JP2010001943A - Bearing part and rolling bearing - Google Patents

Bearing part and rolling bearing Download PDF

Info

Publication number
JP2010001943A
JP2010001943A JP2008160475A JP2008160475A JP2010001943A JP 2010001943 A JP2010001943 A JP 2010001943A JP 2008160475 A JP2008160475 A JP 2008160475A JP 2008160475 A JP2008160475 A JP 2008160475A JP 2010001943 A JP2010001943 A JP 2010001943A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
rolling
bearing component
sialon
dense layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008160475A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsutoshi Muramatsu
勝利 村松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NTN Corp, NTN Toyo Bearing Co Ltd filed Critical NTN Corp
Priority to JP2008160475A priority Critical patent/JP2010001943A/en
Priority to PCT/JP2009/061025 priority patent/WO2009154228A1/en
Publication of JP2010001943A publication Critical patent/JP2010001943A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing part composed of a β sialon sintered body usable even in an environment in which hard foreign matter intrudes inside a bearing, while stably securing sufficient durability, though at low cost, and a rolling bearing having the bearing part. <P>SOLUTION: At least one of an outer race 11, an inner race 12 and a ball 13 for constituting a deep groove ball bearing 1, is constituted of the sintered body expressed by a composition formula of Si<SB>6-Z</SB>Al<SB>Z</SB>O<SB>Z</SB>N<SB>8-Z</SB>, containing β sialon as main component, satisfying 1.0≤z≤2.0, and a residual part of an impurity. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、軸受部品および転がり軸受に関し、より特定的には、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる軸受部品および当該軸受部品を備えた転がり軸受に関するものである。   The present invention relates to a bearing component and a rolling bearing, and more particularly to a bearing component made of a sintered body mainly composed of β sialon and a rolling bearing provided with the bearing component.

窒化珪素やサイアロンなどのセラミックスは、鋼に比べて比重が小さく、かつ耐食性が高いだけでなく、絶縁性を有するという特徴を備えている。そのため、軌道部材および転動体を備えた転がり軸受(ハブユニットを含む)の構成部品である軸受部品、たとえば軌道部材や転動体の素材にセラミックスを採用した場合、軸受の軽量化が可能となるとともに、構成部品の腐食による損傷、電食による転がり軸受の短寿命化などを抑制することができる。   Ceramics such as silicon nitride and sialon are characterized by having a specific gravity smaller than steel and high corrosion resistance, as well as insulating properties. For this reason, when ceramics is used as a bearing component that is a component of a rolling bearing (including a hub unit) including a race member and rolling elements, for example, ceramics can be used as a material for the race member and rolling elements, the weight of the bearing can be reduced. In addition, it is possible to suppress damage due to corrosion of component parts, shortening of the life of rolling bearings due to electrolytic corrosion, and the like.

また、転がり軸受の一種であるハブユニットは、内部に水分が浸入するおそれのある環境において使用される場合も多く、潤滑が不十分となる場合がある。セラミックスからなる転動体、軌道部材などの軸受部品は、上述のような不十分な潤滑環境下においても損傷しにくいという特徴を有している。そのため、たとえば軸受部品の素材にセラミックスを採用することにより、不十分な潤滑環境下において使用されるハブユニットの耐久性を向上させることができる。   In addition, a hub unit, which is a kind of rolling bearing, is often used in an environment where moisture may enter inside, and lubrication may be insufficient. Bearing parts such as rolling elements and race members made of ceramics have a feature that they are not easily damaged even in the above-mentioned insufficient lubrication environment. Therefore, for example, by using ceramics as a material for bearing parts, it is possible to improve the durability of the hub unit used in an insufficient lubrication environment.

しかし、窒化珪素やサイアロンなどのセラミックスは、鋼に比べて製造コストが高いため、軸受部品の素材としてセラミックスを採用すると、転がり軸受の製造コストが大幅に上昇するという問題点があった。   However, since ceramics such as silicon nitride and sialon have a higher manufacturing cost than steel, there is a problem that the manufacturing cost of a rolling bearing is significantly increased when ceramics are used as a material for bearing parts.

これに対し、近年、セラミックスであるβサイアロンを、燃焼合成法を含む製造工程により製造することにより、低コストで製造する方法が開発された(たとえば特許文献1〜3参照)。そのため、このβサイアロンを構成部品の素材として採用した低価格な転がり軸受の製造が検討され得る。
特開2004−91272号公報 特開2005−75652号公報 特開2005−194154号公報
On the other hand, in recent years, a method for producing β sialon, which is a ceramic, at a low cost by producing it by a production process including a combustion synthesis method has been developed (for example, see Patent Documents 1 to 3). Therefore, it is possible to consider the production of a low-cost rolling bearing that employs this β sialon as the material of the component parts.
JP 2004-91272 A JP 2005-75652 A JP 2005-194154 A

しかしながら、上記βサイアロンを軸受部品の素材として採用するためには、βサイアロンからなる軸受部品が十分な転動疲労寿命を有している必要がある。転動疲労寿命は、部材の破壊強度等とは必ずしも一致せず、βサイアロンからなる軸受部品も、必ずしも十分な転動疲労寿命を有しているとはいえない。そのため、βサイアロンからなる軸受部品を備えた転がり軸受においても、十分な耐久性を安定して確保することは容易ではないという問題点があった。   However, in order to employ the β sialon as a material for the bearing part, the bearing part made of β sialon needs to have a sufficient rolling fatigue life. The rolling fatigue life does not necessarily match the fracture strength of the member, and it cannot be said that the bearing parts made of β sialon have a sufficient rolling fatigue life. Therefore, there is a problem that it is not easy to stably secure sufficient durability even in a rolling bearing provided with bearing parts made of β sialon.

また、弾性変形しにくいβサイアロンを軸受部品の素材として採用した場合、軸受部品である軌道部材と軸受部品である転動体との間の接触面圧が大きくなる傾向にある。そのため、軌道部材と転動体との間に硬質の異物が侵入すると、当該軌道部材および転動体に損傷が発生し易い。特に、軌道部材および転動体の一方がβサイアロン焼結体(βサイアロンを主成分とする焼結体)からなり、他方が鋼からなる場合、当該鋼からなる軌道部材または転動体に形成される圧痕が大きくなるおそれがある。つまり、βサイアロン焼結体からなる軸受部品を備えた転がり軸受が、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下において使用された場合、上記圧痕などの損傷が軸受部品に発生し易くなり、軸受の寿命が低下する可能性があった。そのため、硬質の異物が軸受内部に侵入する環境下で用いられる軸受部品の素材としては、βサイアロンは必ずしも適していない場合があるという問題点もあった。   Further, when β sialon which is not easily elastically deformed is employed as a material for the bearing part, the contact surface pressure between the race member as the bearing part and the rolling element as the bearing part tends to increase. Therefore, when a hard foreign substance enters between the race member and the rolling element, the race member and the rolling element are likely to be damaged. In particular, when one of the race member and the rolling element is made of a β sialon sintered body (sintered body containing β sialon as a main component) and the other is made of steel, it is formed on the race member or rolling element made of the steel. There is a risk of indentation. That is, when a rolling bearing provided with a bearing part made of β sialon sintered body is used in an environment where hard foreign matter enters the inside of the bearing, damage such as indentation is likely to occur in the bearing part, The life of the bearing may be reduced. Therefore, β sialon may not always be suitable as a material for bearing parts used in an environment where hard foreign matter enters the bearing.

そこで、本発明の目的は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下においても用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品、および当該軸受部品を備えた転がり軸受(ハブユニットを含む)を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a β that can be used stably even in an environment where a hard foreign object enters the inside of the bearing while being able to stably ensure sufficient durability while being inexpensive. It is to provide a bearing part made of a sialon sintered body and a rolling bearing (including a hub unit) provided with the bearing part.

本発明に従った軸受部品は、転がり軸受において、軌道部材または当該軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である軸受部品である。この軸受部品は、窒化珪素に比べて、当該軸受部品と他の軸受部品との間に硬質の異物を噛み込んだ場合における当該他の軸受部品の損傷を抑制することが可能なセラミックスからなっている。   The bearing component according to the present invention is a bearing component which is a rolling member disposed on an annular raceway in contact with the raceway member or the raceway member in a rolling bearing. Compared to silicon nitride, this bearing part is made of ceramics that can suppress damage to the other bearing part when a hard foreign object is caught between the bearing part and the other bearing part. Yes.

本発明の軸受部品においては、本発明の軸受部品を含む転がり軸受の内部に硬質の異物が侵入し、軸受部品と他の軸受部品との間に当該異物が噛み込んだ場合に、当該他の軸受部品の損傷が抑制される。その結果、本発明の軸受部品によれば、転がり軸受の耐噛み込み性を向上させることができる。   In the bearing part of the present invention, when a hard foreign object enters the inside of the rolling bearing including the bearing part of the present invention and the foreign object is caught between the bearing part and another bearing part, Damage to bearing parts is suppressed. As a result, according to the bearing component of the present invention, the biting resistance of the rolling bearing can be improved.

本発明の一の局面における軸受部品は、転がり軸受において、軌道部材または当該軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である軸受部品である。この軸受部品は、Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、1.0≦z≦2.0を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。 A bearing component according to one aspect of the present invention is a bearing component that is a rolling member disposed on an annular raceway in contact with the raceway member or the raceway member in a rolling bearing. The bearing component is represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z, as a main component β-sialon satisfying 1.0 ≦ z ≦ 2.0, a sintered body consisting of the balance impurities Composed.

本発明の他の局面における軸受部品は、転がり軸受において、軌道部材または当該軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である軸受部品である。この軸受部品は、Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、1.0≦z≦2.0を満たすβサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される。 The bearing component in the other aspect of this invention is a bearing component which is a rolling element arrange | positioned on an annular | circular shaped track | truck in contact with a track member or the said track member in a rolling bearing. The bearing component is represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z, as a main component β-sialon satisfying 1.0 ≦ z ≦ 2.0, the balance being sintering aid and impurities It is comprised from the sintered compact which becomes.

本発明者は、βサイアロンを主成分とする軸受部品の転動疲労寿命と、軸受部品の構成との関係を詳細に調査した。その結果、以下の知見が得られ、本発明に想到した。   The inventor has investigated in detail the relationship between the rolling fatigue life of a bearing component mainly composed of β sialon and the configuration of the bearing component. As a result, the following knowledge was obtained and the present invention was conceived.

すなわち、上述のβサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程を採用することにより、上記zの値(以下、z値という)が0.1以上となる種々の組成を有するものが製造可能である。そして、一般に転動疲労寿命に大きな影響を与える硬度は、製造の容易なz値4.0以下の範囲において、ほとんど変化しない。しかしながら、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる軸受部品の転動疲労寿命とz値との関係を詳細に調査したところ、z値が3.5を超えると軸受部品の転動疲労寿命が大幅に低下することが分かった。   That is, the β sialon described above can be manufactured having various compositions in which the value of z (hereinafter referred to as z value) is 0.1 or more by employing a manufacturing process including combustion synthesis. In general, the hardness that greatly affects the rolling fatigue life hardly changes in the range of the z value of 4.0 or less that is easy to manufacture. However, when the relationship between the rolling fatigue life and z value of a bearing part made of a sintered body containing β sialon as a main component is investigated in detail, if the z value exceeds 3.5, the rolling fatigue life of the bearing part is determined. Was found to drop significantly.

より具体的には、z値が0.1以上3.5以下の範囲においては、転動疲労寿命はほぼ同等で、転がり軸受の運転時間が所定時間を超えると、軸受部品の表面に剥離が発生して破損する。これに対し、z値が3.5を超えると軸受部品が摩耗しやすくなり、これに起因して転動疲労寿命が大幅に低下する。つまり、z値が3.5となる組成を境界として、βサイアロン焼結体からなる軸受部品の破損モードが変化し、z値が3.5を超えると転動疲労寿命が大幅に低下するという現象が明らかとなった。したがって、βサイアロン焼結体からなる軸受部品において、安定して十分な寿命を確保するためには、z値を3.5以下とする必要がある。   More specifically, when the z value is in the range of 0.1 or more and 3.5 or less, the rolling fatigue life is almost the same, and if the operation time of the rolling bearing exceeds a predetermined time, the surface of the bearing component is peeled off. Occurs and breaks. On the other hand, if the z value exceeds 3.5, the bearing parts are likely to be worn, resulting in a significant reduction in rolling fatigue life. That is, the failure mode of the bearing part made of β sialon sintered body changes at the boundary where the z value is 3.5, and if the z value exceeds 3.5, the rolling fatigue life is significantly reduced. The phenomenon became clear. Therefore, in a bearing part made of a β sialon sintered body, the z value needs to be 3.5 or less in order to ensure a stable and sufficient life.

一方、上述のように、βサイアロンは、燃焼合成を含む製造工程により製造することにより、安価に製造することができる。しかし、z値が0.1未満では、燃焼合成の実施が困難となることが分かった。そのため、βサイアロン焼結体からなる軸受部品を安価に製造するためには、z値を0.1以上とする必要がある。   On the other hand, as described above, β sialon can be manufactured at a low cost by being manufactured by a manufacturing process including combustion synthesis. However, it has been found that when the z value is less than 0.1, it is difficult to perform the combustion synthesis. Therefore, in order to manufacture a bearing part made of a β sialon sintered body at a low cost, the z value needs to be 0.1 or more.

さらに、本発明者は、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下で、βサイアロン焼結体からなる軸受部品の相手部材(βサイアロン焼結体からなる軸受部品に接触する軌道部材または転動体)への攻撃性とz値との関係を詳細に調査した。その結果、z値が1.0未満では、相手部材に破損が生じ易くなること、z値が2.0を超えると当該焼結体からなる軸受部品自身が破損し易くなることがわかった。ここで、硬質の異物とは、硬度HV800以上の固形物であって、たとえば切削工具などに用いられる高速度鋼、研削やラッピングの砥粒に用いられるアルミナ、炭化珪素などが挙げられる。   Further, the present inventor, in an environment in which hard foreign matter enters the inside of the bearing, the mating member of the bearing part made of the β sialon sintered body (the race member or the rolling member contacting the bearing part made of the β sialon sintered body). The relationship between the aggression to the moving object and the z value was investigated in detail. As a result, it was found that when the z value is less than 1.0, the counterpart member is likely to be damaged, and when the z value exceeds 2.0, the bearing component made of the sintered body is easily damaged. Here, the hard foreign matter is a solid having a hardness of HV800 or higher, and examples thereof include high-speed steel used for cutting tools and the like, alumina used for abrasive grains for grinding and lapping, silicon carbide, and the like.

すなわち、z値が低くなると、軸受部品を構成する素材の強度が上昇する傾向にある。しかし、その反面、z値が低くなると、軸受部品が弾性変形しにくくなるため、軸受部品同士の接触面積が小さくなり、接触面圧が高くなる。その結果、軌道部材と転動体との間に硬質の異物が侵入した場合、上記焼結体からなる軸受部品と相対する相手部材に損傷が発生しやすくなる。一方、軸受部品のz値が高くなると、軸受部品が弾性変形しやすくなるため、軸受部品同士の接触面積が大きくなり、接触面圧が低くなる。しかし、その反面、軸受部品のz値が高くなると、これに伴って軸受部品を構成する素材の強度が低下する傾向にある。そのため、硬質の異物により、軸受部品自身に損傷が生じやすくなる。したがって、軸受部品のz値は、軸受部品を構成する素材の強度と軸受部品同士の接触面圧の低減とのバランスを確保可能な範囲とすることが必要である。   That is, when the z value decreases, the strength of the material constituting the bearing component tends to increase. However, if the z value is lowered, the bearing parts are less likely to be elastically deformed, so that the contact area between the bearing parts is reduced and the contact surface pressure is increased. As a result, when a hard foreign substance enters between the race member and the rolling element, damage is likely to occur on the counterpart member facing the bearing component made of the sintered body. On the other hand, when the z value of the bearing component increases, the bearing component is easily elastically deformed, so that the contact area between the bearing components increases and the contact surface pressure decreases. However, on the other hand, when the z value of the bearing part increases, the strength of the material constituting the bearing part tends to decrease accordingly. For this reason, the bearing part itself is easily damaged by the hard foreign matter. Therefore, it is necessary for the z value of the bearing component to be within a range that can ensure a balance between the strength of the material constituting the bearing component and the reduction of the contact surface pressure between the bearing components.

より具体的には、βサイアロン焼結体からなる軸受部品のz値が1.0未満になると、接触面圧の増加の影響が大きくなる。そのため、軌道部材と転動体との間に硬質の異物が侵入した場合、相手部材に形成される圧痕が大きくなり、これに起因した剥離などの損傷が発生しやすくなる。その結果、βサイアロン焼結体からなる軸受部品を備えた転がり軸受の転動疲労寿命が低下する。したがって、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下で用いられる場合、βサイアロン焼結体からなる軸受部品のz値は、1.0以上であることが必要である。   More specifically, when the z value of the bearing part made of the β sialon sintered body is less than 1.0, the influence of the increase of the contact surface pressure becomes large. Therefore, when a hard foreign substance enters between the race member and the rolling element, the indentation formed on the mating member becomes large, and damage such as peeling due to this tends to occur. As a result, the rolling fatigue life of a rolling bearing provided with a bearing component made of a β sialon sintered body is reduced. Therefore, when used in an environment where hard foreign matter enters the inside of the bearing, the z value of the bearing component made of the β sialon sintered body needs to be 1.0 or more.

一方、βサイアロン焼結体からなる軸受部品のz値が2.0を超える場合、軸受部品を構成する素材の強度低下の影響が、接触面圧の低減の効果を上回る。そのため、軌道部材と転動体との間に硬質の異物が侵入した場合、βサイアロン焼結体からなる軸受部品自身が損傷し、転動疲労寿命が低下する。また、z値が2.0を超える場合、軸受部品同士の接触面積が増大することに伴い、軸受部品間に作用する摩擦力が増加し、軸受トルクが上昇するという問題も発生する。したがって、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下で用いられる場合、βサイアロン焼結体からなる軸受部品のz値は、2.0以下であることが必要である。   On the other hand, when the z value of the bearing part made of β sialon sintered body exceeds 2.0, the influence of the strength reduction of the material constituting the bearing part exceeds the effect of reducing the contact surface pressure. For this reason, when a hard foreign object enters between the race member and the rolling element, the bearing part itself made of the β sialon sintered body is damaged, and the rolling fatigue life is reduced. Further, when the z value exceeds 2.0, as the contact area between the bearing parts increases, the frictional force acting between the bearing parts increases and the problem that the bearing torque rises also occurs. Therefore, when used in an environment where hard foreign matter enters the inside of the bearing, the z value of the bearing part made of the β sialon sintered body needs to be 2.0 or less.

これに対し、本発明の一の局面における軸受部品は、Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、1.0≦z≦2.0を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成されている。そのため、本発明の一の局面における軸受部品によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下においても用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を提供することができる。 On the other hand, the bearing component according to one aspect of the present invention is mainly composed of β sialon represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z and satisfying 1.0 ≦ z ≦ 2.0. And a sintered body composed of the remaining impurities. Therefore, according to the bearing component in one aspect of the present invention, it is possible to stably ensure sufficient durability while being inexpensive, and in an environment where hard foreign matter enters the bearing. It is possible to provide a bearing component made of a β sialon sintered body that can also be used.

また、本発明の他の局面における軸受部品は、基本的には上記本発明の一の局面における軸受部品と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、本発明の他の局面における軸受部品では、軸受部品の用途等を考慮し、焼結助剤を含む点で上記本発明の一の局面における軸受部品とは異なっている。本発明の他の局面における軸受部品によれば、焼結助剤の採用により、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を容易に提供することができる。   Further, the bearing component in another aspect of the present invention basically has the same configuration as the bearing component in one aspect of the present invention, and exhibits the same effects. However, the bearing component according to another aspect of the present invention is different from the bearing component according to one aspect of the present invention in that a sintering aid is included in consideration of the application of the bearing component and the like. According to the bearing component in another aspect of the present invention, it is easy to lower the porosity of the sintered body by adopting the sintering aid, and β sialon sintering capable of stably ensuring sufficient durability. It is possible to easily provide a bearing component composed of a combined body.

なお、焼結助剤としては、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、珪素(Si)、チタン(Ti)、希土類元素の酸化物、窒化物、酸窒化物のうち少なくとも一種類以上を採用することができる。また、上記本発明の一の局面における軸受部品と同等の作用効果を奏するためには、焼結助剤は、焼結体のうち20質量%以下とすることが望ましい。   As the sintering aid, at least one of magnesium (Mg), aluminum (Al), silicon (Si), titanium (Ti), rare earth element oxide, nitride, and oxynitride is employed. be able to. In addition, in order to achieve the same effect as the bearing component according to one aspect of the present invention, the sintering aid is desirably 20% by mass or less in the sintered body.

上記軸受部品において好ましくは、他の軸受部品と接触する面である転走面を含む領域には、内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されている。   Preferably, in the above-described bearing component, a dense layer that is a layer having a higher density than the inside is formed in a region including a rolling contact surface that is a surface in contact with another bearing component.

上述のβサイアロンを主成分とする焼結体からなる軸受部品においては、その緻密性が転動疲労寿命に大きく影響する。これに対し、上記構成によれば、転走面を含む領域に内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されていることにより、転動疲労寿命が向上する。その結果、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を提供することができる。   In a bearing component made of a sintered body containing β sialon as a main component as described above, the denseness greatly affects the rolling fatigue life. On the other hand, according to the said structure, a rolling fatigue life improves because the dense layer which is a layer denser than the inside is formed in the area | region containing a rolling surface. As a result, it is possible to provide a bearing component made of a β sialon sintered body capable of stably ensuring sufficient durability.

ここで、緻密性の高い層とは、焼結体において空孔率の低い(密度の高い)層であって、たとえば以下のように調査することができる。まず、軸受部品の表面に垂直な断面において軸受部品を切断し、当該断面を鏡面ラッピングする。その後、鏡面ラッピングされた断面を光学顕微鏡の斜光(暗視野)にて、たとえば50〜100倍程度で撮影し、300DPI(Dot Per Inch)以上の画像として記録する。このとき、白色の領域として観察される白色領域は、空孔率の高い(密度の低い)領域に対応する。したがって、白色領域の面積率が低い領域は、当該面積率が高い領域に比べて緻密性が高い。そして、画像処理装置を用いて記録された画像を輝度閾値により2値化処理した上で白色領域の面積率を測定し、当該面積率により、撮影された領域の緻密性を知ることができる。   Here, the high-density layer is a layer having a low porosity (high density) in the sintered body, and can be investigated as follows, for example. First, the bearing part is cut in a cross section perpendicular to the surface of the bearing part, and the cross section is mirror-wrapped. Thereafter, the mirror-wrapped cross section is photographed with oblique light (dark field) of an optical microscope at, for example, about 50 to 100 times and recorded as an image of 300 DPI (Dot Per Inch) or more. At this time, the white region observed as a white region corresponds to a region with high porosity (low density). Therefore, a region where the area ratio of the white region is low is denser than a region where the area ratio is high. Then, after binarizing the image recorded using the image processing device with the luminance threshold, the area ratio of the white area is measured, and the denseness of the photographed area can be known from the area ratio.

つまり、上記軸受部品において好ましくは、転走面を含む領域に内部よりも白色領域の面積率の低い層である緻密層が形成されている。なお、上記撮影は、ランダムに5箇所以上で行ない、上記面積率は、その平均値で評価することが好ましい。また、軸受部品の内部における上記白色領域の面積率は、たとえば15%以上である。また、軸受部品の転動疲労寿命を一層向上させるためには、上記緻密層は100μm以上の厚みを有していることが好ましい。   That is, in the bearing component, preferably, a dense layer that is a layer having a lower area ratio of the white region than the inside is formed in the region including the rolling surface. In addition, it is preferable to perform the said imaging | photography at 5 or more places at random, and to evaluate the said area ratio by the average value. Moreover, the area ratio of the said white area | region inside a bearing component is 15% or more, for example. In order to further improve the rolling fatigue life of the bearing component, the dense layer preferably has a thickness of 100 μm or more.

上記軸受部品において好ましくは、緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は7%以下である。   Preferably, in the bearing component, when the cross section of the dense layer is observed with oblique light from an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 7% or less.

白色領域の面積率が7%以下となる程度に上記緻密層の緻密性を向上させることで、軸受部品の転動疲労寿命がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の軸受部品の転動疲労寿命を一層向上させることができる。   By improving the denseness of the dense layer to such an extent that the area ratio of the white region is 7% or less, the rolling fatigue life of the bearing component is further improved. Therefore, the above configuration can further improve the rolling fatigue life of the bearing component of the present invention.

上記軸受部品において好ましくは、緻密層の表面を含む領域には、当該緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている。   Preferably, in the bearing component, a high-density layer, which is a layer having a higher density than other areas in the dense layer, is formed in a region including the surface of the dense layer.

緻密性のさらに高い高緻密層が緻密層の表面を含む領域に形成されることにより、軸受部品の転動疲労に対する耐久性がより向上し、転動疲労寿命が一層向上する。   By forming the denser layer having a higher denseness in the region including the surface of the dense layer, the durability against rolling fatigue of the bearing component is further improved, and the rolling fatigue life is further improved.

上記軸受部品において好ましくは、高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は3.5%以下である。   Preferably, in the bearing component, when the cross section of the high-density layer is observed with oblique light from an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 3.5% or less.

白色領域の面積率が3.5%以下となる程度に上記高緻密層の緻密性を向上させることで、軸受部品の転動疲労寿命がより向上する。したがって、上記構成により、本発明の軸受部品の転動疲労寿命を一層向上させることができる。   By improving the denseness of the highly dense layer to such an extent that the area ratio of the white region is 3.5% or less, the rolling fatigue life of the bearing component is further improved. Therefore, the above configuration can further improve the rolling fatigue life of the bearing component of the present invention.

本発明に従った転がり軸受は、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転動体とを備えている。そして、軌道部材および転動体の少なくともいずれか一方は、上記本発明の軸受部品である。   The rolling bearing according to the present invention includes a race member and a plurality of rolling elements that are in contact with the race member and disposed on an annular raceway. At least one of the race member and the rolling element is the bearing component of the present invention.

本発明の転がり軸受によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下においても用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を備えた転がり軸受を提供することができる。   According to the rolling bearing of the present invention, it is possible to stably ensure sufficient durability while being inexpensive, and can be used even in an environment where hard foreign matter enters the inside of the bearing. It is possible to provide a rolling bearing including a bearing component made of a β sialon sintered body.

上記転がり軸受においては、軌道部材および転動体の一方は上記本発明の軸受部品であり、軌道部材および転動体の他方は鋼からなる軸受部品であるものとすることができる。この場合、鋼からなる軸受部品の表面の硬度はHV680以上であることが好ましい。   In the rolling bearing, one of the race member and the rolling element may be the bearing component of the present invention, and the other of the race member and the rolling element may be a bearing component made of steel. In this case, the hardness of the surface of the bearing component made of steel is preferably HV680 or more.

これにより、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下において使用される場合でも、βサイアロン焼結体からなる軸受部品と接触する鋼からなる軸受部品における損傷の発生を抑制することができる。   Thereby, even when used in an environment where hard foreign matter enters the inside of the bearing, it is possible to suppress the occurrence of damage in the bearing component made of steel that comes into contact with the bearing component made of the β sialon sintered body.

以上の説明から明らかなように、本発明の軸受部品および転がり軸受によれば、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下においても用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品および当該軸受部品を備えた転がり軸受を提供することができる。   As is apparent from the above description, according to the bearing component and the rolling bearing of the present invention, while being inexpensive, it is possible to stably ensure sufficient durability, and hard foreign matter inside the bearing. It is possible to provide a bearing component made of a β sialon sintered body that can be used even in an environment where the intrusion occurs, and a rolling bearing including the bearing component.

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における転がり軸受としての深溝玉軸受の構成を示す概略断面図である。また、図2は、図1の要部を拡大して示す概略部分断面図である。図1および図2を参照して、実施の形態1における転がり軸受としての深溝玉軸受について説明する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a deep groove ball bearing as a rolling bearing in the first embodiment which is an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view showing an enlarged main part of FIG. With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the deep groove ball bearing as a rolling bearing in Embodiment 1 is demonstrated.

図1を参照して、深溝玉軸受1は、軌道部材としての環状の外輪11と、外輪11の内側に配置された軌道部材としての環状の内輪12と、外輪11と内輪12との間に配置され、円環状の保持器14に保持された転動体としての複数の玉13とを備えている。外輪11の内周面には外輪転走面11Aが形成されており、内輪12の外周面には内輪転走面12Aが形成されている。そして、内輪転走面12Aと外輪転走面11Aとが互いに対向するように、外輪11と内輪12とは配置されている。さらに、複数の玉13は、内輪転走面12Aおよび外輪転走面11Aに玉転走面13Aにおいて接触し、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、深溝玉軸受1の外輪11および内輪12は、互いに相対的に回転可能となっている。   Referring to FIG. 1, a deep groove ball bearing 1 includes an annular outer ring 11 as a race member, an annular inner ring 12 as a race member disposed inside the outer ring 11, and an outer ring 11 and an inner ring 12. And a plurality of balls 13 as rolling elements that are arranged and held by an annular cage 14. An outer ring rolling surface 11 </ b> A is formed on the inner circumferential surface of the outer ring 11, and an inner ring rolling surface 12 </ b> A is formed on the outer circumferential surface of the inner ring 12. And the outer ring | wheel 11 and the inner ring | wheel 12 are arrange | positioned so that 12A of inner ring | wheel rolling surfaces and 11A of outer ring | wheels may mutually oppose. Further, the plurality of balls 13 are in contact with the inner ring rolling surface 12A and the outer ring rolling surface 11A at the ball rolling surface 13A, and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction by the cage 14, thereby causing an annular track. It is held so that it can roll freely. With the above configuration, the outer ring 11 and the inner ring 12 of the deep groove ball bearing 1 are rotatable relative to each other.

ここで、図2を参照して、本実施の形態における軸受部品としての外輪11、内輪12および玉13は、Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、1.0≦z≦2.0を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される。そして、外輪11、内輪12および玉13の転走面である外輪転走面11A、内輪転走面12Aおよび玉転走面13Aを含む領域には、内部11C,12C,13Cよりも緻密性の高い層である外輪緻密層11B、内輪緻密層12Bおよび玉緻密層13Bが形成されている。この外輪緻密層11B、内輪緻密層12Bおよび玉緻密層13Bの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は7%以下である。そのため、本実施の形態おける深溝玉軸受1は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下においても用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品(外輪11、内輪12および玉13)を備えた転がり軸受となっている。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。 Referring now to FIG. 2, the outer ring 11, inner ring 12 and ball 13 serving as a bearing component of the present embodiment is represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z, 1. It is comprised from the sintered compact which has (beta) sialon which satisfy | fills 0 <= z <= 2.0 as a main component, and consists of remainder impurities. And in the region including the outer ring rolling surface 11A, the inner ring rolling surface 12A, and the ball rolling surface 13A, which are rolling surfaces of the outer ring 11, the inner ring 12, and the ball 13, it is more dense than the inner 11C, 12C, 13C. The outer ring dense layer 11B, the inner ring dense layer 12B, and the ball dense layer 13B, which are higher layers, are formed. When the cross sections of the outer ring dense layer 11B, the inner ring dense layer 12B, and the ball dense layer 13B are observed with oblique light of an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 7% or less. Therefore, the deep groove ball bearing 1 according to the present embodiment is inexpensive and can stably ensure sufficient durability, and is also used in an environment where hard foreign matter enters the inside of the bearing. This is a rolling bearing provided with bearing parts (outer ring 11, inner ring 12 and ball 13) made of a β sialon sintered body. The impurities include inevitable impurities including those derived from raw materials or those mixed in the manufacturing process.

なお、上記本実施の形態においては、軸受部品としての外輪11、内輪12および玉13は、βサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成されていてもよい。焼結助剤を含むことで、焼結体の気孔率を低下させやすくなり、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を備えた転がり軸受を、容易に提供することができる。上記不純物は、原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものを含む不可避的不純物を含む。   In the present embodiment, the outer ring 11, the inner ring 12 and the ball 13 as bearing parts may be composed of a sintered body containing β sialon as a main component and the remaining sintering aid and impurities. . By including a sintering aid, it is easy to reduce the porosity of the sintered body, and a rolling bearing provided with a bearing part made of a β sialon sintered body that can stably ensure sufficient durability. Can be provided easily. The impurities include inevitable impurities including those derived from raw materials or those mixed in the manufacturing process.

さらに、図2を参照して、外輪緻密層11B、内輪緻密層12Bおよび玉緻密層13Bの表面である外輪転走面11A、内輪転走面12Aおよび玉転走面13Aを含む領域には、外輪緻密層11B、内輪緻密層12Bおよび玉緻密層13B内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である外輪高緻密層11D、内輪高緻密層12Dおよび玉高緻密層13Dが形成されている。この外輪高緻密層11D、内輪高緻密層12Dおよび玉高緻密層13Dの断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は3.5%以下となっている。これにより、外輪11、内輪12および玉13の転動疲労に対する耐久性がより向上し、転動疲労寿命が一層向上している。   Furthermore, referring to FIG. 2, the region including outer ring rolling surface 11 </ b> A, inner ring rolling surface 12 </ b> A and ball rolling surface 13 </ b> A that are the surfaces of outer ring dense layer 11 </ b> B, inner ring dense layer 12 </ b> B, and ball dense layer 13 </ b> B includes The outer ring high-density layer 11D, the inner ring high-density layer 12D, and the ball high-density layer 13D, which are denser layers than the other regions in the outer ring dense layer 11B, the inner ring dense layer 12B, and the ball dense layer 13B, are formed. Yes. When cross sections of the outer ring high-density layer 11D, the inner ring high-density layer 12D, and the ball high-density layer 13D are observed with oblique light from an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 3.5% or less. It has become. Thereby, the durability with respect to rolling fatigue of the outer ring 11, the inner ring 12 and the ball 13 is further improved, and the rolling fatigue life is further improved.

図3は、実施の形態1の変形例における転がり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4は、図3のスラストニードルころ軸受が備える軌道輪の要部を拡大して示す概略部分断面図である。また、図5は、図3のスラストニードルころ軸受が備えるニードルころを拡大して示す概略断面図である。図3〜図5を参照して、実施の形態1の変形例における転がり軸受としてのスラストニードルころ軸受について説明する。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a thrust needle roller bearing as a rolling bearing in a modification of the first embodiment. FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view showing, in an enlarged manner, main portions of the bearing ring included in the thrust needle roller bearing of FIG. FIG. 5 is an enlarged schematic sectional view showing the needle roller provided in the thrust needle roller bearing of FIG. With reference to FIGS. 3-5, the thrust needle roller bearing as a rolling bearing in the modification of Embodiment 1 is demonstrated.

図3〜図5を参照して、スラストニードルころ軸受2は、基本的には図1に基づいて説明した深溝玉軸受1と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、スラストニードルころ軸受2は、軌道部材および転動体の構成において、深溝玉軸受1とは異なっている。すなわち、スラストニードルころ軸受2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軌道部材としての一対の軌道輪21と、転動体としての複数のニードルころ23と、円環状の保持器24とを備えている。複数のニードルころ23は、その外周面であるころ転走面23Aにおいて一対の軌道輪21の互いに対向する主面に形成された軌道輪転走面21Aに接触し、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、スラストニードルころ軸受2の一対の軌道輪21は、互いに相対的に回転可能となっている。   3-5, the thrust needle roller bearing 2 has basically the same configuration as the deep groove ball bearing 1 described with reference to FIG. 1 and exhibits the same effects. However, the thrust needle roller bearing 2 is different from the deep groove ball bearing 1 in the configuration of the raceway member and the rolling element. That is, the thrust needle roller bearing 2 has a disk-like shape, and a pair of race rings 21 as race members disposed so that one main surfaces thereof face each other, and a plurality of needle rollers 23 as rolling elements. And an annular retainer 24. The plurality of needle rollers 23 are in contact with the raceway rolling surface 21A formed on the main surfaces of the pair of raceways 21 facing each other on the roller raceway 23A, which is the outer circumferential surface thereof, and in the circumferential direction by the cage 24. By being arranged at a predetermined pitch, it is held so as to roll on an annular track. With the above configuration, the pair of race rings 21 of the thrust needle roller bearing 2 can rotate relative to each other.

ここで、本変形例における軸受部品としての軌道輪21、およびニードルころ23は、それぞれ上述の外輪11または内輪12、および玉13に該当し、同様のβサイアロン焼結体からなるとともに、同様の内部21C,23C、緻密層(軌道輪緻密層21B、ころ緻密層23B)および高緻密層(軌道輪高緻密層21D、ころ高緻密層23D)を有している。そのため、本変形例おけるスラストニードルころ軸受2は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下においても用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品(軌道輪21、ニードルころ23)を備えた転がり軸受となっている。   Here, the bearing ring 21 and the needle roller 23 as bearing parts in the present modification correspond to the outer ring 11 or the inner ring 12 and the ball 13 described above, respectively, and are made of the same β-sialon sintered body and have the same It has inner portions 21C, 23C, a dense layer (track ring dense layer 21B, roller dense layer 23B) and a high dense layer (track ring high dense layer 21D, roller high dense layer 23D). Therefore, the thrust needle roller bearing 2 in the present modification can be stably secured with sufficient durability while being inexpensive, and is also used in an environment where hard foreign matter enters the inside of the bearing. It is a rolling bearing provided with bearing parts (orbital ring 21, needle roller 23) made of a β sialon sintered body.

次に、本発明の一実施の形態である実施の形態1における転がり軸受の製造方法について説明する。図6は、本発明の一実施の形態である実施の形態1における転がり軸受の製造方法の概略を示す図である。また、図7は、本発明の実施の形態1における転がり軸受の製造方法に含まれる軸受部品の製造方法の概略を示す図である。   Next, the manufacturing method of the rolling bearing in Embodiment 1 which is one embodiment of this invention is demonstrated. FIG. 6 is a diagram showing an outline of a method for manufacturing a rolling bearing in the first embodiment which is an embodiment of the present invention. Moreover, FIG. 7 is a figure which shows the outline of the manufacturing method of the bearing components contained in the manufacturing method of the rolling bearing in Embodiment 1 of this invention.

図6を参照して、本実施の形態における転がり軸受の製造方法においては、まず、軌道部材を製造する軌道部材製造工程と、転動体を製造する転動体製造工程とが実施される。具体的には、軌道部材製造工程では、外輪11、内輪12、軌道輪21などが製造される。一方、転動体製造工程では、玉13、ニードルころ23などが製造される。   Referring to FIG. 6, in the method for manufacturing a rolling bearing in the present embodiment, first, a race member manufacturing process for manufacturing a race member and a rolling element manufacturing process for manufacturing a rolling element are performed. Specifically, in the track member manufacturing process, the outer ring 11, the inner ring 12, the track ring 21, and the like are manufactured. On the other hand, in the rolling element manufacturing process, balls 13 and needle rollers 23 are manufactured.

そして、軌道部材製造工程において製造された軌道部材と、転動体製造工程において製造された転動体とを組み合わせることにより、転がり軸受を組立てる組立工程が実施される。具体的には、たとえば外輪11および内輪12と、玉13とを組み合わせることにより、深溝玉軸受1が組立てられる。そして、軌道部材製造工程および転動体製造工程は、たとえば以下の軸受部品の製造方法を用いて実施される。   And the assembly process which assembles a rolling bearing is implemented by combining the track member manufactured in the track member manufacturing process, and the rolling element manufactured in the rolling element manufacturing process. Specifically, for example, the deep groove ball bearing 1 is assembled by combining the outer ring 11 and the inner ring 12 and the ball 13. And a race member manufacturing process and a rolling element manufacturing process are implemented using the following manufacturing methods of bearing parts, for example.

図7を参照して、本実施の形態における軸受部品の製造方法においては、まず、βサイアロンの粉末を準備するβサイアロン粉末準備工程が実施される。βサイアロン粉末準備工程においては、たとえば燃焼合成法を採用した製造工程により、Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、1.0≦z≦2.0を満たすβサイアロンの粉末を安価に製造することができる。 Referring to FIG. 7, in the method of manufacturing a bearing component in the present embodiment, first, a β sialon powder preparation step of preparing β sialon powder is performed. In the β sialon powder preparation step, for example, by a production process employing a combustion synthesis method, it is represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z and satisfies 1.0 ≦ z ≦ 2.0. Sialon powder can be produced at low cost.

次に、βサイアロン粉末準備工程において準備されたβサイアロンの粉末に、焼結助剤を添加して混合する混合工程が実施される。この混合工程は、焼結助剤を添加しない場合、省略することができる。   Next, a mixing step is performed in which a sintering aid is added to and mixed with the β sialon powder prepared in the β sialon powder preparation step. This mixing step can be omitted if no sintering aid is added.

次に、図7を参照して、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物を、軸受部品の概略形状に成形する成形工程が実施される。具体的には、上記βサイアロンの粉末またはβサイアロンの粉末と焼結助剤との混合物に、プレス成形、鋳込み成形、押し出し成形、転動造粒などの成形手法を適用することにより、軸受部品である外輪11、内輪12、玉13、軌道輪21、ニードルころ23などの概略形状に成形された成形体が作製される。   Next, referring to FIG. 7, a molding step of molding the β sialon powder or the mixture of the β sialon powder and the sintering aid into a schematic shape of the bearing component is performed. Specifically, by applying a molding method such as press molding, cast molding, extrusion molding, rolling granulation, etc. to the above β sialon powder or a mixture of β sialon powder and a sintering aid, bearing parts Thus, a molded body formed into a schematic shape such as the outer ring 11, the inner ring 12, the ball 13, the race ring 21, and the needle roller 23 is manufactured.

次に、上記成形体の表面が加工されることにより、当該成形体が焼結後に所望の軸受部品の形状により近い形状になるよう成形される焼結前加工工程が実施される。具体的には、グリーン体加工などの加工手法を適用することにより、上記成形体が焼結後に外輪11、内輪12、玉13、軌道輪21、ニードルころ23などの形状により近い形状になるように加工される。この焼結前加工工程は、成形工程において上記成形体が成形された段階で、焼結後に所望の軸受部品の形状に十分近い形状が得られる状態である場合には省略することができる。   Next, a pre-sintering processing step is performed in which the surface of the molded body is processed so that the molded body has a shape closer to the shape of a desired bearing part after sintering. Specifically, by applying a processing method such as green body processing, the molded body becomes a shape closer to the shape of the outer ring 11, the inner ring 12, the ball 13, the race ring 21, the needle roller 23, etc. after sintering. To be processed. This pre-sintering processing step can be omitted when a shape sufficiently close to the shape of a desired bearing part is obtained after sintering at the stage where the molded body is formed in the forming step.

次に、図7を参照して、上記成形体が焼結される焼結工程が実施される。具体的には、上記成形体が、たとえば1MPa以下の圧力下でヒータ加熱、マイクロ波やミリ波による電磁波加熱などの加熱方法により加熱されて焼結されることにより、外輪11、内輪12、玉13、軌道輪21、ニードルころ23などの概略形状を有する焼結体が作製される。焼結は、不活性ガス雰囲気中または窒素と酸素との混合ガス雰囲気中において、1550℃以上1800℃以下の温度域に上記成形体が加熱されることにより実施される。不活性ガスとしては、ヘリウム、ネオン、アルゴン、窒素などが採用可能であるが、製造コスト低減の観点から、窒素が採用されることが好ましい。   Next, referring to FIG. 7, a sintering step is performed in which the molded body is sintered. Specifically, the molded body is heated and sintered under a pressure of 1 MPa or less, for example, by heater heating, electromagnetic wave heating by microwaves or millimeter waves, etc., so that the outer ring 11, inner ring 12, ball 13, a sintered body having a schematic shape such as the race 21 and the needle roller 23 is produced. Sintering is performed by heating the molded body to a temperature range of 1550 ° C. or higher and 1800 ° C. or lower in an inert gas atmosphere or a mixed gas atmosphere of nitrogen and oxygen. As the inert gas, helium, neon, argon, nitrogen, or the like can be employed, but nitrogen is preferably employed from the viewpoint of reducing manufacturing costs.

次に、焼結工程において作製された焼結体の表面が加工され、当該表面を含む領域が除去される仕上げ加工が実施されることにより、軸受部品を完成させる仕上げ工程が実施される。具体的には、焼結工程において作製された焼結体の表面を研磨することにより、軸受部品としての外輪11、内輪12、玉13、軌道輪21、ニードルころ23などを完成させる。以上の工程により、本実施の形態における軸受部品は完成する。   Next, a finishing process for completing the bearing component is performed by processing the surface of the sintered body produced in the sintering process and performing a finishing process in which a region including the surface is removed. Specifically, the outer ring 11, inner ring 12, ball 13, bearing ring 21, needle roller 23, and the like as bearing parts are completed by polishing the surface of the sintered body produced in the sintering step. The bearing component in the present embodiment is completed through the above steps.

ここで、上記焼結工程における焼結により、焼結体の表面から厚み500μm程度の領域には、内部よりも緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が7%以下である緻密層が形成される。さらに、焼結体の表面から厚み150μm程度の領域には、緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性が高く、断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率が3.5%以下である高緻密層が形成されている。したがって、仕上げ工程においては、除去される焼結体の厚みは、特に転走面となるべき領域において150μm以下とすることが好ましい。これにより、外輪転走面11A、内輪転走面12A、玉転走面13A、軌道輪転走面21Aおよびころ転走面23Aを含む領域に、高緻密層を残存させ、軸受部品の転動疲労寿命を向上させることができる。   Here, as a result of sintering in the above-described sintering step, a region having a thickness of about 500 μm from the surface of the sintered body is denser than the inside, and when the cross section is observed with oblique light of an optical microscope, a white region is obtained. A dense layer in which the area ratio of the observed white region is 7% or less is formed. Furthermore, the region having a thickness of about 150 μm from the surface of the sintered body has a higher density than the other regions in the dense layer, and is observed as a white region when the cross section is observed with an oblique light of an optical microscope. A highly dense layer in which the area ratio of the white region is 3.5% or less is formed. Therefore, in the finishing step, it is preferable that the thickness of the sintered body to be removed is 150 μm or less particularly in a region to be a rolling surface. As a result, a high-density layer remains in the region including the outer ring rolling surface 11A, the inner ring rolling surface 12A, the ball rolling surface 13A, the raceway rolling surface 21A, and the roller rolling surface 23A, and the rolling fatigue of the bearing parts. Lifespan can be improved.

なお、上記焼結工程は、βサイアロンの分解を抑制するため、0.01MPa以上の圧力下で行なうことが好ましく、低コスト化を考慮すると大気圧以上の圧力下で行なうことがより好ましい。また、製造コストを抑制しつつ緻密層を形成するためには、焼結工程は1MPa以下の圧力下で行なうことが好ましい。   The sintering step is preferably performed under a pressure of 0.01 MPa or higher in order to suppress the decomposition of β sialon, and more preferably performed under a pressure of atmospheric pressure or higher in consideration of cost reduction. Moreover, in order to form a dense layer while suppressing manufacturing costs, the sintering process is preferably performed under a pressure of 1 MPa or less.

(実施の形態2)
図8は、本発明の一実施の形態である実施の形態2における転がり軸受であるハブユニットの構成を示す概略断面図である。また、図9は、図8の要部を拡大して示す概略部分断面図である。図8および図9を参照して、実施の形態2におけるハブユニットについて説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a hub unit which is a rolling bearing in the second embodiment which is an embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic partial cross-sectional view showing an enlarged main part of FIG. With reference to FIG. 8 and FIG. 9, the hub unit in Embodiment 2 is demonstrated.

図8および図9を参照して、ハブユニット3は、基本的には図1に基づいて説明した深溝玉軸受1と同様の構成を有し、同様の効果を奏する。しかし、ハブユニット3は、軌道部材および転動体の構成において、深溝玉軸受1とは異なっている。すなわち、ハブユニット3は、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持する装置である。このハブユニット3は、軌道部材である外輪31、ハブ輪32および内輪33と、転動体としての複数の玉34とを備えている。   Referring to FIGS. 8 and 9, the hub unit 3 has basically the same configuration as the deep groove ball bearing 1 described with reference to FIG. However, the hub unit 3 is different from the deep groove ball bearing 1 in the configuration of the raceway member and the rolling element. That is, the hub unit 3 is a device that is interposed between the wheel and the vehicle body and supports the wheel rotatably with respect to the vehicle body. The hub unit 3 includes an outer ring 31, which is a race member, a hub ring 32 and an inner ring 33, and a plurality of balls 34 as rolling elements.

外方部材としての外輪31は、内周面に2列に形成された転走面31A1,31A2を有する環状の軌道部材である。内方部材としてのハブ輪32は、外輪31の一方の転走面31A1に対向する転走面32Aを有し、外輪31にその一部が取り囲まれるように配置される軌道部材である。また、内方部材としての内輪33は、外輪31の他方の転走面31A2に対向する転走面33Aを有し、ハブ輪32の外周面の一部に接触するように嵌め込まれ、かつ固定環38がハブ輪32の外周面の一部に接触するように嵌め込まれることによりハブ輪32に対して固定された円環状の形状を有する軌道部材である。   The outer ring 31 as an outer member is an annular track member having rolling surfaces 31A1 and 31A2 formed in two rows on the inner peripheral surface. The hub wheel 32 as an inner member is a track member that has a rolling surface 32A that faces one rolling surface 31A1 of the outer ring 31, and is disposed so that a part thereof is surrounded by the outer ring 31. The inner ring 33 as an inner member has a rolling surface 33A opposite to the other rolling surface 31A2 of the outer ring 31, and is fitted and fixed so as to contact a part of the outer peripheral surface of the hub wheel 32. The ring member is an orbital member having an annular shape fixed to the hub wheel 32 by fitting the ring 38 so as to contact a part of the outer peripheral surface of the hub wheel 32.

複数の玉34は、外輪31の一方の転走面31A1と、ハブ輪32の転走面32Aとに接触し、かつ円環状の保持器39Aにより周方向に所定のピッチで配置される列と、外輪31の他方の転走面31A2と、内輪33の転走面33Aとに接触し、かつ円環状の保持器39Bにより周方向に所定のピッチで配置される列との複列(2列)の円環状の軌道上に転動自在に配置されている。以上の構成により、外方部材としての外輪31と、内方部材としてのハブ輪32および内輪33とは、互いに相対的に回転することが可能となっている。   The plurality of balls 34 are in contact with one rolling surface 31A1 of the outer ring 31 and the rolling surface 32A of the hub wheel 32, and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction by an annular retainer 39A. A double row (two rows) of rows arranged in contact with the other rolling surface 31A2 of the outer ring 31 and the rolling surface 33A of the inner ring 33 and arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction by an annular retainer 39B. ) Is arranged on a ring-shaped orbit. With the above configuration, the outer ring 31 as the outer member and the hub ring 32 and the inner ring 33 as the inner members can rotate relative to each other.

さらに、ハブ輪32は、ハブ輪フランジ35を有しており、ハブ輪フランジ35にはハブ輪貫通穴35Aが形成されている。そして、ハブ輪貫通穴35Aに挿入されたボルト36により、ハブ輪フランジ35と車輪(図示しない)とが互いに固定されている。一方、外輪31は、外輪フランジ37を有しており、外輪フランジ37には外輪貫通穴37Aが形成されている。そして、外輪貫通穴37Aに挿入された図示しないボルトにより、外輪フランジ37と車体に固定された懸架装置(図示しない)とが互いに固定されている。以上の構成により、ハブユニット3は、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持している。   Further, the hub wheel 32 has a hub wheel flange 35, and a hub wheel through hole 35 </ b> A is formed in the hub wheel flange 35. The hub wheel flange 35 and the wheel (not shown) are fixed to each other by a bolt 36 inserted into the hub wheel through hole 35A. On the other hand, the outer ring 31 has an outer ring flange 37, and an outer ring through hole 37 </ b> A is formed in the outer ring flange 37. The outer ring flange 37 and a suspension device (not shown) fixed to the vehicle body are fixed to each other by a bolt (not shown) inserted into the outer ring through hole 37A. With the above configuration, the hub unit 3 is interposed between the wheel and the vehicle body, and rotatably supports the wheel with respect to the vehicle body.

すなわち、本実施の形態におけるハブユニット3は、車輪と車体との間に介在して、車輪を車体に対して回転自在に支持するハブユニットである。このハブユニット3は、環状の転走面31A1,31A2が形成された内周面を有する外方部材としての外輪31と、外輪31の転走面31A1に対向する環状の転走面32Aが形成され、外輪31の内周面に少なくともその一部が取り囲まれるように配置される内方部材としてのハブ輪32と、外輪31の転走面31A2に対向する環状の転走面33Aが形成され、外輪31の内周面に少なくともその一部が取り囲まれるように配置される内方部材としての内輪33とを備えている。さらに、ハブユニット3は、外輪31の転走面31A1,31A2とハブ輪32および内輪33の転走面32A,33Aとに玉転走面34Aにおいて接触し、環状の軌道上に配置される複数の玉34とを備えている。   That is, the hub unit 3 in the present embodiment is a hub unit that is interposed between the wheel and the vehicle body and rotatably supports the wheel with respect to the vehicle body. The hub unit 3 is formed with an outer ring 31 as an outer member having an inner peripheral surface on which annular rolling surfaces 31A1 and 31A2 are formed, and an annular rolling surface 32A facing the rolling surface 31A1 of the outer ring 31. Then, a hub wheel 32 as an inner member disposed so that at least a part thereof is surrounded by the inner peripheral surface of the outer ring 31, and an annular rolling surface 33A facing the rolling surface 31A2 of the outer ring 31 are formed. And an inner ring 33 as an inner member disposed so that at least a part of the inner ring is surrounded by the inner circumferential surface of the outer ring 31. Further, the hub unit 3 is in contact with the rolling surfaces 31A1 and 31A2 of the outer ring 31 and the rolling surfaces 32A and 33A of the hub wheel 32 and the inner ring 33 at the ball rolling surface 34A, and is arranged on an annular track. The ball 34 is provided.

ここで、図8および図9を参照して、本実施の形態における軸受部品(ハブユニット用軸受部品)としての外輪31、ハブ輪32および内輪33と玉34とは、それぞれ実施の形態1における外輪11および内輪12と玉13とに該当し、同様のβサイアロン焼結体からなるとともに、同様の内部31C,32C,33C,34C、緻密層(外輪緻密層31B、ハブ輪緻密層32B、内輪緻密層33B、玉緻密層34B)および高緻密層(外輪高緻密層31D、ハブ輪高緻密層32D、内輪高緻密層33D、玉高緻密層34D)を有している。そのため、本実施の形態おけるハブユニット3は、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下においても用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品(外輪31、ハブ輪32、内輪33、玉34)を備えた転がり軸受となっている。なお、実施の形態2における転がり軸受としてのハブユニット3および当該ハブユニット3が備える軸受部品としての外輪31、ハブ輪32、内輪33、玉34は、実施の形態1の場合と同様に製造することができる。   Here, referring to FIG. 8 and FIG. 9, the outer ring 31, the hub ring 32, the inner ring 33, and the ball 34 as bearing parts (hub unit bearing parts) in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. Corresponding to the outer ring 11, the inner ring 12 and the ball 13 and made of the same β sialon sintered body, the same inner 31C, 32C, 33C, 34C, dense layer (outer ring dense layer 31B, hub ring dense layer 32B, inner ring A dense layer 33B, a ball dense layer 34B) and a high dense layer (outer ring high dense layer 31D, hub ring high dense layer 32D, inner ring high dense layer 33D, ball high dense layer 34D). For this reason, the hub unit 3 in the present embodiment is inexpensive and can stably ensure sufficient durability, and is also used in an environment where hard foreign matter enters the bearing. It is a rolling bearing provided with bearing parts (outer ring 31, hub ring 32, inner ring 33, ball 34) made of a β sialon sintered body capable of being. The hub unit 3 as a rolling bearing in the second embodiment and the outer ring 31, the hub wheel 32, the inner ring 33, and the ball 34 as bearing components provided in the hub unit 3 are manufactured in the same manner as in the first embodiment. be able to.

上記実施の形態においては、本発明の転がり軸受および軸受部品の一例として深溝玉軸受、スラストニードルころ軸受およびハブユニットおよびこれらが備える軸受部品について説明したが、本発明の転がり軸受はこれらに限られない。たとえば、軌道部材は、転動体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、本発明の軸受部品である軌道部材は、転動体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、本発明の転がり軸受は、スラスト玉軸受であってもよいし、ラジアルころ軸受であってもよい。   In the above embodiment, the deep groove ball bearing, the thrust needle roller bearing and the hub unit, and the bearing components provided therein are described as examples of the rolling bearing and bearing component of the present invention. However, the rolling bearing of the present invention is not limited thereto. Absent. For example, the race member may be a shaft or a plate used so that the rolling elements roll on the surface. That is, the raceway member which is a bearing component of the present invention may be a member on which a rolling surface for rolling of the rolling element is formed. Further, the rolling bearing of the present invention may be a thrust ball bearing or a radial roller bearing.

また、上記実施の形態においては、本発明の転がり軸受において軌道部材および転動体の両方がβサイアロン焼結体からなる本発明の軸受部品である場合について説明したが、本発明の転がり軸受はこれに限られない。本発明の転がり軸受は軌道部材および転動体のうち少なくともいずれか一方が本発明の軸受部品であればよい。そして、軌道部材および転動体のいずれか一方が本発明の軸受部品である場合、転がり軸受の製造コストを考慮すると、転動体が本発明の軸受部品であることが好ましい。   In the above embodiment, the case where both the race member and the rolling element of the rolling bearing of the present invention are the bearing parts of the present invention made of the β sialon sintered body has been described. However, the rolling bearing of the present invention is not limited to this. Not limited to. In the rolling bearing of the present invention, at least one of the race member and the rolling element may be the bearing component of the present invention. And when any one of a track member and a rolling element is the bearing component of this invention, when the manufacturing cost of a rolling bearing is considered, it is preferable that a rolling element is a bearing component of this invention.

このとき、本発明の転がり軸受における軌道部材の素材は特に限定されず、たとえば鋼、具体的にはJIS規格SUJ2などの軸受鋼やS53Cなどの高炭素鋼、SCr420、SCM420などの浸炭鋼を採用することができる。   At this time, the material of the race member in the rolling bearing of the present invention is not particularly limited. For example, steel, specifically, bearing steel such as JIS standard SUJ2, high carbon steel such as S53C, and carburized steel such as SCr420 and SCM420 are adopted. can do.

さらに、本発明の軸受部品および転がり軸受は、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下で使用される軸受部品および転がり軸受として特に好適である。具体的には、たとえば上記ハブユニット用軸受部品および当該ハブユニット用軸受部品を備えたハブユニットのほか、トランスミッション、エンジン、電装補機などの自動車用軸受に用いられる自動車用軸受部品および当該自動車用軸受部品を備えた自動車用軸受、航空機エンジン用軸受に用いられる航空機エンジン用軸受部品および当該航空機エンジン用軸受部品を備えた航空機エンジン用軸受、建設機械用軸受に用いられる建設機械用軸受部品および当該建設機械用軸受部品を備えた建設機械用軸受、風車の主軸または主軸の回転を受けて回転する回転部材を、当該主軸または回転部材に対向するように配置される部材に対して回転自在に支持する風車用軸受に用いられる風車用軸受部品および当該風車用軸受部品を備えた風車用軸受に、本発明の軸受部品および転がり軸受は特に好適である。   Furthermore, the bearing component and the rolling bearing of the present invention are particularly suitable as a bearing component and a rolling bearing that are used in an environment where hard foreign matter enters the inside of the bearing. Specifically, for example, in addition to the hub unit bearing component and the hub unit including the hub unit bearing component, an automotive bearing component used for an automotive bearing such as a transmission, an engine, an electrical accessory, and the like. Automotive bearings having bearing parts, aircraft engine bearing parts used for aircraft engine bearings, aircraft engine bearings including the aircraft engine bearing parts, construction machine bearing parts used for construction machine bearings, and the like A bearing for a construction machine having bearing parts for a construction machine, and a rotating member that rotates in response to the rotation of a main shaft or a main shaft of a wind turbine, is rotatably supported with respect to the main shaft or a member disposed so as to face the rotating member. Wind turbine bearing parts used for wind turbine bearings and wind turbine bearings equipped with the wind turbine bearing parts Bearing component and a rolling bearing of the present invention is particularly suitable.

以下、本発明の実施例1について説明する。種々のz値を有するβサイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、z値と転動疲労寿命(耐久性)との関係を調査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. Rolling bearings having rolling elements made of β sialon sintered bodies having various z values were produced, and tests for investigating the relationship between the z value and the rolling fatigue life (durability) were conducted. The test procedure is as follows.

まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でz値を0.1〜4の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施の形態1において図7に基づいて説明した転動体の製造方法と基本的に同様の方法で、z値が0.1〜4である転動体を作製した。具体的な作製方法は以下のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム(住友化学株式会社製、AKP30)および酸化イットリウム(H.C.Starck社製、Yttriumoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形(CIP)で加圧を行ない、球状の成形体を得た。   First, a method for producing a test bearing to be tested will be described. First, a β sialon powder prepared by a combustion synthesis method with a z value in the range of 0.1 to 4 is prepared, and is basically the same as the rolling element manufacturing method described in the first embodiment based on FIG. By this method, a rolling element having a z value of 0.1 to 4 was produced. A specific manufacturing method is as follows. First, β sialon powder refined to submicron, aluminum oxide (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., AKP30) and yttrium oxide (manufactured by HC Starck Co., Ltd., Yttrium oxide grade C) as a ball mill Were mixed by wet mixing. Then, granulation was performed with a spray dryer to produce granulated powder. The granulated powder was molded into a sphere with a mold and further pressurized by cold isostatic pressing (CIP) to obtain a spherical molded body.

引き続き当該成形体に対して1次焼結として常圧焼結を行なった後、圧力200MPaの窒素雰囲気中でHIP(Hot Isostatic Press;熱間静水圧焼結)処理することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、3/8インチセラミック球(JIS等級 G5)とした。そして、別途準備した軸受鋼(JIS規格SUJ2)製の軌道輪と組み合わせて、JIS規格6206型番の軸受を作製した(実施例A〜C、参考例A〜Eおよび比較例B〜C)。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわちz値が0である転動体も上記βサイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた(比較例A)。   Subsequently, after performing atmospheric pressure sintering as primary sintering for the molded body, the sintered spheres are obtained by performing HIP (Hot Isostatic Press) in a nitrogen atmosphere at a pressure of 200 MPa. Manufactured. Next, lapping was performed on the sintered spheres to obtain 3/8 inch ceramic spheres (JIS grade G5). And the bearing of the JIS standard 6206 model number was produced in combination with the bearing ring made from bearing steel (JIS standard SUJ2) prepared separately (Examples A to C, Reference examples A to E, and Comparative examples B to C). For comparison, a rolling element made of silicon nitride, that is, a rolling element having a z value of 0 was also produced in the same manner as the rolling element made of β sialon, and similarly assembled to a bearing (Comparative Example A).

次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたJIS規格6206型番の軸受に対し、最大接触面圧Pmax:3.2GPa、軸受回転数:2000rpm、潤滑:タービン油VG68(清浄油)の循環給油、試験温度:室温、の条件の下で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、転動体に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して転動体の破損状態を確認した。   Next, test conditions will be described. For the bearing of JIS standard 6206 model number produced as described above, maximum contact surface pressure Pmax: 3.2 GPa, bearing rotation speed: 2000 rpm, lubrication: circulating oil supply of turbine oil VG68 (clean oil), test temperature: room temperature, A fatigue test was performed under the conditions of The vibration of the bearing during operation is monitored by the vibration detection device, and the test is stopped when the rolling element is damaged and the vibration of the bearing exceeds a predetermined value. Recorded as bearing life. In addition, after the test was stopped, the bearing was disassembled to confirm the damaged state of the rolling elements.

表1に本実施例の試験結果を示す。表1においては、各実施例、参考例および比較例における寿命が、比較例A(窒化珪素)における寿命を1とした寿命比で表されている。また、破損形態は、転動体の表面に剥離が発生した場合「剥離」、剥離が発生することなく表面が摩耗して試験が中止された場合「摩耗」と記載されている。   Table 1 shows the test results of this example. In Table 1, the life in each Example, Reference Example, and Comparative Example is expressed as a life ratio with the life in Comparative Example A (silicon nitride) as 1. The damage form is described as “peeling” when peeling occurs on the surface of the rolling element, and “wearing” when the surface is worn without peeling and the test is stopped.

表1を参照して、z値が0.1以上3.5以下となっている本発明の実施例A〜Cおよび参考例A〜Eでは、窒化珪素(比較例A)と比較して遜色ない寿命を有している。また、破損形態も窒化珪素の場合と同様に「剥離」となっている。これに対し、z値が3.5を超え、本発明の範囲外となっている比較例Bでは、寿命が大幅に低下するとともに、転動体に摩耗が観察される。すなわち、z値が3.8である比較例Bでは、最終的には転動体に剥離が発生しているものの、転動体における摩耗が影響し、寿命が大幅に低下したものと考えられる。さらに、z値が4である比較例Cにおいては、極めて短時間に転動体の摩耗が進行し、転がり軸受の耐久性が著しく低下している。   Referring to Table 1, Examples A to C and Reference Examples A to E of the present invention having z values of 0.1 or more and 3.5 or less are inferior to silicon nitride (Comparative Example A). Has no lifetime. Further, the form of breakage is “peeling” as in the case of silicon nitride. On the other hand, in Comparative Example B in which the z value exceeds 3.5 and is outside the scope of the present invention, the life is significantly reduced and wear is observed on the rolling elements. That is, in Comparative Example B in which the z value is 3.8, it is considered that although the rolling element finally peeled, the wear on the rolling element affected and the life was significantly reduced. Furthermore, in Comparative Example C in which the z value is 4, the wear of the rolling elements proceeds in a very short time, and the durability of the rolling bearing is significantly reduced.

以上のように、z値が0.1以上3.5以下の範囲においては、サイアロン焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受の耐久性は、窒化珪素の焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受とほぼ同等である。これに対し、z値が3.5を超えると転動体が摩耗しやすくなり、これに起因して転動疲労寿命が大幅に低下する。さらに、z値が大きくなると、βサイアロンからなる転動体の破損原因が「剥離」から「摩耗」に変化し、転動疲労寿命が著しく低下することが明らかとなった。このように、z値を0.1以上3.5以下とすることにより、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能なβサイアロン焼結体からなる転動体を備えた転がり軸受が提供可能であることが確認された。   As described above, when the z value is in the range of 0.1 to 3.5, the durability of the rolling bearing provided with the rolling element made of the sialon sintered body is that the rolling element made of the silicon nitride sintered body is It is almost equivalent to the rolling bearing provided. On the other hand, when the z value exceeds 3.5, the rolling elements are likely to be worn, and the rolling fatigue life is significantly reduced due to this. Furthermore, it has been clarified that when the z value increases, the cause of breakage of the rolling element composed of β sialon changes from “peeling” to “wear”, and the rolling fatigue life is significantly reduced. In this way, by providing a z-value of 0.1 or more and 3.5 or less, a rolling element made of a β sialon sintered body capable of stably securing sufficient durability while being inexpensive is provided. It was confirmed that a rolling bearing could be provided.

なお、表1を参照して、z値が3を超える3.5の参考例Eにおいては、転動体には僅かな摩耗が発生しており、寿命も実施例A〜Cおよび参考例A〜Dに比べて低下している。このことから、十分な耐久性をより安定して確保するためには、z値は3以下とすることが望ましいといえる。   In addition, referring to Table 1, in Reference Example E having a z value exceeding 3.5, a slight amount of wear was generated on the rolling elements, and the service life was also in Examples A to C and Reference Examples A to A. It is lower than D. From this, it can be said that the z value is desirably 3 or less in order to ensure sufficient durability more stably.

以下、本発明の実施例2について説明する。種々のz値を有するβサイアロン焼結体からなる転動体を有する転がり軸受を作製し、当該転がり軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下におけるz値と転動疲労寿命との関係を調査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. Rolling bearings with rolling elements made of β-sialon sintered bodies with various z values were manufactured, and the relationship between the z value and rolling fatigue life in an environment where hard foreign matter entered inside the rolling bearings was investigated. A test was conducted. The test procedure is as follows.

まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法でz値を0.1〜2.5の範囲で作製したβサイアロンの粉末を準備し、上記実施例1と同様の方法で、z値が0.1〜2.5である転動体を作製した。そして、別途準備した様々な鋼材を素材として製作した軌道輪と組み合わせて、JIS規格6206型番の軸受を作製した(比較例B〜F、実施例A〜E)。軌道輪を構成する鋼としては、JIS規格SUJ2、SCM420、SCr420、S53C、S45C、S40CおよびAISI規格M50を採用した。また、比較のため、窒化珪素からなる転動体、すなわちz値が0である転動体も上記βサイアロンからなる転動体と同様の方法で作製し、同様に軸受に組立てた(比較例A)。   First, a method for producing a test bearing to be tested will be described. First, β sialon powder prepared by a combustion synthesis method with a z value in the range of 0.1 to 2.5 was prepared, and the z value was 0.1 to 2.5 in the same manner as in Example 1 above. A rolling element was produced. And the bearing of the JIS standard 6206 model number was produced combining with the bearing ring produced using the various steel materials prepared separately as a raw material (comparative example BF, Examples AE). As steel constituting the race, JIS standards SUJ2, SCM420, SCr420, S53C, S45C, S40C and AISI standard M50 were adopted. For comparison, a rolling element made of silicon nitride, that is, a rolling element having a z value of 0 was also produced in the same manner as the rolling element made of β sialon, and similarly assembled to a bearing (Comparative Example A).

次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたJIS規格6206型番の軸受に対し、最大接触面圧Pmax:2.5GPa、軸受回転数:2000rpm、潤滑:タービン油VG68、試験温度:室温の条件の下、潤滑油にガスアトマイズにより作製したKHA30の粉末(粒径108〜180μm;硬質の異物)を0.4g/Lの割合で添加した状態で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、軸受に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。また、試験中止後、軸受を分解して軸受の破損状態を確認した。 Next, test conditions will be described. For the bearing of JIS standard 6206 model number manufactured as described above, the maximum contact surface pressure P max : 2.5 GPa, bearing rotation speed: 2000 rpm, lubrication: turbine oil VG68, test temperature: room temperature, lubricating oil A fatigue test was performed in which KHA30 powder (particle size 108 to 180 μm; hard foreign matter) prepared by gas atomization was added at a rate of 0.4 g / L. The vibration of the bearing during operation is monitored by the vibration detection device, and the test is stopped when the bearing is damaged and the vibration of the bearing exceeds a predetermined value. Recorded as the lifetime of. In addition, after the test was stopped, the bearing was disassembled to confirm the damaged state of the bearing.

表2に本実施例の試験結果を示す。表2においては、各欄内の上段に各実施例および比較例における寿命が、軌道輪の材質をSUJ2とした場合の比較例A(窒化珪素)の寿命を1とした寿命比で表されている。また、各欄内の下段には、軸受の破損部位(軌道輪または玉)が記載されている。   Table 2 shows the test results of this example. In Table 2, the life in each example and comparative example is shown in the upper part of each column as a life ratio with the life of Comparative Example A (silicon nitride) as 1 when the material of the bearing ring is SUJ2. Yes. Moreover, the damaged part (bearing ring or ball) of the bearing is described in the lower part of each column.

表2を参照して、z値が1.0以上2.0以下となっている本発明の実施例A〜Eは、窒化珪素(比較例A)と比較して明確に長寿命となっている。ここで、表2に示すように、破損部位は窒化珪素の場合と同様に軌道部材(軌道輪)となっており、破損形態は剥離であった。これに対し、z値が2.0を超え、本発明の範囲外となっている比較例E〜Fでは、寿命が大幅に低下するとともに、転動体(玉)の破損(剥離)が先行する。すなわち、z値が2.25である比較例Eでは、硬質の異物の影響によりβサイアロン焼結体からなる軸受部品(玉)に損傷が生じ、寿命が大幅に低下したものと考えられる。さらに、z値が2.5である比較例Fにおいては、一層短時間に転動体の剥離が生じ、転がり軸受の耐久性が著しく低下している。   Referring to Table 2, Examples A to E of the present invention having a z value of 1.0 or more and 2.0 or less clearly have a longer life than silicon nitride (Comparative Example A). Yes. Here, as shown in Table 2, the damaged part was a track member (track ring) as in the case of silicon nitride, and the damaged form was delamination. On the other hand, in Comparative Examples E to F in which the z value exceeds 2.0 and is outside the scope of the present invention, the life is significantly reduced and the rolling element (ball) is damaged (peeled) first. . That is, in Comparative Example E in which the z value is 2.25, it is considered that the bearing part (ball) made of the β sialon sintered body is damaged by the influence of the hard foreign matter, and the life is significantly reduced. Furthermore, in Comparative Example F in which the z value is 2.5, the rolling elements are separated in a shorter time, and the durability of the rolling bearing is significantly reduced.

一方、z値が1.0より小さく、本発明の範囲外となっている比較例B〜Dでは、寿命が比較例Aとほぼ同じ程度にまで低下するとともに、軌道部材の破損(剥離)が先行する。すなわち、z値が0.75である比較例Dでは、z値が0(窒化珪素)である比較例Aとの物性の差が小さくなる。そのため、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する軌道部材との間に侵入した硬質の異物による損傷が軌道部材側に集中し、これに起因して、窒化珪素焼結体からなる玉を採用した比較例A並みにまで寿命が低下したものと考えられる。   On the other hand, in Comparative Examples B to D where the z value is smaller than 1.0 and is outside the scope of the present invention, the life is reduced to substantially the same level as in Comparative Example A, and the raceway member is damaged (peeled). Preceding. That is, in Comparative Example D having a z value of 0.75, the difference in physical properties from Comparative Example A having a z value of 0 (silicon nitride) is reduced. Therefore, damage caused by hard foreign matter that has entered between the ball made of β sialon sintered body and the race member facing the ball is concentrated on the race member side. It is thought that the lifetime was reduced to the same level as that of Comparative Example A employing the ball.

さらに、表2を参照して、z値が1.0以上2.0以下となっている本発明の範囲であっても、相対する軌道輪の硬度(表面硬度)がHV680未満である場合、軌道輪の硬度がHV680以上の場合に比べて寿命が低下する傾向にある。これは、軌道輪の硬度が低い場合、βサイアロン焼結体からなる玉と、当該玉に相対する軌道部材との間に侵入した硬質の異物によって、軌道部材側に損傷が生じ易くなるためであると考えられる。   Furthermore, with reference to Table 2, even if the z value is within the range of the present invention in which the z value is 1.0 or more and 2.0 or less, when the hardness (surface hardness) of the opposite raceway is less than HV680, There is a tendency for the life to decrease compared to the case where the hardness of the raceway is HV680 or higher. This is because when the hardness of the race is low, damage to the race member side is likely to occur due to hard foreign matter that has entered between the ball made of β sialon sintered body and the race member facing the ball. It is believed that there is.

以上のように、z値が2.0を超えるとβサイアロン焼結体からなる軸受部品自身が破損し易くなる一方、z値が1.0未満では、相手部材との間の接触面圧が増加し、相手部材に損傷が発生しやすくなる。そして、z値を1.0以上2.0以下とすることにより、軸受部品を構成する素材の強度と軸受部品同士の接触面圧の低減とのバランスが確保される。その結果、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下において、βサイアロン焼結体からなる軸受部品を含む転がり軸受の寿命が向上することが確認された。特に、軌道部材および転動体の一方はβサイアロン焼結体からなる軸受部品であり、軌道部材および転動体の他方は鋼からなる軸受部品である場合、軌道部材の物性と転動体の物性とがほどよく調和して、硬質の異物による損傷の発生を抑制することができる。このように、z値を1.0以上2.0以下とすることにより、安価でありながら、十分な耐久性を安定して確保することが可能であるとともに、軸受の内部に硬質の異物が侵入する環境下においても用いることが可能なβサイアロン焼結体からなる軸受部品を備えた転がり軸受が提供可能であることが確認された。   As described above, when the z value exceeds 2.0, the bearing part itself made of the β sialon sintered body is likely to be damaged. On the other hand, when the z value is less than 1.0, the contact surface pressure between the mating member is low. It increases, and damage to the mating member is likely to occur. And by making z value into 1.0 or more and 2.0 or less, the balance with the intensity | strength of the raw material which comprises a bearing component, and the reduction of the contact surface pressure of bearing components is ensured. As a result, it was confirmed that the life of the rolling bearing including the bearing component made of the β sialon sintered body is improved in an environment where hard foreign matter enters the inside of the bearing. In particular, when one of the race member and the rolling element is a bearing part made of a β sialon sintered body and the other of the race member and the rolling element is a bearing part made of steel, the physical properties of the race member and the physical properties of the rolling element are In harmony with each other, it is possible to suppress the occurrence of damage due to hard foreign matters. In this way, by setting the z value to 1.0 or more and 2.0 or less, it is possible to stably ensure sufficient durability while being inexpensive, and hard foreign matter is present inside the bearing. It was confirmed that it is possible to provide a rolling bearing provided with a bearing component made of a β sialon sintered body that can be used even in an intruding environment.

また、軌道部材および転動体の一方はβサイアロン焼結体からなる軸受部品であり、軌道部材および転動体の他方は鋼からなる軸受部品である場合、鋼からなる軸受部品の損傷を抑制するため、鋼からなる軸受部品の表面硬度はHV680以上とすることが好ましいことが確認された。   Further, when one of the race member and the rolling element is a bearing part made of β sialon sintered body and the other of the race member and the rolling element is a bearing part made of steel, in order to suppress damage to the bearing part made of steel. It was confirmed that the surface hardness of the bearing parts made of steel is preferably HV680 or more.

以下、本発明の実施例3について説明する。本発明の軸受部品の断面における緻密層および高緻密層の形成状態を調査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 3 of the present invention will be described below. A test was conducted to investigate the formation state of the dense layer and the highly dense layer in the cross section of the bearing component of the present invention. The test procedure is as follows.

はじめに、燃焼合成法で作製した組成がSiAlONであるβサイアロンの粉末(株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス)を準備し、実施の形態1において図7に基づいて説明した軸受部品の製造方法と同様の方法で、一辺が約10mmの立方体試験片を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム(住友化学株式会社製、AKP30)および酸化イットリウム(H.C.Starck社製、Yttriumoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で所定の形状に成形し、さらに冷間静水圧成形(CIP)で加圧を行ない、成形体を得た。引き続き当該成形体を圧力0.4MPaの窒素雰囲気中で1650℃に加熱して焼結することで、上記立方体試験片を製造した。 First, a β sialon powder (product name: Melamix, manufactured by Isman Jay Co., Ltd.) having a composition of Si 5 AlON 7 prepared by a combustion synthesis method is prepared, and the bearing component described in Embodiment 1 with reference to FIG. A cubic test piece having a side of about 10 mm was produced in the same manner as in the manufacturing method. A specific manufacturing method is as follows. First, a β sialon powder refined to submicron, aluminum oxide (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., AKP30) and yttrium oxide (manufactured by HC Starck Co., Ltd., Yttrium oxide grade C) as a ball mill Were mixed by wet mixing. Then, granulation was performed with a spray dryer to produce granulated powder. The granulated powder was molded into a predetermined shape with a mold and further pressed by cold isostatic pressing (CIP) to obtain a molded body. Subsequently, the cube test piece was manufactured by heating and sintering the molded body at 1650 ° C. in a nitrogen atmosphere at a pressure of 0.4 MPa.

その後、当該試験片を切断し、切断された面をダイヤモンドラップ盤でラッピングした後、酸化クロムラップ盤による鏡面ラッピングを実施することにより、立方体の中心を含む観察用の断面を形成した。そして、当該断面を光学顕微鏡(株式会社ニコン製、マイクロフォト−FXA)の斜光で観察し、倍率50倍のインスタント写真(フジフイルム株式会社製 FP−100B)を撮影した。その後、得られた写真の画像を、スキャナーを用いて(解像度300DPI)パーソナルコンピューターに取り込んだ。そして、画像処理ソフト(三谷商事株式会社製 WinROOF)を用いて輝度閾値による2値化処理を行なって(本実施例での2値化分離閾値:140)、白色領域の面積率を測定した。   Thereafter, the test piece was cut, and the cut surface was lapped with a diamond lapping machine, and then mirror lapping with a chromium oxide lapping machine was performed to form a cross section for observation including the center of the cube. And the said cross section was observed with the oblique light of the optical microscope (the Nikon Corporation make, Microphoto-FXA), and the 50-times-magnification instant photograph (Fujifilm Corporation FP-100B) was image | photographed. Thereafter, the obtained photographic image was taken into a personal computer using a scanner (resolution: 300 DPI). And the binarization process by a brightness | luminance threshold value was performed using the image processing software (Mitani Corporation WinROOF) (binarization separation threshold value in a present Example: 140), and the area ratio of the white area | region was measured.

次に、試験結果について説明する。図10は、試験片の上記観察用の断面を光学顕微鏡の斜光で撮影した写真である。また、図11は、図10の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により2値化処理した状態を示す一例である。また、図12は、図10の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により2値化処理して白色領域の面積率を測定する際に、画像処理を行なう領域(評価領域)を示す図である。図10において、写真上側が試験片の表面側であり、上端が表面である。   Next, test results will be described. FIG. 10 is a photograph of a cross section for observation of the test piece taken with oblique light from an optical microscope. FIG. 11 is an example showing a state in which the image of the photograph of FIG. 10 is binarized using a luminance threshold using image processing software. FIG. 12 shows a region (evaluation region) where image processing is performed when the image of the photograph of FIG. 10 is binarized by a luminance threshold using image processing software and the area ratio of the white region is measured. FIG. In FIG. 10, the upper side of the photograph is the surface side of the test piece, and the upper end is the surface.

図10および図11を参照して、本発明の軸受部品と同様の製造方法により作製された本実施例における試験片は、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない層が形成されていることがわかる。そして、図12に示すように、撮影された写真の画像を試験片の最表面からの距離に応じて3つの領域(最表面からの距離が150μm以内の領域、150μmを超え500μm以内の領域、500μmを超え800μm以内の領域)に分け、領域毎に画像解析を行なって白色領域の面積率を算出したところ、表3に示す結果が得られた。表3においては、図12に示した各領域を1視野として、無作為に撮影された5枚の写真から得られる5視野における白色領域の面積率の、平均値と最大値とが示されている。   Referring to FIGS. 10 and 11, the test piece in the present example manufactured by the same manufacturing method as the bearing component of the present invention has a layer with less white area than the inside in the area including the surface. I understand that. Then, as shown in FIG. 12, the photographed photograph image is divided into three regions according to the distance from the outermost surface of the test piece (the region having a distance from the outermost surface of 150 μm or less, the region exceeding 150 μm and within 500 μm, When the area ratio of the white area was calculated by performing image analysis for each area and obtaining the area ratio of the white area, the results shown in Table 3 were obtained. Table 3 shows the average value and the maximum value of the area ratio of the white area in five fields of view obtained from five photographs taken at random with each field shown in FIG. 12 as one field of view. Yes.

表3を参照して、本実施例における白色領域の面積率は、内部において18.5%であったのに対し、表面からの深さが500μm以下である領域においては3.7%、表面からの深さが150μm以下の領域においては1.2%となっていた。このことから、本発明の軸受部品と同様の製造方法により作製された本実施例における試験片は、表面を含む領域に内部よりも白色領域の少ない緻密層および高緻密層が形成されていることが確認された。   Referring to Table 3, the area ratio of the white region in the present example was 18.5% inside, whereas it was 3.7% in the region having a depth of 500 μm or less from the surface. It was 1.2% in the region where the depth from the region was 150 μm or less. From this, the test piece in the present example produced by the same manufacturing method as the bearing component of the present invention has a dense layer and a highly dense layer with less white area than the inside in the area including the surface. Was confirmed.

以下、本発明の実施例4について説明する。本発明の軸受部品の転動疲労寿命を確認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 4 of the present invention will be described below. A test was conducted to confirm the rolling fatigue life of the bearing component of the present invention. The test procedure is as follows.

まず、試験の対象となる試験軸受の作製方法について説明する。はじめに、燃焼合成法で作製した組成がSiAlONであるβサイアロンの粉末(株式会社イスマンジェイ製、商品名メラミックス)を準備し、実施の形態1において図7に基づいて説明した軸受部品の製造方法と同様の方法で直径9.525mmの3/8インチセラミック球を作製した。具体的な製造方法は次のとおりである。まず、サブミクロンに微細化されたβサイアロン粉末と、焼結助剤としての酸化アルミニウム(住友化学株式会社製、AKP30)および酸化イットリウム(H.C.Starck社製、Yttriumoxide grade C)とをボールミルを用いて湿式混合により混合した。その後、スプレードライヤーにて造粒を実施し、造粒粉を製造した。当該造粒粉を金型で球体に成形し、さらに冷間静水圧成形(CIP)で加圧を行ない球状の成形体を得た。 First, a method for producing a test bearing to be tested will be described. First, a β sialon powder (product name: Melamix, manufactured by Isman Jay Co., Ltd.) having a composition of Si 5 AlON 7 prepared by a combustion synthesis method is prepared, and the bearing component described in Embodiment 1 with reference to FIG. A 3/8 inch ceramic sphere having a diameter of 9.525 mm was produced in the same manner as the production method described above. A specific manufacturing method is as follows. First, a β sialon powder refined to submicron, aluminum oxide (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., AKP30) and yttrium oxide (manufactured by HC Starck Co., Ltd., Yttrium oxide grade C) as a ball mill Were mixed by wet mixing. Then, granulation was performed with a spray dryer to produce granulated powder. The granulated powder was molded into a sphere with a mold, and further pressurized by cold isostatic pressing (CIP) to obtain a spherical molded body.

次に、当該成形体に対して焼結後の加工代が所定の寸法となるようにグリーン体加工を行ない、引き続き当該成形体を圧力0.4MPaの窒素雰囲気中で1650℃に加熱して焼結することで、焼結球体を製造した。次に、当該焼結球体にラッピング加工を行ない、3/8インチセラミック球(転動体;JIS等級 G5)とした。そして、別途準備した軸受鋼(JIS規格SUJ2)製の軌道輪と組み合わせて、JIS規格6206型番の軸受を作製した。ここで、上記焼結球体に対するラッピング加工により除去される焼結球体の厚み(加工代)を8段階に変化させ、8種類の軸受を作製した(実施例A〜H)。一方、比較のため、窒化珪素および焼結助剤からなる原料粉末を用いて加圧焼結法により焼結した焼結球体(日本特殊陶業株式会社製 EC141)に対して、上述と同様にラッピング加工を行ない、別途準備した軸受鋼(JIS規格SUJ2)製の軌道輪と組み合わせて、JIS規格6206型番の軸受を作製した(比較例A)。ラッピング加工による加工代は0.25mmとした。   Next, the green body is processed so that the processing allowance after sintering becomes a predetermined dimension, and the green body is subsequently heated to 1650 ° C. in a nitrogen atmosphere at a pressure of 0.4 MPa. By sintering, sintered spheres were produced. Next, lapping was performed on the sintered spheres to obtain 3/8 inch ceramic spheres (rolling elements; JIS grade G5). And the bearing of the JIS standard 6206 model number was produced in combination with the bearing ring made from bearing steel (JIS standard SUJ2) prepared separately. Here, the thickness (processing allowance) of the sintered sphere removed by the lapping process on the sintered sphere was changed in eight stages, and eight types of bearings were produced (Examples A to H). On the other hand, for comparison, lapping is performed on sintered spheres (EC 141 manufactured by Nippon Special Ceramics Co., Ltd.) sintered by pressure sintering using raw material powders composed of silicon nitride and a sintering aid in the same manner as described above. Processing was performed, and a bearing of JIS standard 6206 model number was manufactured in combination with a bearing ring (JIS standard SUJ2) prepared separately (Comparative Example A). The machining allowance for lapping was 0.25 mm.

次に、試験条件について説明する。上述のように作製されたJIS規格6206型番の軸受に対し、最大接触面圧Pmax:3.2GPa、軸受回転数:2000rpm、潤滑:タービン油VG68(清浄油)の循環給油、試験温度:室温、の条件の下で運転する疲労試験を行なった。そして、振動検出装置により運転中の軸受の振動を監視し、転動体に破損が発生して軸受の振動が所定値を超えた時点で試験を中止するとともに、運転開始から中止までの時間を当該軸受の寿命として記録した。なお、試験数は実施例、比較例ともに15個ずつとし、そのL10寿命を算出した上で、比較例Aに対する寿命比で耐久性を評価した。 Next, test conditions will be described. For the bearing of JIS standard 6206 model number produced as described above, maximum contact surface pressure Pmax: 3.2 GPa, bearing rotation speed: 2000 rpm, lubrication: circulating oil supply of turbine oil VG68 (clean oil), test temperature: room temperature, A fatigue test was performed under the conditions of The vibration of the bearing during operation is monitored by the vibration detection device, and the test is stopped when the rolling element is damaged and the vibration of the bearing exceeds a predetermined value. Recorded as bearing life. The number of tests was 15 in each of the examples and the comparative examples, and after calculating the L 10 life, the durability was evaluated by the life ratio with respect to Comparative Example A.

表4に本実施例の試験結果を示す。表4を参照して、実施例の軸受の寿命は、その製造コスト等を考慮するといずれも良好であるといえる。そして、加工代を0.5mm以下とすることにより転動体の表面に緻密層を残存させた実施例D〜Gの軸受の寿命は、比較例Aの寿命の1.5〜2倍程度となっていた。さらに、加工代を0.15mm以下とすることにより転動体の表面に高緻密層を残存させた実施例A〜Cの軸受の寿命は、比較例Aの寿命の3倍程度となっていた。このことから、本発明の軸受部品を備えた転がり軸受は、耐久性において優れていることが確認された。そして、本発明の軸受部品を備えた転がり軸受は、軸受部品の加工代を0.5mm以下として、表面に緻密層を残存させることにより寿命が向上し、軸受部品の加工代を0.15mm以下として、表面に高緻密層を残存させることにより寿命がさらに向上することが分かった。   Table 4 shows the test results of this example. Referring to Table 4, it can be said that the life of the bearings of the examples is all good considering the manufacturing cost and the like. The life of the bearings of Examples D to G in which the dense layer remains on the surface of the rolling element by setting the machining allowance to 0.5 mm or less is about 1.5 to 2 times the life of Comparative Example A. It was. Furthermore, the life of the bearings of Examples A to C in which the high-density layer remained on the surface of the rolling element by setting the machining allowance to 0.15 mm or less was about three times the life of Comparative Example A. From this, it was confirmed that the rolling bearing provided with the bearing component of the present invention is excellent in durability. And the rolling bearing provided with the bearing part of the present invention has a machining cost of the bearing part of 0.5 mm or less, the life is improved by leaving a dense layer on the surface, and the machining cost of the bearing part is 0.15 mm or less. As a result, it was found that the lifetime was further improved by leaving the highly dense layer on the surface.

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.

本発明の軸受部品および転がり軸受は、βサイアロンを主成分とする焼結体からなる軸受部品および当該軸受部品を備えた転がり軸受に特に有利に適用され得る。   The bearing component and the rolling bearing of the present invention can be particularly advantageously applied to a bearing component made of a sintered body containing β sialon as a main component and a rolling bearing including the bearing component.

実施の形態1における深溝玉軸受の構成を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the deep groove ball bearing in the first embodiment. 図1の要部を拡大して示す概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view which expands and shows the principal part of FIG. 実施の形態1の変形例における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。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a thrust needle roller bearing in a modification of the first embodiment. 図3のスラストニードルころ軸受が備える軌道輪の要部を拡大して示す概略部分断面図である。FIG. 4 is a schematic partial cross-sectional view showing an enlarged main part of a bearing ring provided in the thrust needle roller bearing of FIG. 3. 図3のスラストニードルころ軸受が備えるニードルころを拡大して示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which expands and shows the needle roller with which the thrust needle roller bearing of FIG. 3 is provided. 実施の形態1における転がり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 rolling bearing in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1における転がり軸受の製造方法に含まれる軸受部品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 bearing components contained in the manufacturing method of the rolling bearing in Embodiment 1. FIG. 実施の形態2における転がり軸受であるハブユニットの構成を示す概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a hub unit that is a rolling bearing in a second embodiment. 図8の要部を拡大して示す概略部分断面図である。It is a general | schematic fragmentary sectional view which expands and shows the principal part of FIG. 試験片の観察用の断面を光学顕微鏡の斜光で撮影した写真である。It is the photograph which image | photographed the cross section for observation of a test piece with the oblique light of the optical microscope. 図10の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により2値化処理した状態を示す一例である。It is an example which shows the state which binarized the image of the photograph of FIG. 10 by the brightness | luminance threshold value using image processing software. 図10の写真の画像を、画像処理ソフトを用いて輝度閾値により2値化処理して白色領域の面積率を測定する際に、画像処理を行なう領域(評価領域)を示す図である。It is a figure which shows the area | region (evaluation area | region) which performs image processing, when the image of the photograph of FIG. 10 is binarized by a luminance threshold value using image processing software and the area ratio of the white area is measured.

符号の説明Explanation of symbols

1 深溝玉軸受、2 スラストニードルころ軸受、3 ハブユニット、11 外輪、11A 外輪転走面、11B 外輪緻密層、11C,12C,13C 内部、11D 外輪高緻密層、12 内輪、12A 内輪転走面、12B 内輪緻密層、12D 内輪高緻密層、13 玉、13A 玉転走面、13B 玉緻密層、13D 玉高緻密層、14,24,39A,39B 保持器、21 軌道輪、21A 軌道輪転走面、21B 軌道輪緻密層、21C,23C 内部、21D 軌道輪高緻密層、23 ニードルころ、23A ころ転走面、23B ころ緻密層、23D ころ高緻密層、31 外輪、31A1,31A2,32A,33A 転走面、31B 外輪緻密層、31C,32C,33C,34C 内部、31D 外輪高緻密層、32 ハブ輪、32B ハブ輪緻密層、32D ハブ輪高緻密層、33 内輪、33B 内輪緻密層、33D 内輪高緻密層、34 玉、34A 玉転走面、34B 玉緻密層、34D 玉高緻密層、35 ハブ輪フランジ、35A ハブ輪貫通穴、36 ボルト、37 外輪フランジ、37A 外輪貫通穴、38 固定環、39A,39B 保持器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Deep groove ball bearing, 2 Thrust needle roller bearing, 3 Hub unit, 11 Outer ring, 11A Outer ring rolling surface, 11B Outer ring dense layer, 11C, 12C, 13C Inside, 11D Outer ring high dense layer, 12 Inner ring, 12A Inner ring rolling surface , 12B inner ring dense layer, 12D inner ring dense layer, 13 balls, 13A ball rolling surface, 13B ball dense layer, 13D ball dense layer, 14, 24, 39A, 39B cage, 21 race ring, 21A race ring rolling Surface, 21B raceway ring dense layer, 21C, 23C inside, 21D raceway ring dense layer, 23 needle roller, 23A roller rolling surface, 23B roller dense layer, 23D roller dense layer, 31 outer ring, 31A1, 31A2, 32A, 33A Rolling surface, 31B Outer ring dense layer, 31C, 32C, 33C, 34C Inside, 31D Outer ring dense layer, 32 Hub wheel, 32B Ring dense layer, 32D Hub ring dense layer, 33 Inner ring, 33B Inner ring dense layer, 33D Inner ring dense layer, 34 balls, 34A Ball rolling surface, 34B Ball dense layer, 34D Ball dense ring layer, 35 Hub ring flange , 35A hub ring through hole, 36 bolt, 37 outer ring flange, 37A outer ring through hole, 38 fixed ring, 39A, 39B cage.

Claims (9)

転がり軸受において、軌道部材または前記軌道部材に接触して円環状の軌道上に配置される転動体である軸受部品であって、
窒化珪素に比べて、前記軸受部品と他の軸受部品との間に硬質の異物を噛み込んだ場合における前記他の軸受部品の損傷を抑制することが可能なセラミックスからなる、軸受部品。
In a rolling bearing, a bearing component that is a rolling element disposed on an annular raceway in contact with the raceway member or the raceway member,
Compared to silicon nitride, a bearing component made of ceramics that can suppress damage to the other bearing component when a hard foreign object is caught between the bearing component and the other bearing component.
前記セラミックスは、
Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、1.0≦z≦2.0を満たすβサイアロンを主成分とし、残部不純物からなる焼結体から構成される、請求項1記載の軸受部品。
The ceramics are
Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z is represented by the composition formula as a main component β-sialon satisfying 1.0 ≦ z ≦ 2.0, constituted by a sintered body made of the balance impurities, wherein Item 1. The bearing component according to Item 1.
前記セラミックスは、
Si6−ZAl8−Zの組成式で表され、1.0≦z≦2.0を満たすβサイアロンを主成分とし、残部焼結助剤および不純物からなる焼結体から構成される、請求項1記載の軸受部品。
The ceramics are
From a sintered body comprising a β sialon represented by a composition formula of Si 6-Z Al Z O Z N 8-Z and satisfying 1.0 ≦ z ≦ 2.0 as a main component, and the remaining sintering aid and impurities. The bearing component according to claim 1, which is configured.
他の軸受部品と接触する面である転走面を含む領域には、内部よりも緻密性の高い層である緻密層が形成されている、請求項2または3に記載の軸受部品。   The bearing component according to claim 2 or 3, wherein a dense layer that is a denser layer than the inside is formed in a region including a rolling surface that is a surface in contact with another bearing component. 前記緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は7%以下である、請求項4に記載の軸受部品。   The bearing component according to claim 4, wherein when the cross section of the dense layer is observed with oblique light from an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 7% or less. 前記緻密層の表面を含む領域には、前記緻密層内の他の領域よりもさらに緻密性の高い層である高緻密層が形成されている、請求項4または5に記載の軸受部品。   The bearing component according to claim 4 or 5, wherein a high-density layer, which is a layer having a higher density than other areas in the dense layer, is formed in a region including the surface of the dense layer. 前記高緻密層の断面を光学顕微鏡の斜光にて観察した場合、白色の領域として観察される白色領域の面積率は3.5%以下である、請求項6に記載の軸受部品。   The bearing component according to claim 6, wherein when the cross section of the high-density layer is observed with oblique light from an optical microscope, the area ratio of the white region observed as a white region is 3.5% 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転動体とを備え、
前記軌道部材および前記転動体の少なくともいずれか一方は、請求項1〜7のいずれか1項に記載の軸受部品である、転がり軸受。
A track member;
A plurality of rolling elements that are in contact with the raceway member and disposed on an annular raceway,
At least any one of the said track member and the said rolling element is a rolling bearing which is a bearing component of any one of Claims 1-7.
前記軌道部材および前記転動体の一方は請求項1〜7のいずれか1項に記載の軸受部品であり、
前記軌道部材および前記転動体の他方は鋼からなる軸受部品であり、
前記鋼からなる軸受部品の表面の硬度はHV680以上である、請求項8に記載の転がり軸受。
One of the race member and the rolling element is a bearing component according to any one of claims 1 to 7,
The other of the race member and the rolling element is a bearing part made of steel,
The rolling bearing according to claim 8, wherein the surface hardness of the bearing part made of steel is HV680 or more.
JP2008160475A 2008-06-19 2008-06-19 Bearing part and rolling bearing Withdrawn JP2010001943A (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008160475A JP2010001943A (en) 2008-06-19 2008-06-19 Bearing part and rolling bearing
PCT/JP2009/061025 WO2009154228A1 (en) 2008-06-19 2009-06-17 Bearing part and rolling bearing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008160475A JP2010001943A (en) 2008-06-19 2008-06-19 Bearing part and rolling bearing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010001943A true JP2010001943A (en) 2010-01-07

Family

ID=41583829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008160475A Withdrawn JP2010001943A (en) 2008-06-19 2008-06-19 Bearing part and rolling bearing

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010001943A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101583804B (en) Rolling bearing, hub unit, rolling member, universal joint, torque transmission member for universal joint, and process for producing the same
WO2010067586A1 (en) Bearing device for wheel
JP5260158B2 (en) Rolling bearings for machine tools
JP2009115139A (en) Rolling member of rolling bearing for wind power generation device and rolling bearing for wind power generation device
JP5260159B2 (en) Rolling bearing for wind power generator
JP5219018B2 (en) Rolling bearing, hub unit, rolling member and manufacturing method thereof
WO2009154226A1 (en) Bearing part and rolling bearing
JP5550029B2 (en) Manufacturing method of rolling member
JP2010001943A (en) Bearing part and rolling bearing
JP2010101382A (en) Rolling bearing
JP5093811B2 (en) Rolling bearing for motor
JP2010001972A (en) Bearing device for wheel
JP2009097658A (en) Rolling member and rolling bearing
JP2009299838A (en) Tripod type constant velocity universal joint and method of manufacturing member for constant velocity universal joint
JP2010001942A (en) Bearing part and rolling bearing
JP2010001949A (en) Roller bearing for ball screw support
JP2010001985A (en) Rolling bearing
WO2009154228A1 (en) Bearing part and rolling bearing
JP5093812B2 (en) Rolling bearing for generator
JP5024788B2 (en) Sliding device, sliding member and manufacturing method thereof
JP2010001994A (en) Rolling bearing for prime mover
JP5261157B2 (en) Wheel bearing device
JP2010001941A (en) Torque transmission member for universal joint and universal joint
JP5093813B2 (en) Rolling bearing
JP2010138940A (en) Bearing device for wheel

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110527

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20121102