特許 6069067 複合部品の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6069067

(24)【登録日】2017年1月6日

(45)【発行日】2017年1月25日

(54)【発明の名称】複合部品の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 8/22 20060101AFI20170116BHJP

   C23C 8/04 20060101ALI20170116BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20170116BHJP

   C22C 38/38 20060101ALI20170116BHJP

   C21D 1/06 20060101ALI20170116BHJP

   C21D 9/00 20060101ALI20170116BHJP

   C21D 9/50 20060101ALI20170116BHJP

【ＦＩ】

   C23C8/22

   C23C8/04

   C22C38/00 301N

   C22C38/38

   C21D1/06 A

   C21D9/00 A

   C21D9/50 101B

【請求項の数】3

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-67661(P2013-67661)

(22)【出願日】2013年3月27日

(65)【公開番号】特開2014-189857(P2014-189857A)

(43)【公開日】2014年10月6日

【審査請求日】2015年9月29日

(73)【特許権者】

【識別番号】000100768

【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】304027349

【氏名又は名称】国立大学法人豊橋技術科学大学

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】江藤 裕

(72)【発明者】

【氏名】水野 孝樹

(72)【発明者】

【氏名】梅本 実

【審査官】 宮本 靖史

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２６９５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１１３１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０３２６３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０００−０７４３２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３０２８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０２−０８２７６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０８−２６０１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１６５３６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０２−０８５３４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１９１３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５７４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３００５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１７０５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４８１４０２６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ ８／００ − １２／０２

Ｃ２１Ｄ １／０６

Ｃ２１Ｄ ９／００

Ｃ２１Ｄ ９／５０

Ｃ２２Ｃ ３８／００

Ｃ２２Ｃ ３８／３８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｃｒと粗大粒生成防止元素とが添加された鋼材を用いた鋼製部品と他の部品とを接合してなる複合部品の製造方法において，
接合前の前記鋼製部品における前記他の部品との接合予定部位に対して表面加工を施すことにより当該部位の格子欠陥を他の部分より多くする格子欠陥導入工程と，
前記格子欠陥導入工程後の前記鋼製部品に酸化性雰囲気で浸炭処理を施す浸炭工程と， 前記浸炭工程後の前記鋼製部品に焼き入れを行う焼き入れ工程と，
前記焼き入れ工程後の前記鋼製部品における前記接合予定部位に前記他の部品を接合する接合工程とを行うことを特徴とする複合部品の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載の複合部品の製造方法において，
前記焼き入れ工程後前記接合工程前の前記鋼製部品の前記接合予定部位に対し，形状を精密に調整するための精密切削加工工程を行うことを特徴とする複合部品の製造方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の複合部品の製造方法において，
前記鋼製部品の鋼材として，Ｃｒ，粗大粒生成防止元素の添加量が，
Ｃｒ：０．５〜２．０質量％，
粗大粒生成防止元素：原子量の比によりＮｂの場合に換算した当量として０．０５〜０．１質量％，
の各範囲内にあるものを用いることを特徴とする複合部品の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は，鋼製部品と他の部品とを接合してなる複合部品を製造する方法に関する。さらに詳細には，鋼製部品に浸炭処理を施してから接合を行う複合部品の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来から，車両の駆動伝達系など種々の分野で，２以上の部品を接合してなる複合部品が使用されている。これらの部品ではまた，摺動面の耐摩耗性確保等の必要から表面硬度も要求される。鋼製部品に表面硬度を付与する手法として，浸炭処理が挙げられる。浸炭処理では，鋼材の表層付近における炭素濃度を上昇させて，表層を硬化させる。ところが，鋼製部品を浸炭後に他の部品と接合しようとすると，浸炭済みの表面の接合性が悪くて問題となる。例えば浸炭済み箇所に溶接により他の部品を接合しようとすると，炭素濃度の上昇により表面に硬化した層が生成しており，浸炭面に割れが生じる等の弊害がある。また，圧入により部品同士を接合する際に，圧入箇所に浸炭が施されていると，圧入自体が困難である。また，圧入時またはその後に相手方部品を過度に摩耗させてしまうことがある。

【0003】

このため，接合予定部位には浸炭処理が施されないようにする技術が提案されている。特許文献１がその例である。特許文献１の技術では，浸炭処理時に先立ち接合予定部位に防炭剤を塗布しておく。これにより，接合予定部位以外の部分にのみ浸炭処理が施されるようにしている。これにより，接合箇所の接合性と，強度を要する箇所の表面硬度との両立を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００７−１７０５０５号公報（請求項４等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら前記した従来の技術には，次のような問題があった。それは防炭剤を使用することである。特許文献１の［００１７］に記載されている防炭剤は，特殊な組成のガラスであり，かなり高価である。また，文献に明記はないが，浸炭処理後接合前に当然，防炭剤を除去する作業が必要である。また防炭剤がガラス性のものであることから，この除去作業はかなり煩雑である。このため，接合予定部位に防炭剤を利用する方法は，非常に多くの作業工数を要するものであり，コストアップ要因である。

【0006】

本発明は，前記した従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，接合箇所の良好な接合性と，強度を要する箇所の表面硬度との両立を達成するとともに，作業工数を低減することができる複合部品の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題の解決を目的としてなされた本発明に係る複合部品の製造方法では，Ｃｒと粗大粒生成防止元素とが添加された鋼材を用いた鋼製部品と他の部品とを接合するに際して，接合前の鋼製部品における他の部品との接合予定部位に対して表面加工を施すことにより当該部位の格子欠陥を他の部分より多くする格子欠陥導入工程と，格子欠陥導入工程後の鋼製部品に酸化性雰囲気で浸炭処理を施す浸炭工程と，浸炭工程後の前記鋼製部品に焼き入れを行う焼き入れ工程と，焼き入れ工程後の鋼製部品における接合予定部位に他の部品を接合する接合工程とを行う。

【0008】

本発明の製造方法では，格子欠陥導入工程の際に，鋼製部品の接合予定部位の表層に格子欠陥領域が形成される。格子欠陥領域の格子欠陥は，粗大粒生成防止元素の存在により，浸炭工程中にも維持される。このため浸炭工程において，鋼中のＣｒが接合予定部位の表面に移動するとともに雰囲気中の酸素と反応して，Ｃｒ酸化物の膜が形成される。これにより接合予定部位への浸炭が防止され，接合予定部位の炭素濃度および硬度があまり上昇しない。したがって，その後の接合工程での接合予定部位への他の部品の接合が良好に行われる。例えば，溶接による接合の場合には溶接後の割れを防止できる。圧入の場合には他の部品を過度に摩耗させてしまうことを防止できる。

【0009】

ここで，浸炭工程後接合工程前の鋼製部品に対し焼き入れ工程が行われる。これにより，部品全体の強度を確保できる。また，焼き入れ工程後接合工程前の鋼製部品の接合予定部位に対し，形状を精密に調整するための精密切削加工工程を行うこととしてもよい。さらに，鋼製部品の鋼材として，Ｃｒ，粗大粒生成防止元素の添加量が，
Ｃｒ：０．５〜２．０質量％，
粗大粒生成防止元素：原子量の比によりＮｂの場合に換算した当量として０．０５〜０．３７質量％，
の各範囲内にあるものを用いることが好ましい。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば，接合箇所の良好な接合性と，強度を要する箇所の表面硬度との両立を達成した，複合部品の製造方法が提供されている。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】加工を受けた面へのＣの侵入が阻害される状況を説明する断面模式図である。

【図2】加工を受けていない面へのＣの侵入が阻害されない状況を説明する断面模式図である。

【図3】本実施例および比較例での試験に供した試験片の外形を示す斜視図である。

【図4】本実施例および比較例で試験片に対して行った表面加工を説明する斜視図である。

【図5】本実施例および比較例で表面加工後の試験片に対して行ったガス浸炭焼き入れ処理のヒートパターンを説明する図である。

【図6】本実施例および比較例でガス浸炭焼き入れ処理後の試験片における炭素濃度の深さ方向分布を示すグラフである。

【図7】本実施例および比較例でガス浸炭焼き入れ処理後の試験片におけるビッカース硬さの深さ方向分布を示すグラフである。

【図8】本実施例の追加試験における炭素濃度の深さ方向分布を示すグラフ図である。

【図9】添加元素濃度および加工条件の違いによる，浸炭処理後の表面炭素濃度を示すグラフである。

【図10】本発明の適用対象例であるセカンダリーシーブシャフトを示す断面図である。

【図11】本発明の適用対象例であるインプットシャフトを示す断面図である。

【図12】本発明の適用対象例であるプラネタリサンギヤを示す断面図である。

【図13】本発明の適用対象例であるパーキングロックギヤを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下，本発明を具体化した実施の形態について，添付図面を参照しつつ詳細に説明する。本形態は，車両の駆動系に用いられる複合部品の製造過程に本発明を適用したものである。本形態では，２つ以上の部品を接合して一体化したものを複合部品といい，そのときの接合前の個々の部品を単体部品ということとする。本形態では，次の手順で複合部品を製造する。

【0013】

１．単体部品の準備
↓
２．接合予定箇所への表面加工
↓
３．ガス浸炭焼き入れ処理
↓
４．接合処理

【0014】

［１．単体部品の準備］
まず，本形態で使用する単体部品であるが，その作製方法自体に関しては特段の特徴点はない。従来から行われている方法で単体部品を作製すればよい。本形態で対象とする単体部品は，後に他の部品と接合されて複合部品の一部となるものである。このため，単体部品の外形の一部には，他の部品が接合される接合予定部位が存在している。この接合予定部位は，次の表面加工工程で加工を受けるので，その分，最終形状よりもやや大きく形成しておく。また，接合予定部位を有する単体部品の素材としては，ＣｒおよびＮｂを含有する鋼種を用いる。

【0015】

［２．接合予定箇所への表面加工］
この工程では，格子欠陥導入工程として，単体部品における接合予定箇所に表面加工を施す。その目的は，当該接合予定箇所を，後のガス浸炭処理にて浸炭を受けにくい部位とすることにある。表面加工を施すことにより，その箇所を，浸炭処理の際にＣが侵入しにくい箇所とすることができる。単体部品における表面加工が施された箇所の表層付近は，加工のストレスにより，Ｆｅの結晶構造における格子欠陥を，加工を施さなかった部分と比較して多く含む領域となる。格子欠陥が多く存在することにより浸炭を受けにくい理由については，次の段落で説明する。

【0016】

［３．ガス浸炭焼き入れ処理］
この工程では，浸炭工程として，単体部品にガス浸炭処理を施す。その目的は，単体部品における接合予定箇所以外の箇所の表面を硬化させ，耐摩耗性等を向上させることにある。ここで，前の工程で表面加工を施した箇所は，あまり浸炭されない。その理由は，当該箇所に形成される酸化物膜がＣの侵入を阻害するからである。このことを図１により説明する。図１に示すのは，模式的に示す鋼材の表面付近の断面図である。これに，浸炭後における深さ方向のＣ濃度分布のグラフを合わせて示している。

【0017】

ガス浸炭処理中には，マトリックス５０の表面に，酸化物膜５１が形成される。これは，温度が高温であることと，処理雰囲気が酸化性であることとによる。なお，酸化物膜５１の主成分は，Ｃｒの酸化物である。なぜなら，マトリックス５０中に含まれるＣｒがＦｅより優先的に酸化物を形成するためである。そして表面加工が施された箇所では，酸化物膜５１の厚さが数十〜数百ｎｍにも達する。マトリックス５０の表層付近に，表面加工により形成された格子欠陥領域５２があるからである。格子欠陥領域５２は，格子欠陥を多く含む領域である。この格子欠陥が，マトリックス５０からその表面へのＣｒの拡散パスとなるので，Ｃｒが表面側に移動して酸化物膜５１が厚く形成されるのである。

【0018】

ここで鋼中のＮｂは，鋼中のＣやＮと結合して微小な介在物を形成している。この介在物はマトリックス５０中の粗大結晶粒の生成を防止するものであるが，ここではさらに，格子欠陥の移動をも阻害する。このため浸炭処理中でも格子欠陥が解消されず維持されるので，マトリックス５０からその表面へのＣｒの供給を多くする作用がある。またＮｂは，Ｃｒ酸化物の生成の核にもなると考えられる。

【0019】

この厚い酸化物膜５１により，雰囲気中のＣＯ分子からマトリックス５０中へのＣの侵入が阻害される。つまり，酸化物膜５１の表面に吸着するＣＯ分子があっても，その大部分はそのまま離脱していくのである。このため，マトリックス５０中へ侵入するＣが少なく，マトリックス５０中のＣ濃度は浸炭処理によりあまり上昇しない。

【0020】

一方，接合予定箇所以外の箇所，すなわち表面加工が施されていない箇所では，格子欠陥領域５２のある接合予定箇所と比較してＣｒの移動が少ないため，図２に示すように，非常に薄い酸化物膜５１しか形成されない。このため，雰囲気中のＣＯ分子からマトリックス５０中へのＣの侵入があまり阻害されず，マトリックス５０中へ侵入するＣが多い。このためマトリックス５０中のＣ濃度は浸炭処理により，特に表層付近で目立って上昇する。こうして，浸炭により鋼材の表面硬度が向上する。

【0021】

また，上記より，ガス浸炭処理時の雰囲気ガスは，酸化性雰囲気である必要がある。Ｃ供給源ガス（アセチレン，プロパン，ブタン，メタン，エチレン，エタン等の炭化水素系のガス）とともに雰囲気中にある程度のＣＯ分子を存在させるためと，マトリックス５０の表面でＣｒを酸化するためである。よってガス浸炭処理時の雰囲気ガスは，酸素分圧がおよそ１．８６×１０^-13Ｐａ程度のＯ₂を含んでいる必要がある。もしくは，上記の酸素分圧を達成できる程度のＨ₂Ｏ（水蒸気） を含んでいる必要がある。なお浸炭処理後には，焼入工程として焼き入れを行い部品全体に強度を与える。

【0022】

鋼中のＣｒ組成は，最低で０．５質量％必要で，１．０質量％以上であることが好ましい。Ｃｒ含有量が足りないと，表面加工箇所でのＣｒ酸化物の形成が不十分である。ただし上限を２．０質量％とする。これを超えていると，非表面加工箇所でもＣｒ酸化物の膜ができてしまい，浸炭が著しく困難になるからである。また，鋼中のＮｂ組成は，最低で０．０５質量％必要である。これ以下ではマトリックス５０の表面へのＣｒの供給が十分できないからである。つまり，十分なＣｒの酸化物膜５１を形成できず，所望の低い炭素濃度を得ることができない。ただし上限を０．３７質量％とする。これを超えていると，一般的な鋼の圧延工程の温度（高くても約１３００℃）におけるＮｂの固溶限度を超えていることになるため，ＮｂがＦｅ中に十分固溶せず，Ｎｂの炭窒化物が粗大化して鋼材を脆化させるからである。

【0023】

さらに，Ｎｂに替えてもしくは加えて，同様にマトリックスの粗大粒生成を防止する作用を奏するＴｉやＡｌを用いてもよい。その場合には，それらの元素の含有量を，Ｎｂとの原子量の比を考慮して換算した当量が，上記のＮｂの組成範囲に入っていればよい。あるいは，それらの当量の合計が上記の範囲に入っていればよい。

【0024】

また，Ｃｒ，Ｎｂ以外の成分については，特に限定はなく，鋼として提供されている素材であればよい。ただし，上限を定めるのであれば次のようにする。
Ｃ ：０．３０質量％。靱性低下の問題を起こさないためである。
Ｓｉ：３．００質量％。切削性低下の問題を起こさないためである。
Ｍｎ：３．００質量％。切削性低下の問題を起こさないためである。
Ｐ ：０．０３質量％。靱性低下の問題を起こさないためである。
Ｓ ：０．０３質量％。靱性低下の問題を起こさないためである。
Ｍｏ：０．１０質量％。硬度ムラの問題を起こさないためである。

【0025】

［４．接合処理］
その後，接合工程として，表面加工および浸炭焼き入れ処理を経た単体部品と，他の単体部品との接合を行う。接合が行われるのはむろん，表面加工および浸炭処理を経た単体部品においては，表面加工が施された接合予定箇所である。上記のようにこの接合予定箇所には浸炭の効果が及んでいないので，接合性が良好である。すなわち，溶接で接合する場合には，当該接合予定箇所に溶接割れが生じることがない。また，圧入やカシメにより接合する場合でも，接合が困難であったり相手方部品を傷つけてしまうようなことがない。なお，焼き入れ処理を施さずに接合処理を行うことも可能である。その場合でも上記と同様に，接合予定部位に表面加工処理を施したことの効果が得られる。なお，浸炭焼き入れ処理後接合処理前に，接合予定箇所あるいはそれ以外の箇所に，形状を精密に調整するための精密切削加工を行ってもよい。この場合，精密切削加工の際に，単体部品の接合予定箇所における浸炭の影響により硬度が上昇した層を除去できる。このため，浸炭の抑制をしない場合，つまり格子欠陥導入工程を行わない場合と比較して，加工性がよいという効果がある。

【実施例1】

【0026】

以下，実施例１を，比較例とともに説明する。本実施例および比較例で素材鋼として使用した鋼種は，以下の成分（質量％）のものである。比較例のものは，Ｎｂを含有していない点で，好ましい成分から外れている。
実施例 比較例
Ｃ ０．２１ ０．２１
Ｓｉ ０．２５ ０．２４
Ｍｎ ０．７４ ０．８２
Ｐ ０．０２１ ０．０１７
Ｓ ０．０２０ ０．０２７
Ｃｒ １．１２ ０．９８
Ｍｏ ０．１６ ０．１５
Ｎｂ ０．０６ −−−

【0027】

本実施例および比較例（以下，単に「本実施例」ということがある）で試験に供した試験片について説明する。本実施例では，図３に示す形状の試験片６０を使用した。試験片６０は，小径部６１と大径部６２とからなる段付き円柱形状のものである。サイズは以下の通りとした。
小径部６１の直径φ１：５０ｍｍ
小径部６１の厚さＴ１：１５ｍｍ
大径部６２の直径φ２：６０ｍｍ
大径部６２の厚さＴ２：１８．６ｍｍ

【0028】

上記の試験片６０に対して，［２．接合予定箇所への表面加工］，つまり格子欠陥導入工程として，図４に示す切削加工を行った。すなわち，試験片６０の小径部６１を保持して，試験片６０を軸回りに回転させつつ，試験片６０の大径部６２の側面を，超硬チップ７０を用いて，端面６３側から，湿式旋削により切削した。切削により現れた切削面６４が，後に他の部品との接合に供される面である。切削長Ｔ３は１０ｍｍとした。超硬チップ７０としては，サンドビック製の「ＣＮＭＧ１２０４０８−ＭＭ２０２５」を用いた。旋削条件は，以下の２水準とした。ここで切削速度Ｅとは，超硬チップ７０と試験片６０との接触箇所における，試験片６０の回転による周速のことである。
切削深さＤ 切削速度Ｅ 刃送りＦ
マイルド旋削 ０．１ｍｍ ０．８ｍ／ｓ ０．１ｍｍ／ｒｅｖ
シビア旋削 ２．０ｍｍ ５．８ｍ／ｓ ０．５ｍｍ／ｒｅｖ

【0029】

図４の切削加工を施した試験片６０を，洗浄して切削油を除去してから，［３．ガス浸炭焼き入れ処理］に供した。ガス浸炭時の雰囲気は以下の通りとした。
使用ガス種：プロパン
ＣＯ濃度 ：２０体積％
酸素分圧 ：１．８３×１０^-13Ｐａ
総圧力 ：１３００ｈＰａ

【0030】

ヒートパターンは図５に示す通りとした。すなわち，上記雰囲気内で試験片６０を１３２００秒間にわたって９５０℃に保持し，その後試験片６０の温度を８７０℃に下げて１９００秒間保持し，その直後に油冷により焼き入れた。雰囲気のカーボンポテンシャル（ＣＰ）については，温度９５０℃での保持時間中の最初の４８００秒間では１．１０％，その次の４８００秒間では１．０５％，最後の３６００秒間では０．９０とした。その後の温度８７０℃の期間中も引き続きＣＰを０．９０％とした。また，焼き入れ完了後に，温度１５０℃に３６００秒間保持する焼き戻しを行った。

【0031】

このようなガス浸炭焼き入れ処理を経た試験片６０が，その後に他の部品との［４．接合処理］に供される。接合箇所は切削面６４である。実施例に係る試験片６０の切削面６４は，接合処理にて良好な接合性を発揮する。

【0032】

上記のガス浸炭焼き入れ処理完了後の試験片６０における表層のＣ濃度分布の測定結果を図６に示す。同じくビッカース硬さの分布の測定結果を図７に示す。これらの測定の測定箇所はむろん図４の切削面６４である。すなわち，浸炭焼き入れ処理完了後の試験片６０における図４中の端面６３から厚さ５ｍｍの部分を研磨により除去し，現れた新たな端面上でのＣ濃度およびビッカース硬さの分布を測定した。図６，図７ともに横軸は，新たな端面上における切削面６４からの深さを表している。

【0033】

図６によれば，実施例のものでも表面付近にある程度のＣ濃度の上昇が見られる。しかし，マイルド旋削，シビア旋削ともに，比較例のものと比べれば明らかにＣ濃度が低い。これが，図１で説明した浸炭阻止の効果である。実施例同士でマイルド旋削とシビア旋削とを比較すると，マイルド旋削のものよりもシビア旋削のものの方がさらにＣ濃度が低いことが分かる。これより，加えられた加工の程度が厳しいほど，浸炭阻止の効果が高いことが分かる。なお図６では，深さ１．５ｍｍ以上ではいずれの種類の試験片でも，［００２６］に記した素材鋼のＣ濃度と変わらない値となっている。

【0034】

図７によれば，シビア旋削の実施例のものでは，比較例のものと比べて明らかに硬さが低い。マイルド旋削の実施例のものでも，表面（深さ０．０ｍｍ）での硬さこそ比較例並となっているが，深さ０．２〜１．２ｍｍの範囲内では比較例のものと比べて明らかに軟らかいことがわかる。これより，実施例のものでは，浸炭が阻止されたことにより，比較例のものと比べて硬さ上昇が防止されていることが分かる。なお図７では，深さ１．５ｍｍ以上ではいずれの種類の試験片でも，だいたい同じくらいの値となっている。

【0035】

ここで，付加的な試験として，表面加工後浸炭前に切削面６４を研磨してその影響を調べたのでその結果について述べる。この付加的試験を行った目的は，上記で説明した浸炭阻止効果が，浸炭処理前の表面加工による格子欠陥導入によるものであることを確認することにある。この付加的試験では，上記のシビア旋削を行った実施例の試験片６０について，その切削面６４の状態を，場所により次の３通りに分けてからガス浸炭焼き入れ処理に供した。
（１）そのまま。切削面６４をルーペで観察すると，超硬チップ７０による筋状の加工痕が認められる。
（２）加工痕が認められなくなるまで＃１２００の研磨紙で研磨した。
（３）（２）と同じ研磨をした後さらに，深さ４０μｍ程度の電解研磨を行った。

【0036】

この試験片６０について浸炭処理後，［００３２］で説明したように新たな端面を出してその端面を拡大鏡で観察したところ，（１）の箇所では浸炭層の存在が認められなかったが，（２）の箇所および（３）の箇所では浸炭層の存在が認められた。また，これらの各箇所で図６と同様のＣ濃度分布を測定したところ，図８の結果が得られた。これによれば，（１）の「そのまま」では当然，図６中の実施例のシビア旋削と同等の結果であった。これに対し，（２）の「研磨」や（３）の「研磨＋電解研磨」の箇所では，図６中の比較例並の結果であった。

【0037】

このことから，図６，図７で説明した浸炭抑制効果は，旋削加工時に切削面６４の表層に導入された格子欠陥の効果によるものと結論づけられる。つまり，（１）の箇所では格子欠陥領域が残ったまま浸炭処理が行われたことになる。このため，［００１５］〜［００１９］で説明したメカニズムにより浸炭が阻止されたのである。一方，（２），（３）の箇所では，格子欠陥領域が除去されてから浸炭処理が行われたことになる。このため，浸炭が阻止されなかったのである。なお，（２），（３）のような研磨処理程度では，新たな格子欠陥が切削面６４に導入されることはないと考えられる。

【実施例2】

【0038】

実施例２として，素材鋼のＣｒ濃度およびＮｂ濃度の影響を調べる試験を行った。この試験では，Ｃｒ濃度について次の４水準，Ｎｂ濃度について次の３水準の都合１２種類の素材鋼を用いた。Ｃｒ，Ｎｂ以外の元素については，［００２６］の「実施例」のものと同等レベルとした。
Ｃｒ濃度：０．０質量％，０．５質量％，１．０質量％，２．０質量％
Ｎｂ濃度：０．００５質量％未満，０．０５質量％，０．１質量％

【0039】

これらの素材鋼で，図３と同様の形状の試験片６０を作製した。加工条件は，以下の３通りとした。
（ａ）電解研磨。表面加工に替えて電解研磨を行ったものである。これは，本発明にいう「表面加工」に該当しないため，比較例である。
（ｂ）［００２８］中の「マイルド旋削」。
（ｃ）［００２８］中の「シビア旋削」。

【0040】

これらの各種の試験片６０について図５に示したヒートパターンでガス浸炭焼き入れ処理を行った。その後，［００３２］で説明した方法により，切削面６４（もしくはそれに相当する電解研磨面）の表面（深さ０．０ｍｍ）におけるＣ濃度を測定した。結果を図９に示す。図９では，横軸でＣｒ濃度を示し，縦軸で表面Ｃ濃度を示している。

【0041】

図９の「電解研磨」を見ると，いずれのＣｒ濃度でも，またいずれのＮｂ濃度でも，表面Ｃ濃度が非常に高い水準にあることが分かる。これより，電解研磨のようにマトリックスに格子欠陥を導入しないような加工方法で加工しても，浸炭防止効果が得られないことが分かる。

【0042】

図９の「マイルド旋削」を見ると，まず，Ｎｂ濃度が０．００５質量％未満のものでは，いずれのＣｒ濃度でも，表面Ｃ濃度が非常に高い水準にあることが分かる。これに対し，Ｎｂ濃度が０．０５質量％または０．１質量％のものでは，Ｃｒ濃度が０．０質量％のときを除いて，表面Ｃ濃度に有意な低下が認められる。Ｎｂ濃度が０．０５質量％のものよりも０．１質量％のものの方がＣ濃度低下の程度がやや強い。また，Ｃｒ濃度が高いほど，Ｃ濃度低下の程度も強くなっている。図９の「マイルド旋削」に見られるこうした傾向は，図９の「シビア旋削」でもほぼ同様に見られる。そして，「シビア旋削」の方が表面Ｃ濃度の低下が著しいと言える。ただし「シビア検索」では，Ｃｒ濃度について，１．０質量％と２．０質量％との間には顕著な違いは認められない。

【0043】

これより，以下のようにまとめられる。
・表面加工工程での加工方法は，電解研磨のようなマトリックスに格子欠陥を導入しないものでは不適切で，旋削加工のようなマトリックスに格子欠陥を導入するものである必要がある。なお，ここでの加工は格子欠陥を導入できるものであればよいため，摩擦研磨であっても，研磨材の目が粗いものであれば可能である。
・素材鋼のＣｒ濃度は，０．５〜２．０質量％の範囲内が適切である。
・素材鋼のＮｂ濃度は，０．０５〜０．１質量％の範囲内が適切である。
なお，［実施例２］はこの段落までとする。

【0044】

本発明を適用できる駆動部品をいくつか例示する。図１０に示すのは，セカンダリーシーブシャフト３０の適用例である。セカンダリーシーブシャフト３０では，ねじ部３１，３２が，浸炭時の浸炭防止の対象箇所である。図１１に示すのは，インプットシャフト３５の適用例である。インプットシャフト３５では，溶接部３６の周縁部が，浸炭防止の対象箇所である。図１２に示すのは，プラネタリサンギヤ４０の適用例である。プラネタリサンギヤ４０では，溶接部４１の周縁部が，浸炭防止の対象箇所である。図１３に示すのは，パーキングロックギヤ４５の適用例である。パーキングロックギヤ４５では，溶接部４６の周縁部が，浸炭防止の対象箇所である。

【0045】

以上詳細に説明したように本実施の形態および実施例によれば，鋼製単体部品の素材鋼として，Ｃｒ，Ｎｂが添加されたものを用いている。そして，他の部品と接合される接合予定箇所に対して，ガス浸炭処理に先立ち表面加工処理を行い，当該箇所に格子欠陥領域を形成している。そして酸化性雰囲気でガス浸炭処理を行っている。このためＮｂにより，浸炭処理中にも格子欠陥が維持されるので，マトリックスの表面にＣｒが供給されて厚めのＣｒ酸化物膜が形成される。これにより接合予定箇所では，浸炭が阻止される。こうして，浸炭処理によりあまり硬度が上昇していない接合予定箇所に対して，他の部品の接合が行われることとなる。したがって，接合箇所の接合性と，それ以外の箇所の高い表面硬度とが両立された，複合部品の製造方法が実現されている。

【0046】

なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。例えば，表面加工処理における，マトリックスに格子欠陥を導入する加工処理としては，例示した切削加工の他に，対象箇所を塑性変形させる冷間鍛造加工処理や熱間鍛造加工処理でもよい。また，実施の形態では浸炭処理および焼き入れ処理を施した後に接合処理を行ったが，焼き入れ処理を行わずに浸炭処理後に接合処理を行ってもよい。その場合でも［００２５］に記載した効果が得られる。

【符号の説明】

【0047】

３０，３５，４０，４５ 単体部品
３１，３２，３６，４１，４６ 接合予定部位
６４ 切削面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】