CN116171206A - 滚子轴承用焊接保持架、带保持架的滚子、熔融接合部的辨别方法及滚子轴承用焊接保持架的品质确认方法 - Google Patents

Abstract

焊接保持架具备沿周向延伸的母材(15)和将母材的一端及另一端通过焊接相互接合而成的焊接部位(13)，该焊接保持架利用在母材上沿周向空出间隔地形成多个的兜孔来保持滚子，其中，焊接部位包括径向一侧的熔融接合部(13a)及径向另一侧的扩散接合部(13b)，熔融接合部的径向尺寸为焊接部位的径向尺寸的70％以上且95％以下。

Description

滚子轴承用焊接保持架、带保持架的滚子、熔融接合部的辨别 方法及滚子轴承用焊接保持架的品质确认方法

技术领域

本发明涉及焊接保持架，该焊接保持架通过准备预先形成有兜孔的带状的母材并将该母材修圆而将母材的两端利用焊接来接合，由此制作成环状。

背景技术

作为向滚子轴承装入来保持滚子彼此的间隔的保持架，已知有焊接保持架。焊接保持架通过以保持架一周的量的长度来准备带状钢板等金属原料并将其修圆而将两端焊接接合(以下，也称为焊接部或焊接部位)而成。作为上述焊接保持架，目前已知有日本特开2013-160263号公报(专利文献1)、日本特开2007-270967号公报(专利文献2)及日本特开2013-108587号公报(专利文献3)。

在专利文献1中，为了避免载荷集中于焊接部位而在一对环状部设置切口，在焊接部位处难以断开。在专利文献2中，保持架的外周侧的表面在包含焊接部位的周向位置处形成为平坦面。在专利文献3中，将一方的环状部与另一方的环状部的焊接部位设为不同的周向位置，在柱部也设置焊接部位。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-160263号公报

专利文献2：日本特开2007-270967号公报

专利文献3：日本特开2013-108587号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在上述的现有那样的焊接保持架中，会产生以下要说明的问题。即，在现有技术中，未规定焊接部位处的熔融金属的量。熔融金属的量会影响焊接部位的强度，因此在现有技术中，无法管理焊接部位的强度。

例如当熔融金属溢出而形成隆起时，在隆起附近，在焊接部位处产生应力集中。这样的话，焊接部位的强度下降。

另外，在现有技术中，未对影响焊接部位的强度的指标、例如表面硬度或熔融状态进行定义，因此无法管理焊接部位的强度。

特别是在搭载内燃机及自动变速器的车辆中，在自动变速器内部的行星齿轮机构的行星齿轮、内燃机内部的连杆等公转的构件上设置滚子轴承时，离心力会作用于上述的滚子轴承。因此，向滚子轴承装入的保持架为了避免在焊接部位产生疲劳破坏而被要求规定的疲劳强度。

本发明的课题鉴于上述的实际情况而作成，旨在提高焊接部位的疲劳强度。而且，本发明的课题是焊接部位的疲劳强度的管理。本发明的目的在于提供一种能够进行焊接部位的品质管理的焊接保持架。

用于解决课题的方案

为了实现该目的，本发明的滚子轴承用焊接保持架具备沿周向延伸的母材和将母材的一端及另一端通过焊接相互接合而成的焊接部位，所述子轴承用焊接保持架利用在母材上沿周向空出间隔地形成多个的兜孔来保持滚子，其中，焊接保持架的焊接部位包括径向一侧的熔融接合部及径向另一侧的扩散接合部，熔融接合部的径向尺寸为焊接部位的径向尺寸的70％以上且95％以下。

将熔融接合部的径向尺寸除以焊接部位的径向尺寸所得的值称为熔融长度率。根据上述本发明，由于将熔融长度率设为70％以上，因此焊接部位中的熔融接合部的比例增大，焊接部位的抗拉强度增大，能够确保焊接保持架的疲劳极限。而且，由于将熔融长度率设为95％以下，因此不会使焊接部位的熔融金属量变得过多，能够防止焊接部位从环部的内径面或外径面隆起0.3mm以上的情况。因此，能够抑制或防止应力集中。需要说明的是，焊接部位的径向尺寸是焊接接合后且研磨加工前的径向尺寸，或者也可以是焊接接合后且研磨加工后的径向尺寸。研磨加工任意。

作为本发明的一方案，熔融接合部沿着焊接部位的外径面设置，扩散接合部沿着焊接部位的内径面设置。作为另一方案，熔融接合部沿着焊接部位的内径面设置，扩散接合部沿着焊接部位的外径面设置。

在将母材的两端彼此焊接并接合时，多在该焊接部位的表面形成径向的隆起。上述焊接部位的隆起的高度(隆起量)优选较低。这是因为，如果焊接部位的隆起变得显著，则在保持架公转而受到离心力时，在隆起部位的附近会产生应力集中。作为本发明的优选的方案，焊接部位的内径面的隆起量以母材的内径面为基准而在0.3mm以下。根据上述方案，焊接部位的应力集中得以缓和，即使由于公转产生的离心力而使本发明接受要变形为椭圆形的作用，也能提高耐久性。在此附带而言的话，本发明的熔融接合部的径向尺寸也可以是包含熔融接合部的隆起量地测定的尺寸，或者也可以是通过磨削加工除去了熔融接合部的隆起之后测定的尺寸。

作为本发明的更优选的方案，对焊接部位的外径面实施研磨加工，焊接部位的外径面具有与母材的外径面相同的曲率。根据上述方案，能够对保持架进行外径引导。作为更优选的方案，熔融接合部配置在焊接保持架的外径侧，该熔融接合部被研磨加工。根据上述的方案，在焊接部位的外周面具有隆起的情况下，能够将金属的熔融量多而隆起大的熔融接合部的隆起通过焊接保持架的外径研磨加工来除去，能够以比内径研磨加工低的成本一并实施焊接保持架的外径引导面的确保及应力集中的抑制。作为另一方案，在焊接部位的内径面具有隆起。

在焊接接合后，焊接保持架优选被实施渗碳淬火回火处理等热处理。作为本发明的一方案，焊接部位通过被实施渗碳淬火回火处理而表面硬度为600Hv以上，抗拉强度为1100MPa以上。

本发明的带保持架的滚子具备上述的滚子轴承用焊接保持架和保持于滚子轴承用焊接保持架的兜孔的滚子。

本发明的熔融接合部的辨别方法通过对滚子轴承用焊接保持架实施研磨加工而在滚子轴承用焊接保持架的焊接部位制作截面，在利用硝酸醇溶液使上述截面腐蚀之后拍摄数字图像，对上述数字图像进行数字图像处理，辨别熔融接合部与该熔融接合部以外的部分的交界。该截面可以是与保持架的轴线平行的平面，但优选是与轴线交叉的平坦的截面，与焊接部位的外径面及内径面交叉。数字图像处理包括例如以灰度级转换、直方图平坦化处理、低通滤波处理、二值化的顺序进行图像处理的情况，但是没有限定于此。

本发明的滚子轴承用焊接保持架的品质确认方法对上述的滚子轴承用焊接保持架实施热处理，在该热处理之后执行使焊接部位断裂的拉伸试验，确认通过拉伸试验测定的焊接部位的抗拉强度是否在规定范围以内。热处理例如是渗碳淬火回火，但是没有限定于此。

发明效果

这样，根据本发明，能够增大在焊接部位中占据的熔融接合部的比例并降低焊接部位表面的隆起，提高焊接部位的疲劳强度。而且，作为对焊接部位的强度造成影响的指标，对表面硬度、熔融状态进行定义，从而能够管理焊接部位的强度。

附图说明

图1是表示成为本发明的一实施方式的滚子轴承用焊接保持架的整体立体图。

图2是表示该实施方式的焊接部位的放大立体图。

图3是表示该实施方式的焊接部位的放大立体图。

图4是将该实施方式的焊接部位进一步放大表示的立体图。

图5是表示滚子轴承用焊接保持架的制造工序中的代表性的工序的简图。

图6是表示环部原料的倾斜端部彼此接近的状态的放大侧视图。

图7是表示该实施方式(实施例1)的焊接部位的数字图像。

图8是表示对比例1的焊接部位的数字图像。

图9是表示对比例2的焊接部位的数字图像。

图10是表示本发明的实施例2的焊接部位的数字图像。

图11是对图10的图像进行了数字处理所得的图像。

图12是对图11的图像进行了数字处理所得的图像。

图13是对图12的图像进行了数字处理所得的图像。

图14是对图13的图像进行了数字处理所得的图像。

图15是对图14的图像进行了数字处理所得的图像。

图16是对图15的图像进行了数字处理所得的图像。

图17是表示本发明的实施例3的焊接部位的数字图像。

具体实施方式

以下，基于附图来详细说明本发明的实施方式。图1是表示成为本发明的一实施方式的滚子轴承用焊接保持架的整体立体图。图2是表示该实施方式的环部的放大立体图，示出图1中的圆圈部分II。图3及图4是表示该实施方式的环部的放大立体图，图3表示图1中的圆圈部分III，图4是将图3的中央部取出而进一步放大的图。本实施方式的滚子轴承用焊接保持架(以下，也简称为保持架10)具备一对环部11、11和将一对环部11、11彼此结合的多个柱部16。

在以下的说明中，将保持架10的中心称为轴线O。保持架10为M型保持架。参照图1，关于M型保持架的多个柱部16，柱部16的中央区域位于内径侧而与轴线O平行地延伸，柱部16的两端部位于外径侧而与轴线O平行地延伸，柱部16中的将中央区域与端部结合的中途区域相对于轴线O倾斜地延伸。环部11从柱部16的两端部向内径侧伸出。这样，环部11为向内凸缘，因此也称为突缘部。即，当利用包含轴线O的平面将保持架10剖切时，柱部16及一对环部11、11的截面为M字形状。本实施方式的环部11的内径面位于比柱部16的中央区域靠内径侧的位置。

在一对环部11、11与周向上相邻的柱部16、16之间划分出兜孔19。在各兜孔19中配置未图示的滚子。滚子没有特别限定形状，例如为针状滚子。

在各柱部16中的划分出兜孔19的兜孔面16m上形成有内径侧滚子防脱部17及外径侧滚子防脱部18。内径侧滚子防脱部17排列在柱部16的中央区域。外径侧滚子防脱部18排列在柱部16的两端部。在隔着一个兜孔19对置的两个兜孔面16m、16m上分别形成的内径侧及外径侧滚子防脱部17、18保持滚子(图示省略)以免其从兜孔19脱落。本实施方式也可以是向一个滚子轴承用焊接保持架10装入有多个滚子的带保持架的滚子。

滚子轴承用焊接保持架10向例如具备太阳轮、行星齿轮、齿圈及行星轮架的行星齿轮机构(图示省略)装入。具体而言，具备滚子轴承用焊接保持架10的滚子轴承向由行星轮架支承为旋转自如的行星齿轮的中心部装入。伴随着行星轮架自转而行星齿轮及滚子轴承用焊接保持架10公转。或者，滚子轴承用焊接保持架10向内燃机的连杆的枢轴(图示省略)装入，伴随着连杆的动作而与枢轴一起公转。

接下来，说明本实施方式的制造工序。

图5是表示滚子轴承用焊接保持架的制造工序中的代表性的工序的简图。首先，如图5的(a)所示，准备成为焊接保持架10的原料的带状的钢板(以下，称为带钢、带板或母材)。带钢的材质可列举JIS-SPC、JIS-SCM415、JIS-SCM420等冷轧钢板。或者，可以使用JIS-S15C等低碳钢、JIS-S45C等中碳钢。

接下来，如图5的(b)所示，针对带钢以使截面形状成为M字状的方式进行M型模板成型工序。在此，M字状是指以在如后所述那样修圆成圆筒状时带钢的宽度方向中央部与带钢的两侧缘在径向上设有高低差的方式进行塑性变形。M型模板成型工序通过在由中央部为凸状的上模具和中央部为凹状的下模具构成的成型辊之间夹入带钢并按压来进行。此时，带钢的宽度方向两缘部的角被修圆而形成倒角部12。

接下来，如图5的(c)所示，针对截面M字形状的带钢进行用于形成保持滚子的兜孔的兜孔冲裁工序。兜孔冲裁工序通过准备具有冲裁刀的冲头并沿带钢的厚度方向将冲头的刀尖压靠而对该带钢进行冲裁来进行。残存于相邻的兜孔彼此之间的带钢部分构成保持架的柱部16。而且，残存于比兜孔靠宽度方向外侧的位置的带钢部分构成保持架的环部原料11s。

接下来，进行在柱部16的端部形成爪状的外径侧滚子防脱部18的爪形成工序。在爪形成工序中，将柱部16的端部固定，从内径侧通过冲压进行按压，由此将柱部16的端部的外径侧的周向的宽度尺寸扩宽地成型、形成。

然后，进行以作为规定的长度而成为保持架10的圆周长度的方式将带钢切断的切断工序。切断以横穿兜孔19的方式进行，结果是残存的两侧(环部原料11s)被切断。环部原料11s的端部相对于带钢厚度方向被倾斜地切断，从带钢宽度方向观察时成为倾斜形状(参照图6)。以下，将其称为倾斜端部13s。通过切断工序切出梯子状的保持架原料。

接下来，如图5的(d)所示，进行将切断成一周的量的长度的带钢呈圆筒状折弯来将该带钢修圆的弯曲工序。通过修圆，带钢的长度方向成为保持架的周向，带钢的厚度方向成为保持架的径向，带钢的宽度方向成为保持架的轴线方向，倒角部12为外径侧。而且，通过弯曲工序，相互对置的兜孔面16m、16m的间隔在柱部16的中央区域变窄。结果是，柱部16的中央区域的内径侧构成内径侧滚子防脱部17。在此附带而言的话，如图6所示，倾斜切割的前端彼此在外径侧相互对置。切断面的倾斜角是包含在相对于带钢的长度方向或保持架10的周向为30°以上且80°以下的范围内的规定值。在周向上不相连的各柱部16的端部的外径面被磨削，构成属于共同的圆筒的曲面。

接下来，如图5的(e)所示，进行将折弯的钢板的两端部(倾斜端部13s、13s)相互接合的焊接工序。由此，环部原料的端部彼此被焊接，制成环部11。

接下来，根据需要，进行对通过焊接而接合的圆筒状的焊接保持架10的外径面进行磨削的第一磨削工序。在此，在沿周向相连的环部11、11的外径面处呈现出平滑的圆筒状的曲面。第一磨削工序能够省略。

然后，优选的是，作为热处理工序，可以进行渗碳淬火回火处理。通过该热处理工序，使焊接保持架的强度提高。在对保持架实施淬火的情况下，通过淬火时的骤冷而使结晶粒微细化。在是碳的含量多的钢的情况下，可以进行氮化处理、整体淬火处理等其他的热处理工序。在是低碳钢的情况下，优选渗碳淬火或渗碳氮化淬火。在如本实施方式那样是受到由离心力产生的加速度的保持架的情况下，保持架的轻量化有助于疲劳强度的提高。在该情况下，优选使用JIS-SCM415、JIS-SCr415、高张力钢等的带板，实施渗碳淬火回火或渗碳氮化淬火回火。

这样，制造出图1所示的焊接保持架10。接下来，向焊接保持架10的各兜孔19中装入滚子(图示省略)，制造滚子轴承。

详细说明前述的焊接工序。

图6是表示将一周的量的环部原料11s修圆而使由金属构成的环部原料11s中的倾斜端部13s、13s彼此接近的状态的放大侧视图。环部原料是前述的带钢的宽度方向侧缘。在本实施方式中，以倾斜切割的端部的外径侧彼此相互接近且端部的内径侧彼此相互远离的方式相面对。接下来，使相互面对的端部接触并施加压力而使端部相互压靠，利用在带钢中流过大电流的电阻对焊使带钢的两端部熔融而接合，制成圆形的保持架。本实施方式的焊接部位13以带钢为母材。

需要说明的是，在图6中，在倾斜端部13s、13s中的尖细形成的前端部分彼此相互接近的端部外径侧，倾斜端部13s的熔融区域大。相对于此，在从前端部离开的倾斜端部13s、13s的内径侧，倾斜端部13s的熔融区域小。

图7是利用数字拍摄装置拍摄本实施方式的焊接部位13所得的图像(以下，也称为实施例1)，该图像通过利用图4中与轴线O呈直角的截面VII剖切环部11并按照下述的步骤将该剖切面浸渍于硝酸醇溶液使其变色并进行拍摄而得到。焊接部位13利用前述的图6所示的焊接方法来制作，在径向一侧包括白色系的熔融接合部13a，在径向另一侧包括灰色系的扩散接合部13b。并且，由于一端部与另一端部接合，因此为了方便起见而将焊接部位13的周向中心面称为接合面13c。而且，母材15因焊接而被加热。将与焊接部位13的周向两侧相邻的母材称为热影响部14。

说明制成图7所示的剖切面的步骤。首先，准备包含硝酸及醇(alcohol)的检查液。检查液是硝酸醇溶液(Nital)，具体而言例如是市售的硝酸浓度3体积％的浓硝酸乙醇溶液。或者，检查液通过将包含在浓度60～62重量％的范围内的规定浓度的浓硝酸用浓度99.5重量％或体积％的乙醇(ethanol)稀释而作成。或者，检查液是浓硝酸相对于整体的比率包含在3～10体积％的范围内的规定浓度的硝酸乙醇溶液。需要说明的是，检查液中的醇也可以是甲醇。或者，检查液也可以是苦味酸醇溶液。

接下来，在使用室温的硝酸醇溶液作为检查液的情况下，将保持架10的截面VII(图4)浸渍在检查液中，在经过了3秒以上且5秒以下的时间之后从检查液中取出截面VII，根据截面VII的颜色变化来判断焊接部的形状。需要说明的是，在使用室温的苦味酸醇溶液的情况下，优选将保持架10的截面VII浸渍30分钟。

熔融接合部13a是在焊接接合时通过母材完全熔融并熔入而接合的部分。在熔融接合部13a，母材的碳化物向基质相熔入。因此，当通过硝酸醇溶液将熔融接合的截面腐蚀时，与扩散接合部13b或热影响部14等不完全熔融部相比呈现白色。上述的熔融接合发挥大的接合强度，但是熔融金属会溢出，焊接部位的表面倾向于大幅地隆起。这样的话，在隆起的附近产生应力集中而导致疲劳强度下降。

扩散接合部13b是在焊接接合时母材未熔融而通过对接来接合的部分。在扩散接合部13b，母材的碳化物未向基质相熔入，金属原子彼此扩散地接合。因此，当通过硝酸醇溶液将扩散接合的截面腐蚀时，成为与热影响部相同的色相，因此能够与熔融金属进行比较而辨别出。上述的扩散接合与熔融接合相比接合强度小，但是金属未熔融，因此不易溢出，焊接部位的表面的隆起倾向于小。

热影响部14是由于焊接接合的加热而母材的组成发生了变化的部分。

需要说明的是，作为未图示的变形例，在与图6相反而是端部的外径侧彼此相互远离且端部的内径侧彼此相互接近地面对的倾斜切割的情况下，焊接部位成为与图7相反的形状。即，白色系的熔融接合部13a配置在内径侧，灰色系的扩散接合部13b配置在外径侧。

将说明返回图7，在本实施方式中，白色系的熔融接合部13a配置在外径侧，灰色系的扩散接合部13b配置在内径侧。熔融接合部13a是越接近环部11的外径面11d则周向尺寸越增大的等腰三角形。该等腰三角形的中心线与接合面13c一致。在将焊接部位13的径向尺寸Lr、即从外径面11d至内径面11c的尺寸Lr设为100％时，接合面13c处的扩散接合部13b的径向尺寸La包含在70％以上且95％以下的范围内。而且，接合面13c处的扩散接合部13b的径向尺寸Lr-La包含在30％以下且5％以上的范围内。

本实施方式的焊接部位13由于熔融长度率La/Lr包含在70％以上且95％以下的范围内，因此在焊接部位13处，隆起减少，未产生应力集中，能够确保疲劳强度。而且，通过包含在该范围内，由此本实施方式充分地含有熔融金属，能够确保所需的接合强度。

为了容易理解上述的实施例1而说明对比例。

图8是表示对比例1的焊接部位的数字图像。在对比例1的环部111中，扩散接合部13b占据接合面13c的整体，从外径面11d扩及至内径面11c。即，焊接部位13不包括熔融接合部(熔融长度率La/Lr＝0％)。而且，扩散接合部13b虽然在外径面11d处隆起，但是在内径面11c处未隆起。

图9是表示对比例2的焊接部位的数字图像。在对比例1的环部112，熔融接合部13a占据接合面13c的整体，从外径面11d扩及至内径面11c。焊接部位13不包括扩散接合部(熔融长度率La/Lr＝100％)。熔融接合部13a的周向尺寸越靠外径侧越大，因此从轴线方向观察的形状成为等腰梯形。而且，熔融接合部13a在外径面11d及内径面11c处隆起。

在实施例1的试验体的焊接部位13、对比例1的试验体的焊接部位13和对比例2的试验体的焊接部位13处进行了疲劳强度试验。需要说明的是，为了避免因隆起产生的应力集中，以相对于构成环部内径的圆弧而言内径面11c的隆起成为0.3mm以下的方式制成了各试验体。而且，对它们的母材也进行了疲劳强度试验，测定了疲劳极限。疲劳极限是指即使对试验体赋予1000万次以上的反复载荷(在本试验中为脉动弯曲载荷)也不会发生破损的应力，根据反复载荷来求出。将疲劳强度的指标设为疲劳极限。作为这些试验体，准备了外径22mm、内径14mm、宽度14mm的M形焊接保持架。环部的轴向尺寸(母材板厚)为0.7mm。材质设为JIS-SCM415，在焊接后实施了渗碳淬火回火。在渗碳淬火回火后，距硬度成为513Hv的表面的深度(有效硬化层深度)为0.06mm，表面硬度为约600Hv。环部的测定结果如表1所示。

[表1]

表1焊接长度率和疲劳极限的比较

熔融长度率％	疲劳极限MPa
		0	401
70	879
		100	823
(母材)	837

在实施例1中，熔融长度率La/Lr为70％，疲劳极限为879MPa。在对比例1中，熔融长度率La/Lr为0％，疲劳极限为401MPa。在对比例2中，熔融长度率La/Lr为100％，疲劳极限为823MPa。需要说明的是，母材的疲劳极限为837MPa。从以上可知，根据实施例1，能够得到与母材同等以上的疲劳极限。

接下来，说明对焊接部位13的数字图像进行图像处理而求出焊接部位13的熔融长度率La/Lr的方法。

图10涉及本实施方式的实施例2，是表示实施例2的焊接部位13的数字图像，该数字图像通过利用图4中与轴线O呈直角的截面VII剖切环部11并将该剖切面以规定的条件浸渍于硝酸醇溶液使其变色并进行拍摄而得到。

图10中，为了利用数字图像处理来辨别熔融接合部，使用图像处理软件ImageJ进行了图像处理。图11是将图10的图像转换成8位灰度级的图像。图12是将图11的图像中央部剪切所得的放大图像。图13是对图12的图像实施了直方图平坦化处理所得的图像。图14是在图13的图像的空间频率下施加低通滤波而去除了高频噪声所得的图像。该低通滤波是在ImageJ的带通滤波器中将低频成分设定为1000像素且将高频成分设定为20像素的范围的处理。图15是对图14的图像实施了直方图平坦化处理所得的图像。图16是对图15的图像实施了二值化处理所得的图像，在ImageJ的Threshold(阈值)设定中，黑侧阈值设为20，白侧阈值设为180。这样得到了熔融接合部13a及环部11以外的空间为白且除此以外为黑的图像(图16)。并且，计测了熔融接合部13a的径向尺寸La和焊接部位13的径向尺寸Lr。

按照上述的步骤，得到了另外的实施例3的图像(图17)。并且，计测了熔融接合部13a的径向尺寸La和焊接部位13的径向尺寸Lr。在另外的实施例3中，磨削环部11的外径面而以仿效环部外径面的方式修整成圆弧形状。相对于此，在实施例2中，如图16所示，焊接部位的外周面相对于环部11的外径面隆起。

需要说明的是，对于实施例2及实施例3，在焊接接合后实施了渗碳淬火回火。沿着环部11表面的渗碳部呈现黑色，因此在图16及图17中，白色的熔融接合部13a在外观上减少，但是在实施例2及实施例3中，由于从外径面开始熔融，因此黑色的外径面渗碳部是熔融区域。因此，在图16及图17中，熔融接合部13a的径向尺寸La可以是以环部11的外径面为起点来计测。

接下来，说明焊接不良的检测方法。

作为试验体，以没有渗碳淬火回火及有渗碳淬火回火的方式准备熔融长度率La/Lr＝0％的焊接保持架，在焊接部位与除此以外的母材分别测定了表面硬度、抗拉强度及对称交变疲劳极限。而且，作为试验体，以有渗碳淬火回火的方式准备熔融长度率La/Lr＝70％的焊接保持架，在焊接部位测定了表面硬度、抗拉强度及对称交变疲劳极限。而且，作为试验体，以有渗碳淬火回火的方式准备熔融长度率La/Lr＝100％的焊接保持架，在焊接部位测定了表面硬度、抗拉强度及对称交变疲劳极限。它们的测定结果如表2所示。

[表2]

表2根据热处理的状态、熔融长度率的不同所得的表面硬度、抗拉强度的比较

参照表2，就焊接后且渗碳淬火回火前的表面硬度而言，焊接部位(413Hv)为母材(180Hv)的2.3倍。其理由是因为，当将母材的端部彼此焊接而放置在空气中时，焊接部位的表面被冷却而硬化。接下来实施渗碳淬火回火时，焊接部位(605Hv)与母材(603Hv)变得相等。

说明焊接部位的与熔融状态(熔融长度率La/Lr为0％、70％、100％及未受到热影响的母材)有关的抗拉强度及与渗碳淬火回火前后有关的抗拉强度。关于拉伸试验，参照图7，从环部11切出包括焊接部位13及周向两侧的母材15在内的区域，对切出的试验片赋予与接合面13c垂直的方向的拉伸载荷，计测焊接部位的拉伸载荷。而且，仅切出母材15，计测母材15的拉伸载荷。抗拉强度设为将试验片断裂为止的最大拉伸载荷除以环部的非焊接部位(即母材)的截面积所得的值。截面积是与环部11的周向正交的平坦的剖切面的面积。

在焊接后且渗碳淬火回火前，在熔融长度率La/Lr＝0％的试验片中，焊接部位的抗拉强度(555MPa)比母材的抗拉强度(466MPa)大。作为其理由，认为是由于焊接部位的表面硬度(413Hv)比母材的表面硬度(180Hv)大。另一方面，在渗碳淬火回火后的熔融长度率La/Lr＝0％的试验片中，虽然焊接部位的表面硬度(605Hv)与母材的表面硬度(603Hv)同等，但是焊接部位的抗拉强度(893MPa)比母材的抗拉强度(1185MPa)小。因此，在渗碳淬火回火前的试验片中即使进行拉伸试验，也无法检测出熔融长度率La/Lr＝0％的焊接保持架的疲劳极限的下降。

根据表2，在渗碳淬火回火后的熔融长度率La/Lr＝0％的试验片中，焊接部位的表面硬度(605Hv)与母材的表面硬度(603Hv)同等。关于抗拉强度，熔融长度率La/Lr＝0％的焊接部位比母材小，熔融长度率La/Lr＝100％的焊接部位比母材大。对称交变疲劳极限表现出与抗拉强度同样的倾向。

根据表2，为了利用拉伸试验来检测出疲劳极限的下降，优选焊接部位的表面硬度(维氏硬度)为母材的表面硬度(维氏硬度)的90％以上且110％以下。

当说明热处理时，热处理存在例如整体淬火、渗碳淬火、渗碳氮化、高频淬火、激光淬火等。也可以对本实施方式的焊接保持架实施渗碳淬火以外的热处理。为了增大弯曲疲劳强度，可以实施渗碳淬火或渗碳氮化，焊接保持架的表面硬度优选为600Hv以上。

从抑制在焊接部位处环部的内径面11c(或外径面11d)隆起这一情况的观点出发，应抑制熔融金属量过度增大。因此，在本实施方式中，优选熔融长度率La/Lr＝95％以下。

为了将焊接部位的疲劳极限提高成与母材同等，优选焊接部位的抗拉强度与母材的抗拉强度同等，更优选为1100MPa以上。而且，优选对焊接保持架实施渗碳淬火回火这样的热处理而使焊接保持架(焊接部位及母材)的表面硬度为600Hv以上。

特别是熔融长度率La/Lr＝70％的焊接部位，其与母材同等，对称交变疲劳极限比熔融长度率La/Lr＝0％及100％的焊接部位大。由此，可知熔融长度率La/Lr＝70％的焊接部位与熔融长度率La/Lr＝0％及100％的焊接部位相比疲劳极限优异。

以上，参照附图说明了本发明的实施方式，但是本发明没有限定为图示的实施方式的结构。可以对图示的实施方式在与本发明相同的范围内或等同的范围内施加各种修正、变形。例如可以从上述的一实施方式提取一部分的结构，从上述的另一实施方式提取另一部分的结构，将这些提取出的结构组合。

产业上的可利用性

本发明在一边自转一边公转的滚动轴承的自转中心处能有利地利用。

符号说明：

10滚子轴承用焊接保持架、11、111、112环部、11c内径面、11d外径面、11s环部原料、13焊接部位、13a熔融接合部、13b扩散接合部、13c接合面、13s倾斜端部、14热影响部、15母材、16柱部、16m兜孔面、17、18滚子防脱部、19兜孔、La熔融接合部的径向尺寸、Lr焊接部位的径向尺寸、La/Lr熔融长度率、O轴线。

Claims (8)

1.一种滚子轴承用焊接保持架，其具备沿周向延伸的母材和将所述母材的一端及另一端通过焊接相互接合而成的焊接部位，所述滚子轴承用焊接保持架利用在所述母材上沿周向空出间隔地形成多个的兜孔来保持滚子，其中，

所述焊接部位包括径向一侧的熔融接合部及径向另一侧的扩散接合部，

所述熔融接合部的径向尺寸为所述焊接部位的径向尺寸的70％以上且95％以下。

2.根据权利要求1所述的滚子轴承用焊接保持架，其中，

所述熔融接合部沿着所述焊接部位的外径面设置，所述扩散接合部沿着所述焊接部位的内径面设置。

3.根据权利要求1或2所述的滚子轴承用焊接保持架，其中，

所述焊接部位的内径面的隆起量以所述母材的内径面为基准而在0.3mm以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的滚子轴承用焊接保持架，其中，

对所述焊接部位的外径面实施研磨加工，所述焊接部位的外径面具有与所述母材的外径面相同的曲率。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的滚子轴承用焊接保持架，其中，

所述焊接部位通过被实施渗碳淬火回火处理而表面硬度为600Hv以上，抗拉强度为1100MPa以上。

6.一种带保持架的滚子，其具备：

权利要求1～5中任一项所述的滚子轴承用焊接保持架；以及

保持于所述兜孔的滚子。

7.一种熔融接合部的辨别方法，其中，

通过对权利要求1～4中任一项所述的滚子轴承用焊接保持架实施研磨加工而在所述焊接部位制作截面，

在利用硝酸醇溶液使所述截面腐蚀之后拍摄数字图像，

对所述数字图像进行数字图像处理，辨别所述熔融接合部与该熔融接合部以外的部分的交界。

8.一种滚子轴承用焊接保持架的品质确认方法，其中，

对权利要求1～4中任一项所述的滚子轴承用焊接保持架实施热处理，

在所述热处理之后执行使所述焊接部位断裂的拉伸试验，确认通过所述拉伸试验测定的所述焊接部位的抗拉强度是否在规定范围以内。

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