DE10112796A1

DE10112796A1 - Wälzgleitkörper, Verfahren zur Herstellung desselben und Wälzgleiteinheit

Info

Publication number: DE10112796A1
Application number: DE10112796A
Authority: DE
Inventors: Yuji Shimomura; Tomoyuki Aizawa; Dai Kinno
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2001-10-31
Also published as: US20010033706A1; JP2002181050A; US7390128B2; US6692155B2; US20040114843A1

Abstract

Eine geformte Schicht ist auf der Oberfläche eines Metallsubstrats, das aus einem Metall auf Eisenbasis hergestellt ist, ausgebildet. Danach wird die Oberfläche der geformten Schicht einer Behandlung zur Verringerung der Oberflächenrauhigkeit, wie z. B. Walzen, unterzogen. Bei dieser Anordnung kann ein Element, welches eine ausreichende Beständigkeit gegenüber Festklemmen zeigt, auch nachdem sich die geformte Schicht gelöst hat, erzielt werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen von Oberflächenbeschaffenheiten eines Wälzgleitkörpers, welcher in Wälz- oder Gleitkontakt mit einer Paarungsfläche während der Nutzung, wie z. B. einen Lagerring, einen Wälzkörper und einen Käfig kommt, die ein Wälzlager oder einen Nockenstößel darstellen. Mehr im einzelnen kann die vorliegende Erfindung einen großen Einfluss ausüben, insbesondere dann, wenn sie bei einer Anwendung verwendet wird, welche einer großen Last und daher einem Verschmieren (smearing) oder Festklemmen unterworfen wird, z. B. bei einem Walzenlaufzapfenlager für ein Stahlwalzwerk und bei einem Lager für ein Schienenfahrzeug.

Für den Zweck der Rostverhinderung oder der Verbesserung der Schmiereigenschaften im Anfangszustand des Betriebs wird üblicherweise praktiziert, eine geformte Schicht aus Manganphosphat auf der Oberfläche verschiedener mechanischer Teile zu schaffen, die aus einem Metall auf Eisenbasis hergestellt sind, welche eine Verschiebung relativ zur Fläche zum Paarungselement während der Nutzung, z. B. einer Gleitfläche derselben, ausführt. Die Formung jedoch bewirkt nicht nur den Anstieg in einer Oberflächenrauhigkeit sondern verschlechtert auch die Abmessungsgenauigkeit durch die Dicke der geformten Schicht. Der Anstieg in der Oberflächenrauhigkeit und die Verschlechterung der Abmessungsgenauigkeit bewirkt nicht nur den Anstieg beim Drehmoment oder den Wärmewert im Anfangszustand des Betriebs, sondern auch die Verschlechterung der Rotationseigenschaften. Daher wird üblicherweise praktiziert, die Art, Konzentration und andere Faktoren der geformten Lösung zu steuern, die zu verwenden ist, so dass die geformte Schicht in der Dicke reduziert werden kann und durch kompakte Körner gebildet werden kann.

Der Prozess der Herstellung einer chemisch geformten Schicht aus Manganphosphat wird nachstehend allgemein beschrieben. Im Detail, wenn ein Wälzgleitkörper, der aus einem Metall auf Eisenbasis hergestellt ist, in eine wässrige Lösung aus Manganphosphat eingetaucht ist, unterzieht sich die wässrige Lösung des Manganphosphats einer Primärdissoziation, um eine freie Phosphorsäure zu erzeugen, die das Eisen auf der Oberfläche des Substratmetalls des Wälzgleitkörpers löst, um die Wasserstoffionenkonzentration auf der Metalloberfläche zu vermindern. Während das Gleichgewicht der Dissoziation der vorstehend genannten wässrigen Lösung aus Manganphosphat sich über die Oberfläche des Substratmetalls bewegt, das den vorstehend genannten Wälzgleitkörper bildet, wird ein unlösliches Manganphosphatkristall auf der Oberfläche des Substratmetalls abgeschieden.

Das Manganphosphatkristall, das so auf der Oberfläche des Substratmetalls abgeschieden wurde, ist Mangan und Eisen. Der Korndurchmesser des Kristalls und die Dicke und Rauhigkeit der Ablagerung werden durch die Komponenten der Verbindung beeinflusst. Entsprechenderweise erhöht sich der Korndurchmesser des Manganphosphatkristalls, das auf der Oberfläche des Substratmetalls abgeschieden wird, um die Oberflächenrauhigkeit der Ablagerung zu erhöhen, was von der Zusammensetzung der vorstehend genannten wässrigen Lösung des Manganphosphats abhängt, welche eine Formungslösung ist. Wenn die Oberflächenrauhigkeit der Ablagerung somit anwächst, vermindert sich der substantielle Kontaktbereich der Oberfläche des Wälzgleitkörpers mit der Oberfläche seines Paarungselementes. Zusätzlich bewirkt eine Vorsprungsbeeinträchtigung zwischen den Kristallpartikeln ein frühzeitiges Ablösen der geformten Schicht während des Betriebs.

Die Oberfläche des Substratmetalls, welches nach dem Ablösen der geformten Schicht freigelegt wurde, hat eine erhöhte Oberflächenrauhigkeit, da Eisen während des Prozesses der Erzeugung der geformten Schicht aufgelöst wurde. Daher sind nach dem Ablösen der geformten Schicht kleine Vorsprünge auf der rauhen Oberfläche des freigelegten Metalls auf Eisenbasis vorhanden, die sich einer Beeinträchtigung untereinander unterziehen (Zusammenstoß der Vorsprünge, die auf der Oberfläche eines Paares von Elementen vorhanden sind, welche eine Verschiebung relativ zueinander ausführen), was eine frühzeitige Schädigung, wie z. B. Verschmieren auf der Metalloberfläche bewirkt, was zu ernsthaften Schädigungen, wie z. B. in bestimmten extremen Fällen zu einem Festklemmen führen kann.

Unter diesen Umständen offenbart die JP-A-6-159371 (der Begriff "JP-A", wie er hierin verwendet wird, bedeutet eine "ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung") ein Verfahren, welches das Steuern der Zusammensetzung und Konzentration der Formungslösung umfasst, um die Oberflächenrauhigkeit eines geformten Substratmetalls zweimal so groß oder weniger als die des ungeformten Substratmetalls zu machen. In Übereinstimmung mit diesem Verfahren kann, auch nachdem die geformte Schicht abgelöst wurde, um zu bewirken, dass das Substratmetall freigelegt wird, ein Ölfilm zwischen den Metallflächen gebildet werden, um das Auftreten von ernsthaften Schädigungen, wie z. B. das frühzeitige Ablösen und das Festklemmen auf der Metalloberfläche zu verhindern.

Der Innenring, Außenring und die Wälzkörper, die ein Wälzlager bilden, sind Wälzgleitkörper, für welche die vorliegende Erfindung bestimmt ist. Das Vorsehen einer geformten Schicht, wie z. B. eine Manganphosphatschicht auf der Oberfläche des Innenrings, Außenrings und der Wälzkörper wurde für ein Wälzlager für einen Walzenlaufzapfen praktiziert, wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist. Eine Walze zum Walzen eines Metalls umfasst einen Ständerbereich, einen sogenannten Walzenlaufzapfen, der in dem Mittelteil beider axialen Endflächen vorgesehen ist. Der Ständerbereich wird durch ein Wälzlager gelagert, wie in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, in einer solchen Anordnung, dass es sich bezüglich zu einer feststehenden Stützvorrichtung frei drehen kann. Die Rotationslagervorrichtung für ein Walzenlaufzapfen, wie er in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, wird zuerst beschrieben. Der Walzenlaufzapfen 2, der im Mittelteil der beiden axialen Endflächen der Walze 1 vorgesehen ist, wird drehbar innerhalb des Gehäuses 3 durch eine Doppelreihen- Schrägrollenlagereinheit 4 gelagert. Die Doppelreihen-Schrägrollenlagereinheit 4 umfasst eine Vielzahl von Schrägrollen 9, 9, die zwischen Innenringrollbahnen 6, 6 vorgesehen sind, die auf der Außenfläche von Innenringen 5, 5 vorgesehen sind, die außen auf den Walzenlaufzapfen 2 gepasst sind, und Außenringrollbahnen 8, 8, die auf der Innenfläche der Außenringe 7a, 7b vorgesehen sind, die innen in das Gehäuse 3 eingepasst sind.

Die Walze 1 wird drehbar durch die vorstehend genannte Lagervorrichtung gelagert, die mit einer Geschwindigkeit von 1.000 bis 1.800 min^-1 (Upm) während des Betriebs der Walzvorrichtung gedreht wird. Entsprechenderweise ist es notwendig, dass die Lagervorrichtung ein Schmierfett umfasst, das darin eingeschlossen ist, so dass sie während des Betriebs der Walzvorrichtung geschmiert werden kann. Gleichzeitig ist es notwendig, dass das zu walzende Metallmaterial mit Kühlwasser besprüht wird, um einen Temperaturanstieg zu verhindern, der von dem Walzen begleitet wird. Daher ist die Lagervorrichtung mit einer Abdichtvorrichtung versehen, die verhindert, dass das Schmiermittel austritt sowie verhindert, dass Fremdstoffe, wie z. B. Kühlwasser, in das Innere der Lagervorrichtung eintreten. Als das Wälzlager zum Lagern des Walzenlaufzapfens 2 kann ein Zylinderrollenlager neben dem Schrägrollenlager verwendet werden, wie in den Zeichnungen gezeigt ist.

Das Wälzlager zum drehbaren Lagern des Walzenlaufzapfens 2 der Walzmaschine wird in einer rauhen Umgebung, wie z. B. unter hoher Temperatur, hoher Last und sich ändernder Last verwendet. Ferner treten oft, wenn die Walzmaschine arbeitet, Fremdstoffe, wie z. B. Kühlwasser und Walzbelag in das Innere des Wälzlagers für das Lagern des Walzenlaufzapfens, was eine Fehlschmierung bewirkt. Die Lebensdauer des Wälzlagers zum Lagern des Walzenlaufzapfens, welches solch rauhen Bedingungen während der Nutzung unterworfen wird, ist nicht die Wälzlebensdauer, wie bei herkömmlichen Wälzlagern zu sehen ist. Dies wird beeinflusst durch die Ermüdung, die durch die Oberflächenschäden aufgrund der Fehlschmierung oder Gleitreibung begleitet wird. Mit anderen Worten, das vorstehend genannte Wälzlager erreicht oft seine Lebensdauer aufgrund der Ermüdung, die durch die Oberflächenschäden begleitet werden, bevor sie ihre Wälzlebensdauer erreichen.

Um die Verminderung der Lebensdauer des Wälzlagers zum Lagern eines Walzenlaufzapfens aufgrund dieser Ursache zu verhindern, wurde zuvor praktiziert das Material und die Form der verschiedenen Elemente, die dieses Wälzlager bilden oder die Zusammensetzung des Schmiermittels, das in diesem Wälzlager eingeschlossen ist, auf geeignete Weise zu gestalten. Ferner wurde zuvor praktiziert, die Oberfläche der verschiedenen Teile, die das Wälzlager bilden, wie die Innenringrollbahn 6, die Außenringrollbahn 8 und die Wälzfläche der Schrägrollen 9, 9 einer Formung solcherart zu unterwerfen, dass eine Manganphosphatschicht oder eine wärmebehandelte Molybdändisulfidschicht darauf gebildet wird.

Die vorstehend genannte Formung macht es möglich, Rost verschiedener Elemente, die das vorstehend genannte Wälzlager zum Lagern des Walzenlaufzapfens (Innenring 5, Außenring 7a, 7b, Wälzkörper, wie z. B. Schrägrollen 9, 9) bilden, zu verhindern und das Festpressen auf dem Bereich, an welchem die Innenfläche des Innenrings 5 an die Außenfläche des Walzenlaufzapfens 2 angreift, zu verhindern. Mit anderen Worten, durch die Bildung einer geformten Schicht, wie z. B. einer Manganphosphatschicht oder einer wärmebehandelten Molybdändisulfidschicht auf der Oberfläche der verschiedenen Elemente, die ein Wälzlager bilden, welches rauhen Bedingungen während der Nutzung, wie oben erläutert, unterworfen wird, kann ein sogenannter Metallkontakt, der einen Direktkontakt von Substratmetall der verschiedenen Teile einschließt, verhindert werden. Gleichzeitig kann ein Rosten dieser Teile verhindert werden.

In Übereinstimmung mit dem Verfahren, das oben beschrieben wurde und das in der oben zitierten JP-A-6-159371 beschrieben wurde, kann die Beständigkeit eines Wälzgleitkörpers, der aus einem Metall auf Eisenbasis hergestellt ist, in einem bestimmten Ausmaß verbessert werden. Mehr Verbesserungen sind erwünscht, um weiter die Beständigkeit des Wälzgleitkörpers zu verbessern.

Zum Beispiel im Falle des Wälzlagers zum Lagern eines Walzenlaufzapfens, wie oben beschrieben, kann durch Bildung einer geformten Schicht auf der Oberfläche von verschiedenen Teilen, die das Wälzlager bilden, die Schädigung und das Rosten der Kontaktfläche, wie oben erläutert, verhindert werden. Die Bestandteile jedoch, welche nur der Formung unterworfen wurden, können nicht notwendigerweise eine genügende Wirkung ausüben. Dieser Grund wird nachstehend beschrieben. Die vorstehend genannte geformte Schicht kann frühzeitig in einer rauhen Betriebsumgebung abgelöst werden. In Übereinstimmung mit der herkömmlichen Behandlung, die eine reine Formung einschließt, hat das Substratmetall, das durch eine geformte Schicht bedeckt ist, eine rauhe Oberfläche, die eine hohe Oberflächenrauhigkeit aufweist. Der Grund dafür liegt darin, dass die Oberfläche des Substratmetalls mit einer Lösung während des Herstellungsprozesses der geformten Schicht durch Formung herausgelöst wird. Wenn diese rauhe Oberfläche mit dem Ablösen der geformten Schicht freigelegt wird, geht die Wirkung der Verhinderung des Rostens verloren. Ferner führt die rauhe Oberfläche einen drastischen Metallkontakt mit seiner Paarungsfläche aus, wodurch ein drastischer Abrieb bewirkt wird, der in Schädigungen, wie z. B. Verschmieren und Festklemmen resultiert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Unter diesen Bedingungen wurde die vorliegende Erfindung gemacht. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Wälzgleitkörper zu schaffen, einen Prozess für die Produktion desselben und eine Wälzgleiteinheit, wie z. B. ein Wälzlager zum Lagern eines Walzenlaufzapfens zu schaffen, welche(r) eine genügend hohe Lebensdauer hat und in der Lage ist, rauhe Bedingungen während der Nutzung auszuhalten.

Bei dem Wälzgleitkörper der Erfindung, dem Verfahren zur Produktion desselben und die Gleiteinheit ist der Wälzgleitkörper aus einem Metall auf Eisenbasis hergestellt und hat eine Oberflächenrauhigkeit von 1,2 µm oder weniger, berechnet in Form von Ra oder 12 µm oder weniger, berechnet in Form von R_max, zumindest auf dem Bereich desselben, welches in Kontakt mit der Oberfläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt.

Das Verfahren zur Herstellung eines Wälzgleitkörpers umfasst das Bilden einer geformten Schicht zumindest auf dem Bereich eines Metalls auf Eisenbasis, welches in Kontakt mit der Oberfläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt, und dann wird die geformte Schicht einem Glätten zur Verminderung der Oberflächenrauhigkeit derselben unterworfen.

Der Wälzgleitkörper besteht aus einem Metall auf Eisenbasis und ist mit einer geformten Schicht versehen und wurde zum Glätten zur Verringerung der Oberflächenrauhigkeit derselben zumindest auf dem Bereich desselben, welcher in Kontakt mit der Fläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt, unterworfen.

Die Wälzgleiteinheiten, welche aus einem Metall auf Eisenbasis bestehen, umfassen ein Paar von Wälzgleitkörpem, welches eine Verschiebung relativ zu seinem Paarungselement während der Nutzung ausführt.

Bei der Wälzgleiteinheit weist einer des Paares von Wälzgleitkörpern eine geformte Schicht auf, die zumindest auf dem Bereich desselben vorgesehen ist, welche in Kontakt mit der Fläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt, währenddessen das andere keine geformte Schicht aufweist, die vorgesehen ist, sondern hat eine Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger, berechnet in Form von Ra, zumindest auf den Bereich desselben, welcher in Kontakt mit der Oberfläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt.

Bei der Wälzgleiteinheit hat das Paar der Wälzgleitkörper eine Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger, berechnet in Form von Ra, irgendwo auf dem Bereich desselben, welcher in Kontakt mit der Oberfläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt.

Alternativ dazu, obwohl nicht in den Patentansprüchen definiert ist, kann eines des Paares der Wälzgleitkörper eine geglättete geformte Schicht haben, die zumindest auf den Bereich derselben vorgesehen ist, welche in Kontakt mit der Oberfläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt, während der andere eine geformte Schicht hat, die vorgesehen ist, oder kann keine geformte Schicht haben, die vorgesehen ist, sondern hat eine Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger (bevorzugterweise 0,07 µm oder weniger), berechnet in Form von Ra, zumindest auf dem Bereich desselben, welcher in Kontakt mit der Oberfläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt.

Funktion

In Übereinstimmung mit dem Wälzgleitkörper der Erfindung, dem Prozess für die Herstellung desselben und die Wälzgleiteinheit, die den vorstehend genannten Aufbau haben, wird eine Störung mit Vorsprüngen, die sich entwickelt, wenn dieser Wälzgleitkärper eine Bewegung relativ zu seinem Paarungselement ausführt oder ein Paar von Wälzgleitelementen, die diese Wälzgleiteinheit bilden, eine Bewegung relativ zueinander ausführen, verringert. Mit anderen Worten, da die Oberflächenrauhigkeit des Wälzgleitkörpers oder der Einheit so klein ist, dass kleine Vorsprünge, die darauf vorhanden sind, klein sind, kann ein drastischer Abrieb gehemmt werden, was es möglich macht, ein frühzeitiges Ablösen der geformten Schicht zu verhindern.

Ferner, auch wenn eine geformte Schicht abgelöst wird, bildet der Prozess, der das Ablösen erreicht, eine schonende Erscheinung (die Erscheinung schreitet allmählich über eine ausdehnte Zeitperiode fort). Entsprechenderweise unterzieht sich das Substrat, welches ein Metall auf Eisenbasis ist, einer sogenannten Konkordanz. Mit anderen Worten, die Oberflächenrauhigkeit des Substrats wird verringert, bevor die vorstehend genannte geformte Schicht abgelöst wird. Daher hat auch nach dem Ablösen der geformten Schicht das Substrat genügend Abriebbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber einem Festklemmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die eine Zweizylinder-Testmaschine darstellt, die in dem Festklemmtest verwendet wird;

Fig. 2 ist eine schematische Ansicht, die die Wellenform der Oberflächenrauhigkeit einer gewalzten geformten Schicht darstellt;

Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, die die Wellenform der Oberflächenrauhigkeit einer herkömmlich geformten Schicht darstellt;

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die die Oberflächenrauhigkeit eines Substratmetalls darstellt, bevor es und nachdem es dem Festklemmtest unterworfen wurde, wobei Fig. 4(A) die Wellenform der Oberflächenrauhigkeit vor dem Test angibt, währenddessen Fig. 4(B) die Wellenform der Oberflächenrauhigkeit nach dem Test angibt;

Fig. 5 ist eine schematische Ansicht, die die Wirkung darstellt, ob das Walzen nach Formung der geformten Schicht auf die Oberflächenrauhigkeit bewirkt wurde;

Fig. 6 ist eine schematische Ansicht, die die Wirkung darstellt, ob das Walzen nach der Formung der geformten Schicht auf die Unrundheit bewirkt wurde;

Fig. 7 ist ein Graph, der die Ergebnisse des Tests darstellt, wobei der gleichen Art von Prüfkörpern ermöglicht wurde, einen Gleitkontakt miteinander auszuführen;

Fig. 8 ist ein Graph, der die Ergebnisse des Tests darstellt, wobei unterschiedlichen Arten von Prüfkörpern ermöglicht wurde, einen Gleitkontakt miteinander auszuführen;

Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die eine Lagervorrichtung zum drehbaren Lagern des Walzenlaufzapfens zum Walzen von Walzmetall darstellt; und

Fig. 10 ist eine Halbschnittansicht des Lagers, das die Lagervorrichtung von Fig. 9 bildet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsformen in Verbindung mit der Erfindung werden unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben, wo eine Manganphosphatschicht als eine geformte Schicht (formed film) auf der Oberfläche eines Metalls auf Eisenbasis, wie z. B. einem kohlenstoffreichen Chromlagerstahl (z. B. SUJ2 (HRC58 oder mehr)) gebildet wurde, und die Beständigkeit der Manganphosphatschicht auf der Wälzgleitfläche desselben verbessert wurde. Auch wenn als ein Probenstück ein aufgekohltes stahlbasierendes Material verwendet wurde, wurde kein beträchtlicher Unterschied in den Testergebnissen gezeigt. Daher wird die vorliegende Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Ergebnisse eines Tests von einem Probenstück beschrieben, das erzielt wurde durch Unterziehen von SUJ2 einer Wärmebehandlung durch Eintauchen in ein Abschrecköl. Durch Unterwerten der vorstehend genannten Wälzgleitfläche als den Bereich, welcher in Kontakt mit der Oberfläche des Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung zu der vorstehend genannten Behandlung kommt, kann die Beständigkeit der vorstehend genannten geformten Schicht verbessert werden. Gleichzeitig kann auch nach dem Ablösen der geformten Schicht eine Wälzgleitfläche, die eine genügende Abriebbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber einem Festklemmen hat, gebildet werden.

Um die geformte Schicht zu bilden, wird ein Oberflächenmodifikator, der aus einer Kolloidmanganverbindung und einer alkalischen Komponente hergestellt ist (z. B. PL-55 (Handelsbezeichnung), hergestellt von Nihon Parkerizing Co., Ltd.) tatsächlich verwendet. Unter Verwendung eines solchen Oberflächenmodifikators wird die Formung bewirkt unter den Zuständen, die später beschrieben werden (z. B. PF-M1A oder PF-M5 (Handelsbezeichnung), hergestellt von Nihon Parkerizing Co., Ltd.), um ein kristallines Manganphosphat auf der vorstehend genannten Wälzgleitfläche als die vorstehend genannte geformte Schicht zu erzeugen. Die Oberfläche der so erzeugten geformten Schicht wird dann z. B. einem Walzen unterworfen, um die Oberflächenrauhigkeit derselben zu verringern und daher die Beständigkeit gegenüber Abrieb und Festklemmen zu verbessern. Das Walzen ist ein Arbeitsprozess, welcher ein Drehen eines Paares von Elementen unter einer Kontaktlast bei der gleichen Geschwindigkeit umfasst, d. h., den Elementen ermöglicht, in einen reinen Wälzkontakt miteinander zu kommen, so dass die kleinen Vorsprünge, die auf der Oberfläche derselben vorhanden sind, gequetscht werden, um die Oberfläche derselben zu glätten. Daher ist dieser Arbeitsvorgang gleich zu dem sogenannten Rollenlackieren (roller varnishing).

Der Prozess zum Formen der geformten Schicht, die in Verbindung mit der Erfindung bewirkt wird, wird bevorzugterweise solcherart ausgeführt, dass der Durchmesser der Kristallite, die die geformte Schicht ausmachen, vermindert werden können, um die Rauhigkeit der Wälzgleitfläche zu unterdrücken und dass die Dicke der geformten Schicht vermindert werden kann. Zu diesem Zweck wird die Formung bevorzugterweise mit einem Oberflächenmodifikator bewirkt, der eine Konzentration von 2 bis 8 g/L und einen pH-Wert von 9 oder mehr hat und einer Formungslösung bewirkt, welches eine Phosphorsäurelösung mit einem pH-Wert von 4,5 oder weniger ist und Mangan aufweist, das darin in einer Menge solcherart gelöst ist, dass der Äquivalenzpunkt erreicht wird, wenn die Alkalität solcherart ist, dass die Säurekonzentration von 0,2 bis 0,5 N reicht. Die aufgelöste Menge an Mangan ist bevorzugterweise von 2 g/L bis 40 g/L (2.000 ppm bis 40.000 ppm). Die Behandlungstemperatur ist bevorzugterweise 95° oder höher. Zum Beispiel kann PL-55 (Handelsbezeichnung), welches ein Oberflächenmodifikator ist, der durch Nihon Parkerizing Co., Ltd., hergestellt wird, bevorzugterweise verwendet werden.

Der vorstehend genannte Oberflächenmodifikator ist aus einer Kolloidmanganverbindung und einer alkalischen Komponente hergestellt. Wenn die Konzentration eines solchen Oberflächenmodifikators unter 2 g/L fällt, werden die Startpunkte des Kristallwachstums gestreut, was das Wachstum großer Kristalle bewirkt, die die Oberflächenrauhigkeit des Substratmetalls verschlechtern. Wenn im Gegensatz dazu die Konzentration des Oberflächenmodifikators 8 g/L überschreitet, wird die sich ergebende Wirkung der Verminderung der Dicke der geformten Schicht nicht länger gesteigert. Ferner wird die Koagulation des Kolloids beschleunigt, was die Verschlechterung des Oberflächenmodifikators fördert. Entsprechenderweise beträgt die Konzentration des Oberflächenmodifikators bevorzugterweise 2 bis 8 g/L.

Wenn die vorstehend genannte Formungslösung eine Phosphorsäurelösung ist, die eine Säurekonzentration von mehr als 0,5 N hat, wird die Oberfläche des Substratmetalls mit einer erhöhten Geschwindigkeit aufgelöst, was die Oberflächenrauhigkeit desselben verschlechtert. Wenn im Gegensatz dazu die Phosphorsäurelösung eine Säurekonzentration hat, die niedriger als 0,2 N ist, macht es die daraus resultierende Primärdissoziation schwierig, freie Phosphorsäure zu erzeugen und macht es daher schwierig oder unmöglich, einem Phosphatkristall das Wachstum zu ermöglichen. Entsprechenderweise ist die vorstehend genannte Formungslösung bevorzugterweise eine Phosphorsäurelösung mit einem pH-Wert von 4,5 oder weniger, in der Mangan darin in einer Menge aufgelöst ist, solcherart, dass der Äquivalenzpunkt erreicht ist, wenn die Alkalinität solcherart ist, dass die Säurekonzentration von 0,2 bis 0,5 N ist. PF- M1A und PF-M5 (Handelsbezeichnung), welche Formungslösungen sind, die durch Nihon Parkerizing Co., Ltd., hergestellt werden, können bevorzugterweise verwendet werden.

Wenn die aufgelöste Menge an Mangan 2 g/L (2.000 ppm) oder weniger ist, ist das Wachstum des Phosphatkristalls langsam, und nur die Auflösung des Metalls wird beschleunigt. Wenn im Gegensatz dazu die aufgelöste Menge an Mangan 40 g/L (40.000 ppm) ist, erreicht die Auflösung von Mangan die Sättigung.

Entsprechenderweise ist die aufgelöste Menge an Mangan von 2 g/L bis 40 g/L (2.000 ppm bis 40.000 ppm).

Beispiel

Ein Test, der ausgeführt wurde, um die Wirkung der Erfindung zu bestätigen, wird zuerst beschrieben. Der Test wurde bewirkt unter Verwendung einer Zweizylinder- Testmaschine 10, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Unter diesen Bedingungen wurde die Wirkung der Differenz in der Wärmebehandlung auf Beständigkeit geprüft. Bei der Zweizylinder- Testmaschine 10 waren ein Paar von kurzen zylindrischen Probestücken 11a, 11b, die den gleichen Durchmesser haben, außen auf den Mittelteil eines Paares von Drehwellen 12a, 12b gepasst, die jeweils parallel zueinander angeordnet sind, in einer solchen Anordnung, dass sie in elastischem Kontakt miteinander auf der Außenfläche derselben kommen. Die Drehwellen 12a, 12b drehen sich in entgegengesetzte Richtungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten durch ineinandergreifende Zahnräder 13a, 13b, die unterschiedliche Zähnezahlen aufweisen, die an den jeweiligen Enden derselben befestigt sind. Entsprechenderweise drehen sich das vorstehend genannte Paar von Probestücken 11a, 11b in entgegengesetzte Richtungen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten, um einem relativen Gleiten auf dem Kontaktbereich unterzogen zu werden. Um das Auftreten einer Randstrecke auf dem Kontaktbereich zu verhindern, was die Testergebnisse beeinflusst, wurde das Probestück 11a einer Einzelbogenballigkeitsbearbeitung auf der Außenfläche desselben unterworfen.

Im einzelnen, das Paar von Probestücken 11a, 11b wurden einem Gleiten auf dem Kontaktbereich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit unter einer vorbestimmten Kontaktlast unterworfen. Zur Bewertung wurde die Zeit, die erforderlich ist, bis die beiden Probestücke 11a, 11b an dem Kontaktbereich festklemmten, ermittelt. Der Kontaktdruck an dem Kontaktbereich war 1,1 GPa. Die Gleitgeschwindigkeit V war 3,2/s. Die Oberflächenmodifikatoren, die in diesem Test verwendet wurden, sind in Tabelle 1 nachstehend angegeben.

Tabelle 1

Unter den beiden Oberflächenmodifikatoren, die in Tabelle 1 angegeben sind, ist "Oberflächenmodifikator 1" PL-55 (Handelsbezeichnung), erzeugt von Nihon Parkerizing Co., Ltd., und "Oberflächenmodifikator 2" ist VMA/VMB, hergestellt von der gleichen Firma. Beide Oberflächenmodifikatoren sind Kolloidmaterialien. PL-55 unterzieht sich einer Ablagerung bei einer Geschwindigkeit von 3 bis 10mal niedriger als die von VMA/VMB und kann somit den Fortschritt der Kohäsion verhindern.

Tabelle 2 zeigt das Niveau der Oberflächenrauhigkeit der Probestücke.

Tabelle 2

Wie in Tabelle 2 zu ersehen ist, verwendet dieser Test 4 Niveaustufen der Rauhigkeit. Einige der 4 Niveaustufen der Rauhigkeit wurden durch Unterwerfen eines Probestücks, das eine darauf ausgebildete geformte Schicht aufweist, einem Walzen auf der Wälzgleitfläche derselben erzielt. Mit anderen Worten, wenn ein Probestück, das ein Rauhigkeitsniveau von 2 hat, nur einer Formung unterworfen gewesen war, einem Walzen unterworfen wurde, wurde seine Oberflächenrauhigkeit auf Niveau 1 verringert. Das daraus sich ergebende Probestück wurde als ein Probestück verwendet, das ein Rauhigkeitsniveau von 1 aufweist, das für eine Beständigkeit gegenüber einem Festklemmen getestet wurde. Kurz gesagt, verschiedene Niveaustufen der Rauhigkeit schließen eine ein, die durch Unterwerten eines Materials einer Formung allein erzielt wurde und ein anderes ein, das durch Unterwerten des Materials einem Walzen erzielt wurde. Die Wellenform der Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht, die einen Rauhigkeitsniveau von 1 aufweist, und durch Walzen erzielt wurde, ist in Fig. 2 gezeigt. Die Wellenform der Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht, die ein Rauhigkeitsniveau von 2 aufweist, das ohne Walzen erzielt wurde, ist in Fig. 3 gezeigt.

Wie im Vergleich von den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, wurde, wenn die Oberfläche der geformten Schicht gequetscht wurde und durch Walzen geglättet wurde, die Rauhigkeitsvorsprünge, d. h. die Manganphosphatpartikel, gequetscht, um die Oberfläche derselben zu glätten. Somit ist die Schiefe der Rauhigkeit negativ.

Die Ergebnisse des Festklemmtests, der an den vier Probestücken ausgeführt wurde, die unterschiedliche Rauhigkeiten aufweisen, wie oben erläutert, sind in den Tabellen 3 und 4 angegeben. Für diesen Test wurden ein Paar von Probestücken 11a, 11b, die die gleiche Oberflächenrauhigkeit aufweist, verwendet. Die Zeit, die erforderlich ist, bis das Festklemmen auftritt, wurde dann gemessen. Die Festklemmzeit, die in den Tabellen 3 und 4 angegeben ist, wurde durch Mittelwertbildung der Festklemmzeit erzielt, die an einer Mehrzahl von Probestücken gemessen wurde, wobei jede für vier Niveaustufen der Rauhigkeit vorbereitet wurden. Der verwendete Schmierstoff war ein Getriebeöl für den Test, dessen Ergebnisse in Tabelle 3 angegeben sind, oder ein Schmierfett, für den Test, dessen Ergebnisse in Tabelle 4 angegeben sind. Unter diesen Schmierstoffen zeigte das Getriebeöl eine dynamische Viskosität bei 40° von etwa 1,4 × 10^-4 [m²/s] (140 [cSt]). Als Schmierfett wurde eines verwendet, das nahezu die gleiche Basisölviskosität aufweist, wie die des Getriebeöls. Das Symbol ○ in den Tabellen 3 und 4 geben an, dass die Defekte solcherart waren, dass ein Festklemmen nicht aufgetreten war, wenn 6 Stunden verstrichen waren, und der Test wurde dann eingestellt.

Tabelle 3

Tabelle 4

Wie in den Tabellen 3 und 4 zu sehen ist, zeigt das Probestück, dass ein hohes Niveau der Rauhigkeit aufweist, das unter Verwendung des Oberflächenmodifikators 1 verwendet wurde, d. h. PL-55, eine außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber Festklemmen, während das Probestück, das ein niedriges Niveau der Rauhigkeit aufweist, das unter Verwendung des Oberflächenmodifikators 2 erzielt wurde, d. h. VMA/VMB, eine mangelhafte Beständigkeit gegenüber Festklemmen.

Die Beobachtung der Differenz zwischen dem Getriebeöl und dem Schmierfett zeigt, dass das Getriebeöl einen Hochdruckzusatz umfasst, der darin beinhaltet ist und somit ausgezeichnete Schmiereigenschaften zeigt, währenddessen unter den Bedingungen, dass bei einem Schmierstoff, der relativ niedrige Schmiereigenschaften hat, wie z. B. Schmierfett, die Zeit zum Festklemmen, die durch den Test ermittelt wurde, dazu neigt, kurz zu sein. In diesem Fall jedoch, zeigt das Probestück, das ein "Rauhigkeitsniveau von 1" hat, eine außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber dem Festklemmen in jedem Fall ungeachtet der Schmierbedingungen. Unter den vorstehend genannten Testbedingungen ist der PV-Wert ein sehr schwerwiegender Faktor, welcher auf die Gleitfläche wirkt, welche herkömmlicherweise verwendet wird. Entsprechenderweise bedeutet die Tatsache, dass kein Festklemmen auftritt, wenn sechs Stunden verstrichen sind, dass das Probestück praktisch genügend einem Festklemmen standhalten kann.

Wie aus oben erläuterten Testergebnissen zu ersehen ist, kann durch Unterwerten der Oberfläche eines Metalls auf Eisenbasis einer Formung zum Schaffen einer geringen Oberflächenrauhigkeit, wie bei der Erfindung oder durch Unterwerfen der geformten Schicht einem Glätten zur Verringerung der Oberflächenrauhigkeit derselben die Beständigkeit gegenüber Festklemmen der Wälzgleitfläche verbessert werden. Der Grund liegt darin, dass wenn die Oberftächenrauhigkeit der geformten Schicht verringert wird, eine Beeinträchtigung mit der Spitze der kleinen Vorsprünge, die verringert wird, wenn die Wälzgleitfläche eine relative Bewegung ausführt, verringert werden kann, um einen drastischen Abrieb zu hemmen, was es möglich macht, ein frühzeitiges Ablösen der Oberflächenlage der geformten Schicht zu verhindern. Ferner, auch wenn die Oberflächenlage der geformten Schicht abgelöst wird, schreitet der Prozess bis zum Erreichen des Ablösens allmählich fort. Entsprechenderweise unterzieht sich das Substrat einer sogenannten Konkordanz. Mit anderen Worten, die Oberflächenrauhigkeit des Substrats wird verringert, bevor die vorstehend genannte geformte Schicht abgelöst wird. Daher hat auch nach dem Ablösen der geformten Schicht das Substrat eine genügende Abriebbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Festklemmen.

Der Grund, warum unterschiedliche Oberflächenmodifikatoren unterschiedliche Beständigkeiten gegenüber Festklemmen ergeben, liegt darin, dass die Verwendung des Oberflächenmodifikators PL-55 eine gute Kolloiddispersion schafft. Mit anderen Worten, wenn eine gute Kolloiddispersion gegeben ist, schafft eine Formung unter den gleichen Umständen Phosphatkristalle, die einen Durchmesser von 0,3 bis 0,6mal von denen haben, die unter Verwendung von VMA/VMB erzielt wurden. Ferner ermöglicht die Formung unter Verwendung von PL-55 die Erzeugung von kompakten Kristallen und kompakten Grübchen, die durch Korrosion erzeugt wurden, verglichen mit VMA/VMB. Mit anderen Worten, die Oberflächenrauhigkeit des Substrats, welches geformt wurde, kann verringert werden. Ferner, auch wenn die geformte Schicht abgelöst wird, um zu bewirken, dass die Oberfläche des Substratmetalls freigelegt wird, wird die Oberfläche des Substratmetalls kompaktgehalten, was einen großen wirklichen Kontaktbereich ergibt, der die Konzentration von Spannungen auf die Rauhigkeitsvorsprünge und einen drastischen Abrieb auf diese Vorsprünge verringert.

Fig. 4(B) stellt die Wellenform der Rauhigkeit auf der Gleitfläche eines Probestückes dar, welches keinem Festklemmen nach dem Test unterzogen wurde. Fig. 4(A) stellt die Wellenform der Rauhigkeit auf dem gleichen Probenstück dar, wie in Fig. 4(B) verwendet wurde, welches nicht einem Festklemmtest unterzogen wurde, sondern mit einer geformten Schicht versehen wurde und dann von der geformten Schicht befreit wurde, um dem Substratmetall zu ermöglichen, freigelegt zu sein. Wie in Fig. 4 zu sehen ist, hat die getestete Oberfläche des Probestückes, welches keinem Festklemmen unterzogen wurde, viele Kerben, die durch das Ablösen der geformten Schicht entwickelten, sondern hat gequetschte Vorsprünge. Da die ungetestete Oberfläche des Substratmetalls Rauhigkeitsvorsprünge aufweist, ist zu sehen, dass die Oberfläche des Metalls während des Tests abgerieben wurde, um die Rauhigkeitsvorsprünge zu verlieren.

Ferner werden Grübchen, die durch Korrosion während der Formung gebildet wurden, belassen, wie sie sind. Die Oberfläche, die solche Grübchen aufweist, schafft eine Verbesserung der Schmierungseigenschaften, wie in dem japanischen Patent Nr. 2,724,219 beschrieben wurde. Mit anderen Worten, das Vorsehen der Manganphosphatschicht ermöglicht den Vorsprüngen auf dem Substratmetall, langsam während des Ablösens der Oberflächenlage entfernt zu werden. Ferner wirken die Grübchen, die während der Formung gebildet wurden, als ein Ölreservoir, die das Substratmetall schaffen, das somit von der geformten Schicht befreit wurde mit einer außergewöhnlichen Beständigkeit gegenüber Festklemmen. Darüber hinaus tritt der Abrieb auf dem Substratmetall nur auf der Spitze der Vorsprünge auf und schreitet somit langsam fort. Daher ist das resultierende Abriebpulver so winzig, dass die Betriebseigenschaften und die Lebensdauer nicht nachteilig beeinflusst werden können.

Die vorliegende Erfindung erwägt die Formung einer geformten Schicht, wie z. B. einer Manganphosphatschicht auf einer Oberfläche, die Grübchen aufweist aber frei von großen Vorsprüngen ist, was die Formung der gewünschten geformten Oberfläche ohne einen speziellen Abtrennungsprozess oder Zulaufprozess ermöglicht. Zu diesem Zweck ist es wichtig, dass die Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht verringert wird, um die Ablösebeständigkeit derselben zu verbessern, und die Grübchen, die sich durch Korrosion auf der Oberfläche des Substratmetalls entwickelten, sind kompakt und klein. Ferner genügt bei der vorliegenden Erfindung eine geformte Schicht, die eine weiche Oberfläche hat. Die geformte Schicht der Erfindung hat keine harte Oberfläche in gleicher Weise zu jenen, die durch das Verfahren entwickelt wurden, die in Patentnummer 2,724,219 beschrieben wurden. Somit kann die geformte Schicht der Erfindung auch mit einem Paarungswälzgleitkörper verwendet werden, das aus einem relativ weichen Material, wie z. B. kohlenstoffarmen Stahl hergestellt ist.

Natürlich verändert sich der Grad der Oberflächenrauhigkeit des Substratmetalls mit dem Grad (gut oder mangelhaft) der Oberflächenrauhigkeit des ungeformten Metallelementes. Es ist schwierig, die Oberflächenrauhigkeit des geformten Substratmetalls vom Standpunkt der Qualitätskontrolle zu kontrollieren. Da jedoch die Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht die des Substratmetalls widerspiegelt, kann die Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht als eine Maßnahme gesteuert werden. Zieht man diese Faktoren in Betracht, ergibt die Analyse der vorstehend genannten Testergebnisse einen Vorschlag, dass die Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht 1,2 µm oder weniger (bevorzugterweise 0,6 µm oder weniger), berechnet in Form von Ra, oder 12 µm oder weniger (bevorzugterweise 6 µm oder weniger), berechnet in Form von R_max, sein sollte, um die Beständigkeit gegenüber Festklemmen derselben zu verbessern. Wie groß die Oberflächenrauhigkeit des Metallelementes sein sollte vor der Formung der geformten Schicht, kann ermittelt werden, zieht man Gestaltungsberücksichtigungen in Betracht, die durch Experimente od. dgl. ausgeführt wurden.

Im Falle eines Wälzgleitkörpers, welcher unter rauhen Schmierbedingungen verwendet wird, wird PL-55 bevorzugt als ein Oberflächenmodifikator zum Formen der geformten Schicht verwendet. In diesem Fall jedoch ist der zu verwendende Oberflächenmodifikator nicht auf PLL-55 begrenzt. Zum Beispiel kann irgendein Oberflächenmodifikator, welcher sich einer Ablagerung bei einer niedrigen Geschwindigkeit unterzieht, vorteilhaft verwendet werden. Bevorzugterweise wird die Oberfläche der so erzielten geformten Schicht einem Walzen unterworfen, so dass die Rauhigkeitsvorsprünge gequetscht werden, um die Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht zu verringern. Der Prozess zur Verringerung der Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht ist nicht auf Walzen begrenzt. Andere Verfahren als Walzen, wie z. B. Metallgießstrahlen, Ziehen, Läppen, Trommelbearbeitung und Schleifen können verwendet werden, sofern nur die Rauhigkeitsvorsprünge abgetrennt werden können. Jedoch ist das Walzen dahingehend vorteilhaft, dass die Zwischensetzung einer weichen geformten Schicht, wie z. B. eine Manganphosphatschicht es möglich macht, den Durchmesser der Spitze der Vorsprünge auf der Oberfläche des Metalls zu erhöhen ohne Schädigung der Oberfläche des Metalls sowie Restdruckspannungen auf der Oberfläche des Metalls zu erzeugen. Ferner ist Walzen nicht auf Rollenlackieren, wie oben erläutert, begrenzt. Zum Beispiel kann ein montiertes Schrägrollenlager unter einer hohen Axiallast so betrieben werden, dass einer der Lagerringe geglättet wird. Mit anderen Worten, das Wälzgleiten kann auf der Wälzgleitfläche unter einem vorbestimmten Flächendruck ausgeführt werden.

Die auf der Wälzgleitfläche zu formende Schicht ist nicht auf eine Manganphosphatschicht begrenzt, sondern kann auch irgendeine andere geformte Schicht sein. Durch Vorbestimmen der Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht, die durch Formen eines Kristalls auf der Oberfläche des Metalls auf 1,2 µm oder weniger, berechnet in Form von Ra, oder 12 µm oder weniger, berechnet in Form von R_max, erzielt wird oder durch Unterwerfen des Materials einem Walzen zum Verringern der Oberflächenrauhigkeit, um die vorstehend genannte Rauhigkeit vorzugeben, kann die Schadenbeständigkeit der Oberfläche des Metalls verbessert werden.

Um die Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht zu verringern, die auf der Wälzgleitfläche geformt ist, müssen die Chemikalien auf geeignete Weise gesteuert und eingestellt werden. Zieht man jedoch den tatsächlichen Produktionsprozess in Betracht, kann jedoch die Steuerung über die Zustände der Chemikalien, welche sich augenblicklich ändern, kaum durchgeführt werden und werden auf die Kosten aufgeschlagen. Somit ist das Walzen ein effektives Verfahren zur Verringerung der Oberflächenrauhigkeit der geformten Schicht. Mit anderen Worten, um die vorliegende Erfindung auszuführen, ist es wichtig, zuerst eine Schicht zu formen, die eine geringe Oberflächenrauhigkeit hat. Walzen wird als eine zweite Schichtarbeitsstufe betrachtet.

Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der geformten Schicht nicht speziell begrenzt. Wenn jedoch eine geformte Schicht, die eine Oberflächenrauhigkeit hat, solcherart erzeugt wird, das eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Festklemmen gegeben werden kann, ist die Dicke etwa 5 µm oder weniger. Nichts desto trotz, auch wenn die Dicke der Schicht 5 µm oder weniger ist, wird die Festklemmzeit vermindert, wenn die Oberflächenrauhigkeit hoch ist.

Weitere Beispiele der Wirkung der Erfindung schließen eine Verminderung des Abriebs durch Verringerung der Oberflächenrauhigkeit, eine Erhöhung der Abmessungsgenauigkeit durch eine weitere Verminderung der Dicke der geformten Schicht, was durch Quetschen der Vorsprünge erzielt wird und Verbesserung der Montagefähigkeit ein.

Ein Experiment, das ausgeführt wurde, um die Wirkung zu bestätigen, ob das Walzen nach der Formung der geformten Schicht auf der Oberfläche Rauhigkeit und Unrundheit der Wälzgleitteile bewirkt, wird in Verbindung mit den Fig. 5 und 6 beschrieben. In diesem Experiment wurde eine Manganphosphatschicht auf einer konischen Außenringrollbahn gebildet, die auf der Innenfläche des Außenrings gebildet ist, das ein Schrägrollenlager bildet, das einen Innendurchmesser von 75 mm, einen Außendurchmesser von 160 mm und eine Breite von 40 mm hat. Die Außenringrollbahn wurde einem Walzen unterworfen. Die Außenringrollbahn, die eine Manganphosphatschicht darauf ausgebildet aufweist, wurde hinsichtlich einer Oberflächenrauhigkeit und einer Unrundheit vor und nach dem Walzen gemessen. Die Messungen der Oberflächenrauhigkeit sind in Fig. 5 gezeigt. Die Messungen der Unrundheit sind in Fig. 6 gezeigt. Bei diesen Messungen der Oberflächenrauhigkeit und der Unrundheit, die in den Fig. 5 und 6 gezeigt sind, gibt das Symbol (A) die Zustände der ungewalzten geformten Schicht an, und das Symbol (B) gibt die Zustände der gewalzten geformten Schicht an. Wie in den Fig. 5 und 6 zu sehen ist, kann durch Unterwerfen der Wälzgleitteile, die eine darauf ausgebildete geformte Schicht (Manganphosphatschicht) aufweisen, einem Walzen, die Oberflächenrauhigkeit und die Unrundheit der vorstehend genannten Außenringrollbahn verbessert werden. Als ein Ergebnis können die verschiedenen Eigenschaften des Schrägrollenlagers, das den vorstehend genannten Außenring, der darin eingebaut ist, aufweist, verbessert werden.

Um die Beständigkeit gegenüber dem Festklemmen unter den verschiedenen Eigenschaften zu verbessern, betrieben die Erfinder das vorstehend genannte Schrägrollenlager bei 1.250 min^-1 (Upm) unter einer Axiallast von 4.900 N (500 kgf) und maßen die Temperatur des Außenrings unter einem stabilisierten Zustand. Als ein Ergebnis erreichte die Temperatur des gewalzten Außenrings einen niedrigen Wert von 57°C, während die Temperatur des ungewalzten Außenrings einen hohen Wert von 72°C erreichte. Wie aus diesem Experiment zu sehen ist, kann die vorliegende Erfindung eine Einteilung in die Verbesserung der Eigenschaften solcherart ausführen, wie die Beständigkeit gegenüber Festklemmen der verschiedenen Wälzgleitteile, einschließlich der Bestandteile des Wälzlagers.

Das vorstehend genannte Experiment wurde unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben, wo die Außenringrollbahn einem Walzen unterworfen wird, um die Oberflächenrauhigkeit und die Unrundheit desselben zu verbessern. In dem Fall von Teilen jedoch, welcher einen Wälzkontakt mit seinem Paarungselement unter einer Lastausführung, wie z. B. Bestandteile eines Schrägrollenlagers, kann die Anordnung bei einer Drehgeschwindigkeit betrieben werden, dass kein Festklemmen auftritt unter einer Last, um winzige Unebenheiten zu quetschen, die auf der Oberfläche der geformten Schicht vorhanden sind und daher das Glätten bewirken. Der Bereich, welcher kaum einer Bearbeitung unterworfen werden kann, einschließlich einer starken Druckerzeugung gegen die Paarungsfläche, wie z. B. beim Walzen, z. B. die Innenfläche der Vertiefung des Käfigs, kann einer Trommelbearbeitung unterzogen werden, um das vorstehend genannte Glätten auszuführen.

Ein anderes Experiment, das ausgeführt wurde, um die Wirkung der Erfindung zu bestätigen, wird beschrieben. Dieses Experiment wurde auch bewirkt unter Verwendung der Zweizylinder-Testmaschine 10, wie in Fig. 1 gezeigt ist. In diesem Experiment wurde das Paar von Probestücken 11a, 11b bei einer vorbestimmten Gleitgeschwindigkeit unter einer vorbestimmten Kontaktlast auf dem Kontaktbereich betrieben. Unter diesen Bedingungen wurde die Zeit, die erforderlich ist, bis der Kontaktbereich der beiden Probestücke 11a, 11b einem Festklemmen unterzogen wurde, ermittelt, um die Beständigkeit zu bewerten. Der Flächendruck P des vorstehend genannten Kontaktbereiches war 1,1 Gpa. Die Gleitgeschwindigkeit V war 3,2 m/s. Der Kontaktbereich der beiden Probestücke 11a, 11b wurde mit einem Schmierfett geschmiert, das eine dynamische Viskosität bei 40° von etwa 1,4 × 10^-4 m²/s (140 cSt) hat.

Der Beständigkeitstest, der die vorstehend genannte Zweizylinder-Testmaschine 10 verwendet, dauerte 120 Minuten an. Wenn ein Festklemmen früher auftrat, wurde der Beständigkeitstest an diesem Punkt eingestellt.

Tabelle 5 stellt die Oberflächenzustände von 6 Probestücke dar, die dem vorstehend genannten Beständigkeitstest unterworfen wurden.

Tabelle 5

Unter den 6 Probestücken A bis F, die in obiger Tabelle 5 angegeben sind, haben die Probestücke A bis D unterschiedliche Oberflächenrauhigkeiten, waren aber nicht einer Oberflächenbehandlung unterzogen. Die verbleibenden zwei Probestücke E und F wurden einer Formung unterworfen, um eine Manganphosphatschicht auf der Oberfläche derselben zu bilden. Die Oberflächenrauhigkeit des Probestücks F war jedoch kleiner als die des Probestücks E. In der vorliegenden Erfindung wurde die Oberflächenrauhigkeit des Probestücks F durch Walzen verringert. Das Walzen wurde durch Drehen eines Paares von Probestücken E ausgeführt, das auf der vorstehend genannten Zweizylinder- Testmaschine C montiert war, mit der gleichen Geschwindigkeit in entgegengesetzten Richtungen unter einer vorbestimmten Last auf den Kontaktbereich der beiden Probestücke E. Entsprechenderweise haben das Paar der Zahnräder 13a, 13b, die miteinander in Eingriff sind, die gleiche Zähnezahl.

Durch dieses Walzen wurde die Oberflächenrauhigkeit des relativ rauhen Probestücks E gequetscht, um ein Glätten zu bewirken. Somit wurde das vorstehend genannte Probestück F erzielt, das eine kleine Oberflächenrauhigkeit hat. Obige Fig. 5 stellt die Wellenform der Oberflächenrauhigkeit des Probestücks vor diesem Walzen dar. Wie oben erläutert, stellt das Symbol A die Wellenform der Oberflächenrauhigkeit des vorstehend genannten Probestücks E dar, welches noch nicht dem Walzen unterworfen wurde, währenddessen das Symbol B die Wellenform der Oberflächenrauhigkeit des vorstehend genannten Probestücks F darstellt, welches dem Walzen unterworfen wurde. In Fig. 5 beträgt die Vergrößerung der Ordinate 2.000, währenddessen die Vergrößerung der Abszisse 100 beträgt. Wie in Fig. 5 zu sehen ist, hat die Oberfläche des Probestücks F, das durch Walzen des Probestücks E erzielt wurde, eine glatte Oberfläche, die durch Quetschen der Rauhigkeitsvorsprünge, d. h. der Schichtkörner, entwickelt wurde.

Um eine bevorzugte Kombination der vorstehend genannten 6 Probestücke A bis F zu ermitteln, wurden die gleiche Art von Probestücken einem Beständigkeitstest unter den gleichen Bedingungen, wie oben erläutert, unterzogen, wie die die auf der vorstehend genannten Zweizylinder-Testmaschine 10 montierten Probestücke 11a, 11b, wie in Tabelle 6 nachstehend angegeben ist.

Tabelle 6

Die Ergebnisse des so gemachten Experimentes sind in Fig. 7 gezeigt. In Fig. 7 wurden jene, die eine Festklemmzeit von 120 Minuten zeigen, als nicht einem Festklemmen erachtet. Unter Bezugnahme auf den PV-Wert, der durch das Produkt des Kontaktflächendrucks P und der Gleitgeschwindigkeit V repräsentiert wird, sind die vorstehend genannten Testbedingungen weitaus rauher, als die tatsächlichen Betriebsbedingungen. Entsprechenderweise ist die Beständigkeit von 120 Minuten oder mehr ein praktisch ausreichender Wert.

Wie aus dem Test zu ersehen ist, dessen Ergebnisse in Fig. 7 gezeigt sind, tritt, wenn der gleichen Art von Probestücken 11a, 11b ermöglicht wird, in Kontakt miteinander zu kommen, kein Festklemmen an den ungeformten Probestücken auf, wenn die Oberflächenrauhigkeit Ra 0,05 µm oder weniger ist (Test Nr. 4). Im Gegensatz dazu zeigt das geformte Probestück eine erhöhte Beständigkeit, verglichen mit dem ungeformten Probestück, auch wenn es eine größere Oberflächenrauhigkeit hat. Um die Beständigkeit genügend zu verbessern, kann das oberflächengeformte Probestück durch Walzen geglättet sein (auf Ra von 0,4 µm oder weniger) (Test Nr. 6).

Als die Probestücke 11a, 11b, die auf die vorstehend genannte Zweizylinder- Testmaschine 10 zu montieren sind, wurden jene verwendet, die unterschiedliche Eigenschaften haben, d. h. ein Paar von Probestücken, von denen eines einer Formung unterworfen wurde, wie in Tabelle 7 angegeben ist. Diese Probestücke wurden einem Beständigkeitstest unter den gleichen Bedingungen unterworfen, wie oben erläutert.

Tabelle 7

Die Ergebnisse dieses so gemachten Tests sind in Fig. 8 gezeigt. Die Darstellung von Fig. 8 ist die gleiche, wie jene der obigen Fig. 7.

Wie aus dem Test zu ersehen ist, dessen Ergebnisse in Fig. 8 gezeigt sind, wenn ein geformtes Probestück unbehandelt verwendet wird (ohne durch Walzen geglättet zu sein), benötigt die Oberflächenrauhigkeit dessen Paarungselementes 0,05 µm oder weniger, berechnet in Form von Ra (Test Nr. 10), um eine ausreichende Beständigkeit zu schaffen. Wenn im Gegensatz dazu ein geformtes Probestück, welches durch Walzen geglättet wurde, verwendet wird, braucht das Paarungselement nur einer Formung unterworfen zu werden (Test Nr. 15), um eine ausreichende Beständigkeit zu schaffen. Alternativ dazu kann das Paarungselement eine Oberflächenrauhigkeit von 0,07 km oder weniger, berechnet in Form von Ra, haben, auch wenn es nicht einer Formung unterworfen wurde, um eine genügende Beständigkeit zu schaffen (Test Nr. 13, 14). Wie aus den Testergebnissen zu sehen ist, ist die Wirkung der Schaffung einer guten Beständigkeit gegenüber dem Festklemmen hoch in der Reihenfolge von F, D, E und C. Die nachstehende Tabelle 8 stellt Kombinationen dar, welche eine genügende Beständigkeit schaffen, wenn die 4 Probestücke C bis F unter den 6 Probestücken A bis F, die in Tabelle 5 angegeben sind, als die Bestandteile eines Wälzlagers verwendet werden. In Tabelle 8 gibt das Symbol ○ eine Kombination an, die eine genügende Beständigkeit liefert. Das Symbol x gibt eine Kombination an, die eine ungenügende Beständigkeit angibt.

Tabelle 8

Wie aus Tabelle 8 und Tabelle 5 zu sehen ist, können die Kombinationen (1) bis (3) vorgeschlagen werden, um ein Wälzlager zu realisieren, das eine ausgezeichnete Beständigkeit aufweist.

1. Eine geformte Schicht ist zumindest auf einer von der Innenringrollbahn und der Außenringrollbahn und der Wälzfläche der verschiedenen Wälzkörper gebildet. Die Oberfläche, auf welcher keine geformte Schicht ausgebildet ist, hat eine Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger (bevorzugterweise 0,05 µm oder weniger), berechnet in Form von Ra.
2. Zumindest eine von der Innenringrollbahn und der Außenringrollbahn und der Wälzfläche der verschiedenen Wälzkörper wird einer Formung nachfolgend zum Glätten zum Ausbilden einer geglätteten Schicht unterworfen. Die andere Oberfläche wird einer Formung unterworfen, um eine geformte Schicht zu bilden oder ist mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger (bevorzugterweise 0,07 µm oder weniger), berechnet in Form von Ra, versehen.
3. Die Oberflächenrauhigkeit sowohl der Innenringrollbahn als auch der Außenringrollbahn und der Wälzfläche der verschiedenen Wälzkörper ist 0,1 µm oder weniger (bevorzugterweise 0,05 µm oder weniger), berechnet in Form von Ra.

Betrachtungen werden für den Grund angestellt, warum die vorstehend genannten Kombinationen (1) bis (3) ein Wälzlager mit einer verbesserten Beständigkeit gegenüber Festklemmen schaffen kann.

Zuerst bedeutet die vorstehend genannte Kombination (3), dass die Verhinderung einer Schädigung auf der Gleitfläche des Wälzlagers durch Verringerung der Oberflächenrauhigkeit erzielt werden kann (Test Nr. 4). Der Grund dafür liegt darin, dass bei einer genügenden Schmierung die Oberflächenrauhigkeit sich verringert, wobei ein relativer Wert anwächst, der die Schmiereigenschaften des Wälzlagers repräsentiert, d. h. ein sogenannter Λ-Wert. Als ein Ergebnis wird die Beeinträchtigung zwischen den Metallvorsprüngen verringert, was einen drastischen Abrieb verhindert. Wenn im Gegensatz dazu ein Ölfilm, der eine genügende Dicke aufweist, nicht erzielt werden kann aufgrund einer Fehlschmierung oder andere Defekte, kann das Auftreten eines Metallkontaktes an der Gleitfläche nicht vermieden werden. Durch Verringerung der Oberflächenrauhigkeit jedoch kann der wirkliche Kontaktbereich erhöht werden. Da ferner die Größe der Vorsprünge gleich ist, kann ein plötzlicher Abrieb verhindert werden. Es kann daher in Betracht gezogen werden, dass die daraus resultierende Konkordanz eine Schädigung auf der Gleitfläche verhindert.

Die vorstehend genannte (2) bedeutet, dass auch wenn die Gleitfläche des Wälzlagers einer Formung unterzogen wurde, die Eigenschaften der geformten Schicht und der Paarungsoberfläche wichtig sind, um eine ausreichende Beständigkeit zu schaffen. Mit anderen Worten, in dem Fall, wo die vorstehend genannte Gleitfläche einer Formung unterzogen wurde, tritt kein Metallkontakt in der Anfangsstufe des Betriebs auf. In dem Fall jedoch, wo die Gleitfläche nur einer Formung unterworfen wurde (Test Nr. 5), erhöht das Vorhandensein von Körnem, die die geformte Schicht bilden, die Oberflächenrauhigkeit der Gleitfläche und bewirkt somit eine Vorsprungsbeeinträchtigung. Entsprechenderweise tritt ein frühzeitiger drastischer Abrieb auf, was bewirkt, dass die Körner (Oberflächenschicht) abgelöst werden. Als ein Ergebnis wird das rauhe Substrat freigelegt, wodurch eine Schädigung an der Gleitfläche bewirkt wird. Im Gegensatz dazu kann durch vorhergehendes Walzen der Oberfläche der geformten Schicht, um dieser eine glatte Oberfläche zu geben (Test Nr. 6), der Fortschritt des Abriebs der Oberflächenlage abgesenkt werden, wodurch ermöglicht wird, dass das Substrat allmählich freigelegt wird. Entsprechenderweise wird das Substrat einer sogenannten Konkordanz unterzogen, was eine drastische Oberflächenschädigung, die zu einem Festklemmen führt, verhindert.

Die vorstehend genannte Kombination (1) bedeutet, dass auch wenn die Gleitfläche des Wälzlagers einer Formung unterzogen wurde, auch die Eigenschaften der Paarungsfläche von Bedeutung ist, um eine ausreichende Beständigkeit zu schaffen. In einem Fall nämlich (Test Nr. 10), bei der die geglättete Oberfläche (die Metallfläche des Paarungselementes), die eine Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger hat (bevorzugterweise 0,05 µm oder weniger) in einen Gleitkontakt mit der geformten Schicht gebracht wird, keine Oberflächenschädigung auftritt, da die Metallfläche des Paarungselementes sich allmählich zu einer glatten Oberfläche ändert, während Vorsprünge, die auf der Metallfläche des Paarungselementes gebildet sind, einer Verformung (d. h. einer Kopfbereichabtrennfunktion) unterworfen wird. Im Gegensatz dazu tritt möglicherweise die Oberflächenschädigung auf, wenn die Oberflächenrauhigkeit der Metalloberfläche des Paarungselementes höher als 0,1 µm (bevorzugterweise 0,05 µm) ist, da es scheint, dass eine Reibung auf der Oberflächenlage der geformten Schicht beschleunigt wird.

Die Kombination von Metallflächen, wie sie in der Erfindung definiert sind, können nicht nur auf die Kombination der Rollbahn und der Wälzfläche des Wälzlagers angewendet werden, sondern auch auf die Gleitfläche des Rippenbereiches des Schrägrollenlagers und die Endfläche des Wälzkörpers.

In dem Fall, wo die Erfindung unter den vorliegenden Erfindungen, wie sie im Patentanspruch 2 definiert ist, ausgeführt, wird ein Glätten der geformten Schicht durch Walzen ausgeführt. Dieses Walzen ist gleich dem Rollenlackieren in Form eines üblichen Arbeitsprozesses. Dieses Rollenlackieren ist ein Arbeitsprozess zum Verbessern der Oberflächeneigenschaften eines Metalls. Im Detail wird eine Rolle, die eine hohe Genauigkeit bei der Drehung hat, und die ausreichend härter als das zu bearbeitende Objekt ist, gegen das zu bearbeitende Objekt gepresst, während es gewalzt wird. Andererseits ist das vorstehend genannte Walzen dazu bestimmt, die Körner zu quetschen, die auf der Oberfläche der geformten Schicht vorhanden sind. Da die Körner weicher als das Substratmetall sind, und der Form des Substratmetalls folgen, können sie leicht geformt werden. Somit kann das Walzen leicht verglichen zu dem vorstehend genannten Rollenlackieren ausgeführt werden. Die Behandlung zum Glätten der Oberfläche der geformten Schicht ist nicht auf das vorstehend genannte Walzen begrenzt, sondern kann auch durch Metallkiesstrahlen, Schleifen od. dgl. ausgeführt werden.

Welche der vorstehend genannten Kombinationen (1) bis (3) verwendet werden sollte, um die Erfindung durch das Wälzlager für einen Walzenlaufzapfen, das in den Fig. 9 und 10 gezeigt ist, durchzuführen, hängt von den Arbeitsbedingungen der Rolle ab, die den Walzenlaufzapfen 2 aufweist. Zum Beispiel in dem Fall, wo erkannt wird, dass der Walzenlaufzapfen 2 einem Verschmieren unterworfen wird, wird, wie in der Kombination (1) vorgeschlagen, zumindest eine der Innenringrollbahn 6 und der Außenringrollbahn 8 und der Wälzfläche der Schrägrollen 9, 9, entsprechend zu den Wälzkörpern (bevorzugterweise die gesamte Oberfläche der Lagerringe) einer Formung unterworfen und die ungeformte Oberfläche kann mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger (bevorzugterweise 0,05 µm oder weniger) versehen werden, berechnet in Form von Ra. In dem Fall, wo der Eintritt von Fremdstoffen, wie z. B. Kühlwasser, bei dem Wälzlager zum Lagern des Walzenlaufzapfens 2 auf der Endfläche einer Arbeitswalze zum direkten Walzen einer Metallplatte zu berücksichtigen ist, wird, wie in der Kombination (2) vorgeschlagen, zumindest eine der Innenringrollbahn 6 und der Außenringrollbahn 8 und der Wälzfläche der Schrägrollen 9, 9 einer Formung unterworfen, gefolgt durch Glätten, um darauf eine geglättete geformte Schicht darauf zu bilden, und die andere Oberfläche einer Formung unterworfen, um eine geformte Schicht zu bilden oder mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger (bevorzugterweise 0,07 µm oder weniger), berechnet in Form von Ra, versehen. In dem Fall, wo kleine Fremdstoffe, wie z. B. Kühlwasser eintritt, so dass keine Rostverhinderung erforderlich ist, wie bei dem Wälzlager zum Lagern des Walzenlaufzapfens 2 auf der Endfläche der Stützwalze, wird, wie in der Kombination (3) vorgeschlagen, sowohl die Innenringrollbahn 6 als auch die Außenringrollbahn 8 und die Wälzfläche der Schrägrollen 9, 9 mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger (bevorzugterweise 0,05 µm oder weniger), berechnet in Form von Ra, versehen, aber keiner Formung unterworfen. Diese Anordnung kann auf die Rippenfläche des Innenrings und die Endfläche der Rollen angewendet werden, um ein Festklemmen zwischen der Rippe und den Rollen zu verhindern.

Das Verfahren zum Verbessern der Beständigkeit der Oberflächen, welche einen gegenseitigen Wälz- oder Gleitkontakt ausführen, wie in der Erfindung definiert, kann nicht nur für ein Wälzlager zum Lagern eines Walzenlaufzapfens verwendet werden, sondern auch für die Verbesserung der Beständigkeit der geformten Schicht, die zum Zwecke des Korrosionsschutzes oder gleicher Zwecke oder der Verhinderung der Schädigung der Oberfläche von üblichen Wälzlagern, wie z. B. des Rutschens und des Festklemmens zwischen der Rippenfläche und der Endfläche der Rollen, wie sie in einem Schrägrollenlager oder in einem Zylinderrollenlager zu sehen sind, verwendet werden.

Ein Test, der ausgeführt wurde, um die Beständigkeit der Erfindung zu bestätigen, die für ein Wälzlager verwendet wird, das nachstehend unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben werden wird, wo ein Doppelreihen-Schrägrollenlager verwendet wird. In diesem Test wurde dieses Doppelreihen-Schrägrollenlager bei einer konstanten Geschwindigkeit unter einer Fettschmierung betrieben, währenddessen ein Stoß einer radialen Last wiederholt abgegeben wurde, so dass eine Gleitreibung, die an dem Kontaktbereich der Rollenbahn und der Wälzfläche des Doppelreihen-Schrägrollenlagers auftrat. Nach einer vorbestimmten Zeitperiode wurde das Doppelreihen- Schrägrollenlager zur Inspektion demontiert. Die Lauffläche wurde dann hinsichtlich einer Schädigung überprüft. Die Ergebnisse des Tests sind nachstehend in Tabelle 9 angegeben.

Wie aus dem Test zu ersehen ist, dessen Ergebnisse in Tabelle 9 angegeben ist, kann durch Anwenden des Wälzgleitelementes der Erfindung für ein Wälzlager eine Schädigung der Gleitfläche des Lagers verhindert werden. Zum Beispiel kann die Beständigkeit gegenüber Festklemmen der Wälzgleitfläche verbessert werden.

Zuerst, in dem Fall von Beispiel 1 ist eine Manganphosphatschicht auf der Rollbahn und der Wälzfläche ausgebildet. Ferner wurde die Oberfläche der Manganphosphatschicht auf der Rollbahn einem Walzen unterzogen, so dass sie geglättet ist. In diesem Beispiel kann durch Unterziehen der Oberfläche der Manganphosphatschicht auf der Rollbahn einem Walzen, so dass sie geglättet ist, eine Vorsprungsbeeinträchtigung zwischen den Körnern der geformten Schicht, die sich entwickelt, wenn die Wälzgleitflächen eine relative Bewegung zueinander ausführen, verringert werden, was einen plötzlichen Abrieb hemmt und es somit möglich macht, ein frühzeitiges Ablösen der Oberflächenlage der Manganphosphatschicht, welche eine geformte Schicht ist, zu verhindern. Als ein Ergebnis kann die Abriebbeständigkeit der geformten Schicht verbessert werden. Auch wenn ferner die Oberflächenlage der geformten Schicht abgelöst wird, schreitet der Prozess zum Erreichen des Ablösens allmählich voran, was bewirkt, dass das Substratmetall einer sogenannten Konkordanz unterzogen wird. Mit anderen Worten, die Oberflächenrauhigkeit des Substratmetalls wird vor dem Ablösen der geformten Schicht verringert. Entsprechenderweise kann, auch nach dem Ablösen der geformten Schicht das Substratmetall mit einer ausreichenden Abriebbeständigkeit und einer Beständigkeit gegenüber Festklemmen versehen werden.

In dem Fall von Beispiel 2 ist eine der Gleitflächen eine geformte Fläche, währenddessen die andere eine ungeformte Metallfläche ist. Bei diesem Beispiel kann, da die Körner der geformten Schicht weicher als die Vorsprünge auf der Paarungsmetallfläche sind, die Spitze der Metallvorsprünge abgetrennt werden, ohne eine ernsthafte Schädigung auf die Metallfläche (Kopfabtrennwirkung) zu ergeben. Diese Kopfabtrennwirkung (sogenannte Konkordanz) der Körner der geformten Schicht auf der Metalloberfläche schreitet deutlich voran, wenn die Oberflächenrauhigkeit der Paarungsmetalloberfläche 0,1 µm oder weniger (bevorzugterweise 0,05 µm oder weniger), berechnet in Form von Ra, ist. Wenn jedoch die Oberflächenrauhigkeit der Paarungsmetalloberfläche 0,1 µm überschreitet, wird die Manganphosphatschicht, welche eine geformte Schicht ist, die relativ weicher als die rauhe Metalloberfläche ist, einer drastischen Schädigung unterzogen. Entsprechenderweise kann angenommen werden, dass die geformte Schicht abfällt und einen Metallkontakt bewirkt, die zu einer Schädigung führt, bevor die Konkordanz fortschreitet.

In dem Fall von Beispiel 3 wurde keine Fläche eines Paares von Wälzgleitflächen, welche einen wechselseitigen Wälzkontakt ausführen, einer Formung unterzogen, wobei aber die Oberflächenrauhigkeit jeder der beiden Wälzgleitflächen auf 0,1 µm oder weniger vorbestimmt war. Da in diesem Beispiel die Oberflächenrauhigkeit klein ist, zeigt der Wert, der die Schmiereigenschaften des Wälzlagers repräsentiert, d. h. der sogenannte Λ-Wert, einen relativen Anstieg bei einer ausreichenden Schmierung, verringert die Vorsprungsbeeinträchtigung zwischen den Metallflächen und macht es daher möglich, einen drastischen Abrieb zu hemmen. Wenn im Gegensatz dazu ein Ölfilm, der eine genügende Dicke aufweist, nicht erzielt werden kann aufgrund einer Fehlschmierung oder anderer Defekte, kann das Auftreten eines Metallkontakts an der Gleitfläche nicht vermieden werden. Durch Verringern der Oberflächenrauhigkeit jedoch, kann der wirkliche Kontaktbereich erhöht werden. Da ferner die Größe der Vorsprünge klein ist, kann ein plötzlicher Abrieb verhindert werden. Es kann daher im Beispiel 3 auch angenommen werden, dass die resultierende Konkordanz eine Schädigung an der Gleitfläche verhindert.

Da die vorliegende Erfindung den vorstehend genannten Aufbau hat und wie oben erläutert wirkt, kann die Beständigkeit gegenüber Festklemmen verschiedener mechanischer Teile, wie z. B. eines Wälzlagers und eines Nockenstößels, verbessert werden, was es möglich macht, die Beständigkeit und Zuverlässigkeit dieser verschiedenen mechanischen Teile und der Maschinen, bei der die verschiedenen mechanischen Teile eingebaut sind, zu erhöhen. Ferner kann die vorliegende Erfindung die Oberflächenrauhigkeit verringern und die Unrundheit verbessern, was es möglich macht, die Rotationseigenschaften der verschiedenen Vorrichtungen, die die darin eingebauten Wälzgleitteile aufweist, zu verbessern. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung eine verbesserte Abmessungsgenauigkeit liefern, die die Montagefähigkeit in bezug zu anderen Teilen verbessert.

Claims

1. Wälzgleitkörper, der aus einem Metall auf Eisenbasis hergestellt ist, umfassend: eine geformte Schicht, die eine Oberflächenrauhigkeit von 1,2 µm oder weniger, berechnet in Form von Ra, und 12 µm oder weniger, berechnet in Form von R_max, aufweist, wobei die geformte Schicht zumindest auf einem Bereich des Wälzgleitkörpers, der in Kontakt mit einer Oberfläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt, angeordnet ist.

2. Wälzgleitkörper nach Anspruch 1, wobei die geformte Schicht eine Manganphosphatschicht oder eine wärmebehandelte Molybdändisulfidschicht ist.

3. Wäfzgleitkörper nach Anspruch 1, wobei der Wälzgleitkörper zumindest eine von einem Innenring, einem Außenring und einem Wälzkörper, der drehbar zwischen dem Innen- und Außenring ist, umfasst.

4. Verfahren zur Herstellung eines Wälzgleitkörpers, umfassend:
Bilden einer geformten Schicht auf zumindest einem Bereich des Wälzgleitkörpers, der in Kontakt mit einer Oberfläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt, und
Glätten der so ausgebildeten geformten Schicht, wodurch die Oberflächenrauhigkeit derselben verringert, wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Formungsstufe umfasst: Aufbringen einer wässrigen Lösung von Manganphosphat auf den Bereich des Wälzgleitkörpers.

6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Glättungsstufe eine von den Verfahren Walzen, Metallgießstrahlen, Ziehen, Glätten, Trommelbearbeitung und Schleifen, ist.

7. Wälzgleitkörper, der aus einem Metall auf Eisenbasis hergestellt ist, und der eine geformte Schicht aufweist, die zumindest auf einem Bereich des Wälzgleitkörpers angeordnet ist, die in Kontakt mit einer Fläche seines Paarungselementes mit einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt, wobei die geformte Schicht einem Glätten zum Verringern der Oberflächenrauhigkeit derselben unterzogen ist.

8. Wälzgleitkörper nach Anspruch 7, wobei der Wälzgleitkörper zumindest einen von einem Innenring, einem Außenring und einem Wälzkörper, der drehbar zwischen dem Innen- und Außenring befindlich ist, umfasst.

9. Wälzgleiteinheit, umfassend:
ein erstes Element, das aus einem Metall aus Eisenbasis besteht;
ein zweites Element, das aus einem Metall auf Eisenbasis hergestellt ist, welche eine Verschiebung relativ zu dem ersten Wälzkörper während der Nutzung ausführt,
wobei das erste Element eine geformte Schicht aufweist, die zumindest auf dem Bereich vorgesehen ist, welche in Kontakt mit einer Fläche des zweiten Elementes bei der relativen Verschiebung während der Nutzung kommt, und
wobei das zweite Element nicht mit einer geformten Schicht versehen ist, aber eine Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger, berechnet in Form von Ra, zumindest auf einen Bereich derselben hat, welche in Kontakt mit der Oberfläche des ersten Elementes bei der relativen Verschiebung während der Nutzung kommt.

10. Wälzgleitkörper nach Anspruch 9, wobei das erste und zweite Element zwei oder mehr Elemente umfassen, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die die Bestandteile des Wälzlagers bilden, umfassend einen Innenring, der außen auf eine Welle gepasst ist, ein Außenring, der innen auf ein Gehäuse gepasst ist und eine Mehrzahl von Wälzkörpem, die drehbar zwischen der Außenfläche des Innenrings und der Innenfläche des Außenrings vorgesehen sind.

11. Wälzgleiteinheit, umfassend ein Paar von Wälzgleitkörpern, von denen jeder aus einem Metall auf Eisenbasis besteht, welcher eine Verschiebung relativ zu seinem Paarungselement ausführt, wobei das Paar der Wälzgleitkörper eine Oberflächenrauhigkeit von 0,1 µm oder weniger, berechnet in Form von Ra, an einer Stelle auf den Bereich aufweist, welcher in Kontakt mit der Oberfläche seines Paarungselementes bei einer relativen Verschiebung während der Nutzung kommt.

12. Wälzgleitkörper nach Anspruch 11, wobei der Wälzgleitkörper zwei oder mehr Elemente umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die die Bestandteile eines Wälzlagers bilden, umfassend einen Innenring, der außen auf eine Welle gepasst ist, einen Außenring, der innen auf ein Gehäuse gepasst ist und eine Mehrzahl von Wälzkörpern, die drehbar zwischen der Außenfläche des Innenrings und der Innenfläche des Außenrings vorgesehen sind.