CN111373168B - 滚动部件、轴承及它们的制造方法 - Google Patents

Abstract

提供一种滚动部件、包括该滚动部件的轴承及它们的制造方法，所述滚动部件以低成本消除轴承过早失效的原因，或者如果存在轴承过早失效的原因，则所述滚动部件具有令人满意的滚动疲劳寿命。滚动部件(21)具有表面(21A)。滚动部件(21)包括纤维流(FF)。表面(21A)的Ra为0.1μm以下，Rsk＜0，并且压缩残余应力为700Mpa以上。表面(21A)与纤维流(FF)形成的角度为15°以上。

Description

滚动部件、轴承及它们的制造方法

技术领域

本发明涉及一种滚动部件、轴承及它们的制造方法，并且尤其涉及一种具有包括纤维流的组成构件的滚动部件、轴承及它们的制造方法。

背景技术

为了增加轴承的寿命，需要减少在形成轴承的滚动部件中的作为剥落的起点的非金属夹杂物，并且减小该夹杂物的尺寸。因此，钢铁制造商设计了各种炼钢方法。然而，不可能完全地消除包括在滚动部件中的非金属夹杂物。此外，经过这种特殊处理的钢材价格昂贵，并且在全球市场上不易获得。

因此，在例如日本专利公开第2004-263768号公报(专利文献1)中采用了以下方法来作为针对不可避免地存在于滚动部件中的非金属夹杂物的措施。在日本专利公开第2004-263768号公报中，对包括具有30μm以上的粒度的非金属夹杂物的低清洁度钢进行滚压抛光。由此，将非金属夹杂物粉碎并且减小粒度尺寸，从而获得具有令人满意的滚动疲劳寿命的滚动部件。

从提高形成滚动部件的材料的耐久性的观点出发，可以关注材料中形成的纤维流。例如日本专利公开第2013-116689号公报(专利文献2)公开了一种用于车轮的轴承装置，其中，外圈在热锻后被冷轧，使得外圈中的纤维流沿轮廓形状连续地形成而不被切割。因此，用于车轮的轴承装置具有改善的耐久性。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利公开第2004-263768号

专利文献2：日本专利公开第2013-116689号

发明内容

技术问题

非金属夹杂物原本就包括在滚动部件的、特别是轨道表面的表面中，并且经常暴露于轨道表面的表面而引起问题。这是因为间隙由此形成在作为暴露部分的非金属夹杂物与滚动部件的基材之间，并且该间隙起到开口裂纹的作用，造成轴承过早失效。

在轧制期间，非金属夹杂物也沿纤维流被拉伸。因此，如果纤维流与轨道表面形成较大的角度，则非金属夹杂物更容易暴露于轨道表面。因此，尽管采取措施使纤维流与轨道表面之间的角度尽可能地小，但是根据产品的形状不同，该角度在锻造后增大有时是不可避免的。日本专利公开第2013-116689号未就如上所述的问题采取适当措施。

本发明是针对如上所述的问题而作出的。本发明的一个目的是提供一种滚动部件、包括该滚动部件的轴承及它们的制造方法，在上述滚动部件中，暴露于轨道表面的表面处的非金属夹杂物与基材之间的间隙被填充，以防止该间隙起到开口裂纹的作用。

解决技术问题所采用的技术方案

根据本发明的第一示例的滚动部件具有表面。滚动部件包括纤维流。表面的Ra为0.1μm以下，Rsk＜0，并且压缩残余应力为700Mpa以上。表面21A与纤维流FF形成的角度为15°以上。

根据本发明的第二示例的滚动部件具有表面。滚动部件包括纤维流。存在于滚动部件的表面一侧的非金属夹杂物与形成滚动部件的基材之间的间隙比存在于滚动部件的内部一侧的非金属夹杂物与形成滚动部件的基材之间的间隙小。表面21A与纤维流FF形成的角度为15°以上。

根据本发明的轴承包括：外圈；滚动元件，所述滚动元件配置在外圈的内周面；以及内圈，所述内圈配置在滚动元件的内周侧。外圈、滚动元件和内圈中的至少一个是如上所述的滚动部件。滚动部件的表面是外圈的轨道表面、内圈的轨道表面和滚动元件的滚动表面中的一个。

在根据本发明的第一示例的滚动部件的制造方法中，首先准备具有待加工表面并且包括纤维流的部件。对待加工表面进行研磨。在研磨之后，对待加工表面进行塑性加工。表面形成为Ra为0.1μm以下，Rsk＜0，并且压缩残余应力为700Mpa以上。

在根据本发明的第二示例的滚动部件的制造方法中，首先准备具有待加工表面并且包括纤维流的部件。对待加工表面进行研磨。在研磨之后，对待加工表面进行塑性加工。存在于滚动部件的表面一侧的非金属夹杂物与形成滚动部件的基材之间的间隙形成为比存在于滚动部件的内部一侧的非金属夹杂物与形成滚动部件的基材之间的间隙小。

本发明是一种轴承的制造方法，包括：外圈；滚动元件，所述滚动元件配置在外圈的内周面；以及内圈，所述内圈配置在滚动元件的内周侧。外圈、滚动元件和内圈中的至少一个是如上所述的滚动部件。滚动部件的表面是外圈的轨道表面、内圈的轨道表面和滚动元件的滚动表面中的一个。

发明效果

根据本发明，可以获得一种滚动部件，在该滚动部件中，暴露于轨道表面的非金属夹杂物与基材之间的间隙被填充，从而防止该间隙导致开口裂纹。在制造方法中，可以在研磨之后通过塑性加工(抛光)来填充间隙，以防止间隙导致开口裂纹。

附图说明

图1是示出根据本实施方式的锥形滚柱轴承的结构的示意性剖视图。

图2的(A)是图1中用虚线包围的区域A的示意性放大剖视图，图2的(B)是图1中用虚线包围的区域A的示意性放大剖视图。

图3的(A)是示出配置成暴露于滚动部件的基材的表面的非金属夹杂物的示例的示意性剖视图，图3的(B)是示出远离滚动部件的基材的表面的内部的非金属夹杂物的示例的示意性剖视图。

图4是示出本实施方式的锥形滚柱轴承的制造方法的第一步骤的示意性剖视图。

图5是示出本实施方式的锥形滚柱轴承的制造方法的第二步骤的示意性剖视图。

图6是示出本实施方式的锥形滚柱轴承的制造方法的第三步骤的示意性剖视图。

图7是示出本实施方式的锥形滚柱轴承的制造方法的第四步骤的示意性剖视图。

图8是示出本实施方式的锥形滚柱轴承的制造方法的第五步骤的第一示例的示意性剖视图。

图9是示出本实施方式的锥形滚柱轴承制造方法的第五步骤的第二示例的示意性剖视图。

图10是示出在内圈的内部存在非金属夹杂物的方式的示意性剖视图。

图11是图10中用虚线包围的区域XI的示意性放大剖视图。

图12的(A)是示出在对内圈轨道表面进行塑性加工之前的方式的示意性剖视图，图12的(B)是示出在对内圈轨道表面进行塑性加工之后的方式的示意性剖视图，非金属夹杂物与基材之间的间隙暴露于所述内圈轨道表面。

图13是示出在抛光期间，抛光工具施加压力以便在垂直于待加工表面的方向上对用于形成内圈轨道表面等的待加工表面进行按压的方式的示意图。

图14是示出在抛光期间，抛光工具施加压力以便在与垂直于待加工表面的方向倾斜的方向上对用于形成内圈轨道表面等的待加工表面进行按压的方式的示意图。

图15是示出抛光前、后的表面粗糙度以及抛光期间的残余应力分布的示例的示意图。

图16是示出在抛光期间能通过在倾斜方向上施加压力来增强抑制开口裂纹的效果的图。

图17是示出实施例1中用于滚动疲劳试验的滚动疲劳试验机的构造的示意性剖视图。

图18是示出实施例1中的滚动疲劳试验的结果的图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本实施方式。首先，使用图1和图2来对在本实施方式中形成的滚动轴承进行描述。

图1是示出根据本实施方式的锥形滚柱轴承的结构的示意性剖视图。图2的(A)和(B)示出图1中用虚线包围的区域A的示意性放大剖视图的第一示例和第二示例。参考图1，在本实施方式中形成的作为轴承的锥形滚柱轴承2主要包括外圈20、内圈21、多个滚柱22和保持件23。外圈20具有环形形状，并且在其内周面具有外圈轨道表面20A。内圈21具有环形形状，并且在其外周面具有内圈轨道表面21A。内圈21配置在外圈20的内周侧，使得内圈轨道表面21A面向外圈轨道表面20A。

作为滚动元件的滚柱22配置在外圈20的内周面上。滚柱22各自具有滚柱滚动面22A，在该滚柱滚动面22A处，滚柱22各自与内圈轨道表面21A和外圈轨道表面20A接触，并且通过保持件23以规定节距周向地配置。因此，滚柱22以自由滚动的方式保持在外圈20和内圈21每个的环形轨道上。相反地，如上所述的内圈21配置在滚柱22的内周侧。锥形滚柱轴承2还构造成使得包括外圈轨道表面20A的圆锥的顶点、包括内圈轨道表面21A的圆锥的顶点和包括根据滚柱22的滚动而获得的旋转轴线的轨迹的圆锥的顶点，在轴承的中心线上的一个点处彼此相交。通过这种构造，锥形滚柱轴承2的外圈20和内圈21能够相对于彼此旋转。

如上所述，锥形滚柱轴承2包括作为滚动部件的外圈20、内圈21和滚柱22。换言之，外圈20、内圈21和滚柱22中的至少一个是如上所述的滚动部件。参考图2的(A)，例如，内圈21的内圈轨道表面21A和滚柱22的滚柱滚动表面22A彼此接触。与这些内圈轨道表面21A和滚柱滚动表面22A一样，每个滚动部件具有与另一滚动部件接触的表面。尽管在图2中没有示出，但是外圈20的外圈轨道表面20A与滚柱22的滚柱滚动面22A也彼此接触。也就是说，作为滚动部件的外圈20还具有与作为另一滚动部件的滚柱22接触的表面。

如图2的(A)所示，例如，作为滚动部件的内圈21在其结构中包括纤维流FF。在内圈21的表面即内圈轨道表面21A与包括在内圈21中的纤维流FF之间形成的角度α为15°以上。

参考图2的(B)，纤维流FF可以包括在滚柱22一侧。同样，在这种情况下，在滚柱22的表面即滚柱滚动表面22A与包括在滚柱22中的纤维流FF之间形成的角度α为15°以上。

滚动部件的表面是作为外圈20的轨道表面的外圈轨道表面20A、作为内圈21的轨道表面的内圈轨道表面21A以及作为滚柱22的滚动表面的滚柱滚动表面22A中的一个。即，内圈轨道表面21A、外圈轨道表面20A和滚柱滚动表面22A的每一个的表面的算术平均粗糙度Ra为0.1μm以下，并且Rsk＜0。该表面还具有700MPa以上的压缩残余应力。

图3是示出滚动部件的基材与存在于基材中的非金属夹杂物之间的间隙的示意性剖视图。具体地，图3的(A)示出了配置成暴露于基材的表面的非金属夹杂物的示例，图3的(B)示出了远离基材的表面的内部的非金属夹杂物的示例。参考图3的(A)和图3的(B)，在诸如内圈21的滚动部件中，存在于内圈轨道表面21A等的表面一侧(图3的(A)中的上侧)的非金属夹杂物41与形成内圈21的基材之间的间隙42比存在于远离内圈轨道表面21A的内部一侧的非金属夹杂物41与形成内圈21的基材之间的间隙42小。外圈20和滚柱22是滚动部件的情况也是如此。如图3的(A)所示，在内圈轨道表面21A等的表面一侧的非金属夹杂物41与基材之间完全不存在间隙。

形成外圈20、内圈21和滚柱22的材料可以是钢。当然，这种钢主要由铁(Fe)组成，除了如上所述的元素外，还可以包括不可避免的杂质。不可避免的杂质包括磷(P)、硫(S)、氮(N)、氧(O)和铝(Al)。这些不可避免的杂质元素的含量每种不超过0.1质量％。其结果是，例如，外圈20、内圈21和滚柱22可以由氧含量为5ppm以上的钢材制成。

这种钢例如是由JIS标准定义的S53C，其作为用于轴承的示例材料。S53C包含不低于0.5质量％且不高于0.56质量％的碳，包含不低于0.15质量％且不高于0.35质量％的硅，并且包含不低于0.6质量％且不高于0.9质量％的锰。S53C还包含不高于0.03质量％的磷、不高于0.035质量％的硫、不高于0.2质量％的铬和不高于0.02质量％的镍。

现在使用图4至图9，对具有如上所述的构造的滚动部件和包括该滚动部件的锥形滚柱轴承2的制造方法进行描述。即，下面描述的是制造锥形滚柱轴承2的方法，所述锥形滚柱轴承2包括：外圈20；滚柱22，所述滚柱22配置在外圈20的内周面；以及内圈21，所述内圈21配置在滚柱22的内周侧。注意，下面的图4至图9示出了作为示例的内圈21的制造过程。

参考图4，首先，准备用于形成作为滚动部件的外圈20、内圈21和滚柱22中的一个的钢材101。钢材101包括如上所述的材料。例如，钢材101包括在图中水平地延伸的纤维流FF。滚动部件形成区域103通过切割工具102从钢材101切下。参考图5，形成在其中心具有空腔104的构件，以用于形成内圈21。

参考图6，内圈21的外周面经受诸如众所周知的研磨的加工和诸如淬火的热处理。由此，形成包括如图中所示的纤维流FF，并且具有相对于纤维流FF延伸方向倾斜的外周表面、即待加工表面21B的构件。待加工表面21B形成为与纤维流FF形成15°以上的角度。

参考图7，对内圈21的待加工表面21B进行研磨。例如，较为理想的是，使用内圈研磨机来执行研磨。由此，对内圈21的待加工表面21B进行研磨，以具有0.1μm以下的算术平均粗糙度Ra。

在图7中的研磨步骤之后，对待加工表面21B进行塑性加工。由此，待加工表面21B用作内圈轨道表面21A。

图8示出了如上所述的塑性加工的第一示例。参考图8，较为理想的是，在塑性加工步骤中执行抛光。在抛光中，使用按压部CC、诸如陶瓷制成的硬球或金刚石制成的突起形状部作为工具。图8示出了作为示例的具有球形形状的按压部CC。按压部CC以用箭头F指示的力对待加工表面21B进行按压，同时按压部CC沿图中的箭头R1的方向旋转，内圈21沿箭头R2的周向方向围绕延伸穿过空腔104的假想轴线L旋转。执行该按压，使得具有安装于其上的按压部CC的抛光工具25向按压部CC施加箭头F的力。抛光工具25还在待加工表面21B上运送按压部CC，使得按压部CC沿箭头M的方向移动。由此，使存在于待加工表面21B上的微小不规则等变平。

图9示出了如上所述的塑性加工的第二示例。参考图9，例如，可以在塑性加工步骤中执行冷轧。在冷轧中准备成形辊31和心轴32。例如，成形辊31和心轴32中的每一个都具有与轴向方向(图9中的水平方向)相交的圆形剖面，并且整体上呈杆的形式。然而，如图9所示，成形辊31通过其外周面的一部分被压靠于待加工表面21B，该待加工表面21B起到用于锥形滚柱轴承2的内圈21的倾斜的内圈轨道表面21B的作用。因此，成形辊31的外周面的一部分可以部分地具有相对于其轴向方向倾斜的锥形形状。

成形辊31通过来自内圈21外部的箭头F的力被压靠于待加工表面21B，而心轴32从内圈21内部被压靠于空腔104的内壁表面。也就是说，内圈21的钢材部分配置成夹在成形辊31与心轴32之间。在该状态下，内圈21沿箭头R3的周向方向围绕延伸穿过空腔104的假想轴线L1旋转。同时，成形辊31沿箭头R4的方向围绕延伸穿过相对于成形辊31的轴向方向的剖面的中心的假想轴线L2旋转，心轴32沿箭头R5的方向围绕延伸穿过相对于心轴32的轴向方向的剖面的中心的假想轴线L3旋转。此处，较为理想的是，内圈21的旋转方向R3与心轴32的旋转方向R5相同，但是成形辊31的旋转方向R4与如上所述的旋转方向R3、R5相反。成形辊31在旋转的同时，沿由箭头M指示的方向朝向内圈21移动。然而，尽管心轴32旋转，但是并不像成形辊31那样移动。通过如上所述的旋转和运动，使待加工表面21B上的微小不规则等变平，并且形成内圈轨道表面21A。

以如上所述的方式，形成具有塑性加工后的内圈轨道表面21A的内圈21。塑性加工后的内圈轨道表面21A的Ra≤0.1μm，Rsk＜0，并且压缩残余应力为700MPa以上。此外，存在于塑性加工后的内圈轨道表面21A的表面一侧的非金属夹杂物41与形成内圈21的基材之间的间隙42比存在于远离内圈21的内圈轨道表面21A的内部一侧的非金属夹杂物41与形成内圈21的基材之间的间隙42小。内圈轨道表面21A的表面与纤维流FF形成的角度为15°以上。

尽管以上作为示例已经对制造内圈21的过程进行了描述，但是外圈20也基本上以与内圈21的制造过程类似的制造过程形成。滚柱22的成形形状与外圈20和内圈21有很大不同。然而，滚柱22也与其它滚动部件相似之处在于，滚动部件形成区域103是从钢材101切下的，并且待加工表面21B被研磨，然后被塑性加工。

此后，对在如上所述的步骤中形成的滚动部件进行组装，以形成具有例如图1的剖视图所示的构造的锥形滚柱轴承2。

现在对本实施方式的背景进行描述，然后对本实施方式的功能和效果、其它优选构造等进行描述。

图10是示出非金属夹杂物存在于滚动部件、例如内圈21的内部的方式的示意性剖视图。图11是用图10中的虚线包围的区域XI的示意性放大剖视图。参考图10和图11，当滚动部件、诸如内圈21满足以下两个条件时，包括在滚动部件中的非金属夹杂物41更容易暴露于内圈轨道表面21A等。其中一个条件是，作为形成滚动部件的基材的钢材具有较低的清洁度。另一个条件是内圈轨道表面21A等与纤维流FF形成较大的角度。暴露于内圈轨道表面21A等的非金属夹杂物41产生以非金属夹杂物41与基材之间的间隙42为起点的开口裂纹，导致包括该滚动部件的轴承过早失效。间隙42也暴露于内圈轨道表面21A，导致润滑剂在轴承的使用期间进入该间隙42。当在该状态下滚柱22等在间隙42上翻滚时，间隙42因油压而变宽。这导致以间隙42为起点的裂纹延伸。尽管理想的是使用具有高清洁度的钢，以防止非金属夹杂物41暴露于内圈轨道表面21A等，但是这种钢价格昂贵，并且难以获得。尽管理想的是使内圈轨道表面21A等与纤维流FF之间形成的角度尽可能得小，但是根据产品的形状不同，该角度会增大有时是不可避免的。

因此，在本实施方式中，如图12的(A)和图12的(B)所示，对待加工表面进行研磨，然后进行诸如抛光或冷轧的塑性加工。注意，图12的(A)和12的(B)示出在对非金属夹杂物41与基材之间的间隙42被暴露的内圈轨道表面21A进行塑性加工之前的方式(A)和对表面进行塑性加工之后的方式(B)，。其结果是，内圈轨道表面21A等的表面的Ra为0.1μm以下、Rsk＜0，并且压缩残余应力为700MPa以上。由此，暴露于轨道表面的表面的非金属夹杂物与其周围的基材之间的间隙缩小，或者通过填充和封闭而消失。

也就是说，特别地，如图3和图12所示，通过塑性加工，内圈轨道表面21A等一侧的非金属夹杂物41与基材之间的间隙42变得比滚动部件的内部一侧的非金属夹杂物41与基材之间的间隙42小。因此，可以减少(或消除)因裂纹引起的滚动部件过早失效的原因。由此，能够抑制以内圈轨道表面21A处的非金属夹杂物41与基材之间的间隙42为起点的裂纹的延伸，以增加轴承的寿命。

当在通常令人满意的操作条件下执行加工时，如果成品中的内圈轨道表面21A等的表面的每个参数在Ra为0.1μm以下且Rsk＜0的数值范围内，则可以获得令人满意的润滑状态。此外，通过将压缩残余应力设定为700MPa以上，能对裂纹的延伸进行抑制。

注意，在如上所述的塑性加工步骤中，可以采用喷丸、喷水和超声波冲击处理(UIT)构成的组中的一个来代替抛光。同样，在这种情况下，产生类似于在抛光情况下产生的功能和效果。

从对由开口裂纹引起的剥落进行抑制的观点出发，如上所述，较为理想的是，纤维流FF与轨道表面或轧制表面之间形成的角度为15°以下。从使用清洁钢材的观点出发，较为理想的是，滚动部件的氧含量为5ppm以下。然而，在本实施方式中，即使如上所述的角度为15°以上，也可以通过如上所述的塑性加工来对由开口裂纹引起的剥落的发生进行抑制，从而增加轴承的寿命。此外，在本实施方式中，即使作为滚动部件的外圈20、内圈21和滚柱22各自的氧含量为5ppm以上，也可以通过如上所述的塑性加工来对因开口裂纹引起的剥落的发生进行抑制，从而增加轴承的寿命。

为了增强通过如上所述的塑料抛光来填充非金属夹杂物与基材之间的间隙的效果，较为理想的是，执行以下操作。图13示出了当对沿箭头R2的方向旋转的内圈21进行抛光时，抛光工具25施加压力以便在垂直于待加工表面21B等的方向上，对用于形成内圈轨道表面21A的待加工表面21B等进行按压的方式。图14示出了当对沿箭头R2的方向旋转的内圈21进行抛光时，抛光工具25施加压力以便在与垂直于待加工表面21B等的方向倾斜的方向上对用于形成内圈轨道表面21A的待加工表面21B等进行按压的方式。参考图13，例如，在抛光期间，与图8相同地，抛光工具25可以在垂直于待加工表面21B的方向上通过垂直力F1来按压待加工表面21B。然而，参考图14，在本实施方式中，在抛光期间，较为理想的是，抛光工具25沿与垂直于待加工表面21B的方向倾斜的方向来按压待加工表面21B。即，在这种情况下，按压部CC在与相对于垂直于待加工表面21B的方向具有倾斜角θ的方向上通过压力F3来按压待加工表面21B的同时，对待加工表面21B进行塑性加工，以形成内圈轨道表面21A，其中，所述按压部CC是作为由金刚石制成的突起形状部的工具，且被安装在抛光工具25上。对待加工表面21B进行按压的按压力F3可以分解为在垂直于待加工表面21B的方向上施加的垂直力F1以及沿与垂直力F1相交的方向、即图14中的水平方向施加的切向力F2。因此，从不同的角度来说明，较为理想的是，如图14所示，通过施加在垂直于待加工表面21B的方向上施加的垂直力F1和在与垂直力F1相交的方向上施加的切向力F2的合力(压力F3)，来执行抛光。

图15是示出在抛光期间，内圈21的深度方向上的残余应力分布的示意图。在图15中，按压部CC下方的曲线表示从待加工表面的深度(纵坐标)与压缩残余应力(中心右侧的坐标)和拉伸残余应力(中心左侧的坐标)之间的关系。参考图15，作为抛光工具的按压部CC对用于形成内圈轨道表面21A等的待加工表面21B进行塑性加工。塑性加工前的待加工表面21B的最大高度粗糙度Rz为12.5μm，塑性加工后的内圈轨道表面21A的最大高度粗糙度Rz为0.8μm。如图15所示，通过塑性加工使待加工表面21B变形，导致基材与非金属夹杂物之间的间隙被填充。为了增强填充间隙的效果，较为理想的是，执行控制，以使通过图15所示的塑性加工施加到基材的压缩残余应力达到其最大应力的位置P位于更靠近表面(图15中的上侧)。该控制能通过设置如上所述的角度θ来实现。

换言之，在抛光期间，施加压力的方向相对于待加工表面21B倾斜，使得垂直力F1和切向力F2两者的合力被施加。由此，塑性变形量和压缩残余应力量达到它们最大值的位置能移位到更接近表面、即距待加工表面更浅的位置。这将导致非金属夹杂物与基材之间的间隙被填充，以增强基材表面的夹杂物与基材之间的附着力。因此，能增强对以间隙为起点的裂纹的延伸进行抑制的效果。

图16的曲线图在水平轴上表示σx/Pmax，并且在垂直轴上表示z/b。此处，σx表示抛光期间的周向应力，Pmax表示抛光期间的内圈轨道表面21A等的最大接触压力。此外，z表示待抛光的内圈轨道表面21A等的深度方向的位置坐标，b表示工件、诸如内圈轨道表面21A与抛光工具25等接触处的椭圆的短轴半径。即，图16的曲线图示出了在抛光期间，距内圈轨道表面21A等的表面的深度与在切向力F2方向上的应力分布之间的关系。

参考图16，在抛光期间，通过对工件施加切向力F2，应力分布发生变化。因此，在抛光期间，对工件施加切向力F2(有切向力)时的σx/Pmax的分布具有比不施加切向力F2且只施加垂直力F1(无切向力)时更接近待加工表面的峰值。在抛光期间，对工件施加切向力F2(有切向力)时的残余应力的峰值位置也比不施加切向力F2且只施加垂直力F1(无切向力)时更接近表面。因此，在抛光期间，通过对工件施加切向力F2，可以有效地对内圈轨道表面21A处的夹杂物与基材之间的间隙进行填充。

实施例1

为了确认抛光的效果，对作为试验样本的平板形式的外圈或内圈进行滚动疲劳试验。图17是示出实施例1中用于滚动疲劳试验的滚动疲劳试验机的构造的示意图。参考图17，滚动疲劳试验机50是用于对两个试验样本51、即试验样本51A和试验样本51B的滚动疲劳寿命进行测量的装置。试验样本51A和试验样本51B分别是具有与轴承的外圈或内圈相同形状的环形构件。每个试验样本51A和试验样本51B的环形表面在其间插入有钢球52的情况下，面向旋转台53。钢球52与试验样本51A和旋转台53彼此面对的表面接触。

尽管未示出，但是旋转台53具有两个表面上都有滚道槽的环形形状，并且多个钢球52配置成使得它们在平面图中与该环形形状重叠的位置处以恒定角度(例如，24°)间隔开。钢球52由保持件54来确定相对于彼此的位置。由此，多个钢球52共同构造成使得它们与单个保持件54成为一体。由钢球52和保持件54组成的构件配置在旋转台53的上方和下方。试验样本51A配置在旋转台53上方的钢球52上，试验样本51B配置在旋转台53下方的钢球52下。

转轴55安装在平面图中的旋转台53的环形形状的内侧上。转轴55沿图中的箭头R指示的方向旋转。由此，安装在转轴55上的旋转台53围绕转轴55旋转。旋转台53的旋转力也传递给钢球52。试验样本51A和试验样本51B承受图中的箭头F指示的负载表56中的负载。

注意，滚动疲劳试验机50的每个构件的尺寸和用于滚动疲劳试验的条件如下表1所示：

[表1]

在表1的条件下，使用已抛光(有抛光)的试验样本51和未抛光(无抛光)的试验样本51的样品进行试验，以对直到其表面发生剥落的时间段进行测量、或是对直到因试验样本未失效而停止试验为止的时间段进行测量。该结果在以下的表2和图18的曲线图中示出。注意，图18在水平轴上表示直到实施例1中的试验样本51的失效发生为止的时间段，在垂直轴上表示在各时间段过去之后的累积失效概率。图18示出通过滚动疲劳试验得到的各试验样本的滚动疲劳寿命的威布尔图。

[表2]

参考表2和图18，与试验样本51未抛光时相比，当试验样本51已抛光时，可以显著地增加试验样本51的寿命。具体而言，与试验样本51未抛光时相比，当试验样本51已抛光时，L10增加到2.2倍，L50增加到6.85倍。请注意，L10表示累积失效概率达到10％的时间段，L50表示累积失效概率达到50％的时间段。

在不发生技术冲突的范围内，可以以适当的组合应用如上所述的实施方式(包括在其中的各实施例)中描述的特征。

应理解的是，在本文中所披露的实施方式和各个实施例在每一方面都是说明性的而非限制性的。本发明的范围由权利要求书的术语而不是上面的描述来限定，并且旨在包括与权利要求书的术语等同的含义和范围内的任何修改。

附图标记列表

2锥形滚柱轴承；20外圈；20A外圈轨道表面；21内圈；21A内圈轨道表面；21B待加工表面；22滚柱；22A滚柱轨道表面；23保持件；25抛光工具；31成型辊；32固定辊；41非金属夹杂物；42间隙；50滚动疲劳试验机；51、51A、51B试验样本；52钢球；53旋转台；54保持件；55转轴；56负载台；101钢材；102切割工具；103滚动部件形成区域；104空腔；FF纤维流。

Claims (8)

1.一种滚动部件，所述滚动部件具有用于与另一滚动部件的表面接触的表面，其特征在于，

所述滚动部件包括纤维流，

所述表面的Ra为0.1 μm以下，Rsk＜0，并且压缩残余应力为700 Mpa以上，

在研磨之前，所述表面与所述纤维流形成的角度为15°以上。

2.如权利要求1所述的滚动部件，其特征在于，

所述滚动部件由氧含量为5 ppm以上的钢材制成。

3.一种轴承，所述轴承包括：

外圈；

滚动元件，所述滚动元件配置在所述外圈的内周面；以及

内圈，所述内圈配置在所述滚动元件的内周侧，

所述外圈、所述滚动元件和所述内圈中的至少一个是如权利要求1或2所述的滚动部件，

所述滚动部件的所述表面是所述外圈的轨道表面、所述内圈的轨道表面和所述滚动元件的滚动表面中的一个。

4.一种具有表面的滚动部件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：

准备具有待加工表面并且包括纤维流的构件；

对所述待加工表面进行研磨；以及

在所述研磨之后，对所述待加工表面进行塑性加工，

所述表面形成为Ra为0.1 μm以下，Rsk＜0，并且压缩残余应力为700 MPa以上，

在研磨之前，所述表面与所述纤维流形成的角度为15°以上。

5.如权利要求4所述的滚动部件的制造方法，其特征在于，

抛光是在所述塑性加工中执行的。

6.如权利要求5所述的滚动部件的制造方法，其特征在于，

通过施加在垂直于所述待加工表面的方向上施加的垂直力和在与所述垂直力相交的方向上施加的切向力的合力，来执行所述抛光。

7.如权利要求4所述的滚动部件的制造方法，其特征在于，

在所述塑性加工中，采用从喷丸、喷水和超声波冲击处理构成的组中选择的一个。

8.一种轴承的制造方法，其特征在于，

所述轴承包括：外圈；滚动元件，所述滚动元件配置在所述外圈的内周面；以及内圈，所述内圈配置在所述滚动元件的内周侧，

所述外圈、所述滚动元件和所述内圈中的至少一个是如权利要求4所述的滚动部件，

所述滚动部件的所述表面是所述外圈的轨道表面、所述内圈的轨道表面和所述滚动元件的滚动表面中的一个。

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