Surface Microstructure Control of Cr-Mo Steels by High-Pressure Gas Cooling after Vacuum Carbonitriding

铬钼钢真空碳氮共渗后高压气冷表面组织控制

• 批准号: 20569003
• 负责人: WATANABE Youichi
• 金额: $ 2.34万
• 依托单位: 仙台高等専門学校 (2009-2010)Miyagi National College of Technology (2008)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20569003/
• 关键词: 鉄鋼材料; 浸炭窒化; 窒素; ガス冷却; ダイヤモンドライクカーボン(DLC); 面圧疲れ; ピッティング; 真空浸炭窒化; 熱伝達率; 熱処理シミュレーション; 摩擦係数; 窒素含有マルテンサイト; 窒化物; ショットピーニング; 焼戻し軟化抵抗; ピッチング; 残留オーステナイト; 加圧ガス焼入れ; 窒素マルテンサイト

We have investigated surface microstructures of high silicon containing Cr-Mo steel carbonitrided to high nitrogen content and quenched using cooling power-controlled N2 gas. Pitting resistance of the steel DLC(Diamond-like-carbon)-coated by ion plating process after the carbonitriding and quenching have been investigated under the conditions of a high Hertzian pressure(Pmax) of up to 4.5GPa with slipping of-60% and a 95℃oil-lubricating using roller-pitting tester. XRD analysis shows that the surface hardness and softening resistance during tempering are improved by precipitation ofεand/orγ' nitrides from nitrogen-solute martensite at the carbonitrided layer. Pitting lifetime of the steel DLC-coated after the carobonitriding is approximately 6 times longer than that of non-DLC coated one when Pmax is 4.2GPa. This excellent pitting endurance can be explained from both the DLC adhesion and the friction coefficient decreased by approximately 17% due to the DLC coating. Thus, this hybrid treatment will be expected to be able to applied to the several super-high pressure and/or high revolution speed gears for next generation automobiles.

研究了高硅Cr-Mo钢经碳氮化至高含氮后，用控制冷却功率的N2气淬火后的表面组织。采用辊式点蚀试验装置，研究了经离子镀工艺处理的类金刚石（DLC）钢经碳氮共渗和淬火后，在高达4.5GPa、滑移率为60%的高压（Pmax）和95℃油润滑条件下的抗点蚀性能。XRD分析表明，在回火过程中，碳氮化层中氮溶质马氏体析出ε和/或γ′氮化物，提高了表面硬度和抗软化性能。当Pmax为4.2GPa时，涂层dlc的点蚀寿命比未涂层dlc的点蚀寿命长约6倍。这种优异的耐点蚀性可以从DLC涂层的附着力和摩擦系数降低了约17%来解释。因此，这种混合处理将有望应用于下一代汽车的几种超高压和/或高转速齿轮。

项目成果

浸炭

渗碳

• 发表时间: 2010
• 期刊: 表面技術 61
• 作者: 濱本浩行;中村翔;星野新一;渡邊陽一;全永夏;渡邊陽一;渡邊陽一
• 通讯作者: 渡邊陽一

The present status and future trend of technologies for improving performance of automotive power-train steel parts in Japan

日本汽车动力总成钢件性能提升技术现状及未来趋势

• 发表时间: 2011
• 作者: 渡邊陽一,橋本裕絵,濱本浩幸,堤奈保,中村翔;Youngha Jun;Youichi WATANABE
• 通讯作者: Youichi WATANABE

自動車歯車の面圧疲労対策の現状と将来動向

汽车齿轮表面压力疲劳对策的现状及未来趋势

• 发表时间: 2010
• 作者: 横尾晃央;作田英久;山本啓介;金山信幸;渡邊陽一;Youichi Watanabe;渡邊陽一
• 通讯作者: 渡邊陽一

真空浸炭窒化焼入れ後DLC被膜処理した高強度歯車用鋼の耐ピッティング性

DLC涂层高强度齿轮钢真空碳氮共渗淬火后的耐点蚀性能

• 发表时间: 2012
• 期刊: 仙台高専研究紀要
• 作者: 飯田陽一;関亜紀子;飯田陽一;王元綱;関亜紀子;関亜紀子;関亜紀子;関亜紀子;Jun'ichiro Kawaguchi;Mutsuko Y.Morimoto;Mutsuko Y.Morimoto;渡邊陽一,橋本裕絵,大野航,濱本浩幸,堤奈保,中村翔,全永夏
• 通讯作者: 渡邊陽一,橋本裕絵,大野航,濱本浩幸,堤奈保,中村翔,全永夏

プラズマ高濃度浸炭焼入れ/DLC膜によるピッチング強度および曲げ疲労強度の向上

等离子高浓度渗碳/淬火/DLC膜提高点蚀强度和弯曲疲劳强度

• 发表时间: 2011
• 作者: 横尾晃央;作田英久;山本啓介;金山信幸;渡邊陽一
• 通讯作者: 渡邊陽一