JP2001279393A - 被研磨性に優れた軸受鋼 - Google Patents
被研磨性に優れた軸受鋼Info
- Publication number
- JP2001279393A JP2001279393A JP2000094595A JP2000094595A JP2001279393A JP 2001279393 A JP2001279393 A JP 2001279393A JP 2000094595 A JP2000094595 A JP 2000094595A JP 2000094595 A JP2000094595 A JP 2000094595A JP 2001279393 A JP2001279393 A JP 2001279393A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- less
- steel
- polishing
- carbonitrides
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、玉軸受のような転がり軸受に使用
される軸受材料で、転動体の仕上げ研磨加工において、
高精度高能率の研磨加工を可能にする鋼材を提供して、
軸受の生産性向上・性能向上に寄与するものである。 【解決手段】 本発明の軸受鋼は、重量％でＣ：０．６
〜１．２％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜
２．０％、Ｃｒ：０．８〜１４．０％を含有し、残部が
Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、該不可避的不純物
として存在するＴｉを主成分とする炭窒化物の圧延方向
の長さと個数の関係が、被検面積２００ｍｍ2 中で１０
μｍ以上２５μｍ未満のものがｎ1 個、２５μｍ以上５
０μｍ未満のものがｎ2 個、５０μｍ以上７５μｍ未満
のものがｎ3 個、７５μｍ以上のものがｎ4 個存在し、
介在物指数ＮをＮ = 2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０ｎ3 ＋１５ｎ
4 としたときに、１０≦Ｎ≦８０とした被研磨性に優れ
た軸受鋼である。
される軸受材料で、転動体の仕上げ研磨加工において、
高精度高能率の研磨加工を可能にする鋼材を提供して、
軸受の生産性向上・性能向上に寄与するものである。 【解決手段】 本発明の軸受鋼は、重量％でＣ：０．６
〜１．２％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜
２．０％、Ｃｒ：０．８〜１４．０％を含有し、残部が
Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、該不可避的不純物
として存在するＴｉを主成分とする炭窒化物の圧延方向
の長さと個数の関係が、被検面積２００ｍｍ2 中で１０
μｍ以上２５μｍ未満のものがｎ1 個、２５μｍ以上５
０μｍ未満のものがｎ2 個、５０μｍ以上７５μｍ未満
のものがｎ3 個、７５μｍ以上のものがｎ4 個存在し、
介在物指数ＮをＮ = 2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０ｎ3 ＋１５ｎ
4 としたときに、１０≦Ｎ≦８０とした被研磨性に優れ
た軸受鋼である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、玉軸受のような転
がり軸受に使用される軸受材料に係わるものであって、
特に転動体の仕上げ研磨加工において、高精度、高能率
の研磨加工を可能にする軸受鋼材料に関するものであ
る。
がり軸受に使用される軸受材料に係わるものであって、
特に転動体の仕上げ研磨加工において、高精度、高能率
の研磨加工を可能にする軸受鋼材料に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】各種産業用機械の軸受に使用される軸受
鋼には、高い負荷に耐える強い強度と硬くて耐摩耗性に
富んだ特性が要求されることから、焼入性を高めた高炭
素のマンガン鋼やクロム鋼が使用されている。軸受鋼に
は上記の本来の特性の他にも、球やコロに加工して使用
することから被切削性や、被研磨性に優れた特性も要求
されている。さらに最近では精密機械用途に対応するた
めに、適度の耐食性や軸受として使用した場合に発生す
る振動や騒音を抑制する静粛性も求められるようになっ
てきた。このように高度な特性が要求される軸受鋼は、
製鋼段階から真空熔解・精錬等の高度な手段を駆使し、
非金属介在物の少ない清浄度の高い素材を使用したうえ
で、厳密に管理された熱処理を施し、精密加工されて軸
受けとして使用されるに至る。
鋼には、高い負荷に耐える強い強度と硬くて耐摩耗性に
富んだ特性が要求されることから、焼入性を高めた高炭
素のマンガン鋼やクロム鋼が使用されている。軸受鋼に
は上記の本来の特性の他にも、球やコロに加工して使用
することから被切削性や、被研磨性に優れた特性も要求
されている。さらに最近では精密機械用途に対応するた
めに、適度の耐食性や軸受として使用した場合に発生す
る振動や騒音を抑制する静粛性も求められるようになっ
てきた。このように高度な特性が要求される軸受鋼は、
製鋼段階から真空熔解・精錬等の高度な手段を駆使し、
非金属介在物の少ない清浄度の高い素材を使用したうえ
で、厳密に管理された熱処理を施し、精密加工されて軸
受けとして使用されるに至る。
【０００３】鋼中の非金属介在物は、材料強度、特に耐
衝撃強度や耐摩耗性に悪影響を与えるばかりでなく、被
切削性や被研磨性にも重要な影響を及ぼしている。この
ため軸受鋼の被切削性や被研磨性を改善するため、鋼中
の不純物の量を厳しく限定したり、さらには非金属介在
物の量を厳しく限定することが提案されている。鋼中の
非金属介在物は、主として脱酸工程で生成するアルミナ
を主体とする脱酸生成物と耐火物の混入などによるマグ
ネシアを主体とする酸化物、その他にもマンガンの硫化
物及びチタン等の窒化物や炭化物も存在する。
衝撃強度や耐摩耗性に悪影響を与えるばかりでなく、被
切削性や被研磨性にも重要な影響を及ぼしている。この
ため軸受鋼の被切削性や被研磨性を改善するため、鋼中
の不純物の量を厳しく限定したり、さらには非金属介在
物の量を厳しく限定することが提案されている。鋼中の
非金属介在物は、主として脱酸工程で生成するアルミナ
を主体とする脱酸生成物と耐火物の混入などによるマグ
ネシアを主体とする酸化物、その他にもマンガンの硫化
物及びチタン等の窒化物や炭化物も存在する。
【０００４】鋼中の非金属介在物の量を規定して被切削
性や被研磨性を改善しようとする試みは、例えば特開昭
６３‐１４３２３９公報や特開昭６３‐３３５４５公報
が知られている。特開昭６３‐１４３２３９公報に開示
された技術は、ノイズ（騒音）の低い軸受鋼を主たる目
的とし、適度の耐食、耐摩耗性を具備し、かつ焼入性が
大きく被切削性や被研磨性にも優れた軸受鋼を開示して
いる。すなわち、鋼の組成を重量％でＣ：０．５０〜
０．９０％、Ｓｉ：０．９０％以下、Ｍｎ：１．００％
以下、Ｎｉ：１．２０％以下、Ｃｒ：６．００〜９．０
０％、Ｓ：０．００６％以下、Ｏ：５０ｐｐｍ以下およ
び（１／２Ｗ＋Ｍｏ）：０．２０〜３．０％、Ｖ：０．
０３〜１．００％のうち１種又は２種を含有し、残部が
実質的にＦｅからなる組成に限定した鋼種を開示してい
る。このように組成限定する理由は、ＣはＣｒ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｖ等の炭化物形成元素との間に炭化物を形成し、耐
摩耗性を高めたために必要な量であり、Ｃｒ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｖ等は巨大炭化物や縞状偏析を抑止するために、上
限を設けたとしている。特に、Ｖは含有量が多すぎると
ＶＣ系巨大炭化物を形成し、耐ノイズ性を劣化させ被切
削性や被研磨性を劣化させるとして、上限を規定してい
る。
性や被研磨性を改善しようとする試みは、例えば特開昭
６３‐１４３２３９公報や特開昭６３‐３３５４５公報
が知られている。特開昭６３‐１４３２３９公報に開示
された技術は、ノイズ（騒音）の低い軸受鋼を主たる目
的とし、適度の耐食、耐摩耗性を具備し、かつ焼入性が
大きく被切削性や被研磨性にも優れた軸受鋼を開示して
いる。すなわち、鋼の組成を重量％でＣ：０．５０〜
０．９０％、Ｓｉ：０．９０％以下、Ｍｎ：１．００％
以下、Ｎｉ：１．２０％以下、Ｃｒ：６．００〜９．０
０％、Ｓ：０．００６％以下、Ｏ：５０ｐｐｍ以下およ
び（１／２Ｗ＋Ｍｏ）：０．２０〜３．０％、Ｖ：０．
０３〜１．００％のうち１種又は２種を含有し、残部が
実質的にＦｅからなる組成に限定した鋼種を開示してい
る。このように組成限定する理由は、ＣはＣｒ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｖ等の炭化物形成元素との間に炭化物を形成し、耐
摩耗性を高めたために必要な量であり、Ｃｒ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｖ等は巨大炭化物や縞状偏析を抑止するために、上
限を設けたとしている。特に、Ｖは含有量が多すぎると
ＶＣ系巨大炭化物を形成し、耐ノイズ性を劣化させ被切
削性や被研磨性を劣化させるとして、上限を規定してい
る。
【０００５】また、特開昭６３‐３３５４５公報に開示
された技術は、鋼の組成を重量％でＣ：０．８０〜１．
１％、Ｓｉ：０．１５〜１．０％、Ｍｎ：０．１５〜
１．５％、Ｃｒ：０．６〜１．６％、Ａｌ：０．０１０
〜０．０５０％およびＮ：０．００７０〜０．０１５％
を含有し、残部が実質的にＦｅからなる組成に限定し、
球状化焼鈍性を改善したものである。このように組成限
定する理由は、Ｃは強度及び耐摩耗性を得るために必要
な元素であるが、過剰に存在すると初析炭化物が網状に
残ったままになり、被削性を害するとされている。ま
た、Ａｌ及びＮは適度のＡｌＮを存在させて析出炭化物
を球状化させ、被削性を良好にするとともに、被削性を
著しく害するＡｌ2Ｏ3の量を抑えるために、上記範囲に
限定したとされている。さらにこの技術では工具寿命を
短くするＴｉＮの量を抑えるため、Ｔｉの量は０．００
２％以下、Ｎの量は０．００７０〜０．０１５％が好ま
しいとしている。
された技術は、鋼の組成を重量％でＣ：０．８０〜１．
１％、Ｓｉ：０．１５〜１．０％、Ｍｎ：０．１５〜
１．５％、Ｃｒ：０．６〜１．６％、Ａｌ：０．０１０
〜０．０５０％およびＮ：０．００７０〜０．０１５％
を含有し、残部が実質的にＦｅからなる組成に限定し、
球状化焼鈍性を改善したものである。このように組成限
定する理由は、Ｃは強度及び耐摩耗性を得るために必要
な元素であるが、過剰に存在すると初析炭化物が網状に
残ったままになり、被削性を害するとされている。ま
た、Ａｌ及びＮは適度のＡｌＮを存在させて析出炭化物
を球状化させ、被削性を良好にするとともに、被削性を
著しく害するＡｌ2Ｏ3の量を抑えるために、上記範囲に
限定したとされている。さらにこの技術では工具寿命を
短くするＴｉＮの量を抑えるため、Ｔｉの量は０．００
２％以下、Ｎの量は０．００７０〜０．０１５％が好ま
しいとしている。
【０００６】また、特開平９‐１３７２５７公報には、
鋼の組成を重量％でＣ：０．６０〜０．７５％、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：０．３〜０．８％、Ｃｒ：１０．
５〜１３．５％、Ｔｉ：１０ｐｐｍ以下、Ｏ：１０ｐｐ
ｍ以下を含有し、残部が実質的にＦｅからなる組成とし
た、非金属介在物の含有量が極めて低く、鋼材の組織が
極めて緻密で高精度の加工ができる転がり軸受用のステ
ンレス鋼が開示されている。このように組成限定するこ
とにより、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ2 ）のような非金属介在物の発生が極めて少なく共晶
炭化物の径が小さくて、鋼材組織間の硬度差が小さな高
精度の加工が可能となることを開示している。その結
果、寿命が長く静粛性にも優れた転がり軸受が得られる
としている。
鋼の組成を重量％でＣ：０．６０〜０．７５％、Ｓｉ：
１．０％以下、Ｍｎ：０．３〜０．８％、Ｃｒ：１０．
５〜１３．５％、Ｔｉ：１０ｐｐｍ以下、Ｏ：１０ｐｐ
ｍ以下を含有し、残部が実質的にＦｅからなる組成とし
た、非金属介在物の含有量が極めて低く、鋼材の組織が
極めて緻密で高精度の加工ができる転がり軸受用のステ
ンレス鋼が開示されている。このように組成限定するこ
とにより、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）や酸化珪素（Ｓｉ
Ｏ2 ）のような非金属介在物の発生が極めて少なく共晶
炭化物の径が小さくて、鋼材組織間の硬度差が小さな高
精度の加工が可能となることを開示している。その結
果、寿命が長く静粛性にも優れた転がり軸受が得られる
としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般的に鋼中の介在物
は軸受部品の諸特性、例えば転動疲労寿命にとって有害
であることは知られており、非金属介在物低減のために
Ｏ、Ｔｉなどの含有量を低く抑制したものは広く知られ
ている。近年、非金属介在物の含有水準が向上して、非
金属介在物が少ない清浄度の高い軸受鋼が一般的となっ
ている。非金属介在物は材料の被研磨性にも大きく影響
し、特にＴｉＮのようなＴｉを主成分とする炭窒化物
は、硬くてバイトの寿命を短縮し、被切削性や被研磨性
にも影響する。鋼材の被切削性や被研磨性が悪化する
と、玉軸受の転動体製造などの製造工程中での生産効率
が著しく悪化する。従って、Ｔｉを主成分とする炭窒化
物は極力低い方が好ましい。ところが、軸受鋼中のＴｉ
を主成分とする炭窒化物の量が必要以上に少ないと、軸
受製造工程中の研削・ラッピング工程で材料が削られ過
ぎて過研磨状態となる新たな問題が発生する。
は軸受部品の諸特性、例えば転動疲労寿命にとって有害
であることは知られており、非金属介在物低減のために
Ｏ、Ｔｉなどの含有量を低く抑制したものは広く知られ
ている。近年、非金属介在物の含有水準が向上して、非
金属介在物が少ない清浄度の高い軸受鋼が一般的となっ
ている。非金属介在物は材料の被研磨性にも大きく影響
し、特にＴｉＮのようなＴｉを主成分とする炭窒化物
は、硬くてバイトの寿命を短縮し、被切削性や被研磨性
にも影響する。鋼材の被切削性や被研磨性が悪化する
と、玉軸受の転動体製造などの製造工程中での生産効率
が著しく悪化する。従って、Ｔｉを主成分とする炭窒化
物は極力低い方が好ましい。ところが、軸受鋼中のＴｉ
を主成分とする炭窒化物の量が必要以上に少ないと、軸
受製造工程中の研削・ラッピング工程で材料が削られ過
ぎて過研磨状態となる新たな問題が発生する。
【０００８】玉軸受の製造工程の概略は、軸受け鋼とし
て所定の直径の線材に圧延、伸線、熱処理された素材
を、所定の長さに切断して、球形に近い形状に鍛造した
後、鍛造バリを研削除去し、焼入・焼戻後研磨して表面
が高精度な鏡面状態にまで仕上げる。研磨工程では、当
初は研磨砥石が鋼材を研磨していくが、研磨が進むにつ
れて研磨砥石が適度に目詰まりを起こし、その結果いわ
ゆるソフトな研磨状態となり、深い研磨痕をつけること
なく表面が鮮やかな光沢を有する高精度な鏡面状態に仕
上ってゆく。このように、１ロットの研磨が１種類の研
磨砥石で行えれば作業能率は高くなり、生産効率が向上
する。ところが、素材中のＴｉを主成分とする炭窒化物
があまり少なすぎると、素材が軟質すぎて仕上げ研磨時
にラッピング砥石が目づまりしないため、被研磨物であ
る軸受転動体の表面粗さが細かくなり難いために光沢が
出にくく、光沢が出ないためにラッピング研磨を終了す
ることができずに加工時間が長くなる。また、加工時間
が長くなるために材料が削られ過ぎて目標寸法より小さ
くなってしまう。材料の性質に見合った研磨砥石に変更
するのは研磨作業の中断を招き、生産効率の向上に逆行
する。このため仕上げ研磨工程のコントロールが非常に
難しい材料となる。
て所定の直径の線材に圧延、伸線、熱処理された素材
を、所定の長さに切断して、球形に近い形状に鍛造した
後、鍛造バリを研削除去し、焼入・焼戻後研磨して表面
が高精度な鏡面状態にまで仕上げる。研磨工程では、当
初は研磨砥石が鋼材を研磨していくが、研磨が進むにつ
れて研磨砥石が適度に目詰まりを起こし、その結果いわ
ゆるソフトな研磨状態となり、深い研磨痕をつけること
なく表面が鮮やかな光沢を有する高精度な鏡面状態に仕
上ってゆく。このように、１ロットの研磨が１種類の研
磨砥石で行えれば作業能率は高くなり、生産効率が向上
する。ところが、素材中のＴｉを主成分とする炭窒化物
があまり少なすぎると、素材が軟質すぎて仕上げ研磨時
にラッピング砥石が目づまりしないため、被研磨物であ
る軸受転動体の表面粗さが細かくなり難いために光沢が
出にくく、光沢が出ないためにラッピング研磨を終了す
ることができずに加工時間が長くなる。また、加工時間
が長くなるために材料が削られ過ぎて目標寸法より小さ
くなってしまう。材料の性質に見合った研磨砥石に変更
するのは研磨作業の中断を招き、生産効率の向上に逆行
する。このため仕上げ研磨工程のコントロールが非常に
難しい材料となる。
【０００９】逆に素材中にＴｉを主成分とする炭窒化物
の含有量が多くて硬質の難研磨性の材料は、研磨砥石の
消耗が早く、目標寸法に達するまでの研磨効率が悪い。
光沢は比較的短時間で得られるが、寸法精度が得られに
くい難点がある。本発明は、上記のような事情に着目し
てなされたものであり、その目的は玉軸受のような転が
り軸受に使用される軸受材料で、特に高精度が要求され
る転動体の仕上げラッピング研磨加工において、１種類
の研磨砥石を用いて高精度・高能率の研磨加工が可能と
なる軸受鋼材料を提供するものである。
の含有量が多くて硬質の難研磨性の材料は、研磨砥石の
消耗が早く、目標寸法に達するまでの研磨効率が悪い。
光沢は比較的短時間で得られるが、寸法精度が得られに
くい難点がある。本発明は、上記のような事情に着目し
てなされたものであり、その目的は玉軸受のような転が
り軸受に使用される軸受材料で、特に高精度が要求され
る転動体の仕上げラッピング研磨加工において、１種類
の研磨砥石を用いて高精度・高能率の研磨加工が可能と
なる軸受鋼材料を提供するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記観点か
ら軸受鋼中の非金属介在物について鋭意研究した結果、
軸受鋼の被切削性や被研磨性にはＴｉを主成分とする炭
窒化物が大きく影響していることを見出した。ＴｉやＮ
（窒素）は製鋼工程でも完全に除去できない不可避的不
純物として微量に含まれるものであり、ＴｉはＥＰＭＡ
で観察するとほとんどがＴｉＮのチタンの窒化物の形態
で存在しており、一部は炭素と結合してＴｉＣのＴｉの
炭化物を形成している。そしてこのＴｉを主成分とする
炭窒化物の形態分布が、転がり軸受に加工する際の研磨
精度や研磨効率に大きく影響していることが判明した。
ら軸受鋼中の非金属介在物について鋭意研究した結果、
軸受鋼の被切削性や被研磨性にはＴｉを主成分とする炭
窒化物が大きく影響していることを見出した。ＴｉやＮ
（窒素）は製鋼工程でも完全に除去できない不可避的不
純物として微量に含まれるものであり、ＴｉはＥＰＭＡ
で観察するとほとんどがＴｉＮのチタンの窒化物の形態
で存在しており、一部は炭素と結合してＴｉＣのＴｉの
炭化物を形成している。そしてこのＴｉを主成分とする
炭窒化物の形態分布が、転がり軸受に加工する際の研磨
精度や研磨効率に大きく影響していることが判明した。
【００１１】そこで本発明では、被研磨性に軸受用の鋼
材側の要因として最も大きく影響するＴｉを主成分とす
る炭窒化物の大きさと数、存在比を制御することによ
り、転動疲労寿命には悪影響を及ぼさない範囲内で、軸
受用の鋼材の被研磨性を向上させる手段を採用した。す
なわち、本発明の軸受鋼の一つは、、重量％でＣ：０．
６〜１．２％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１
〜２．０％、Ｃｒ：１０．０〜１４．０％を含有し、残
部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、該不可避的不
純物として存在するＴｉを主成分とする炭窒化物の圧延
方向の長さと個数の関係が、被検面積２００ｍｍ2 中で
１０μｍ以上２５μｍ未満のものがｎ1 個、２５μｍ以
上５０μｍ未満のものがｎ2 個、５０μｍ以上７５μｍ
未満のものがｎ3 個、７５μｍ以上のものがｎ4 個存在
し、介在物指数ＮをＮ = 2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０ｎ3 ＋１
５ｎ4 としたときに、１０≦Ｎ≦８０とした被研磨性に
優れた軸受鋼である。Ｔｉを主成分とする炭窒化物の大
きさと数及び存在比を所定の範囲に制御することによ
り、軸受として必要な硬さと耐摩耗性を備えた上に、１
種類の研磨砥石でしかも短時間に、高精度の鏡面を有し
寸法精度も良好な玉軸受を能率良く研磨加工することが
可能となる。本発明の軸受鋼は、Ｃｒ含有量を１０．０
％〜１４．０％に高めてあるので耐食性に優れており、
特に腐食環境での使用に適したものである。
材側の要因として最も大きく影響するＴｉを主成分とす
る炭窒化物の大きさと数、存在比を制御することによ
り、転動疲労寿命には悪影響を及ぼさない範囲内で、軸
受用の鋼材の被研磨性を向上させる手段を採用した。す
なわち、本発明の軸受鋼の一つは、、重量％でＣ：０．
６〜１．２％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１
〜２．０％、Ｃｒ：１０．０〜１４．０％を含有し、残
部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、該不可避的不
純物として存在するＴｉを主成分とする炭窒化物の圧延
方向の長さと個数の関係が、被検面積２００ｍｍ2 中で
１０μｍ以上２５μｍ未満のものがｎ1 個、２５μｍ以
上５０μｍ未満のものがｎ2 個、５０μｍ以上７５μｍ
未満のものがｎ3 個、７５μｍ以上のものがｎ4 個存在
し、介在物指数ＮをＮ = 2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０ｎ3 ＋１
５ｎ4 としたときに、１０≦Ｎ≦８０とした被研磨性に
優れた軸受鋼である。Ｔｉを主成分とする炭窒化物の大
きさと数及び存在比を所定の範囲に制御することによ
り、軸受として必要な硬さと耐摩耗性を備えた上に、１
種類の研磨砥石でしかも短時間に、高精度の鏡面を有し
寸法精度も良好な玉軸受を能率良く研磨加工することが
可能となる。本発明の軸受鋼は、Ｃｒ含有量を１０．０
％〜１４．０％に高めてあるので耐食性に優れており、
特に腐食環境での使用に適したものである。
【００１２】本発明の他の一つの軸受鋼は、重量％で
Ｃ：０．６〜１．２％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍ
ｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：２．０〜１０．０％を含
有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、該不
可避的不純物として存在するＴｉを主成分とする炭窒化
物の圧延方向の長さと個数の関係が、被検面積２００ｍ
ｍ 2 中で１０μｍ以上２５μｍ未満のものがｎ1 個、２
５μｍ以上５０μｍ未満のものがｎ2 個、５０μｍ以上
７５μｍ未満のものがｎ3 個、７５μｍ以上のものがｎ
4 個存在し、介在物指数ＮをＮ = 2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０
ｎ3 ＋１５ｎ4 としたときに、１０≦Ｎ≦８０とした被
研磨性に優れた軸受鋼である。この軸受鋼は通常の軸受
鋼よりもＣｒ含有量をやや多くし、焼入性を向上させて
強度高めるとともに耐食性を改善したものである。この
軸受鋼もＴｉを主成分とする炭窒化物の大きさと数、存
在比を所定の範囲に制御することにより、研磨加工性が
改善されたものとなっている。
Ｃ：０．６〜１．２％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍ
ｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：２．０〜１０．０％を含
有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、該不
可避的不純物として存在するＴｉを主成分とする炭窒化
物の圧延方向の長さと個数の関係が、被検面積２００ｍ
ｍ 2 中で１０μｍ以上２５μｍ未満のものがｎ1 個、２
５μｍ以上５０μｍ未満のものがｎ2 個、５０μｍ以上
７５μｍ未満のものがｎ3 個、７５μｍ以上のものがｎ
4 個存在し、介在物指数ＮをＮ = 2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０
ｎ3 ＋１５ｎ4 としたときに、１０≦Ｎ≦８０とした被
研磨性に優れた軸受鋼である。この軸受鋼は通常の軸受
鋼よりもＣｒ含有量をやや多くし、焼入性を向上させて
強度高めるとともに耐食性を改善したものである。この
軸受鋼もＴｉを主成分とする炭窒化物の大きさと数、存
在比を所定の範囲に制御することにより、研磨加工性が
改善されたものとなっている。
【００１３】本発明のもう一つの軸受鋼は、重量％で
Ｃ：０．６〜１．２％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍ
ｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：０．８〜２．０％を含有
し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、該不可
避的不純物として存在するＴｉを主成分とする炭窒化物
の圧延方向の長さと個数の関係が、被検面積２００ｍｍ
2中で１０μｍ以上２５μｍ未満のものがｎ1 個、２５
μｍ以上５０μｍ未満のものがｎ2 個、５０μｍ以上７
５μｍ未満のものがｎ3 個、７５μｍ以上のものがｎ4
個存在し、介在物指数ＮをＮ = 2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０ｎ
3 ＋１５ｎ4 としたときに、１０≦Ｎ≦８０とした被研
磨性に優れた軸受鋼である。この軸受鋼は、各種軸受と
して広く使用されている鋼種であり、Ｔｉを主成分とす
る炭窒化物の大きさと数、存在比を所定の範囲に制御す
ることにより、研磨加工性を改善したものである。
Ｃ：０．６〜１．２％、Ｓｉ：０．１〜２．０％、Ｍ
ｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：０．８〜２．０％を含有
し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、該不可
避的不純物として存在するＴｉを主成分とする炭窒化物
の圧延方向の長さと個数の関係が、被検面積２００ｍｍ
2中で１０μｍ以上２５μｍ未満のものがｎ1 個、２５
μｍ以上５０μｍ未満のものがｎ2 個、５０μｍ以上７
５μｍ未満のものがｎ3 個、７５μｍ以上のものがｎ4
個存在し、介在物指数ＮをＮ = 2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０ｎ
3 ＋１５ｎ4 としたときに、１０≦Ｎ≦８０とした被研
磨性に優れた軸受鋼である。この軸受鋼は、各種軸受と
して広く使用されている鋼種であり、Ｔｉを主成分とす
る炭窒化物の大きさと数、存在比を所定の範囲に制御す
ることにより、研磨加工性を改善したものである。
【００１４】本発明では、さらにＮｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｖから選ばれる１種または２種以上の合金元素を重
量％でＮｉ：０．１〜２．０％、Ｃｕ：０．１〜１．０
％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｗ：０．２〜２．０％、
Ｖ：０．０１〜０．５％の範囲で含有したものであって
も良い。これらの合金元素は、主として焼入性を高めて
靭性や耐熱性、耐摩耗性を改善し、耐食性も高める効果
も有する。また、Ｖは結晶粒を微細化して耐熱性を向上
させて耐摩耗性も向上させるのに寄与する。
Ｗ、Ｖから選ばれる１種または２種以上の合金元素を重
量％でＮｉ：０．１〜２．０％、Ｃｕ：０．１〜１．０
％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｗ：０．２〜２．０％、
Ｖ：０．０１〜０．５％の範囲で含有したものであって
も良い。これらの合金元素は、主として焼入性を高めて
靭性や耐熱性、耐摩耗性を改善し、耐食性も高める効果
も有する。また、Ｖは結晶粒を微細化して耐熱性を向上
させて耐摩耗性も向上させるのに寄与する。
【００１５】本発明では、不可避的不純物中のＡｌ、Ｔ
ｉ、Ｏ、Ｎの含有量を、重量％でＡｌ：０．００２〜
０．０５０％、Ｔｉ：０．０００５〜０．００２５％、
Ｏ：０．００１２％以下、Ｎ：０．０４０％以下とする
ことが好ましい。これらの不純物は製鋼過程で不可避的
に入ってくるが、ＡｌとＯは切削性を著しく害する非金
属介在物であるＡｌ2Ｏ3を避けるためであり、ＴｉとＮ
は研磨性に影響を及ぼすＴｉＮの形態を望ましい範囲に
制御するためである。
ｉ、Ｏ、Ｎの含有量を、重量％でＡｌ：０．００２〜
０．０５０％、Ｔｉ：０．０００５〜０．００２５％、
Ｏ：０．００１２％以下、Ｎ：０．０４０％以下とする
ことが好ましい。これらの不純物は製鋼過程で不可避的
に入ってくるが、ＡｌとＯは切削性を著しく害する非金
属介在物であるＡｌ2Ｏ3を避けるためであり、ＴｉとＮ
は研磨性に影響を及ぼすＴｉＮの形態を望ましい範囲に
制御するためである。
【００１６】
【発明の実施の形態】まず、以下に本発明の軸受鋼の成
分限定理由を述べる。 （Ｃ：０．６〜１．２％）Ｃ（炭素）は焼入硬さを増大
させ、室温、高温における強度を維持して耐摩耗性を付
与するために必須の元素である。含有量が０．６％未満
であると焼入硬さが不足して耐摩耗性を維持することが
できない。一方、１．２％を越えると長時間ソーキング
でも拡散しきらない巨大な共晶炭化物が生成するので、
軸受部品の静粛性を初めとして冷間鍛造性、被切削性、
被研磨性を低下させる。従って、Ｃの含有量は０．６〜
１．２％とした。好ましくは０．９５〜１．１％であ
る。 （Ｓｉ：０．１〜２．０％）Ｓｉ（珪素）は製鋼工程に
おける脱酸のために必要な元素であり、また耐摩耗性と
強度を増大する効果があり少なくとも０．１％は必要で
ある。しかし、含有量が２．０％を越えると冷間鍛造
性、被切削性を低下させる。従ってＳｉの含有量は０．
１〜２．０％とする。好ましくは０．１５〜０．７５％
である。 （Ｍｎ：０．１〜２．０％）Ｍｎ（マンガン）は焼入性
を向上させて強度を増大させるが、多すぎると残留オー
ステナイトを増加させて逆に強度を低下させ、また寸法
の経年劣化を引き起こし、音響特性を劣化させる。この
ためＭｎの成分範囲は０．１〜２．０％とした。好まし
くは０．２０〜１．１５％である。
分限定理由を述べる。 （Ｃ：０．６〜１．２％）Ｃ（炭素）は焼入硬さを増大
させ、室温、高温における強度を維持して耐摩耗性を付
与するために必須の元素である。含有量が０．６％未満
であると焼入硬さが不足して耐摩耗性を維持することが
できない。一方、１．２％を越えると長時間ソーキング
でも拡散しきらない巨大な共晶炭化物が生成するので、
軸受部品の静粛性を初めとして冷間鍛造性、被切削性、
被研磨性を低下させる。従って、Ｃの含有量は０．６〜
１．２％とした。好ましくは０．９５〜１．１％であ
る。 （Ｓｉ：０．１〜２．０％）Ｓｉ（珪素）は製鋼工程に
おける脱酸のために必要な元素であり、また耐摩耗性と
強度を増大する効果があり少なくとも０．１％は必要で
ある。しかし、含有量が２．０％を越えると冷間鍛造
性、被切削性を低下させる。従ってＳｉの含有量は０．
１〜２．０％とする。好ましくは０．１５〜０．７５％
である。 （Ｍｎ：０．１〜２．０％）Ｍｎ（マンガン）は焼入性
を向上させて強度を増大させるが、多すぎると残留オー
ステナイトを増加させて逆に強度を低下させ、また寸法
の経年劣化を引き起こし、音響特性を劣化させる。この
ためＭｎの成分範囲は０．１〜２．０％とした。好まし
くは０．２０〜１．１５％である。
【００１７】（Ｃｒ：０.８〜１４.０％）Ｃｒ（クロ
ム）は特に重要な元素であり、強度、焼入性を向上させ
るとともに耐食性、耐熱性を付与する。また、Ｃと結び
ついて微細な炭化物を形成し耐摩耗性を付与する。０.
８％未満ではその効果がなく、１４.０％を越えると巨
大な共晶炭化物が生成するため０．８〜１４．０％とす
る。軸受部品の場合、用途によって要求される耐食性は
大きく異なる。通常の用途で耐食性を要求されない場合
は、Ｃｒ含有量は０.８〜２.０％で十分である。高度な
耐食性が要求され完全に脱脂されて以後錆を嫌うような
軸受部品で使用される可搬性の精密機器等では、Ｃｒ量
は１０．０〜１４．０％必要である。これらの中間の範
囲である２．０〜１０．０％では、軸受部品の用途ごと
に必要な耐食性に応じてＣｒ量を選択する。Ｃｒは多く
含有すると当然製造コストは含有量に比例して上昇する
ので、要求される耐食性とコストに応じてＣｒの成分範
囲を選択することになる。以上が本発明鋼の基本成分で
ある。
ム）は特に重要な元素であり、強度、焼入性を向上させ
るとともに耐食性、耐熱性を付与する。また、Ｃと結び
ついて微細な炭化物を形成し耐摩耗性を付与する。０.
８％未満ではその効果がなく、１４.０％を越えると巨
大な共晶炭化物が生成するため０．８〜１４．０％とす
る。軸受部品の場合、用途によって要求される耐食性は
大きく異なる。通常の用途で耐食性を要求されない場合
は、Ｃｒ含有量は０.８〜２.０％で十分である。高度な
耐食性が要求され完全に脱脂されて以後錆を嫌うような
軸受部品で使用される可搬性の精密機器等では、Ｃｒ量
は１０．０〜１４．０％必要である。これらの中間の範
囲である２．０〜１０．０％では、軸受部品の用途ごと
に必要な耐食性に応じてＣｒ量を選択する。Ｃｒは多く
含有すると当然製造コストは含有量に比例して上昇する
ので、要求される耐食性とコストに応じてＣｒの成分範
囲を選択することになる。以上が本発明鋼の基本成分で
ある。
【００１８】本発明鋼は、さらに必要により以下の成分
元素を含有することが可能である。 （Ｎｉ：０．１〜２．０％）Ｎｉ（ニッケル）は本発明
においては必要に応じて添加する。０．１％以上添加す
ると焼入性を向上させて焼入硬化深さを深くするととも
に、靭性及び延性を改善する効果がある。多量に含有す
ると残留オーステナイトを増加させて、軸受部品の使用
中の経年変化を引き起こし、音響特性を劣化させるので
上限を２．０％とする。 （Ｃｕ：０．１〜１．０％）Ｃｕ（銅）も本発明におい
ては必要に応じて添加する。０．１％以上添加すると焼
入性、耐食性を向上させる。多量に含有すると赤熱脆性
を助長して熱間加工性を劣化するので上限を１．０％と
する。 （Ｍｏ：０．１〜１．０％）Ｍｏ（モリブデン）も本発
明においては必要に応じて添加する。０．１％以上添加
すると焼入性を向上させるとともに耐食性、耐摩耗性を
向上させる。２．０％以上添加するとＭ6 Ｃ型の炭化物
（Ｍは金属元素）を多量に生成し、添加効果が飽和する
とともに冷間鍛造性、被切削性を低下させるために上限
を２．０％とする。
元素を含有することが可能である。 （Ｎｉ：０．１〜２．０％）Ｎｉ（ニッケル）は本発明
においては必要に応じて添加する。０．１％以上添加す
ると焼入性を向上させて焼入硬化深さを深くするととも
に、靭性及び延性を改善する効果がある。多量に含有す
ると残留オーステナイトを増加させて、軸受部品の使用
中の経年変化を引き起こし、音響特性を劣化させるので
上限を２．０％とする。 （Ｃｕ：０．１〜１．０％）Ｃｕ（銅）も本発明におい
ては必要に応じて添加する。０．１％以上添加すると焼
入性、耐食性を向上させる。多量に含有すると赤熱脆性
を助長して熱間加工性を劣化するので上限を１．０％と
する。 （Ｍｏ：０．１〜１．０％）Ｍｏ（モリブデン）も本発
明においては必要に応じて添加する。０．１％以上添加
すると焼入性を向上させるとともに耐食性、耐摩耗性を
向上させる。２．０％以上添加するとＭ6 Ｃ型の炭化物
（Ｍは金属元素）を多量に生成し、添加効果が飽和する
とともに冷間鍛造性、被切削性を低下させるために上限
を２．０％とする。
【００１９】（Ｗ：０．２〜２．０％）Ｗ（タングステ
ン）は本発明においては必要に応じて添加する。その効
果はＭｏと同様で、Ｗの２分の１量がＭｏの１量に相当
する（１／２Ｗ＝Ｍｏ）。添加量が１．０％で効果が飽
和するので、上限を１．０％とする。 （Ｖ：０．０１〜１．０％）Ｖ（バナジウム）も本発明
においては必要に応じて添加する。０．０１％以上添加
すると微細なＶＣ炭化物を生成し結晶粒を微細化させる
とともに、耐摩耗性と耐熱性を向上させる。１．０％以
上添加するとＶＣ炭化物が粗大化し、静粛性・音響特性
を劣化させるので上限を１．０％とする。
ン）は本発明においては必要に応じて添加する。その効
果はＭｏと同様で、Ｗの２分の１量がＭｏの１量に相当
する（１／２Ｗ＝Ｍｏ）。添加量が１．０％で効果が飽
和するので、上限を１．０％とする。 （Ｖ：０．０１〜１．０％）Ｖ（バナジウム）も本発明
においては必要に応じて添加する。０．０１％以上添加
すると微細なＶＣ炭化物を生成し結晶粒を微細化させる
とともに、耐摩耗性と耐熱性を向上させる。１．０％以
上添加するとＶＣ炭化物が粗大化し、静粛性・音響特性
を劣化させるので上限を１．０％とする。
【００２０】（Ａｌ：０．００２〜０．０５０％）Ａｌ
（アルミニウム）は製鋼工程での脱酸のために必須の元
素であり、特にＯ（酸素）を０．００１２％以下に強脱
酸するためには０．００２％以上のＡｌが残留する。Ａ
ｌを多量に含有すると硬質のＡｌ2Ｏ3の含有量が高い、
酸化物系の介在物を多量に生成するため、上限を０．０
５０％とする。 （Ｔｉ：０．０００５〜０．００２５％）Ｔｉ（チタ
ン）は製鋼工程で使用するスクラップ原料や耐火物から
不可避的に混入してくる元素である。前述の通りＴｉは
鋼材中で炭窒化物を形成しており、その存在形態が鋼材
の被研磨性に大きな影響を及ぼす。Ｔｉの炭窒化物はそ
の量が少なすぎても材質が軟質過ぎて好ましくない。ま
た、その量が多すぎると硬質となり工具寿命を短縮し、
被研磨性も悪化する。従って、Ｎとともに適正な含有範
囲があり、許容される含有量は０．０００５〜０．００
２５％が適する。Ｔｉ含有量が０．０００５以下では材
質が軟らかすぎ、また精錬コストも嵩むので得策ではな
い。Ｔｉ含有量が０．００２５以上では巨大な炭窒化物
が生成するので好ましくない。
（アルミニウム）は製鋼工程での脱酸のために必須の元
素であり、特にＯ（酸素）を０．００１２％以下に強脱
酸するためには０．００２％以上のＡｌが残留する。Ａ
ｌを多量に含有すると硬質のＡｌ2Ｏ3の含有量が高い、
酸化物系の介在物を多量に生成するため、上限を０．０
５０％とする。 （Ｔｉ：０．０００５〜０．００２５％）Ｔｉ（チタ
ン）は製鋼工程で使用するスクラップ原料や耐火物から
不可避的に混入してくる元素である。前述の通りＴｉは
鋼材中で炭窒化物を形成しており、その存在形態が鋼材
の被研磨性に大きな影響を及ぼす。Ｔｉの炭窒化物はそ
の量が少なすぎても材質が軟質過ぎて好ましくない。ま
た、その量が多すぎると硬質となり工具寿命を短縮し、
被研磨性も悪化する。従って、Ｎとともに適正な含有範
囲があり、許容される含有量は０．０００５〜０．００
２５％が適する。Ｔｉ含有量が０．０００５以下では材
質が軟らかすぎ、また精錬コストも嵩むので得策ではな
い。Ｔｉ含有量が０．００２５以上では巨大な炭窒化物
が生成するので好ましくない。
【００２１】（Ｏ：０．００１２％以下）Ｏ（酸素）は
硬質の酸化物系非金属介在物を形成して静粛性・音響特
性を劣化させるので低いことが望ましいが、製鋼工程で
Ａｌで強脱酸して脱ガス処理等を施しても完全に除去す
ることは困難であり、０．００１２％までは許容するこ
ととする。 （Ｎ：０．０４０％以下）Ｎ（窒素）も製鋼工程で脱ガ
ス処理等を施しても完全に除去することは困難であり、
微量のＴｉと結合してＴｉの炭窒化物を形成する。Ｔｉ
の炭窒化物の形態を制御するためには、Ｎの含有量は
０．０４０％以下が適当である。
硬質の酸化物系非金属介在物を形成して静粛性・音響特
性を劣化させるので低いことが望ましいが、製鋼工程で
Ａｌで強脱酸して脱ガス処理等を施しても完全に除去す
ることは困難であり、０．００１２％までは許容するこ
ととする。 （Ｎ：０．０４０％以下）Ｎ（窒素）も製鋼工程で脱ガ
ス処理等を施しても完全に除去することは困難であり、
微量のＴｉと結合してＴｉの炭窒化物を形成する。Ｔｉ
の炭窒化物の形態を制御するためには、Ｎの含有量は
０．０４０％以下が適当である。
【００２２】（Ｔｉを主成分とする炭窒化物の大きさ及
び量）被研磨性に影響するＴｉを主成分とする炭窒化物
は、顕微鏡で観察すると方形を呈している。方形のＴｉ
炭窒化物が適度に分散している限りは被研磨性も良好で
ある。方形の炭窒化物の量が多すぎても少なすぎても被
研磨性が悪化する。本発明者らは炭窒化物の大きさと被
研磨性との関係を調べた結果、炭窒化物のサイズを層別
し、一定のウエイト付けをすることにより、好ましい被
研磨性を有する軸受素材を規定できることを見出した。
び量）被研磨性に影響するＴｉを主成分とする炭窒化物
は、顕微鏡で観察すると方形を呈している。方形のＴｉ
炭窒化物が適度に分散している限りは被研磨性も良好で
ある。方形の炭窒化物の量が多すぎても少なすぎても被
研磨性が悪化する。本発明者らは炭窒化物の大きさと被
研磨性との関係を調べた結果、炭窒化物のサイズを層別
し、一定のウエイト付けをすることにより、好ましい被
研磨性を有する軸受素材を規定できることを見出した。
【００２３】すなわち、被研磨性を左右する鋼材中に存
在するＴｉを主成分とする炭窒化物の大きさ及び量を以
下のように規定する。鋼材中に存在するＴｉを主成分と
する炭窒化物の圧延方向の長さと個数を、１０μｍ以上
２５μｍ未満のものがｎ1個、２５μｍ以上５０μｍ未
満のものがｎ2個、５０μｍ以上７５μｍ未満のものが
ｎ3個、７５μｍ以上のものがｎ4個存在し、介在物指数
Ｎを Ｎ = ２ｎ1＋５ｎ2＋１０ｎ3＋１５ｎ4・・・・・・（１） としたときに、被検面積２００ｍｍ2 中の介在物指数Ｎ
が １０ ≦ Ｎ ≦ ８０・・・・・・（２） であることが必要である。介在物指数Ｎ値が１０未満に
なるとラッピング研磨時に表面粗さが細かくなりにく
く、光沢が出にくいために、必要な表面粗さを得るため
に要する加工時間が極端に長くなる。また加工時間が長
くなるために材料が削られ過ぎて目標寸法より小さくな
りやすい。このためコントロールが非常に難しい材料と
なる。逆にＮ値が８０を越えると難研磨の材料となり、
研磨効率が悪く、研削砥石の消耗も早くて寸法精度が達
成されにくくなる。（１）式から、炭窒化物のサイズが
大きくなるほど被研磨性に及ぼす影響は大きくなること
がわかる。また、（２）式からＴｉを主成分とする炭窒
化物はある程度存在しなくてはならないことが判る。
在するＴｉを主成分とする炭窒化物の大きさ及び量を以
下のように規定する。鋼材中に存在するＴｉを主成分と
する炭窒化物の圧延方向の長さと個数を、１０μｍ以上
２５μｍ未満のものがｎ1個、２５μｍ以上５０μｍ未
満のものがｎ2個、５０μｍ以上７５μｍ未満のものが
ｎ3個、７５μｍ以上のものがｎ4個存在し、介在物指数
Ｎを Ｎ = ２ｎ1＋５ｎ2＋１０ｎ3＋１５ｎ4・・・・・・（１） としたときに、被検面積２００ｍｍ2 中の介在物指数Ｎ
が １０ ≦ Ｎ ≦ ８０・・・・・・（２） であることが必要である。介在物指数Ｎ値が１０未満に
なるとラッピング研磨時に表面粗さが細かくなりにく
く、光沢が出にくいために、必要な表面粗さを得るため
に要する加工時間が極端に長くなる。また加工時間が長
くなるために材料が削られ過ぎて目標寸法より小さくな
りやすい。このためコントロールが非常に難しい材料と
なる。逆にＮ値が８０を越えると難研磨の材料となり、
研磨効率が悪く、研削砥石の消耗も早くて寸法精度が達
成されにくくなる。（１）式から、炭窒化物のサイズが
大きくなるほど被研磨性に及ぼす影響は大きくなること
がわかる。また、（２）式からＴｉを主成分とする炭窒
化物はある程度存在しなくてはならないことが判る。
【００２４】Ｔｉを主成分とする炭窒化物の大きさと個
数は、試料断面を顕微鏡観察し、大きさ別に視野中に存
在する個数を計数することにより行う。肉眼観察でも良
いし、画像処理装置を利用してデーターをコンピュータ
ー処理することにより、Ｔｉを主成分とする炭窒化物の
大きさと個数及びＮ値を簡単に求めることができる。
数は、試料断面を顕微鏡観察し、大きさ別に視野中に存
在する個数を計数することにより行う。肉眼観察でも良
いし、画像処理装置を利用してデーターをコンピュータ
ー処理することにより、Ｔｉを主成分とする炭窒化物の
大きさと個数及びＮ値を簡単に求めることができる。
【００２５】このような適度な大きさ及び適度な量のＴ
ｉ炭窒化物を有する軸受鋼は以下のようにして得られ
る。本発明の軸受鋼は、高清浄度鋼の製法に準じた製造
方法が基本となる。その上で特に留意すべき点は、原料
スクラップから過剰のＴｉが混入しないよう原料を厳選
すること。過剰に混入したＴｉは酸化精錬により除去す
ること。耐火物のＴｉＯ2 量が多くならないように留意
すること。さらには、耐火物の溶損を抑えるため、精錬
温度と精錬時間を厳密に制御することである。他は通常
用いる炉外精錬や真空脱ガス等の手段を駆使して高清浄
度鋼を製造すれば良い。
ｉ炭窒化物を有する軸受鋼は以下のようにして得られ
る。本発明の軸受鋼は、高清浄度鋼の製法に準じた製造
方法が基本となる。その上で特に留意すべき点は、原料
スクラップから過剰のＴｉが混入しないよう原料を厳選
すること。過剰に混入したＴｉは酸化精錬により除去す
ること。耐火物のＴｉＯ2 量が多くならないように留意
すること。さらには、耐火物の溶損を抑えるため、精錬
温度と精錬時間を厳密に制御することである。他は通常
用いる炉外精錬や真空脱ガス等の手段を駆使して高清浄
度鋼を製造すれば良い。
【００２６】
【作用】本発明は、Ｔｉの炭窒化物の形態制御をして軸
受鋼の被研磨性を改善することとしたものである。微細
なＴｉ炭窒化物が適量存在していれば、精度良く研磨で
き、しかも研磨砥石を交換する手間を必要とせずに能率
良く玉軸受を製造することを可能とする。
受鋼の被研磨性を改善することとしたものである。微細
なＴｉ炭窒化物が適量存在していれば、精度良く研磨で
き、しかも研磨砥石を交換する手間を必要とせずに能率
良く玉軸受を製造することを可能とする。
【００２７】
【実施例】以下本発明を実施例を用いて詳細に説明す
る。 （実施例、比較例）表１に本発明例および比較例として
用いた鋼材の化学組成を示す。供試した鋼材は、製鋼工
程で溶鋼を精錬、脱ガス処理した後に造塊し、熱間圧延
で直径５．０ｍｍ〜２０．０ｍｍの線材とした。その後
線材の一部は酸洗、焼鈍、伸線工程を経て直径４．１ｍ
ｍの鋼線とした。表１中試料番号１〜２０は本発明鋼で
あり、試料番号２１〜２７は比較例の鋼である。
る。 （実施例、比較例）表１に本発明例および比較例として
用いた鋼材の化学組成を示す。供試した鋼材は、製鋼工
程で溶鋼を精錬、脱ガス処理した後に造塊し、熱間圧延
で直径５．０ｍｍ〜２０．０ｍｍの線材とした。その後
線材の一部は酸洗、焼鈍、伸線工程を経て直径４．１ｍ
ｍの鋼線とした。表１中試料番号１〜２０は本発明鋼で
あり、試料番号２１〜２７は比較例の鋼である。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１に示した各鋼種につき、直径４．１ｍ
ｍの鋼線を切断し、冷間鍛造によりほぼ目標寸法に近い
バリの付いた球体（粗球）とした後、粗研削して表２に
示す焼入・焼戻条件で熱処理した。次いで、ラッピング
研磨を実施して、１５／６４インチ鋼球を製造した。ラ
ッピング研磨はコンベア付き小型研磨機を用いて、＃４
０００レジノイド砥石を用いて行い、潤滑剤としてラッ
ピングオイルを使用した。面圧はラッピング第１段階の
４時間は１．９Ｎ（ニュートン）で、第２段階は１．０
Ｎで行った。
ｍの鋼線を切断し、冷間鍛造によりほぼ目標寸法に近い
バリの付いた球体（粗球）とした後、粗研削して表２に
示す焼入・焼戻条件で熱処理した。次いで、ラッピング
研磨を実施して、１５／６４インチ鋼球を製造した。ラ
ッピング研磨はコンベア付き小型研磨機を用いて、＃４
０００レジノイド砥石を用いて行い、潤滑剤としてラッ
ピングオイルを使用した。面圧はラッピング第１段階の
４時間は１．９Ｎ（ニュートン）で、第２段階は１．０
Ｎで行った。
【００３０】このようにして得られた鋼球につき、硬
さ、耐食性、Ｔｉを主成分とする炭窒化物の大きさ（圧
延方向の最大長さ）と個数並びに被研磨性を評価した。
硬さはロックウエルＣスケールで測定した。また、耐食
性はＪＩＳ Ｚ ２３７１に準じて純水噴霧試験を２０
０時間と５％ＮａＣｌの塩水噴霧試験を３時間実施した
後、目視による５段階評価により行った。評点５が耐食
性が最も優れたものである。Ｔｉを主成分とする炭窒化
物の大きさと個数の測定は、光学顕微鏡にて鋼材の中心
軸を含み中心部から表面直下までが観察できる圧延方向
に平行な断面の２００ｍｍ2 の視野について観察した。
ここで、圧延方向に直角な方向の最大幅が２．５μｍ未
満の炭窒化物については無視する。炭窒化物が連なって
存在している隣接した炭窒化物の場合は、圧延方向の間
隔が２５μｍ未満で且つ圧延方向に直角な方向の間隔が
２．５μｍ未満のものについては、１個の炭窒化物と見
なして間隔も含めた圧延方向の長さを計測した。計測に
用いた光学顕微鏡の倍率は、４００倍である。
さ、耐食性、Ｔｉを主成分とする炭窒化物の大きさ（圧
延方向の最大長さ）と個数並びに被研磨性を評価した。
硬さはロックウエルＣスケールで測定した。また、耐食
性はＪＩＳ Ｚ ２３７１に準じて純水噴霧試験を２０
０時間と５％ＮａＣｌの塩水噴霧試験を３時間実施した
後、目視による５段階評価により行った。評点５が耐食
性が最も優れたものである。Ｔｉを主成分とする炭窒化
物の大きさと個数の測定は、光学顕微鏡にて鋼材の中心
軸を含み中心部から表面直下までが観察できる圧延方向
に平行な断面の２００ｍｍ2 の視野について観察した。
ここで、圧延方向に直角な方向の最大幅が２．５μｍ未
満の炭窒化物については無視する。炭窒化物が連なって
存在している隣接した炭窒化物の場合は、圧延方向の間
隔が２５μｍ未満で且つ圧延方向に直角な方向の間隔が
２．５μｍ未満のものについては、１個の炭窒化物と見
なして間隔も含めた圧延方向の長さを計測した。計測に
用いた光学顕微鏡の倍率は、４００倍である。
【００３１】さらに、被研磨性の評価は、表面粗さがＲ
ａ＝０．０２μｍに達するまでの時間を、試料番号１の
時間を１００として基準に取り、この時間と比較した指
数で表した。さらに第２段階の研磨効率を測定した。研
磨効率は直径の減少量を研磨時間で除した値であり、同
じく試料番号１の研磨効率を１００として比較した指数
で示した。これらの測定結果を表２に示す。表中Ｒａ＝
０．０２μｍに達するまでの時間指数が大きいと、光沢
が出にくく鏡面研磨が進まないことを示し、指数が小さ
いと早く仕上がることを示している。また、研磨効率指
数は、数値が大きいと研磨効率が良く、数値が小さいと
研磨効率が悪いことを示している。また、介在物指数Ｎ
値と表面粗さがＲａ＝０．０２μｍに達するまでの時間
との関係を図１に示した。さらに、介在物指数Ｎ値と第
２研磨段階の研磨効率指数との関係を図２に示した。
ａ＝０．０２μｍに達するまでの時間を、試料番号１の
時間を１００として基準に取り、この時間と比較した指
数で表した。さらに第２段階の研磨効率を測定した。研
磨効率は直径の減少量を研磨時間で除した値であり、同
じく試料番号１の研磨効率を１００として比較した指数
で示した。これらの測定結果を表２に示す。表中Ｒａ＝
０．０２μｍに達するまでの時間指数が大きいと、光沢
が出にくく鏡面研磨が進まないことを示し、指数が小さ
いと早く仕上がることを示している。また、研磨効率指
数は、数値が大きいと研磨効率が良く、数値が小さいと
研磨効率が悪いことを示している。また、介在物指数Ｎ
値と表面粗さがＲａ＝０．０２μｍに達するまでの時間
との関係を図１に示した。さらに、介在物指数Ｎ値と第
２研磨段階の研磨効率指数との関係を図２に示した。
【００３２】
【表２】
【００３３】これらの結果から、介在物指数Ｎ値が１０
未満では、表面粗さがＲａ＝０．０２μｍに達するまで
の時間指数が１３５以上となり、光沢が出にくく鏡面研
磨が進まないことが判る。また、介在物指数Ｎ値が８０
を越えると研磨効率指数が７０を下回り、研磨能率が悪
化することが判る。例えば、Ｃｒが０．８〜２．０％レ
ベルの実施例Ｎｏ．５，ＮＯ．６と比較例Ｎｏ．２１，
Ｎｏ．２２，Ｎｏ．２４〜Ｎｏ．２６とを比較すると、
介在物指数Ｎが４７〜７５である実施例Ｎｏ．５，Ｎ
Ｏ．６では表面粗さがＲａ＝０．０２μｍに達するまで
の時間の指数が８０〜９８でり、第２段階の研磨効率指
数が９０〜９９であるのに対して、比較例のＮｏ．２１
やＮｏ．２２では、介在物指数Ｎ値が６又は４と低いた
め、表面粗さがＲａ＝０．０２μｍに達するまでの時間
指数が１５０または１４３となり、光沢が出にくく鏡面
仕上げが進まなくなり、被研磨性が悪化する。また、比
較例Ｎｏ．２４〜Ｎｏ．２６とを比較すると、介在物指
数Ｎが９６〜１２４と高いので、研磨効率指数が６０〜
６５と低下する。また、Ｃｒを１２％強含む実施例Ｎ
ｏ．１１と比較例Ｎｏ．２３とを比較すると、介在物指
数Ｎが２１である実施例Ｎｏ．１１は、表面粗さがＲａ
＝０．０２μｍに達するまでの時間の指数が１０３と微
増で、第２段階の研磨効率指数も１０３で殆ど変化は無
い。これに対して介在物指数Ｎが５と小さな比較例Ｎ
ｏ．２３では、表面粗さがＲａ＝０．０２μｍに達する
までの時間の指数が１３８に増加し、被研磨性が悪化す
る。
未満では、表面粗さがＲａ＝０．０２μｍに達するまで
の時間指数が１３５以上となり、光沢が出にくく鏡面研
磨が進まないことが判る。また、介在物指数Ｎ値が８０
を越えると研磨効率指数が７０を下回り、研磨能率が悪
化することが判る。例えば、Ｃｒが０．８〜２．０％レ
ベルの実施例Ｎｏ．５，ＮＯ．６と比較例Ｎｏ．２１，
Ｎｏ．２２，Ｎｏ．２４〜Ｎｏ．２６とを比較すると、
介在物指数Ｎが４７〜７５である実施例Ｎｏ．５，Ｎ
Ｏ．６では表面粗さがＲａ＝０．０２μｍに達するまで
の時間の指数が８０〜９８でり、第２段階の研磨効率指
数が９０〜９９であるのに対して、比較例のＮｏ．２１
やＮｏ．２２では、介在物指数Ｎ値が６又は４と低いた
め、表面粗さがＲａ＝０．０２μｍに達するまでの時間
指数が１５０または１４３となり、光沢が出にくく鏡面
仕上げが進まなくなり、被研磨性が悪化する。また、比
較例Ｎｏ．２４〜Ｎｏ．２６とを比較すると、介在物指
数Ｎが９６〜１２４と高いので、研磨効率指数が６０〜
６５と低下する。また、Ｃｒを１２％強含む実施例Ｎ
ｏ．１１と比較例Ｎｏ．２３とを比較すると、介在物指
数Ｎが２１である実施例Ｎｏ．１１は、表面粗さがＲａ
＝０．０２μｍに達するまでの時間の指数が１０３と微
増で、第２段階の研磨効率指数も１０３で殆ど変化は無
い。これに対して介在物指数Ｎが５と小さな比較例Ｎ
ｏ．２３では、表面粗さがＲａ＝０．０２μｍに達する
までの時間の指数が１３８に増加し、被研磨性が悪化す
る。
【００３４】
【発明の効果】以上のように、本発明は玉軸受のような
転がり軸受に使用される軸受材料で、転動体の仕上げ研
磨加工において、高精度・高能率の研磨加工を可能にす
る鋼材を提供するものである。鋼材側の要因として被研
磨性に最も大きく影響するＴｉＮのようなＴｉを主成分
とする炭窒化物の大きさと数並びに存在比を的確に把握
してコントロールしたものであり、軸受の生産性向上・
性能向上に寄与すると頃が多大なものである。
転がり軸受に使用される軸受材料で、転動体の仕上げ研
磨加工において、高精度・高能率の研磨加工を可能にす
る鋼材を提供するものである。鋼材側の要因として被研
磨性に最も大きく影響するＴｉＮのようなＴｉを主成分
とする炭窒化物の大きさと数並びに存在比を的確に把握
してコントロールしたものであり、軸受の生産性向上・
性能向上に寄与すると頃が多大なものである。
【図１】 Ｎ値と研磨時間との関係を示す図である。
【図２】 Ｎ値と研削効率との関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 33/62 Ｆ１６Ｃ 33/62 (72)発明者 古澤 貞良 富山県新湊市八幡町三丁目10番15号 日本 高周波鋼業株式会社富山製造所内 Ｆターム(参考） 3J101 BA10 BA70 DA11 EA03 FA44
Claims (5)
- 【請求項１】 重量％でＣ：０．６〜１．２％、Ｓｉ：
０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：１
０．０〜１４．０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避
的不純物からなり、該不可避的不純物中に存在するＴｉ
を主成分とする炭窒化物の圧延方向の長さと個数の関係
が、被検面積２００ｍｍ2 中で１０μｍ以上２５μｍ未
満のものがｎ1 個、２５μｍ以上５０μｍ未満のものが
ｎ2個、５０μｍ以上７５μｍ未満のものがｎ3 個、７
５μｍ以上のものがｎ4 個存在し、介在物指数ＮをＮ =
2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０ｎ3 ＋１５ｎ4 としたときに、１
０≦Ｎ≦８０であることを特徴とする被研磨性に優れた
軸受鋼。 - 【請求項２】 重量％でＣ：０．６〜１．２％、Ｓｉ：
０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：
２．０〜１０．０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避
的不純物からなり、該不可避的不純物中に存在するＴｉ
を主成分とする炭窒化物の圧延方向の長さと個数の関係
が、被検面積２００ｍｍ2 中で１０μｍ以上２５μｍ未
満のものがｎ1 個、２５μｍ以上５０μｍ未満のものが
ｎ2 個、５０μｍ以上７５μｍ未満のものがｎ3 個、７
５μｍ以上のものがｎ4 個存在し、介在物指数ＮをＮ =
2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０ｎ3 ＋１５ｎ4 としたときに、１
０≦Ｎ≦８０であることを特徴とする被研磨性に優れた
軸受鋼。 - 【請求項３】 重量％でＣ：０．６〜１．２％、Ｓｉ：
０．１〜２．０％、Ｍｎ：０．１〜２．０％、Ｃｒ：
０．８〜２．０％を含有し、残部がＦｅおよび不可避的
不純物からなり、該不可避的不純物中に存在するＴｉを
主成分とする炭窒化物の圧延方向の長さと個数の関係
が、被検面積２００ｍｍ2 中で１０μｍ以上２５μｍ未
満のものがｎ1 個、２５μｍ以上５０μｍ未満のものが
ｎ2 個、５０μｍ以上７５μｍ未満のものがｎ3 個、７
５μｍ以上のものがｎ4 個存在し、介在物指数ＮをＮ =
2ｎ1 ＋５ｎ2 ＋１０ｎ3 ＋１５ｎ4 としたときに、１
０≦Ｎ≦８０であることを特徴とする被研磨性に優れた
軸受鋼。 - 【請求項４】 重量％でＮｉ：０．１〜２．０％、Ｃ
ｕ：０．１〜１．０％、Ｍｏ：０．１〜１．０％、Ｗ：
０．２〜２．０％、Ｖ：０．０１〜０．５％から選ばれ
る１種または２種以上を含有することを特徴とする請求
項１ないし請求項３に記載の被研磨性に優れた軸受鋼。 - 【請求項５】 不可避的不純物が、Ａｌ：０．００２〜
０．０５０％、Ｔｉ：０．０００５〜０．００２５％、
Ｏ：０．００１２％以下、Ｎ：０．０４０％以下である
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記
載の被研磨性に優れた軸受鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000094595A JP2001279393A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 被研磨性に優れた軸受鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000094595A JP2001279393A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 被研磨性に優れた軸受鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001279393A true JP2001279393A (ja) | 2001-10-10 |
Family
ID=18609622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000094595A Pending JP2001279393A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | 被研磨性に優れた軸受鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001279393A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006118030A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Jfe Steel Kk | 研磨性に優れた軸受鋼 |
| JP2007262449A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 転動部品用鋼および転動部品 |
| CN101792885A (zh) * | 2010-03-30 | 2010-08-04 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 一种高碳锰铬磨球用热轧圆钢及其制造方法 |
| JP2011026693A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-02-10 | Hitachi Metals Ltd | 軟化抵抗に優れた高硬度鋼 |
| CN105734452A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-07-06 | 如皋市福锴金属制品有限公司 | 一种电杆钢模跑轮及其锻压生产工艺 |
| CN106567000A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-04-19 | 河北天理环保科技有限公司 | 锻造高耐磨钢球及生产方法 |
| CN108998639A (zh) * | 2018-08-28 | 2018-12-14 | 宁国慧宏耐磨材料有限公司 | 一种节能磨球及其制作方法 |
| CN110527928A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-03 | 特冶(北京)科技发展有限公司 | 一种耐高温气门座及其生产方法 |
| CN112342460A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-02-09 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种球磨机b2高端钢球用钢及其轧制方法 |
-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000094595A patent/JP2001279393A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006118030A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Jfe Steel Kk | 研磨性に優れた軸受鋼 |
| JP2007262449A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Sanyo Special Steel Co Ltd | 転動部品用鋼および転動部品 |
| JP2011026693A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-02-10 | Hitachi Metals Ltd | 軟化抵抗に優れた高硬度鋼 |
| CN101792885A (zh) * | 2010-03-30 | 2010-08-04 | 莱芜钢铁集团有限公司 | 一种高碳锰铬磨球用热轧圆钢及其制造方法 |
| CN105734452A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-07-06 | 如皋市福锴金属制品有限公司 | 一种电杆钢模跑轮及其锻压生产工艺 |
| CN106567000A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-04-19 | 河北天理环保科技有限公司 | 锻造高耐磨钢球及生产方法 |
| CN108998639A (zh) * | 2018-08-28 | 2018-12-14 | 宁国慧宏耐磨材料有限公司 | 一种节能磨球及其制作方法 |
| CN110527928A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-12-03 | 特冶(北京)科技发展有限公司 | 一种耐高温气门座及其生产方法 |
| CN110527928B (zh) * | 2019-09-02 | 2020-11-10 | 特冶河北科技发展有限公司 | 一种耐高温气门座及其生产方法 |
| CN112342460A (zh) * | 2020-09-03 | 2021-02-09 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种球磨机b2高端钢球用钢及其轧制方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3463651B2 (ja) | 軸受用鋼材 | |
| JP4872846B2 (ja) | 窒化歯車用粗形品および窒化歯車 | |
| JP2010007143A (ja) | 疲労限度比と被削性に優れた機械構造用鋼 | |
| JP6241136B2 (ja) | 肌焼鋼鋼材 | |
| JP5886119B2 (ja) | 肌焼鋼鋼材 | |
| KR101552449B1 (ko) | 열간 단조용 압연 봉강 또는 선재 | |
| JP2011111668A (ja) | 転動疲労寿命の安定性に優れた鋼材 | |
| JP2001279393A (ja) | 被研磨性に優れた軸受鋼 | |
| EP3336206A1 (en) | Method for manufacturing product member, and product member | |
| JP5370073B2 (ja) | 機械構造用合金鋼鋼材 | |
| JP6606978B2 (ja) | 製品部材の製造方法及び製品部材 | |
| JP6394319B2 (ja) | 熱間鍛造品 | |
| JP2009287111A (ja) | 機械構造用鋼 | |
| JP4835367B2 (ja) | 浸炭部品または浸炭窒化部品 | |
| CN109154042B (zh) | 热锻品 | |
| CN107429359B (zh) | 热轧棒线材、部件及热轧棒线材的制造方法 | |
| JP4221133B2 (ja) | マンガン合金鋼 | |
| JP3489376B2 (ja) | 高強度高靱性快削非調質鋼材 | |
| JP6794043B2 (ja) | 加工性および鏡面性に優れたプラスチック成形金型用鋼 | |
| JP3489655B2 (ja) | 高強度高靭性快削非調質鋼材 | |
| JPH07278737A (ja) | プラスチック成形用プリハードン鋼およびその製造方法 | |
| CN115335544B (zh) | 钢材及渗碳钢部件 | |
| JP6172378B2 (ja) | 肌焼鋼鋼線 | |
| JP2000313934A (ja) | ステンレス球状炭化物鋳鉄 | |
| JP4385921B2 (ja) | 研磨性に優れた軸受鋼 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030415 |