CN1703590A - 滚动轴承及其材料和具有使用该滚动轴承的旋转部的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低噪声同时耐腐蚀、使用寿命长的低成本的滚动轴承、滚动轴承使用的材料以及具有使用该滚动轴承的旋转部的设备。为此，在内轮(2)与外轮(1)之间具备多个滚动体(3)。内轮(2)与外轮(1)的至少一方采用特定化学成分的耐腐蚀轴承钢，该耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的当量圆直径平均值为0.2～1.6微米，共晶碳化物的平均面积为0.03～2平方微米，共晶碳化物的面积率为2～7％，耐腐蚀轴承钢的硬度为HRC58～62，耐腐蚀轴承钢中的残留奥氏体量为6体积％以下。
Description
技术领域
本发明涉及滚动轴承、滚动轴承用的材料及具有使用该滚动轴承的旋转部的设备。特别是涉及适用于VTR、电子计算机外围设备等精密机器的旋转部的滚动轴承和滚动轴承用的材料及具有使用该滚动轴承的旋转部的设备。
背景技术
作为向来使用的轴承钢，使用如下所述的钢材。
在滚珠轴承和滚棒轴承那样的滚动轴承中，接触面的压强达到1000～1300Mpa，有时达到3000～4000Mpa的轴承，使用含碳素高的高碳铬轴承钢或表面渗碳的硬化处理的钢材。高碳铬轴承钢以1.1％C-1～1.5％Cr为主成分，利用Mn和Mo的添加量改变淬火性能。这一钢种在从1050～1120K的温度淬火之后用420～470K的温度回火，形成7～8％的球状渗碳体分散于马氏体中的组织，回火之后的硬度高达HRC58～64，因此可以希望得到发纹、非金属夹杂物少的干净的钢材，现在几乎都采用真空脱气进行碳素脱氧的方法制造，而且根据需要使用将电渣电渣重熔真空电弧重熔等特殊熔炼方法加以组合谋求减少非金属夹杂物，使组织微细化的材料。
又，渗碳轴承是对表面硬化钢进行渗碳制作成的，具有高表层硬度和柔软的芯部，特别适合使用于有冲击负荷的用途。
又，在超过390K环境下使用的轴承中，低温回火型的钢材，由于会发生组织变化、软化和尺寸变化因此不能够使用。因此使用M50(0.8C-4Cr-4.3Mo-1V)或T1(0.7C-4Cr-18W-1V)等高温回火型的高碳素高合金钢。
但是，已有的轴承钢分别具有如下所述的缺点。
即表面渗碳钢与高碳铬轴承钢相比，在熔解精练上难以使氧含量降低，容易产生氧化物等非金属夹杂物，是滚动寿命降低的主要原因。
又，高碳素高合金钢也容易生成使滚动寿命下降的巨大碳化物。
在这一点上，高碳铬轴承钢不存在这样的缺点，而且能够得到高加工精度，因此适合特别要求转动时低噪声的精密机器旋转部使用。但是，高碳铬轴承钢容易生锈，外表需要涂防锈油，而该防锈油汽化有时候会影响精密机器的正常工作。
因此在腐蚀性气氛中使用的轴承上使用耐腐蚀性和耐磨性优异的相当于SUS440C钢的马氏体系不锈钢。但是，这样的不锈钢中，存在在钢水凝固时由共晶反应产生的共晶碳化物和钢水中的原材料的杂质发生化学变化产生的氧化铝等非金属夹杂物，在对钢材进行切削加工时，共晶碳化物和非金属夹杂物与钢材的组织之间存在切削性能差异，不能够进行高精度的切削加工，特别是在滚动轴承中，不能够对内外轮的转动槽进行高精度加工，因此转动时的振动会产生比较大的噪声，不能够使用于精密机器的旋转部。
因此就有低噪声而且耐磨性和耐腐蚀性优异的滚动轴承被提出(参照例如专利文献1和专利文献2)。
上述专利文献1中提出了“在内外轮之间设置由高碳铬轴承钢构成的多个滚珠，内外圈的至少一方采用硬度为HRC58以上，而且共晶碳化物的直径为10微米以下的马氏体系不锈钢形成的滚珠轴承”。
又，在专利文献2中提出了“在外轮和内轮之间夹着多个滚动体的不锈钢制的滚动轴承中，上述不锈钢由重量比为C：0.6～0.75％，Si：0.1～0.8％，Mn：0.3～0.8％，Cr：10.5～13.5％，残量为Fe和不可避免混入的杂质构成，其含有的共晶碳化物长径为20微米以下，面积率为10％以下的滚动轴承”。
专利文献1：日本特开平6-117439号公报
专利文献2：日本特公平5-2734号公报
在共晶碳化物巨大化时巨大的碳化物出现在轴承表面的情况下，如上所述，由于该碳化物与周围的基体的切削性能差异，形成正确的精加工面形状是困难的，因此转动时存在噪声大的问题。又，在作为轴承使用的情况下巨大化合物与周围的基体之间产生耐磨性能差异，由于开裂从表面脱落，破坏表面形状导致噪声明显上升。因此，最好是尽量减小碳化物的尺寸，使轴承表面尽量减少碳化物的出现，如上述专利公报中所述，碳化物的直径在20微米以下或10微米以下能够有效减少噪声。但是，仅仅抑制碳化物的尺寸是不能够得到满意的低噪声水平的。另一方面，为了使碳化物直径减少到那样的程度，需要在制造技术中增加工序，这样会导致大幅度增加制造成本，因此这样的手段是不现实的。
本发明鉴于已有的技术中存在的这样的问题而作出，其目的在于提供低噪声水平同时具备耐腐蚀性和使用寿命(与耐磨性相当的性能)长的低成本的滚动轴承、滚动轴承用的材料以及具有使用该滚动轴承的旋转部的机器。
发明内容
本发明是对钢铁中的化学成分、耐腐蚀轴承钢中的共晶碳化物的当量圆直径的平均值、共晶碳化物的平均面积以及共晶碳化物的面积率和耐腐蚀轴承钢的硬度、耐腐蚀轴承钢中残留的奥氏体量、着眼于平均晶粒直径，这些数值与切削性(加工性能)、具有滚动轴承和旋转部的机器的低噪声性、使用寿命和制造成本等的关系进行锐意研究得到的结果。
也就是说，通过相对减少为延长使用寿命和提高耐腐蚀性而添加的C和Cr的含量，可以抑制共晶碳化物的生成。于是，为了避免由于减少C和Cr的含量而造成的不良结果，添加了比较多的Cu和Mo。
又，减小共晶碳化物的最大长径显然能够有效减少滚动轴承的噪声，但是，实际上采用用于大批量生产工序的一般的制造技术是困难的，而增加附加工序又使制造成本大幅度上升。根据这点，在考虑制造成本的情况下，将共晶碳化物的当量圆直径平均值、共晶碳化物的平均面积以及共晶碳化物的面积率维持在一定范围能够在改善切削性能上取得一定效果，而且，又不招致制造成本的上升，因此是理想的方法。
又，共晶碳化物的当量圆直径的平均值通常为约2.0～2.8微米，而将该当量圆直径的平均值减小对于切削性能的改善是有效的，最好是采用0.2～1.6微米。还有，当量圆直径的平均值是指用图像分析装置求各共晶碳化物的面积，将其面积换算为圆时的直径的平均值。
还有，共晶碳化物的平均面积通常约为3.0～6.0平方微米，将该平均面积减小对切削性能的改善是有效的，最好是在0.03～2.0平方微米范围。
又，为了改善切削性能，最好是限制共晶碳化物的绝对量，因此，共晶碳化物的面积率最好是采用2～7％。还有，所谓面积率是指在视野的全部测定面积中所占的共晶碳化物的总面积比例(％)。
又，为了确保轨道面或滚动面的滚动寿命以及耐磨性能和韧性，耐腐蚀轴承钢的硬度最好是洛氏硬度HRC58～62。
又，为了在负荷和冲击时不在轨道面或滚动面造成有害的永久变形，有必要抑制残留的奥氏体量，最好是使其在6体积％以下。将残留奥氏体量抑制于比较低的程度，能够提高轨道或滚动面的耐压痕性能，而且还能够防止轨道面或滚动面的表面精度随着使用时间而劣化。
还有，为了使加工性能和硬度稳定，最好是平均晶粒直径在6～9.5微米范围内。
也就是说，本发明的第一种是一种滚动轴承，在内轮与外轮之间具备多个滚动体，其特征在于，在所述内轮与外轮的至少一方采用重量比为，C为0.5～0.56％，Si为1％以下，Mn为1％以下，P为0.03％以下，S为0.01％以下，Cr为8.00～9.50％，Mo为0.15～0.50％，Cu为0.30～0.70％，Ti为15ppm以下，V为0.15％以下，O为15ppm以下，残量为Fe和不可避免混入的杂质的耐腐蚀轴承钢，该耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的当量圆直径平均值为0.2～1.6微米，共晶碳化物的平均面积为0.03～2平方微米，共晶碳化物的面积率为2～7％，耐腐蚀轴承钢的硬度为HRC58～62，耐腐蚀轴承钢中的残留奥氏体量为6体积％以下。
本发明的第二种是一种滚动轴承，在内轮与外轮之间具备多个滚动体，其特征在于，所述内轮、外轮和滚动体都采用重量比为，C为0.5～0.56％，Si为1％以下，Mn为1％以下，P为0.03％以下，S为0.01％以下，Cr为8.00～9.50％，Mo为0.15～0.50％，Cu为0.30～0.70％，Ti为15ppm以下，V为0.15％以下，O为15ppm以下，残量为Fe和不可避免混入的杂质的耐腐蚀轴承钢，该耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的当量圆直径平均值为0.2～1.6微米，共晶碳化物的平均面积为0.03～2平方微米，共晶碳化物的面积率为2～7％，耐腐蚀轴承钢的硬度为HRC58～62，耐腐蚀轴承钢中的残留奥氏体量为6体积％以下。
本发明的第三种是一种滚动轴承，在轴的外周形成滚动槽，在该滚动槽与外轮内周的滚动槽之间具备多个滚动体，其特征在于，所述轴和所述外轮的至少一方采用重量比为，C为0.5～0.56％，Si为1％以下，Mn为1％以下，P为0.03％以下，S为0.01％以下，Cr为8.00～9.50％，Mo为0.15～0.50％，Cu为0.30～0.70％，Ti为15ppm以下，V为0.15％以下，O为15ppm以下，残量为Fe和不可避免混入的杂质的耐腐蚀轴承钢，该耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的当量圆直径平均值为0.2～1.6微米，共晶碳化物的平均面积为0.03～2平方微米，共晶碳化物的面积率为2～7％，耐腐蚀轴承钢的硬度为HRC58～62，耐腐蚀轴承钢中的残留奥氏体量为6体积％以下。
本发明的第四种是在第一、第二或第三种发明的滚动轴承中，平均晶粒直径为6～9.5微米。
本发明的第五种是一种滚动轴承用的材料，其特征在于，是重量比为，C为0.5～0.56％，Si为1％以下，Mn为1％以下，P为0.03％以下，S为0.01％以下，Cr为8.00～9.50％，Mo为0.15～0.50％，Cu为0.30～0.70％，Ti为15ppm以下，V为0.15％以下，O为15ppm以下，残量为Fe和不可避免混入的杂质的耐腐蚀轴承钢，该耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的当量圆直径平均值为0.2～1.6微米，共晶碳化物的平均面积为0.03～2平方微米，共晶碳化物的面积率为2～7％。
本发明的第六种是一种设备，具有使用第一或第四发明的滚动轴承的旋转部。
本发明的第七种是一种设备，具有使用第二或第四发明的滚动轴承的旋转部。
本发明的第八种是一种设备，具有使用第三或第四发明的滚动轴承的旋转部。
本发明的第九种是，具有上述第六、第七或第八种发明任一种记载的旋转部的设备为硬盘驱动器。
本发明的第十种是，具有上述第六、第七或第八种发明任一种记载的旋转部的设备为精密机器。
在本发明中，所谓“低噪声”是指“将某种金属材料加工为滚动体、内轮或外轮组装为滚动轴承，并将该轴承装在硬盘驱动器等精密机器中运行时，该精密机器发出的噪声中用金属材料引起的噪声小”。该噪声是滚动轴承旋转中发生的振动引起的，该振动的发生如上所述在很大的程度上取决于滚动体、内轮、外轮的形状精度。使用于硬盘驱动器等精密机器领域的比较小型的滚动轴承，对在其他用途上不成问题的低噪声是非常重要的。
因此，在内轮和外轮之间具有多个滚动体的滚动轴承的内轮和外轮的至少一方采用本发明的耐腐蚀轴承钢，或具有外轮上形成滚动槽的轴与外轮之间具备多个滚动体的滚动轴承的所述轴和外轮的至少一方采用本发明的耐腐蚀轴承钢，这样，与高碳铬轴承钢相比，不容易生锈，能够谋求提高耐腐蚀性和使用寿命。
而且通过将耐腐蚀轴承钢含有的各成分控制如下，即C为0.5～0.56％，Si为1％以下，Mn为1％以下，P为0.03％以下，S为0.01％以下，Cr为8.00～9.50％，Mo为0.15～0.50％，Cu为0.30～0.70％，Ti为15ppm以下，V为0.15％以下，O为15ppm以下，残量为Fe和不可避免混入的杂质，共晶碳化物所占的部分(面积)压缩以一定的范围，能够谋求不使制造成本上升而又改善切削性能。
也就是使共晶碳化物的当量圆直径平均值为1.6微米以下，共晶碳化物的平均面积为2平方微米以下，共晶碳化物的面积率为7％以下，能够进一步改善切削性能，大幅度降低噪声。
但是，要使共晶碳化物的当量圆直径平均值、平均面积以及面积率更低，就要求特别的制造工序，招致制造成本大幅度上升。因此共晶碳化物的平均面积如果在0.2微米以上，共晶碳化物的平均面积在0.03平方微米以上，共晶碳化物的面积率为2％以上范围，则大致采用通常的制造工序就能够制造，因此几乎不使制造成本上升就能够实现经济的制造系统。
而且，如果内轮、外轮和滚动体都采用本发明的耐腐蚀轴承钢，则使用中即使温度升高，由于内轮、外轮以及滚动体全部都采用相同材料，也完全不会由于相互之间热膨胀系数的差异而发生畸变，即使在高温时也能够实现低噪声和长使用寿命的优异效果。
又，通过使耐腐蚀轴承钢的硬度为HRC58～62，能够确保轨道面或滚动面的滚动寿命以及耐磨性和韧性。
于是，通过使耐腐蚀轴承钢中的残留奥氏体量为6体积％以下，能够提高耐压痕性，能够防止轨道面或转动面的表面精度随着时间的经过而劣化。
而且，通过使平均晶粒直径为6～9.5微米，能够改善切削性能、噪声性能和寿命。
本发明的耐腐蚀轴承钢使用作为滚动轴承材料的情况下，使用于内轮、外轮、滚动体中的任何一项当然都能够发挥上述效果。例如仅在滚动体中使用本发明的耐腐蚀轴承钢，作为本发明权利要求5所述的滚动轴承用材料的实施形态，外轮和内轮也可以使用下面表3所示的已有的组成的不锈钢。
本发明的耐腐蚀轴承钢的成分(重量％)的限定理由如下。
C是赋予材料以高温强度和耐磨性所必需的结构材料，上面所述的专利文献2中，C的添加量为0.6～0.75％，而在本发明中，为了抑制碳化物的生成，C的含量采用0.5～0.56％。为了确保规定的高温强度和耐磨性，需要0.5％以上的C，但是，如果过多则生成大的共晶碳化物，降低切削性能，耐腐蚀性也会恶化，因此最好是采用0.56％以下。
Si为1％以下，Mn为1％以下，P为0.03％以下，S为0.01％以下，V为0.15以下，Ti为15ppm以下，O为15ppm以下，是由于这些元素如果过多就会助长加工硬化，降低切削性能，因此为了不降低切削性能并且抑制非金属夹杂物的生成将这些元素抑制在上述数字以下。还有，如果这些元素过多，就会有使淬火性能下降，马氏体化率下降这样的问题。
Cr、Cu以及Mo的数值的限定理由如下。
Cr与C结合形成碳化物，提高耐磨性能，同时，溶解于基体的Cr增加耐蚀性。本发明为了抑制碳化物的生成，比以往减少C的使用量，因此Cr也比专利文献2所述的含量(10.5～13.5％)减少，采用8.00～9.50％。为了避免由于减少C和Cr的含量而产生的不利影响，相对增加Cu和Mo的添加量。
也就是说，Cu具有提高耐腐蚀性和耐受气候影响性能的效果。但是，如果过多则容易发生裂纹，因此最好采用0.30～0.70％。
Mo对于提高淬火性能，防止结晶颗粒粗大化，还有提高耐腐蚀性是有效的。Mo含量如果低于0.15％，则这些效果就太小，如果高于0.50％则由于公知的淬火条件而不能淬火，又，Mo是非常贵的金属，因此Mo含量多会增加成本。
本发明如上所述构成，能够提供噪声很低同时具有耐腐蚀性和长使用寿命的低成本的滚动轴承、滚动轴承用材料以及具有使用这种滚动轴承的旋转部的设备。特别是，本发明是在VTR、计算机外围设备等中使用也能够降低摇臂用轴承的成本和降低噪声的具有很大工业效果的发明。
附图说明
图1是本发明的滚动轴承的实施例的纵剖面图。
图2是本发明的滚动轴承的另一实施例的纵剖面图。
图3表示共晶碳化物的当量圆直径的平均值(微米)与安德鲁(Anderon)值(M)的关系。
图4表示共晶碳化物的最大长径(微米)与成本指数的关系。
图5表示耐腐蚀轴承钢或不锈钢中析出的碳化物的SEM图像。
图6是表示硬盘驱动器的外观的立体图。
最佳实施方式
下面参照附图对本发明实施例进行说明，但本发明不限于下述实施例。
在图1中，1为外轮，2为内轮，3为滚动体。外轮1内周的滚动槽4与内轮2外周的滚动槽5之间充填着多个滚动体3。
外轮1和内轮2的材料使用下述表1所示组成(重量％)的本发明的耐腐蚀轴承钢，滚动体3的材料使用高碳铬轴承钢(SUJ2)，平均晶粒直径限定于本发明的范围内的情况(实施例1)、只在外轮1使用表1所示的组成的耐腐蚀轴承钢，内轮2和滚动体3的材料采用高碳铬轴承钢(SUJ2)，平均晶粒直径限定于本发明的范围内的情况(实施例2)、以及外轮1、内轮2以及滚动体3全部使用表1所示的组成的耐腐蚀轴承钢的情况(实施例3)的耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的面积率、最大长径、当量圆直径的平均值、平均面积、耐腐蚀轴承钢的洛氏硬度(HRC)与耐腐蚀轴承钢中残留的奥氏体量(体积％)和平均晶粒直径如下述表4所示。
在图2中，在轴6的外周上所刻的滚动槽7与外轮1内周的滚动槽4之间充填多个滚动体3(实施例4)。在本实施例4中，外轮1和轴6的材料采用表1所示的组成的耐腐蚀轴承钢，滚动体3使用高碳铬轴承钢(SUJ2)。这种情况下的耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的面积率、最大长径、当量圆直径的平均值、平均面积、耐腐蚀轴承钢的洛氏硬度(HRC)和耐腐蚀轴承钢中残留的奥氏体量(体积％)以及平均结晶粒直径如表4所示。
本实施例4中，外轮1和轴6两者使用本发明的耐腐蚀轴承钢，但是根据使用条件，也可以只在需要耐腐蚀和高温强度的一方采用耐腐蚀轴承钢，还有，也可以外轮1、轴6、和转动体3都采用耐腐蚀轴承钢。
还有，在实施例5中，外轮1与内轮2的材料如下述表2所示，采用与表1所述不同的组成(重量％)的本发明的耐腐蚀轴承钢，滚动体3的材料采用高碳铬轴承钢(SUJ2)，平均结晶粒直径限定于本发明的范围内。
而在实施例6中，外轮1、内轮2以及滚动体3全部使用表2所示的组成的耐腐蚀轴承钢，平均结晶粒直径限定于本发明的范围内。
实施例5和实施例6的情况下的耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的面积率、最大长径、当量圆直径的平均值、平均面积、耐腐蚀轴承钢的洛氏硬度(HRC)与耐腐蚀轴承钢中残留的奥氏体量(体积％)和平均结晶粒直径如表4所示。
在得到上述耐腐蚀轴承钢时，从1025℃温度下淬火于水中，然后，进行0℃以下的处理(-80℃)，再在170℃回火。
[表1]
(重量％)
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Cu | Mo | V | Ti | O |
| 0.52 | 0.25 | 0.70 | 0.023 | 0.002 | 9.11 | 0.49 | 0.29 | 0.03 | 14ppm | 15ppm |
| Fe＝残量 | ||||||||||
[表2]
(重量％)
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Cu | Mo | V | Ti | O |
| 0.50 | 0.25 | 0.50 | 0.010 | 0.003 | 8.85 | 0.51 | 0.40 | 0.04 | 13ppm | 12ppm |
| Fe＝残量 | ||||||||||
[表3]
(重量％)
| C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo | V | Ti | O |
| 0.68 | 0.85 | 0.64 | 0.021 | 0.016 | 12.20 | 0.17 | 0.11 | 14ppm | 12ppm |
| Fe＝残量 | |||||||||
[表4]
| 耐腐蚀轴承钢 | 滚动轴承 | |||||||||||
| 碳化物 | 其他性质 | 特性值 | ||||||||||
| 面积率(％) | 最大长径(μm) | 当量圆直径平均值(μm) | 平均面积(μm2) | 硬度(HRC) | 残留奥氏量(％) | 平均晶粒直径(μm) | Anderon值 | 加工性 | 寿命 | 成本 | ||
| M | H | |||||||||||
| 实施例1 | 2.6 | 13 | 0.2 | 0.03 | 58 | 4 | 8.62 | 2.36 | 1.80 | 109 | 108 | 95 |
| 实施例2 | 3.1 | 12 | 0.6 | 0.3 | 60 | 6 | 7.46 | 2.40 | 1.92 | 108 | 108 | 95 |
| 实施例3 | 2.4 | 17 | 1.5 | 1.8 | 59 | 4 | 10.2 | 2.60 | 1.98 | 108 | 105 | 95 |
| 实施例4 | 4.6 | 15 | 1.1 | 1.0 | 62 | 5 | 11.4 | 2.63 | 1.99 | 106 | 106 | 95 |
| 实施例5 | 5.2 | 17 | 0.7 | 0.4 | 62 | 6 | 7.0 | 2.44 | 1.85 | 108 | 108 | 95 |
| 实施例6 | 2.8 | 12 | 1.0 | 0.8 | 60 | 4 | 6.7 | 2.45 | 1.90 | 105 | 106 | 95 |
| 比较例1 | 2.6 | 12 | 1.8 | 2.5 | 60 | 6 | 8.7 | 2.76 | 2.12 | 102 | 103 | 132 |
| 比较例2 | 2.0 | 8 | 0.2 | 0.1 | 62 | 7 | 11.3 | 2.52 | 1.90 | 104 | 103 | 152 |
| 比较例3 | 7.3 | 35 | 2.8 | 6.2 | 59 | 7 | 9.5 | 3.47 | 2.94 | 99 | 102 | 94 |
| 已有例1 | 2.5 | 15 | 2.7 | 5.7 | 58 | 6 | 9.8 | 2.95 | 2.55 | 100 | 100 | 100 |
| 已有例2 | 2.2 | 8 | 2.1 | 3.5 | 60 | 7 | 10.5 | 2.90 | 2.25 | 102 | 102 | 138 |
耐腐蚀轴承钢中的共晶碳化物的面积率、最大长径当量圆直径的平均值以及平均面积可以利用杂质元素的管理、原料的调配和精炼、铸锭等制造工序中的制造条件(例如精炼时间、脱气条件、扩散热处理工序的插入等)进行控制。但是，特别是表3中表示其组成(重量％)那样的不锈钢中，为了使共晶碳化物的最大长径为20微米以下，由于使用特别的原料还增加制造工序，导致制造成本大幅度上升。
耐腐蚀轴承钢的平均结晶粒直径和硬度以及耐腐蚀轴承钢中的残留奥氏体量可以利用淬火时的加热温度和加热时间、冷却速度、冷却介质、冷却温度和时间、回火温度和回火时间等进行控制。
如表4所记载的本实施例1～6的滚动轴承的振动和噪声的评价试验根据AFBMA(The Anti-Friction Bearing Manufacturers Association，Inc.)的标准进行的试验结果(Anderon值)以及这些滚动轴承的加工性能(切削性能)、寿命和成本用指数表示。
表4中同时表示比较例1～3和已有例1、2的评价结果，而使用于其中的不锈钢组成如表3所示，与本发明的耐腐蚀轴承钢的表1和表2所示的组成大不相同。而且比较例1～3使用高碳素铬轴承钢(SUJ2)，外轮1和内轮2的材料使用表3所示的组成的不锈钢，不锈钢含有的共晶碳化物的面积率、当量圆直径平均值、平均面积以及不锈钢中的材料奥氏体量(体积％)中的至少一种的特性值偏离本发明的范围。
又，已有例1、2中，外轮1、内轮2以及滚动体3的材料都是表3所示的不锈钢，不锈钢含有的共晶碳化物的当量圆直径的平均值、平均面积以及不锈钢中残留的奥氏体量(体积％)中的至少一种特性值偏离本发明范围。
在表4中，Anderon值的M、H分别以测定频带区分，M表示中频带(300～1800Hz)，H表示高频带(1800～10000Hz)。在同一频带中，Anderon值越低，则表示噪声越低。
对于加工性能和寿命以及成本，以已有例1作为100指数表示，对于加工性能和寿命，数值越大表示越优异，对于成本则数值越小表示成本越低。还有，加工性能的评价根据利用精密车床进行外圆切削、切断切削，附加电流增加量的比较测定进行，寿命的评价通过由使用处所决定的规格，以20℃、80℃、100℃等温度进行一定时间的加热，使其旋转约1000小时，比较其后的旋转情况(声音、振动等)和润滑油的状态进行。
根据表4，可以指出如下情况。
(1)比较例2的碳化物的面积率、最大长径、当量圆直径的平均值以及平均面积最小，因此Anderon值比较低。但是，在外轮和内轮的材料使用已有的不锈钢的比较例2中，为了减小这些数值必须使用特别的制造工序，因此制造成本极高，不能够说是经济的材料。
(2)比较例1和已有例1、2，其碳化物的最大长径与实施例1～6相同或较短，而当量圆直径平均值和平均面积在本发明范围之外，比实施例1～6Anderon值大。而且，比较例1和已有例1、2，为了减小碳化物的最大长径，成本变得比实施例1～6高，特别是，已有例2和比较例1的碳化物的最大长径分别小到8微米、12微米，这些例子中当量圆直径平均值也比较小，因此，制造成本极高。
(3)比较例3其碳化物的面积率、当量圆直径平均值、平均面积以及残留奥氏体量都在本发明范围之外，Anderon值极大。
(4)与上述比较例和已有例相比，实施例1～6对于碳化物具有本发明范围内的合适的面积率、当量圆直径平均值以及平均面积，其他性质的耐腐蚀性轴承钢的硬度和耐腐蚀性轴承钢中的残留奥氏体量(体积％)和平均晶粒直径也具有在本发明范围内的合适数值，因此，Anderon值的水平不比比较例2逊色，加工性能、寿命和成本面都比已有例好。
图3表示这些当量圆直径平均值与Anderon值(M)的关系，图4表示最大长径与成本指数的关系。图3和图4中，“◎”表示实施例，“▲”表示比较例，“●”表示已有例。图3和图4可以说如实表示Anderon值低，成本低的本发明的特征。
在图4中，成本最低的是比较例3，但是，该比较例3如图3所示，Anderon值极高。由，在图3中，比较例2的Anderon值比较低，而该比较例2如图4所示，成本极高。
表2的碳化物的面积率、最大长径、当量圆直径平均值、平均面积以及平均晶粒直径，是将耐腐蚀轴承钢(或不锈钢)的试样埋入树脂中，进行精密研磨，用金相显微镜进行观察，以400倍放大对代表性视野进行拍照，以利用图像分析装置进行测定的结果。
最大长径的共晶碳化物出现在精密研磨的面上是稀罕的，(只能期待的)，因此，将滚动轴承在酸溶液中利用恒定电流电解使其溶解，利用过滤器过滤碳化物，用扫描电子显微镜(SEM)进行组织观察的结果示于图5。在图5中，白色块状部分表示碳化物。
耐腐蚀轴承钢(或不锈钢)中的残留奥氏体的体积(％)的测定通过用电解提取法对试样进行处理，利用表面X射线衍射法进行。分析条件是，靶为Cu，加速电压为40kV，试样电流为180mA，扫描范围为41.2～46.705°。分析方法是，利用密勒指数h、k、l的衍射线的积分强度，确认结晶结构，决定残留奥氏体量的相对容量比的方法。
还有，X射线衍射装置使用理学电机株式会社的RINT1500/2000型。
图6表示具有能够使用本发明的滚动轴承的旋转部的机器之一例，是表示硬盘驱动器的外观的立体图。在图6中，11为盘片，12为主轴电动机，13为检测头，14为悬架，15为摇臂，16为前置放大器，17为挠曲(FLEXURE)，18为摇臂用轴承，19为音圈电动机，20为框架，21为电路。
该硬盘驱动器使用于例如VTR和计算机外围设备等精密机器。又，此外，本发明的滚动轴承也可以使用于主轴电动机和风扇电动机等旋转部。
工业应用性
本发明具有如上所述的构成，因此，特别适用于VTR、计算机外围设备等精密机器的旋转部的滚动轴承、滚动轴承用材料以及具有使用该滚动轴承的旋转部的机器。
Claims (10)
1.一种滚动轴承，在内轮与外轮之间具备多个滚动体，其特征在于，在所述内轮与外轮的至少一方采用重量比为，C为0.5～0.56％，Si为1％以下，Mn为1％以下，P为0.03％以下，S为0.01％以下，Cr为8.00～9.50％，Mo为0.15～0.50％，Cu为0.30～0.70％，Ti为15ppm以下，V为0.15％以下，O为15ppm以下，残量为Fe和不可避免混入的杂质的耐腐蚀轴承钢，该耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的当量圆直径平均值为0.2～1.6微米，共晶碳化物的平均面积为0.03～2平方微米，共晶碳化物的面积率为2～7％，耐腐蚀轴承钢的硬度为HRC58～62，耐腐蚀轴承钢中的残留奥氏体量为6体积％以下。
2.一种滚动轴承，在内轮与外轮之间具备多个滚动体，其特征在于，所述内轮、外轮和滚动体都采用重量比为，C为0.5～0.56％，Si为1％以下，Mn为1％以下，P为0.03％以下，S为0.01％以下，Cr为8.00～9.50％，Mo为0.15～0.50％，Cu为0.30～0.70％，Ti为15ppm以下，V为0.15％以下，O为15ppm以下，残量为Fe和不可避免混入的杂质的耐腐蚀轴承钢，该耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的当量圆直径平均值为0.2～1.6微米，共晶碳化物的平均面积为0.03～2平方微米，共晶碳化物的面积率为2～7％，耐腐蚀轴承钢的硬度为HRC58～62，耐腐蚀轴承钢中的残留奥氏体量为6体积％以下。
3.一种滚动轴承，在轴的外周形成滚动槽，在该滚动槽与外轮内周的滚动槽之间具备多个滚动体，其特征在于，所述轴和所述外轮的至少一方采用重量比为，C为0.5～0.56％，Si为1％以下，Mn为1％以下，P为0.03％以下，S为0.01％以下，Cr为8.00～9.50％，Mo为0.15～0.50％，Cu为0.30～0.70％，Ti为15ppm以下，V为0.15％以下，O为15ppm以下，残量为Fe和不可避免混入的杂质的耐腐蚀轴承钢，该耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的当量圆直径平均值为0.2～1.6微米，共晶碳化物的平均面积为0.03～2平方微米，共晶碳化物的面积率为2～7％，耐腐蚀轴承钢的硬度为HRC58～62，耐腐蚀轴承钢中的残留奥氏体量为6体积％以下。
4.根据权利要求1或2或3所述的滚动轴承，其特征在于，平均晶粒直径为6～9.5微米。
5.一种滚动轴承用的材料，其特征在于，是重量比为，C为0.5～0.56％，Si为1％以下，Mn为1％以下，P为0.03％以下，S为0.01％以下，Cr为8.00～9.50％，Mo为0.15～0.50％，Cu为0.30～0.70％，Ti为15ppm以下，V为0.15％以下，O为15ppm以下，残量为Fe和不可避免混入的杂质的耐腐蚀轴承钢，该耐腐蚀轴承钢含有的共晶碳化物的当量圆直径平均值为0.2～1.6微米，共晶碳化物的平均面积为0.03～2平方微米，共晶碳化物的面积率为2～7％。
6.一种设备，其特征在于，具有使用权利要求1或4所述的滚动轴承的旋转部。
7.一种设备，其特征在于，具有使用权利要求2或4所述的滚动轴承的旋转部。
8.一种设备，其特征在于，具有使用权利要求3或4所述的滚动轴承的旋转部。
9.具有权利要求6或7或8的任一项所述的旋转部的设备是硬盘驱动器。
10.具有权利要求6或7或8的任一项所述的旋转部的设备是精密机器。
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