JP2018172750A

JP2018172750A - Cvt ring material for nitriding and cvt ring member, and method for manufacturing the same

Info

Publication number: JP2018172750A
Application number: JP2017072737A
Authority: JP
Inventors: 伊藤　幸夫; Yukio Ito; 幸夫伊藤; 毅志宇田川; Takeshi Udagawa
Original assignee: Aichi Steel Corp
Current assignee: Aichi Steel Corp
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-03-31
Publication date: 2018-11-08

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CVT ring material for nitriding, capable of being provided at a lower price as compared with a maraging steel, and excellent in weldability and a strength characteristic in a manufacturing process, and a method for manufacturing the same, and a CVT ring member made from the CVT ring material, and excellent in fatigue life, and a method for manufacturing the same.SOLUTION: A CVT ring material for nitriding, presenting an endless belt-like shape includes: C, 0.30 mass% or more and 0.40 mass% or less; Si, exceeding 0.50 mass% and 2.50 mass% or less; Mn, 1.00 mass% or less; Ni, 4.00 mass% or less; Cr, 1.00 mass% or more and 4.00 mass% or less; Mo, 0.50 mass% or more and 3.00 mass% or less; and V, 1.00 mass% or less. The remainder has chemical components comprising Fe and inevitable impurities. The tensile strength of the CVT ring material for nitriding at a room temperature is 1,750 MPa or more, and the high-temperature proof strength at 425°C is 1,050 MPa or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、窒化用ＣＶＴリング素材及びその製造方法、並びに、このＣＶＴリング素材から作製されるＣＶＴリング部材及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a nitriding CVT ring material and a manufacturing method thereof, and a CVT ring member manufactured from the CVT ring material and a manufacturing method thereof.

環境問題等の観点から自動車の低燃費化が強く望まれており、最近の自動車用変速装置には燃費向上に有利なベルト式の無段変速機（以下、適宜ＣＶＴという。）が多用されている。ＣＶＴに使用される動力伝達用ベルトは、金属製の薄い板厚のリング部材を複数層重ねて一組のＣＶＴベルトを構成し、そのＣＶＴベルト２組にエレメントと呼ばれる摩擦部材を複数組み付けて構成されている。 From the viewpoint of environmental problems and the like, reduction in fuel consumption of automobiles is strongly desired, and belt-type continuously variable transmissions (hereinafter referred to as CVT as appropriate) that are advantageous in improving fuel consumption are frequently used in recent automobile transmissions. Yes. The power transmission belt used in the CVT is composed of a plurality of thin metal ring members stacked to form a set of CVT belts, and two sets of friction members called elements are assembled to the two sets of CVT belts. Has been.

ＣＶＴベルトは、ＣＶＴにおけるプーリに直接接触するものではないが、エレメントを組み付けた動力伝達用ベルトを構成する状態で回転して動力を伝え、その回転中に張力や曲げ応力を繰り返し受ける。そのため、ＣＶＴベルトを構成するリング部材の材料には、疲労強度に優れたものを用いる必要がある。さらに、近年の自動車の高出力性能化にともない、動力伝達用ベルトにもこれまで以上の高強度化が要求されるようになってきた。 The CVT belt does not directly contact the pulley in the CVT, but rotates to transmit power in a state of constituting a power transmission belt assembled with the element, and repeatedly receives tension and bending stress during the rotation. Therefore, it is necessary to use a material having excellent fatigue strength as the material of the ring member constituting the CVT belt. Furthermore, with the recent increase in the performance of automobiles, the power transmission belt has been required to have higher strength than ever.

リング部材には、強度、耐摩耗性などの様々な特性が要求されることから、現状では、強度、耐摩耗性等に非常に優れた特性を有するマルエージング鋼がＣＶＴリング用鋼材料として用いられている。しかし、マルエージング鋼は、Ｎｉ（ニッケル）、Ｍｏ（モリブデン）及びＣｏ（コバルト）等の高価な元素が多量に添加されているため、非常に高価なものとなっている。 Since various properties such as strength and wear resistance are required for ring members, currently, maraging steel having very excellent properties such as strength and wear resistance is used as a steel material for CVT rings. It has been. However, maraging steel is very expensive because a large amount of expensive elements such as Ni (nickel), Mo (molybdenum), and Co (cobalt) are added.

そこで、本出願人らは、鋭意検討の結果、高強度で耐摩耗性に優れ、マルエージング鋼よりも安価に提供可能なＣＶＴリング部材を開発した（特許文献１、特許文献２）。 As a result of intensive studies, the present applicants have developed a CVT ring member that has high strength, excellent wear resistance, and can be provided at a lower cost than maraging steel (Patent Documents 1 and 2).

ＣＶＴリング部材は、通常、以下のようにして作製されている。即ち、板材をリング状に曲げ加工した後、端部同士を溶接して無端ベルト状を呈する粗リング材を作製する。この粗リング材に冷間圧延や軟化焼鈍等を適宜組み合わせて実施し、所望の板厚を備えたＣＶＴリング素材を作製する。このＣＶＴリング素材に窒化処理を施すことにより、ＣＶＴリング部材を得ることができる。 The CVT ring member is usually manufactured as follows. That is, after bending the plate material into a ring shape, the ends are welded together to produce a rough ring material having an endless belt shape. The rough ring material is appropriately combined with cold rolling, softening annealing, etc. to produce a CVT ring material having a desired plate thickness. A CVT ring member can be obtained by nitriding the CVT ring material.

特開２０１１−１９５８６１号公報JP2011-195861A 国際公開ＷＯ２０１５／０８７８６９号International Publication No. WO2015 / 087876

上述のように、従来から、高強度材料として知られているマルエージング鋼がＣＶＴリング部材に適用されている。しかしながら、上述のように、マルエージング鋼には高価な合金が多量に含有されており、材料費が非常に高くなることが問題となっている。 As described above, conventionally, maraging steel known as a high-strength material has been applied to the CVT ring member. However, as described above, maraging steel contains a large amount of expensive alloys, which raises a problem that the material cost becomes very high.

特許文献１には、高価な合金元素の含有量を低減することにより、マルエージング鋼に比べてはるかに低コスト化され、かつ、マルエージング鋼と同等の疲労強度特性を有する優れた鋼が開示されている。しかしながら、特許文献１の鋼は、より高い強度特性が要求される場合に、その要求レベルに達し得ない場合もある。 Patent Document 1 discloses an excellent steel having a fatigue strength characteristic equivalent to that of maraging steel that is much lower in cost than maraging steel by reducing the content of expensive alloy elements. Has been. However, the steel of Patent Document 1 may not reach the required level when higher strength characteristics are required.

また、特許文献２の鋼は、強度特性を高める方策として炭素含有量を増加させているが、ＣＶＴリング部材の製造過程における板材の溶接工程においてボイド形成による溶接不良が生じて製造工程を構築できない場合がある。それ故、ＣＶＴリング部材に用いる鋼には、改善の余地が未だ存在するのが現状である。 Moreover, although the steel of patent document 2 is increasing carbon content as a measure which improves an intensity | strength characteristic, in the welding process of the board | plate material in the manufacture process of a CVT ring member, the welding defect by void formation arises and a manufacturing process cannot be built. There is a case. Therefore, there is still room for improvement in the steel used for the CVT ring member.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、マルエージング鋼よりも安価に提供可能であり、製造過程における溶接性及び強度特性に優れた窒化用ＣＶＴリング素材及びその製造方法、並びに、このＣＶＴリング素材を素材として作製され、疲労寿命に優れたＣＶＴリング部材及びその製造方法を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a background, can be provided at a lower cost than maraging steel, and has excellent weldability and strength characteristics in the manufacturing process, a nitriding CVT ring material, a manufacturing method thereof, and An object of the present invention is to provide a CVT ring member manufactured using this CVT ring material as a material and having an excellent fatigue life, and a method for manufacturing the same.

即ち、本発明の一態様は、以下の［１］に係る窒化用ＣＶＴリング素材にある。
［１］Ｃ（炭素）：０．３０質量％以上０．４０質量％以下、Ｓｉ（シリコン）：０．５０質量％超え２．５０質量％以下、Ｍｎ（マンガン）：１．００質量％以下、Ｎｉ（ニッケル）：４．００質量％以下、Ｃｒ（クロム）：１．００質量％以上４．００質量％以下、Ｍｏ（モリブデン）：０．５０質量％以上３．００質量％以下、Ｖ（バナジウム）：１．００質量％以下を含有し、残部がＦｅ（鉄）及び不可避的不純物よりなる化学成分を有し、
室温での引張強さが１７５０ＭＰａ以上であり、
４２５℃での高温耐力が１０５０ＭＰａ以上であり、
無端ベルト状を呈する、窒化用ＣＶＴリング素材。 That is, one aspect of the present invention is a nitriding CVT ring material according to the following [1].
[1] C (carbon): 0.30 mass% or more and 0.40 mass% or less, Si (silicon): more than 0.50 mass% and 2.50 mass% or less, Mn (manganese): 1.00 mass% or less Ni (nickel): 4.00 mass% or less, Cr (chromium): 1.00 mass% to 4.00 mass%, Mo (molybdenum): 0.50 mass% to 3.00 mass%, V (Vanadium): containing 1.00% by mass or less, with the remainder having chemical components consisting of Fe (iron) and inevitable impurities,
The tensile strength at room temperature is 1750 MPa or more,
The high temperature yield strength at 425 ° C. is 1050 MPa or more,
CVT ring material for nitriding that has an endless belt shape.

本発明の他の態様は、以下の［２］に係るＣＶＴリング部材にある。
［２］上記の態様の窒化用ＣＶＴリング素材からなる母材の表面に表面硬化層が形成されている、ＣＶＴリング部材。 Another aspect of the present invention is a CVT ring member according to [2] below.
[2] A CVT ring member in which a surface hardened layer is formed on the surface of a base material made of the nitriding CVT ring material of the above aspect.

本発明のさらに他の態様は、以下の［３］〜［４］に係る窒化用ＣＶＴリング素材の製造方法にある。
［３］Ｃ：０．３０質量％以上０．４０質量％以下、Ｓｉ：０．５０質量％超え２．５０質量％以下、Ｍｎ：１．００質量％以下、Ｎｉ：４．００質量％以下、Ｃｒ：１．００質量％以上４．００質量％以下、Ｍｏ：０．５０質量％以上３．００質量％以下、Ｖ：１．００質量％以下を含有し、残部がＦｅ及び不可避的不純物よりなる化学成分を有する鋳塊を準備し、
上記鋳塊に塑性加工を施して板材を作製し、
上記板材を曲げ加工するとともに端面同士を溶接して無端ベルト状を呈する粗リング材を作製し、
上記粗リング材を軟化焼鈍した後に冷間圧延を施して板厚所望のリング材を作製し、
上記リング材を８５０〜１０００℃に加熱した後急冷して焼入処理を行う、窒化用ＣＶＴリング素材の製造方法。 Still another embodiment of the present invention lies in a method for producing a nitriding CVT ring material according to the following [3] to [4].
[3] C: 0.30% by mass or more and 0.40% by mass or less, Si: 0.50% by mass to 2.50% by mass or less, Mn: 1.00% by mass or less, Ni: 4.00% by mass or less Cr: 1.00% by mass to 4.00% by mass, Mo: 0.50% by mass to 3.00% by mass, V: 1.00% by mass or less, the balance being Fe and inevitable impurities Preparing an ingot having a chemical composition comprising:
The above ingot is subjected to plastic processing to produce a plate material,
Bending the plate material and welding the end faces to produce a rough ring material that exhibits an endless belt shape,
After the soft annealing of the rough ring material, cold rolling is performed to produce a desired ring material thickness,
A method for producing a CVT ring material for nitriding, wherein the ring material is heated to 850 to 1000 ° C. and then quenched and quenched.

［４］上記焼入処理が完了した後、上記リング材を１５０〜２５０℃または４００〜５００℃のいずれかの範囲内に加熱して焼戻し処理を行う、請求項３に記載の窒化用ＣＶＴリング素材の製造方法。 [4] The CVT ring for nitriding according to claim 3, wherein after the quenching process is completed, the ring material is heated within a range of 150 to 250 ° C or 400 to 500 ° C to perform a tempering process. Material manufacturing method.

本発明のさらに他の態様は、以下の［５］に係るＣＶＴリング部材の製造方法にある。
［５］上記の態様の製造方法により窒化用ＣＶＴリング素材を作製し、
上記窒化用ＣＶＴリング素材に４００〜５００℃の温度で窒化処理を行う、ＣＶＴリング部材の製造方法。 Still another aspect of the present invention is a method for producing a CVT ring member according to [5] below.
[5] A CVT ring material for nitriding is produced by the manufacturing method of the above aspect,
A method for producing a CVT ring member, wherein the nitriding CVT ring material is nitrided at a temperature of 400 to 500 ° C.

上記窒化用ＣＶＴリング素材（以下、適宜「ＣＶＴリング素材」という。）は、少なくとも、上記特定の化学成分を有していることにより、上記特定の範囲の強度特性を実現することができる。 The nitriding CVT ring material (hereinafter referred to as “CVT ring material” as appropriate) has at least the specific chemical component, so that the strength characteristics in the specific range can be realized.

また、ＣＶＴリング素材の化学成分を上記特定の範囲とすることにより、ＣＶＴリング素材の製造過程における溶接性を向上させ、板材の端部同士を溶接する際の溶接不良の発生を抑制することができる。更に、上記ＣＶＴリング素材は、マルエージング鋼に比べて合金元素の含有量が少ないため、材料コストを低減することができる。これらの結果、上記ＣＶＴリング素材を安価に提供することができる。 In addition, by setting the chemical component of the CVT ring material within the above specific range, it is possible to improve weldability in the manufacturing process of the CVT ring material and suppress the occurrence of poor welding when welding the ends of the plate materials. it can. Furthermore, since the CVT ring material has a lower alloy element content than maraging steel, the material cost can be reduced. As a result, the CVT ring material can be provided at low cost.

また、上記ＣＶＴリング部材は、上記の態様のＣＶＴリング素材の表面に表面硬化層を形成することにより作製することができる。上記ＣＶＴリング部材は、上記ＣＶＴリング素材を母材としているため、強度特性及び疲労寿命に優れている。さらに、上記ＣＶＴリング部材はマルエージング鋼に比べて合金元素の含有量が少ないため、マルエージング鋼を使用した従来のＣＶＴリング部材に比べて上記ＣＶＴリング部材を安価に提供することができる。 Moreover, the said CVT ring member can be produced by forming a surface hardening layer on the surface of the CVT ring raw material of said aspect. Since the CVT ring member uses the CVT ring material as a base material, it has excellent strength characteristics and fatigue life. Furthermore, since the CVT ring member has a lower alloy element content than maraging steel, the CVT ring member can be provided at a lower cost than conventional CVT ring members using maraging steel.

また、上記の態様のＣＶＴリング素材の製造方法においては、上記特定の範囲の化学成分を有するリング材に、上記特定の条件で焼入処理を行う。これにより、上記特定の範囲の高温耐力を有する上記ＣＶＴリング素材を作製することができる。また、上記リング素材において、焼入処理後、窒化処理前にさらに焼戻し処理を行うことで、ＣＶＴリング素材中に固溶した炭素からなる鉄炭化物が生成したり、炭素若しくは炭化物の形態を制御して後に実施する窒化処理により侵入した窒素の拡散や窒化物の生成を安定化したＣＶＴリング部材とすることができる。 Moreover, in the manufacturing method of the CVT ring raw material of said aspect, a quenching process is performed on the said specific conditions on the ring material which has a chemical component of the said specific range. Thereby, the CVT ring material having the high temperature proof stress in the specific range can be produced. Further, in the ring material, by performing a tempering process after the quenching process and before the nitriding process, iron carbide composed of carbon dissolved in the CVT ring material is generated, or the form of carbon or carbide is controlled. Thus, it is possible to provide a CVT ring member in which the diffusion of nitrogen and the generation of nitride that have entered through nitriding treatment performed later are stabilized.

また、上記の態様のＣＶＴリング部材の製造方法によれば、上記ＣＶＴリング素材への窒化処理により得られた表面硬化層（表面硬さ）や上記ＣＶＴリング部材における引張強さを安定化することができる。
また、上記ＣＶＴリング素材に窒化処理を行うことにより、表面硬化層を有するＣＶＴリング部材を作製することができ、狙いとする疲労強度を得ることができる。 Moreover, according to the manufacturing method of the CVT ring member of said aspect, the surface hardening layer (surface hardness) obtained by the nitriding process to the said CVT ring raw material, and the tensile strength in the said CVT ring member are stabilized. Can do.
Further, by performing nitriding treatment on the CVT ring material, a CVT ring member having a hardened surface layer can be produced, and a target fatigue strength can be obtained.

実施例における、ＣＶＴリング部材の使用状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the use condition of the CVT ring member in an Example.

上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材における各成分範囲の限定理由について、以下に説明する。 The reasons for limiting each component range in the CVT ring material and the CVT ring member will be described below.

・Ｃ（炭素）：０．３０質量％以上０．４０質量％以下
Ｃは、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の強度を高くする作用を有している。Ｃの含有量を上記特定の範囲とすることにより、上記特定の範囲の強度特性を実現することができる。 -C (carbon): 0.30 mass% or more and 0.40 mass% or less C has the effect | action which raises the intensity | strength of the said CVT ring raw material or a CVT ring member. By setting the C content in the specific range, the strength characteristics in the specific range can be realized.

Ｃの含有量が０．３０質量％未満の場合には、上記特定の範囲の強度特性を実現することが難しい。一方、Ｃの含有量が過度に多くなると、ＣＶＴリング素材中に粗大な炭化物が形成されるおそれがある。このような粗大な炭化物は、ＣＶＴリング素材の製造過程において、板材の端部同士を溶接する作業における溶接性の悪化を招くおそれがある。かかる問題を回避する観点から、Ｃの含有量は０．４０質量％以下とする。 When the C content is less than 0.30% by mass, it is difficult to realize the strength characteristics in the specific range. On the other hand, if the C content is excessively large, coarse carbides may be formed in the CVT ring material. Such coarse carbide may cause deterioration of weldability in the work of welding the end portions of the plate members in the manufacturing process of the CVT ring material. From the viewpoint of avoiding such a problem, the C content is set to 0.40% by mass or less.

・Ｓｉ（シリコン）：０．５０質量％超え２．５０質量％以下
Ｓｉは、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の強度を高くする作用を有している。Ｓｉの含有量を上記特定の範囲とすることにより、上記特定の範囲の強度特性を実現するとともに、ＣＶＴリング部材の疲労寿命を向上させることができる。 Si (silicon): more than 0.50 mass% and not more than 2.50 mass% Si has an effect of increasing the strength of the CVT ring material or the CVT ring member. By setting the Si content within the above specific range, it is possible to achieve the strength characteristics within the above specific range and improve the fatigue life of the CVT ring member.

ＣＶＴリング素材中のＳｉの含有量が０．５０質量％以下の場合には、上記特定の範囲の強度特性を実現することが難しくなるとともに、疲労寿命の低下を招くおそれがある。一方、Ｓｉの含有量が２．５０質量％を超える場合には、ＣＶＴリング素材の製造過程における溶接性の低下を招くおそれがある。また、この場合には、ＣＶＴリング素材に窒化処理を施す際に、表面硬化層の形成が妨げられるおそれがある。 When the content of Si in the CVT ring material is 0.50% by mass or less, it is difficult to realize the strength characteristics in the specific range, and the fatigue life may be reduced. On the other hand, when the Si content exceeds 2.50% by mass, there is a possibility that the weldability is lowered in the manufacturing process of the CVT ring material. In this case, when the CVT ring material is subjected to nitriding, formation of the surface hardened layer may be hindered.

・Ｍｎ（マンガン）：１．００質量％以下
Ｍｎは、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の強度を高くする作用を有している。上記ＣＶＴリング素材中には、鋼材の製造過程において意図的に添加しなくても、通常、０．０２質量％程度のＭｎが不可避的不純物として含まれている。上記ＣＶＴリング素材中のＭｎの含有量を不可避的不純物としてのＭｎ量よりも多い０．０２質量％以上とすることにより、上記特定の範囲の強度特性を実現することができる。上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の強度をより高くする観点からは、Ｍｎの含有量を０．０５質量％以上とすることが好ましい。 -Mn (manganese): 1.00 mass% or less Mn has the effect | action which raises the intensity | strength of the said CVT ring raw material or a CVT ring member. Even if not intentionally added in the manufacturing process of the steel material, the CVT ring material usually contains about 0.02 mass% of Mn as an inevitable impurity. By setting the content of Mn in the CVT ring material to 0.02% by mass or more, which is larger than the amount of Mn as an unavoidable impurity, the strength characteristics in the specific range can be realized. From the viewpoint of further increasing the strength of the CVT ring material or the CVT ring member, the Mn content is preferably 0.05% by mass or more.

Ｍｎの含有量が過度に多くなると、添加量に見合った強度向上の効果を得ることが難しい。そこで、Ｍｎによる強度向上の効果を得る観点から、Ｍｎの含有量は１．００質量％以下とする。 If the Mn content is excessively large, it is difficult to obtain an effect of improving the strength commensurate with the amount added. Therefore, from the viewpoint of obtaining the effect of improving the strength by Mn, the Mn content is set to 1.00% by mass or less.

・Ｎｉ（ニッケル）：４．００質量％以下
Ｎｉは、任意元素であって必ずしも含有しなくてもよいが、必要に応じて追加で添加することにより、焼入性を向上させるために有効な元素である。また、Ｎｉは、炭化物の生成を抑制する作用を有しており、粒界に形成される炭化物の量を低減することができる。そして、粒界に形成される炭化物の量を低減することにより、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の強度を高くすることができる。 -Ni (nickel): 4.00 mass% or less Ni is an optional element and does not necessarily contain, but is effective to improve hardenability by adding it as necessary. It is an element. Moreover, Ni has the effect | action which suppresses the production | generation of a carbide | carbonized_material, and can reduce the quantity of the carbide | carbonized_material formed in a grain boundary. And the intensity | strength of the said CVT ring raw material or a CVT ring member can be made high by reducing the quantity of the carbide | carbonized_material formed in a grain boundary.

したがって、上記ＣＶＴリング素材中のＮｉを必要に応じ上記特定の範囲とすることにより、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の強度特性を実現することができる。 Therefore, the strength characteristics of the CVT ring material and the CVT ring member can be realized by setting Ni in the CVT ring material to the specific range as necessary.

しかしながら、Ｎｉの含有量が過度に多い場合には、添加量に見合った作用効果を得ることが難しい。また、Ｎｉは比較的高価な元素であるため、Ｎｉの含有量が過度に多くなると、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の原料コストの増大を招く。原料コストの増大を回避しつつＮｉによる作用効果を得る観点から、Ｎｉの含有量は４．００質量％以下とする。 However, when the content of Ni is excessively large, it is difficult to obtain an effect corresponding to the addition amount. In addition, since Ni is a relatively expensive element, if the Ni content is excessively large, the raw material costs of the CVT ring material and the CVT ring member are increased. From the viewpoint of obtaining the effect of Ni while avoiding an increase in raw material cost, the Ni content is 4.00 mass% or less.

・Ｃｒ（クロム）：１．００質量％以上４．００質量％以下
Ｃｒは、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の強度を高くする作用を有している。また、Ｃｒは、窒化処理後のＣＶＴリング部材における表面硬化層の表面硬さの向上に有効な元素である。Ｃｒの含有量を上記特定の範囲にすることにより、上記特定の範囲の強度特性を実現することができる。さらに、Ｃｒの含有量を上記特定の範囲にすることにより、上記ＣＶＴリング部材の表面硬化層の表面硬さを高くすることもできる。 -Cr (chromium): 1.00 mass% or more and 4.00 mass% or less Cr has the effect | action which raises the intensity | strength of the said CVT ring raw material or a CVT ring member. Moreover, Cr is an element effective for improving the surface hardness of the surface hardened layer in the CVT ring member after nitriding. By setting the Cr content in the specific range, the strength characteristics in the specific range can be realized. Furthermore, the surface hardness of the surface hardened layer of the CVT ring member can be increased by setting the Cr content in the specific range.

Ｃｒの含有量が１．００質量％未満の場合には、上述した作用効果を得ることが難しい。一方、Ｃｒの含有量が４．００質量％を超える場合には、Ｃｒの存在により炭化物の成長が過度に促進され、粗大な炭化物が形成されるおそれがある。その結果、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の強度がかえって低下するおそれがある。また、この場合には、それ以上Ｃｒを添加しても、添加量に見合った作用効果を得ることが難しい。更に、Ｃｒは比較的高価な元素であるため、Ｃｒの含有量が過度に多くなると、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の原料コストの増大を招く。原料コストの増大や強度の低下を回避しつつ、Ｃｒによる上述した作用効果を得る観点から、Ｃｒの含有量は４．００質量％以下とする。 When the content of Cr is less than 1.00% by mass, it is difficult to obtain the above-described effects. On the other hand, when the Cr content exceeds 4.00% by mass, the presence of Cr may excessively promote the growth of carbides and form coarse carbides. As a result, the strength of the CVT ring material or the CVT ring member may be lowered. In this case, even if more Cr is added, it is difficult to obtain an effect corresponding to the added amount. Furthermore, since Cr is a relatively expensive element, if the Cr content is excessively large, the raw material costs of the CVT ring material and the CVT ring member are increased. From the viewpoint of obtaining the above-described effects by Cr while avoiding an increase in raw material cost and a decrease in strength, the Cr content is 4.00% by mass or less.

・Ｍｏ（モリブデン）：０．５０質量％以上３．００質量％以下
Ｍｏは、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の強度を高くする作用を有している。Ｍｏの含有量を上記特定の範囲とすることにより、上記特定の範囲の強度特性を実現することができる。 Mo (molybdenum): 0.50% by mass or more and 3.00% by mass or less Mo has an effect of increasing the strength of the CVT ring material or the CVT ring member. By setting the Mo content in the specific range, the strength characteristics in the specific range can be realized.

Ｍｏの含有量が０．５０質量％未満の場合には、上記特定の範囲の強度特性を実現することが難しい。一方、Ｍｏの含有量が３．００質量％を超える場合には、それ以上Ｍｏを添加しても、添加量に見合った作用効果を得ることが難しい。また、Ｍｏは比較的高価な元素であるため、Ｍｏの含有量が過度に多くなると、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の原料コストの増大を招く。原料コストの増大を回避しつつＭｏによる強度向上の効果を得る観点から、Ｍｏの含有量は３．００質量％以下とする。 When the Mo content is less than 0.50% by mass, it is difficult to realize the strength characteristics in the specific range. On the other hand, when the Mo content exceeds 3.00% by mass, it is difficult to obtain a function and effect commensurate with the addition amount even if Mo is further added. Moreover, since Mo is a relatively expensive element, if the content of Mo is excessively large, the raw material cost of the CVT ring material or the CVT ring member is increased. From the viewpoint of obtaining the effect of improving the strength by Mo while avoiding an increase in raw material cost, the Mo content is set to 3.00% by mass or less.

・Ｖ（バナジウム）：１．００質量％以下
Ｖは、任意元素であって必ずしも含有しなくてもよいが、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の強度を高くする作用を有している。また、Ｖは、窒化処理後のＣＶＴリング部材における表面硬化層の表面硬さの向上に有効な元素である。Ｖの含有量を上記特定の範囲とすることにより、上記特定の範囲の強度特性を実現するとともに、上記ＣＶＴリング部材の表面硬化層の表面硬さをより高くすることができる。 V (Vanadium): 1.00% by mass or less V is an optional element and may not necessarily be contained, but has an effect of increasing the strength of the CVT ring material or the CVT ring member. V is an element effective for improving the surface hardness of the surface hardened layer in the CVT ring member after nitriding. By setting the V content in the specific range, the strength characteristics in the specific range can be realized, and the surface hardness of the surface hardened layer of the CVT ring member can be further increased.

Ｖの含有量が１．００質量％を超える場合には、それ以上Ｖを添加しても、添加量に見合った作用効果を得ることが難しく、むしろＶを主体とする炭化物が焼入処理温度で固溶せずに粗大に残存し、強度低下を招くおそれがある。また、Ｖは比較的高価な元素であるため、Ｖの含有量が過度に多くなると、上記ＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の原料コストの増大を招く。原料コストの増大を回避しつつＶによる強度向上の効果を得る観点から、Ｖの含有量は１．００質量％以下とする。 When the V content exceeds 1.00% by mass, it is difficult to obtain an action and effect commensurate with the addition amount even if V is further added. Rather, the carbide mainly composed of V is the quenching treatment temperature. However, it does not dissolve in the solution and remains coarse, which may cause a decrease in strength. Moreover, since V is a relatively expensive element, if the content of V is excessively large, the raw material cost of the CVT ring material or the CVT ring member is increased. From the viewpoint of obtaining the effect of improving the strength by V while avoiding an increase in raw material cost, the V content is set to 1.00% by mass or less.

・強度
上記ＣＶＴリング素材の室温における引張強さは１７５０ＭＰａ以上、４２５℃における高温耐力は１０５０ＭＰａ以上とする。上記ＣＶＴリング素材は、少なくとも、上記特定の範囲の化学成分を有していることにより、上記特定の範囲の強度特性を実現することができる。そして、このように優れた強度特性を備えたＣＶＴリング素材をＣＶＴリング部材の素材とすることにより、負荷容量の大きいＣＶＴへ適用可能なＣＶＴリング部材を得ることができる。 -Strength The tensile strength at room temperature of the CVT ring material is 1750 MPa or more, and the high-temperature proof stress at 425 ° C. is 1050 MPa or more. Since the CVT ring material has at least the chemical component in the specific range, the specific range of strength characteristics can be realized. Then, by using the CVT ring material having such excellent strength characteristics as the material of the CVT ring member, a CVT ring member applicable to a CVT having a large load capacity can be obtained.

上記ＣＶＴリング素材に窒化処理を施し、ＣＶＴリング素材の表面に表面硬化層を形成することにより、ＣＶＴリング部材を得ることができる。このＣＶＴリング部材は、マルエージング鋼を素材として作製された従来のＣＶＴリング部材と同等以上の疲労寿命を実現することができる。 A CVT ring member can be obtained by nitriding the CVT ring material and forming a hardened surface layer on the surface of the CVT ring material. This CVT ring member can achieve a fatigue life equal to or greater than that of a conventional CVT ring member made from maraging steel.

上記ＣＶＴリング素材は、上記特定の範囲の化学成分を有する鋳塊を準備し、
上記鋳塊に塑性加工を施して板材を作製し、
上記板材を曲げ加工するとともに端面同士を溶接して無端ベルト状を呈する粗リング材を作製し、
上記粗リング材を軟化焼鈍した後に冷間圧延を施して板厚所望のリング材を作製し、
上記リング材を８５０〜１０００℃に加熱した後急冷して焼入処理を行うことにより作製することができる。 The CVT ring material prepares an ingot having a chemical component in the specific range,
The above ingot is subjected to plastic processing to produce a plate material,
Bending the plate material and welding the end faces to produce a rough ring material that exhibits an endless belt shape,
After the soft annealing of the rough ring material, cold rolling is performed to produce a desired ring material thickness,
The ring material can be manufactured by heating to 850 to 1000 ° C. and then quenching and quenching.

上記製造方法において、鋳塊から板材を作製する際の塑性加工としては、例えば、熱間圧延、熱間鍛造、冷間圧延、冷間鍛造等の公知の種々の塑性加工方法を適用することが可能である。通常は、熱間加工を実施した後、冷間加工を施して板材を作製する。なお、熱間加工によって板材表面に生成した黒皮（酸化皮膜）は、冷間加工の前に除去することが好ましい。黒皮の除去は、例えば、ピーリング等の機械加工や酸洗によって実施することができる。 In the above manufacturing method, as the plastic working when producing the plate material from the ingot, for example, various known plastic working methods such as hot rolling, hot forging, cold rolling, and cold forging may be applied. Is possible. Usually, after hot working is performed, cold working is performed to produce a plate material. In addition, it is preferable to remove the black skin (oxide film) generated on the plate material surface by the hot working before the cold working. The removal of the black skin can be performed by, for example, machining such as peeling or pickling.

上記板材に曲げ加工を行ってリング状に成形した後、端面同士の突合せ溶接を行うことにより粗リング材を作製することができる。曲げ加工には、例えば、ロール曲げ加工等の公知の方法を適用することができる。溶接には、例えば、プラズマ溶接、レーザ溶接等の公知の方法を適用することができる。 After bending the plate material into a ring shape, a rough ring material can be produced by performing butt welding between end faces. For the bending process, for example, a known method such as a roll bending process can be applied. For welding, for example, a known method such as plasma welding or laser welding can be applied.

粗リング材は、ＣＶＴリング部材１本に相当する幅を有する板材から作製することもできる。しかし、工程の合理化の観点からは、ＣＶＴリング部材複数本に相当する幅広の板材を管状に溶接しておき、当該管を所望の幅に切断して粗リング材を作製することが好ましい。この場合には、切断の後に、バレル研磨等により切断面のバリ取りを実施することが好ましい。 The rough ring material can also be produced from a plate material having a width corresponding to one CVT ring member. However, from the viewpoint of streamlining the process, it is preferable to weld a wide plate material corresponding to a plurality of CVT ring members into a tubular shape and cut the tube into a desired width to produce a rough ring material. In this case, it is preferable to deburr the cut surface by barrel polishing or the like after cutting.

このようにして得られた粗リング材に軟化焼鈍処理を行うことにより、溶接による熱影響を除去するとともに冷間圧延時の圧延性を向上させることができる。その後、粗リング材に冷間圧延を行うことにより、所望の板厚を備えたリング材を得ることができる。このときのリング材の板厚は、最終的に得ようとするＣＶＴリング素材やＣＶＴリング部材の板厚とほぼ同一である。リング材の板厚は、例えば、０．１５〜０．２２ｍｍの範囲内から適宜設定することができる。 By performing the softening annealing process on the rough ring material obtained in this manner, it is possible to remove the heat effect due to welding and improve the rollability during cold rolling. Then, the ring material provided with desired plate | board thickness can be obtained by performing cold rolling to a rough ring material. The plate thickness of the ring material at this time is substantially the same as the plate thickness of the CVT ring material or CVT ring member to be finally obtained. The plate | board thickness of a ring material can be suitably set from the range of 0.15-0.22 mm, for example.

上述した方法等により準備されたリング材を８５０〜１０００℃に加熱した後急冷して焼入処理を行うことにより、ＣＶＴリング素材を得ることができる。焼入処理における加熱温度を８５０℃以上とするとするのは、短時間にＣＶＴリング素材をオーステナイト化し、焼入をするのに必要な温度であるためである。一方、加熱温度が１０００℃を超える場合には、結晶粒の粗大化により、上記ＣＶＴリング素材の強度が低下するおそれがある。 A CVT ring material can be obtained by heating the ring material prepared by the above-described method or the like to 850 to 1000 ° C. and then quenching and quenching. The reason why the heating temperature in the quenching process is set to 850 ° C. or more is that the temperature is necessary for austenizing and quenching the CVT ring material in a short time. On the other hand, when the heating temperature exceeds 1000 ° C., the strength of the CVT ring material may be reduced due to the coarsening of crystal grains.

上述した焼入処理の後、必要に応じて、上記リング材に焼戻し処理を行ってもよい。焼戻し処理における加熱温度は、１５０〜２５０℃または４００〜５００℃のいずれかの範囲とすることができる。 After the quenching process described above, the ring material may be tempered as necessary. The heating temperature in the tempering treatment can be in the range of 150 to 250 ° C or 400 to 500 ° C.

１５０〜２５０℃の加熱温度で焼戻し処理を行う場合には、焼入処理において固溶したＣを鉄炭化物としてＣＶＴリング素材中に析出させることができる。また、４００〜５００℃の加熱温度で焼戻し処理を行う場合には、上述した鉄炭化物が成長することにより安定化された鉄炭化物や合金炭化物をＣＶＴリング素材中に形成することができる。 When tempering is performed at a heating temperature of 150 to 250 ° C., C that has been dissolved in the quenching process can be precipitated as iron carbide in the CVT ring material. Moreover, when performing a tempering process at the heating temperature of 400-500 degreeC, the iron carbide and alloy carbide which were stabilized when the iron carbide mentioned above grows can be formed in a CVT ring raw material.

そして、焼戻し処理における加熱温度を上述のように制御することにより、ＣＶＴリング素材中の炭素若しくは炭化物の形態を制御することができる。その結果、後に行う窒化処理の際に、ＣＶＴリング素材中に侵入した窒素の拡散や表面硬化層の形成をムラなく行うことができる。更に、窒化処理が施されたＣＶＴリング部材における、表面硬化層の表面硬さや断面中心部分の引張強さのムラを低減することができる。 And the form of the carbon or carbide | carbonized_material in a CVT ring raw material can be controlled by controlling the heating temperature in a tempering process as mentioned above. As a result, in the nitriding process to be performed later, the diffusion of nitrogen that has entered the CVT ring material and the formation of the surface hardened layer can be performed without unevenness. Furthermore, unevenness of the surface hardness of the surface hardened layer and the tensile strength of the central portion of the cross section in the nitridated CVT ring member can be reduced.

また、焼入処理または焼戻し処理が完了した後、必要に応じて、これらの処理により生じた歪みを除去するための矯正加工や、ＣＶＴリング素材の周長を所望の範囲に調整するための周長調整を行ってもよい。これらの加工は、別々の工程として行ってもよく、矯正加工と周長調整とを兼ねた１つの工程として行ってもよい。 In addition, after the quenching process or tempering process is completed, if necessary, correction processing for removing the distortion caused by these processes, or a circumference for adjusting the circumference of the CVT ring material to a desired range. Length adjustment may be performed. These processes may be performed as separate processes, or may be performed as one process that combines correction processing and circumference adjustment.

その後、４００〜５００℃の温度で上記ＣＶＴリング素材に窒化処理を行うことにより、ＣＶＴリング素材の表面に表面硬化層を形成し、ＣＶＴリング部材を作製することができる。窒化処理における処理温度を上記特定の範囲とすることにより、ＣＶＴリング部材の表面硬化層の表面硬さを適正な範囲にすることができる。処理温度が４００℃未満の場合には、表面硬化層の表面硬さが不十分となり、ＣＶＴリング部材の疲労寿命の低下を招くおそれがある。一方、処理温度が５００℃を超える場合には、過剰窒化となるため、表面硬化層の表面硬さが過度に高くなる。その結果、ＣＶＴリング部材の脆化によって疲労寿命の低下を招くおそれがある。 Thereafter, the CVT ring material is subjected to nitriding treatment at a temperature of 400 to 500 ° C., thereby forming a hardened surface layer on the surface of the CVT ring material, thereby producing a CVT ring member. By setting the treatment temperature in the nitriding treatment to the above specific range, the surface hardness of the surface hardened layer of the CVT ring member can be set to an appropriate range. When processing temperature is less than 400 degreeC, the surface hardness of a surface hardening layer becomes inadequate and there exists a possibility of causing the fall of the fatigue life of a CVT ring member. On the other hand, when the treatment temperature exceeds 500 ° C., excessive nitridation occurs, so that the surface hardness of the surface hardened layer becomes excessively high. As a result, the fatigue life may be reduced due to embrittlement of the CVT ring member.

なお、ＣＶＴリング部材の表面硬化層の表面硬さは、８００〜９５０ＨＶであることが好ましい。また、窒化処理としては、窒素単独又はアンモニア等の窒素化合物単独のガス、又は、それらの窒素化合物を含む混合ガスの雰囲気中で行うガス窒化、軟窒化、塩浴窒化、プラズマ窒化等の種々の方法を適用することができる。窒化処理は表面性状の影響を受けやすいため、必要に応じて、窒化処理前に機械的に若しくは化学的な研磨処理、酸化若しくは還元雰囲気による最表面の均質化処理を行ってもよい。 In addition, it is preferable that the surface hardness of the surface hardening layer of a CVT ring member is 800-950HV. Further, as the nitriding treatment, various kinds of gases such as nitrogen nitriding, soft nitriding, salt bath nitriding, plasma nitriding performed in an atmosphere of nitrogen alone or a nitrogen compound alone such as ammonia, or a mixed gas containing those nitrogen compounds are available. The method can be applied. Since the nitriding treatment is easily affected by the surface properties, the outermost surface may be homogenized by a mechanical or chemical polishing treatment or an oxidizing or reducing atmosphere before the nitriding treatment, if necessary.

（実施例１）
上記ＣＶＴリング素材及びその製造方法、並びにこのＣＶＴリング素材から作製されたＣＶＴリング部材及びその製造方法の実施例について、以下に説明する。図１に示すように、本例のＣＶＴリング部材１は、ＣＶＴにおける、動力伝達用ベルト３を構成する部品として用いられる。動力伝達用ベルト３は、多数のエレメント２と、エレメント２に組み付けられた２組のＣＶＴベルト１０とを有している。ＣＶＴベルト１０は、互いに積層された複数のＣＶＴリング部材１から構成されている。 Example 1
Examples of the CVT ring material and the manufacturing method thereof, and the CVT ring member manufactured from the CVT ring material and the manufacturing method thereof will be described below. As shown in FIG. 1, the CVT ring member 1 of this example is used as a component constituting a power transmission belt 3 in the CVT. The power transmission belt 3 includes a large number of elements 2 and two sets of CVT belts 10 assembled to the elements 2. The CVT belt 10 is composed of a plurality of CVT ring members 1 stacked on each other.

本例のＣＶＴリング素材及びＣＶＴリング部材の作製方法を以下に詳説する。 A method for producing the CVT ring material and the CVT ring member of this example will be described in detail below.

まず、ＶＩＭ（Vacuum Induction Melting）装置を用いて表１に示す化学成分を有する鋳塊を作製した。なお、表１における化学成分の含有量については、任意元素であるＮｉ、Ｖを意図的に添加した試験体のみ数値を記載し、任意元素を意図的に添加していない試験体には「−」を一律に記載した。 First, ingots having chemical components shown in Table 1 were produced using a VIM (Vacuum Induction Melting) apparatus. In addition, about content of the chemical component in Table 1, a numerical value is described only about the test body which added Ni and V which are arbitrary elements intentionally, and "-" is added to the test body which did not add arbitrary elements intentionally. Was uniformly written.

得られた鋳塊に鍛伸加工を施し、厚さ７ｍｍの板材を作製した。板材表面に存在する黒皮を機械加工により除去した後、冷間圧延により、板材の厚さを０．３９ｍｍとした。次いで、板材にロール曲げ加工を施して管状に成形し、プラズマ溶接により端面同士の突合せ溶接を行った。得られた管を５〜１５ｍｍの幅に切断し、板厚０．３９ｍｍ、周長３００ｍｍの粗リング材を得た。 The obtained ingot was subjected to forging to produce a plate material having a thickness of 7 mm. After the black skin existing on the surface of the plate material was removed by machining, the thickness of the plate material was set to 0.39 mm by cold rolling. Next, the plate material was subjected to roll bending and formed into a tubular shape, and butt welding between end surfaces was performed by plasma welding. The obtained tube was cut into a width of 5 to 15 mm to obtain a rough ring material having a plate thickness of 0.39 mm and a circumferential length of 300 mm.

次に、粗リング材にバレル研磨、軟化焼鈍処理及び冷間圧延を順次行い、板厚０．２０ｍｍのリング材を作製した。なお、軟化焼鈍処理における加熱温度は８６０℃とし、保持時間は２時間とした。 Next, barrel polishing, soft annealing treatment, and cold rolling were sequentially performed on the rough ring material to produce a ring material having a plate thickness of 0.20 mm. The heating temperature in the softening annealing treatment was 860 ° C., and the holding time was 2 hours.

リング材を表１に示す焼入温度まで加熱して６０分間保持した後、空冷して焼入処理を行った。なお、表１に示す焼入温度は、各リング材のＡｃｍ変態点＋５０℃が８５０〜１０００℃の範囲内である場合には、リング材のＡｃｍ変態点＋５０℃である。また、この温度が８５０℃未満の場合には焼入温度を８５０℃とした。 The ring material was heated to the quenching temperature shown in Table 1 and held for 60 minutes, and then air-cooled to perform a quenching process. In addition, the quenching temperature shown in Table 1 is Acm transformation point +50 degreeC of a ring material, when Acm transformation point +50 degreeC of each ring material exists in the range of 850-1000 degreeC. Moreover, when this temperature was less than 850 degreeC, the quenching temperature was 850 degreeC.

焼入処理が完了した後、リング材を４２５℃で１時間加熱して焼戻し処理を行った。その後、リング材に、矯正加工を兼ねた周長調整を施し、ＣＶＴリング素材を作製した。図には示さないが、周長調整においては、一対のローラ間にリング材を掛け渡し、ローラ同士の距離を拡げる方向にテンションをかけながらリング材を回転させた。 After the quenching process was completed, the ring material was heated at 425 ° C. for 1 hour to perform a tempering process. Thereafter, the ring material was subjected to circumference adjustment that also served as a straightening process to produce a CVT ring material. Although not shown in the drawing, in adjusting the circumference, the ring material was passed between a pair of rollers, and the ring material was rotated while applying tension in the direction of increasing the distance between the rollers.

周長調整の後、４２５℃の窒化温度でＣＶＴリング素材に窒化処理を行った。本例においては、ＮＨ₃とＨ₂との混合ガス中において、上記ＣＶＴリング素材を上記特定の窒化温度に保持することにより窒化処理を行い、母材としてのＣＶＴリング素材の表面に表面硬化層を形成した。以上により、ＣＶＴリング部材（試験体１〜２４）を得た。 After the circumference adjustment, the CVT ring material was nitrided at a nitriding temperature of 425 ° C. In this example, nitriding treatment is performed by maintaining the CVT ring material at the specific nitriding temperature in a mixed gas of NH ₃ and H _2, and a surface hardened layer is formed on the surface of the CVT ring material as a base material. Formed. The CVT ring member (test bodies 1-24) was obtained by the above.

以上の試験体について、ＣＶＴリング素材の製造過程における板材の溶接性、ＣＶＴリング素材の引張強さ及び高温耐力を以下の方法により評価した。また、窒化処理後のＣＶＴリング部材の疲労寿命を、以下の方法により評価した。 About the above test body, the weldability of the board | plate material in the manufacture process of a CVT ring raw material, the tensile strength of a CVT ring raw material, and high temperature proof stress were evaluated with the following method. Moreover, the fatigue life of the CVT ring member after nitriding was evaluated by the following method.

＜溶接性＞
粗リング材を準備する工程において、板材の端面同士を溶接した溶接部を目視観察し、溶接不良の有無を評価した。１０本の管について目視観察を行い、いずれの管の溶接部にも溶接不良がない場合には表１の「溶接性」の欄に記号「Ａ」を記載し、１本以上の管に溶接不良がある場合には同欄に記号「Ｂ」を記載した。なお、ここで言う溶接不良とは、溶接部に発生する割れやブローホール、若しくは溶接部近傍に発生する割れを指す。溶接性の評価においては、いずれの管の溶接部にも溶接不良がない記号Ａの場合を合格と判定し、１本以上の管に溶接不良がある記号Ｂの場合を不合格と判定した。 <Weldability>
In the step of preparing the rough ring material, the welded portion where the end faces of the plate materials were welded was visually observed to evaluate the presence or absence of poor welding. Visual observation is made on 10 pipes, and if there is no welding failure in any of the welded parts of the pipes, the symbol “A” is entered in the “weldability” column of Table 1, and welding is performed on one or more pipes. When there is a defect, the symbol “B” is described in the same column. In addition, the welding defect said here refers to the crack generate | occur | produced in a welding part, the blowhole, or the crack generate | occur | produced in the welding part vicinity. In the evaluation of weldability, the case of the symbol A in which there is no welding failure in any welded portion of any pipe was determined to be acceptable, and the case of the symbol B in which one or more pipes had poor welding was determined to be unacceptable.

＜引張強さ＞
図には示さないが、一対のローラにＣＶＴリング素材を掛け渡した後、ローラに加わる荷重を測定しながらローラ間の距離を徐々に広げて、ＣＶＴリング素材に引張荷重を加えた。そして、試験開始からＣＶＴリング素材が破断するまでの最大荷重をＣＶＴリング素材の断面積で除した値をＣＶＴリング素材の引張強さとした。その結果を表１に示した。なお、引張強さの測定は、室温環境下にて行った。引張強さの評価においては、引張強さが１７５０ＭＰａ以上の場合を合格と判定し、１７５０ＭＰａ未満の場合を不合格と判定した。 <Tensile strength>
Although not shown in the figure, after the CVT ring material was spread over a pair of rollers, the distance between the rollers was gradually increased while measuring the load applied to the rollers, and a tensile load was applied to the CVT ring material. The value obtained by dividing the maximum load from the start of the test until the CVT ring material broke by the cross-sectional area of the CVT ring material was taken as the tensile strength of the CVT ring material. The results are shown in Table 1. The tensile strength was measured in a room temperature environment. In the evaluation of tensile strength, a case where the tensile strength was 1750 MPa or more was determined as acceptable, and a case where the tensile strength was less than 1750 MPa was determined as unacceptable.

＜高温耐力＞
ＪＩＳＧ０５６７：２０１２に規定される高温引張試験方法により、各試験体と同一ロット素材（鍛伸材）から採取した試験片による引張試験を４２５℃の環境下で行った。具体的には、各試験体と同一ロット素材（鍛伸材）から採取して所定の焼入処理・焼戻し処理を施した試験片を４２５℃に加熱し、この温度を一定時間保持した後に０．３％／ｍｉｎの引張速度で引張試験を行った。引張試験により得られた応力−歪み曲線に基づき、ＪＩＳＺ２２４１：２０１１に規定されるオフセット法により、塑性伸び０．２％における耐力を算出した。その結果を表１に示した。高温耐力の評価においては、高温耐力が１０５０ＭＰａ以上の場合を合格と判定し、１０５０ＭＰａ未満の場合を不合格と判定した。 <High temperature proof stress>
A tensile test using a test piece taken from the same lot material (wrought material) as that of each test specimen was performed in an environment of 425 ° C. by a high temperature tensile test method defined in JIS G0567: 2012. Specifically, a test piece taken from the same lot material (wrought material) as each specimen and subjected to a predetermined quenching treatment and tempering treatment was heated to 425 ° C., and this temperature was maintained for a certain period of time. A tensile test was performed at a tensile rate of 3% / min. Based on the stress-strain curve obtained by the tensile test, the proof stress at a plastic elongation of 0.2% was calculated by the offset method specified in JIS Z2241: 2011. The results are shown in Table 1. In the evaluation of the high temperature yield strength, the case where the high temperature yield strength was 1050 MPa or more was judged as acceptable, and the case where it was less than 1050 MPa was judged as unacceptable.

＜疲労寿命＞
複数のローラを有する疲労試験機（図示略）を用いてＣＶＴリング部材の疲労寿命を評価した。疲労試験機は、ローラを回転させることにより、複数のローラに掛け渡された試験体に繰り返し曲げ応力を加えることができるように構成されている。試験体が破断するまでに加えられた曲げ応力の繰り返し数を疲労寿命とし、表１中の「疲労寿命」の欄に、疲労寿命が１×１０⁶回以上の場合に記号「Ａ」、１×１０⁶回未満の場合に記号「Ｂ」を記載した。 <Fatigue life>
The fatigue life of the CVT ring member was evaluated using a fatigue tester (not shown) having a plurality of rollers. The fatigue testing machine is configured such that a bending stress can be repeatedly applied to a test body stretched over a plurality of rollers by rotating the rollers. The number of repetitions of the bending stress applied until the specimen breaks is defined as the fatigue life. In the column of “Fatigue life” in Table 1, the symbol “A”, 1 when the fatigue life is 1 × 10 ⁶ times or more, 1 The symbol “B” was written in the case of less than × 10 ⁶ times.

疲労寿命の評価においては、疲労寿命が１×１０⁶回以上である記号Ａの場合を合格と判定し、１×１０⁶回未満である記号Ｂの場合を不合格と判定した。なお、マルエージング鋼からなる従来のＣＶＴリング部材の疲労寿命は、通常１×１０⁶〜５×１０⁶回程度である。 In the evaluation of fatigue life, the case of the symbol A having a fatigue life of 1 × 10 ⁶ times or more was determined to be acceptable, and the case of the symbol B being less than 1 × 10 ⁶ times was determined to be unacceptable. The fatigue life of a conventional CVT ring member made of maraging steel is usually about 1 × 10 ^{6 to} 5 × 10 ⁶ times.

表１に示すように、本発明の実施例にあたる試験体１〜１６は、上記特定の範囲の化学成分を有しているため、製造過程において溶接後の溶接部における割れなどの不良発生を抑制することができた。また、これらの試験体は、ＣＶＴリング素材の引張強さ及び高温耐力がともに優れていた。更に、これらの試験体は、マルエージング鋼からなるＣＶＴリング部材と同等の疲労寿命を有している。以上の結果から、試験体１〜１６は、優れた溶接性を備え、マルエージング鋼からなる従来のＣＶＴリング部材と同等以上の強度特性及び疲労寿命を確保しつつ、マルエージング鋼で作製するよりも安価に提供可能であることが理解できる。 As shown in Table 1, since the test bodies 1 to 16 corresponding to the examples of the present invention have chemical components in the specific range, the occurrence of defects such as cracks in the welded portion after welding is suppressed in the manufacturing process. We were able to. Moreover, these test bodies were excellent in both the tensile strength and high temperature proof stress of the CVT ring material. Furthermore, these specimens have a fatigue life equivalent to that of CVT ring members made of maraging steel. From the above results, the specimens 1 to 16 have excellent weldability and are made of maraging steel while ensuring strength properties and fatigue life equal to or higher than those of conventional CVT ring members made of maraging steel. Can also be provided at a low cost.

比較例にあたる試験体１７〜２４において、試験体１７は、Ｃの含有量が上記特定の範囲よりも少なかった。そのため、ＣＶＴリング素材の引張強さが上記特定の範囲よりも低くなった。
試験体１８は、Ｃの含有量が上記特定の範囲よりも多かった。そのため、粗リング材を準備する工程において、溶接不良が発生した。 In the test bodies 17 to 24 corresponding to the comparative examples, the C content of the test body 17 was less than the specific range. Therefore, the tensile strength of the CVT ring material was lower than the specific range.
The test body 18 had more C content than the said specific range. Therefore, welding failure occurred in the process of preparing the rough ring material.

試験体１９は、Ｓｉの含有量が上記特定の範囲よりも少なかった。そのため、ＣＶＴリング素材の引張強さ及び高温耐力が上記特定の範囲よりも低くなった。
試験体２０は、Ｓｉの含有量が上記特定の範囲よりも多かった。そのため、製造過程において板材の端面同士を溶接する際に、溶接部に溶接不良が発生した。また、試験体２０の疲労寿命は、マルエージング鋼からなるＣＶＴリング部材よりも劣っていた。 The test body 19 had less Si content than the specific range. Therefore, the tensile strength and high temperature proof stress of the CVT ring material were lower than the specific range.
The test body 20 had more Si content than the specific range. For this reason, when welding the end faces of the plate materials in the manufacturing process, welding defects occurred in the welded portion. Moreover, the fatigue life of the test body 20 was inferior to the CVT ring member which consists of maraging steel.

試験体２１は、Ｃｒの含有量が上記特定の範囲よりも少なかった。そのため、ＣＶＴリング素材の引張強さ及び高温耐力が上記特定の範囲よりも低くなった。
試験体２２は、Ｃｒの含有量が上記特定の範囲よりも多く含まれていた。そのため、ＣＶＴリング素材の引張強さが上記特定の範囲よりも低くなった。また、試験体２２の疲労寿命は、マルエージング鋼からなるＣＶＴリング部材よりも劣っていた。 The test body 21 had a Cr content less than the specific range. Therefore, the tensile strength and high temperature proof stress of the CVT ring material were lower than the specific range.
The test body 22 contained more Cr than the specific range. Therefore, the tensile strength of the CVT ring material was lower than the specific range. Moreover, the fatigue life of the test body 22 was inferior to the CVT ring member which consists of maraging steel.

試験体２３は、Ｍｏの含有量が上記特定の範囲よりも少なかった。そのため、試験体２３においては、ＣＶＴリング素材の引張強さ及び高温耐力が上記特定の範囲よりも低くなった。
試験体２４は、Ｖの含有量が上記特定の範囲よりも多かった。そのため、試験体２４の疲労寿命は、マルエージング鋼からなるＣＶＴリング部材よりも劣っていた。 The test body 23 had less Mo content than the specific range. Therefore, in the test body 23, the tensile strength and high temperature proof stress of the CVT ring material were lower than the specific range.
The test body 24 had more V content than the said specific range. Therefore, the fatigue life of the test body 24 was inferior to that of a CVT ring member made of maraging steel.

（実施例２）
本例は、ＣＶＴリング部材の製造過程において、焼戻し処理の条件や窒化処理の条件を変更した例である。本例においては、表１に示す試験体４と同一の化学成分を有する鋳塊を準備し、焼戻し処理の条件や窒化処理の条件を表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様の方法によりＣＶＴリング部材（試験体２５〜３２）を作製した。そして、これらの試験体の疲労寿命を、実施例１と同一の方法により評価した。 (Example 2)
This example is an example in which the conditions of tempering and nitriding are changed in the manufacturing process of the CVT ring member. In this example, the ingot having the same chemical composition as the test body 4 shown in Table 1 was prepared, and the conditions of the tempering process and the nitriding process were changed as shown in Table 2 except for the example 1 and CVT ring members (test bodies 25 to 32) were produced in the same manner. And the fatigue life of these test bodies was evaluated by the same method as in Example 1.

表２に示す試験体２５のように、ＣＶＴリング部材は、焼戻し処理を行わなくてもマルエージング鋼からなる従来のＣＶＴリング部材と同等以上の疲労寿命を確保することができる。
焼戻し処理を行う場合には、試験体２６、２８、３０、３１に示すように、焼戻し温度を適正な範囲内とすることにより、マルエージング鋼からなる従来のＣＶＴリング部材と同等以上の疲労寿命を確保することができる。 Like the test body 25 shown in Table 2, the CVT ring member can ensure a fatigue life equal to or greater than that of a conventional CVT ring member made of maraging steel without performing tempering treatment.
When performing the tempering treatment, as shown in the test bodies 26, 28, 30, 31, the fatigue life equal to or longer than that of a conventional CVT ring member made of maraging steel is set within an appropriate range. Can be secured.

焼戻し温度が適正な範囲を外れた場合には、試験体２９に示すように、かえって疲労寿命の悪化を招いた。
また、窒化処理時の窒化温度が適正な範囲を外れた場合にも、試験体２７、３２に示すように、疲労寿命の悪化を招いた。 When the tempering temperature was out of the proper range, as shown in the specimen 29, the fatigue life was deteriorated.
Further, even when the nitriding temperature during the nitriding treatment was out of the proper range, as shown in the test bodies 27 and 32, the fatigue life was deteriorated.

１ＣＶＴリング部材
１０ＣＶＴベルト
２エレメント
３動力伝達用ベルト 1 CVT ring member 10 CVT belt 2 Element 3 Power transmission belt

Claims

C: 0.30 mass% or more and 0.40 mass% or less, Si: 0.50 mass% to 2.50 mass% or less, Mn: 1.00 mass% or less, Ni: 4.00 mass% or less, Cr: A chemistry containing 1.00% by mass to 4.00% by mass, Mo: 0.50% by mass to 3.00% by mass, V: 1.00% by mass or less, the balance being Fe and inevitable impurities Having ingredients,
The tensile strength at room temperature is 1750 MPa or more,
The high temperature yield strength at 425 ° C. is 1050 MPa or more,
CVT ring material for nitriding that has an endless belt shape.

A CVT ring member, wherein a surface hardened layer is formed on a surface of a base material made of the nitriding CVT ring material according to claim 1.

C: 0.30 mass% or more and 0.40 mass% or less, Si: 0.50 mass% to 2.50 mass% or less, Mn: 1.00 mass% or less, Ni: 4.00 mass% or less, Cr: A chemistry containing 1.00% by mass to 4.00% by mass, Mo: 0.50% by mass to 3.00% by mass, V: 1.00% by mass or less, the balance being Fe and inevitable impurities Preparing an ingot with ingredients,
The above ingot is subjected to plastic processing to produce a plate material,
Bending the plate material and welding the end faces to produce a rough ring material that exhibits an endless belt shape,
After the soft annealing of the rough ring material, cold rolling is performed to produce a desired ring material thickness,
A method for producing a CVT ring material for nitriding, wherein the ring material is heated to 850 to 1000 ° C. and then quenched and quenched.

The nitriding CVT ring material according to claim 3, wherein after the quenching process is completed, the ring material is heated within a range of 150 to 250 ° C or 400 to 500 ° C to perform a tempering process. Method.

A CVT ring material for nitriding is produced by the manufacturing method according to claim 3 or 4,
A method for producing a CVT ring member, wherein the nitriding CVT ring material is nitrided at a temperature of 400 to 500 ° C.