JP2014144486A - 鋼構成部品を製造する方法、溶接線、溶接された鋼構成部品、および軸受構成部品 - Google Patents

鋼構成部品を製造する方法、溶接線、溶接された鋼構成部品、および軸受構成部品 Download PDF

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Abstract

【課題】最大で１．５重量％の炭素含量を有する第１の鋼部（７）および第２の鋼部（８）を含む鋼構成部品（６、１１）を製造する方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る方法は、少なくとも部分的に第１の鋼部（７）及び少なくとも部分的に第２の鋼部（８）をα／γ変態温度を超えて加熱するステップ（１）と、α／γ変態温度を超える温度で行う溶接によって第１の鋼部（７）と第２の鋼部（８）とを接合するステップ（２）と、硬化効果が回避されるように冷却するステップ（３）と、を含む。本発明はさらに、溶接線（９）、溶接された鋼構成部品（６、１１）、および軸受構成部品（１１、１５、２０、２２、２６、２７、３１）に関する。
【選択図】図１

Description

第１の態様によると、本発明は、鋼構成部品を製造する方法に関する。
第２の態様によると、本発明は、第１の溶接線に関する。
第３の態様によると、本発明は、第１の溶接された鋼構成部品に関する。
第４の態様によると、本発明は、第２の溶接線に関する。
第５の態様によると、本発明は、第２の溶接された鋼構成部品に関する。
第６の態様によると、本発明は、第３の溶接された鋼構成部品に関する。
第７の態様によると、本発明は、軸受構成部品を製造する方法に関する。
第８の態様によると、本発明は、溶接線を含む軸受構成部品に関する。
溶接は、鋼構成部品を接合する効果的な方法であり得る。しかし、鋼の炭素含量が上昇すると、溶接がさらに問題となる。炭素含量の上昇に関連する公知の問題として、例えば、溶接の間、溶接のほぼ直後、または負荷に付したときのいずれかにおいて、容易に割れる脆弱な溶接部を結果として生ずる、重大な相変態があり得る。これは、溶接の間、融合領域および熱影響領域において形成される、脆弱な板状マルテンサイトを有する非常に大きな粒子に起因する。
本発明の目的は、良好な強度、ならびに良好な疲労および負荷能力を有し、生産が簡単かつ安価である、鋼構成部品を溶接する方法を提供することである。
本発明は、多くの態様を提示し、ここで、第１の態様による方法は、他の態様の基礎となるアウトプットを結果として生ずる。
本発明の第１の態様によると、該目的は、最大で１．５重量％（ｗｔ％）の炭素含量を有する第１の鋼部および第２の鋼部を含む鋼構成部品を製造する方法によって達成される。該方法によると、第１の鋼部および第２の鋼部を、α／γ変態温度を超えて少なくとも部分的に加熱する。その後のステップにおいて、α／γ変態温度を超える温度で行う溶接によって、第１の鋼部と第２の鋼部とを接合する。その後のステップにおいて、硬化効果が回避されるように冷却する。これにより、本発明の第２の態様による第１の溶接線がもたらされる。
αからγの変態温度（オーステナイト状態）を超える温度での溶接、ならびに制御された方法で実施される溶接部の固化およびさらなる冷却によって、相変態を制御することができ、硬く脆弱な相の形成を防止する。互いに接合すべき鋼、少なくともその部分および部を、α鉄（１００Ｃｒ６の場合にはフェライト＋炭化物）からγ鉄（オーステナイト）への相変態のすぐ上の温度に約７５０〜８５０℃で加熱することで、炭化物が徐々に溶解され、時間および温度と関係して、全ての炭化物が溶解されたときに粒子の成長が起こり得る。溶接が上述の温度で行われると、オーステナイト状態にある溶接領域内の全ての材料と一緒に、残された炭化物のうちの大部分、または一部の場合には、全てが溶解することとなる。液状の融合領域は、完全な溶液において得られる全ての炭素を有し得る。液状の融合領域内の全ての炭素を含む完全な溶液は、液状の溶接部の金属および隣接する熱影響領域が適切に制御されずに固化されて冷却されるときに割れるという非常に高いリスクをもたらし得る。本発明によって、従来技術において公知である溶接部と比較して、割れのリスクが低減された溶接部が得られる。
融合領域、熱影響領域および残りの鋼の、溶接温度からの固化および冷却は、制御されている必要がある。原則として、冷却速度は、いずれの硬化相（マルテンサイトまたはベイナイト）への相変態も生じないようにすべきである。冷却がよく制御されていると、完全にまたは部分的にパーライトの構造が融合領域（溶接部）ならびに熱影響領域において形成され、溶接された構成部品の残りの部分がα／γ変態温度を超えて加熱される。ある実施形態において、融合領域（溶接部）では、粒径が制御されている粒界炭化物はほとんど形成されない。粒界炭化物の量は、冷却速度と相まって鋼の全炭素含量に依存する。
溶接および制御された冷却の後の最終的な微細構造は、完全にまたは部分的にパーライトの構造であるはずであり、ある実施形態では、少量の非連続的な粒界炭化物および許容可能な粒径を有する。鋼で得られる炭素の総量は、制御された速度で冷却する際のパーライト、炭化物およびフェライトの発生に影響を及ぼす。これにより、従来技術において公知である溶接部と比較して、割れのリスクが低減された溶接部を生じる。
低炭素鋼は、制御された冷却の後、微細構造においてパーライトおよびフェライトまたは完全なパーライトを有することができる。炭素含量が約０．７ｗｔ％である低炭素鋼は、完全にパーライトの微細構造を形成することができ、炭素含量が約０．７ｗｔ％未満であると、フェライトを含むパーライトが、溶接プロセスから、制御された冷却の後に形成され得る。フェライトの量は、炭素含量が低いほど増加する。
溶接後の制御された冷却は、以下の目標を有する。硬化などの望ましくない相変態を回避すること、溶接部およびＨＡＺにおける内部応力の発生を回避すること、例えば球状化焼鈍／硬化などの溶接後熱処理が可能な状態にある溶接された構成部品において均一な微細構造を形成すること、溶接後熱処理がなされた構成部品を機械加工または他のプロセスが可能な状態にして、該構成部品に「ソフト機械加工による」形状および寸法を与えること、成形された構成部品を硬化して所要の微細構造特性にすること。
制御された冷却は、溶接対象の鋼の連続冷却変態（ＣＣＴ）図などの多数の因子が関係する。例えば、ある実施形態では、１％の炭素鋼について、鋼のパーライトへの変態が６７０度付近で始まり、冷却がＣＣＴ図のパーライト領域を通して継続されるとき、ある量の粒界炭化物を含む完全なパーライト構造が形成され得る。時間温度／サイクルは、溶接された構成部品の形状および寸法に依存する。制御された冷却の間の変態は、構成部品の断面について決定され得る。これらは、構成部品の変態が完了するまでの保護雰囲気における自然冷却とは異なり得る。例えば、構成部品の断面が大きすぎると、鋼の芯が依然として熱いままであるため変態が起こらなくなり、過剰な粒界炭化物が形成され得る。この場合には、構成部品の表面領域においてパーライトへの変態が起こった後に、高い冷却速度を適用することができる。
例えば、ある実施形態において、溶接を保護雰囲気において８６０度で実施してよく、溶接プールにおける温度は１６００度を超え（溶鋼）、該部分は依然として保護雰囲気内のままであり、完成部分（または予熱領域）および溶接された領域が８６０度に冷却されるまで冷却される。これには数分を要し得る。該部分を８６０度からＣＣＴ図に示す温度まで冷却することができる。上記の因子によって、さらなる冷却サイクルが決定される。ある実施形態において、構成部品を炉に移動し、炉において保護雰囲気下で冷却することで、パーライト構造を形成する。
ある実施形態において、該方法は、軟化焼鈍ステップをさらに含む。このステップを付加することにより、本発明の第４の態様による第２の溶接線が提供され、ここで、該溶接線はフェライトおよび炭化物を含み得る。これはまた、溶接された鋼構成部品の機械加工または変形などのさらなる処理も容易にする。これにより、従来技術において公知である溶接線と比較して、割れのリスクが低減された溶接線を生じる。
ある実施形態において、該方法は、鋼構成部品を硬化するステップをさらに含む。このステップにより、所要の機能を実現するに望ましい特性を溶接された鋼構成部品に与えることが可能になる。これは、例えば、硬化を経たマルテンサイトまたはベイナイトによって実施され得る。例えば、高周波焼入れ、レーザー焼入れなどの表面硬化を適用してもよい。
ある実施形態において、加熱、溶接または冷却が、保護雰囲気において実施されてよい。
ある実施形態において、溶接が、レーザー溶接または電子線溶接などの出力ビーム溶接プロセスを用いることによって実施される。
ある実施形態において、溶接が、アーク溶接プロセスを用いることによって実施される。
ある実施形態において、溶接が、出力ビームとアーク溶接との組合せなどのハイブリッド溶接プロセスを用いることによって実施される。このようなプロセスの例は、例えば、レーザー溶接およびＧＭＡＷ（ＭＩＧ）である。
ある実施形態において、好適な充填剤を多くの公知の技術の１つによる溶接の間に用いて、該充填剤を溶接プールに添加してもよい。
本発明の第２の態様により、最大で１．５重量％の炭素含量を有する鋼を含む第１の溶接線が提供され、第１の溶接線は、部分的にパーライトの微細構造を有する。第１の溶接線は、第１の態様による方法、より詳細には、加熱、接合、および制御された冷却の後の結果である。これにより、従来技術において公知である溶接線と比較して、割れのリスクが低減された溶接線がもたらされる。
ある実施形態において、第１の溶接線は、少なくとも５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、または９９％のパーライトを含む微細構造を有する。
ある実施形態において、第１の溶接線は、２〜４体積％（ｖｏｌ％）の範囲の粒界炭化物をさらに含む。ある実施形態において、第１の溶接線は、２．５０〜３．７５ｖｏｌ％の範囲の粒界炭化物を有する。
ある実施形態において、第１の溶接線は、２．０〜３．９ｖｏｌ％、２．１〜３．８ｖｏｌ％、２．２〜３．７ｖｏｌ％、２．３〜３．６ｖｏｌ％、２．４〜３．５ｖｏｌ％、２．５〜３．４ｖｏｌ％、２．６〜３．３ｖｏｌ％、２．７〜３．２ｖｏｌ％、２．８〜３．１ｖｏｌ％、または２．９〜３．０ｖｏｌ％の範囲の粒界炭化物を有する。
本発明の第３の態様により、第１の鋼部と、第２の鋼部と、さらに本発明の第２の態様による第１の溶接線とを含む第１の溶接された鋼構成部品が提供される。第１の溶接線は、第１の鋼部と第２の鋼部とを接合する。これにより、従来技術において公知である溶接された鋼構成部品と比較して、割れのリスクが低減された、溶接された鋼構成部品がもたらされる。
ある実施形態において、第１の鋼部および第２の鋼部が、同じ鋼からなる。
ある実施形態において、第１の鋼部および第２の鋼部が、異なる鋼からなる。この利点は、例えば、負荷能力、耐久性、コスト、または加工性に関して異なる特性を有する異なる鋼を組み合わせることによって、得られる溶接された鋼構成部品をカスタマイズできることである。
ある実施形態において、第１の鋼部と第２の鋼部とは、溶接の前に同じ鋼構成部品の部分である。
ある実施形態において、第１の鋼部と第２の鋼部とは、溶接の前に異なる鋼構成部品の部分である。
ある実施形態において、第１の溶接された鋼構成部品は、本発明の第２の態様による複数の溶接線を含む。
本発明の第４の態様により、最大で１．５重量％の炭素含量を有する鋼を含む第２の溶接線が提供され、該溶接線は、平均サイズが０．２〜３μｍであるフェライトの微細構造および炭化物を有する。第２の溶接線は、第１の態様による方法、より詳細には加熱、接合、冷却、および軟化焼鈍の後の結果である。これにより、従来技術において公知である溶接線と比較して、割れのリスクが低減された溶接線がもたらされる。
ある実施形態において、炭化物は、球形炭化物または合金炭化物である。
ある実施形態において、炭化物の含量は、最大で１５体積％（ｖｏｌ％）であってよい。
本発明の第５の態様により、第１の鋼部と、第２の鋼部と、さらに本発明の第４の態様による第１の溶接線とを含む第２の溶接された鋼構成部品が提供される。該溶接線は、第１の鋼部と第２の鋼部とを接合している。これにより、従来技術において公知である溶接された鋼構成部品と比較して、割れのリスクが低減された、溶接された鋼構成部品がもたらされる。
ある実施形態において、第１の鋼部および第２の鋼部が、同じ鋼からなる。
ある実施形態において、第１の鋼部および第２の鋼部が、異なる鋼からなる。この利点は、例えば、負荷能力、耐久性、コスト、または加工性に関して異なる特性を有する異なる鋼を組み合わせることによって、得られる溶接された鋼構成部品をカスタマイズできることである。さらに、また、溶接の前に、異なる鋼の異なる好適な熱処理を適用できることでもある。
ある実施形態において、第１の鋼部と第２の鋼部とは、溶接の前に同じ鋼構成部品の部分である。
ある実施形態において、第１の鋼部と第２の鋼部とは、溶接の前に異なる鋼構成部品の部分である。
ある実施形態において、第１の溶接された鋼構成部品は、本発明の第４の態様による複数の溶接線を含む。
本発明の第６の態様により、熱影響領域と、溶接による影響を受けない非影響領域と、溶接線とを含む第３の溶接された鋼構成部品が提供される。さらに、溶接線および熱影響領域の少なくとも一方は、非影響領域と本質的に同一の微細構造を有する。これにより、溶接線および熱影響領域の少なくとも一方の微細構造が、非影響領域の微細構造と同一または非常に類似する。非常に小さな差違または変化は、同一視されて容認されてよい。このような非常に小さな差違または変化として、例えば、炭素含量、炭化物の含量、炭化物の分布、炭化物のサイズなどが考えられ得る。例えば、粒径、材料の繊維流などの微細構造の僅かな差違を、顕微鏡検査またはＸ−線分析などの高度な調査技術によって当業者により観察することもできる。これは、本発明の第１の態様による方法の結果である。この利点は、溶接された鋼構成部品が良好な強度、良好な疲労および負荷能力を提示できること、ならびに生産が簡単かつ安価であることである。また、本発明方法により、良好な加工性を有する溶接された鋼構成部品ももたらされる。さらに、本発明方法により、改善された硬度、寸法安定性、耐摩耗性および転がり接触疲労耐性を有する溶接された鋼構成部品がもたらされる。これらの利点は、転がり軸受および滑り軸受の用途に特に重要である。なぜなら、非常に厳しく複雑な運転操作に付され、例えば、転がり接触および滑り接触の結果として、例えば張力、圧縮力、摩擦力などの多くの力に同時に付されるからである。軸受の適用はかなり多くの種々の負荷、力、応力、熱さ、冷たさなどに対処し、これらを吸収できなければならないという事実に起因して、溶接された軸受構成部品の溶接線の要件および仕様は、非常に厳格でなければならない。
本発明の第７の態様により、第１の態様による軸受構成部品を製造する方法が提供される。
本発明の第８の態様により、本発明の第２のまたは第４の態様による溶接線を含む軸受構成部品が提供される。
ある実施形態において、軸受構成部品は、転がり軸受または滑り軸受用である。
ある実施形態において、軸受構成部品は、内輪、外輪、ハブ、ハブ軸受ユニット、車輪ハブ、軸受ユニット、転動体、またはケージのいずれか１つである。
ある実施形態において、内輪または外輪のいずれかが、フランジ状のリングである。
ある実施形態において、ハブ、ハブ軸受ユニット、または車輪ハブのいずれかがフランジ状である。
ある実施形態において、フランジが、内輪、外輪、ハブ、ハブ軸受ユニット、または車輪ハブのいずれかに、本発明の第１のまたは第７の態様のいずれかによる溶接によって接合されている。
ある実施形態において、軸受構成部品を含む転がり軸受は、ボール軸受、ころ軸受、円筒ころ軸受、球面ころ軸受、トロイダルころ軸受、テーパころ軸受、円錐ころ軸受、ニードルころ軸受、スラスト軸受、軸受ユニット、車輪軸受、車輪ハブ軸受、ピニオン軸受、またはフランジ状の軸受のいずれかである。
ある実施形態において、軸受構成部品は、ねじまたはボールねじもしくはローラねじ用のナットである。
ある実施形態において、第１の鋼部、第２の鋼部、鋼構成部品、または溶接部のいずれかの炭素含量は、０．１〜１．５ｗｔ％、０．２〜１．５ｗｔ％、０．３〜１．５ｗｔ％、０．４〜１．５ｗｔ％、０．５〜１．５ｗｔ％、０．６〜１．５ｗｔ％、０．７〜１．５ｗｔ％、０．８〜１．５ｗｔ％、０．９〜１．５ｗｔ％、１．０〜１．５ｗｔ％、１．１〜１．５ｗｔ％、１．２〜１．５ｗｔ％、１．３〜１．５ｗｔ％、または１．４〜１．５ｗｔ％の範囲である。
ある実施形態において、第１の鋼部、第２の鋼部、鋼構成部品、または溶接部のいずれかの炭素含量は、０．６〜１．１ｗｔ％、０．７〜１．１ｗｔ％、０．８〜１．１ｗｔ％、０．９〜１．１ｗｔ％、または１．０〜１．１ｗｔ％の範囲である。
ある実施形態において、溶接線の一構成が軸受の軸方向にあるような方向に、溶接線が配向される。
ある実施形態において、軸受の回転または摺動方向と実質的に垂直であるような方向に、溶接線が配向される。
本発明のいずれかの態様の全ての特徴および実施形態は、本発明の他の態様の全ての特徴および実施形態に適用可能であり、その逆も然りである。
本発明の実施形態による鋼構成部品を製造する方法のフローチャートである。 本発明の実施形態による溶接線の概略図である。 本発明の実施形態による溶接線の概略図である。 本発明の実施形態による溶接された鋼構成部品の概略図である。 本発明の実施形態による溶接された鋼構成部品の概略図である。 本発明の実施形態による鋼リングを製造する方法の概略図である。 本発明の実施形態によるフランジ状の軸受リングの概略図である。 本発明の実施形態による軸受リングを有する転がり軸受の一部の概略図である。 本発明の実施形態による車輪軸受ユニットの概略図である。 本発明の実施形態による車輪軸受ユニットの概略図である。 本発明によるケージを製造する方法の概略図である。
図１に、本発明の実施形態による鋼構成部品を製造する方法のフローチャートを示す。鋼構成部品６は、第１の鋼部７および第２の鋼部８を含み、第１のおよび第２の鋼部は、最大で１．５重量％（ｗｔ％）の炭素含量を有する。該方法の第１のステップ１により、第１の鋼部７および第２の鋼部８を、α／γ変態温度を超えて少なくとも部分的に加熱する。その後のステップ２において、α／γ変態温度を超える温度で行う溶接によって、第１の鋼部７と第２の鋼部８とを接合する。別のその後のステップ３において、硬化効果が回避されるように冷却ステップを適用する。冷却ステップ３の後、軟化焼鈍するステップ４を適用することによって鋼構成部品６をさらに処理することが望まれる場合もある。これにより、鋼構成部品６の機械加工または変形などのさらなる処理（図示せず）を容易にし得る。該方法の別のその後のステ
プにおいて、溶接された鋼構成部品６に所望の特性を付与するために、硬化プロセス５を適用する。
図２に、本発明の実施形態による溶接線の概略図を示す。鋼構成部品６の第１の鋼部７および第２の鋼部８は、溶接線９によって接合されている。図中、溶接線を、簡素化の理由で、むしろ矩形の外形で模式的に表す。しかし、溶接線９を、他の異なる外形、例えば、より三角形の外形で表してもよいことが理解されるべきである。熱影響領域１０は、溶接線９に隣接して存在し、非影響領域Ａは、熱影響領域１０に隣接する。この実施形態では、第１の鋼部７および第２の鋼部８は、同じ鋼からなり、同一の微細構造を有する。さらに、この実施形態では、鋼構成部品６は、本発明の方法による加熱ステップ１、溶接ステップ２および冷却ステップ３の後であるが、軟化焼鈍ステップ４などの任意のさらなる処理ステップの前に見られる。結果として、熱影響領域１０は、第１の鋼部７および第２の鋼部８の非影響領域Ａと比較して、いくぶん異なる微細構造を有する。溶接線９は、第１の鋼部７および第２の鋼部８の熱影響領域１０および非影響領域Ａの両方とは別の微細構造を有する。
図３に、本発明の実施形態による溶接線の概略図を示す。鋼構成部品６の第１の鋼部７および第２の鋼部８は、溶接線９によって接合されている。熱影響領域１０は、溶接線９に隣接して存在し、非影響領域Ａは、熱影響領域１０に隣接する。この実施形態において、第１の鋼部７および第２の鋼部８は、同じ鋼からなり、同一の微細構造を有する。しかし、この実施形態において、鋼構成部品６は、図２による実施形態において実施されるステップの他に、本発明の方法による軟化焼鈍ステップ４の後に見られる。その結果、熱影響領域１０および溶接線９は、第１の鋼部７および第２の鋼部８の非影響領域Ａと比較して、同一、または非常に類似する微細構造を有する。
図４ａに、本発明の実施形態による溶接された鋼構成部品の概略図を示す。この実施形態において、鋼構成部品は、溶接線９を含むリング１１である。溶接線９は、リング１１の第１の鋼部７と第２の鋼部８とを接合する。溶接線９は、本発明の第１の態様による方法を用いることによって作製される。
図４ｂに、本発明の実施形態による溶接された鋼構成部品の概略図を示す。この実施形態において、鋼構成部品は、２本の溶接線９を含むリング１１である。溶接線９は、リング１１の第１の鋼部７と第２の鋼部８とを接合する。溶接線９は、本発明の第１の態様による方法を用いることによって作製される。
図５に、本発明の実施形態による鋼リングを製造する方法の概略図を示す。この実施形態において、ワイヤ１２または鋼ブランク１２は、リング形状要素１３に屈曲される。リング形状要素１３は、第１の鋼部７および第２の鋼部８を有する。以下のステップ１４において、リング形状要素１３の第１の鋼部７および第２の鋼部８を溶接線９によって接合し、これにより、鋼リング１１を作製する。発明の第１の態様による方法を用いることによって、溶接線９を作製する。
図６に、本発明の実施形態によるフランジ状の軸受リングの概略図を示す。フランジ状の軸受リング１５は、鋼リング１９およびフランジ１６を含む。該フランジは、フランジを別の構造体（図示せず）に締め付けるのに用いることができる複数の穴をさらに示す。鋼リング１９は、ボールもしくはローラなどの転動体、または摺動リング（図示せず）を収容することを意図する配線管１８を有する。鋼リング１１は、第１の鋼部７をさらに有し、フランジ１６は、第２の鋼部８を有し、これらは、溶接線９によって接合されている。溶接線９は、本発明の第１の態様による方法を用いることによって作製される。この実施形態は、説明目的であり、溶接線の位置は、溶接された構成部品における他のいずれの場所であってもよいことが指摘されるべきである。さらに、他の軸受構成部品は、本発明による溶接線を含んでいてよい。
図７に、本発明の実施形態による軸受リングを含む転がり軸受の一部分の概略図を示す。この実施形態において、転がり軸受２０は、球面ころ軸受である。該軸受は、内輪２２、外輪２３、２列の複数のローラ２４、およびローラ２４を適所に保持するためのケージ２１を含む。外輪２３は、第１の鋼部７および第２の鋼部８を有し、これらは、溶接線９によって接合されている。溶接線９は、本発明の第１の態様による方法を用いることによって作製される。この実施形態は、説明目的であり、溶接線の位置は、溶接された構成部品における他のいずれの場所であってもよいことが指摘されるべきである。さらに、他の軸受構成部品は、本発明による溶接線を含んでいてよい。
図８ａに、本発明の実施形態による車輪軸受ユニットの概略図を示す。車輪軸受ユニット２６は、内輪２２、又は、ハブ２２、外輪２３、および間に介入された複数のボール２５を含む。外輪２３は、車輪軸受ユニットをナックル（図示せず）などの車側の固定部に取り付けるためのフランジ（図示せず）を有していてよい。内輪２２は、第１の鋼部７を有する。車輪を車輪軸受ユニット２６に固定することを目的とするフランジ１６は、第２の鋼部８を有する。第１の鋼部７および第２の鋼部８は、本発明による溶接線９によって接合されており、これにより、フランジ１６が車輪軸受ユニット２６の内輪２２に接合される。溶接線９は、本発明の第１の態様による方法を用いることによって作製される。
この実施形態では、転動体がボールであるが、テーパ状のローラまたは円筒ローラであってもよい。車輪軸受ユニットはまた、例えば、ケージ、シール、センサ、エンコーダ、潤滑剤などのさらなる軸受構成部品を含んでいてもよい。本発明は、図８ａに示す車輪軸受ユニットに限定されず、他の車輪ハブおよび車輪軸受設計にも適用可能であることも理解されるべきである。この実施形態は、説明目的であり、溶接線の位置は、車輪軸受ユニットにおける他のいずれの場所であってもよいことが指摘されるべきである。さらに、他の車輪軸受構成部品は、本発明による溶接線を含んでいてよい。
図８ｂに、本発明の実施形態による車輪軸受ユニットの概略図を示す。車輪軸受ユニット２６は、内輪２２、又は、ハブ２２、外輪２３、および複数のボール２５を含む。この実施形態では、車輪軸受ユニットは、内輪２２上に押圧固定されている別個の内輪２７をさらに有する。この別個の内輪２７は、第１の鋼部７を有する。外輪２３は、車輪軸受ユニットをナックル（図示せず）などの車側の固定部に取り付けるためのフランジ（図示せず）を有していてよい。内輪２２は、車輪を車輪軸受ユニット２６に固定することを目的とするフランジ１６を有する。内輪２２は、第２の鋼部８をさらに有する。第１の鋼部７および第２の鋼部８は、本発明による溶接線９によって接合され、これにより、別個の内輪２７が車輪軸受ユニット２６の内輪２２に接合されている。溶接線９は、本発明の第１の態様による方法を用いることによって作製される。
この実施形態では、転動体がボールであるが、テーパ状のローラまたは円筒ローラであってもよい。車輪軸受ユニットはまた、例えば、ケージ、シール、センサ、エンコーダ、潤滑剤などのさらなる軸受構成部品を含んでいてもよい。本発明は、図８ｂに示す車輪軸受ユニットに限定されず、他の車輪ハブおよび車輪軸受設計にも適用可能であることも理解されるべきである。この実施形態は、説明目的であり、溶接線の位置は、車輪軸受ユニットにおける他のいずれの場所であってもよいことが指摘されるべきである。さらに、他の車輪軸受構成部品は、本発明による溶接線を含んでいてよい。
車輪軸受ユニットのこれらの２つの実施形態に加えて、本発明の異なる態様による製造方法、溶接部、または溶接された構成部品が適用可能であるこのような車輪軸受ユニットの他の部分または実施形態が存在することが理解されるべきである。
図９に、本発明の実施形態によるケージを製造する方法の概略図を示す。この実施形態では、鋼ストリップが、所望の外形２８にロールされている。その後のステップにおいて、複数のポケット３０を打ち抜く。得られる鋼の外形２９を、リング（図示せず）に屈曲させる。鋼の外形２９は、第１の鋼部７および第２の鋼部８を有する。以下のステップ１４において、鋼の外形の第１の鋼部７と第２の鋼部８とを、溶接線９によって接合し、これにより、ケージ３１を作製する。本発明の第１の態様による方法を用いることによって、溶接線９を作製する。
ケージのこの実施形態に加えて、本発明の異なる態様による製造方法、溶接部、または溶接された構成部品が適用可能である他の可能な実施形態が存在することが理解されるべきである。例えば、ポケット３０は、ピンまたは小さな鋼ストリップを、より大きな、打ち抜かれた鋼ストリップ２９に溶接することによって作製されてもよい。
１ 加熱ステップ
２ 溶接ステップ（接合ステップ）
３ 冷却ステップ
４ 軟化焼鈍ステップ
５ 硬化プロセス
６ 鋼構成部品
７ 第１の鋼部
８ 第２の鋼部
９ 溶接線
１０ 熱影響領域
１１ 鋼リング
１２ ワイヤまたは鋼ブランク
１３ リング形状要素
１５ 軸受リング
１６ フランジ
１８ 配線管
１９ 鋼リング
２０ 転がり軸受
２１ ケージ
２２ 内輪又はハブ
２３ 外輪
２４ ローラ
２５ ボール
２６ 車輪軸受ユニット
２７ 内輪
２９ ストリップ
３０ ポケット
Ａ 非影響領域

Claims (10)

  1. 最大で１．５重量％の炭素含量を有する第１の鋼部（７）および第２の鋼部（８）を含む鋼構成部品（６、１１）を製造する方法であって、
    少なくとも部分的に前記第１の鋼部（７）、および少なくとも部分的に前記第２の鋼部（８）を、α／γ変態温度を超えて加熱するステップ（１）と、
    α／γ変態温度を超える温度で行う溶接によって、前記第１の鋼部（７）と前記第２の鋼部（８）とを接合するステップ（２）と、
    前記第１の鋼部（７）と前記第２の鋼部（８）とを、制御された冷却速度で冷却するステップ（３）であって、
    溶接領域においてマルテンサイト変態又はベイナイト変態が生じず、よって前記溶接領域における硬化効果が回避されるように、かつ
    前記溶接領域および熱影響領域において部分的又は全体的にパーライト構造が形成されるように、
    制御された冷却速度で冷却するステップ（３）と、
    前記鋼構成部品を軟化焼鈍するステップ（４）と、
    を含む方法。
  2. 前記鋼構成部品（６、１１）を硬化するステップ（５）をさらに含む、請求項１に記載の方法。
  3. 第１の鋼部（７）と、
    第２の鋼部（８）と、
    前記第１の鋼部（７）と前記第２の鋼部（８）とを接合する溶接線（９）と、
    を含む、請求項１又は２に記載の方法によって製造された、溶接された鋼構成部品（６、１１）。
  4. 前記第１の鋼部（７）および前記第２の鋼部（８）が、同じ鋼からなる、請求項３に記載の溶接された鋼構成部品（６、１１）。
  5. 前記第１の鋼部（７）および前記第２の鋼部（８）が、異なる鋼からなる、請求項３に記載の溶接された鋼構成部品（６、１１）。
  6. 前記第１の鋼部（７）および前記第２の鋼部（８）が、溶接の前に同じ鋼構成部品（１２、１３）の部分である、請求項３に記載の溶接された鋼構成部品（６、１１）。
  7. 前記第１の鋼部（７）および前記第２の鋼部（８）が、溶接の前に異なる鋼構成部品（７、８）の部分である、請求項３に記載の溶接された鋼構成部品（６、１１）。
  8. 複数の前記溶接線（９）を有する請求項３に記載の溶接された鋼構成部品（６、１１）。
  9. 熱影響領域（１０）と、
    溶接による影響を受けない非影響領域（Ａ）と、
    溶接線（９）と、
    を有し、前記溶接線（９）および前記熱影響領域（１０）の少なくとも一方が、前記非影響領域（Ａ）と本質的に同一の微細構造を有する、請求項１又は２に記載の方法によって製造された、溶接された鋼構成部品（６、１１）。
  10. 前記鋼構成部品（６、１１）が、軸受構成部品（１１、１５、２０、２２、２６、２７、３１）である、請求項１に記載の鋼構成部品（６、１１）を製造する方法。
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