或者在滲碳處理的同時進行氮化處理即滲碳氮化處理。還有，希望利用高密度能源將上述鋼部件的所希望部分加熱到奧氏體 化溫度以上，然后快速冷卻，從而進行上述淬火工序。即通過利用高密度 能源，容易對局部進行加熱，與對整體加熱的情況相比，可以大幅度提高 抑制變形的效果。希望上述快速冷卻的冷卻速度為200'C/秒一200(TC/秒。冷卻速度小 于20CTC/秒時，可能得不到充分的淬火效果。另一方面，也難以實現(xiàn)超過 200(TC/秒的快速冷卻。還有，希望上述利用高密度能源的加熱為利用高頻加熱。此時，可以 利用高精度的非接觸式感應加熱，而且可以提高效率。還有，作為上述高頻加熱，可以采用眾所周知的方法。希望利用上述高頻加熱時的上述快速冷卻為水淬。即，如果利用上述 高頻加熱，由于能夠高精度地對局部進行加熱，而不是對部件整體進行加 熱，之后即使采用冷卻效果非常高的水淬，也能夠有力地抑制淬火變形。 而且，利用水淬的優(yōu)良的快速冷卻效果，可以提高淬火特性，進一步實現(xiàn) 淬火部分的高強度化。還有，利用該高強度化，有時可以具備滲碳處理的 簡便化(縮短處理時間)、即、得到即使?jié)B碳層很薄，也能夠具有要求強 度，此時也能夠進一步縮短熱處理工序整體的時間。希望上述淬火工序為利用高密度能源束流照射上述鋼部件的所希望 部分進行加熱，然后通過自身散熱進行快速冷卻。即，以電子束、激光束 等為代表的高能源束流能夠對所照射的極表面進行非常高速的加熱。通過 將加熱部分限制在極表面，如果通過中止或移動高密度能源束流的照射來 終止投入能源，依靠自身散熱就能夠獲得充分的快速冷卻效果。希望上述高密度能源束流為電子束。電子束容易改變輸出、照射束流 直徑或照射區(qū)域，從而能夠對加熱領域進行高精度的加熱。當利用電子束時，由于有可能使照射部分快速瑢融，因此希望上述淬 火工序中，利用電子束照射上述鋼部件的所希望部分，只使表面加熱到熔 點以上，形成熔融部，接著使該熔融部快速冷卻到馬氏體相變領域，通過 使其成為馬氏體組織，以形成硬化層。此時，希望上述硬化層為0.2mm以下。如果超過0.2mm，則有可能降低熔融后的自身散熱效果。另一方面，如果硬化層太薄，耐久性有可能出現(xiàn)問題，因此更希望為0.1mm-0.2mm的范圍。還有，對結束了減壓滲碳工序的高溫的鋼部件進行上述減壓冷卻工 序，但并不一定要進行到冷卻完了為止。在至少進入到基本上對產(chǎn)生變形 沒有影響的低溫區(qū)域之后，也可以替換上述減壓冷卻工序，而進行解除減 壓狀態(tài)的大氣壓冷卻、或者在積極地增壓到大氣壓以上的狀態(tài)下進行冷卻。還有，在上述減壓冷卻工序中，也可以在中途減緩減壓條件，或者變 更攪拌條件。實際上，在產(chǎn)生變形的可能性很小的低溫區(qū)域，工業(yè)上更希 望變更為能夠提高冷卻效率的條件?？梢岳娩摬考臏囟然蚶鋮s時間來管理上述減壓冷卻工序的結束 時期。由于其最佳條件因鋼部件種類、 一次處理的數(shù)量、冷卻氣體種類、 冷卻氣體的攪拌裝置的能力等而發(fā)生變化，因此希望通過實驗求出管理 值，并利用該值進行處理。在利用溫度確定上述減壓冷卻工序的結束時期時，可以確定為到達例 如500。C以下的給定溫度的時期。如果至少在到達50(TC之前，在能夠抑 制產(chǎn)生變形的條件下緩慢冷卻，則能夠充分發(fā)揮上述作用效果。還有，上述減壓冷卻工序中即使對減壓狀態(tài)的冷卻氣體不進行攪拌， 與大氣壓狀態(tài)的情況相比，也能夠提高抑制變形的效果，但希望采用適當 的攪拌，以防止冷卻氣體的滯留。艮P，希望在使上述冷卻氣體處于低于大氣壓的減壓狀態(tài)下， 一邊對該 冷卻氣體進行攪拌， 一邊進行上述減壓冷卻工序。這樣，能夠進一步提高 抑制變形的效果。還有，希望至少從上述鋼部件的冷卻引起的組織相變開始之前起至所 有的組織相變結束為止，進行上述減壓冷卻工序。即，當使鋼部件從奧氏 體狀態(tài)冷卻至常溫時， 一定會伴隨組織相變，從而在該組織相變中容易出 現(xiàn)變形。尤其是如果組織相變中的冷卻條件因部位不同而出現(xiàn)差異，則容 易產(chǎn)生變形。因此，希望在上述減壓冷卻工序期間，完成鋼部件的組織相 變。還有，希望上述減壓冷卻工序的上述冷卻氣體的減壓狀態(tài)為O.lbar—0.65bar的范圍。如果上述減壓狀態(tài)小于O.lbar，則會出現(xiàn)減壓裝置太貴的 問題。另一方面，如果超過0.65bar，則會降低冷卻氣體的減壓產(chǎn)生的上 述作用效果。因此，更希望上述減壓冷卻工序的上述冷卻氣體的減壓狀態(tài)為 0,lbar—0.3bar的范圍。尤其是在小于0.3bar的情況下，可以提高上述減 壓產(chǎn)生的效果。還有，可以在上述減壓冷卻工序中，當上述鋼部件的溫度到達A1相 變點以下后，在提高上述冷卻氣體的攪拌速度的條件下，進行冷卻。艮P， 由于在減壓狀態(tài)下進行上述減壓冷卻工序，與在大氣壓以上的狀態(tài)下進行 該冷卻工序的情況相比，降低了冷卻效率。因此，當上述鋼部件的溫度到 達對變形沒有影響的Al相變點以下的溫度區(qū)域后，可以通過提高冷卻氣 體的攪拌速度，以盡可能提高冷卻效率。最容易的方法是在減壓冷卻工序 初期，將攪拌速度設定為O或最低限度的速度，然后當上述鋼部件的溫度 到達A1相變點以下后，提高攪拌速度。這樣，可以在上述鋼部件的溫度 到達A1相變點以下后，提高冷卻能力，從而縮短整個冷卻時間。還有， 作為提高攪拌速度的方法，可以一次性提高，但希望采用緩慢提高的方法。還有，可以在上述減壓冷卻工序中，當上述鋼部件的溫度到達A1相 變點以下后，在提高上述冷卻氣體的壓力的條件下，進行冷卻。此時，當 上述鋼部件的溫度到達對變形沒有影響的Al相變點以下的溫度區(qū)域后， 可以通過提高冷卻氣體的壓力來提高冷卻速度，從而可以縮短整個冷卻時 間。當然，也可以與提高上述攪拌速度的方法一起，采用提高冷卻氣體壓 力的方法。還有，該減壓冷卻工序中的壓力增加自然在低于大氣壓的范圍內(nèi)進 行。還有，壓力增加可以一次性進行，但希望采用緩慢進行的方法。另外， 如上所述，上述減壓冷卻工序結束后，無妨增加到大氣壓或更高的壓力。還有，上述減壓冷卻工序中，作為上述冷卻氣體，可以選擇不同于上 述減壓滲碳工序中的上述滲碳氣體的各種冷卻氣體。尤其是希望上述冷卻 氣體采用氮氣(N2氣體)。此時，可以在抑制鋼部件氧化的情況下進行冷 卻。當然，作為上述冷卻氣體，根據(jù)鋼部件所要求的品質(zhì)，可以采用眾所周知的各種氣體。還有，希望上述鋼部件為非調(diào)制鋼，在上述減壓滲碳工序和上述減壓 冷卻工序后，通過釩碳氮化物的析出強化或貝氏體組織的相變強化，獲得 機械強度或硬度。上述所謂的非調(diào)制鋼，可以有效地發(fā)揮應用本發(fā)明的熱 處理方法的效果。還有，希望上述鋼部件為非調(diào)制鋼，在上述減壓滲碳工序和上述減壓冷卻工序后，在滲碳沒有到達的部件內(nèi)部，其硬度上升的維氏硬度Hv值 為50-150的非調(diào)制鋼。即，希望采用進行上述減壓滲碳工序和上述減壓 冷卻工序之前的上述鋼部件的維氏硬度與進行這些工序之后的上述鋼部 件的維氏硬度的差為50-150Hv。這樣，與對過去的滲碳用鋼進行過去的 滲碳淬火處理的情況相比，可以容易獲得更高的強度特性。作為非調(diào)制鋼，具體來說，可以采用具有如下化學成分的鋼。 艮P，可以采用上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比C:0.1-0.6%、 Si:0.1-0.6%、 Mn:0.5-3.0%、 Cr:0.1-2.0%、 Mo:0-0.3%、 V:0-0.3%、 S:0-0.05%、 其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的非調(diào)制鋼(以下，稱為基本鋼)。希望C的含量如上所述，為0.1-0.6%。 C含量小于0.1。/。時，不能生 成足夠的碳氮化合物。另一方面，如果大于0.6%，則硬度增加，切削性 能下降。還有，希望Si含量為0.1-0.6%。 Si通過提高退火層的抵抗回火軟化 能力，會出現(xiàn)提高齒輪的點蝕壽命的硬化。Si含量低于0.1。/。時，基本上 沒有這種硬化。另一方面，為了防止?jié)B碳性能的惡化，希望抑制Si的添 加量，從該觀點出發(fā)，希望Si的含量低于0.6。/。。還有，希望Mn含量為0.5-3.0%。 Mn是提高淬火性能的有效元素。 通過使Mn含量大于0.5。/。，可以獲得這一效果。另一方面，如果Mn含量 大于3.0%，在芯部組織中會出現(xiàn)馬氏體組織，有可能產(chǎn)生大的變形。還有，希望Cr含量為0.1-2.0%。通過使Cr含量大于0.1。/。，可以提 高退火層的抵抗回火軟化能力。另一方面，如果0含量大于2.0%，貝何 能會由于Cr系碳化物的生成造成韌性惡化。還有，希望Mo含量為0-0.3%。也可以不添加Mo。如果添加，會強 化淬火層的韌性，存在提高彎曲疲勞強度的硬化。為了獲得這種硬化，希望添加大于0.01M的Mo。另一方面，如果Mo含量大于0.3。/。，則其效果 出現(xiàn)飽和，因此希望上限值為0.3%。還有，希望V含量為0-0.3%。也可以不添加V。如果添加，能獲得 碳氮化合物的析出效果或貝氏體組織的相變強化效果，使鋼強化。為了發(fā) 揮這一效果，需要添加0.0P/。的V。另一方面，即使V含量大于0.3。/。， 其效果出現(xiàn)飽和，從而損害其經(jīng)濟性。還有，希望S含量為0-0.05%。也可以不含有S。但從提高切削性能 的角度，希望含有大于0.005M的S。但是，S含量大于0.05。/。時，會損害 鍛造性，因此希望小于0.05%。另外，作為更合適的非調(diào)制鋼，可以為上述鋼部件的化學成分由含有 質(zhì)量比C:0.22-0.26%、 Si:0.15-0.35%、 Mn: 1.40-1.60%、 Cr:0.40-0.60%、 Mo:0-0.3%、 V:0-0.3%、 S:0-0.05%、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成 的非調(diào)制鋼。還有，也可以采用上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比 C:0.11-0,15%、 Si:0.15-0.35%、 Mn:2.10-2.30%、 Cr:0.90-U0%、 Mo:0-0.3%、 V:0-0.3%、 S:0-0.05%、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的非調(diào)制鋼。還有，也可以采用上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比C:0.2-0.3%、 Si:0.2-0.6o/o 、 Mn:1.4-2.0%、 Cr:0.2-0.6% 、 Mo:0-0.4% 、 V:0.05-0.25o/o 、 S:0-0.05%、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的非調(diào)制鋼。。還有，希望采用上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比C:0.2-0.3%、 Si:0.4-0.6%、 Mn:1.4-2,0%、 Cr:0.4-0.6% 、 Mo:0-0.1o/o、 V:0,05-0.25% 、 S:0-0.05%、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的非調(diào)制鋼。還有，希望采用上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比C:0.2-0.3%、 Si:0.4-0,6%、 Mn: 1.4-2.0%、 Cr:0.4-0.6%、 Mo:0.3-0.4%、 V:0.05-0.25%、 S:0-0.05%、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的非調(diào)制鋼。這些非調(diào)制鋼對上述基本鋼的化學成分進行了進一步的限定，從而能 夠更加明確地發(fā)揮各元素的添加效果。即，希望C含量進一步限制在0.22-0.26%、 0.11-0.15o/o、或0.2-0.3% 的范圍。通過限制這些范圍，可以進一步可靠地確保芯部強度、抑制切削 性的下降。還有，希望Si含量限定在0.15-0.35°/。、或0.2-0.6%、進而0.4-0.6%的范圍。通過限制這些范圍，可以進一步可靠地確保提高退火層的抵抗回 火軟化能力、和抑制滲碳性的降低的效果。還有，希望Mn含量限定在1.40-1.60%、 2.10-2.30%、或1.4-2.0%的 范圍。通過限制這些范圍，可以進一步可靠地確保淬火性和提高退火層的 抵抗回火軟化能力、和抑制形成馬氏體組織的效果。還有，希望Cr含量限定在0.40-0.60%、 0.90-1.00、或0.2-0.6%、進 而0.4-0.6%的范圍。通過限制這些范圍，可以進一步可靠地確保淬火性和 提高退火層的抵抗回火軟化能力、以及通過形成Cr系碳化物抑制韌性惡 化的效果。還有，希望Mo含量限定在0-0.3%、進而0-0.1%、或0.3-0.4%的范圍。通過限制這些范圍，可以進一步抑制經(jīng)濟性的降低。還有，希望V含量限定在0.01-0.3%、進而0.05-0.25%的范圍。通過 限制這些范圍，可以進一步可靠地獲得組織細化效果。另外，當然也可以取代上述非調(diào)制鋼，而采用例如作為機械結構鋼的 S15C、 S20C、 S35C、 S45C、 SCM415、 SCM420、 SCM440、 SCr415、 SCr420、 SCr440、 SNCM220等JIS規(guī)格鋼。還有，當上述鋼部件為汽車的驅動系統(tǒng)部件時，采用上述熱處理方法 尤其有效。作為汽車的驅動系統(tǒng)部件，有例如自動變速機的齒輪、環(huán)狀部 件、其它部件，這些部件同時需要局部高強度特性和高尺寸精度。因此， 通過采用上述優(yōu)良的熱處理方法，可以實現(xiàn)制造工序的合理化、低成本化， 同時可以實現(xiàn)制品的高品質(zhì)化。上述鋼部件為在液力變矩器的鎖止離合器裝置中與彈簧一起內(nèi)置的 鎖止離合器活塞，該鎖止離合器活塞具有圓盤狀的平板部、從該平板部向 軸方向立起的立起部，通過上述淬火工序，在上述平板部和上述立起部上 形成用于抑制由于與上述彈簧之間的摩擦產(chǎn)生的摩耗的硬化層。上述鎖止離合器活塞在上述減壓滲碳工序、減壓緩冷工序后，通過在 局部實施上述淬火工序，可以在合適的部位形成硬化層。即，所獲得的鎖 止離合器活塞在上述平板部和上述立起部處具有上述硬化層。因此，上述 鎖止離合器活塞的摩擦部分具有優(yōu)良的耐摩耗性，和非常優(yōu)良的耐久性。另外，由于除了上述硬化層以外的部分沒有實現(xiàn)馬氏體化，因此表現(xiàn)出良 好的加工性。所以，利用本發(fā)明所獲得的鎖止離合器活塞具有局部耐摩耗 性部位，且具有優(yōu)良的加工性。另外，上述鎖止離合器活塞上的上述硬化層非常薄，還有，高密度能 源的影響基本上不涉及表面處理部分(硬化層)以外的部分，從而高精度 地維持鎖止離合器活塞的外形形狀。這樣，上述鎖止離合器活塞不需要專 門進行除去變形的工序，可以組裝進液力變矩器內(nèi)，從而可以降低液力變 矩器的生產(chǎn)成本。還有，作為利用的高密度能源，采用了上述電子束，由于其能夠高精 度地控制熱處理范圍，因此是最佳選擇。接著，作為鋼部件，通過采用上述本發(fā)明的鋼部件的熱處理方法，可以使得最表面的殘留應力為200-1500MPa的壓縮殘留應力。例如，在高 頻加熱后進行水淬，與通常的滲碳淬火的情況相比，可以獲得上述范圍的 高壓縮殘留應力。禾U用該200-1500MPa的高壓縮殘留應力，可以獲得比 過去更優(yōu)良的彎曲疲勞強度。 (實施例l)利用圖1-圖6,說明與本發(fā)明的實施例有關的鋼部件的熱處理方法。本例中，對于作為自動變速機的部件的環(huán)狀的鋼部件8 (齒圈)，實 施了本發(fā)明的熱處理方法(本發(fā)明方法)和用于比較的過去的滲碳淬火方 法(比較方法)，并對變形狀況進行了評價。本例中處理的鋼部件8如圖 3所示，在筒狀的本體部80的內(nèi)周面上，具有齒面81，齒面的硬度高， 而且真圓度對于該部件非常重要。首先，如圖1所示，比較本發(fā)明的加熱模式A和比較方法的加熱模 式B。在該圖中，橫軸為時間，縱軸為溫度，熱處理時的鋼部件的溫度如 加熱模式A、 B所示。從該圖的加熱模式A可知，本發(fā)明方法在加熱到滲碳溫度的95(TC后， 在該溫度下保持49分鐘，進行減壓滲碳工程al，然后花費40分鐘，進 行減壓冷卻的減壓冷卻工程a2，直至冷卻到15(TC以下的溫度，然后，進 行高頻淬火工程a3，即利用高頻加熱，再次快速加熱到淬火溫度的950 °C，接著進行水淬。另一方面，從該圖的加熱模式B可知，比較方法在加熱到滲碳溫度 的950'C后，在該溫度下保持220分鐘，進行通常的滲碳工程bl，然后保 持在淬火溫度的85(TC，進行油淬的淬火工程b2。還有，在比較方法中， 還進行后洗工程b3，以洗掉油淬時附著的冷卻劑(油)，進行回火工程b4， 以確保淬火硬化層的韌性。此時，也進行若干的升溫。另外，在進行了該 回火工程b4后的狀態(tài)下，進行后述的變形評價、強度評價、以及殘留應 力評價。接著，簡單說明實施本發(fā)明方法的熱處理設備5、和實施比較方法的 滲碳淬火設備9。如圖2 (a)所示，用于實施本發(fā)明方法的熱處理設備5包括在滲碳 淬火處理前對鋼部件進行洗凈的前洗槽51、具有加熱室521、減壓滲碳室 522、以及減壓冷卻室523的減壓滲碳緩冷裝置52、高頻淬火機53、用于 檢測缺陷的磁探傷裝置54。如圖2 (b)所示，用于實施比較方法的滲碳淬火設備9包括在滲碳 淬火處理前對鋼部件進行洗凈的前洗槽91、具有進行加熱，滲碳*擴散 的滲碳爐921和淬火油槽922的長大的滲碳爐92、對滲碳淬火處理后的 鋼部件進行洗凈的后洗槽93、進行回火處理的回火爐94。接著，利用上述各設備，分別對上述鋼部件8進行滲碳淬火處理，對 強度特性、變形產(chǎn)生狀況、以及殘留應力產(chǎn)生狀況進行比較。本發(fā)明方法如圖1的加熱模式A所示，進行在減壓下的滲碳氣體中 對鋼部件進行滲碳處理的減壓滲碳工序al、將結束了該減壓滲碳工序的 上述鋼部件在冷卻氣體中進行冷卻時、使該冷卻氣體在低于大氣壓的減壓 狀態(tài)下進行冷卻的減壓冷卻工序a2、和對冷卻后的上述鋼部件的所希望 部分進行高頻加熱后進行水淬的高頻淬火工序a3。在上述減壓滲碳工序al，作為滲碳和擴散處理，進行95(TCX49分 鐘的處理，條件是此時滲碳室的真空度為O.OOlbar，滲碳氣體的種類為乙 炔。在上述減壓冷卻工序a2，條件是冷卻氣體為氮氣(N2)、減壓狀態(tài)為 0.2bar，進行冷卻氣體的攪拌，減壓冷卻工序的期間為從滲碳處理之后的 奧氏體化溫度以上的溫度開始至150'C以下的溫度為止，冷卻速度為10 °。/分。在高頻淬火工序a3，通過以下條件進行利用高頻加熱對鋼部件8的內(nèi)周面的齒面81加熱到95(TC，然后噴水，進行水淬。該水淬實現(xiàn)的 冷卻速度為268'C/秒。比較方法如圖1的加熱模式B所示，加熱到滲碳溫度的95(TC后，在 該溫度下保持220分鐘，進行通常的滲碳工序bl，然后進行保持在淬火 溫度的850'C后進行油淬的淬火工序b2。還有，在比較方法中，在淬火工 序b2后進行后洗工序，然后在后洗工序b3后進行回火工序b4。還有，在上述比較方法中，作為原材料采用適合滲碳的SCM420( JIS )。在上述本發(fā)明方法中，取代上述適合滲碳的SCM420 (JIS)，采用了 化學成分由含有質(zhì)量比C:0.22-0.26%、 Si:0,15-0.35%、 Mn: 1.40-1.60%、 Cr:0.40-0.60%、 Mo:0-0.3%、 V:0-0.3%、 S:0-0.05%、其余為Fe和不可避免 的雜質(zhì)所組成的非調(diào)制鋼。具體來說，作為原材料，采用了化學成分由含 有質(zhì)量比C:0.23%、 Si:0.22%、 Mn:1.450/0、 Cr:0.460/o、 Mo:0.170/0、 V:0.090/o、 S:0.016%、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的非調(diào)制鋼(試樣El)。對于結束了滲碳淬火的鋼部件，相對于齒輪的齒底815 (圖3)部分 的離開表面的距離，測定維氏硬度(Hv)，并以此進行強度評價。測定結 果如圖4所示。該圖中，橫軸為離開表面的距離(mm),縱軸為維氏硬度 (Hv)。利用本發(fā)明方法處理的鋼部件的結果用符號El表示。利用比較 方法處理的鋼部件的結果用符號CI表示。從該圖可知，采用本發(fā)明方法(El)時，隨著進入材料內(nèi)部，其硬度 稍低于比較方法(Cl)，但最表面處的硬度卻高于比較方法。從這些結果 可知，通過采用本發(fā)明方法，可以獲得比過去方法更優(yōu)良的熱處理方法。還有，采用本發(fā)明方法(El)時，與釆用適合過去同樣的滲碳處理的 材料的情況相比，由于大幅度縮短滲碳時間，因此相應地減小了滲碳深度， 從而降低了強度。但是，如本例所示，通過變更適用材料、采用水淬，可 以解決這些強度的問題。還有，也能夠通過原材料的成分改良，來使內(nèi)部 強度提高到與過去產(chǎn)品相同的程度。接著，通過對結束了滲碳淬火處理的鋼部件進行尺寸測定，比較發(fā)生 的變形量。尺寸的測定采用了 "BBD"和"BBD橢圓"兩種。如圖3所示，配 置規(guī)定直徑的鋼球88，使其與齒面81的谷部分接觸，測定相向的硬球88之間的內(nèi)徑尺寸，即為"BBD"。在軸方向3個部位(同圖(b)的a位置、 b位置、和c位置)，對全周進行該測定，求出該測定值的平均值(Ave)、 最大值(Max)、最小值(Min)。接著，將軸方向的各測定位置的上述"BBD"的最大值和最小值的差， 作為"BBD橢圓"m)"求出。與上述相同，求出該測定值的平均值(Ave)、 最大值(Max)、最小值(Min)。圖5表示上述"BBD"和"BBD橢圓"的測定結果。該圖左側欄中， 作為本發(fā)明方法的結果，表示減壓滲碳前、減壓滲碳+減壓冷卻后、高頻 淬火后的3個時刻的結果。還有，該圖右側欄中，作為比較方法的結果， 表示滲碳淬火前、滲碳淬火后的2個時刻的結果。還有，各欄中表示的結 果自左起，對圖3 (b)的a位置、b位置、c位置的3個部位分別繪制出 最大值、最小值、平均值，并用粗線縱向連接最大值和最小值。還有，3 個部位的位置的平均值用細線連接。從該圖可知，利用本發(fā)明方法，即使在淬火后，也可以抑制變形的產(chǎn) 生。還有，通過減壓滲碳后的減壓緩冷就己經(jīng)獲得抑制變形產(chǎn)生的效果。與此對應，在比較例中，滲碳淬火處理產(chǎn)生了大的變形。接著，測定結束了滲碳淬火處理的鋼部件的殘留應力，并進行了比較。 測定結果如圖6所示。該圖中，橫軸為齒底815的離開表面的距離，縱軸為殘留應力，拉伸為"+"，壓縮為"一"。本發(fā)明方法(El)中，至少從最表面起，為壓縮殘留應力。另一方面， 比較方法(Cl)中，最表面為拉伸殘留應力。最表面殘留應力為拉伸應 力時，可能產(chǎn)生各種問題，需要通過例如熱處理或表面改性處理來緩和拉 伸殘留應力。因此，本發(fā)明方法不需要特別設置改善這種殘留應力的處理。 (實施例2)本例中，對于上述實施例1的減壓冷卻工序，又實施了復數(shù)種方法(試 驗l-3)，以把握變形產(chǎn)生的狀況。 試驗1:在試驗1中，如圖7所示，將上述鋼部件升溫到奧氏體化溫度以上的 950。C進行滲碳處理后，將鋼部件冷卻到15(TC以下。圖7中，橫軸為時間，縱軸為溫度，表示鋼部件的溫度履歷(后述圖8-圖IO亦相同)。上述熱處理在該圖A點-B點的期間為熱處理的期間，B 點以后為冷卻的期間。在試驗l，從鋼部件的冷卻開始至冷卻結束，使冷 卻氣體處于小于大氣壓的減壓狀態(tài)下進行冷卻，即進行減壓冷卻。減壓冷卻的條件為采用N2作為冷卻氣體，以0.3bar作為一定的減壓 狀態(tài)，進行冷卻氣體的攪拌。攪拌速度為使冷卻裝置中的攪拌風扇在額定 轉速550rpm下進行轉動下所得條件。試驗2:在試驗2中，如圖8所示，從鋼部件的冷卻開始至冷卻結束，使冷卻 氣體處于小于大氣壓的減壓狀態(tài)下進行冷卻，即進行減壓冷卻。但詳細條 件與試驗l不同。S口，作為減壓冷卻條件，與試驗1一樣，采用N2作為 冷卻氣體，以0.3bar作為一定的減壓狀態(tài)。但攪拌速度的條件則是最初使 攪拌風扇的轉速為250rpm，然后15分鐘(圖8的C點)后，變更為一定 的550rpm。其余與試驗1相同。試驗3:在試驗3中，如圖9所示，從鋼部件的冷卻幵始至冷卻結束，使冷卻 氣體處于小于大氣壓的減壓狀態(tài)下進行冷卻，即進行減壓冷卻。但詳細條 件與試驗1不同。即，作為減壓冷卻條件，與試驗1 一樣，采用N2作為 冷卻氣體，以0.65bar作為一定的減壓狀態(tài)。最初不進行冷卻氣體的攪拌， 然后15分鐘(圖9的C點)后，變更為一定的550rpm。其余與試驗1相同。試驗4:在試驗4中，如圖10所示，鋼部件的從冷卻開始至冷卻結束，使冷 卻氣體處于大氣壓狀態(tài)下進行冷卻，即冷卻條件以l.Obar (大氣壓)作為 一定的冷卻氣體壓力。攪拌條件則使攪拌風扇的轉速為低于額定的一定的 250rpm。冷卻前的熱處理條件與試驗1相同。利用上述試驗1-3和試驗4的冷卻方法，處理復數(shù)個鋼部件8即齒圈， 通過測定其尺寸，比較產(chǎn)生的變形量。本例所處理的齒圈8如圖3所示，與實施例1 一樣，環(huán)狀的本體部 80的內(nèi)周面上具有齒面81，其真圓度非常重要。此時，在軸方向3個部 位(同圖(b)的a位置、b位置、和c位置)，對全周的BBD尺寸進行測定，將各自的最大值與最小值的差作為"BBD橢圓(ym)"。上述BBD 尺寸如圖3所示，配置規(guī)定直徑的鋼球88，使其與齒面81的谷部分接觸， 測定相向的硬球88之間的內(nèi)徑尺寸，即為"BBD"。對進行過處理的所有 的鋼部件進行該BBD橢圓測定，求出BBD橢圓的平均值(Ave)、最大 值(Max)、最小值(Min)。圖11中表示數(shù)值和圖形。另外，所處理的鋼 部件的數(shù)量(n)分別為10-25個。如圖11所示，在試驗1-3的情況下，BBD橢圓的值均小于試驗4(比 較試驗)，可知變形抑制效果非常高。 (實施例3)本例如圖12所示，對于在環(huán)狀本體部70的外周側具有齒面71的環(huán) 狀的鋼部件7 (差速齒圈)，進行與實施例1相同的變形評價。該鋼部件7 也是用于汽車的自動變速機的部件。本例采用的本發(fā)明方法和比較方法均與實施例1相同。原材料的材質(zhì) 則在實施本發(fā)明方法時，采用上述實施例1的試樣El和后述實施例3所 示的試樣E3，而在實施比較方法時，采用上述實施例1的試樣C1。評價變形時，測定鋼部件7的軸方向3個部位(a位置、b位置、c 位置)的OBD，進行評價。在各軸方向位置，配置規(guī)定直徑的鋼球，使 其與齒面71的谷部分接觸，測定相向的硬球之間的外徑尺寸，即為 "OBD"。該測定在周方向4個部位進行，將其平均值作為評價值。求出 OBD的平均值(Ave)、最大值(Max)、最小值(Min)，在圖13、圖14 中表示數(shù)值和圖形。圖13表示在試樣El適用本發(fā)明方法的結果、和在試樣Cl適用比較 方法的結果。圖14表示在試樣E3適用本發(fā)明方法的結果，同時也與圖 13—樣，表示在試樣C1適用比較方法的結果。還有，本發(fā)明方法中，在減壓滲碳前、減壓滲碳+減壓冷卻后、高頻 淬火后的3個時刻進行了評價。還有，在比較方法中，在滲碳淬火前、滲 碳淬火后的2個時刻進行了評價。還有，另外，本發(fā)明方法的淬火工序中， 其冷卻速度為142(TC/秒。從圖13、圖14可知，利用本發(fā)明方法，即使在淬火后，也可以抑制 變形的產(chǎn)生。與此對應，在比較方法中，因滲碳淬火處理產(chǎn)生了大的變形。(實施例4)本例中，取代實施例1的原材料(試樣E1)，對用化學成分不同的復 數(shù)種原材料(試樣E2-E4)的齒輪(圖3)，實施本發(fā)明方法。試樣E2是化學成分由含有質(zhì)量比C:0.11-0.15%、 Si:0,15-0.35%、 Mn:2.10-2,30%、 Cr:0.90-1.10%、 Mo:0-0.3%、 V:0-0.3%、 S:0-0.05%、其余 為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的非調(diào)制鋼，具體來說，是含有質(zhì)量比 C:0.13%、 Si:0.24%、 Mn:2,20%、 Cr:1.00%、 Mo:0,18%、 V:0.07%、 S:0.018%、 其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的非調(diào)制鋼。試樣E3是化學成分由含有質(zhì)量比C:0.2-0.3%、 Si:0.4-0.6% 、 Mn:1.4-2.0%、 Cr:0,4-0.6o/o、 Mo:0-0.1%、 V:0.05-0.250/。、 S:0-0.5%、其余 為Fe和不可避免的雜質(zhì)所開發(fā)出來的開發(fā)鋼，具體來說，是含有質(zhì)量比 C:24%、 Si:0,5%、 Mn:1.8%、 Cr:0.5%、 Mo:0.03%、 V:0.12%、 S:0.016%、 其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的開發(fā)鋼。試樣E4是化學成分由含有質(zhì)量比C:0.2-0.3°/。 、 Si:0.4-0.6% 、 Mn: 1.4-2.0%、 Cr:0.4-0.6o/o、 Mo:0.3-0.4%、 V:0.05-0,25%、 S:0-0.5%、其余 為Fe和不可避免的雜質(zhì)所開發(fā)出來的開發(fā)鋼，具體來說，是含有質(zhì)量比 C:0.24%、 Si:0.5%、 Mn:1.4%、 Cr:0.5%、 Mo:0.37%、 V:0.12%、 S:0,016%、 其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成的開發(fā)鋼。與實施例1一樣，相對于結束了滲碳淬火處理的齒輪(鋼部件)的齒 底815部分的離開表面的距離，測定了維氏硬度(Hv)。測定結果如圖15所示。該圖中，橫軸為離開表面的距離(mm)，縱 軸為維氏硬度(Hv)。試樣E2的齒輪的結果用符號E2表示。試樣E3的 齒輪的結果用符號E3表示。還有，作為參考，實施例1的本發(fā)明例El 與比較例C1也一起表示。從該圖可知，通過采用本發(fā)明方法，即使材質(zhì)變更為上述試樣E2、 E3、 E4，也可以進行同等或優(yōu)于過去的熱處理。 (實施例5)在本例中，如圖16所示，說明作為實施例1所示的減壓緩冷工序a2、 可能采用的減壓緩冷模式的例子。圖16中，橫軸為時間，第l縱軸為冷卻風扇的轉速(a)，第2縱軸 為被處理材料的溫度(b)，第3縱軸為冷卻氣體的壓力(c)。從該圖可知，本例中，在最初的第1冷卻步驟P31時，設定較低的冷 卻風扇轉速，同時冷卻氣體壓力處于充分低于大氣壓的減壓狀態(tài)，進行減 壓緩冷。接著，在第2冷卻步驟P32時，冷卻風扇轉速雖然充分低于額定轉速， 但稍高于上述第1冷卻步驟P31的情況，另外，冷卻氣體壓力雖然低于大 氣壓，但被設為稍高于上述第1冷卻步驟P31的狀態(tài)，進行冷卻能力稍高 于上述第1冷卻步驟P31的減壓緩冷。本例中，在該第2冷卻步驟P32 時，被處理材料的溫度迎來所謂的Al相變點。接著，在第3冷卻步驟P33時，進行冷卻風扇轉速和冷卻氣體壓力足 夠高的快速冷卻。如上所述，在最初的被處理材料處于最高溫狀態(tài)的第1冷卻步驟P31 ， 迸行降低冷卻氣體壓力和循環(huán)速度(冷卻風扇轉速)的減壓緩冷，從而能 夠可靠地抑制冷卻變形的產(chǎn)生。接著，在被處理材料的冷卻到達某種程度 的第2冷卻步驟P32，由于產(chǎn)生冷卻變形的可能性降低，所以稍微提高了 一些冷卻能力，但為了抑制超過鋼的Al相變點時出現(xiàn)的組織相變所伴隨 的變形，仍維持減壓緩冷條件。這樣，可以盡量抑制超過A1相變點時的 變形。然后，在第3冷卻步驟P33，可以通過提高冷卻氣體壓力和循環(huán)速 度，使冷卻能力處于最大。 (實施例6)本例中，利用圖17-圖28，說明液力變矩器用鎖止離合器活塞等的圓 盤狀的鋼部件的熱處理方法。本例的鋼部件的熱處理與上述圖1 (a)的曲線基本相同，但嚴格來 說，淬火工序的加熱溫度不同。即，本例中，在將鋼部件加熱到滲碳溫度 的95(TC后，在該溫度下保持49分鐘，進行減壓滲碳工序，然后花費40 分鐘，進行減壓冷卻的減壓冷卻工序，直至冷卻到15(TC以下的溫度。以 上與實施例l相同。然后，迸行電子束淬火，即利用作為高密度能源束流 的電子束照射希望部分，只將表層加熱到熔點以上，形成熔融部，接著將 該熔融部快速冷卻到馬氏體相變領域，形成馬氏體組織，從而形成硬化層。首先，說明利用上述電子束的淬火工序。如圖17所示，利用750(TC/秒以上的極快的升溫速度對成為熔融部 21的鋼部件2的表層進行加熱，瞬間形成熔點Mp以上的熔融狀態(tài)的熔融 部21。此時，從開始高密度能源束流照射幵始形成熔融部21的時間非常 短，大概為0.2秒。熔融部的深度調(diào)整為鋼部件2的厚度的1/4以下。通 過高密度能源束流的輸出和照射模式來進行這一調(diào)整。接著，熔融部21形成后，立即以600'C/秒以上的極快冷卻速度使熔 融部21進行冷卻，而不使其維持高溫狀態(tài)。本例中，具體來說，冷卻速 度為160(TC/秒。這樣，熔融部21立刻凝固，先形成均勻的奧氏體組織，接著隨著冷 卻的進行，冷卻到馬氏體區(qū)域，形成馬氏體組織22。還有，上述電子束的淬火工序如圖17所示，對于鋼部件2的表面處 理部分20，部分照射高密度能源束流(電子束)11。即，從高密度能源 束流產(chǎn)生源1發(fā)射高密度能源束流10，通過偏轉透鏡112，對鋼部件2照 射最佳照射模式的高密度能源束流11。另一方面，如圖17所示，鋼部件2沿該圖箭頭方向以一定的速度進 行移動。這樣，表面處理部分20被高密度能源束流11加熱，形成熔融部 21，由于鋼部件2的移動，結束了高密度能源束流11照射的熔融部21通過自身散熱而快速冷卻。這樣，在鋼部件2中連續(xù)形成馬氏體組織22的高硬度的表層部。 這樣，利用本例，可以只將鋼部件2的表層快速加熱到熔融狀態(tài)，然后立刻快速冷卻。因此，可以使得向鋼部件2的表面處理部分20以外的部分的傳導熱少、從而降低產(chǎn)生的熱變形，同時可以獲得可靠的自身散熱效果。尤其是在本例中，只在鋼部件2的小于厚度的1/4的深度的表層形成 熔融部21，并以60(TC/秒以上的冷卻速度進行自身散熱。因此，可以獲 得足夠超過馬氏體相變的臨界冷卻速度的上述冷卻速度，能夠可靠地防止 淬火不良的現(xiàn)象。還有，通過本例，如上所述，處理時間與過去相比大大縮短，從而也 可以提高生產(chǎn)效率。另外，由于在上述電子束淬火工序之前，進行減壓滲碳工序，因此可 以與該滲碳效果疊加，獲得非常高硬度的硬化層。這里，簡單說明利用上述電子束進行加熱的具體裝置。如圖18、圖19所示，上述熱處理的電子束加熱可以一邊轉動鋼部件 2， 一邊對該部件2的例如2個部位的環(huán)狀表面處理部分20 (圖17、圖 18),進行連續(xù)的高密度能源束流ll、 12的照射。作為被處理材料的鋼部件2為液力變矩器用部件的鎖止離合器活塞 狀的皿狀(圓盤狀)。因此，通過一次操作，可以在這2個部位處理環(huán)狀 的表面處理部分20。上述熱處理裝置如圖18所示，具有放入鋼部件2的加工室19、在該 加工室19照射高密度能源束流11、 12的束流產(chǎn)生源1、控制上述束流產(chǎn) 生源1的高密度能源束流10的照射模式等的會聚透鏡111和偏轉透鏡 112。還有，具有對加工室19內(nèi)進行減壓的真空排氣裝置16、控制上述會 聚透鏡111和偏轉透鏡112的高速偏轉控制裝置110。通過控制上述會聚 透鏡111和偏轉透鏡112，可以調(diào)整照射到鋼部件2的高密度能源束流11、 12的分配、及其輸出和照射模式。通過綜合控制裝置17控制這些裝置。還有，在上述加工室19的下部， 具有轉動上述鋼部件2的載置臺15的轉動馬達150。通過上述熱處理裝置進行電子束淬火時，首先驅動上述轉動馬達150, 沿圖19的箭頭方向轉動上述鋼部件2。還有，利用真空排氣裝置16，使 加工室19內(nèi)處于真空狀態(tài)。接著，如圖18、圖19所示，分別利用2個高密度能源束流11、 12 同時照射鋼部件2。該高密度能源束流ll、 12通過鋼部件2的轉動，在 鋼部件2上以一定速度相對移動。這樣，如圖19所示，高密度能源束流ll、 12照射的部分分別變?yōu)槿?融部21，然后立刻形成馬氏體組織，2個部位的環(huán)狀的表面處理部分20 成為硬化層。與上述的事先進行的減壓滲碳工序的效果疊加，該硬化層的 性能非常優(yōu)異。接著，進一步具體說明利用上述的作為高密度能源束流的電子束的淬火工序適用于鎖止離合器活塞41的例子。液力變矩器是構成汽車等的動力傳送系統(tǒng)的部件，如圖20、 21所示， 由泵輪(pump impeller) 100、與該泵輪100 —起構成圓環(huán)面的渦輪200 (turbine runner)、導輪(stator) 300、鎖止離合器裝置400以及調(diào)節(jié)裝置 500組成。在上述液力變矩器中，經(jīng)由圖中未表示的曲軸傳送的發(fā)動機的旋轉被 傳送到前蓋600，進而被傳送到固定在其上的泵輪100。泵輪100轉動后， 圓環(huán)內(nèi)的油在軸的周圍旋轉，并在離心力作用下，在泵輪100、渦輪200 與導輪300之間循環(huán)。通過配置在泵輪100與渦輪200之間的導輪300 (在內(nèi)周側安裝有只 能朝一個方向轉動的單向離合器31)等的作用，在如車輛起動時等的情 況下，泵輪100剛開始轉動，與渦輪200之間的轉速差很大，作為轉矩變 換機構進行動作，對轉矩進行放大。另一方面，當渦輪200的轉速增加， 渦輪200與泵輪100之間的轉速差變小時，只作為流體傳體進行動作。該液力變矩器中設置有上述的鎖止離合器裝置400，其目的是用于改 善燃燒效率等。即，車輛起動后，如果獲得了預先設定的車速，便通過圖 中未表示的鎖止繼動閥切換油的供給，鎖止離合器裝置400的鎖止離合器 活塞41沿軸方向進行移動，經(jīng)由摩耗材料42與前蓋600結合。因此，發(fā)動機的旋轉傳送到變速機構的輸入軸，而不再經(jīng)由液力變矩器。從而可以 優(yōu)化燃燒效率。還有，安裝在液力變矩器上的上述調(diào)節(jié)裝置(damper unit) 500吸收 鎖止離合器活塞41與前蓋600的結合脫離時產(chǎn)生的傳送轉矩的變動，通 過鉚接銷(dowel caulking) 43被固定在鎖止離合器活塞41上，由與渦輪 200 —體化旋轉的從動板51和彈簧52、 53組成。這里，用于第1級的彈簧52配置在鎖止離合器活塞41的圓周方向的 8個部位，用于第2級的彈簧53配置在鎖止離合器活塞41的圓周方向的 4個部位。該彈簧53在彈簧52內(nèi)隔1個配置。另外，彈簧53的直徑小 于彈簧52，且長度短。當彈簧52的扭轉角達到設定值，傳送轉矩到達屈 曲點轉矩后，彈簧53開始扭曲。因此，從前蓋600經(jīng)由摩耗材料600傳送的旋轉再經(jīng)由調(diào)節(jié)裝置500傳送到渦輪輪轂700時，但此時彈簧52、 53收縮，吸收旋轉傳送時的傳 送轉矩的變動。還有，也起著防止發(fā)動機的輸出轉矩的急劇變動傳送到圖 中未表示的變速裝置時引起的震動、噪聲等的作用。但是，上述液力變矩器中，鎖止離合器活塞41的正驅動時(鎖止離 合器裝置400處于結合狀態(tài)，鎖止離合器活塞41沿圖21的逆時針方向旋 轉時)以及逆驅動時(發(fā)動機制動時等、鎖止離合器活塞41沿圖21的順 時針方向旋轉時)，由于彈簧52被壓縮，該彈簧52與鎖止離合器活塞41 的平板部411循環(huán)摩擦。因此，在鎖止離合器活塞41的平板部411上， 由于與彈簧52的摩擦而出現(xiàn)摩耗。還有，隨著鎖止離合器活塞41的旋轉，彈簧52受到離心力，被鎖止 離合器活塞41的立起部412壓縮。因此，在鎖止離合器活塞41的正驅動 和逆驅動時，鎖止離合器活塞41的立起部412也與彈簧52發(fā)生循環(huán)摩擦， 產(chǎn)生摩耗。在本例中，對處于上述使用環(huán)境中的鎖止離合器活塞41的上述平板 部411和上述立起部412進行電子束淬火。首先，圖22表示用于鎖止離合器活塞41的電子束淬火工序的裝置。 從該圖可知，本例的裝置與圖18所示的基本結構相同，載置臺15設置成 45。傾斜狀態(tài)。還有，從束流發(fā)生源1發(fā)出的高密度能源束流IO被分配給 2個照射的高密度能源束流11、 12。其他與與圖18所示的裝置相同。接著，如圖23、圖24所示，利用該裝置，對鎖止離合器活塞41的 平板部411和立起部412的2個部位的表面處理部分401、 402同時進行 表面處理。在厚度為3mm的平板部411和立起部412上分別形成厚度為 0.1-0.2mm的硬化層。具體來說，首先，如圖22所示，轉動放在裝置的載置臺15上的鎖止 離合器活塞41，使表面處理部分401、 402的移動速度大約為16.7m/分。 然后，如圖22、圖24所示，作為2個高密度能源束流11、 12，采用4.6KW 輸出的電子束，將其分別照射到表面處理部分401、 402。這樣，2個表面處理部分401、 402在極短時間內(nèi)，只有表層熔化形 成熔融部，接著，在極短時間內(nèi)快速冷卻，形成馬氏體組織。即，由于電 子束的照射，常溫組織(珠光體)迅速被加熱成為熔融體，接著由于持續(xù)自身散熱而凝固，成為奧氏體，之后由于自身散熱而快速冷卻，發(fā)生相變， 形成馬氏體組織。這樣得到的鎖止離合器活塞41的表面處理部分(硬化層)401由最 表層的厚度約0.03mm的全熔融層211與其下面的厚度約0.17mm的不完 全熔融層212組成(省略圖示)。本例得到的鎖止離合器活塞41的平板部411和立起部412的摩擦部 分分別具有耐摩耗性優(yōu)良的表面處理部(硬化層)401、 402。因此，該鎖 止離合器活塞41安裝到液力變矩器中后，會發(fā)揮非常優(yōu)良的性能。還有，表面處理部分(硬化層)401、 402以外的部分為與表面處理 前相同的珠光體組織，因此容易進行塑性擠壓等的各種塑性加工。還有，上述表面硬化層的厚度非常薄，而且高密度能源束流11、 12 基本上不影響表面處理部分以外的部分，因此，鎖止離合器活塞41的外 徑形狀維持在高精度狀態(tài)。這樣，本例的鎖止離合器活塞41可以組裝進 液力變矩器內(nèi)，而不需要進行特別的除去變形工序，從而能夠降低生產(chǎn)成 本。另外，在本例中，可以同時處理2個部位的表面處理部分401、 402。 這樣，可以獲得比過去更高的生產(chǎn)性。還有，2個部位的表面處理部分401、 402如上所述，分別在極短時間內(nèi)受到處理，因此相互之間不會受到熱影 響。接著，利用圖25說明上述電子束的照射部軌跡的1個例子。該例的電子束按照2個圓偏轉軌跡d、 C2進行照射。此時，利用各 圓偏轉軌跡d、 C2，分別對被熱處理領域25、 26、即相當于上述的高密 度能源束流ll、 12的照射部分的區(qū)域進行電子束照射。在此期間，被處 理部件繞其中心軸旋轉。因此，被熱處理領域25、 26的電子束的軌跡向 箭頭方向H移動。另外，在x軸方向和y軸方向產(chǎn)生正弦波的偏轉波形，利用其偏轉組 合形成各圓偏轉軌跡Q、 C2。還有，為了切換各圓偏轉軌跡Q、 C2，對 被熱處理領域25、 26交互進行電子束照射，如圖26所示，產(chǎn)生偏轉波形 w,，將該偏轉波形w,與上述y軸方向的偏轉波形重疊。這樣，當電壓VE為正的時間t,內(nèi)，對被熱處理領域25進行電子束照射，當電壓VE為負的時間t2內(nèi)，對被熱處理領域26進行電子束照射。還有，通過設定短的偏轉波形W,的時間t,、長的時間tu，可以調(diào)整對被熱處理領域25、 26進行照射的能量。例如，上述鎖止離合器活塞41的平板部411不需要立起部412那樣 高的耐摩耗性。此時，通過設定短的偏轉波形w,的時間t,、長的時間k， 可以使得表面處理部分401比表面處理部分402要柔軟一些。這樣，不僅 可以減少表面處理所消耗的能量，而且可以進一步縮短處理時間。接著，如圖27所示，表示對被熱處理領域27、 28進行電子束照射的 別的例子。此時，利用2個面偏轉軌跡C3、 C4，進行電子束照射。即，利用各 面偏轉軌跡C3、 C4，分別對被熱處理領域27、 28進行電子束照射。在此 期間，被處理部件繞其中心軸旋轉。因此，被熱處理領域27、 28的電子 束的軌跡向箭頭方向H移動。另外，在x軸方向和y軸方向產(chǎn)生三角波的偏轉電壓，形成各面偏轉 軌跡C3、 C4。還有，為了切換各面偏轉軌跡C3、 C4，、對被熱處理領域 27、 28進行電子束照射，將圖28所示的偏轉波形Wi與上述x軸方向和y 軸方向的三角波重疊。不用說，也可以將圓偏轉與面偏轉進行組合，按照線、橢圓等的軌跡 使電子束進行偏轉。然而，本例中雖然說明了對液力變矩器的鎖止離合器活塞進行處理的 例子，但對于其它的、例如多板摩擦結合裝置的板摩擦部、部件之間或者 利用卡環(huán)等的接合部、油泵板、密封環(huán)槽等、表層部的全部或部分需要進 行硬化的鋼部件，均可以采用本發(fā)明。 (實施例7)本例中，對于實施例6說明的鎖止離合器活塞，利用圖29所示的3 種制造方法(熱處理方法)，進行制造，并測定了所獲制品的熱處理前后 的硬化層的硬度。如該圖(a)所示，過去工藝具有從步驟Sll至S15的5個步驟。步 驟Sll為準備作為原材料的熱軋圈的步驟。步驟S12為從原材料沖壓成所 需形狀的鎖止離合器活塞的步驟。步驟S13為對鎖止離合器活塞進行過去的一般滲碳氮化 淬火處理的步驟。步驟S14為對滲碳氮化 淬火處理產(chǎn) 生的變形進行矯正處理的步驟。最后的步驟S15為進行完工的切削加工的 步驟。如該圖(b)所示，參考工藝具有從步驟S21至S24的4個步驟。步 驟S21為準備作為原材料的熱軋圈的步驟。步驟S22為從原材料沖壓成所 需形狀的鎖止離合器活塞的步驟。至此的步驟與過去工序一樣。步驟S23 則不進行滲碳處理或滲碳氮化處理，而是對形成鎖止離合器活塞的硬化層 的部分進行電子束淬火處理的步驟。最后的步驟S24不進行除去變形處 理，而是進行完工的切削加工的步驟。如該圖(c)所示，本發(fā)明工藝主要具有從步驟S31至S35的5個步 驟。在上述參考工藝的電子束淬火步驟S23之前，追加了減壓滲碳工序和 減壓緩冷工序。即，步驟S31為準備作為原材料的熱軋圈的步驟。步驟 S32為從原材料沖壓成所需形狀的鎖止離合器活塞的步驟。步驟S33為進 行上述本發(fā)明的減壓滲碳工序和減壓緩冷工序的步驟。步驟S34為對形成 鎖止離合器活塞的硬化層的部分進行電子束淬火處理的步驟。最后的步驟 S35不進行除去變形處理，而是進行完工的切削加工的步驟。本例中，利用上述3種制造方法，分別制作鎖止離合器活塞，并測定 其硬化層的截面的硬度。利用上述過去工藝制作的鎖止離合器活塞采用的材質(zhì)為熱軋鋼板Jis G 3113 SAPH (以下只稱"SAPH")。在該過去工藝中，雖然制品整體的 表面形成硬化層，但測定了相當于上述的圖23的表面處理部分402的位 置的硬度。測定結果在圖30中利用符號C81表示。該圖中，橫軸為離開 表面的距離，縱軸為硬度(Hv)。利用上述參考工藝和本發(fā)明工藝制作的鎖止離合器活塞采用的材質(zhì) 為化學成分由含有質(zhì)量比C:0.20-0.250/。、 Si:0,10-0.25%、 Mn:0.30-0.60%、 Cr:0.20-0.40%、 B:0.0030。/。以上的硼鋼(以下只稱"硼鋼")。還有，各工 藝的電子束淬火步驟S23、 S34均使電子束照射產(chǎn)生的熔融部的深度為10 um的范圍。這些工藝中，由于形成了部分硬化層，從而測定了相當于上 述的圖23的表面處理部分402的位置的硬度。在圖30中，參考工藝的測 定結果利用符號C82表示，本發(fā)明工藝的測定結果利用符號E81表示。另外，為了比較，對于本發(fā)明工藝的在步驟S32沒有立刻進行熱處理的鎖 止離合器活塞，也測定了相當于上述表面處理部分402的位置的硬度，其 測定結果在圖30中利用符號C83表示。在上述各種情況下，均采用維氏微硬度計(50g)進行硬度的測定。 從圖30可知，在各工藝中，均獲得高于沒有進行熱處理時的C83的 表面硬度，尤其是采用本發(fā)明工藝的E81，其硬度均高于采用過去工藝的 C81和采用參考工藝的C82。這樣，通過利用本發(fā)明的減壓滲碳工序、減 壓緩冷工序與利用高密度能源進行淬火的工序，可以得到超過過去的表面 改性效果。而且，從圖29所示的工序的比較可知，過去工序中必須采用 除去變形處理的步驟S14，而本發(fā)明工序中雖然進行了滲碳處理，通過采 用上述減壓緩冷工序和電子束淬火工序(利用高密度能源的淬火工序)， 可以省略除去變形處理。因此，本發(fā)明的熱處理方法不僅能夠實現(xiàn)高硬度， 而且能夠實現(xiàn)大幅度的工序合理化。 (實施例8)本例中，采用了實施例7的本發(fā)明工藝和參考工藝，而且采用的材質(zhì) 為冷軋鋼板JIS G 3141 SPCE (以下只稱"SPCE")，制造鎖止離合器活塞， 測定其硬化層的硬度。各工藝中的電子束淬火步驟S23、 S34均使電子束 照射產(chǎn)生的熔融部的深度為10nm的范圍。硬度測定部分相當于上述的 圖23的表面處理部分402的位置。在圖31中，本發(fā)明工藝的測定結果利 用符號E91，參考工藝的測定結果利用符號C91表示。另外，為了比較， 實施例7的E81、 C82也一并在圖31中表示。從該圖可知，對于各材質(zhì)，在電子束淬火處理之前進行減壓滲碳工序 與減壓緩冷工序(E81、 E91)的結果與不進行這些工序就進行電子束淬 火工序(C82、 C91)的情況相比，提高硬度的效果大。尤其是對于材質(zhì) 為SPCE時，省略減壓滲碳工序與減壓緩冷工序后，即使進行電子束淬火 工序，也基本上沒有提高硬度的效果。 (實施例9)本例為利用實施例7的本發(fā)明工藝和參考工藝，研究電子束淬火工序 對熔融部的形成深度的影響的試驗結果。作為材質(zhì)，采用上述SPCE和上述硼鋼，分別利用本發(fā)明工藝和參考工藝時，電子束淬火工序的熔融部的深度為10um和50Pm等2種。還有，本例中，為了比較，對于本發(fā)明工藝的在步驟S32后沒有立刻 進行熱處理的鎖止離合器活塞，也測定了相當于上述表面處理部分402的 位置的硬度。測定結果如圖32所示。該圖中，橫軸為種類，縱軸為硬度(Hv)。 符號C101-C104表示步驟S32后沒有進行熱處理的結果，符號C111-C114表示利用參考工藝制作的結果，符號E101-E104表示利用本發(fā)明工藝制作 的結果。還有，符號CIOI、 C102、 Clll、 C112、 ElOl、和E102的材質(zhì) 為上述SPCE，其余的材質(zhì)為上述硼鋼。從圖32可知，事先不迸行滲碳處理、而只是進行電子束淬火工序時， 其硬度提高效果因材質(zhì)不同而不同，但通過在電子束淬火工序之前進行滲 碳處理(減壓滲碳工序和減壓緩冷工序)，則與材質(zhì)基本無關，都能獲得 大幅度提高硬度的效果。
權利要求
1.一種鋼部件的熱處理方法，其特征在于包括在減壓下的滲碳氣體中對鋼部件進行滲碳處理的減壓滲碳工序、將結束了該減壓滲碳工序的上述鋼部件在冷卻氣體中進行冷卻時、使該冷卻氣體在低于大氣壓的減壓狀態(tài)下進行冷卻的減壓冷卻工序、和利用高密度能源對冷卻后的上述鋼部件的所希望部分進行加熱、然后進行快速冷卻的淬火工序。
2. 根據(jù)權利要求1所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于 使上述冷卻氣體在低于大氣壓的減壓狀態(tài)下、 一邊攪拌該冷卻氣體、一邊進行上述減壓冷卻工序。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于 至少從上述鋼部件的冷卻引起的組織相變開始之前起至所有的組織相變結束為止，進行上述減壓冷卻工序。
4. 根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于上述減壓冷卻工序的上述冷卻氣體的減壓狀態(tài)為0.1bar—0.65bar的范圍。
5. 根據(jù)權利要求4所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于.-上述減壓冷卻工序的上述冷卻氣體的減壓狀態(tài)為0.1bar—0.3bar的范圍。
6. 根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特征 在于在上述減壓冷卻工序中，當上述鋼部件的溫度到達A1相變點以下后，在提高上述冷卻氣體的攪拌速度的條件下，進行冷卻。
7. 根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于在上述減壓冷卻工序中，當上述鋼部件的溫度到達Al相變點以下后，在提高上述冷卻氣體的壓力的條件下，進行冷卻。
8. 根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特征 在于將上述鋼部件加熱到奧氏體化溫度以上，同時在0.001 — 0.1bar的減 壓條件下，進行上述減壓滲碳工序。
9. 根據(jù)權利要求1至8中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特征 在于利用高密度能源將上述鋼部件的所希望部分加熱到奧氏體化溫度以 上，然后快速冷卻，從而進行上述淬火工序。
10. 根據(jù)權利要求9所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于 上述快速冷卻的冷卻速度為200'C/秒一200(TC/秒。
11.根據(jù)權利要求9或10所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于 上述利用高密度能源的加熱為利用高頻加熱。
12. 根據(jù)權利要求9至11中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特 征在于上述快速冷通過水淬進行。
13. 根據(jù)權利要求9或10所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于上述淬火工序為利用高密度能源束流照射上述鋼部件的所希望部分 進行加熱，然后通過自身散熱進行快速冷卻。
14. 根據(jù)權利要求13所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于-上述高密度能源束流為電子束。
15. 根據(jù)權利要求14所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于 上述淬火工序中，利用電子束照射上述鋼部件的所希望部分，只使表面加熱到熔點以上，形成熔融部，接著使該熔融部快速冷卻到馬氏體相變 領域，使其成為馬氏體組織，以形成硬化層。
16. 根據(jù)權利要求15所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于上述硬化層為0.2mm以下。
17. 根據(jù)權利要求1至16中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于上述鋼部件為非調(diào)制鋼，其在上述減壓滲碳工序和上述減壓冷卻工序后，通過釩碳氮化物的析出強化或貝氏體組織的相變強化，獲得機械強度 或硬度。
18. 根據(jù)權利要求1至17中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特 征在于上述鋼部件為非調(diào)制鋼，在上述減壓滲碳工序和上述減壓冷卻工序 后，在滲碳沒有到達的部件內(nèi)部，其硬度上升的維氏硬度Hv值為50-150。
19. 根據(jù)權利要求1至17中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特 征在于上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比C:0.1-0.6%、 Si:0.1-0.6%、 Mn:0.5-3.0%、 Cr:0.1-2.0%、 Mo:0-0.3%、 V:0-0.3%、 S:0-0.05%、其余為 Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成。
20. 根據(jù)權利要求19所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于 上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比C:0.22-0.26%、 Si:0.15-0.35%、Mn:1.40-1.60%、 Cr:0.40-0.60o/o、 Mo:0-0.3%、 V:0-0.3%、 S:0畫0.050/。、其余 為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成。
21. 根據(jù)權利要求19所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于 上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比C:0.11-0.15%、 Si:0.15-0.35%、Mn:2.10-2.30%、 Cr:0.90-1.10%、 Mo:0-0.3%、 V:0-0.3%、 S:0-0.05%、其余 為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成。
22. 根據(jù)權利要求19所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于 上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比C:0.2-0.3%、 Si:0.2-0.6%、Mn: 1,4-2.0%、 Cr:0.2-0.6%、 Mo:0-0.4%、 V:0.05-0.25%、 S:0-0.05%、其余 為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成。
23. 根據(jù)權利要求22所述的鋼部件的熱處理方法，其特征在于 上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比C:0.2-0.3%、 Si:0.4-0.6%、Mn: 1.4-2.0%、 Cr:0.4-0.6%、 Mo:0-0.1%、 V:0.05-0.25%、 S:0-0.05%、其余 為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成。
24. 根據(jù)權利要求24所述的鋼部件的熱處理方法，，其特征在于 上述鋼部件的化學成分由含有質(zhì)量比C:0.2-0.3%、 Si:0.4-0.6%、Mn: 1,4-2.0%、 Cr:0.4-0.6%、 Mo:0,3-0.4%、 V:0.05腳0.250/。、 S:0-0.05%、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)所組成。
25. 根據(jù)權利要求1至24中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特 征在于上述鋼部件為汽車的驅動系統(tǒng)部件。
26. 根據(jù)權利要求1至25中任一項所述的鋼部件的熱處理方法，其特 征在于上述鋼部件為在液力變矩器的鎖止離合器裝置中與彈簧一起內(nèi)置的 鎖止離合器活塞，該鎖止離合器活塞具有圓盤狀的平板部、從該平板部向軸方向立起的 立起部，通過實施上述淬火工序，在上述平板部和上述立起部上形成用于抑制 由于與上述彈簧之間的摩擦產(chǎn)生的摩耗的硬化層。
27. —種鋼部件，其特征在于利用權利要求1至26中任一項所述的鋼部件的熱處理方法進行了熱 處理。
28. 根據(jù)權利要求27所述的鋼部件，其特征在于 最表面的殘留應力為200-1500MPa的壓縮殘留應力。
29. —種鋼部件的制造方法，其特征在于 當對鋼部件進行所希望形狀的成形的成形工序后，實施權利要求1-26中任一項所述的鋼部件的熱處理方法。
全文摘要
包括在減壓下的滲碳氣體中對鋼部件進行滲碳處理的減壓滲碳工序(a1)、將結束了減壓滲碳工序(a1)的鋼部件在冷卻氣體中進行冷卻時、使冷卻氣體在低于大氣壓的減壓狀態(tài)下進行冷卻的減壓冷卻工序(a2)、和利用高密度能源對冷卻后的鋼部件的所希望部分進行淬火的淬火工序(a3)。希望使冷卻氣體在低于大氣壓的減壓狀態(tài)下、一邊攪拌冷卻氣體、一邊進行減壓冷卻工序。希望至少從鋼部件的冷卻引起的組織相變開始之前起至所有的組織相變結束為止，進行減壓冷卻工序。希望減壓冷卻工序的冷卻氣體的減壓狀態(tài)為0.1bar-0.65bar的范圍。
文檔編號C21D1/10GK101233247SQ20068002729
公開日2008年7月30日 申請日期2006年9月22日 優(yōu)先權日2005年9月26日
發(fā)明者岡田一晃, 大林巧治, 小澤修司, 白井久雄, 蟹澤秀雄, 谷口孝男 申請人:愛信艾達株式會社