湿式多片离合器用离合器片及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及例如用于变速器等的湿式多片离合器用离合器片及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 自动变速器的湿式多片离合器中交替配置有在表面粘贴有由特殊的纸形成的摩 擦材料的多个摩擦片和与摩擦片接触的分离片。并且，通过切换摩擦片与分离片的分离和 接合的动作来控制动力的传递。
[0003] 摩擦片和分离片均为环状的钢板部件。需要说明的是，通常将构成湿式多片离合 器的这些摩擦片和分离片统称为离合器片。
[0004] 作为发生在分离片上的主要不良现象，已知有如下四种：花键部的磨损（以下作 为性质A)、花键部的位置精度不良所引起的颤动（以下作为性质B)、与摩擦片摩擦的摩擦 面的磨损所引起的粗糙度的变化（以下作为性质C)、以及过热点（匕一卜只步7卜）的产 生和与此相伴的形状及材质的不均匀化（以下作为性质D)。上述均为重要的特性，但过热 点所引起的不良的对策最难。
[0005] 在湿式多片离合器的动作中，从中立状态转变为动力传递状态而接合时，摩擦片 与离合器片在相对速度快的状态下以高负荷被挤压，摩擦片与离合器片的相对速度急剧地 减速。此时产生的摩擦热被快速地导入作为滑动部分的分离片的表面，因此使得分离片表 面的温度升高。该分离片表面的温度升高成为产生过热点的原因。
[0006] 并且，由摩擦热所致的加热引起的过热点部的突起、过热点周围的变形和局部的 材质的变化使得离合器工作时的摩擦状态不均匀。另外，不均匀的摩擦状态会招致进一步 形成新的过热点这样的恶性循环，湿式多片离合器的性能显著劣化。
[0007] 在此，提高汽车的燃料效率在目前是极其重要的课题，机构方面的效率提高和作 为单元的小型轻量化在构成汽车的各种各样的构成要素中非常重要。
[0008] 另外，对于变速器而言，要求提高效率、降低摩擦损失及小型轻量化，为了实现这 些，需要提高湿式多片离合器的效率。为了提高湿式多片离合器的效率，考虑了减小片的直 径、减少片的张数、减少润滑油以及通过改变摩擦材料来提高摩擦系数等。但是，均会导致 现有技术中无法应对的过度的温度升高、即导致过热点。
[0009] 于是想到，如果能够提高离合器片的材料的性能，则有可能能够显著地提高变速 器的效率。
[0010] 首先，作为关于提高用于离合器片的钢板的耐过热点性的技术，已知有专利文献1 至专利文献5等中记载的方法。
[0011] 专利文献1中示出了如下方法：使用低碳钢来提高由铁素体向奥氏体的相变温 度，由此，即使片因踩离合器时的摩擦热而被加热，也可防止相变的产生，从而抑制过热点 的产生。
[0012] 专利文献2中示出了如下方法：对合金元素量进行规定来提高钢板的热扩散率， 由此抑制摩擦热所引起的片的温度升高，从而抑制过热点的产生。
[0013] 专利文献3中示出了如下方法：使用难以发生相变的奥氏体系不锈钢作为用于片 的材料，由此抑制过热点的产生。
[0014] 专利文献4中示出了如下方法：利用Ti析出物、Nb析出物，由此抑制过热点的产 生。
[0015] 专利文献5中示出了如下方法：在利用Ti析出物、Nb析出物的基础上，添加具有 使相变点升高的作用的Si、Al，由此抑制过热点的产生。
[0016] 另外，作为提高分离片的齿尖的耐磨损性的技术，已知有专利文献6至专利文献9 中记载的方法。
[0017] 专利文献6中示出了如下方法：利用TiC、渗碳体等硬质析出物，使耐磨损性提高。
[0018] 专利文献7中示出了如下方法：对具有铁素体的粒径为5 μπι以上且15 μπι以下的 铁素体组织的热轧钢板以50%以上的轧制率进行冷轧，由此提高耐磨损性。
[0019] 专利文献8中示出了如下方法：通过复合添加 Cr、Ti和B来控制钢组织，由此提高 耐磨损性。
[0020] 专利文献9中示出了如下方法：通过珠光体及渗碳体分数的控制以及铁素体粒径 的控制来控制钢组织，由此提高耐磨损性。
[0021] 现有技术文献
[0022] 专利文献
[0023] 专利文献1 :日本特开2005-249050号公报
[0024] 专利文献2 :日本特开2005-249051号公报
[0025] 专利文献3 :日本特开2005-249106号公报
[0026] 专利文献4 :日本特开2008-266731号公报
[0027] 专利文献5 :日本特开2010-132983号公报
[0028] 专利文献6 :日本特开2001-73073号公报
[0029] 专利文献7 :日本特开2003-277883号公报
[0030] 专利文献8 :日本特开2007-211260号公报
[0031] 专利文献9 :日本特开2004-162153号公报
【发明内容】
[0032] 发明所要解决的问题
[0033] 在此，在湿式多片离合器的工作中，离合器片通过变速箱油进行冷却，因此通常为 100°C以下，但如上所述因摩擦热的产生而被加热。另外，在所附加的摩擦大的情况下，离合 器片有时会被局部性加热至800°C以上。这种由摩擦热引起的加热并非在整个离合器片上 均匀地发生，而是局部性现象。
[0034] 并且，发生局部性加热时，离合器片有可能容易产生疲劳破坏。
[0035] 具体而言，在因加热引起的退火效果使得钢板的强度下降的情况下，疲劳强度也 下降。特别是在使用通过冷轧提高了强度的、所谓的全硬材料的情况下，因摩擦热引起的加 热温度超过600 °C时，软化容易进行。
[0036] 另外，在因加热而局部性产生马氏体相变的情况下，因马氏体相的脆化使得疲劳 强度下降。特别是在使用S55C等碳量多的钢板的情况下，超过800°C时，疲劳强度容易下 降。
[0037] 此外，在因加热而局部性产生马氏体相变的情况下，马氏体相为高强度，但在其周 围的热影响区中强度有时下降。
[0038] 另外，即使在因加热引起的硬度变化小的情况下，由于金属组织受到热影响，有时 会引起晶体粒径的粗大化。这样的晶体粒径的粗大化特别容易发生在以铁素体单相组织钢 为基体的钢板中，由于铁素体晶体粒径粗大化，疲劳强度下降。
[0039] 并且，在上述专利文献1至9的任一文献中，对于因摩擦热的加热所引起的疲劳强 度的下降都没有考虑。
[0040] 因此，要求疲劳强度良好的湿式多片离合器用离合器片。
[0041] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种疲劳强度良好的湿式多片 离合器用离合器片及其制造方法。
[0042] 用于解决问题的手段
[0043] 技术方案1所述的湿式多片离合器用离合器片为由钢板形成的湿式多片离合器 的离合器片，其中，钢板由如下化学成分构成：以质量％计，以满足（1)式5XC% -Si% +Mn % -I. 5XA1 % < 1 的方式含有 C :0· 03 ~0· 08 %、Si :0 ~L 0 %、Mn :0· 2 ~ 0. 8 %、P :0. 03 %以下、S :0. 01 %以下以及Al :0. 05 %以下，并且以满足⑵式0. 04 < (Nb% +1. 4) + (V% +1. 1)+Ti%< 0· 3 的方式含有 Nb :0· 03 ~0· 4%、V :0· 01 ~0· 3% 以及Ti :0. 01~0. 3%中的至少一种，余量由Fe和不可避免的杂质构成；钢板中的作为析 出物的含有Nb、V以及Ti中的任一种元素的碳化物的平均粒径为20~IOOnm ;钢板的截面 硬度为200HV以上且350HV。
[0044] 技术方案2所述的湿式多片离合器用离合器片为如技术方案1所述的湿式多片离 合器用离合器片，其中，钢板由如下化学成分构成：以质量％计，以满足（3)式的方式含有 Cr :0· 10 ~2. 0%、Ni :0· 05 ~0· 5%、Mo :0· 05 ~0· 5% 以及 B :0· 0002 ~0· 002% 中的至 少一种。
[0045] 技术方案3所述的湿式多片离合器用离合器片为如技术方案1或2所述的湿式多 片离合器用离合器片，其中，从钢板表面到距钢板表面至少200 μπι为止的表层部中的、作 为析出物的含有Nb、V以及Ti中的任一种元素的碳化物的平均粒径为20~100nm。
[0046] 技术方案4所述的湿式多片离合器用离合器片的制造方法为如下制造方法：熔炼 技术方案1或2所述的化学成分的钢坯；将该钢坯加热至1200°C