JP2002542395A - 低ベイナイト組織の表面を有する転がり軸受鋼およびその製造方法 - Google Patents

低ベイナイト組織の表面を有する転がり軸受鋼およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 転がり軸受のリングなどの転がり軸受部品を、１C-１.５Crタイプシリーズ鋼から製造する方法並びに前記方法により製造された転がり軸受部品。転がり軸受部品の少なくとも表面は、ベイナイト組織を有している。前記組織の使用寿命は、冷間圧延を加えていない部品に比べて、相当増大する。望ましくは、フェライト状態の、通常の１C-１.５Crタイプ鋼から出発して得られる低ベイナイト組織を用いる。急冷を行って、該ベイナイト組織を得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ＜発明の属する技術分野＞
【０００２】 本発明は、１C-１，５Crタイプシリーズから得る転がり軸受鋼に関する。
【０００３】 ＜従来の技術＞ この種鋼は、一般に下記の組成を含んでいる。
【０００４】 炭素 ： ０．８５〜１．１０重量％ 珪素 ： ０．００５〜０．６重量％ マンガン ： ０．００５〜０．８０重量％ クロム ： １．２５〜２．０５重量％ ニッケル ： 最高０．３５重量％ モリブデン： 最高０．３６重量％ 残り ： 鉄および通常の不純物 この組成内の鋼は、転がり軸受部品の製造で広く使用されている。鋼は、フェ
ライト組織から始まって、オーステナイト化熱処理を受け、その後、急冷処理で
、最終部品のマルテンサイト表面組織となる。このマルテンサイト組織は、比較
的硬く、良好な基本特性を有している。転がり接触の疲れ寿命および靭性が問題
である用途には、浸炭鋼が用いられる。浸炭鋼および熱処理は、より高価であり
、関連熱処理は、一般に、非常に、より複雑である。
【０００５】 EP 0896068A1は、軸受鋼のベイナイト焼入れの方法を開示している。この目的
のためには、出発材料は、フェライト状態であり、これをオーステナイト化し、
次いで、急冷して、ベイナイト最終組織を得る。
【０００６】 ＜発明の要約＞ 本発明の目的は、改良された特性を有する、より詳しくは、改良された転がり
接触疲れおよび良好な靭性特性を有する鋼を得ることである。
【０００７】 ＜発明の実施の形態＞ 本発明によれば、これは、フェライト状態の鋼に変形を加えることで実現され
る。この変形は、温間または冷間いずれで行ってもよい。
【０００８】 温間変形を行う場合は、望ましくは、フェライト相で、すなわち、７００℃以
下の温度で変形を行う。温間成形の際、変形中に生じた転位細胞は、復旧して、
焼入れ温度までの加熱の際、微細な亜結晶粒を形成し、したがって、使用された
低ベイナイト焼入れ法の結果として、より微細な組織が、得られる。
【０００９】 より詳しくは、該鋼には、圧延により、造形を加える。より望ましくは、リン
グを、管から出発して、転がり軸受部品として製造したい場合は、冷間変形を行
い、その間に、リングそれ自体も、管から製造して、切削作業をより少なくする
。これは、材料損失がより少ないことを意味する。冷間圧延を行う場合は、オー
ステナイト出発温度およびオーステナイト仕上げ温度は、低下する、すなわち、
フェライトからオーステナイトまでの変態は、より低い温度レベルで行われ、同
じ温度レベルでより完全となる。ベイナイト変態時間は、望ましくは、少なくと
も１８０分である。圧延、より詳しくは、冷間圧延により、オーステナイト化温
度が下がるほか、マルテンサイト出発温度も、約３０℃下がり、２５０℃の十分
下になる。一般に、ミクロ組織は、非常に調質された粒子を示す。望ましくは、
ベイナイトは、この種の鋼を材料とする転がり軸受部品の使用寿命を大幅に延ば
すことになる低ベイナイトを含んでいる。
【００１０】 変形時、管などの他の物品から出発することも、もちろん可能である。例えば
、部品またはリングは、後で、造形処理（旋削、フライス加工）を行ってよい。
冷間成形は、圧延、鍛造、造形などを含んでいてよい。
【００１１】 フェライトの亜結晶粒粒界は、恐らくは、球状炭化物との交点におけるオース
テナイト核生成サイトであり、同じ条件下でオーステナイト化された未変形の１
C-１.５Crに比べて、オーステナイト結晶粒度が、微細化している。
【００１２】 使用鋼は、望ましくは、比較的純粋であり、すなわち、最高９ｐｐｍの酸素、
最高０．００４重量％の硫黄、最高１５ｐｐｍのチタン、および最高０．０１５
重量％の燐を含んでいる。
【００１３】 転がり軸受のリングを製造する際に、冷間圧延が、熱間圧延に比べて有利であ
ることを示すために、比較試験を行った。熱間圧延、冷間圧延を問わず、両試料
の熱処理は、正確に同じであった。球状ころ軸受では、熱間圧延変異体の相対的
L10寿命は、５２〜１５７百万回転の９５上側および下側信頼区間で、１０６で
あることが分かった。
【００１４】 同じ試験条件下では、冷間圧延リングは、２９４百万回転以上のL10寿命を示
した。これは、本発明の保護の範囲には重要ではないが、フェライト地が冷間圧
延されるため、転位細胞は復旧して、亜結晶粒が形成されることになる。この亜
結晶粒の形成で、より微細なオーステナイトが生ずることになる。
【００１５】 上記の処理は、一般に炭素含有量を低くして、転がり接触疲れ寿命を長くする
転がり軸受鋼に対する別法である。この種鋼は、一般に浸炭あるいは浸炭窒化し
て、表面硬さを十分なレベルまで増大させる。％変形は、オーステナイト化処理
の際に得られるオーステナイト粒子の粒度に影響を及ぼす。変形が比較的少ない
場合は、粒度が数μｍの粗い材料となる。しかしながら、相当な変形、例えば、
３０％以上、より詳しくは、６０％以上の変形を行う場合は、粒度は、相当に減
少して、２μｍ以下となる。
【００１６】 本発明の範囲は、説明で示した実施形態に限定されず、添付のクレームにより
決まるものであることが注目される。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年５月２２日（２００１．５．２２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ベスビック，ジョン，ミカエル オランダ国、エヌエル 3417 ダブリュエ クス モントフールト、ティエイチ エル ゼンシュトラート 59 (72)発明者 ケリンガン，アイダン，ミカエル オランダ国、エヌエル 3583 エイジー ユトレヒト、エイ ファン オスタデラー ン 157 ＩＩ (72)発明者 ストランデル，ハン，インゲマール スウェーデン国、エス 43370 サーベダ ーレン、マルドバーゲン 15 Ｆターム(参考） 4K032 AA06 AA07 AA12 AA16 AA19 AA23 AA26 AA27 AA29 AA31 AA35 BA00 CF03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 転がり軸受鋼を製造する方法であって、フェライト状態の１
    C-１.５Crタイプ鋼の供給を含み、前記鋼をオーステナイト化し、次いで、それ
    を急冷して、ベイナイト最終組織を生じさせる方法において、該鋼は、フェライ
    ト状態で変形されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記変形は、冷間変形を含むこととする請求項１に記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記変形は、少なくとも３０％の変形を含むこととする請求
    項１または請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記オーステナイト化温度は、８００℃と９００℃との間で
    あることとする上記請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記急冷温度は、２５０℃以下であることとする上記請求項
    のうちのいずれか一つに記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記急冷温度は、低ベイナイトが生ずるような温度であるこ
    ととする上記請求項のうちのいずれか一つに記載の方法。
  7. 【請求項７】 １C-１.５Cr鋼転がり軸受リングを製造するための方法であ
    って、フェライト地の組織を有する管素材の冷間圧延を含み、前記管をリングに
    切り分け、前記鋼をオーステナイト化し、次いで、急冷して、ベイナイト組織を
    生じさせることを特徴とする方法。
  8. 【請求項８】 少なくとも表面は、ベイナイト組織を含み、マルテンサイト
    を含まないこととする上記請求項のうちのいずれか一つに記載の方法で製造され
    た転がり軸受鋼。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の転がり軸受鋼として製造された転がり軸受
    部品。
  10. 【請求項１０】 球状転がり軸受部品を含む請求項９に記載の転がり軸受部
    品。
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