JP2007182926A - Manufacturing method for needle-like roll bearing raceway member, needle-like roll bearing raceway member, and needle-like roll bearing - Google Patents

Manufacturing method for needle-like roll bearing raceway member, needle-like roll bearing raceway member, and needle-like roll bearing Download PDF

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喜久男 前田
Hirokazu Nakajima
碩一 中島
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a needle-like roll bearing raceway member whose rolling fatigue life under a severe environment is improved, a needle-like roll bearing having a longer service lifetime even under a severe environment, and a manufacturing method for the needle-like roll bearing raceway member. <P>SOLUTION: The manufacturing method for the needle-like roll bearing raceway member includes a steel member preparation step, a carburizing or carbonitriding hardening step, a high-frequency hardening step, and a finishing step. In the steel member preparation step, a steel member made of steel and shaped into an outline shape of the needle-like roll bearing raceway member is prepared. In the carburizing or carbonitriding hardening step, the steel member is quenched and hardened after executing carburizing or carbonitriding hardening to the steel member. In the high-frequency hardening step, a region including a part to be a rolling face of the needle-like roll bearing raceway member is further quenched and hardened so that a remaining amount of austenite in a region having a depth of ≤0.3 mm from the face to be the rolling face is ≥50 vol.% and ≤70 vol.%. In the finishing step, finish processing is executed to the steel member. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は針状ころ軸受用軌道部材の製造方法、針状ころ軸受用軌道部材および針状ころ軸受に関し、より特定的には、過酷な環境下においても長寿命な針状ころ軸受用軌道部材の製造方法、針状ころ軸受用軌道部材および針状ころ軸受に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing a raceway member for needle roller bearings, a raceway member for needle roller bearings, and a needle roller bearing, and more specifically, a raceway member for needle roller bearings having a long life even under severe environments. Manufacturing method, needle roller bearing race member and needle roller bearing.

近年、転がり軸受が使用される産業機械、輸送機械などの高性能化に伴い、転がり軸受が使用される環境は一層過酷になっている。そのため、転がり軸受を構成する軌道部材、転動体などの転動部材に対しては、さらなる転動疲労寿命の長寿命化、特に過酷な環境下における長寿命化が求められている。   In recent years, the environment in which a rolling bearing is used has become more severe as the performance of industrial machinery, transportation equipment, and the like in which the rolling bearing is used has become higher. For this reason, rolling members such as race members and rolling elements constituting a rolling bearing are required to have a longer rolling fatigue life, particularly in a harsh environment.

転動体としてのころの直径が5mm以下であって、当該ころの長さが当該ころの直径の3倍以上10倍以下である針状ころを備えた針状ころ軸受は、転動体の軌道面に垂直な断面における主に荷重を受ける方向の軸受の高さが小さく、寸法の割には負荷容量が大きい。また、針状ころ軸受は、高い剛性を得やすいという特徴も有している。そのため、針状ころ軸受は様々な用途への適用が期待されている。針状ころ軸受においては、その構造上、転動体である針状ころと軌道輪などの針状ころ軸受用軌道部材との間においてすべりが発生しやすい。そのため、針状ころ軸受用軌道部材は、すべりを伴った転動疲労を受ける。したがって、針状ころ軸受用軌道部材には、当該疲労に対する強度を向上させるため、針状ころと接触する表面である転走面およびその直下の領域における疲労強度の向上が求められている。   A needle roller bearing provided with a needle roller having a diameter of a roller as a rolling element of 5 mm or less and a length of the roller of 3 to 10 times the diameter of the roller is a raceway surface of the rolling element. The height of the bearing mainly in the direction of receiving a load in the cross section perpendicular to is small, and the load capacity is large for the size. The needle roller bearing also has a feature that high rigidity is easily obtained. Therefore, the needle roller bearing is expected to be applied to various uses. In a needle roller bearing, due to its structure, slip is likely to occur between a needle roller that is a rolling element and a race member for a needle roller bearing such as a race ring. Therefore, the raceway member for the needle roller bearing is subjected to rolling fatigue accompanied by slip. Therefore, in order to improve the strength against the fatigue, the raceway member for the needle roller bearing is required to improve the fatigue strength in the rolling contact surface that is a surface in contact with the needle roller and the region immediately below the rolling contact surface.

これに対し、転動部材の表層部の残留オーステナイト量や表面硬さ等を所定範囲に制御することにより、転動部材の転動寿命を向上させる提案がなされている。(たとえば特許文献1〜5参照)。
特開2005−90693号公報 特開2004−144279号公報 特開2003−343577号公報 特開2000−234147号公報 特開平11−101247号公報
On the other hand, proposals have been made to improve the rolling life of the rolling member by controlling the retained austenite amount, surface hardness, and the like of the surface layer portion of the rolling member within a predetermined range. (For example, see Patent Documents 1 to 5).
JP 2005-90693 A JP 2004-144279 A JP 2003-343577 A JP 2000-234147 A Japanese Patent Laid-Open No. 11-101247

しかし、最近の針状ころ軸受に対する要求特性は更に厳しくなっており、上述のような寿命向上の対策は、必ずしも十分とはいえない。また、針状ころ軸受が使用される産業機械、輸送機械などの価格競争力を向上させるため、針状ころ軸受に対しても、低コスト化の要求がある。そのため、たとえば針状ころ軸受を構成する素材を高価な素材に変更することによる長寿命化は、前述の低コスト化の要求に反するものとなる。   However, the required characteristics of recent needle roller bearings are becoming more severe, and the above-mentioned measures for improving the life are not necessarily sufficient. Further, in order to improve the price competitiveness of industrial machines, transportation machines, etc. in which needle roller bearings are used, there is a demand for cost reduction for needle roller bearings. Therefore, for example, extending the life by changing the material constituting the needle roller bearing to an expensive material is contrary to the above-mentioned demand for cost reduction.

そこで、本発明の目的は、製造コストの上昇を抑制しつつ、過酷な環境下における転動疲労寿命を向上させた針状ころ軸受用軌道部材、過酷な環境下においても長寿命な針状ころ軸受およびその製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a needle roller bearing raceway member that has improved rolling fatigue life in a harsh environment while suppressing an increase in manufacturing cost, and a needle roller that has a long life even in a harsh environment. It is to provide a bearing and a manufacturing method thereof.

本発明の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法は、転動体としての針状ころと接触するように配置されて使用され、針状ころが転走するための転走面を有する針状ころ軸受用軌道部材の製造方法である。そして、本発明の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法は、鋼製部材準備工程と、焼入硬化工程と、部分焼入硬化工程と、仕上げ工程とを備えている。鋼製部材準備工程では、鋼からなり、針状ころ軸受用軌道部材の概略形状に成形された鋼製部材が準備される。焼入硬化工程では、鋼製部材に対して浸炭または浸炭窒化が実施された後、当該鋼製部材が焼入硬化される。さらに、部分焼入硬化工程では、焼入硬化工程において焼入硬化された鋼製部材の一部の領域である、針状ころ軸受用軌道部材の転走面となる部分を含む領域としての転走領域がさらに焼入硬化されることにより、転走面となるべき面からの深さが0.3mm以下の鋼製部材の領域における残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下とされる。仕上げ工程では、部分焼入硬化工程において転走領域が焼入硬化された鋼製部材に対して仕上げ加工が実施されることにより、針状ころ軸受用軌道部材が完成する。   The method for manufacturing a raceway member for a needle roller bearing according to the present invention is arranged and used so as to be in contact with a needle roller as a rolling element, and has a rolling surface on which the needle roller rolls. It is a manufacturing method of the bearing race member. And the manufacturing method of the raceway member for needle roller bearings of this invention is equipped with the steel member preparation process, the hardening hardening process, the partial hardening hardening process, and a finishing process. In the steel member preparation step, a steel member made of steel and formed into a schematic shape of a raceway member for needle roller bearings is prepared. In the quench hardening process, after carburizing or carbonitriding is performed on the steel member, the steel member is quenched and hardened. Furthermore, in the partial quench hardening process, the rolling is performed as an area including a portion that becomes a rolling surface of the raceway member for the needle roller bearing, which is a partial area of the steel member quenched and hardened in the quench hardening process. By further quenching and hardening the running region, the amount of retained austenite in the region of the steel member having a depth from the surface to be the rolling surface of 0.3 mm or less is set to 50% by volume or more and 70% by volume or less. . In the finishing process, the finishing process is performed on the steel member whose rolling region has been hardened and hardened in the partial hardening and hardening process, whereby the raceway member for the needle roller bearing is completed.

一般に、残留オーステナイトは、転動体と軌道部材との間においてすべりが発生する転がりすべり環境や、潤滑油中に硬質の異物が混入する異物混入環境などの過酷な環境において使用される転動部材中に適量存在することにより、当該転動部材の転動疲労寿命を向上させる機能を有する。   Generally, retained austenite is used in rolling members used in harsh environments such as a rolling slip environment where slip occurs between the rolling elements and the raceway member, and a foreign matter mixed environment where hard foreign matter is mixed in the lubricating oil. When present in an appropriate amount, it has a function of improving the rolling fatigue life of the rolling member.

転動部材の表層部における残留オーステナイト量は、浸炭または浸炭窒化などの熱処理により表層部における炭素濃度、または炭素濃度および窒素濃度を増加させた後、焼入を実施することにより増加させることができる。一般的条件で浸炭または浸炭窒化を実施した場合、鋼からなる転動部材の表層部における残留オーステナイト量は、最大40体積%程度であり、それ以上の残留オーステナイト量を得るためには、浸炭温度を高くしたり、浸炭時間を長くしたりする等の特殊な浸炭条件または浸炭窒化条件等を採用する必要がある。そのため、残留オーステナイト量を増加させる条件で浸炭または浸炭窒化を実施すれば、転動部材の製造コストが上昇する。   The amount of retained austenite in the surface layer portion of the rolling member can be increased by increasing the carbon concentration or carbon concentration and nitrogen concentration in the surface layer portion by heat treatment such as carburizing or carbonitriding and then performing quenching. . When carburizing or carbonitriding is performed under general conditions, the amount of retained austenite in the surface layer portion of the rolling member made of steel is about 40% by volume at maximum, and in order to obtain the amount of retained austenite more than that, the carburizing temperature It is necessary to adopt special carburizing conditions or carbonitriding conditions such as increasing the slag or increasing the carburizing time. Therefore, if carburizing or carbonitriding is carried out under conditions that increase the amount of retained austenite, the manufacturing cost of the rolling member will increase.

これに対し、本発明者は、針状ころ軸受用軌道部材における残留オーステナイト量を容易に増加させる方法について鋭意検討を行なった。その結果、以下の方法により針状ころ軸受用軌道部材の表層部のうち必要な部位、たとえば針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命に大きな影響を及ぼす転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量を容易に増加させることが可能であることが明らかとなった。すなわち、まず、浸炭または浸炭窒化を実施することにより針状ころ軸受用軌道部材の表層部における炭素量、または炭素量および窒素量を増加させる。そして、針状ころ軸受用軌道部材の転走面となる部分を含む領域としての転走領域を再加熱することにより、当該領域に他の元素と化合した析出物として存在する炭素および窒素を鋼組織中に固溶させた上で、急冷することにより焼入硬化を実施する。これにより、容易に転走面となるべき面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量を50体積%以上70体積%以下に上昇させることができる。すなわち、本発明の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法によれば、容易に、かつ製造コストの上昇を抑制しつつ、転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量の多い、具体的には残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下の針状ころ軸受用軌道部材を製造することができる。   On the other hand, the inventor has intensively studied a method for easily increasing the amount of retained austenite in the raceway member for needle roller bearings. As a result, the depth from the rolling surface that has a great influence on the rolling fatigue life of the surface layer portion of the raceway member for needle roller bearings, for example, the raceway member for needle roller bearings, is greatly reduced by the following method. It became clear that the amount of retained austenite in the region of .3 mm or less can be easily increased. That is, first, by performing carburizing or carbonitriding, the amount of carbon, or the amount of carbon and the amount of nitrogen in the surface layer portion of the raceway member for needle roller bearings is increased. Then, by reheating the rolling region as a region including the portion that becomes the rolling surface of the raceway member for the needle roller bearing, carbon and nitrogen existing as precipitates combined with other elements in the region are steel. Quenching and hardening are performed by quenching after dissolving in the structure. Thereby, the amount of retained austenite in the region where the depth from the surface that should be the rolling surface is 0.3 mm or less can be increased to 50 volume% or more and 70 volume% or less. That is, according to the method for manufacturing a raceway member for a needle roller bearing of the present invention, the amount of retained austenite in a region where the depth from the rolling surface is 0.3 mm or less while easily suppressing an increase in manufacturing cost. More specifically, a raceway member for a needle roller bearing having a retained austenite amount of 50 volume% or more and 70 volume% or less can be manufactured.

上記針状ころ軸受用軌道部材の製造方法において好ましくは、仕上げ工程では、仕上げ工程が実施されて完成した針状ころ軸受用軌道部材において、転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下となり、転走面からの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が250MPa以上となり、針状ころ軸受用軌道部材の表面からの深さが1mm以上の領域における残留オーステナイト量が10体積%以下となるように、仕上げ加工が実施される。   Preferably, in the manufacturing method of the raceway member for a needle roller bearing, in the finishing process, in the raceway member for the needle roller bearing completed by performing the finishing process, the depth from the rolling surface is 0.3 mm or less. The amount of retained austenite at 50 vol% or more and 70 vol% or less, and the compressive stress in the region where the depth from the rolling surface is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less is 250 MPa or more, and the surface of the raceway member for needle roller bearings Finishing is performed so that the amount of retained austenite in the region where the depth from the steel is 1 mm or more is 10% by volume or less.

上述のように、残留オーステナイトは、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命を向上させる機能を有する。一方、残留オーステナイトは、針状ころ軸受用軌道部材の使用中において、経時的にマルテンサイトに変態する。そして、当該変態は体積変化を伴うため、残留オーステナイトは、針状ころ軸受用軌道部材の寸法安定性を悪化させる原因となり、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命に悪影響を及ぼすおそれがある。また、残留オーステナイトはマルテンサイトに比べて硬度が低いため、残留オーステナイトが多くなりすぎると、針状ころ軸受用軌道部材に必要な硬度が得られず、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命が低下するおそれもある。本発明者は、針状ころ軸受用軌道部材の残留オーステナイト量、圧縮応力、経時寸法変化および硬度と転動疲労寿命との関係を詳細に検討したところ、以下のような知見を得た。すなわち、針状ころ軸受用軌道部材において、転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量を極めて多い状態、具体的には50体積%以上70体積%以下とすることにより、針状ころ軸受用軌道部材の使用中に転走面の近傍において、比較的硬度の低い残留オーステナイトが塑性変形する。この塑性変形により、転走面は、負荷される応力が緩和されるように変形するとともに、当該変形に誘起されて残留オーステナイトがマルテンサイトに変態する。その結果、当該変形部分の硬度が上昇し、かつ転走面付近に圧縮応力が生じるため、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命が向上する(残留オーステナイトの自己強化能)。特に、転走面のうち負荷応力の高い領域、たとえばエッジロードの生じる領域においては、上記効果が顕著となる。そのため、転走面に負荷応力の高い領域が生じるような針状ころ軸受用軌道部材において、転動疲労寿命向上の効果が大きい。   As described above, the retained austenite has a function of improving the rolling fatigue life of the raceway member for needle roller bearings. On the other hand, residual austenite transforms into martensite over time during use of the raceway member for needle roller bearings. Since the transformation involves a volume change, the retained austenite may cause deterioration in the dimensional stability of the needle roller bearing race member, which may adversely affect the rolling fatigue life of the needle roller bearing race member. is there. Also, since retained austenite has a lower hardness than martensite, if the retained austenite increases too much, the hardness required for the raceway member for needle roller bearings cannot be obtained, and the rolling fatigue of the raceway member for needle roller bearings There is also a risk that the service life may be reduced. The present inventor has examined the relationship between the retained austenite amount, compressive stress, dimensional change over time, hardness and rolling fatigue life of the raceway member for needle roller bearings, and obtained the following knowledge. That is, in the raceway member for needle roller bearings, the amount of retained austenite in the region where the depth from the rolling surface is 0.3 mm or less is extremely large, specifically 50 vol% or more and 70 vol% or less. During use of the raceway member for the needle roller bearing, residual austenite having a relatively low hardness is plastically deformed in the vicinity of the rolling surface. Due to this plastic deformation, the rolling contact surface is deformed so that the stress applied is relaxed, and the retained austenite is transformed into martensite by being induced by the deformation. As a result, the hardness of the deformed portion is increased and a compressive stress is generated in the vicinity of the rolling surface, so that the rolling fatigue life of the raceway member for needle roller bearings is improved (self-strengthening ability of retained austenite). In particular, the above effect is remarkable in a region where the load stress is high on the rolling surface, for example, a region where an edge load occurs. Therefore, the effect of improving the rolling fatigue life is great in a raceway member for a needle roller bearing in which a region having a high load stress is generated on the rolling surface.

また、転走面からの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力を250MPa以上とすることにより、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命が向上する。すなわち、一般に、針状ころ軸受用軌道部材の仕上げ工程において転走面に対して実施される研削、研磨などの仕上げ加工の影響により、転走面には圧縮応力が生じる場合がある。しかし、転走面(表面)だけでなく、転走面からの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命に大きな影響を及ぼし、当該領域における圧縮応力を250MPa以上とすることにより、転動疲労寿命が大幅に向上する。これは、転走面(表面)だけでなく、転走面直下の領域における、転動疲労による亀裂の発生および伝播が抑制されるためであると考えられる。   Moreover, the rolling fatigue life of the raceway member for needle roller bearings improves by making the compressive stress in the area | region whose depth from a rolling surface is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less into 250 Mpa or more. That is, in general, compressive stress may be generated on the rolling surface due to the influence of finishing processing such as grinding and polishing performed on the rolling surface in the finishing process of the needle roller bearing raceway member. However, not only the rolling surface (surface) but also the compressive stress in the region where the depth from the rolling surface is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less has a great influence on the rolling fatigue life of the raceway member for needle roller bearings. Thus, the rolling fatigue life is greatly improved by setting the compressive stress in the region to 250 MPa or more. This is considered to be because crack generation and propagation due to rolling fatigue are suppressed not only in the rolling surface (surface) but also in the region immediately below the rolling surface.

さらに、針状ころ軸受用軌道部材の表面からの深さが1mm以上の領域における残留オーステナイト量を10体積%以下とすることにより、硬度の低い残留オーステナイト量が芯部において抑制され、針状ころ軸受用軌道部材全体として十分な剛性が確保される。また、針状ころ軸受用軌道部材の芯部における、変態による体積変化を抑制することにより、針状ころ軸受用軌道部材全体としての経時寸法変化を抑制することができる。   Further, the amount of retained austenite in the region where the depth from the surface of the raceway member for needle roller bearings is 1 mm or more is 10% by volume or less, so that the amount of retained austenite with low hardness is suppressed in the core portion, and needle rollers Sufficient rigidity is ensured for the entire bearing member. Further, by suppressing the volume change due to the transformation in the core portion of the needle roller bearing raceway member, it is possible to restrain the dimensional change over time of the needle roller bearing raceway member as a whole.

ここで、転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量が50体積%未満では、上記残留オーステナイトの自己強化能が十分ではなく、70体積%を超えると残留オーステナイトの塑性変形およびマルテンサイトへの変態に起因して、転走面の十分な精度の確保が困難となる。そのため、転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量は上述のように50体積%以上70体積%以下とすることが好ましい。また、特に過酷な条件下で使用される針状ころ軸受用軌道部材においては、上記残留オーステナイト量は60体積%以上70体積%以下とすることが、より好ましい。   Here, if the amount of retained austenite in the region where the depth from the rolling surface is 0.3 mm or less is less than 50% by volume, the self-reinforcing ability of the retained austenite is not sufficient, and if it exceeds 70% by volume, the plasticity of the retained austenite Due to deformation and transformation to martensite, it is difficult to ensure sufficient accuracy of the rolling surface. Therefore, the amount of retained austenite in the region where the depth from the rolling surface is 0.3 mm or less is preferably 50% by volume or more and 70% by volume or less as described above. Moreover, in the raceway member for needle roller bearings used under particularly severe conditions, it is more preferable that the amount of retained austenite is 60% by volume or more and 70% by volume or less.

さらに、上記針状ころ軸受用軌道部材の製造方法において、残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下となる領域が転走面からの深さが0.3mm以下の転走面表層領域に限定され、転走面表層領域を除く表面領域での表面からの深さが1mm未満の領域の残留オーステナイト量が40体積%以下となるように、仕上げ工程が実施されてもよい。   Furthermore, in the method for manufacturing a raceway member for a needle roller bearing, a region in which the amount of retained austenite is 50% by volume or more and 70% by volume or less is a rolling surface surface region having a depth from the rolling surface of 0.3 mm or less. The finishing step may be performed so that the amount of retained austenite is limited to 40% by volume or less in a region where the depth from the surface in the surface region excluding the surface region of the rolling surface is less than 1 mm.

これにより、転動疲労寿命に大きな影響を与える転走面表層領域において必要十分な残留オーステナイト量を確保して、前述の残留オーステナイトの自己強化能を発揮させることができる。一方、残留オーステナイト量の非常に多い領域を転走面表層領域のみに限定し、転走面表層領域を除く表面領域での表面からの深さが1mm未満の領域における残留オーステナイト量を抑制することにより、針状ころ軸受用軌道部材全体の経時寸法変化を実用上十分な範囲に抑制することができる。その結果、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命を一層向上させることができる。より寸法安定性を向上させるためには、転走面表層領域を除く表面領域での表面からの深さが1mm未満の領域における残留オーステナイト量を30体積%以下とすることが好ましい。   As a result, a necessary and sufficient amount of retained austenite can be ensured in the surface area of the rolling surface that greatly affects the rolling fatigue life, and the aforementioned self-strengthening ability of retained austenite can be exhibited. On the other hand, limiting the amount of residual austenite in the region where the depth from the surface in the surface region excluding the surface region of the rolling surface is less than 1 mm by limiting the region having a very large amount of residual austenite to the surface region of the rolling surface. As a result, the dimensional change of the entire needle roller bearing race member with time can be suppressed to a practically sufficient range. As a result, the rolling fatigue life of the needle roller bearing race member can be further improved. In order to further improve the dimensional stability, it is preferable that the amount of retained austenite in a region where the depth from the surface in the surface region excluding the rolling surface layer region is less than 1 mm is 30% by volume or less.

なお、本発明の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法によれば、部分焼入硬化工程において転走面となるべき面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下とされている。したがって、仕上げ工程における研削、研磨などの仕上げ加工による加工誘起変態等により、残留オーステナイト量を50体積%未満に低下させないことにより、表面から所定の深さまで上述の残留オーステナイト量50体積%以上70体積%以下の条件を満たすことができる。なお、表面では加工誘起変態により残留オーステナイト量が50体積%以下になる場合があるが、その場合でも加工の影響がなくなる領域である表面からの深さが50μmの領域において50体積%以上の残留オーステナイトがあればよい。すなわち、転走面となるべき面からの深さが0.3mm以下の領域全体として、残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下となっていれば、上記残留オーステナイト量の条件は満たされる。また、仕上げ工程における研削、研磨などの仕上げ加工の条件を調整することにより、上述の圧縮応力の条件を満たすことができる。さらに、針状ころ軸受用軌道部材の素材として炭素鋼、浸炭鋼、軸受鋼などを選択し、焼入硬化工程における浸炭または浸炭窒化の条件を適切に設定することにより、上述の針状ころ軸受用軌道部材の表面からの深さが1mm以上の領域における残留オーステナイト量を10体積%以下とする、との条件を満たすことができる。上記残留オーステナイト量および圧縮応力の条件を満たすための製造条件は、針状ころ軸受用軌道部材の大きさ、形状等を考慮して、実験的に決定することができる。   In addition, according to the manufacturing method of the raceway member for needle roller bearings of the present invention, the amount of retained austenite in the region having a depth of 0.3 mm or less from the surface to be the rolling surface in the partial quench hardening process is 50 volumes. % To 70% by volume. Therefore, the amount of retained austenite is not reduced to less than 50% by volume due to processing-induced transformation by finishing such as grinding and polishing in the finishing process, so that the above-mentioned amount of retained austenite is 50% by volume to 70% from the surface to a predetermined depth. % Or less can be satisfied. Note that the amount of retained austenite may be 50% by volume or less on the surface due to processing-induced transformation, but even in that case, the residual amount of 50% by volume or more remains in a region having a depth of 50 μm from the surface, which is a region where there is no influence of processing. All you need is austenite. That is, if the amount of retained austenite is 50% by volume or more and 70% by volume or less for the entire region having a depth of 0.3 mm or less from the surface to be the rolling surface, the condition for the amount of retained austenite is satisfied. . Further, by adjusting the finishing conditions such as grinding and polishing in the finishing step, the above-described compressive stress condition can be satisfied. Furthermore, by selecting carbon steel, carburized steel, bearing steel, etc. as the material for the raceway member for needle roller bearings, and appropriately setting the conditions for carburizing or carbonitriding in the quench hardening process, the above-mentioned needle roller bearing It is possible to satisfy the condition that the amount of retained austenite is 10% by volume or less in a region where the depth from the surface of the track member is 1 mm or more. Manufacturing conditions for satisfying the conditions for the amount of retained austenite and the compressive stress can be experimentally determined in consideration of the size, shape, etc. of the raceway member for needle roller bearings.

本発明の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法において好ましくは、部分焼入硬化工程よりも後であって、仕上げ工程よりも前に、部分焼入硬化工程において転走領域が焼入硬化された鋼製部材の一部である転走面となる部分に対して、塑性加工を実施する部分塑性加工工程をさらに備えている。   In the method for manufacturing a raceway member for a needle roller bearing of the present invention, preferably, the rolling region is quenched and hardened in the partial quench hardening step after the partial quench hardening step and before the finishing step. Further, a partial plastic working step of performing plastic working on a portion that becomes a rolling surface that is a part of the steel member is further provided.

これにより、針状ころ軸受用軌道部材の使用により、転走面が十分な塑性変形を受けない用途においても、予め塑性加工を施しておくことにより、残留オーステナイトの自己強化能の発揮を補助し、転動疲労寿命を向上させることができる。   As a result, even in applications where the rolling contact surface is not subject to sufficient plastic deformation by using needle roller bearing race members, it is possible to assist in the self-strengthening ability of retained austenite by performing plastic working in advance. In addition, the rolling fatigue life can be improved.

本発明の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法において好ましくは、仕上げ工程では、仕上げ工程が実施されて完成した針状ころ軸受用軌道部材において、転走面からの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が500MPa以上となり、針状ころ軸受用軌道部材の表面からの深さが1mm以上の領域における残留オーステナイト量が10体積%以下となるように、仕上げ加工が実施される。   In the manufacturing method of the raceway member for the needle roller bearing of the present invention, preferably, in the finishing step, the depth from the rolling surface is 0.05 mm or more in the raceway member for the needle roller bearing completed by performing the finishing step. Finishing is performed so that the compressive stress in the region of 0.1 mm or less is 500 MPa or more, and the amount of retained austenite in the region of 1 mm or more in depth from the surface of the raceway member for needle roller bearings is 10% by volume or less. Is done.

転走面からの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が500MPa以上とされることにより、転動疲労による亀裂の発生および伝播が抑制され、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命を向上させることができる。また、芯部の残留オーステナイト量を抑制することにより、針状ころ軸受用軌道部材全体としての剛性および寸法安定性を確保することができる。   By causing the compressive stress in the region where the depth from the rolling surface is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less to be 500 MPa or more, generation and propagation of cracks due to rolling fatigue is suppressed, and the raceway member for needle roller bearings It is possible to improve the rolling fatigue life. Further, by suppressing the amount of retained austenite in the core portion, the rigidity and dimensional stability of the entire needle roller bearing race member can be ensured.

なお、上記圧縮応力の条件は、上述のように部分塑性加工工程を適切な条件で実施した上で、研削、研磨などの仕上げ加工の条件を適切に選択することにより、すなわち実験的に最適な条件を決定することにより、達成することができる。また、上述の針状ころ軸受用軌道部材の表面からの深さが1mm以上の領域における残留オーステナイト量を10体積%以下とする、との条件は、針状ころ軸受用軌道部材の素材の選択、焼入硬化工程における浸炭または浸炭窒化の条件の適正化により、達成することができる。   The compressive stress condition is optimal by experimentally selecting the finishing conditions such as grinding and polishing after performing the partial plastic working process as described above. This can be achieved by determining the conditions. In addition, the condition that the amount of retained austenite is 10% by volume or less in the region where the depth from the surface of the above-mentioned needle roller bearing raceway member is 1 mm or more is the selection of the material for the needle roller bearing raceway member. This can be achieved by optimizing the conditions for carburizing or carbonitriding in the quench hardening process.

本発明の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法において好ましくは、部分焼入硬化工程における加熱は、誘導加熱により実施される。部分加熱が比較的容易な誘導加熱、たとえば高周波加熱を部分焼入硬化工程における加熱方法に採用することにより、比較的容易に針状ころ軸受用軌道部材の転走面となる部分の近傍のみを加熱して焼入を実施することができる。   In the method for producing a raceway member for a needle roller bearing according to the present invention, preferably, the heating in the partial quenching and hardening step is performed by induction heating. By adopting induction heating that is relatively easy to heat, such as induction heating, as the heating method in the partial quenching and hardening process, it is relatively easy to apply only the vicinity of the portion that becomes the rolling surface of the raceway member for the needle roller bearing. Quenching can be carried out by heating.

本発明の一の局面における針状ころ軸受用軌道部材は、上述の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法により製造されている。上述の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法により製造されることにより、製造コストの上昇が抑制されつつ、過酷な環境下における転動疲労寿命が向上した針状ころ軸受用軌道部材を提供することができる。   The needle roller bearing race member according to one aspect of the present invention is manufactured by the above-described method for manufacturing a needle roller bearing race member. Providing a raceway member for a needle roller bearing that is manufactured by the above-described method for producing a raceway member for a needle roller bearing and that has an improved rolling fatigue life in a harsh environment while suppressing an increase in production cost. be able to.

本発明の一の局面における針状ころ軸受は、軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の針状ころとを備えている。そして、当該軌道部材は、上述の針状ころ軸受用軌道部材である。   The needle roller bearing according to one aspect of the present invention includes a race member and a plurality of needle rollers that are in contact with the race member and disposed on an annular raceway. And the said track member is the above-mentioned track member for needle roller bearings.

本発明の一の局面における針状ころ軸受によれば、上述の優れた特性を有する針状ころ軸受用軌道部材を備えているため、製造コストの上昇が抑制されつつ、過酷な環境下においても長寿命な針状ころ軸受を提供することができる。   According to the needle roller bearing in one aspect of the present invention, since the needle roller bearing raceway member having the above-described excellent characteristics is provided, an increase in manufacturing cost is suppressed and even in a harsh environment. A long-life needle roller bearing can be provided.

本発明の他の局面における針状ころ軸受用軌道部材は、転動体としての針状ころと接触するように配置されて使用され、針状ころが転走するための転走面を有する針状ころ軸受用軌道部材である。そして、転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下であり、転走面からの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が250MPa以上であり、表面からの深さが1mm以上の領域における残留オーステナイト量が10体積%以下である。   A raceway member for a needle roller bearing according to another aspect of the present invention is disposed and used so as to contact a needle roller as a rolling element, and has a needle shape having a rolling surface on which the needle roller rolls. This is a roller bearing race member. And the amount of residual austenite in the area | region whose depth from a rolling surface is 0.3 mm or less is 50 volume% or more and 70 volume% or less, and the area | region whose depth from a rolling surface is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less The amount of retained austenite in the region where the compressive stress at 250 MPa or more and the depth from the surface is 1 mm or more is 10% by volume or less.

上述のように、残留オーステナイトは、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命を向上させる機能を有する一方で、寸法安定性の悪化や硬度低下の原因となる。本発明の針状ころ軸受用軌道部材によれば、転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量を50体積%以上70体積%以下とすることにより、残留オーステナイトの自己強化能を活用し、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命を向上させることができる。特に、転走面に負荷応力の高い領域が生じるような針状ころ軸受用軌道部材において、転動疲労寿命向上の効果が大きい。なお、転走面直下の領域における残留オーステナイト量が50体積%未満となっている場合でも、転走面となるべき面からの深さが0.3mm以下の領域全体として、残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下となっていれば、上記残留オーステナイト量の条件は満たされる。また、転走面からの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力を250MPa以上とすることにより、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命が向上する。さらに、針状ころ軸受用軌道部材の表面からの深さが1mm以上の領域における残留オーステナイト量を10体積%以下とすることにより、針状ころ軸受用軌道部材全体としての剛性が確保されるとともに、経時寸法変化を抑制することができる。   As described above, retained austenite has a function of improving the rolling fatigue life of the raceway member for needle roller bearings, while causing deterioration in dimensional stability and a decrease in hardness. According to the raceway member for a needle roller bearing of the present invention, the amount of retained austenite in the region where the depth from the rolling surface is 0.3 mm or less is 50% by volume or more and 70% by volume or less, whereby the retained austenite self By utilizing the strengthening ability, it is possible to improve the rolling fatigue life of the raceway member for the needle roller bearing. In particular, the effect of improving the rolling fatigue life is great in a raceway member for a needle roller bearing in which a region having a high load stress is generated on the rolling surface. Even when the amount of retained austenite in the region immediately below the rolling surface is less than 50% by volume, the amount of retained austenite is 50% as a whole in the region where the depth from the surface to be the rolling surface is 0.3 mm or less. If the volume% is 70% by volume or more, the above-mentioned residual austenite amount condition is satisfied. Moreover, the rolling fatigue life of the raceway member for needle roller bearings improves by making the compressive stress in the area | region whose depth from a rolling surface is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less into 250 Mpa or more. Further, by setting the retained austenite amount in the region where the depth from the surface of the needle roller bearing raceway member is 1 mm or more to 10 volume% or less, the rigidity of the needle roller bearing raceway member as a whole is ensured. , Dimensional change over time can be suppressed.

ここで、転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量が50体積%未満では、上記残留オーステナイトの自己強化が十分ではなく、70体積%を超えると転走面の十分な精度の確保が困難となる。そのため、転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量は上述のように50体積%以上70体積%以下とすることが好ましい。   Here, if the amount of retained austenite in the region where the depth from the rolling surface is 0.3 mm or less is less than 50% by volume, the self-strengthening of the retained austenite is not sufficient, and if it exceeds 70% by volume, the rolling surface is sufficient. It is difficult to ensure accurate accuracy. Therefore, the amount of retained austenite in the region where the depth from the rolling surface is 0.3 mm or less is preferably 50% by volume or more and 70% by volume or less as described above.

さらに、上記針状ころ軸受用軌道部材において、残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下となる領域が転走面からの深さが0.3mm以下の転走面表層領域に限定され、転走面表層領域を除く表面領域での表面からの深さが1mm未満の領域の残留オーステナイト量が40体積%以下とされてもよい。   Further, in the raceway member for needle roller bearings, the region in which the amount of retained austenite is 50% by volume or more and 70% by volume or less is limited to the rolling surface surface layer region having a depth from the rolling surface of 0.3 mm or less, The amount of retained austenite in a region where the depth from the surface in the surface region excluding the rolling surface surface layer region is less than 1 mm may be 40% by volume or less.

これにより、転動疲労寿命に大きな影響を与える転走面表層領域において必要十分な残留オーステナイト量を確保して、前述の残留オーステナイトの自己強化能を発揮させることができる。一方、残留オーステナイト量の非常に多い領域を転走面表層領域のみに限定し、転走面表層領域を除く表面領域での表面からの深さが1mm未満の領域における残留オーステナイト量を抑制することにより、針状ころ軸受用軌道部材全体の経時寸法変化を実用上十分な範囲に抑制することができる。その結果、針状ころ軸受用軌道部材の転動疲労寿命を一層向上させることができる。より寸法安定性を向上させるためには、転走面表層領域を除く表面領域での表面からの深さが1mm未満の領域における残留オーステナイト量を30体積%以下とすることが好ましい。   As a result, a necessary and sufficient amount of retained austenite can be ensured in the surface area of the rolling surface that greatly affects the rolling fatigue life, and the aforementioned self-strengthening ability of retained austenite can be exhibited. On the other hand, limiting the amount of residual austenite in the region where the depth from the surface in the surface region excluding the surface region of the rolling surface is less than 1 mm by limiting the region having a very large amount of residual austenite to the surface region of the rolling surface. As a result, the dimensional change of the entire needle roller bearing race member with time can be suppressed to a practically sufficient range. As a result, the rolling fatigue life of the needle roller bearing race member can be further improved. In order to further improve the dimensional stability, it is preferable that the amount of retained austenite in a region where the depth from the surface in the surface region excluding the rolling surface layer region is less than 1 mm is 30% by volume or less.

本発明の他の局面における針状ころ軸受は、軌道部材と、軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の針状ころとを備えている。そして、軌道部材は、上述の本発明の他の局面における針状ころ軸受用軌道部材である。   A needle roller bearing according to another aspect of the present invention includes a race member and a plurality of needle rollers that are in contact with the race member and disposed on an annular raceway. The track member is a needle roller bearing track member according to another aspect of the present invention described above.

本発明の他の局面における針状ころ軸受によれば、上述の優れた特性を有する針状ころ軸受用軌道部材を備えているため、過酷な環境下においても長寿命な針状ころ軸受を提供することができる。   According to the needle roller bearing in another aspect of the present invention, since the raceway member for the needle roller bearing having the above-described excellent characteristics is provided, a needle roller bearing having a long life even in a severe environment is provided. can do.

ここで、残留オーステナイト量の測定は、たとえばX線回折計(XRD)を用いて、マルテンサイトα(211)面とオーステナイトγ(220)面との回折強度とを測定することにより、算出することができる。また、圧縮応力の測定は、たとえばX線応力測定装置により転走面に平行な方向の応力を簡単に測定することができる。   Here, the amount of retained austenite is calculated by measuring the diffraction intensities of the martensite α (211) plane and the austenite γ (220) plane using, for example, an X-ray diffractometer (XRD). Can do. In addition, the compressive stress can be easily measured by, for example, an X-ray stress measuring device in a direction parallel to the rolling surface.

以上の説明から明らかなように、本発明の針状ころ軸受用軌道部材および針状ころ軸受の製造方法によれば、製造コストの上昇を抑制しつつ、過酷な環境下における転動疲労寿命を向上させた針状ころ軸受用軌道部材および過酷な環境下においても長寿命な針状ころ軸受を製造することができる。また、本発明の針状ころ軸受用軌道部材および針状ころ軸受によれば、過酷な環境下における転動疲労寿命を向上させた針状ころ軸受用軌道部材および過酷な環境下においても長寿命な針状ころ軸受を提供することができる。   As apparent from the above description, according to the raceway member for a needle roller bearing and the method for producing a needle roller bearing of the present invention, the rolling fatigue life in a harsh environment can be reduced while suppressing an increase in production cost. An improved needle roller bearing raceway member and a long-life needle roller bearing can be manufactured even in a harsh environment. Further, according to the raceway member for needle roller bearing and the needle roller bearing of the present invention, the raceway member for needle roller bearing with improved rolling fatigue life under a severe environment and a long life under a severe environment. Needle roller bearings can be provided.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
図1は、本発明の一実施の形態である実施の形態1の針状ころ軸受用軌道部材を備えた針状ころ軸受としてのスラストニードルころ軸受の構成を示す概略断面図である。また、図2は、図1のスラストニードルころ軸受が備える針状ころ軸受用軌道部材としての軌道輪の概略部分断面図である。また、図3は、図1のスラストニードルころ軸受が備える転動体としてのニードルころの概略断面図である。図1〜図3を参照して、本発明の実施の形態1における針状ころ軸受としてのスラストニードルころ軸受、針状ころ軸受用軌道部材としての軌道輪および転動体としてのニードルころ(針状ころ)の構成について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a thrust needle roller bearing as a needle roller bearing provided with a raceway member for needle roller bearings according to Embodiment 1, which is an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic partial sectional view of a raceway ring as a raceway member for a needle roller bearing provided in the thrust needle roller bearing of FIG. FIG. 3 is a schematic sectional view of a needle roller as a rolling element provided in the thrust needle roller bearing of FIG. 1 to 3, a thrust needle roller bearing as a needle roller bearing in Embodiment 1 of the present invention, a race ring as a race member for needle roller bearings, and a needle roller as a rolling element (needle shape) The structure of the roller) will be described.

図1を参照して、実施の形態1のスラストニードルころ軸受1は、円盤状の形状を有し、互いに一方の主面が対向するように配置された針状ころ軸受用軌道部材としての一対の軌道輪11と、転動体としての複数のニードルころ13と、円環状の保持器14とを備えている。複数のニードルころ13は、一対の軌道輪11の互いに対向する一方の主面に形成された軌道輪転走面11Aに接触し、かつ保持器14により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、スラストニードルころ軸受1の一対の軌道輪11は、互いに相対的に回転可能となっている。   Referring to FIG. 1, a thrust needle roller bearing 1 according to Embodiment 1 has a disk shape and is a pair of raceway members for needle roller bearings arranged such that one main surface faces each other. The track ring 11, a plurality of needle rollers 13 as rolling elements, and an annular retainer 14 are provided. The plurality of needle rollers 13 are in contact with the raceway rolling surface 11A formed on one main surface of the pair of raceways 11 facing each other, and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction by the cage 14. It is rotatably held on an annular track. With the above configuration, the pair of race rings 11 of the thrust needle roller bearing 1 can rotate relative to each other.

次に、スラストニードルころ軸受1を構成する針状ころ軸受用軌道部材としての軌道輪11について説明する。図2を参照して、針状ころ軸受用軌道部材としての軌道輪11は、転動体としてのニードルころ13と接触するように配置されて使用され、ニードルころ13が転走するための軌道輪転走面11Aを有する針状ころ軸受用軌道部材である。そして、軌道輪転走面11Aからの深さが0.3mm以下の領域である転走面表層領域11Bにおける残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下であり、軌道輪転走面11Aからの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が250MPa以上であり、表面からの深さが1mm以上の領域である軌道輪芯部領域11Dにおける残留オーステナイト量が10体積%以下である。   Next, a description will be given of the race 11 as a needle roller bearing race member constituting the thrust needle roller bearing 1. Referring to FIG. 2, raceway ring 11 as a needle roller bearing raceway member is arranged and used so as to be in contact with needle roller 13 as a rolling element, and raceway rolling for needle roller 13 to roll is performed. This is a needle roller bearing race member having a running surface 11A. The amount of retained austenite in the rolling surface surface region 11B, which is a region having a depth of 0.3 mm or less from the raceway rolling surface 11A, is 50 vol% or more and 70 vol% or less, and the depth from the raceway rolling surface 11A. The compressive stress in the region of 0.05 mm or more and 0.1 mm or less is 250 MPa or more, and the retained austenite amount in the raceway ring core region 11D in which the depth from the surface is 1 mm or more is 10% by volume or less. .

さらに、実施の形態1の軌道輪11において、残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下となる領域は転走面表層領域11Bに限定されており、転走面表層領域11Bを除く表面領域での表面からの深さが1mm未満の領域である軌道輪表層部11Cの残留オーステナイト量は40体積%以下とされている。   Furthermore, in the race 11 of the first embodiment, the region where the retained austenite amount is 50% by volume or more and 70% by volume or less is limited to the rolling surface surface layer region 11B, and the surface region excluding the rolling surface surface layer region 11B. The amount of retained austenite in the raceway ring surface layer portion 11C, which is a region having a depth from the surface of less than 1 mm, is 40% by volume or less.

実施の形態1の軌道輪11によれば、転走面表層領域11Bにおける残留オーステナイト量を50体積%以上70体積%以下とすることにより、残留オーステナイトの自己強化能を活用し、軌道輪11の転動疲労寿命を向上させることができる。すなわち、スラストニードルころ軸受1が運転されることにより、比較的硬度の低い残留オーステナイトが塑性変形する。この塑性変形により、軌道輪転走面11Aは、負荷される応力が緩和されるように変形するとともに、当該変形に誘起されて残留オーステナイトがマルテンサイトに変態する。その結果、当該変形部分の硬度が上昇し、かつ軌道輪転走面11A付近に圧縮応力が生じるため、軌道輪11の転動疲労寿命が向上する(残留オーステナイトの自己強化能)。特に、軌道輪転走面11Aのうち負荷応力の高い領域、たとえばエッジロードの生じる領域においては、上記効果が顕著となり、軌道輪転走面11Aに負荷応力の高い領域が生じるような軌道輪11において、転動疲労寿命向上の効果が大きい。   According to the race 11 of the first embodiment, the amount of retained austenite in the rolling surface surface layer region 11B is set to 50% by volume or more and 70% by volume or less, thereby utilizing the self-strengthening ability of the retained austenite. The rolling fatigue life can be improved. That is, when the thrust needle roller bearing 1 is operated, the retained austenite having a relatively low hardness is plastically deformed. By this plastic deformation, the raceway rolling surface 11A is deformed so as to relieve the stress applied, and induced by the deformation, the residual austenite is transformed into martensite. As a result, the hardness of the deformed portion is increased, and a compressive stress is generated in the vicinity of the raceway rolling surface 11A, so that the rolling fatigue life of the raceway 11 is improved (self-strengthening ability of retained austenite). In particular, in the raceway 11 such that the above-mentioned effect becomes remarkable in a region where the load stress is high in the raceway rolling surface 11A, for example, a region where edge load occurs, and a region where the load stress is high in the raceway raceway 11A. Greatly improves rolling fatigue life.

また、実施の形態1の軌道輪11においては、軌道輪転走面11Aからの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が250MPa以上とされることにより、軌道輪11の転動疲労寿命が向上する。すなわち、軌道輪転走面11Aだけでなく、転動疲労寿命に大きな影響を及ぼす軌道輪転走面11Aからの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力を250MPa以上とすることにより、転動疲労寿命が大幅に向上する。なお、スラストニードルころ軸受1が運転されることにより、軌道輪転走面11Aおよびその直下の領域は塑性加工を受け、残留オーステナイトのマルテンサイト変態が進行する。この体積膨張を伴う変態により、軌道輪転走面11Aからの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が一層上昇して転動疲労寿命の向上に寄与する。   Further, in the raceway ring 11 of the first embodiment, the rolling stress of the raceway ring 11 is increased when the compressive stress in the region where the depth from the raceway rolling surface 11A is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less is 250 MPa or more. Dynamic fatigue life is improved. That is, by setting the compressive stress not only in the raceway rolling surface 11A but also in the region where the depth from the raceway rolling surface 11A having a great influence on the rolling fatigue life is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less to 250 MPa or more. In addition, the rolling fatigue life is greatly improved. When the thrust needle roller bearing 1 is operated, the raceway rolling surface 11A and the region immediately below the plastic roller are subjected to plastic working, and martensitic transformation of retained austenite proceeds. By the transformation accompanied by the volume expansion, the compressive stress in the region where the depth from the raceway rolling surface 11A is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less further increases and contributes to the improvement of the rolling fatigue life.

さらに、実施の形態1の軌道輪11においては、軌道輪芯部領域11Dにおける残留オーステナイト量が10体積%以下とされることにより、軌道輪11全体として十分な剛性が確保されるとともに、経時寸法変化を抑制することができる。   Furthermore, in the raceway ring 11 of the first embodiment, the retained austenite amount in the raceway ring core region 11D is set to 10% by volume or less, so that sufficient rigidity is secured as a whole of the raceway ring 11, and the dimension with time Change can be suppressed.

さらに、実施の形態1の軌道輪11においては、残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下となる領域は転走面表層領域11Bに限定されるとともに、軌道輪表層部11Cの残留オーステナイト量は40体積%以下とされている。そのため、転動疲労寿命に大きな影響を与える転走面表層領域11Bにおいて必要十分な残留オーステナイトが確保されることにより、残留オーステナイトの自己強化能が発揮されるとともに、軌道輪表層部11Cにおける残留オーステナイト量が抑制されることにより、軌道輪11の十分な寸法安定性と硬度が確保される。その結果、軌道輪11の転動疲労寿命が一層向上している。   Furthermore, in the race 11 of the first embodiment, the region in which the retained austenite amount is 50% by volume or more and 70% by volume or less is limited to the rolling surface surface layer region 11B, and the retained austenite amount in the track ring surface layer portion 11C. Is 40% by volume or less. For this reason, necessary and sufficient retained austenite is secured in the rolling surface surface region 11B that greatly affects the rolling fatigue life, so that the self-strengthening ability of the retained austenite is exhibited and the retained austenite in the raceway surface layer portion 11C. By suppressing the amount, sufficient dimensional stability and hardness of the race 11 are ensured. As a result, the rolling fatigue life of the race 11 is further improved.

次に、スラストニードルころ軸受1を構成する転動体としてのニードルころ13について説明する。図3を参照して、実施の形態1のニードルころ13は、基本的には図2に基づいて説明した針状ころ軸受用軌道部材としての軌道輪11と同様の構成を有している。すなわち、転動体としてのニードルころ13は、軌道部材である軌道輪11と接触する表面であるニードルころ転走面13Aからの深さが0.3mm以下の領域である転走面表層領域13Bにおける残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下であり、ニードルころ転走面13Aからの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が250MPa以上であり、表面からの深さが1mm以上の領域であるニードルころ芯部領域13Dにおける残留オーステナイト量が10体積%以下である。   Next, the needle roller 13 as a rolling element constituting the thrust needle roller bearing 1 will be described. Referring to FIG. 3, needle roller 13 according to the first embodiment basically has the same configuration as raceway ring 11 as the raceway member for the needle roller bearing described based on FIG. 2. That is, the needle roller 13 as a rolling element is in a rolling surface surface layer region 13B that is a region having a depth of 0.3 mm or less from the needle roller rolling surface 13A that is a surface in contact with the raceway ring 11 that is a raceway member. The amount of retained austenite is 50% by volume or more and 70% by volume or less, the compressive stress in the region where the depth from the needle roller rolling surface 13A is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less is 250 MPa or more, and the depth from the surface The amount of retained austenite in the needle roller core region 13D, which is a region of 1 mm or more, is 10% by volume or less.

さらに、実施の形態1のニードルころ13において、残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下となる領域は転走面表層領域13Bに限定されており、転走面表層領域13Bを除く表面領域での表面からの深さが1mm未満の領域であるニードルころ表層部13Cの残留オーステナイト量は40体積%以下とされている。   Furthermore, in the needle roller 13 of the first embodiment, the region where the retained austenite amount is 50% by volume or more and 70% by volume or less is limited to the rolling surface surface region 13B, and the surface region excluding the rolling surface surface layer region 13B. The amount of retained austenite of the surface portion 13C of the needle roller, which is a region having a depth from the surface of less than 1 mm, is 40% by volume or less.

実施の形態1のニードルころ13によれば、軌道輪11と同様に、転走面表層領域13Bにおける残留オーステナイト量を50体積%以上70体積%以下とすることにより、残留オーステナイトの自己強化能を活用し、転動疲労寿命を向上させることができる。また、ニードルころ転走面13Aからの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が250MPa以上とされることにより、ニードルころ13の転動疲労寿命が向上する。さらに、実施の形態1のニードルころ13においては、ニードルころ芯部領域13Dにおける残留オーステナイト量が10体積%以下とされることにより、ニードルころ13全体として十分な剛性が確保されるとともに、経時寸法変化を抑制することができる。   According to the needle roller 13 of the first embodiment, similarly to the race ring 11, the amount of retained austenite in the rolling surface surface layer region 13B is set to 50% by volume or more and 70% by volume or less, whereby the self-reinforcing ability of the retained austenite is increased. It can be used to improve the rolling fatigue life. Further, the rolling fatigue life of the needle roller 13 is improved by setting the compressive stress in the region where the depth from the needle roller rolling surface 13A is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less to 250 MPa or more. Further, in the needle roller 13 according to the first embodiment, the amount of retained austenite in the needle roller core region 13D is 10% by volume or less, so that sufficient rigidity is secured as a whole of the needle roller 13 and the time-dependent dimension. Change can be suppressed.

さらに、実施の形態1のニードルころ13においては、残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下となる領域は転走面表層領域13Bに限定されるとともに、ニードルころ表層部13Cの残留オーステナイト量は40体積%以下とされている。そのため、残留オーステナイトの自己強化能が発揮されるとともに、ニードルころ13の十分な寸法安定性と硬度が確保される。その結果、ニードルころ13の転動疲労寿命は一層向上している。   Furthermore, in needle roller 13 of the first embodiment, the region in which the amount of retained austenite is 50% by volume or more and 70% by volume or less is limited to rolling surface surface layer region 13B, and the amount of retained austenite in needle roller surface layer portion 13C. Is 40% by volume or less. Therefore, the self-reinforcing ability of retained austenite is exhibited and sufficient dimensional stability and hardness of the needle roller 13 are ensured. As a result, the rolling fatigue life of the needle roller 13 is further improved.

次に、実施の形態1における針状ころ軸受用軌道部材としての軌道輪11、転動体としてのニードルころ13および針状ころ軸受としてのスラストニードルころ軸受1の製造方法について説明する。図4は実施の形態1における軌道輪、ニードルころおよびスラストニードルころ軸受の製造方法の概略を示す図である。図4を参照して、実施の形態1における軌道輪、ニードルころおよびスラストニードルころ軸受の製造方法について説明する。   Next, a description will be given of a method of manufacturing the raceway ring 11 as the raceway member for the needle roller bearing, the needle roller 13 as the rolling element, and the thrust needle roller bearing 1 as the needle roller bearing in the first embodiment. FIG. 4 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing the bearing ring, the needle roller and the thrust needle roller bearing in the first embodiment. With reference to FIG. 4, the manufacturing method of the bearing ring, needle roller, and thrust needle roller bearing in Embodiment 1 is demonstrated.

図4を参照して、まず、鋼からなり、軌道輪11またはニードルころ13の概略形状に成形された鋼製部材を準備する鋼製部材準備工程が実施される。具体的には、浸炭鋼、炭素鋼、軸受鋼等の鋼からなる棒鋼などの素材に対して鍛造、旋削などの加工が実施されることにより、図1に示した軌道輪11およびニードルころ13の概略形状に成形された鋼製部材が準備される。   Referring to FIG. 4, first, a steel member preparation step is performed in which a steel member made of steel and formed into a schematic shape of raceway ring 11 or needle roller 13 is prepared. Specifically, by performing processing such as forging and turning on a material such as a steel bar made of carburized steel, carbon steel, bearing steel or the like, the bearing ring 11 and the needle roller 13 shown in FIG. The steel member shape | molded by the following general shape is prepared.

次に、図4を参照して、上記鋼製部材に対して浸炭窒化を実施した後、焼入硬化する焼入硬化工程としての浸炭窒化焼入工程と、浸炭窒化焼入工程において焼入硬化された鋼製部材の一部の領域である、軌道輪11またはニードルころ13の転走面となる部分を含む領域としての転走領域をさらに焼入硬化することにより、転走面となるべき面からの深さが0.3mm以下の鋼製部材の領域における残留オーステナイト量を50体積%以上70体積%以下とする部分焼入硬化工程としての高周波焼入工程とを含む熱処理工程が実施される。この熱処理工程の詳細については後述する。   Next, referring to FIG. 4, after performing carbonitriding on the steel member, the carbonitriding and quenching process as a quench hardening process for quench hardening, and quench hardening in the carbonitriding and quenching process The rolling region should be a rolling surface by further quenching and hardening a rolling region as a region including a portion that becomes a rolling surface of the race 11 or the needle roller 13, which is a partial region of the formed steel member. A heat treatment step is performed including an induction hardening step as a partial quench hardening step in which the amount of retained austenite in the region of the steel member having a depth of 0.3 mm or less from the surface is 50% by volume or more and 70% by volume or less. The Details of this heat treatment step will be described later.

次に、図4を参照して、仕上げ工程が実施される。具体的には、熱処理工程が実施された鋼製部材に対して研削加工などの仕上げ加工が実施されることにより、軌道輪11およびニードルころ13が仕上げられる。これにより、実施の形態1の軌道輪11またはニードルころ13が完成する。   Next, with reference to FIG. 4, a finishing process is implemented. Specifically, the raceway ring 11 and the needle roller 13 are finished by performing a finishing process such as a grinding process on the steel member that has been subjected to the heat treatment process. Thereby, the raceway ring 11 or the needle roller 13 of Embodiment 1 is completed.

さらに、図4を参照して、組立て工程が実施される。具体的には、たとえば図1を参照して、軌道輪11およびニードルころ13と、保持器14などとを組み合わせることにより、針状ころ軸受としてのスラストニードルころ軸受1が組み立てられる。   Further, referring to FIG. 4, an assembly process is performed. Specifically, referring to FIG. 1, for example, the thrust needle roller bearing 1 as a needle roller bearing is assembled by combining the raceway ring 11 and the needle roller 13 with the cage 14 and the like.

次に、熱処理工程について詳細に説明する。図5は実施の形態1における軌道輪、ニードルころおよびスラストニードルころ軸受の製造方法に含まれる軌道輪およびニードルころの熱処理工程の詳細を説明するための図である。図5において、横方向は時間を示しており右に行くほど時間が経過していることを示している。また、図5において、縦方向は温度を示しており上に行くほど温度が高いことを示している。図5を参照して、実施の形態1の鋼製部材に対して実施される熱処理工程の詳細を説明する。   Next, the heat treatment process will be described in detail. FIG. 5 is a diagram for explaining the details of the heat treatment process for the raceway and needle roller included in the method of manufacturing the raceway, needle roller and thrust needle roller bearing in the first embodiment. In FIG. 5, the horizontal direction indicates time, and the time elapses toward the right. In FIG. 5, the vertical direction indicates the temperature, and the higher the temperature, the higher the temperature. With reference to FIG. 5, the detail of the heat processing process implemented with respect to the steel member of Embodiment 1 is demonstrated.

図5を参照して、鋼製部材準備工程において準備された鋼製部材はA点以上の温度である800℃以上900℃以下の温度、たとえば850℃に加熱され、30分間以上300分間以下の時間、たとえば120分間保持される。このとき、RXガスおよびエンリッチガスにアンモニア(NH)を添加した雰囲気において加熱されることにより、鋼製部材の表層部の炭素濃度および窒素濃度が所望の濃度に調整される。その後、鋼製部材が、たとえば100℃の油中に浸漬されることにより(油冷)、A点以上の温度からM点以下の温度に冷却される。以上のように、鋼製部材が焼入硬化される浸炭窒化焼入工程が実施される。この浸炭窒化焼入工程において、軌道輪表層部11Cおよびニードルころ表層部13Cの残留オーステナイト量が15体積%以上40体積%以下、より好ましくは15体積%以上30体積%以下となり、かつ軌道輪芯部領域11Dおよびニードルころ芯部領域13Dの残留オーステナイト量が10体積%以下となるように、鋼製部材の表層部の炭素濃度および窒素濃度が調整される。なお、軌道輪表層部11Cおよびニードルころ表層部13Cの残留オーステナイト量は、少ないほど寸法安定性に優れるため40体積%以下、好ましくは30体積%以下であるが、後述する高周波焼入工程において転走面表層領域11B、13Bの残留オーステナイト量を50体積%以上とするためには、15体積%以上であることが好ましい。 Referring to FIG. 5, the steel member prepared in the steel member preparation step is heated to a temperature of 800 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, which is a temperature of A 1 point or higher, for example, 850 ° C., and is 30 minutes or longer and 300 minutes or shorter. For example, 120 minutes. At this time, by heating in an atmosphere in which ammonia (NH 3 ) is added to the RX gas and the enriched gas, the carbon concentration and the nitrogen concentration in the surface layer portion of the steel member are adjusted to desired concentrations. Thereafter, the steel member is immersed, for example, in oil at 100 ° C. (oil cooling), so that the steel member is cooled from a temperature of A 1 point or higher to a temperature of Ms point or lower. As described above, the carbonitriding and quenching process in which the steel member is quenched and hardened is performed. In this carbonitriding and quenching step, the retained austenite amount in the raceway ring surface layer portion 11C and the needle roller surface layer portion 13C is 15% by volume to 40% by volume, more preferably 15% by volume to 30% by volume, and the raceway ring core. The carbon concentration and the nitrogen concentration in the surface layer portion of the steel member are adjusted so that the amount of retained austenite in the part region 11D and the needle roller core region 13D is 10% by volume or less. The retained austenite amount of the bearing ring surface layer portion 11C and the needle roller surface layer portion 13C is 40% by volume or less, preferably 30% by volume or less because the smaller the amount, the better the dimensional stability. In order to make the amount of retained austenite of the running surface region 11B, 13B 50% by volume or more, it is preferably 15% by volume or more.

ここで、A点とは鋼を加熱した場合に、鋼の組織がフェライトからオーステナイトに変態を開始する温度に相当する点をいう。また、M点とはオーステナイト化した鋼が冷却される際に、マルテンサイト化を開始する温度に相当する点をいう。 Here, the point A 1 in the case of heating the steel refers to a point that the structure of the steel corresponds to the temperature to start the transformation from ferrite to austenite. Further, the M s point means a point corresponding to a temperature at which martensite formation starts when the austenitized steel is cooled.

さらに、焼入硬化された鋼製部材はA点以下の温度である150℃以上700℃以下の温度、たとえば180℃に加熱され、30分間以上200分間以下の時間、たとえば120分間保持されて、その後室温の空気中で冷却される(空冷)。これにより、第1の焼戻工程が完了する。ここで、針状ころ軸受用軌道部材の剛性を重視する場合、焼戻による大幅な硬度の低下を回避するため、上記焼戻の温度は150℃以上250℃以下とすることが好ましい。また、転走領域以外の領域に対してかしめ加工などの塑性加工が実施される場合、加工の容易性を重視して、上記焼戻の温度は500℃以上700℃以下とすることが好ましい。 Further, the hardened and hardened steel member is heated to a temperature of 150 ° C. or higher and 700 ° C. or lower, which is a temperature of A 1 or less, for example, 180 ° C., and is held for 30 minutes or longer and 200 minutes or shorter, for example, 120 minutes. Then, it is cooled in air at room temperature (air cooling). Thereby, the first tempering step is completed. Here, when importance is attached to the rigidity of the raceway member for the needle roller bearing, the tempering temperature is preferably 150 ° C. or higher and 250 ° C. or lower in order to avoid a significant decrease in hardness due to tempering. Further, when plastic working such as caulking is performed on a region other than the rolling region, the tempering temperature is preferably 500 ° C. or higher and 700 ° C. or lower in consideration of ease of processing.

次に、図5を参照して、第1の焼戻工程が完了した鋼製部材に対しては、転走面表層領域11B、13Bを含む領域を高周波加熱により、A点以上の温度である800℃以上1000℃以下の温度に加熱し、0.1秒間以上3秒間以下の時間、たとえば0.5秒間保持した後、水を吹き付けることにより冷却する高周波焼入工程が実施される。高周波加熱は、周波数および出力を調整することにより、比較的容易に目的の部位のみを局所的に加熱することが可能である。そのため、高周波加熱は本発明の製造方法における部分焼入硬化工程における加熱方法として好適である。なお、所望の熱処理を実施するためには、上述の周波数、出力、加熱時間等を調整することにより、最適な加熱条件を実験的に決定することができる。特に本方法では、表層の浅い領域のみに残留オーステナイトを多くする必要があるので、被処理物を局部的に高温にすることが可能な高い周波数、たとえば100kHz以上150kHz以下での短時間、たとえば0.1秒以上1秒以下の加熱が望ましい。この高周波焼入工程において、転走面表層領域11Bおよび13Bとなる領域の炭化物等が固溶することにより、M点が低下して当該領域の残留オーステナイト量を50体積%以上70体積%以下とすることが可能になる。また、当該領域におけるM点が芯部領域に比べて低くなるため、軌道輪転走面11Aまたはニードルころ転走面13Aからの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力を250MPa以上とすることが可能となる。その後、第1の焼戻工程と同様の条件で第2の焼戻工程が実施される。 Next, referring to FIG. 5, for the steel member for which the first tempering process has been completed, the region including the rolling surface surface layer regions 11 </ b> B and 13 </ b> B is heated at a temperature of A 1 point or higher by high-frequency heating. An induction hardening process is carried out in which heating is performed at a temperature of 800 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower and held for 0.1 seconds or longer and 3 seconds or shorter, for example 0.5 seconds, and then cooled by spraying water. In the high-frequency heating, by adjusting the frequency and output, it is possible to heat only the target portion locally with relative ease. Therefore, high frequency heating is suitable as a heating method in the partial quenching and curing step in the production method of the present invention. In order to perform a desired heat treatment, the optimum heating condition can be experimentally determined by adjusting the above-described frequency, output, heating time, and the like. In particular, in the present method, it is necessary to increase the retained austenite only in the shallow region of the surface layer. Therefore, a high frequency capable of locally increasing the object to be processed, for example, a short time at 100 kHz to 150 kHz, for example, 0 Heating for 1 second or more and 1 second or less is desirable. In this induction hardening process, the rolling surface by the surface layer region 11B and 13B to become carbide region or the like is dissolved, and reduced M S point below 70 vol% to 50 vol% retained austenite amount of the area It becomes possible. Further, since the M S point in the region is lower than that of the core region, the depth of the bearing washer raceway surface 11A or needle roller rolling surface 13A is a compressive stress in 0.1mm or less in the region than 0.05mm It becomes possible to set it as 250 Mpa or more. Thereafter, the second tempering step is performed under the same conditions as the first tempering step.

以上の手順により、実施の形態1における軌道輪、ニードルころ、およびスラストニードルころ軸受の製造方法に含まれる軌道輪およびニードルころの熱処理工程は完了する。当該熱処理工程を含むスラストニードルころ軸受の製造方法により、実施の形態1の軌道輪、ニードルころおよびスラストニードルころ軸受を製造することができる。   With the above procedure, the heat treatment process of the raceway and needle roller included in the method of manufacturing the raceway, needle roller, and thrust needle roller bearing in the first embodiment is completed. By the manufacturing method of the thrust needle roller bearing including the heat treatment step, the bearing ring, the needle roller, and the thrust needle roller bearing of the first embodiment can be manufactured.

(実施の形態2)
図6は、本発明の一実施の形態である実施の形態2の針状ころ軸受用軌道部材を備えた針状ころ軸受としてのラジアルニードルころ軸受の構成を示す概略断面図である。また、図7は、図6のラジアルニードルころ軸受が備える針状ころ軸受用軌道部材としてのとしての軌道輪(外輪)の概略部分断面図である。また、図8は、図6のラジアルニードルころ軸受が備える針状ころ軸受用軌道部材としての軌道輪(内輪)の概略部分断面図である。図6〜図8を参照して、本発明の実施の形態2における針状ころ軸受としてのラジアルニードルころ軸受、針状ころ軸受用軌道部材としての軌道輪の構成について説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a radial needle roller bearing as a needle roller bearing provided with a raceway member for needle roller bearings according to a second embodiment which is an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic partial sectional view of a bearing ring (outer ring) as a needle roller bearing race member provided in the radial needle roller bearing of FIG. FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of a bearing ring (inner ring) as a needle roller bearing race member provided in the radial needle roller bearing of FIG. With reference to FIGS. 6-8, the structure of the radial needle roller bearing as a needle roller bearing in Embodiment 2 of this invention and the bearing ring as a track member for needle roller bearings is demonstrated.

図6を参照して、実施の形態2のラジアルニードルころ軸受2と、実施の形態1のスラストニードルころ軸受1とは、基本的に同様の構成を有しており、同様の効果を有しているが、軌道輪の構成が異なっている。すなわち、ラジアルニードルころ軸受2は、針状ころ軸受用軌道部材としての環状の外輪21と、外輪21の内側に配置された環状の内輪22と、外輪21と内輪22との間に配置され、円環状の保持器24に保持された転動体としての複数のニードルころ23とを備えている。外輪21の内周面には外輪転走面21Aが形成されており、内輪22の外周面には内輪転走面22Aが形成されている。そして、内輪転走面22Aと外輪転走面21Aとが互いに対向するように、外輪21と内輪22とは配置されている。さらに、複数のニードルころ23は、内輪転走面22Aおよび外輪転走面21Aにその外周面が接触し、かつ保持器24により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、ラジアルニードルころ軸受2の外輪21および内輪22は、互いに相対的に回転可能となっている。   Referring to FIG. 6, radial needle roller bearing 2 of the second embodiment and thrust needle roller bearing 1 of the first embodiment have basically the same configuration and have the same effects. However, the configuration of the race is different. That is, the radial needle roller bearing 2 is disposed between an annular outer ring 21 as a needle roller bearing race member, an annular inner ring 22 disposed inside the outer ring 21, and the outer ring 21 and the inner ring 22. And a plurality of needle rollers 23 as rolling elements held by an annular cage 24. An outer ring rolling surface 21 </ b> A is formed on the inner circumferential surface of the outer ring 21, and an inner ring rolling surface 22 </ b> A is formed on the outer circumferential surface of the inner ring 22. The outer ring 21 and the inner ring 22 are arranged so that the inner ring rolling surface 22A and the outer ring rolling surface 21A face each other. Furthermore, the plurality of needle rollers 23 are arranged on an annular track by having their outer peripheral surfaces in contact with the inner ring rolling surface 22A and the outer ring rolling surface 21A and being arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction by the cage 24. It is held so that it can roll freely. With the above configuration, the outer ring 21 and the inner ring 22 of the radial needle roller bearing 2 can be rotated relative to each other.

図2、図3および図7、図8を参照して、実施の形態2の外輪21および内輪22は実施の形態1の軌道輪11に相当し、基本的には同様の構成および効果を有している。より詳細に説明すると、実施の形態2の外輪21および内輪22は、実施の形態1の軌道輪11における軌道輪転走面11Aに該当する外輪転走面21Aおよび内輪転走面22A、転走面表層領域11Bに該当する転走面表層領域21Bおよび転走面表層領域22B、軌道輪表層部11Cに該当する外輪表層部21Cおよび内輪表層部22C、軌道輪芯部領域11Dに該当する外輪芯部領域21Dおよび内輪芯部領域22Dを有している。なお、実施の形態2のニードルころ23は、実施の形態1のニードルころ13と基本的に同様の構成を有している。   2, 3, 7 and 8, outer ring 21 and inner ring 22 of the second embodiment correspond to raceway ring 11 of the first embodiment, and basically have the same configuration and effects. is doing. More specifically, the outer ring 21 and the inner ring 22 of the second embodiment are the outer ring rolling surface 21A, the inner ring rolling surface 22A, and the rolling surface corresponding to the rolling ring rolling surface 11A of the bearing ring 11 of the first embodiment. Rolling surface surface layer region 21B and rolling surface surface layer region 22B corresponding to the surface layer region 11B, outer ring surface layer portion 21C and inner ring surface layer portion 22C corresponding to the raceway ring surface layer portion 11C, and outer ring core portion corresponding to the raceway ring core portion region 11D. It has a region 21D and an inner ring core region 22D. The needle roller 23 of the second embodiment has basically the same configuration as the needle roller 13 of the first embodiment.

しかし、実施の形態2の針状ころ軸受用軌道部材およびニードルころと実施の形態1の針状ころ軸受用軌道部材およびニードルころとは製造方法の違いに起因して相違点を有している。以下、実施の形態2の針状ころ軸受用軌道部材、ニードルころおよびラジアルニードルころ軸受の製造方法について説明する。   However, the needle roller bearing raceway member and needle roller of the second embodiment and the needle roller bearing raceway member and needle roller of the first embodiment are different from each other due to the difference in the manufacturing method. . Hereinafter, the manufacturing method of the raceway member for needle roller bearings of Embodiment 2, a needle roller, and a radial needle roller bearing is demonstrated.

図9は、実施の形態2における針状ころ軸受用軌道部材、ニードルころおよびラジアルニードルころ軸受の製造方法の概略を示す図である。また、図10は実施の形態2における針状ころ軸受用軌道部材、ニードルころおよびラジアルニードルころ軸受の製造方法に含まれる針状ころ軸受用軌道部材およびニードルころの熱処理工程の詳細を説明するための図である。図10において、横方向は時間を示しており右に行くほど時間が経過していることを示している。また、図10において、縦方向は温度を示しており上に行くほど温度が高いことを示している。図9および図10を参照して、実施の形態2の針状ころ軸受用軌道部材、ニードルころおよびラジアルニードルころ軸受の製造方法を説明する。   FIG. 9 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing needle roller bearing race members, needle rollers, and radial needle roller bearings in the second embodiment. FIG. 10 is a view for explaining details of the heat treatment process for the needle roller bearing raceway member and the needle roller included in the method for manufacturing the needle roller bearing raceway member, needle roller and radial needle roller bearing in the second embodiment. FIG. In FIG. 10, the horizontal direction indicates time, and the time elapses toward the right. In FIG. 10, the vertical direction indicates the temperature, and the higher the temperature, the higher the temperature. With reference to FIG. 9 and FIG. 10, the manufacturing method of the raceway member for needle roller bearings of Embodiment 2, a needle roller, and a radial needle roller bearing is demonstrated.

図9を参照して、実施の形態2の針状ころ軸受用軌道部材、ニードルころおよびラジアルニードルころ軸受の製造方法は、基本的には図4に基づいて説明した実施の形態1の針状ころ軸受用軌道部材、ニードルころおよびスラストニードルころ軸受の製造方法と同様の構成を有している。しかし、実施の形態2では、熱処理工程において浸炭窒化焼入工程に代えて浸炭焼入工程が実施される点、および熱処理工程において焼入硬化された鋼製部材の一部である転走面となる部分に対して、塑性加工を実施する部分塑性加工工程としてのショットピーニング工程が実施される点で、実施の形態1とは異なっている。以下、当該相違点について説明する。   Referring to FIG. 9, the needle roller bearing raceway member, the needle roller and the radial needle roller bearing manufacturing method of the second embodiment are basically the needle shape of the first embodiment described based on FIG. The roller bearing race member, needle roller, and thrust needle roller bearing have the same configuration as the manufacturing method. However, in the second embodiment, the carburizing and quenching process is performed in place of the carbonitriding and quenching process in the heat treatment process, and the rolling surface that is a part of the steel member that is hardened and hardened in the heat treatment process, and This is different from the first embodiment in that a shot peening process as a partial plastic working process for performing plastic working is performed on the portion to be formed. Hereinafter, the difference will be described.

浸炭焼入工程では、図10に示すように、鋼製部材準備工程において準備された鋼製部材がA点以上の温度である900℃以上1000℃以下の温度、たとえば940℃に加熱され、150分間以上600分間以下の時間、たとえば480分間保持される浸炭・拡散工程が実施される。このとき、RXガスを含む浸炭ガスの雰囲気中において加熱されることにより、鋼製部材の表層部の炭素濃度が所望の濃度に調整される。その後、鋼製部材がA点以上の温度である780℃以上880℃以下の温度、たとえば840℃に保持され、たとえば100℃の油中に浸漬されることにより(油冷)、A点以上の温度からM点以下の温度に冷却される焼入工程が実施される。以上のようにして、鋼製部材が焼入硬化される浸炭焼入工程が実施される。この浸炭焼入工程において、外輪表層部21Cおよび内輪表層部22Cの残留オーステナイト量が15体積%以上40体積%以下、より好ましくは15体積%以上30体積%以下となり、かつ外輪芯部領域21Dおよび内輪芯部領域22Dの残留オーステナイト量が10体積%以下となるように、鋼製部材の表層部の炭素濃度が調整される。 In the carburizing and quenching step, as shown in FIG. 10, the steel member prepared in the steel member preparation step is heated to a temperature of 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, which is a temperature of A 1 point or higher, for example, 940 ° C. A carburizing / diffusion process is performed for 150 minutes to 600 minutes, for example, 480 minutes. At this time, the carbon concentration of the surface layer portion of the steel member is adjusted to a desired concentration by heating in an atmosphere of carburizing gas containing RX gas. Thereafter, the steel member is maintained at a temperature of 780 ° C. or higher and 880 ° C. or lower, which is a temperature of A 1 point or higher, for example, 840 ° C., and immersed in oil of 100 ° C. (oil cooling), for example, A 1 point A quenching step of cooling from the above temperature to a temperature below the M s point is performed. As described above, the carburizing and quenching process in which the steel member is quenched and hardened is performed. In this carburizing and quenching step, the amount of retained austenite in the outer ring surface layer portion 21C and the inner ring surface layer portion 22C is 15% by volume to 40% by volume, more preferably 15% by volume to 30% by volume, and the outer ring core region 21D and The carbon concentration of the surface layer portion of the steel member is adjusted so that the amount of retained austenite in the inner ring core region 22D is 10% by volume or less.

ショットピーニング工程では、前述のように熱処理工程において焼入硬化された鋼製部材の一部である、例えば外輪転走面21A、内輪転走面22Aとなる部分に対して、ショットピーニングが実施されることにより、塑性加工が実施される。これにより、高周波焼入工程において50体積%以上70体積%以下とされた転走面表層領域21B、22Bの残留オーステナイトがショットピーニングによる塑性加工に誘起されてマルテンサイトに変態する。その結果、残留オーステナイト量が、たとえば25体積%以上45体積%以下に減少するとともに、外輪転走面21A、内輪転走面22Aからの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が500MPa以上に上昇する。   In the shot peening process, shot peening is performed on, for example, the outer ring rolling surface 21A and the inner ring rolling surface 22A, which are part of the steel member that has been hardened and hardened in the heat treatment process as described above. Thus, plastic working is performed. As a result, the retained austenite in the rolling surface surface regions 21B and 22B, which is 50% by volume or more and 70% by volume or less in the induction hardening process, is induced by plastic working by shot peening and transformed into martensite. As a result, the amount of retained austenite is reduced to, for example, 25% by volume or more and 45% by volume or less, and compression in a region where the depth from the outer ring rolling surface 21A and the inner ring rolling surface 22A is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less. The stress rises to 500 MPa or more.

以上のように、浸炭および部分焼入硬化工程としての高周波焼入と、ショットピーニングなどの塑性加工とを組み合わせることにより、転走面直下に残留オーステナイト量の極めて多い領域を形成した上で、転走面付近を塑性加工することにより、比較的多い残留オーステナイト量を確保しつつ、転走面付近に高い圧縮応力を生じさせることができる。その結果、ラジアルニードルころ軸受2に負荷される荷重が比較的小さく、ラジアルニードルころ軸受2の運転によってのみでは、実施の形態1のように残留オーステナイトの自己強化能を十分に活用できない場合であっても、上述のように比較的多い残留オーステナイト量を確保しつつ、転走面付近に高い圧縮応力を生じさせることができる。その結果、ラジアルニードルころ軸受2の転動疲労寿命を向上させることができる。   As described above, by combining induction hardening as a carburizing and partial quenching and hardening process and plastic working such as shot peening, a region with an extremely large amount of retained austenite is formed immediately below the rolling surface. By plastic working in the vicinity of the running surface, a high compressive stress can be generated in the vicinity of the rolling surface while securing a relatively large amount of retained austenite. As a result, the load applied to the radial needle roller bearing 2 is relatively small, and the self-reinforcing ability of retained austenite cannot be fully utilized as in the first embodiment only by the operation of the radial needle roller bearing 2. However, it is possible to generate a high compressive stress near the rolling surface while securing a relatively large amount of retained austenite as described above. As a result, the rolling fatigue life of the radial needle roller bearing 2 can be improved.

なお、上記実施の形態1および2においては、本発明の針状ころ軸受および針状ころ軸受用軌道部材の一例としてスラストニードルころ軸受、ラジアルニードルころ軸受およびこれらが備える軌道輪について説明したが、本発明の針状ころ軸受および針状ころ軸受用軌道部材はこれらに限られない。たとえば、針状ころ軸受用軌道部材は、針状ころが表面を転走するように使用される軸や板などであってもよい。すなわち、本発明の針状ころ軸受用軌道部材は、針状ころが転走するための転走面が形成された部材であればよい。また、針状ころは、上記実施の形態のように本発明の針状ころ軸受用軌道部材と同様の製造方法により製造され、同様の構成を有するものでもよいが、本発明の範囲外の一般的な針状ころであってもよい。また、本発明の針状ころ軸受用軌道部材および針状ころ軸受の製造方法に含まれる熱処理工程において実施される浸炭工程および浸炭窒化工程は、そのいずれか一方を任意に選択することができる。また、本発明の針状ころ軸受用軌道部材および針状ころ軸受の製造方法においては、ショットピーニングおよびローリング加工などの部分塑性加工工程を実施するか否かは、針状ころ軸受用軌道部材および針状ころ軸受の使用環境、すなわち針状ころ軸受用軌道部材および針状ころ軸受が使用されることによって残留オーステナイトの自己強化能を十分に活用できる使用環境であるか否かにより、決定することができる。   In the first and second embodiments, the needle roller bearing and the needle roller bearing raceway member of the present invention are described as an example of the thrust needle roller bearing, the radial needle roller bearing, and the raceway ring provided in them. The needle roller bearing and needle roller bearing race member of the present invention are not limited to these. For example, the raceway member for the needle roller bearing may be a shaft or a plate used so that the needle roller rolls on the surface. In other words, the raceway member for the needle roller bearing of the present invention may be a member provided with a rolling surface for rolling the needle roller. Further, the needle roller is manufactured by the same manufacturing method as the needle roller bearing race member of the present invention as in the above-described embodiment, and may have the same configuration, but it is generally out of the scope of the present invention. A typical needle roller may be used. Further, any one of the carburizing step and the carbonitriding step performed in the heat treatment step included in the method for manufacturing the needle roller bearing raceway member and the needle roller bearing of the present invention can be arbitrarily selected. Further, in the needle roller bearing raceway member and needle roller bearing manufacturing method of the present invention, whether or not the partial plastic working step such as shot peening and rolling is performed depends on the needle roller bearing raceway member and To be determined by the usage environment of the needle roller bearing, that is, whether or not it is a usage environment in which the self-strengthening ability of retained austenite can be fully utilized by using the needle roller bearing raceway member and the needle roller bearing. Can do.

以下、本発明の実施例1について説明する。本発明の針状ころ軸受用軌道部材と同様の製造方法により製造され、同様の構成を有するころ軸受内輪と本発明の範囲外の製造方法により製造され、本発明の範囲外の構成を有するころ軸受内輪とについて転動疲労寿命を比較する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。   Embodiment 1 of the present invention will be described below. A roller bearing inner ring manufactured by the same manufacturing method as the raceway member for the needle roller bearing of the present invention, and a roller manufactured by a manufacturing method outside the scope of the present invention and having a configuration outside the scope of the present invention. A test was conducted to compare the rolling fatigue life with the bearing inner ring. The test procedure is as follows.

まず、試験の対象となる試験片(ころ軸受内輪)の作製方法について説明する。実施例の試験片の作製は、実施の形態1および実施の形態2において説明した針状ころ軸受用軌道部材の製造方法と同様の方法により作製した。素材の鋼として、JIS SUJ2およびJIS SCr420を採用した。まず、JIS SUJ2からなる棒鋼およびJIS SCr420からなる棒鋼に対して、旋削加工などを実施することにより、円筒ころ軸受NJ206(外径φ62mm、内径φ30mm、幅16mm)のころ軸受内輪の概略形状を有する鋼製部材を作製した。そして、焼入硬化工程として、JIS SUJ2からなる鋼製部材(実施例1A〜1D)に対しては浸炭窒化焼入、JIS SCr420からなる鋼製部材(実施例1E〜1H)に対しては浸炭焼入を実施した。浸炭窒化焼入は、当該鋼製部材をRXガスに5%のNHを添加した雰囲気中で850℃に加熱し、120分間保持した後、100℃の油中に浸漬することにより実施した。一方、浸炭焼入は、当該鋼製部材をRXガスを含む浸炭ガス雰囲気中で950℃に加熱し、480分間保持した後、850℃に降温し、その後100℃の油中に浸漬することにより実施した。 First, a method for producing a test piece (roller bearing inner ring) to be tested will be described. The test specimens of the examples were manufactured by the same method as the method for manufacturing the needle roller bearing race member described in the first and second embodiments. JIS SUJ2 and JIS SCr420 were adopted as the material steel. First, by carrying out turning or the like on a steel bar made of JIS SUJ2 and a steel bar made of JIS SCr420, it has the general shape of a roller bearing inner ring of a cylindrical roller bearing NJ206 (outer diameter φ62 mm, inner diameter φ30 mm, width 16 mm). A steel member was produced. And, as a quench hardening process, carbon steel is hardened by carbonitriding and quenching for steel members (Examples 1A to 1D) made of JIS SUJ2, and steel members (Examples 1E to 1H) made of JIS SCr420. Charcoal quenching was performed. Carbonitriding and quenching was performed by heating the steel member to 850 ° C. in an atmosphere in which 5% NH 3 was added to RX gas, holding it for 120 minutes, and then immersing it in oil at 100 ° C. On the other hand, carburizing and quenching is performed by heating the steel member to 950 ° C. in a carburizing gas atmosphere containing RX gas, holding it for 480 minutes, lowering the temperature to 850 ° C., and then immersing it in oil at 100 ° C. Carried out.

さらに、焼入硬化工程が実施された鋼製部材に対して当該鋼製部材を180℃に加熱し、120分間保持することにより、第1の焼戻工程を実施した。そして、当該鋼製部材に対して、周波数150kHzの条件で、電流を制御することにより、転走面付近(転走面下1mm程度の領域)を高周波焼入する部分焼入硬化工程を実施した。その後、第1の焼戻工程と同様の条件で第2の焼戻工程を実施した。そして、一部の試験片(実施例1C、1D、1G、1H)に対しては、ショットピーニングを実施することにより部分塑性加工工程を実施した。さらに、転走面の研削加工等の仕上げ加工を実施することにより、実施例の試験片を完成させた。   Furthermore, the 1st tempering process was implemented by heating the said steel member with respect to the steel member in which the hardening hardening process was implemented at 180 degreeC, and hold | maintaining for 120 minutes. And the partial hardening hardening process which induction-hardens the rolling surface vicinity (area | region of about 1 mm below rolling surface) was implemented with respect to the said steel member by the conditions of frequency 150kHz. . Then, the 2nd tempering process was implemented on the conditions similar to a 1st tempering process. And with respect to one part test piece (Example 1C, 1D, 1G, 1H), the partial plastic working process was implemented by implementing shot peening. Furthermore, the test piece of the Example was completed by performing finishing processes, such as grinding of a rolling surface.

一方、比較例の試験片の作製は、上記実施例の試験片と基本的には同様の方法で作製した。ただし、比較例の試験片では焼入硬化工程として、光輝熱処理(焼入:850℃で50分間加熱後、100℃の油に浸漬することにより焼入、焼戻し:180℃で120分保持)を採用した試験片も作製した(比較例1A)。また、比較例の試験片に対しては、部分焼入硬化工程は実施されていない。   On the other hand, the test piece of the comparative example was produced by the same method as the test piece of the above example. However, in the test piece of the comparative example, a bright heat treatment (quenching: quenching by immersing in oil at 100 ° C after heating for 50 minutes at 850 ° C, tempering: holding at 120 ° C for 120 minutes) as a quench hardening process The adopted test piece was also produced (Comparative Example 1A). Moreover, the partial hardening hardening process is not implemented with respect to the test piece of a comparative example.

次に、試験条件について説明する。試験片であるころ軸受内輪の相手試験片としてエッジロードの生じないようにクラウニングを施したころを採用した。そして、当該相手試験片としてのころが試験片であるころ軸受内輪の転走面に接触するようにころおよび内輪をセットし、荷重10kN、回転速度2000回転/分、潤滑油はタービンVG56の条件の下で試験片を回転させた。そして、試験片に剥離が生じるまでの時間を試験片寿命として評価した。   Next, test conditions will be described. Rollers that were crowned to prevent edge loading were used as test specimens for the roller bearing inner ring as a test piece. Then, the roller and the inner ring are set so that the roller as the counterpart test piece is in contact with the rolling surface of the roller bearing inner ring which is the test piece, the load is 10 kN, the rotation speed is 2000 rotations / minute, and the lubricating oil is a condition of the turbine VG56. The specimen was rotated under. And the time until peeling occurred on the test piece was evaluated as the test piece life.

Figure 2007182926
Figure 2007182926

表1に実施例1における試験片および試験結果を示す。表1において、残留オーステナイト量および転走面硬度は、試験片の転走面における残留オーステナイト量および硬度を示している。また、表1において、圧縮応力は、転走面下0.05mmの領域における圧縮応力の大きさを示している。   Table 1 shows the test pieces and test results in Example 1. In Table 1, the amount of retained austenite and the rolling surface hardness indicate the amount of retained austenite and the hardness on the rolling surface of the test piece. Moreover, in Table 1, the compressive stress has shown the magnitude | size of the compressive stress in the area | region of 0.05 mm under a rolling surface.

表1を参照して、実施例の試験片のうちショットピーニングを実施していないものについては、残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下、転走面硬度が450HV以上600HV以下、圧縮応力が290MPa以上460MPa以下となっている。一方、実施例の試験片のうちショットピーニングを実施したものについては、残留オーステナイト量が25体積%以上45体積%以下に低下するとともに、転走面硬度が730HV以上830HV以下、圧縮応力が750MPa以上900MPa以下に上昇している。これは、転走面付近における残留オーステナイトがショットピーニングによる塑性加工の影響によりマルテンサイトに変態したためであると考えられる。そして、ショットピーニングを実施した試験片の寿命は、ショットピーニングを実施しない試験片の寿命に比べて長寿命となる傾向にあることが分かる。   Referring to Table 1, among the test pieces of the examples that were not subjected to shot peening, the amount of retained austenite was 50 to 70% by volume, the rolling surface hardness was 450 to 600 HV, and the compressive stress. Is 290 MPa or more and 460 MPa or less. On the other hand, of the test pieces of the examples, those subjected to shot peening decreased the retained austenite amount to 25 volume% or more and 45 volume% or less, the rolling surface hardness was 730 HV or more and 830 HV or less, and the compressive stress was 750 MPa or more. It has risen to 900 MPa or less. This is presumably because the retained austenite near the rolling surface transformed into martensite due to the influence of plastic working by shot peening. And it turns out that the lifetime of the test piece which performed shot peening tends to become long life compared with the lifetime of the test piece which does not perform shot peening.

この実施例の試験片の寿命を比較例の試験片の寿命と比較すると、ショットピーニングを実施した試験片およびショットピーニングを実施しない試験片の両方において、実施例の試験片の寿命が比較例の試験片の寿命を上回っている。このことから、本発明の針状ころ軸受用軌道部材と同様の構成を有する実施例のころ軸受内輪は従来のころ軸受内輪である比較例のころ軸受内輪よりも長寿命であることが確認される。なお、実施例のころ軸受内輪のうち、ショットピーニングを行なわなかったものは転走面近傍領域において残留オーステナイト量が極めて多い状態(50体積%以上)となっているが、転動疲労寿命試験中の残留オーステナイトの塑性変形およびマルテンサイト化に伴う回転の振れの増加は数μm以下であった。これは、残留オーステナイト量が極めて多い領域が転走面近傍領域に限定されているためであると考えられる。したがって、本発明の針状ころ軸受用軌道部材における残留オーステナイトに起因した寸法安定性の低下は、実用上問題のない範囲であると考えられる。   When the life of the test piece of this example is compared with the life of the test piece of the comparative example, the life of the test piece of the example is the same as that of the comparative example in both the test piece subjected to shot peening and the test piece not subjected to shot peening. The life of the specimen is exceeded. From this, it was confirmed that the roller bearing inner ring of the example having the same configuration as the raceway member for the needle roller bearing of the present invention has a longer life than the roller bearing inner ring of the comparative example which is a conventional roller bearing inner ring. The Of the roller bearing inner rings of the examples, those that were not shot peened are in a state where the amount of retained austenite is extremely large (50% by volume or more) in the region near the rolling surface, but during the rolling fatigue life test The increase in rotational runout accompanying plastic deformation and martensite formation of the retained austenite was several μm or less. This is presumably because the region where the amount of retained austenite is extremely large is limited to the region near the rolling surface. Therefore, it is considered that the reduction in dimensional stability due to retained austenite in the raceway member for needle roller bearings of the present invention is within a range that does not cause any problems in practice.

以下、本発明の実施例2について説明する。本発明の針状ころ軸受用軌道部材と同様の製造方法により製造され、同様の構成を有するころ軸受内輪と本発明の範囲外の製造方法により製造され、本発明の範囲外の構成を有するころ軸受内輪とについて転動疲労寿命を比較する試験を行なった。試験の手順は以下のとおりである。   Embodiment 2 of the present invention will be described below. A roller bearing inner ring manufactured by the same manufacturing method as the raceway member for the needle roller bearing of the present invention, and a roller manufactured by a manufacturing method outside the scope of the present invention and having a configuration outside the scope of the present invention. A test was conducted to compare the rolling fatigue life with the bearing inner ring. The test procedure is as follows.

実施例2の実施例および比較例の試験片の作製方法は、実施例1と同様である。そして、試験条件も基本的には実施例1と同様であるが、試験片であるころ軸受内輪の相手試験片として、クラウニングを施さないストレートタイプのころを採用した点で、実施例1の試験条件とは異なっている。これにより、実施例2の試験条件においては試験片の転走面にエッジロードが生じる。   The method for producing the test pieces of the example of Example 2 and the comparative example is the same as that of Example 1. The test conditions are basically the same as in Example 1. However, the test condition of Example 1 is that a straight type roller not subjected to crowning is adopted as the mating test piece of the roller bearing inner ring which is a test piece. Is different. Thereby, in the test conditions of Example 2, an edge load is generated on the rolling surface of the test piece.

Figure 2007182926
Figure 2007182926

表2に実施例2における試験片および試験結果を示す。表2を参照して、実施例2の試験結果は、基本的に実施例1の試験結果と同様であることが分かる。ただし、寿命が全体として低下している点、および実施例の試験片と比較例の試験片との寿命差が大きくなっていることが相違点として挙げられる。これは、実施例2においては、相手試験片としてストレートタイプのころが採用された影響であると考えられる。すなわち、上述のように実施例2の試験条件では、試験片の転走面にエッジロードが生じるため、試験片の転走面において局所的な転動疲労が進行し、試験片の寿命が全体として低下したものと考えられる。ここで、残留オーステナイトの自己強化能を有効に活用可能な本発明の針状ころ軸受用軌道部材と同様の構成を有する実施例の試験片においては、比較例の試験片に比べてエッジロードの影響を小さくすることができる。そのため実施例の試験片の寿命は、比較例の試験片の寿命ほど低下せず、その結果、実施例の試験片と比較例の試験片との寿命差が大きくなったものと考えられる。以上より、本発明の針状ころ軸受用軌道部材によれば、長寿命な針状ころ軸受用軌道部材が得られるとともに、本発明の針状ころ軸受用軌道部材は、特にエッジロードの生じるような過酷な条件下で使用される針状ころ軸受用軌道部材に好適であると考えられる。   Table 2 shows the test pieces and test results in Example 2. Referring to Table 2, it can be seen that the test result of Example 2 is basically the same as the test result of Example 1. However, the difference is that the lifetime is reduced as a whole, and the difference in lifetime between the test piece of the example and the test piece of the comparative example is increased. In Example 2, this is considered to be the effect of adopting a straight type roller as the counterpart test piece. That is, as described above, under the test conditions of Example 2, edge load is generated on the rolling surface of the test piece, so that local rolling fatigue progresses on the rolling surface of the test piece, and the life of the test piece is as a whole. It is thought that it declined. Here, in the test piece of the example having the same configuration as the raceway member for the needle roller bearing of the present invention capable of effectively utilizing the self-reinforcing ability of retained austenite, the edge load of the test piece of the comparative example is larger than that of the test piece of the comparative example. The influence can be reduced. Therefore, it is considered that the life of the test piece of the example did not decrease as much as the life of the test piece of the comparative example, and as a result, the life difference between the test piece of the example and the test piece of the comparative example became large. As described above, according to the raceway member for needle roller bearings of the present invention, a long-life needle roller bearing raceway member is obtained, and the raceway member for needle roller bearings of the present invention is particularly likely to cause an edge load. It is considered to be suitable for a raceway member for a needle roller bearing used under severe conditions.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as being restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の針状ころ軸受用軌道部材、針状ころ軸受およびその製造方法は、過酷な環境下で使用される針状ころ軸受用軌道部材、針状ころ軸受およびその製造方法に特に有利に適用され得る。   The raceway member for needle roller bearings, the needle roller bearing and the manufacturing method thereof according to the present invention are particularly advantageously applied to the race member for needle roller bearings, needle roller bearings and the production method thereof used in harsh environments. Can be done.

実施の形態1の針状ころ軸受用軌道部材を備えた針状ころ軸受としてのスラストニードルころ軸受の構成を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a thrust needle roller bearing as a needle roller bearing provided with a raceway member for needle roller bearings according to Embodiment 1. FIG. 図1のスラストニードルころ軸受が備える針状ころ軸受用軌道部材としての軌道輪の概略部分断面図である。FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view of a bearing ring as a needle roller bearing race member provided in the thrust needle roller bearing of FIG. 1. 図1のスラストニードルころ軸受が備える転動体としてのニードルころの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the needle roller as a rolling element with which the thrust needle roller bearing of FIG. 1 is provided. 実施の形態1における軌道輪、ニードルころおよびスラストニードルころ軸受の製造方法の概略を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing the race, needle roller, and thrust needle roller bearing in the first embodiment. 実施の形態1における軌道輪、ニードルころおよびスラストニードルころ軸受の製造方法に含まれる軌道輪およびニードルころの熱処理工程の詳細を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the details of a heat treatment process for the bearing ring and the needle roller included in the method for manufacturing the bearing ring, the needle roller and the thrust needle roller bearing in the first embodiment. 実施の形態2の針状ころ軸受用軌道部材を備えた針状ころ軸受としてのラジアルニードルころ軸受の構成を示す概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a radial needle roller bearing as a needle roller bearing provided with a raceway member for needle roller bearings according to Embodiment 2. FIG. 図6のラジアルニードルころ軸受が備える針状ころ軸受用軌道部材としてのとしての軌道輪(外輪)の概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view of the bearing ring (outer ring) as a raceway member for needle roller bearings with which the radial needle roller bearing of FIG. 6 is equipped. 図6のラジアルニードルころ軸受が備える針状ころ軸受用軌道部材としての軌道輪(内輪)の概略部分断面図である。FIG. 7 is a schematic partial cross-sectional view of a bearing ring (inner ring) as a needle member for a needle roller bearing provided in the radial needle roller bearing of FIG. 6. 実施の形態2における針状ころ軸受用軌道部材、ニードルころおよびラジアルニードルころ軸受の製造方法の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the manufacturing method of the raceway member for needle roller bearings in Embodiment 2, a needle roller, and a radial needle roller bearing. 実施の形態2における針状ころ軸受用軌道部材、ニードルころおよびラジアルニードルころ軸受の製造方法に含まれる針状ころ軸受用軌道部材およびニードルころの熱処理工程の詳細を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detail of the heat processing process of the raceway member for needle roller bearings and the needle roller included in the manufacturing method of the raceway member for needle roller bearings in Embodiment 2, and a needle roller and a radial needle roller bearing.

符号の説明Explanation of symbols

1 スラストニードルころ軸受、2 ラジアルニードルころ軸受、11 軌道輪、11A 軌道輪転走面、11B 転走面表層領域、11C 軌道輪表層部、11D 軌道輪芯部領域、13 ニードルころ、13A ニードルころ転走面、13B 転走面表層領域、13C ニードルころ表層部、13D ニードルころ芯部領域、14,24 保持器、21 外輪、21A 外輪転走面、21B 転走面表層領域、21C 外輪表層部、21D 外輪芯部領域、22 内輪、22A 内輪転走面、22B 転走面表層領域、22C 内輪表層部、22D 内輪芯部領域、23 ニードルころ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thrust needle roller bearing, 2 Radial needle roller bearing, 11 bearing ring, 11A raceway rolling surface, 11B rolling surface surface area, 11C bearing ring surface layer part, 11D bearing ring core area, 13 needle roller, 13A needle roller rolling Running surface, 13B Rolling surface surface region, 13C Needle roller surface layer portion, 13D Needle roller core region, 14, 24 Cage, 21 Outer ring, 21A Outer ring rolling surface, 21B Rolling surface surface layer region, 21C Outer ring surface layer portion, 21D outer ring core region, 22 inner ring, 22A inner ring rolling surface, 22B rolling surface surface layer region, 22C inner ring surface layer region, 22D inner ring core region, 23 needle roller.

Claims (8)

転動体としての針状ころと接触するように配置されて使用され、前記針状ころが転走するための転走面を有する針状ころ軸受用軌道部材の製造方法であって、
鋼からなり、前記針状ころ軸受用軌道部材の概略形状に成形された鋼製部材を準備する鋼製部材準備工程と、
前記鋼製部材に対して浸炭または浸炭窒化を実施した後、焼入硬化する焼入硬化工程と、
前記焼入硬化工程において焼入硬化された前記鋼製部材の一部の領域である、前記針状ころ軸受用軌道部材の前記転走面となる部分を含む領域としての転走領域をさらに焼入硬化することにより、前記転走面となるべき面からの深さが0.3mm以下の前記鋼製部材の領域における残留オーステナイト量を50体積%以上70体積%以下とする部分焼入硬化工程と、
前記部分焼入硬化工程において前記転走領域が焼入硬化された前記鋼製部材に対して仕上げ加工を実施することにより、前記針状ころ軸受用軌道部材を完成させる仕上げ工程とを備えた、針状ころ軸受用軌道部材の製造方法。
A method for producing a raceway member for a needle roller bearing that is used to be in contact with a needle roller as a rolling element, and that has a rolling surface for rolling the needle roller,
A steel member preparing step of preparing a steel member made of steel and formed into a schematic shape of the raceway member for the needle roller bearing,
A quench hardening step of quench hardening after performing carburization or carbonitriding on the steel member;
A rolling region as a region including a portion that becomes the rolling surface of the raceway member for the needle roller bearing, which is a partial region of the steel member that has been hardened and hardened in the quench hardening step, is further hardened. A partial quench hardening process in which the amount of retained austenite in the region of the steel member having a depth from the surface to be the rolling surface of 0.3 mm or less is 50% by volume to 70% by volume by hardening. When,
A finishing step of completing the raceway member for the needle roller bearing by performing a finishing process on the steel member in which the rolling region has been hardened and hardened in the partial hardening and hardening step. Manufacturing method of raceway member for needle roller bearing.
前記仕上げ工程では、前記仕上げ工程が実施されて完成した前記針状ころ軸受用軌道部材において、前記転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下となり、
前記転走面からの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が250MPa以上となり、
前記針状ころ軸受用軌道部材の表面からの深さが1mm以上の領域における残留オーステナイト量が10体積%以下となるように、前記仕上げ加工が実施される、請求項1に記載の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法。
In the finishing step, in the raceway member for needle roller bearing completed by performing the finishing step, the amount of retained austenite in a region having a depth of 0.3 mm or less from the rolling surface is 50% by volume or more and 70% by volume. % Or less,
The compressive stress in the region where the depth from the rolling surface is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less is 250 MPa or more,
The needle roller according to claim 1, wherein the finishing is performed so that the amount of retained austenite in a region having a depth of 1 mm or more from the surface of the raceway member for the needle roller bearing is 10% by volume or less. Manufacturing method of bearing race member.
前記部分焼入硬化工程よりも後であって、前記仕上げ工程よりも前に、前記部分焼入硬化工程において焼入硬化された前記鋼製部材の一部である前記転走面となる部分に対して、塑性加工を実施する部分塑性加工工程をさらに備えた、請求項1に記載の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法。   After the partial quench hardening step and before the finishing step, the portion that becomes the rolling surface that is part of the steel member that has been hardened and hardened in the partial quench hardening step. On the other hand, the manufacturing method of the raceway member for needle roller bearings of Claim 1 further equipped with the partial plastic processing process which implements plastic processing. 前記仕上げ工程では、前記仕上げ工程が実施されて完成した前記針状ころ軸受用軌道部材において、前記転走面からの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が500MPa以上となり、
前記針状ころ軸受用軌道部材の表面からの深さが1mm以上の領域における残留オーステナイト量が10体積%以下となるように、前記仕上げ加工が実施される、請求項3に記載の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法。
In the finishing step, in the raceway member for the needle roller bearing completed by performing the finishing step, a compressive stress in a region having a depth from the rolling surface of 0.05 mm to 0.1 mm is 500 MPa or more. ,
The needle roller according to claim 3, wherein the finishing is performed so that the amount of retained austenite in a region where the depth from the surface of the raceway member for the needle roller bearing is 1 mm or more is 10% by volume or less. Manufacturing method of bearing race member.
前記部分焼入硬化工程における加熱は、誘導加熱により実施される、請求1〜4のいずれか1項に記載の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法。   The method for manufacturing a needle roller bearing race member according to any one of claims 1 to 4, wherein the heating in the partial quenching and curing step is performed by induction heating. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の針状ころ軸受用軌道部材の製造方法により製造された、針状ころ軸受用軌道部材。   A raceway member for a needle roller bearing manufactured by the method for producing a raceway member for a needle roller bearing according to any one of claims 1 to 5. 転動体としての針状ころと接触するように配置されて使用され、前記針状ころが転走するための転走面を有する針状ころ軸受用軌道部材であって、
前記転走面からの深さが0.3mm以下の領域における残留オーステナイト量が50体積%以上70体積%以下であり、
前記転走面からの深さが0.05mm以上0.1mm以下の領域における圧縮応力が250MPa以上であり、
表面からの深さが1mm以上の領域における残留オーステナイト量が10体積%以下である、針状ころ軸受用軌道部材。
A raceway member for a needle roller bearing that is arranged and used so as to come into contact with a needle roller as a rolling element, and has a rolling surface for rolling the needle roller,
The amount of retained austenite in the region having a depth of 0.3 mm or less from the rolling surface is 50% by volume or more and 70% by volume or less,
The compressive stress in the region where the depth from the rolling surface is 0.05 mm or more and 0.1 mm or less is 250 MPa or more,
A raceway member for a needle roller bearing, wherein a retained austenite amount in a region having a depth of 1 mm or more from the surface is 10% by volume or less.
軌道部材と、
前記軌道部材に接触し、円環状の軌道上に配置される複数の針状ころとを備え、
前記軌道部材は、請求項6または7に記載の針状ころ軸受用軌道部材である、針状ころ軸受。
A track member;
A plurality of needle rollers that are in contact with the track member and disposed on an annular track;
The said raceway member is a needle roller bearing which is a raceway member for needle roller bearings of Claim 6 or 7.
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