CN107013567A - 轴承构成构件、制造轴承构成构件的方法及滚动轴承 - Google Patents

轴承构成构件、制造轴承构成构件的方法及滚动轴承 Download PDF

Info

Publication number
CN107013567A
CN107013567A CN201611114341.7A CN201611114341A CN107013567A CN 107013567 A CN107013567 A CN 107013567A CN 201611114341 A CN201611114341 A CN 201611114341A CN 107013567 A CN107013567 A CN 107013567A
Authority
CN
China
Prior art keywords
steel
quality
formation
rolling
carbo
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201611114341.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107013567B (zh
Inventor
佐田隆
金谷康平
岛野贵大
广中哲也
根石豊
山下朋广
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
JTEKT Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp, JTEKT Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Publication of CN107013567A publication Critical patent/CN107013567A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107013567B publication Critical patent/CN107013567B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/62—Selection of substances
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/34—Rollers; Needles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18—Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/22—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/24—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/44—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with molybdenum or tungsten
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/40—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel
    • C22C38/46—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with nickel with vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/28—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases more than one element being applied in one step
    • C23C8/30—Carbo-nitriding
    • C23C8/32—Carbo-nitriding of ferrous surfaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/80—After-treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F16C19/22—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings
    • F16C19/34—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load
    • F16C19/36—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers
    • F16C19/364—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing rollers essentially of the same size in one or more circular rows, e.g. needle bearings for both radial and axial load with a single row of rollers with tapered rollers, i.e. rollers having essentially the shape of a truncated cone
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/58—Raceways; Race rings
    • F16C33/64—Special methods of manufacture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2202/00—Solid materials defined by their properties
    • F16C2202/02—Mechanical properties
    • F16C2202/04—Hardness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00—Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • F16C2204/64—Medium carbon steel, i.e. carbon content from 0.4 to 0,8 wt%
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2223/00—Surface treatments; Hardening; Coating
    • F16C2223/10—Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding
    • F16C2223/16—Hardening, e.g. carburizing, carbo-nitriding with carbo-nitriding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明提供轴承构成构件、制造轴承构成构件的方法及滚动轴承。轴承构成构件包括基材，基材包括钢和碳氮共渗层，该碳氮共渗层是所述钢上的表面层，所述钢包括0.3至0.45质量％的碳、0.5质量％以下的硅、0.4至1.5质量％的锰、0.3至2质量％的铬、0.1至0.35质量％的钼、0.2至0.4质量％钒以及其余的铁和不可避免的杂质。在距滚动滑动表面的表面50μm深度的位置处的表面维氏硬度为700至800，内部硬度按照维氏硬度为550至690，并且在从所述表面到10μm深度的范围内的残余奥氏体的量为至少30体积％。

Description

轴承构成构件、制造轴承构成构件的方法及滚动轴承
技术领域
本发明涉及一种轴承构成构件、制造轴承构成构件的方法以及包括轴承构成构件的滚动轴承。
背景技术
为使滚动轴承润滑，使用润滑剂。在润滑剂中可能有异物，诸如磨屑(weardebris)。在润滑剂中有异物的条件下使用滚动轴承的情形下，异物被压靠外环和内环或者滚动元件，并且外环和内环的表面或者滚动元件的表面可能被损伤。表面中被异物损伤的一部分因应力集中而导致疲劳剥落，这引起滚动轴承的寿命降低。因此，已经公开了一种在润滑剂中有异物的条件下改善滚动轴承寿命的技术，其中通过使用镍含量、铬含量和钼含量是高的钢作为轴承构成构件的原材料(例如日本专利申请公布特开平4-26752(JP4-26752A))。
发明内容
然而，在JP4-26752A中所公开的钢中，镍含量、铬含量和钼含量是高的，这导致轴承构成构件的制造成本的增加。
在构造机械等中所使用的中型滚动轴承中，为在制造期间确保钢的淬透性，使用铬钼钢(SCM钢)或者镍铬钼钢(SNCM钢)。然而，在中型滚动轴承中，使用比较大型钢，并因此，为确保滚动轴承的足够内部硬度，如在图20中所示，有必要在930分钟的很长时间段内执行渗碳处理或者碳氮共渗处理。此外，在SCM钢和SNCM钢中，晶粒由于长时段的渗碳处理或者碳氮共渗处理而被粗化，并且韧性劣化。因此，在作为钢使用SCM钢或者SNCM钢的情形下，有必要除渗碳淬火处理或者碳氮共渗淬火处理之外，如图20所示，还执行二次淬火以便减小粗化晶粒的粒度。因此，在使用SCM钢或者SNCM钢的情形下，在制造期间的过程数目增多，由此制造成本增大。
本发明提供了轴承构成构件、制造轴承构成构件的方法以及滚动轴承，所述轴承构成构件能够廉价地制造，并且在所述轴承构成构件中，在润滑剂中有异物的条件下能够确保长的寿命。
本发明的第一方面涉及轴承构成构件，轴承构成构件具有滚动滑动表面，该滚动滑动表面与配对构件相对地接触，该接触包括滚动接触以及滑动接触中的至少一个。轴承构成构件包括基材，基材包括钢和碳氮共渗层，该碳氮共渗层是所述钢上的表面层，所述钢包括0.3至0.45质量％的碳、0.5质量％以下的硅、0.4至1.5质量％的锰、0.3至2质量％的铬、0.1至0.35质量％的钼、0.2至0.4质量％钒以及其余的铁和不可避免的杂质。在距滚动滑动表面的表面50μm深度的位置处的表面维氏硬度为700至800，内部硬度按照维氏硬度为550至690，并且在从所述表面到10μm深度的范围内的残余奥氏体的量为至少30体积％。
在根据本发明的第一方面的轴承构成构件中，在距滚动滑动表面的表面50μm深度的位置处的表面维氏硬度为700至800，内部硬度按照维氏硬度为550至690，并且在从所述表面到10μm深度的范围内的残余奥氏体的量为至少30体积％。因此，在根据本发明的上述方面的轴承构成构件中，即使在润滑剂中有异物的条件下，也能够确保长的寿命。此外，具有上述成分的钢的成本低廉，并且具有上述成分的钢具备优良的可加工性。因此，根据本发明的上述方面的轴承构成构件能够廉价地制造。
本发明的第二方面涉及滚动轴承，包括：外环，该外环在外环的内周上具有滚道表面；内环，该内环在内环的外周上具有滚道表面；以及多个滚动元件，所述多个滚动元件被设置在外环的滚道表面与内环的滚道表面之间。外环、内环以及所述多个滚动元件中的至少一个由上述轴承构成构件构成。因为根据本发明的上述方面的滚动轴承包括上述轴承构成构件，因此能够获得上述优良效果。滚动轴承可以是中型锥形滚子轴承。在此情形下，与从包括大量镍、铬和钼的钢所获得的现有技术的中型锥形滚子轴承相比，根据本发明的上述方面的滚动轴承能够在短时间段内廉价地制造。此外，即使在润滑剂中有异物的条件下，也能够确保与从包括大量镍、铬和钼的钢所获得的相关技术的中型锥形滚子轴承的寿命相等或比其更长的寿命。
本发明的第三方面涉及制造上述轴承构成构件的方法。所述方法包括：碳氮共渗淬火步骤，执行碳氮共渗淬火处理，在具有1至1.3的碳势以及1至6体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，在830℃至930℃加热并且保持成形材料，然后淬火所述基材，所述成形材料由钢形成，所述钢包括0.3至0.45质量％的碳、0.5质量％以下的硅、0.4至1.5质量％的锰、0.3至2质量％的铬、0.1至0.35质量％的钼、0.2至0.4质量％钒以及其余的铁和不可避免的杂质；以及回火步骤，在150℃至250℃对已经历所述碳氮共渗淬火步骤的成形材料进行回火。
在根据本发明的上述方面的制造轴承构成构件的方法中，执行碳氮共渗淬火处理，在具有1至1.3的碳势以及1至6体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，以830℃至930℃加热并且保持由具有上述成分的钢形成的成形材料，并且然后执行对所述成形材料淬火，并且执行回火处理，以150℃至250℃对所述成形材料进行回火。因此，能够获得具有上述优良效果的轴承构成构件。
根据轴承构成构件、制造轴承构成构件的方法以及包括根据本发明的方面的轴承构成构件的滚动轴承，轴承构成构件能够廉价地制造，并且即使在润滑剂中有异物的条件下也能够确保长寿命。
附图说明
在下文中，将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：
图1是示出锥形滚子轴承的主要部分的剖视图，该锥形滚子轴承是根据本发明的实施例的滚动轴承的示例；
图2是示出在图1中所示的锥形滚子轴承的示意图；
图3是示出制造外环的方法的每一个步骤的流程图，该外环是根据本发明的实施例的轴承构成构件；
图4是示出在示例1中的热处理条件的图；
图5是示出在示例2中的热处理条件的图；
图6是示出在示例3中的热处理条件的图；
图7是示出在示例4中的热处理条件的图；
图8是示出在示例5中的热处理条件的图；
图9是示出在比较例1中的热处理条件的图；
图10是示出在比较例2中的热处理条件的图；
图11是示出在比较例3中的热处理条件的图；
图12是示出在比较例4中的热处理条件的图；
图13是示出在比较例5中的热处理条件的图；
图14是示出关于试验例1调查在表面残余奥氏体的量与异物在油中的寿命(L10寿命)之间的关系的结果的曲线图；
图15是示出关于试验例1调查在表面维氏硬度与异物在油中的寿命(L10寿命)之间的关系的结果的曲线图；
图16是示出在示例1至5以及比较例1至5中的每一个中所使用的钢的表格；
图17是示出示例1至5以及比较例1至5的热处理条件的表格；
图18是示出滚动疲劳试验的条件的表格；
图19是示出试验例1的结果的表格；并且
图20是示出在现有技术的轴承构成构件的制造期间将SNCM钢用作原材料的情形下的热处理条件的图。
具体实施方式
在下文中，将使用附图来描述根据本发明的实施例的滚动轴承以及轴承构成构件。在下文中，将外环和内环中的每一个均是根据本发明的实施例的轴承构成构件的情形作为示例来描述。图1是示出锥形滚子轴承的主要部分的剖视图，该锥形滚子轴承是根据本发明的实施例的滚动轴承的示例。
在图1中所示的锥形滚子轴承1包括：外环10；内环20，该内环20相对于外环10被设置在内周侧上以致与外环10同心；多个锥形滚子30，所述多个锥形滚子30设置在外环10与内环20之间；以及保持架40，该保持架40保持多个锥形滚子30。
外环10和内环20是形成为环状的构件，使用用于轴承的钢，诸如轴承钢或者渗碳钢。在外环10的内周上，滚道表面10a被形成以沿周向方向延伸，锥形滚子30在该滚道表面10a上滚动。在内环20的外周上，滚道表面20a被形成以沿周向方向延伸，锥形滚子30在该滚道表面20a上滚动。外环10被设置成与内环20同心，使得滚道表面10a面对内环20的滚道表面20a。
锥形滚子30被设置在外环10与内环20之间。锥形滚子30中的每一个均能够在外环10和内环20的滚道表面10a、20a上滚动。作为结果，外环10和内环20能够彼此相对旋转。锥形滚子30的表面(滚动表面30a)是与作为配对构件的外环10和内环20中的每一个相对地接触的滚动滑动表面，所述接触包括滚动接触和滑动接触中的至少一个。
保持架40是环状构件，其被设置成与外环10和内环20同心。保持架40例如使用金属或者合成树脂来形成。保持架40将锥形滚子30保持在外环10与内环20之间。
根据本实施例的锥形滚子轴承1不受特别限制，只要外环10、内环20以及锥形滚子30中的至少一个是根据下述的本发明的实施例的轴承构成构件即可。根据本实施例的滚动轴承为中型滚动轴承，并且优选为中型锥形滚子轴承，其被使用于例如工业机械或者构造机械中。在本说明书中，“中型滚动轴承”是指以下轴承：轴承的外径为90至520mm、轴承环(外环和内环)的厚度为9至35mm、并且每一个滚动元件的外径为10至52mm。在滚动轴承是锥形滚子轴承的情形下，外环的厚度在图1中由T1来表示，内环的厚度在图1中由T2来表示，并且滚动元件的外径在图1中由D来表示。
在作为根据本实施例的轴承构成构件的外环10的内周上，形成锥形滚子30在其上滚动的滚道表面10a。滚道表面10a是与作为配对构件的锥形滚子30相对地接触的滚动滑动表面，所述接触包括滚动接触和滑动接触中的至少一个。
在作为根据本实施例的轴承构成构件的内环20的外周上，形成滚道表面20a，该滚道表面20a面对滚道表面10a并且锥形滚子30在滚道表面20a上滚动。滚道表面20a是与作为配对构件的锥形滚子30相对地接触的滚动滑动表面，所述接触包括滚动接触和滑动接触中的至少一个。
在本实施例中，外环10由基材11形成，基材11包括钢11a和碳氮共渗层11b，该碳氮共渗层11b是钢11a上的表面层。此外，内环20由基材21形成，基材21包括钢21a和碳氮共渗层21b，该碳氮共渗层21b是钢21a上的表面层。
钢11a和钢21a中的每一个包括0.3至0.45质量％的碳、0.5质量％以下的硅、0.4至1.5质量％的锰、0.3至2质量％的铬、0.1至0.35质量％的钼、0.2至0.4质量％钒以及其余的铁和不可避免的杂质。不可避免的杂质是在钢的制造期间从原材料掺合并且在本发明的目的的实现不会受到妨碍的范围内容许的材料。不可避免的杂质的示例包括磷、硫、铜以及镍。作为外环10和内环20中的每一个的原材料，具有上述成分的钢被使用并且由此在制造期间容易被加工。因此，外环10和内环20中的每一个均能够廉价地制造。
碳是用于在轴承构成构件的制造期间确保钢的淬透性并且在作为下一步骤的碳氮共渗淬火处理期间提高钢的硬度以便获得确保强度的内部硬度的元素。从上述观点，钢中的碳含量为0.3质量％以上，优选为0.35质量％以上，并且更优选为0.38质量％以上，以及从在碳氮共渗淬火处理之前获得足够的可加工性的观点，钢中的碳含量为0.45质量％以下，并且优选为0.42质量％以下。
硅是在钢的精炼期间脱氧所需的元素。从在碳氮共渗淬火处理之前确保足够的可加工性以及降低材料成本和加工成本的观点，钢中的硅含量为0.5质量％以下，并且优选为0.35质量％以下。典型地，钢中的硅含量的下限优选为0.01质量％，并且更优选为0.02质量％。
锰是用于在轴承构成构件的制造期间提高钢的淬透性以便提高在碳氮共渗淬火处理之后的钢的硬度的元素。从提高钢的淬透性以提高在碳氮共渗淬火处理之后的钢的硬度的观点，钢中的锰含量为0.4质量％以上，并且优选为0.45质量％以上。从防止基材的硬度的过度增大以防止在轴承构成构件的制造中进行切削期间刀具寿命的减少的观点，钢中的锰含量为1.5质量％以下，优选为1.3质量％以下，更优选为1质量％以下，并且还更优选为0.75质量％以下。
铬是用于在轴承构成构件的制造期间提高钢的淬透性并且在碳氮共渗处理期间同组合添加的钒和钼一起形成细粒沉淀物以便提高硬度的元素。从在轴承构成构件的制造期间提高钢的淬透性以及在碳氮共渗处理期间形成细粒沉淀物以提高硬度的观点，钢中的铬含量为0.3质量％以上，并且优选为0.5质量％以上。从防止形成导致疲劳断裂的粗粒沉淀物以及降低材料成本和加工成本的观点，钢中的铬含量为2质量％以下，并且优选为1.8质量％以下。
正如铬的情况，钼是用于提高钢的淬透性并且在碳氮共渗处理期间同组合添加的钒和铬一起形成细粒沉淀物以便提高硬度的元素。钼对碳具有强的亲和力。在碳氮共渗淬火处理之前，大量钼沉淀于钢中作为未溶解碳化物。未溶解碳化物在碳氮共渗期间起沉淀核的作用。因此，钼具有增加在碳氮共渗之后的沉淀量的效果。从提高硬度的观点，钢中的钼含量为0.1质量％以上，并且优选为0.2质量％以上。从防止形成导致疲劳断裂的粗粒沉淀物以及降低材料成本和加工成本的观点，钢中的钼含量为0.35质量％以下，并且优选为0.3质量％以下。
正如铬和钼的情况，钒是用于提高钢的淬透性并且在碳氮共渗处理期间同组合添加的铬和钼一起形成细粒沉淀物以便提高硬度的元素。钒对碳具有强的亲和力。从提高硬度的观点，钢中的钒含量为0.2质量％以上，优选为0.21质量％以上，并且更优选为0.22质量％以上。从防止形成抑制足够量的碳的固熔体的粗粒沉淀物以及降低材料成本和加工成本的观点，钢中的钒含量为0.4质量％以下，优选为0.38质量％以下，并且更优选为0.36质量％以下。
磷是不可避免的杂质。因此，优选地，钢中的磷含量应尽可能低。钢中的磷含量优选为0.015质量％以下，并且更优选为0.013质量％以下。硫是不可避免的杂质。因此，优选地，钢中的硫含量应尽可能低。钢中的硫含量优选为0.005质量％以下，并且更优选为0.004质量％以下。
铜是不可避免的杂质。因此，优选地，钢中的铜含量应尽可能低。钢中的铜含量优选为0.2质量％以下，并且更优选为0.1质量％以下。
镍是不可避免的杂质。因为镍是昂贵的，因此优选地，钢中的镍含量应尽可能低。钢中的镍含量优选为0.2质量％以下，并且更优选为0.1质量％以下。
在碳氮共渗层11b、21b中的每一层中，碳含量为0.7至1.2质量％，并且氮含量为0.15至0.6质量％。碳氮共渗层11b、21b中的每一层都能够通过对具有上述成分的钢执行下述碳氮共渗处理来形成。
从确保足够的表面硬度的观点，碳氮共渗层11b、21b中的每一层中的碳含量为0.7质量％以上，优选为0.75质量％以上，并且更优选为0.8质量％以上。从防止粗粒碳氮化物遗留的观点，碳氮共渗层11b、21b中的每一层中的碳含量为1.2质量％以下，优选为1.1质量％以下，更优选为1.05质量％以下，并且还更优选为1.00质量％以下。
从形成残余奥氏体以及细粒碳氮化物的观点，碳氮共渗层11b、21b中的每一层中的氮含量为0.15质量％以上，优选为0.18质量％以上，并且更优选为0.2质量％以上。从防止形成过量的残余奥氏体的观点，碳氮共渗层11b、21b中的每一层中的氮含量为0.6质量％以下，优选为0.58质量％以下，更优选为0.56质量％以下，并且还更优选为0.54质量％以下。
从确保用于滚动轴承的构件的足够的硬度的观点，在距外环10和内环20的滚道表面10a、20a中的每一个的表面50μm深度的位置处的表面维氏硬度为700以上，并且优选为720以上。从防止由于残余奥氏体的量的减少在润滑剂中有异物的条件下而引起的寿命减小的观点，表面维氏硬度为800以下，并且优选为780以下。外环10和内环20中的每一个均具有上述范围内的表面维氏硬度。因此，能够确保用于滚动轴承的构件的足够的硬度。在本说明书中，表面维氏硬度是通过从轴承构成构件的滚动滑动表面的表面在深度方向上切断轴承构成构件并且将维氏硬度计压头放置在距滚动滑动表面的表面50μm深度的位置上所测量的值。
从确保用于轴承构成构件的足够的抗碎强度的观点，外环10和内环20中的每一个的内部硬度按照维氏硬度为550以上，优选为570以上，并且更优选为600以上。从确保用于轴承构成构件的足够的韧性的观点，外环10和内环20中的每一个的内部硬度按照维氏硬度为690以下，优选为670以下，并且更优选为630以下。外环10和内环20中的每一个均具有在上述范围内的内部硬度。因此，能够确保用于滚动轴承的构件的足够的强度。在轴承构成构件是构成锥形滚子轴承1的构件的情形下，外环10的“内部硬度”为在包括轴线的截面中处于沿假想线L的厚度的1/2的深度的位置12处(参照图2)所测量的硬度，该假想线L穿过滚动滑动表面10a的发生线在宽度方向上的中心并且垂直于该发生线。内环20的“内部硬度”为在包括轴线的截面中处于沿假想线M的厚度的1/2的深度的位置22处(参照图2)所测量的硬度，该假想线M穿过滚动滑动表面20a的发生线在宽度方向上的中心并且垂直于该发生线。锥形滚子30的“内部硬度”为在包括轴线的截面中的交叉点32处(参照图2)所测量的硬度，该交叉点32处于第一假想线N1与第二假想线N2之间，第一假想线N1穿过滚动滑动表面30a在外环10侧上的第一发生线在宽度方向上的中心并且垂直于该第一发生线，并且第二假想线N2穿过滚动滑动表面30a在内环20侧上的第二发生线在轴向方向上的中心并且垂直于该第二发生线。
从外环10和内环20的滚道表面10a、20a中的每一个的表面到10μm深度的范围内的残余奥氏体的量为至少30体积％。从在润滑剂中有异物的条件下确保足够的寿命的观点，从外环10和内环20的滚道表面10a、20a中的每一个的表面到10μm深度的范围内的残余奥氏体的量优选为35体积％以上，更优选为37体积％以上。从确保用于滚动轴承的构件的足够的硬度的观点，残余奥氏体的量优选为50体积％以下，并且更优选为48体积％以下。
使用方法来生产根据本实施例的轴承构成构件，该方法包括：碳氮共渗淬火步骤，执行碳氮共渗淬火处理，在具有1至1.3的碳势以及1至6体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，在830℃至930℃加热并且保持由上述钢形成的成形材料，并然后对该成形材料进行淬火；回火步骤，在150℃至250℃对已经历碳氮共渗淬火步骤的成形材料进行回火。在下文中，将描述制造外环的方法，作为制造轴承构成构件的方法的示例。图3是示出制造外环的方法的每一个步骤的流程图，该外环是根据本发明的实施例的轴承构成构件。
首先，使用上述钢，获得外环的成形材料W1，其在用于形成滚道表面10a、外周表面10b以及端表面10c、10d的部分中的每一个部分内具有抛光余量(“预加工步骤”，参照图3的(a))。在根据本实施例的制造方法中所使用的钢内，昂贵的镍的含量为0.2质量％以下。因此，轴承构成构件能够以低材料成本制造。所述钢能够使用普通的方法由具有上述成分的钢水制造。
下一步，将所获得的成形材料W1设置于碳氮共渗炉中。下一步，对成形材料W1执行碳氮共渗处理(“碳氮共渗步骤”；参照图3的(b))，并且然后将已经历碳氮共渗处理的成形材料W1快速冷却(受淬火)(“淬火步骤”；参照图3的(c))。“碳氮共渗步骤”以及“淬火步骤”也可以被称作“碳氮共渗淬火步骤”。
能够通过在具有1至1.3的碳势以及1至6体积％的氨浓度的气氛(碳氮共渗气氛)中以830℃至930℃的碳氮共渗温度加热成形材料W1来执行碳氮共渗处理。
从在钢的表面部分中分散足够量的碳氮化物以使得表面部分处的硬度足够用于滚动轴承的构件的观点，碳氮共渗气氛的碳势为1以上。从防止形成粗粒碳氮化物以在润滑剂中有异物的条件下改善轴承构成构件的寿命的观点，碳氮共渗气氛的碳势为1.3以下。
从在钢的表面部分中分散足够量的碳氮化物以使得表面部分处的硬度足够用于滚动轴承的构件的观点，碳氮共渗气氛的氨浓度优选为1体积％以上，并且更优选为2体积％以上。从防止形成粗粒碳氮化物以在润滑剂中有异物的条件下改善轴承构成构件的寿命的观点，碳氮共渗气氛的氨浓度优选为6体积％以下，更优选为5体积％以下，并且还更优选为3体积％以下。因此，碳氮共渗气氛的氨浓度可以被设定为2体积％。
从确保足够的碳和氮的扩散速率以防止碳氮共渗时间的增大并且降低制造成本的观点，碳氮共渗温度为830℃以上。从抑制氨在碳氮共渗气氛中的分解以确保足够的钢中的碳和氮的固熔体量并且在钢的表面中分散足够量的碳氮化物的观点，碳氮共渗温度为930℃以下。
典型地，从在钢的表面部分中分散足够量的碳氮化物以使得表面部分处的硬度足够用于滚动轴承的构件的观点，碳氮共渗时间优选为180分钟以上，并且更优选为240分钟以上。随着碳氮共渗时间增加，碳和氮在钢内的扩散进行。因此，可以增加碳氮共渗时间。
例如，通过在包含冷却油的油浴中进行油冷却，执行快速冷却(淬火)。
下一步，对已经历碳氮共渗淬火处理的成形材料执行回火处理(回火步骤；参照图3的(d))。能够通过将成形材料加热至150℃至250℃的回火温度并且对成形材料进行空气冷却来执行回火处理。
从确保用于滚动轴承的构件的足够的韧性的观点，回火温度为150℃以上。从确保用于滚动轴承的构件的足够的硬度的观点，回火温度为250℃以下。
典型地，从确保用于滚动轴承的构件的足够的韧性的观点，回火时间优选为30分钟以上，并且更优选为40分钟以上。典型地，从确保用于滚动轴承的构件的足够的硬度的观点，回火时间优选为240分钟以下，并且更优选为210分钟以下。
下一步，精加工已经历回火步骤的中间材料，以获得作为轴承构成构件的外环10(精加工；参照图3的(e))。例如，通过对在已经历回火步骤的中间材料中用于形成滚道表面10a、外周表面10b以及端表面10c、10d的部分中的每一个部分抛光并且超精加工滚道表面10a以使得中间材料以预定精度被精加工，能够执行精加工。在外环10中，滚道表面10a、外周表面10b以及端表面10c、10d为被精加工的部分。
下一步，将使用示例等来验证根据本发明的实施例的轴承构成构件及其制造方法的效果。
将对示例1至5以及比较例1至5进行描述。在图16的表格中所示的每种钢都已被加工成预定形状以制造用于锥形滚子轴承(型号TRA0607R)的外环、内环以及锥形滚子中的每一个的成形材料。
接下来，根据示例1至5以及比较例1至5，将所制造的成形材料加热并且然后抛光以制造锥形滚子轴承。在示例1至5以及比较例1至5中的热处理条件在图17的表格以及图4至13中示出。
在图4中所示的热处理条件如下(示例1)。在碳氮共渗炉内的具有1.3的碳势以及2体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，成形材料以860℃被加热达360分钟并且被油冷却至80℃(碳氮共渗淬火)；并且所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)。在图5中所示的热处理条件如下(示例2)。在碳氮共渗炉内的具有1.25的碳势以及2体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，成形材料以860℃被加热达360分钟并且被油冷却至80℃(碳氮共渗淬火)；并且所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)。在图6中所示的热处理条件如下(示例3)。在碳氮共渗炉内的具有1.2的碳势以及2体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，成形材料以860℃被加热达360分钟并且被油冷却至80℃(碳氮共渗淬火)；并且所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)。在图7中所示的热处理条件如下(示例4)。在碳氮共渗炉内的具有1.15的碳势以及2体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，成形材料以860℃被加热达360分钟并且被油冷却至80℃(碳氮共渗淬火)；并且所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)。在图8中所示的热处理条件如下(示例5)。在碳氮共渗炉内的具有1的碳势以及2体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，成形材料以860℃被加热达360分钟并且被油冷却至80℃(碳氮共渗淬火)；并且所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)。在图9中所示的热处理条件如下(比较例1)。在碳氮共渗炉内的具有0.9的碳势以及2体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，成形材料以860℃被加热达360分钟并且被油冷却至80℃(碳氮共渗淬火)；并且所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)。在图10中所示的热处理条件如下(比较例2)。在碳氮共渗炉内的具有0.8的碳势以及2体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，成形材料以860℃被加热达360分钟并且被油冷却至80℃(碳氮共渗淬火)；并且所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)。在图11中所示的热处理条件如下(比较例3)。在碳氮共渗炉内的具有1.25的碳势以及2体积％的氨浓度(碳氮共渗)的碳氮共渗气氛中，成形材料以900℃被加热达900分钟；在渗碳炉内的具有0.85的碳势的渗碳气氛中，所获得的成形材料以860℃被加热达15分钟(淬火前保持)并且被油冷却至80℃；所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却至80℃(回火)；所获得的成形材料以830℃被加热达40分钟并且被油冷却至80℃(二次淬火)；并且所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)。在图12中所示的热处理条件如下(比较例4)。在渗碳炉内的具有1.5的碳势的渗碳气氛中，成形材料以950℃被加热达615分钟(渗碳)；在渗碳炉内的具有0.9的碳势的渗碳气氛中，所获得的成形材料以850℃被加热达15分钟(淬火前保持)并且被油冷却至80℃；所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)；所获得的成形材料以810℃被加热达40分钟并且被油冷却至80℃(二次淬火)；并且所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)。在图13中所示的热处理条件如下(比较例5)。在渗碳炉内的具有1.3的碳势的渗碳气氛中，成形材料以930℃被加热达285分钟(渗碳)；在渗碳炉内的具有1.05的碳势的渗碳气氛中，所获得的成形材料以850℃被加热达15分钟(淬火前保持)并且被油冷却至80℃；所获得的成形材料以160℃被加热达120分钟并且被空气冷却(回火)。
将对试验例1进行描述。关于在示例1至5以及比较例1至5的每一个中所获得的锥形滚子轴承中所使用的内环，调查距滚道表面的表面50μm深度的位置处的表面维氏硬度、内部硬度(内部维氏硬度)、在从滚道表面的表面到10μm深度的范围内的表面残余奥氏体的量以及在润滑剂中有异物条件下的寿命(异物在油中寿命)。
在将在示例1至5以及比较例1至5的每一个中所获得的内环自其表面在深度方向上切断之后，并且将维氏硬度计压头置于距滚道表面的表面50μm深度的位置上，使用维氏硬度试验器来测量表面维氏硬度。
在将在示例1至5以及比较例1至5的每一个中所获得的内环自其表面在深度方向上切断之后，并且将维氏硬度计压头置于图2中的位置22上，使用维氏硬度试验器来测量内部硬度(内部维氏硬度)。
通过在从滚道表面的表面到10μm深度的范围内使用X射线衍射，计算在α相(马氏体)与γ相(奥氏体)的积分强度之间的比率，调查表面残余奥氏体的量。
通过在图18的表格中所示的条件下执行滚动疲劳试验，并且调查基于滚动疲劳试验的结果所获得的指示10％失效概率的L10寿命，来评估异物在油中寿命。通过在韦布尔概率纸上绘制滚动疲劳试验的结果，来获得10％失效概率。
关于试验例1，图19的表格示出，调查在示例1至5以及比较例1至5中的每一个所获得的内环中距滚道表面的表面50μm深度的位置处的表面维氏硬度、内部硬度(内部维氏硬度)、在从滚道表面的表面到10μm深度的范围内的表面残余奥氏体的量以及异物在油中寿命(L10寿命)的结果。此外，关于试验例1，图14示出调查在表面残余奥氏体的量与异物在油中寿命(L10寿命)之间关系的结果，并且图15示出调查在表面维氏硬度与异物在油中寿命(L10寿命)之间关系的结果。在图14和15中，黑圆圈示出在各个示例中所获得的结果，并且黑方块表示在各个比较例中所获得的结果。
从图19的表格以及图14和15的结果显而易见，在示例1至5中所获得的内环中，表面维氏硬度为700至800，并且表面残余奥氏体的量为30％以上(34％至54％)。显而易见，在示例1至5中所获得的锥形滚子轴承的异物在油中寿命(L10寿命)为2.00×106rev以上。相比之下，显而易见，在比较例1、2、4和5中所获得的内环中，表面维氏硬度为700至800，并且表面残余奥氏体的量为20％至31％。显而易见，在比较例1、2、4和5中所获得的锥形滚子轴承的异物在油中寿命(L10寿命)短于1.5×106rev。关于在比较例3中所获得的锥形滚子轴承，异物在油中寿命(L10寿命)是足够的。然而，在制造期间，需要比9小时长的长渗碳时间，并且需要二次淬火来减小粗化晶粒的尺寸。因此，在比较例3中所获得的锥形滚子轴承的制造成本高于在示例1至5中所获得的锥形滚子轴承的制造成本。
从图19的表格中所示的结果显而易见，在示例1至5中所获得的外环中的每一个外环的内部硬度(内部维氏硬度)为600以上。因此，显而易见，在示例1至5中所获得的外环中的每一个外环都具有用于轴承构成构件的足够的强度。
基于上述结果，显而易见，轴承构成构件能够廉价地制造，并且即使在润滑剂中有异物的条件下仍能够确保轴承构成构件的长寿命，轴承构成构件包括基材，该基材包括钢和碳氮共渗层，该碳氮共渗层是钢上的表面层，所述钢包括0.3至0.45质量％的碳、0.5质量％以下的硅、0.4至1.5质量％的锰、0.3至2质量％的铬、0.1至0.35质量％的钼、0.2至0.4质量％钒以及其余的铁和不可避免的杂质，其中，在距滚动滑动表面的表面50μm的深度位置处的表面维氏硬度为700至800，内部硬度(内部维氏硬度)为550至690，并且在从表面到10μm深度的范围内的残余奥氏体的量为至少30体积％。

Claims (4)

1.一种轴承构成构件，具有滚动滑动表面，所述滚动滑动表面与配对构件相对接触，所述接触包括滚动接触和滑动接触中的至少一种，所述轴承构成构件的特征在于包括：
基材，所述基材包括钢和碳氮共渗层，所述碳氮共渗层是在所述钢上的表面层，所述钢包括0.3至0.45质量％的碳、0.5质量％以下的硅、0.4至1.5质量％的锰、0.3至2质量％的铬、0.1至0.35质量％的钼、0.2至0.4质量％的钒以及其余的铁和不可避免的杂质，其中
在距所述滚动滑动表面的表面50μm的深度处的位置处的表面维氏硬度是700至800，
内部硬度按照维氏硬度是550至690，并且
在从所述表面到10μm的深度的范围内的残余奥氏体的量是至少30体积％。
2.一种滚动轴承，其特征在于包括：
外环(10)，所述外环(10)在所述外环(10)的内周上具有滚道表面；
内环(20)，所述内环(20)在所述内环(20)的外周上具有滚道表面；以及
多个滚动元件(30)，所述多个滚动元件(30)被设置在所述外环(10)的所述滚道表面与所述内环(20)的所述滚道表面之间，其中
所述外环(10)、所述内环(20)以及所述多个滚动元件(30)中的至少一个由根据权利要求1所述的轴承构成构件构成。
3.根据权利要求2所述的滚动轴承，其中所述滚动轴承是中型锥形滚子轴承。
4.一种制造根据权利要求1所述的轴承构成构件的方法，所述方法的特征在于包括：
碳氮共渗淬火步骤，执行碳氮共渗淬火处理，在具有1至1.3的碳势以及1至6体积％的氨浓度的碳氮共渗气氛中，在830℃至930℃加热并保持成形材料，然后对所述基材进行淬火，所述成形材料由钢形成，所述钢包括0.3至0.45质量％的碳、0.5质量％以下的硅、0.4至1.5质量％的锰、0.3至2质量％的铬、0.1至0.35质量％的钼、0.2至0.4质量％的钒以及其余的铁和不可避免的杂质；以及
回火步骤，在150℃至250℃对已经经历所述碳氮共渗淬火步骤的所述成形材料进行回火。
CN201611114341.7A 2015-12-09 2016-12-07 轴承构成构件、制造轴承构成构件的方法及滚动轴承 Active CN107013567B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-240441 2015-12-09
JP2015240441A JP6535276B2 (ja) 2015-12-09 2015-12-09 軸受構成部材及びその製造方法並びに転がり軸受

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107013567A true CN107013567A (zh) 2017-08-04
CN107013567B CN107013567B (zh) 2019-12-31

Family

ID=58773178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611114341.7A Active CN107013567B (zh) 2015-12-09 2016-12-07 轴承构成构件、制造轴承构成构件的方法及滚动轴承

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10047797B2 (zh)
JP (1) JP6535276B2 (zh)
CN (1) CN107013567B (zh)
DE (1) DE102016123598A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109423575A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 株式会社捷太格特 滚动滑动构件和生产滚动滑动构件的方法以及包括滚动滑动构件的滚动轴承
CN110939658A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 舍弗勒技术股份两合公司 大型滚动轴承环和制造大型滚动轴承环的方法及其应用
CN115667565A (zh) * 2020-03-31 2023-01-31 日本制铁株式会社 钢材

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019039044A (ja) * 2017-08-25 2019-03-14 株式会社ジェイテクト 転がり摺動部材及び転がり軸受
EP3677804B1 (en) * 2017-08-28 2022-06-15 NTN Corporation Rolling component, rolling bearing, rolling bearing for automobile electrical auxiliary equipment, and rolling bearing for speed increasing/decreasing machine
WO2021201157A1 (ja) * 2020-03-31 2021-10-07 日本製鉄株式会社 浸炭軸受部品
CN112501544A (zh) * 2020-08-27 2021-03-16 苏州新豪轴承股份有限公司 轴承零件加工工艺
CN112575285A (zh) * 2020-12-25 2021-03-30 襄阳汽车轴承股份有限公司 圆锥轴承内圈碳氮共渗工艺及含碳氮共渗内圈的圆锥轴承
EP4373978A1 (de) * 2021-07-23 2024-05-29 Aktiebolaget SKF Bauelement einer wälzlagerung und entsprechendes verfahren zum herstellen des bauelements

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1643265A (zh) * 2002-03-27 2005-07-20 日本精工株式会社 用于带式连续变速传动机构上的滚动轴承
CN1934282A (zh) * 2004-01-20 2007-03-21 日本精工株式会社 滚动轴承
US20080047633A1 (en) * 2005-12-22 2008-02-28 Jtekt Corporation Rolling-Sliding Elements and Process for Production of the Same
JP2010248612A (ja) * 2008-12-12 2010-11-04 Jtekt Corp 軸受構成部材およびその製造方法ならびに前記軸受構成部材を備えた転がり軸受
CN101970704A (zh) * 2008-03-10 2011-02-09 株式会社捷太格特 滚动部件及其制造方法
CN101994120A (zh) * 2009-08-13 2011-03-30 杨辰薇 一种滚动轴承的热处理工艺方法
US20130016938A1 (en) * 2010-03-30 2013-01-17 Takahiro Okada Rolling bearing

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0826446B2 (ja) 1990-05-17 1996-03-13 日本精工株式会社 転がり軸受
JPH06287712A (ja) * 1993-03-31 1994-10-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 転動疲労寿命に優れた鋼部品
JP2003278768A (ja) * 2002-03-27 2003-10-02 Nsk Ltd ベルト式無段変速機用転がり軸受
JP2006348342A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Nsk Ltd 転がり支持装置
JP2008025794A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Ntn Corp 針状ころ軸受用転動部材および針状ころ軸受
JP5343760B2 (ja) * 2009-08-24 2013-11-13 新日鐵住金株式会社 調質型軟窒化部品
WO2016017162A1 (ja) 2014-07-29 2016-02-04 新日鐵住金株式会社 浸炭窒化軸受用鋼

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1643265A (zh) * 2002-03-27 2005-07-20 日本精工株式会社 用于带式连续变速传动机构上的滚动轴承
CN1934282A (zh) * 2004-01-20 2007-03-21 日本精工株式会社 滚动轴承
US20080047633A1 (en) * 2005-12-22 2008-02-28 Jtekt Corporation Rolling-Sliding Elements and Process for Production of the Same
CN101970704A (zh) * 2008-03-10 2011-02-09 株式会社捷太格特 滚动部件及其制造方法
JP2010248612A (ja) * 2008-12-12 2010-11-04 Jtekt Corp 軸受構成部材およびその製造方法ならびに前記軸受構成部材を備えた転がり軸受
CN101994120A (zh) * 2009-08-13 2011-03-30 杨辰薇 一种滚动轴承的热处理工艺方法
US20130016938A1 (en) * 2010-03-30 2013-01-17 Takahiro Okada Rolling bearing

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109423575A (zh) * 2017-08-25 2019-03-05 株式会社捷太格特 滚动滑动构件和生产滚动滑动构件的方法以及包括滚动滑动构件的滚动轴承
CN109423575B (zh) * 2017-08-25 2021-12-28 株式会社捷太格特 滚动滑动构件和生产滚动滑动构件的方法以及包括滚动滑动构件的滚动轴承
US11326643B2 (en) 2017-08-25 2022-05-10 Jtekt Corporation Rolling sliding member and method of producing the same, and rolling bearing including rolling sliding member
CN110939658A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 舍弗勒技术股份两合公司 大型滚动轴承环和制造大型滚动轴承环的方法及其应用
CN115667565A (zh) * 2020-03-31 2023-01-31 日本制铁株式会社 钢材
CN115667565B (zh) * 2020-03-31 2023-08-29 日本制铁株式会社 钢材

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017106074A (ja) 2017-06-15
US10047797B2 (en) 2018-08-14
JP6535276B2 (ja) 2019-06-26
CN107013567B (zh) 2019-12-31
US20170167538A1 (en) 2017-06-15
DE102016123598A1 (de) 2017-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107013567A (zh) 轴承构成构件、制造轴承构成构件的方法及滚动轴承
JP6827914B2 (ja) 軸受部品及び転がり軸受
JP4540351B2 (ja) 鋼の熱処理方法および軸受部品の製造方法
US8596875B2 (en) Bearing constituent member and process for producing the same, and rolling bearing having bearing constituent member
JP5895493B2 (ja) 転がり軸受の製造方法、高周波熱処理装置
KR102053485B1 (ko) 베어링 부품, 구름베어링 및 베어링 부품의 제조 방법
CN112119169B (zh) 轴承部件
US11137031B2 (en) Bearing part, rolling bearing, and method for manufacturing bearing part
JP5196393B2 (ja) 転動部材、転がり軸受および転動部材の製造方法
JP2019039044A (ja) 転がり摺動部材及び転がり軸受
JP2007100126A (ja) 転動部材および転がり軸受
KR102560502B1 (ko) 구름 미끄럼 이동 부재 및 구름 미끄럼 이동 부재 제조 방법, 및 구름 미끄럼 이동 부재를 포함하는 구름 베어링
JP4993486B2 (ja) 転動部材、転がり軸受および転動部材の製造方法
JP6843786B2 (ja) 軸受部品及び転がり軸受、ならびに軸受部品の製造方法
KR20120120000A (ko) 롤링 슬라이드 이동 부재 및 그 제조 방법 및 롤링 베어링
JP2009092161A (ja) 転がり軸受
JP6658143B2 (ja) 転がり摺動部材及び転がり軸受
JP2021088767A (ja) 軸受部品及び転がり軸受
JP2021088768A (ja) 軸受部品及び転がり軸受
JP2021088769A (ja) 軸受部品及び転がり軸受
JP2023156391A (ja) 転がり軸受の軌道輪及び転がり軸受
JP5597977B2 (ja) 軸受構成部材およびその製造方法ならびに転がり軸受
JP2007100125A (ja) 転動部材の製造方法、転動部材および転がり軸受
JP2007100127A (ja) 転動部材の製造方法、転動部材および転がり軸受
JP2007197773A (ja) 転がり軸受、ハブユニット軸受、およびこれらの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: Osaka Japan

Applicant after: JTEKT Corporation

Applicant after: Nippon Iron & Steel Corporation

Address before: Osaka Japan

Applicant before: JTEKT Corporation

Applicant before: Nippon Steel Corporation

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant