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公開番号2025149211
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024049709
出願日2024-03-26
発明の名称鋼部品
出願人日本製鉄株式会社
代理人アセンド弁理士法人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20251001BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】摩擦係数が十分に抑制された鋼部品を提供する。
【解決手段】本開示の鋼部品は、表層に焼入れ硬化層を備え、化学組成が、C:0.30～0.70%、Si:0.15～1.00%、Mn:0.30～1.00%、P:0.030%以下、S:0.025%以下、Cr:0.90～2.00%、Al:0.005～0.100%、N:0.0250%以下、O:0.0050%以下、Cu:0.10～0.50%、Ni:0.05～2.00%、を含有し、残部はFe及び不純物からなり、鋼部品の化学組成におけるCu含有量及びNi含有量の総和である内部CuNi濃度Tcと、鋼部品の表面から鋼部品の深さ方向にグロー放電発光分光分析を実施して得られる深さ方向元素濃度プロファイルにおいて、鋼部品の表面から10nm深さまでの領域のCu濃度とNi濃度との総和である表層CuNi濃度Tsとが、式(1)を満たす。
Ts/Tc≧0.60 (1)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
鋼部品であって、
少なくとも表層に焼入れ硬化層を備え、
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．３０～０．７０％、
Ｓｉ：０．１５～１．００％、
Ｍｎ：０．３０～１．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０２５％以下、
Ｃｒ：０．９０～２．００％、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｎ：０．０２５０％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｃｕ：０．１０～０．５０％、及び、
Ｎｉ：０．０５～２．００％、を含有し、
残部はＦｅ及び不純物からなり、
前記鋼部品の化学組成における質量％でのＣｕ含有量及びＮｉ含有量の総和である内部ＣｕＮｉ濃度Ｔｃと、
前記鋼部品の表面から前記鋼部品の深さ方向にグロー放電発光分光分析を実施して得られる深さ方向元素濃度プロファイルにおいて、前記鋼部品の表面から１０ｎｍ深さまでの領域における質量％でのＣｕ濃度とＮｉ濃度との総和である表層ＣｕＮｉ濃度Ｔｓとが、式（１）を満たす、
鋼部品。
表層ＣｕＮｉ濃度Ｔｓ／内部ＣｕＮｉ濃度Ｔｃ≧０．６０（１）
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
鋼部品であって、
少なくとも表層に焼入れ硬化層を備え、
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．３０～０．７０％、
Ｓｉ：０．１５～１．００％、
Ｍｎ：０．３０～１．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０２５％以下、
Ｃｒ：０．９０～２．００％、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｎ：０．０２５０％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｃｕ：０．１０～０．５０％、及び、
Ｎｉ：０．０５～２．００％、を含有し、
さらに、第１群～第４群からなる群から選択される１種以上を含有し、
残部はＦｅ及び不純物からなり、
前記鋼部品の化学組成における質量％でのＣｕ含有量及びＮｉ含有量の総和である内部ＣｕＮｉ濃度Ｔｃと、
前記鋼部品の表面から前記鋼部品の深さ方向にグロー放電発光分光分析を実施して得られる深さ方向元素濃度プロファイルにおいて、前記鋼部品の表面から１０ｎｍ深さまでの領域における質量％でのＣｕ濃度とＮｉ濃度との総和である表層ＣｕＮｉ濃度Ｔｓとが、式（１）を満たす、
鋼部品。
［第１群］
Ｍｏ：０．６０％以下、及び、
Ｂ：０．００５０％以下、からなる群から選択される１種以上
［第２群］
Ｔｉ：０．０５０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、及び、
Ｖ：０．１５０％以下、からなる群から選択される１種以上
［第３群］
Ｓｎ：０．１０％以下
［第４群］
Ｃａ：０．００５０％以下、及び、
Ｍｇ：０．００５０％以下、からなる群から選択される１種以上
表層ＣｕＮｉ濃度Ｔｓ／内部ＣｕＮｉ濃度Ｔｃ≧０．６０（１）
【請求項３】
請求項２に記載の鋼部品であって、
前記化学組成は、第１群を含有する、
鋼部品。
【請求項４】
請求項２に記載の鋼部品であって、
前記化学組成は、第２群を含有する、
鋼部品。
【請求項５】
請求項２に記載の鋼部品であって、
前記化学組成は、第３群を含有する、
鋼部品。
【請求項６】
請求項２に記載の鋼部品であって、
前記化学組成は、第４群を含有する、
鋼部品。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は鋼部品に関し、さらに詳しくは、焼入れ処理が施された鋼部品に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車等の動力伝達機構（パワーユニット及びパワーユニットの周辺）には、歯車に代表される鋼部品が利用されている。このような用途の鋼部品では、動力伝達機構の摩擦損失を低減させるため、摺動面の摩擦係数の低減が求められる。
【０００３】
特開２０１３－０８３３２２号公報（特許文献１）及び特開２０２１－１６７３９５号公報（特許文献２）では、摩擦係数を低減可能な鋼部品を提案する。特許文献１に提案された鋼部品である歯車では、歯車の摺動面にプラトー構造表面を形成することにより、摩擦係数を低減している。特許文献２では、浸炭処理された鋼部品である歯車に、特定の化学組成を有するトライボ膜を形成することにより、摩擦係数を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－０８３３２２号公報
特開２０２１－１６７３９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では鋼部品の表面形状を調整し、特許文献２ではトライボ膜の化学組成を調整して、鋼部品の表面の摩擦係数を低減している。しかしながら、他の手段によって鋼部品の表面の摩擦係数を低減してもよい。
【０００６】
本開示の目的は、摩擦係数が十分に抑制された鋼部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示による鋼部品は、
少なくとも表層に焼入れ硬化層を備え、
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．３０～０．７０％、
Ｓｉ：０．１５～１．００％、
Ｍｎ：０．３０～１．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０２５％以下、
Ｃｒ：０．９０～２．００％、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｎ：０．０２５０％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｃｕ：０．１０～０．５０％、及び、
Ｎｉ：０．０５～２．００％、を含有し、
残部はＦｅ及び不純物からなり、
鋼部品の化学組成における質量％でのＣｕ含有量及びＮｉ含有量の総和である内部ＣｕＮｉ濃度Ｔｃと、
鋼部品の表面から鋼部品の深さ方向にグロー放電発光分光分析を実施して得られる深さ方向元素濃度プロファイルにおいて、鋼部品の表面から１０ｎｍ深さまでの領域における質量％でのＣｕ濃度とＮｉ濃度との総和である表層ＣｕＮｉ濃度Ｔｓとが、式（１）を満たす。
表層ＣｕＮｉ濃度Ｔｓ／内部ＣｕＮｉ濃度Ｔｃ≧０．６０（１）
【０００８】
本開示による鋼部品は、
少なくとも表層に焼入れ硬化層を備え、
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．３０～０．７０％、
Ｓｉ：０．１５～１．００％、
Ｍｎ：０．３０～１．００％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０２５％以下、
Ｃｒ：０．９０～２．００％、
Ａｌ：０．００５～０．１００％、
Ｎ：０．０２５０％以下、
Ｏ：０．００５０％以下、
Ｃｕ：０．１０～０．５０％、及び、
Ｎｉ：０．０５～２．００％、を含有し、
さらに、第１群～第４群からなる群から選択される１種以上を含有し、
残部はＦｅ及び不純物からなり、
鋼部品の化学組成における質量％でのＣｕ含有量及びＮｉ含有量の総和である内部ＣｕＮｉ濃度Ｔｃと、
鋼部品の表面から鋼部品の深さ方向にグロー放電発光分光分析を実施して得られる深さ方向元素濃度プロファイルにおいて、鋼部品の表面から１０ｎｍ深さまでの領域における質量％でのＣｕ濃度とＮｉ濃度との総和である表層ＣｕＮｉ濃度Ｔｓとが、式（１）を満たす。
［第１群］
Ｍｏ：０．６０％以下、及び、
Ｂ：０．００５０％以下、からなる群から選択される１種以上
［第２群］
Ｔｉ：０．０５０％以下、
Ｎｂ：０．０５０％以下、及び、
Ｖ：０．１５０％以下、からなる群から選択される１種以上
［第３群］
Ｓｎ：０．１０％以下
［第４群］
Ｃａ：０．００５０％以下、及び、
Ｍｇ：０．００５０％以下、からなる群から選択される１種以上
表層ＣｕＮｉ濃度Ｔｓ／内部ＣｕＮｉ濃度Ｔｃ≧０．６０（１）
【発明の効果】
【０００９】
本発明による鋼部品では、摩擦係数が十分に抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、実施例のブロックオンリング試験の模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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