JP2023081955A - Manufacturing method of raceway member - Google Patents

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昌弘 山田
Masahiro Yamada
力 大木
Tsutomu Oki
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Abstract

To provide a raceway member which is suppressed in a dimension change rate of a circumferential face and also is suppressed in the lowering of the hardness of a raceway surface, and a rolling bearing.SOLUTION: An inner ring 12 is composed of carbon steel, and has an inner ring raceway surface 12A extending along a peripheral direction, and an internal peripheral face 12C extending along the peripheral direction and extending along an axial direction as a circumferential face. A residual austenite quantity of the inner ring raceway surface 12A is larger than a residual austenite quantity of the internal peripheral face 12C. A difference between the residual austenite quantity of the inner ring raceway surface 12A and the residual austenite quantity of the internal peripheral face 12C is equal to or larger than 5 vol%. A variation of the residual austenite quantity of the inner ring raceway surface 12A in the peripheral direction is equal to or smaller than 2 vol%.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、軌道部材および転がり軸受に関する。 The present invention relates to raceway members and rolling bearings.

従来の軌道部材は、焼入処理および焼戻処理を含む熱処理が施されることにより、製造されている。一般的に、焼戻処理は、被処理物である成形体全体が雰囲気炉内に収容されることにより、実施される。このように製造された軌道部材は残留オーステナイト量を多く含んでいる。そのため、高温環境下で使用されると、残留オーステナイト量が徐々に分解されることに伴い、該軌道部材の経年寸法変化は大きくなる。 Conventional raceway members are manufactured through heat treatment including hardening and tempering. In general, the tempering treatment is carried out by placing the entire molded article to be treated in an atmosphere furnace. A raceway member manufactured in this manner contains a large amount of retained austenite. Therefore, when used in a high-temperature environment, the amount of retained austenite is gradually decomposed, and the aging dimensional change of the raceway member increases.

高温環境下で使用される軌道部材の寸法変化率は、軸受寿命の観点から、低く抑えられているのが好ましい。例えば内輪の内径面の寸法変化率が低く抑えられていれば、内輪の内径面と軸との嵌め合いに緩みが生じてクリープが発生することを抑制でき、軸受の破損を抑制できる。 It is preferable that the dimensional change rate of the race member used in a high-temperature environment is kept low from the viewpoint of bearing life. For example, if the dimensional change rate of the inner diameter surface of the inner ring is kept low, it is possible to suppress the occurrence of creep due to loosening of the fitting between the inner diameter surface of the inner ring and the shaft, and damage to the bearing can be suppressed.

従来、軌道部材の寸法変化率を低く抑える対策として、軌道部材全体の平均残留オーステナイト量を減らすための焼戻処理が知られている。 Conventionally, tempering treatment for reducing the average amount of retained austenite in the entire raceway member is known as a countermeasure for keeping the rate of dimensional change of the raceway member low.

特開2017-227334号公報には、軌道部材全体の平均残留オーステナイト量を18体積%以下とするために、180℃以上230℃以下の温度で鋼材を焼き戻す技術が開示されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-227334 discloses a technique of tempering a steel material at a temperature of 180° C. or more and 230° C. or less in order to make the average amount of retained austenite in the entire raceway member 18% by volume or less.

特開2017-227334号公報JP 2017-227334 A

しかしながら、従来の上記焼戻処理方法では、成形体全体を焼き戻すため、成形体全体において残留オーステナイトが分解される。さらに、従来の上記焼戻処理方法では、成形体全体において、残留オーステナイトが分解されると同時に、マルテンサイトが分解される。 However, in the conventional tempering treatment method, the entire compact is tempered, so the retained austenite is decomposed in the entire compact. Furthermore, in the conventional tempering treatment method, the retained austenite is decomposed and the martensite is decomposed in the entire compact.

そのため、従来の上記焼戻処理が施されることにより製造された軌道部材では、例えば高温環境下での使用が予定されないために上記条件での焼戻処理が施されずに製造された軌道部材と比べて、軌道面のマルテンサイト量が低く抑えられており、軌道面の硬さが低い。その結果、前者の軌道部材では、後者の軌道部材と比べて、軌道面とは反対側に位置する円周面、すなわち内輪の内径面または外輪の外径面、の寸法変化率は低く抑えられているが、軌道面の硬さが低下している。 For this reason, conventional track members manufactured by performing the above-described tempering treatment are not expected to be used in a high-temperature environment, for example, and are manufactured without being subjected to the above-described tempering treatment. Compared to , the amount of martensite on the raceway surface is kept low, and the hardness of the raceway surface is low. As a result, in the former raceway member, the dimensional change rate of the circumferential surface located on the opposite side of the raceway surface, that is, the inner diameter surface of the inner ring or the outer diameter surface of the outer ring, is suppressed as compared with the latter raceway member. However, the hardness of the raceway surface has decreased.

本発明の主たる目的は、上記円周面の寸法変化率が低く抑えられているとともに、軌道面の硬さの低下が抑制された軌道部材および転がり軸受を提供することにある。 A main object of the present invention is to provide a raceway member and a rolling bearing in which the dimensional change rate of the circumferential surface is kept low and the decrease in hardness of the raceway surface is suppressed.

本発明に係る軌道部材は、炭素鋼からなり、環状に設けられた軌道部材であって、周方向に沿って延在する軌道面と、径方向において軌道面とは反対側に位置する他の面とを有している。軌道面の残留オーステナイト量は他の面の残留オーステナイト量よりも多い。軌道面の残留オーステナイト量と他の面の残留オーステナイト量との差が5体積%以上である。周方向における軌道面の残留オーステナイト量のばらつきが2体積%以下である。 A raceway member according to the present invention is a raceway member made of carbon steel and provided in an annular shape. have a surface and The amount of retained austenite on the raceway surface is greater than the amount of retained austenite on the other surfaces. The difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the other surfaces is 5% by volume or more. Variation in the amount of retained austenite on the raceway surface in the circumferential direction is 2% by volume or less.

上記軌道部材は、浸炭浸窒処理を含む熱処理が施されており、軌道面の残留オーステナイト量と上記他の面の残留オーステナイト量との差が10体積%以上である。 The raceway member is subjected to heat treatment including carbonitriding treatment, and the difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the other surface is 10% by volume or more.

上記軌道部材では、軌道面の硬さが650Hv以上である。上記周方向における前記軌道面の硬さのばらつきが20HV以下である。 In the raceway member, the hardness of the raceway surface is 650 Hv or more. Variation in hardness of the raceway surface in the circumferential direction is 20 HV or less.

上記軌道部材では、上記他の面の硬さが600Hv以上である。 In the track member, the other surface has a hardness of 600 Hv or more.

上記軌道部材では、上記他の面の残留オーステナイト量が5体積%以下である。 In the race member, the amount of retained austenite in the other surface is 5% by volume or less.

上記軌道部材では、全体の平均残留オーステナイト量が10体積%以下である。 In the above raceway member, the overall average amount of retained austenite is 10% by volume or less.

上記軌道部材では、軌道面から上記他の面にかけて、径方向における残留オーステナイト量の低下率が2×102体積%/m以上5×103体積%/m以下である。 In the above raceway member, the rate of decrease in the amount of retained austenite in the radial direction from the raceway surface to the other surface is 2×10 2 volume %/m or more and 5×10 3 volume %/m or less.

上記軌道部材では、軌道面から上記他の面にかけて、径方向における硬さの低下率が5×103HV/m以上4×104HV/m以下である。 In the raceway member, the rate of decrease in hardness in the radial direction from the raceway surface to the other surface is 5×10 3 HV/m or more and 4×10 4 HV/m or less.

本発明に係る転がり軸受は、内輪軌道面と、内輪軌道面とは反対側に位置する内径面とを有する内輪と、内輪軌道面と対向する外輪軌道面を有する外輪と、内輪軌道面と外輪軌道面と接触する複数の転動体とを備える。内輪が上記軌道部材である。内輪軌道面が軌道部材の軌道面である。内径面が軌道部材の他の面である。 A rolling bearing according to the present invention comprises an inner ring having an inner ring raceway surface and an inner diameter surface located opposite to the inner ring raceway surface, an outer ring having an outer ring raceway surface facing the inner ring raceway surface, an inner ring raceway surface and an outer ring. and a plurality of rolling elements in contact with the raceway surface. The inner ring is the raceway member. The inner ring raceway surface is the raceway surface of the raceway member. The inner diameter surface is the other surface of the raceway member.

本発明によれば、上記円周面の寸法変化率が低く抑えられているとともに、軌道面の硬さの低下が抑制された軌道部材および転がり軸受を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a raceway member and a rolling bearing in which the dimensional change rate of the circumferential surface is kept low and the decrease in hardness of the raceway surface is suppressed.

本実施の形態に係る転がり軸受の一例を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing an example of a rolling bearing according to an embodiment; FIG. 本実施の形態に係る軸受部品における残留オーステナイト量の測定方法を説明するための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a method for measuring the amount of retained austenite in the bearing component according to the embodiment; 本実施の形態に係る転がり軸受の製造方法において、焼戻処理の一例を示す上面図である。FIG. 4 is a top view showing an example of tempering treatment in the method of manufacturing a rolling bearing according to the present embodiment; 図3中の矢印IV-IVから視た断面図である。4 is a cross-sectional view as seen from arrow IV-IV in FIG. 3; FIG. 実施例1におけるシミュレーション解析に用いた解析モデルを示す図である。4 is a diagram showing an analysis model used for simulation analysis in Example 1. FIG. 図5に示される解析モデルを用いたシミュレーション解析により得られた、第1周面に対する加熱温度とそのときの第2周面の温度との関係を示すグラフである。6 is a graph showing the relationship between the heating temperature of the first peripheral surface and the temperature of the second peripheral surface at that time, obtained by simulation analysis using the analytical model shown in FIG. 5 . 図5に示される解析モデルを用いたシミュレーション解析により得られた、被加熱部材内部の第1周面から第2周面にかけての温度分布を示す図である。6 is a diagram showing the temperature distribution from the first peripheral surface to the second peripheral surface inside the member to be heated, obtained by simulation analysis using the analysis model shown in FIG. 5; FIG. 実施例2における計算により得られた、周方向における均熱温度のばらつきと周方向における残留オーステナイト量のばらつきとの関係を示すグラフである。7 is a graph showing the relationship between variations in the soaking temperature in the circumferential direction and variations in the amount of retained austenite in the circumferential direction, obtained by calculation in Example 2. FIG. 実施例2における計算により得られた、周方向における均熱温度のばらつきと周方向における硬さのばらつきとの関係を示すグラフである。7 is a graph showing the relationship between variations in soaking temperature in the circumferential direction and variations in hardness in the circumferential direction, obtained by calculation in Example 2. FIG. 実施例3における実験結果の、加熱時間に対する内周面および外周面の各温度変化を示すグラフである。7 is a graph showing temperature changes of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface with respect to the heating time as experimental results in Example 3. FIG. 図10に示される内周面の温度変化の一部を拡大したグラフである。11 is a graph enlarging a part of the temperature change of the inner peripheral surface shown in FIG. 10;

以下に、実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さないものとする。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the drawings below, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

<転がり軸受の構成>
本実施の形態に係る転がり軸受は、例えばラジアル玉軸受であって、より具体的には図1に示される深溝玉軸受1である。深溝玉軸受1は、環状の外輪11と、外輪11の内側に配置された環状の内輪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である複数の玉13とを備えている。外輪11の中心軸は、内輪12の中心軸と重なるように配置されている。なお、本実施の形態に係る転がり軸受は、例えばラジアルころ軸受であって、より具体的には円錐ころ軸受であってもよい。
<Structure of Rolling Bearing>
The rolling bearing according to this embodiment is, for example, a radial ball bearing, more specifically a deep groove ball bearing 1 shown in FIG. The deep groove ball bearing 1 includes an annular outer ring 11, an annular inner ring 12 arranged inside the outer ring 11, and rolling elements arranged between the outer ring 11 and the inner ring 12 and held by an annular retainer 14. A plurality of balls 13 are provided. The central axis of the outer ring 11 is arranged so as to overlap the central axis of the inner ring 12 . The rolling bearing according to the present embodiment may be, for example, a radial roller bearing, more specifically a tapered roller bearing.

外輪11は、内周面11Bと、外径面としての外周面11Cとを有している。外輪11の内周面11Bには、周方向に沿って延在する外輪軌道面11Aが形成されている。内輪12は、径方向において外周側を向いた外周面12Bと、内径面としての内周面12Cとを有している。内輪12の外周面12Bには、周方向に沿って延在する内輪軌道面12Aが形成されている。内輪12は、内輪軌道面12Aが外輪軌道面11Aと対向するように外輪11の内側に配置されている。 The outer ring 11 has an inner peripheral surface 11B and an outer peripheral surface 11C as an outer diameter surface. An outer ring raceway surface 11A extending in the circumferential direction is formed on an inner peripheral surface 11B of the outer ring 11 . The inner ring 12 has an outer peripheral surface 12B facing the outer peripheral side in the radial direction and an inner peripheral surface 12C as an inner diameter surface. An inner ring raceway surface 12A extending in the circumferential direction is formed on an outer peripheral surface 12B of the inner ring 12 . The inner ring 12 is arranged inside the outer ring 11 such that the inner ring raceway surface 12A faces the outer ring raceway surface 11A.

複数の玉13は、転動面13Aにおいて外輪軌道面11Aおよび内輪軌道面12Aに接触し、かつ保持器14により周方向に所定のピッチで配置されている。これにより、複数の玉13は、外輪11および内輪12の円環状の軌道上に転動自在に保持されている。このような構成により、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。なお、内輪12が、本実施の形態に係る軌道部材である。 The plurality of balls 13 are in contact with the outer ring raceway surface 11A and the inner ring raceway surface 12A on the rolling surface 13A, and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction by the retainer 14 . Thereby, the plurality of balls 13 are held on the annular raceway of the outer ring 11 and the inner ring 12 so as to be free to roll. With such a configuration, the outer ring 11 and the inner ring 12 of the deep groove ball bearing 1 are rotatable relative to each other. In addition, the inner ring 12 is the raceway member according to the present embodiment.

内輪12は、周方向に沿って延在する内輪軌道面12Aと、周方向に沿って延在し、かつ軸方向に沿って延びる円周面としての内周面12Cとを有している。内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量は、内周面12Cの残留オーステナイト量よりも多い。内輪12の残留オーステナイト量は、径方向において内輪軌道面12Aから内周面12Cに向かうにつれて、徐々に減少する傾向を示す。 The inner ring 12 has an inner ring raceway surface 12A extending along the circumferential direction and an inner peripheral surface 12C as a circumferential surface extending along the circumferential direction and along the axial direction. The amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A is greater than the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C. The amount of retained austenite in the inner ring 12 shows a tendency to gradually decrease from the inner ring raceway surface 12A toward the inner peripheral surface 12C in the radial direction.

内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との差は、5体積%以上であり、好ましくは10体積%以上である。内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量は、例えば10体積%以上であり、好ましくは15体積%以上である。内周面12Cの残留オーステナイト量は、例えば10体積%未満であり、好ましくは5体積%以下である。内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との上記差は、従来の焼戻処理によって実現される軌道面の残留オーステナイト量と内周面の残留オーステナイト量との差超えであり、後述する本実施の形態に係る焼戻処理により実現される。なお、残留オーステナイト量は、X線回折によって測定されたマルテンサイト相およびオーステナイト相の各回折強度から算出される。 The difference between the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A and the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C is 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more. The amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A is, for example, 10% by volume or more, preferably 15% by volume or more. The amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C is, for example, less than 10% by volume, preferably 5% by volume or less. The difference between the amount of retained austenite on the inner ring raceway surface 12A and the amount of retained austenite on the inner peripheral surface 12C exceeds the difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the inner peripheral surface achieved by conventional tempering treatment. and is realized by a tempering process according to the present embodiment, which will be described later. The amount of retained austenite is calculated from each diffraction intensity of martensite phase and austenite phase measured by X-ray diffraction.

上記周方向における内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量のばらつきは2体積%以下である。言い換えると、内輪軌道面12Aは、上記周方向において残留オーステナイト量が最大値を示す第1領域と、第1領域と上記周方向に間隔を隔てて配置されており、かつ、上記周方向において残留オーステナイト量が最小値を示す第2領域とを有している。内輪軌道面12Aの上記第1領域の残留オーステナイト量と上記第2領域の残留オーステナイト量との差が2体積%以下である。 The variation in the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction is 2% by volume or less. In other words, the inner ring raceway surface 12A is arranged with a first region in which the amount of retained austenite exhibits a maximum value in the circumferential direction, and the first region and the first region are spaced apart in the circumferential direction. and a second region in which the amount of austenite exhibits a minimum value. The difference between the amount of retained austenite in the first region and the amount of retained austenite in the second region of the inner ring raceway surface 12A is 2% by volume or less.

上記周方向における内周面12Cの残留オーステナイト量のばらつきは2体積%以下である。言い換えると、内周面12Cは、上記周方向において残留オーステナイト量が最大値を示す第3領域と、第3領域と上記周方向に間隔を隔てて配置されており、かつ、上記周方向において残留オーステナイト量が最小値を示す第4領域とを有している。内周面12Cの上記第3領域の残留オーステナイト量と上記第4領域の残留オーステナイト量との差が2体積%以下である。上記第1領域は、上記径方向において上記第3領域と重なる領域である。上記第2領域は、上記径方向において上記第4領域と重なる領域である。 Variation in the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C in the circumferential direction is 2% by volume or less. In other words, the inner peripheral surface 12C is arranged with a third region in which the amount of retained austenite exhibits the maximum value in the circumferential direction, and is spaced apart from the third region in the circumferential direction. and a fourth region in which the amount of austenite exhibits a minimum value. The difference between the amount of retained austenite in the third region of the inner peripheral surface 12C and the amount of retained austenite in the fourth region is 2% by volume or less. The first region is a region that overlaps the third region in the radial direction. The second region is a region overlapping the fourth region in the radial direction.

なお、上記周方向における各面の残留オーステナイト量のばらつきは、以下のように算出される。図2に示されるように、まず、第1測定点S1が内輪軌道面12A上の任意の箇所に設定される。次に、第1測定点S1から見て上記周方向にθ(30°)ずれた第2測定点S2、第2測定点S2から見て上記周方向にθ(30°)ずれた第3測定点S3、第3測定点S3から見て上記周方向にθ(30°)ずれた第4測定点S4、第4測定点S4から見て上記周方向にθ(30°)ずれた第5測定点S5、および第5測定点S5から見て上記周方向にθ(30°)ずれた第6測定点S6が、内輪軌道面12A上に設定される。このようにして、内輪12の接触面上に円周方向に沿って30°ずつずれた複数の測定点S1~S6が設定される。なお、各測定点S1~S6は、内輪軌道面12Aの上記軸方向の中央部に設定される。 The variation in the amount of retained austenite on each surface in the circumferential direction is calculated as follows. As shown in FIG. 2, first, a first measurement point S1 is set at an arbitrary location on the inner ring raceway surface 12A. Next, a second measurement point S2 displaced by θ (30°) in the circumferential direction when viewed from the first measurement point S1, and a third measurement displaced by θ (30°) in the circumferential direction when viewed from the second measurement point S2. A point S3, a fourth measurement point S4 displaced by θ (30°) in the circumferential direction when viewed from the third measurement point S3, and a fifth measurement point S4 displaced by θ (30°) in the circumferential direction when viewed from the fourth measurement point S4. A point S5 and a sixth measurement point S6 shifted by θ (30°) in the circumferential direction from the fifth measurement point S5 are set on the inner ring raceway surface 12A. In this manner, a plurality of measurement points S1 to S6 are set on the contact surface of the inner ring 12 along the circumferential direction at intervals of 30°. Each of the measurement points S1 to S6 is set at the central portion of the inner ring raceway surface 12A in the axial direction.

さらに、上記径方向において第1測定点S1とは反対側に位置する第7測定点S7、上記径方向において第2測定点S2とは反対側に位置する第8測定点S8、上記径方向において第3測定点S3とは反対側に位置する第9測定点S9、上記径方向において第4測定点S4とは反対側に位置する第10測定点S10、上記径方向において第5測定点S5とは反対側に位置する第11測定点S11、上記径方向において第6測定点S6とは反対側に位置する第12測定点S12が、内周面12C上に設定される。 Furthermore, a seventh measurement point S7 located on the opposite side of the first measurement point S1 in the radial direction, an eighth measurement point S8 located on the opposite side of the second measurement point S2 in the radial direction, A ninth measuring point S9 located on the opposite side of the third measuring point S3, a tenth measuring point S10 located on the opposite side of the fourth measuring point S4 in the radial direction, and a fifth measuring point S5 in the radial direction. An eleventh measurement point S11 located on the opposite side to the radial direction, and a twelfth measurement point S12 located on the opposite side to the sixth measurement point S6 in the radial direction are set on the inner peripheral surface 12C.

上記周方向における内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量のばらつきは、各測定点S1~S6において測定された残留オーステナイト量のうち最大値と最小値との差として算出される。上記周方向における内周面12Cの残留オーステナイト量のばらつきは、各測定点S7~S12において測定された残留オーステナイト量のうち最大値と最小値との差として算出される。 The variation in the amount of retained austenite of the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction is calculated as the difference between the maximum and minimum values of the amount of retained austenite measured at each of the measurement points S1 to S6. The variation in the amount of retained austenite of the inner peripheral surface 12C in the circumferential direction is calculated as the difference between the maximum and minimum values of the amount of retained austenite measured at the measurement points S7 to S12.

また、内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との上記差は、上記複数の測定点S1~S12のうち、上記径方向に間隔を隔てて配置された2つの測定点間の残留オーステナイト量の差の最小値として算出される。 In addition, the difference between the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A and the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C is obtained by measuring two of the plurality of measurement points S1 to S12 spaced apart in the radial direction. It is calculated as the minimum value of the difference in the amount of retained austenite between points.

内輪12の全体の平均残留オーステナイト量、すなわち内輪12の内輪軌道面12Aから内周面12Cまでの上記径方向の残留オーステナイト量の分布から算出される平均値は、20体積%以下である。好ましくは、内輪12の全体の平均残留オーステナイト量は、10体積%以下である。 The average amount of retained austenite in the entire inner ring 12, that is, the average value calculated from the distribution of the amount of retained austenite in the radial direction from the inner ring raceway surface 12A to the inner peripheral surface 12C of the inner ring 12 is 20% by volume or less. Preferably, the average amount of retained austenite in the entire inner ring 12 is 10% by volume or less.

内輪軌道面12Aから内周面12Cにかけて、上記径方向における残留オーステナイト量の低下率が2×102体積%/m以上5×103体積%/m以下である。上記径方向における残留オーステナイト量の低下率は、内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量、内周面12Cの残留オーステナイト量、および上記径方向に沿った内輪12の断面の残留オーステナイト量から算出される。 From the inner ring raceway surface 12A to the inner peripheral surface 12C, the reduction rate of the amount of retained austenite in the radial direction is 2×10 2 volume %/m or more and 5×10 3 volume %/m or less. The rate of decrease in the amount of retained austenite in the radial direction is calculated from the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A, the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C, and the amount of retained austenite in the cross section of the inner ring 12 along the radial direction.

内輪軌道面12Aの硬さは、内周面12Cの硬さ超えである。内輪軌道面12Aの硬さと内周面12Cの硬さとの差は、例えば50Hv以上であり、好ましくは100Hv以上である。内輪軌道面12Aの硬さは、例えば650Hv以上であり、好ましくは700Hv以上であり、より好ましくは750Hv以上である。内周面12Cの硬さは、例えば600Hv以上700Hv以下である。なお、各表面の硬さは、JIS規格(JJS Z 2244:2009)に規定されるビッカース硬さ試験法にしたがって測定される。 The hardness of the inner ring raceway surface 12A exceeds the hardness of the inner peripheral surface 12C. The difference between the hardness of the inner ring raceway surface 12A and the hardness of the inner peripheral surface 12C is, for example, 50 Hv or more, preferably 100 Hv or more. The hardness of the inner ring raceway surface 12A is, for example, 650 Hv or higher, preferably 700 Hv or higher, and more preferably 750 Hv or higher. The hardness of the inner peripheral surface 12C is, for example, 600 Hv or more and 700 Hv or less. The hardness of each surface is measured according to the Vickers hardness test method defined in JIS (JJS Z 2244:2009).

上記周方向における内輪軌道面12Aの硬さのばらつきは20HV以下である。言い換えると、内輪軌道面12Aは、上記周方向において硬さが最大値を示す第5領域と、第5領域と上記周方向に間隔を隔てて配置されており、かつ、上記周方向において硬さが最小値を示す第6領域とを有している。内輪軌道面12Aの上記第5領域の硬さと上記第6領域の硬さとの差が20HV以下である。上記第1領域は例えば上記第5領域と重なる領域である。上記第2領域は例えば上記第6領域と重なる領域である。 The variation in hardness of the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction is 20 HV or less. In other words, the inner ring raceway surface 12A is arranged with a fifth region having a maximum hardness in the circumferential direction, and is spaced apart from the fifth region in the circumferential direction, and the hardness in the circumferential direction is and a sixth region in which is the minimum value. A difference in hardness between the fifth region and the sixth region of the inner ring raceway surface 12A is 20 HV or less. The first area is, for example, an area overlapping with the fifth area. The second area is, for example, an area that overlaps with the sixth area.

なお、上記周方向における内輪軌道面12Aの硬さのばらつきは、上記測定点S1~S6において測定された硬さのうち最大値と最小値との差として算出される。また、内輪軌道面12Aの硬さと内周面12Cの硬さとの上記差は、上記複数の測定点S1~S12のうち、上記径方向に間隔を隔てて配置された2つの測定点間の硬さの差の最小値として算出される。 The variation in hardness of the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction is calculated as the difference between the maximum and minimum hardness values measured at the measurement points S1 to S6. In addition, the difference between the hardness of the inner ring raceway surface 12A and the hardness of the inner peripheral surface 12C is the hardness between two measurement points spaced apart in the radial direction among the plurality of measurement points S1 to S12. calculated as the minimum difference in height.

内輪軌道面12Aから内周面12Cにかけて、上記径方向における硬さの低下率が5×103HV/m以上4×104HV/m以下である。上記径方向における硬さの低下率は、内輪軌道面12Aの硬さ、内周面12Cの硬さ、および上記径方向に沿った内輪12の断面の硬さから算出される。 From the inner ring raceway surface 12A to the inner peripheral surface 12C, the decrease rate of hardness in the radial direction is 5×10 3 HV/m or more and 4×10 4 HV/m or less. The decrease rate of hardness in the radial direction is calculated from the hardness of the inner ring raceway surface 12A, the hardness of the inner peripheral surface 12C, and the hardness of the cross section of the inner ring 12 along the radial direction.

内輪12は、従来の焼戻処理が施されておりかつ内輪軌道面12Aの硬さが同等とされた従来の内輪と比べて、内周面12Cの残留オーステナイト量が低減されているため、内周面12Cの寸法変化率が低く抑えられている。また、内輪12は、従来の焼戻処理が施されておりかつ内周面12Cの残留オーステナイト量が同等とされた従来の内輪と比べて、内輪軌道面12Aのマルテンサイト量が増加しているため、内輪軌道面12Aの硬さが向上している。内輪12は、従来の内輪と比べて、内周面12Cの寸法安定性向上と内輪軌道面12Aの硬さ向上との両立が実現されている。 The inner ring 12 has a reduced amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C compared to a conventional inner ring in which a conventional tempering treatment is performed and the inner ring raceway surface 12A has the same hardness. The dimensional change rate of the peripheral surface 12C is kept low. In addition, the inner ring 12 has an increased amount of martensite on the inner ring raceway surface 12A compared to a conventional inner ring that has undergone a conventional tempering treatment and that has an equal amount of retained austenite on the inner peripheral surface 12C. Therefore, the hardness of the inner ring raceway surface 12A is improved. The inner ring 12 achieves both improved dimensional stability of the inner peripheral surface 12C and improved hardness of the inner ring raceway surface 12A as compared with conventional inner rings.

上記周方向における内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量の上記ばらつきは、従来の焼戻処理によって実現される軌道面の残留オーステナイト量のばらつきと同等、あるいはそれ以上に抑制されており、後述する本実施の形態に係る焼戻処理により実現される。上記周方向における内周面12Cの残留オーステナイト量の上記ばらつきは、従来の焼戻処理によって実現される軌道面の残留オーステナイト量のばらつきよりも抑制されており、後述する本実施の形態に係る焼戻処理により実現される。 The variation in the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction is suppressed to be equal to or greater than the variation in the amount of retained austenite in the raceway surface realized by conventional tempering treatment, and the present embodiment described later. It is realized by the tempering treatment according to the form of The variation in the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C in the circumferential direction is suppressed more than the variation in the amount of retained austenite in the raceway surface realized by the conventional tempering treatment, and the tempering according to the present embodiment described later is suppressed. It is realized by return processing.

さらに、内輪12は、従来の焼戻処理が施されておりかつ内輪軌道面12Aの硬さが同等とされた従来の内輪と比べて、上記周方向における内周面12Cの残留オーステナイト量のばらつきが低減されているため、上記周方向における内周面12Cの寸法変化率のばらつきも低く抑えられている。また、内輪12は、従来の焼戻処理が施されておりかつ内周面12Cの残留オーステナイト量が同等とされた従来の内輪と比べて、上記周方向における内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量のばらつきが同等、あるいはそれ以上に低減されているため、上記周方向における内輪軌道面12Aのマルテンサイト量のばらつきも同等、あるいはそれ以上に低減されている。そのため、内輪12は、従来の焼戻処理が施されておりかつ内周面12Cの残留オーステナイト量が同等とされた従来の内輪と比べて、上記周方向における内輪軌道面12Aの硬さのばらつきが同等、あるいはそれ以上に低減されている。 Furthermore, the inner ring 12 has a variation in the amount of retained austenite in the inner circumferential surface 12C in the circumferential direction compared to a conventional inner ring in which the conventional tempering treatment is performed and the inner ring raceway surface 12A has the same hardness. is reduced, variation in the dimensional change rate of the inner peripheral surface 12C in the circumferential direction is also suppressed. In addition, the inner ring 12 has a larger amount of retained austenite on the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction than a conventional inner ring that has undergone a conventional tempering treatment and has an equal amount of retained austenite on the inner peripheral surface 12C. Since the variation is reduced to the same level or more, the variation in the amount of martensite on the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction is also reduced to the same level or more. Therefore, the inner ring raceway surface 12A of the inner ring raceway surface 12A has variations in hardness in the circumferential direction compared to a conventional inner ring that has undergone a conventional tempering treatment and that has an equal amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C. is reduced by the same amount or more.

<転がり軸受の製造方法>
本実施の形態に係る転がり軸受は、図3に示される本実施の形態に係る転がり軸受の製造方法により、製造される。図3に示されるように、本実施の形態に係る転がり軸受の製造方法は、内輪12(軌道部材)となるべき成形体を準備する工程(S10)と、成形体に対して焼入硬化処理を行う工程(S20)と、焼入硬化処理が施された成形体に対して焼戻処理を行う工程(S30)と、焼戻処理が施された成形体を研削加工する仕上工程(S40)とを備える。上記工程(S10)~(S40)により、内輪12が製造される。さらに、本実施の形態に係る転がり軸受の製造方法は、外輪11と玉13とを準備して、内輪12、外輪11、および玉13を組み立てる工程(S50)とをさらに備える。
<Manufacturing method of rolling bearing>
The rolling bearing according to this embodiment is manufactured by the manufacturing method of the rolling bearing according to this embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 3, the method of manufacturing a rolling bearing according to the present embodiment comprises a step (S10) of preparing a molded body to be the inner ring 12 (raceway member), and a quench hardening treatment of the molded body. (S20), a step (S30) of tempering the quench-hardening molded body, and a finishing step (S40) of grinding the tempered molded body. and The inner ring 12 is manufactured by the steps (S10) to (S40). Furthermore, the method of manufacturing a rolling bearing according to the present embodiment further includes a step of preparing outer ring 11 and balls 13 and assembling inner ring 12, outer ring 11 and balls 13 (S50).

工程(S10)では、まず、炭素鋼組成を有する鋼材が準備される。鋼材は、例えば過共析鋼からなる。鋼材は、たとえば棒鋼や鋼線などとして準備される。次に、当該鋼材に対して切断、鍛造、旋削などの加工が施される。これにより、内輪12の概略形状に成形加工された鋼材(成形体)が作製される。上記成形体は、径方向において内側を向いた第1周面と、径方向において外側を向いた第2周面とを有している。第1周面が後工程(S40)において研削加工されることにより、内輪12の内周面12Cが形成される。第2周面が後工程(S40)において研削加工されることにより、内輪12の内輪軌道面12Aが形成される。 In step (S10), first, a steel material having a carbon steel composition is prepared. The steel material is, for example, hypereutectoid steel. The steel material is prepared, for example, as a steel bar or steel wire. Next, processing such as cutting, forging, and turning is applied to the steel material. As a result, a steel material (formed body) formed into the approximate shape of the inner ring 12 is produced. The compact has a first circumferential surface facing radially inward and a second circumferential surface facing radially outward. Inner peripheral surface 12C of inner ring 12 is formed by grinding the first peripheral surface in a post-process (S40). Inner ring raceway surface 12A of inner ring 12 is formed by grinding the second circumferential surface in a post-process (S40).

工程(S20)では、先の工程(S10)において準備された成形体に対し、焼入硬化処理が実施される。工程(S20)では、まず、成形体に浸炭浸窒処理が実施される。次に、浸炭浸窒処理によって成形体中に浸入した窒素を拡散させるための窒素拡散処理が実施される。次に、成形体の全体がA1点以上の温度T1に加熱され、均熱のために保持時間t1(均熱時間)だけ保持される。次に、成形体がMs点(マルテンサイト変態点)以下の温度T2にまで冷却される。この冷却処理は、例えば油や水などの冷却液中に対象材が浸漬されることにより実施される。これにより、当該対象材が焼入処理される。なお、焼入硬化処理が実施された成形体の上記第2周面の残留オーステナイト量と上記第1周面の残留オーステナイト量との差は5体積%未満とされている。 In step (S20), a quench hardening treatment is performed on the compact prepared in the previous step (S10). In step (S20), first, the compact is subjected to carbonitriding treatment. Next, a nitrogen diffusion treatment is performed to diffuse the nitrogen that has permeated into the compact due to the carbonitriding treatment. Next, the entire compact is heated to a temperature T 1 above point A 1 and held for a holding time t 1 (soaking time) for soaking. Next, the compact is cooled to a temperature T2 below the Ms point (martensite transformation point). This cooling treatment is performed by immersing the target material in a coolant such as oil or water. As a result, the target material is quenched. In addition, the difference between the amount of retained austenite in the second peripheral surface and the amount of retained austenite in the first peripheral surface of the compact subjected to the quench hardening treatment is less than 5% by volume.

工程(S30)では、先の工程(S20)において焼入硬化処理が実施された成形体に対し、焼戻処理が実施される。焼戻処理では、成形体の上記第2周面が冷却部によって局所的に冷却されながら、上記第1周面が加熱部によって局所的に加熱される。つまり、第1周面に対する加熱開始時から加熱終了時まで、第2周面に対する冷却は継続して実施される。さらに、焼戻処理では、成形体がその周方向に沿って冷却部および加熱部に対して相対的に回転されながら、上記冷却および上記加熱が実施される。 In the step (S30), a tempering treatment is performed on the formed body that has been subjected to the quench hardening treatment in the previous step (S20). In the tempering process, the first peripheral surface is locally heated by the heating unit while the second peripheral surface of the compact is locally cooled by the cooling unit. That is, the second peripheral surface is continuously cooled from the start of heating to the end of heating of the first peripheral surface. Furthermore, in the tempering process, the above-mentioned cooling and heating are performed while the formed body is relatively rotated along its circumferential direction with respect to the cooling section and the heating section.

焼戻処理では、成形体の上記第1周面が焼戻温度T3に加熱され、均熱のために保持時間t2(焼戻時間)だけ保持される。成形体の上記第2周面の到達温度T4は、上記焼戻処理の間上記冷却が施されることにより、焼戻温度T3未満に保持される。なお、到達温度とは、測温される部位での最高温度である。 In the tempering treatment, the first circumferential surface of the compact is heated to the tempering temperature T3 and held for a holding time t2 (tempering time) for soaking. The attained temperature T4 of the second circumferential surface of the compact is kept below the tempering temperature T3 by the cooling during the tempering process. It should be noted that the reached temperature is the maximum temperature at the site where the temperature is measured.

焼戻温度T3および保持時間t2は、内周面12Cに要求される寸法安定性を実現する観点から、内周面12Cの残留オーステナイト量が予め定められた値以下となるように設定される。一方、上記第2周面の到達温度T4は、例えば内輪軌道面12Aに要求される硬さを実現する観点から当該硬さが予め定められた値以上となるように設定される。 The tempering temperature T3 and the holding time t2 are set so that the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C is equal to or less than a predetermined value from the viewpoint of realizing the dimensional stability required for the inner peripheral surface 12C. be. On the other hand, the attained temperature T4 of the second peripheral surface is set so that the hardness is equal to or higher than a predetermined value from the viewpoint of realizing the hardness required for the inner ring raceway surface 12A, for example.

上記のように設定された焼戻温度T3、保持時間t2、および到達温度T4は、例えば図3および図4に示される加熱方法および冷却方法により実現され得る。 Tempering temperature T 3 , holding time t 2 , and ultimate temperature T 4 set as described above can be realized by the heating method and cooling method shown in FIGS. 3 and 4, for example.

図3および図4に示されるように、上記加熱は、例えば誘導加熱により実施される。加熱部としてのコイル30は成形体10において第1周面10Cのみと対向するように配置される。好ましくは上記加熱は高周波誘導加熱により実施される。コイル30には、3kHz以上の交流電流が供給される。上記加熱が高周波誘導加熱により実施される場合、それよりも低周波数の交流電流がコイル30に供給される誘導加熱と比べて、径方向において第2周面10A側の温度上昇が抑制されるため、焼戻温度T3と上記到達温度T4との差が大きくなる。なお、上記加熱は、誘導加熱に限られるものではなく、例えば接触加熱、遠赤外線加熱等であってもよい。図3に示されるように、上記加熱部は、成形体10の上記周方向における一部を加熱するように設けられていてもよい。コイル30は、例えば成形体10の上記周方向における一部と、上記径方向において対向するように配置されている。上記加熱部による上記加熱は、例えば熱電対等によって測定された第1周面10Cの温度が予め定められた設定温度に近づくように、フィードバック制御される。 As shown in FIGS. 3 and 4, the heating is performed by induction heating, for example. A coil 30 as a heating portion is arranged in the compact 10 so as to face only the first peripheral surface 10C. Preferably, the heating is performed by high frequency induction heating. An alternating current of 3 kHz or more is supplied to the coil 30 . When the heating is performed by high-frequency induction heating, the temperature rise on the second peripheral surface 10A side in the radial direction is suppressed compared to induction heating in which an alternating current with a lower frequency is supplied to the coil 30. , the difference between the tempering temperature T3 and the attained temperature T4 increases. The heating is not limited to induction heating, and may be contact heating, far-infrared heating, or the like. As shown in FIG. 3, the heating section may be provided so as to heat a portion of the molded body 10 in the circumferential direction. The coil 30 is arranged, for example, so as to face a portion of the molded body 10 in the circumferential direction in the radial direction. The heating by the heating unit is feedback-controlled so that the temperature of the first peripheral surface 10C measured by a thermocouple or the like approaches a predetermined set temperature.

図4に示されるように、上記冷却は、例えば水などの冷却溶媒を成形体10の第2周面10Aに供給することにより実施される。好ましくは、上記冷却は、第1周面10Cを冷却しないように実施される。上記冷却は、第2周面10Aに供給される水が第1周面10Cには供給されないように実施される。冷却部としての噴射部31は、例えば成形体10において第2周面10Aのみと対向するように配置されて、第2周面10Aに対して水を噴射する。噴射部31から噴射される冷却溶媒の流量は、例えば20L/分以上40L/分以下である。図3に示されるように、上記冷却部は、成形体10の上記周方向における一部を冷却するように設けられていてもよい。上記加熱部および上記冷却部は、例えば上記径方向において成形体10の上記周方向における一部を挟むように配置されている。噴射部31は、例えば成形体10の上記周方向における一部と、上記径方向において対向するように配置されている。なお、上記冷却は、第2周面10Aのうち、少なくとも後工程(S40)において内輪軌道面12Aを形成するために研削加工が施される領域に対して実施されればよい。 As shown in FIG. 4, the cooling is performed by supplying a cooling solvent such as water to the second peripheral surface 10A of the compact 10. As shown in FIG. Preferably, the cooling is performed so as not to cool the first peripheral surface 10C. The cooling is performed so that the water supplied to the second peripheral surface 10A is not supplied to the first peripheral surface 10C. The injection part 31 as a cooling part is arranged, for example, so as to face only the second peripheral surface 10A in the molded body 10, and injects water to the second peripheral surface 10A. The flow rate of the cooling solvent injected from the injection part 31 is, for example, 20 L/min or more and 40 L/min or less. As shown in FIG. 3, the cooling section may be provided so as to cool a portion of the molded body 10 in the circumferential direction. The heating section and the cooling section are arranged, for example, so as to sandwich a portion of the molded body 10 in the circumferential direction in the radial direction. The injection part 31 is arranged, for example, so as to face a portion of the molded body 10 in the circumferential direction in the radial direction. In addition, the cooling may be performed at least on a region of the second circumferential surface 10A that is to be ground in order to form the inner ring raceway surface 12A in the post-process (S40).

上記加熱および上記冷却は、コイル30および噴射部31に対し、成形体10を周方向に回転させることにより実施される。上記回転は、例えば成形体10を支持する図示しない支持部と、支持部を上記周方向に回転させる駆動部とによって実施される。支持部は、例えば軸方向が鉛直方向に沿うように配置された成形体10の、下方を向いた端面を支持するように設けられている。支持部の一部は、例えば成形体10、コイル30、および噴射部31とともに、上記加熱および上記冷却が実施される図示しないチャンバ内に配置されており、支持部の残部は、例えば上記チャンバの外に配置されている。駆動部は、例えば支持部の上記残部に接続されており、上記チャンバの外に配置されている。支持部および駆動部による成形体10の回転速度は、例えば100rpm以上150rpm以下である。 The heating and cooling are performed by rotating the compact 10 in the circumferential direction with respect to the coil 30 and the injection section 31 . The rotation is carried out, for example, by a support section (not shown) that supports the molded body 10 and a driving section that rotates the support section in the circumferential direction. The support portion is provided so as to support the downward facing end face of the molded body 10 arranged such that the axial direction thereof extends along the vertical direction, for example. A part of the support is arranged, for example, together with the molded body 10, the coil 30, and the injection part 31, in a chamber (not shown) in which the heating and the cooling are performed, and the rest of the support is, for example, in the chamber. placed outside. A drive part, for example connected to the rest of the support part, is arranged outside the chamber. The rotation speed of the molded body 10 by the supporting portion and the driving portion is, for example, 100 rpm or more and 150 rpm or less.

なお、上記焼戻処理は、複数の成形体10に対して連続して実施されてもよい。この場合、支持部は、上記軸方向に積層された複数の成形体10のうち最も下方に位置しかつチャンバに投入される前の成形体を、下方から支持するように設けられていてもよい。つまり、支持部の全体がチャンバの外に配置されていてもよい。この場合、複数の成形体10は、例えばそのうちの1つの成形体10に対して上記焼戻処理が施された後に、1つの成形体10の上記軸方向の幅分だけ上方に搬送されて、該1つの成形体10の下に積層された成形体10に対する上記焼戻処理が開始される。上記焼戻処理が施された成形体10は、例えば上記チャンバの上方に設けられた搬出口からチャンバの外部に搬出される。 Note that the tempering treatment may be continuously performed on a plurality of compacts 10 . In this case, the support part may be provided so as to support from below the molded body positioned at the lowest position among the plurality of molded bodies 10 stacked in the axial direction and before being put into the chamber. . That is, the entire support may be arranged outside the chamber. In this case, for example, after one of the plurality of molded bodies 10 is subjected to the tempering treatment, the molded body 10 is conveyed upward by the width of the one molded body 10 in the axial direction. The above-described tempering treatment for the compacts 10 stacked under the one compact 10 is started. The molded body 10 that has undergone the tempering treatment is carried out of the chamber through, for example, a carry-out port provided above the chamber.

なお、焼戻温度T3、保持時間t2、および到達温度T4の各設定値は、例えば以下の数式1、数式2および数式3に基づいて設定される。 The set values of the tempering temperature T3 , the holding time t2 , and the ultimate temperature T4 are set based on, for example, the following Equations 1, 2, and 3.

Figure 2023081955000002
Figure 2023081955000002

Figure 2023081955000003
Figure 2023081955000003

Figure 2023081955000004
Figure 2023081955000004

上記数式1は、焼戻温度T3(単位:℃)と上記到達温度T4(単位:℃)との関係を予測する予測式である。本発明者らは、上記加熱が第1周面に対する誘導加熱により実施され、かつ上記冷却が第2周面に対する水の噴射により実施される場合の、成形体を模擬した被加熱部材内の温度分布をシミュレーション解析した。上記数式1は、本発明者らが上記シミュレーション解析の結果から求めたものである。解析の結果、上記到達温度T4が焼戻温度T3に対して線形に変化することが確認された(図6参照)。シミュレーション解析の詳細は後述する。なお、加熱方法および冷却方法の少なくともいずれかが上記とは異なる方法により実施される場合、上記数式1が当該異なる方法における予測式に変更される。 The formula 1 is a prediction formula for predicting the relationship between the tempering temperature T 3 (unit: °C) and the ultimate temperature T 4 (unit: °C). The present inventors have found that the temperature in the heated member simulating the molded body when the heating is performed by induction heating on the first peripheral surface and the cooling is performed by spraying water on the second peripheral surface The distribution was simulated and analyzed. Equation 1 above is obtained by the present inventors from the results of the above simulation analysis. As a result of the analysis, it was confirmed that the ultimate temperature T4 changes linearly with respect to the tempering temperature T3 (see FIG. 6). Details of the simulation analysis will be described later. Note that when at least one of the heating method and the cooling method is performed by a method different from the above, Equation 1 above is changed to a prediction formula for the different method.

上記数式2は、焼戻処理時の到達温度T(単位:K)、保持時間t2(単位:秒)および焼戻処理後の第1周面の残留オーステナイト量γ(単位:体積%)の関係を予測する予測式である。上記数式2中のRは気体定数である。焼戻処理後の第1周面の残留オーステナイト量γは、数式2中の到達温度Tに焼戻温度T3を代入することにより算出される。焼戻処理後の第2周面の残留オーステナイト量γは、数式2中の到達温度Tに到達温度T4を代入することにより算出される。上記数式2は、非特許文献1(井上毅、「新しい焼もどしパラメータとその連続昇温曲線に沿った焼もどし効果の積算法への応用」鉄と鋼,66,10(1980)1533.)に記載されている硬さと焼戻温度との関係式に基づき、本発明者らが実験的に求めたものである。 The above formula 2 is the ultimate temperature T (unit: K) during tempering, the holding time t 2 (unit: seconds), and the amount of retained austenite γ (unit: volume%) on the first peripheral surface after tempering. It is a prediction formula that predicts the relationship. R in Equation 2 above is a gas constant. The retained austenite amount γ of the first circumferential surface after tempering is calculated by substituting the tempering temperature T3 for the attained temperature T in Equation (2). The amount of retained austenite γ of the second circumferential surface after tempering is calculated by substituting the reached temperature T4 for the reached temperature T in Equation (2). Equation 2 above is derived from Non-Patent Document 1 (Takeshi Inoue, "New Tempering Parameters and Application to Integrating Method of Tempering Effect Along Its Continuous Temperature Rise Curve," Tetsu to Hagane, 66, 10 (1980) 1533.) was experimentally obtained by the present inventors based on the relational expression between hardness and tempering temperature described in .

上記数式3は、焼戻処理時の到達温度T(単位:K)、保持時間t2(単位:秒)および焼戻処理後の第2周面の硬さM(単位:HV)の関係を予測する予測式である。焼戻処理後の第1周面の硬さMは、数式3中の到達温度Tに焼戻温度T3を代入することにより算出される。焼戻処理後の第2周面の硬さMは、数式3中の到達温度Tに到達温度T4を代入することにより算出される。上記数式3は、特開平10-102137号公報に記載されている残留オーステナイト量と焼戻温度との関係式に基づき、本発明者らが実験的に求めたものである。 The above formula 3 expresses the relationship between the ultimate temperature T (unit: K) during tempering, the holding time t 2 (unit: seconds), and the hardness M (unit: HV) of the second peripheral surface after tempering. It is a prediction formula for prediction. The hardness M of the first circumferential surface after tempering is calculated by substituting the tempering temperature T3 for the ultimate temperature T in Equation 3. The hardness M of the second circumferential surface after tempering is calculated by substituting the ultimate temperature T4 in Equation 3 for the ultimate temperature T4 . Equation 3 was obtained experimentally by the present inventors based on the relational expression between the amount of retained austenite and the tempering temperature described in JP-A-10-102137.

具体的には、焼戻温度T3、保持時間t2、および到達温度T4の各設定値は、上記数式1、数式2および数式3に基づいて、例えば以下のように設定され得る。 Specifically, each set value of the tempering temperature T 3 , the holding time t 2 , and the ultimate temperature T 4 can be set, for example, as follows based on Equations 1, 2, and 3 above.

まず、上記数式2から、第1周面の残留オーステナイト量および成形体10の全体の平均残留オーステナイト量が上記予め定められた値以下となるように、焼戻温度T3の上限値および保持時間t2の下限値が設定される。さらに、上記数式3から、第2周面の硬さが上記予め定められた値以上となるように、上記到達温度T4の下限値および保持時間t2の上限値が設定される。次に、上記数式1から、上記数式2に基づいて設定された焼戻温度T3の上限値が実現されるときの上記到達温度T4の上限値が見積もられる。あるいは、上記数式1から、上記数式3に基づいて設定された上記到達温度T4の下限値が実現されるときの上記焼戻温度T3の下限値が見積もられる。次に、上記のように見積もられた焼戻温度T3、到達温度T4、保持時間t2の各上限値または下限値に基づいて、それぞれの設定値が定められる。 First, from the above formula 2, the upper limit of the tempering temperature T 3 and the holding time so that the amount of retained austenite in the first peripheral surface and the average amount of retained austenite in the entire molded body 10 are equal to or less than the predetermined value. A lower bound for t2 is set. Furthermore, from the above Equation 3, the lower limit of the attained temperature T4 and the upper limit of the holding time t2 are set such that the hardness of the second peripheral surface is equal to or higher than the predetermined value. Next, from Equation 1, the upper limit of the ultimate temperature T4 when the upper limit of the tempering temperature T3 set based on Equation 2 is realized is estimated. Alternatively, the lower limit value of the tempering temperature T3 when the lower limit value of the ultimate temperature T4 set based on the above formula 3 is realized is estimated from the above formula 1. Next, based on the upper and lower limits of the tempering temperature T 3 , the ultimate temperature T 4 , and the holding time t 2 estimated as described above, respective set values are determined.

工程(S40)では、少なくとも上記成形体10の上記第2周面10Aに対して研削加工が実施される。これにより、内輪軌道面12Aを有する内輪12が形成される。なお、上記成形体の上記第1周面10Cに対する研削加工が実施されない場合、内周面12Cは焼戻処理が施された第1周面である。また、上記成形体の上記第1周面に対する研削加工が実施される場合、内周面12Cは焼戻処理が施された第1周面に対する研削加工により形成された面である。 In the step (S40), at least the second peripheral surface 10A of the molded body 10 is ground. Thereby, the inner ring 12 having the inner ring raceway surface 12A is formed. When the first peripheral surface 10C of the compact is not ground, the inner peripheral surface 12C is the tempered first peripheral surface. Further, when the first peripheral surface of the compact is ground, the inner peripheral surface 12C is a surface formed by grinding the tempered first peripheral surface.

工程(S50)では、外輪11と玉13とが準備される。次に、先の工程(S40)において製造された内輪12と、準備された外輪11および玉13とが組み立てられる。これにより、図1に示される深溝玉軸受1が製造される。 In step (S50), outer ring 11 and ball 13 are prepared. Next, the inner ring 12 manufactured in the previous step (S40) and the prepared outer ring 11 and balls 13 are assembled. Thereby, the deep groove ball bearing 1 shown in FIG. 1 is manufactured.

<変形例>
上記工程(S20)では、浸炭浸窒処理が実施されるが、浸炭浸窒処理は実施されなくてもよい。この場合の焼入処理後の成形体の残留オーステナイト量は、浸炭処理が実施される場合のそれと比べて全体的に少なくなる。そのため、この場合の内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との差は、浸炭浸窒処理が実施される場合のそれと比べて小さくなる。しかし、この場合にも上記焼戻処理が実施されていることにより、上記差は上記焼戻処理が実施されていない従来の内輪のそれと比べて大きくなる。つまり、浸炭浸窒処理が実施されずに製造された内輪12においても、上記焼戻処理が実施されていることにより、内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との差は5体積%以上とされ得る。
<Modification>
In the above step (S20), the carbonitriding treatment is performed, but the carbonitriding treatment may not be performed. In this case, the amount of retained austenite in the molded body after quenching treatment is generally smaller than that when carburizing treatment is performed. Therefore, the difference between the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A and the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C in this case is smaller than that in the case where the carbonitriding treatment is performed. However, even in this case, since the tempering treatment is performed, the difference is larger than that of the conventional inner ring which is not subjected to the tempering treatment. In other words, even in the inner ring 12 manufactured without the carbo-nitriding treatment, the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A and the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C are reduced by the tempering treatment. The difference can be 5% by volume or more.

また、内輪12とともに、外輪11も、本実施の形態に係る軌道部材として構成されていてもよい。この場合、外輪軌道面11Aの残留オーステナイト量と円周面としての外周面11Cの残留オーステナイト量との差が、5体積%以上であり、好ましくは10体積%以上である。 Further, together with the inner ring 12, the outer ring 11 may also be configured as a raceway member according to the present embodiment. In this case, the difference between the amount of retained austenite in the outer ring raceway surface 11A and the amount of retained austenite in the outer peripheral surface 11C as the circumferential surface is 5% by volume or more, preferably 10% by volume or more.

<作用効果>
本実施の形態に係る軌道部材としての内輪12は、過共析鋼からなり、環状に設けられた軌道部材であって、上記周方向に沿って延在する軌道面12Aと、径方向において軌道面12Aとは反対側に位置する内周面12Cとを有している。軌道面12Aの残留オーステナイト量は内周面12Cの残留オーステナイト量よりも多い。軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との差が5体積%以上である。上記周方向における軌道面12Aの残留オーステナイト量のばらつきが2体積%以下である。
<Effect>
The inner ring 12 as a raceway member according to the present embodiment is made of hypereutectoid steel and is a raceway member provided in an annular shape. It has an inner peripheral surface 12C located on the opposite side of the surface 12A. The amount of retained austenite on the raceway surface 12A is greater than the amount of retained austenite on the inner circumferential surface 12C. The difference between the amount of retained austenite in the raceway surface 12A and the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C is 5% by volume or more. Variation in the amount of retained austenite on the raceway surface 12A in the circumferential direction is 2% by volume or less.

従来の焼戻処理では、成形体の全体が雰囲気炉内で加熱されるため、軌道面となるべき領域の残留オーステナイトおよびマルテンサイトが分解される。そのため、このような従来の上記焼戻処理により製造される第1比較例としての内輪では、軌道面の残留オーステナイト量と内径面の残留オーステナイト量との差は5体積%未満となる。その結果、当該内輪では、内径面の寸法安定性と軌道面の硬さとはトレードオフの関係を示し、両者を同時に高めることは困難であった。 In the conventional tempering treatment, the entire molded body is heated in an atmosphere furnace, so the retained austenite and martensite in the region that should become the raceway surface are decomposed. Therefore, in the inner ring as the first comparative example manufactured by such conventional tempering treatment, the difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the inner diameter surface is less than 5% by volume. As a result, the inner ring has a trade-off relationship between the dimensional stability of the inner diameter surface and the hardness of the raceway surface, and it has been difficult to improve both at the same time.

また、焼戻処理において、仮に成形体の第1周面のみに対する局所的な加熱が実施されたとしても、第2周面に対する局所的な冷却が実施されなければ、焼戻処理における第2周面の到達温度が高くなり、残留オーステナイトおよびマルテンサイトの分解が進行する。その結果、上記加熱のみが実施され上記冷却が実施されない焼戻処理により製造される第2比較例としての内輪においても、軌道面の残留オーステナイト量と内径面の残留オーステナイト量との差は5体積%未満となる。その結果、当該内輪においても、内径面の寸法安定性と軌道面の硬さとはトレードオフの関係を示し、両者を同時に高めることは困難である。 Also, in the tempering process, even if only the first peripheral surface of the molded body is locally heated, if the second peripheral surface is not locally cooled, the second peripheral surface in the tempering process The surface reaches a higher temperature, and decomposition of retained austenite and martensite proceeds. As a result, the difference between the retained austenite amount on the raceway surface and the retained austenite amount on the inner diameter surface was 5 volumes even in the inner ring as the second comparative example manufactured by the tempering treatment in which only the heating was performed and the cooling was not performed. %. As a result, even in this inner ring, there is a trade-off relationship between the dimensional stability of the inner diameter surface and the hardness of the raceway surface, and it is difficult to improve both at the same time.

これに対し、本実施の形態に係る焼戻処理では、成形体の第1周面が局所的に加熱されかつ成形体の第2周面が局所的に冷却される。上記内輪12は、本実施の形態に係る焼戻処理が施されることにより、製造されたものである。そのため、第2周面に基づいて形成された内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量は、第1周面に基づいて形成された内周面12Cの残留オーステナイト量よりも、5体積%以上多くなる。 In contrast, in the tempering treatment according to the present embodiment, the first peripheral surface of the compact is locally heated and the second peripheral surface of the compact is locally cooled. The inner ring 12 is manufactured by performing the tempering treatment according to the present embodiment. Therefore, the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A formed based on the second peripheral surface is greater than the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C formed based on the first peripheral surface by 5% by volume or more.

その結果、内輪12では、内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて多く、かつ内周面12Cの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて少なくされ得る。このような内輪12では、上記第1比較例および第2比較例の内輪と比べて、内周面12Cの寸法安定性および内輪軌道面12Aの硬さが同時に高められている。 As a result, in the inner ring 12, the amount of retained austenite on the inner ring raceway surface 12A is greater than that of the inner rings of the first and second comparative examples, and the amount of retained austenite on the inner peripheral surface 12C is greater than that of the inner ring of the first and second comparative examples. It can be reduced compared to that of the inner ring of the second comparative example. In such an inner ring 12, the dimensional stability of the inner peripheral surface 12C and the hardness of the inner ring raceway surface 12A are simultaneously enhanced as compared with the inner rings of the first and second comparative examples.

また、内輪12では、内周面12Cの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて同等とされ、かつ内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて多くされ得る。このような内輪12では、内周面12Cの寸法安定性が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと同等とされるとともに、内輪軌道面12Aの硬さが上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて大きく向上している。 In addition, in the inner ring 12, the amount of retained austenite in the inner peripheral surface 12C is the same as that of the inner rings in the first and second comparative examples, and the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A is the same as in the first comparative example. and can be increased compared to that of the inner ring of the second comparative example. In such an inner ring 12, the dimensional stability of the inner peripheral surface 12C is equivalent to that of the inner rings of the first and second comparative examples, and the hardness of the inner ring raceway surface 12A is the same as that of the inner rings of the first and second comparative examples. This is greatly improved compared to that of the inner ring of the second comparative example.

また、内輪12では、内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて同等とされ、かつ内周面12Cの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて少なくされ得る。このような内輪12では、内輪軌道面12Aの硬さが上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと同等とされるとともに、内周面12Cの寸法安定性が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて大きく向上している。 In the inner ring 12, the amount of retained austenite on the inner ring raceway surface 12A is the same as that of the inner rings of the first and second comparative examples, and the amount of retained austenite on the inner peripheral surface 12C is the same as that of the inner ring of the first comparative example. and can be reduced compared to that of the inner ring of the second comparative example. In such an inner ring 12, the hardness of the inner ring raceway surface 12A is the same as that of the inner rings of the first and second comparative examples, and the dimensional stability of the inner peripheral surface 12C is the same as that of the first and second comparative examples. This is greatly improved compared to that of the inner ring of the second comparative example.

また、上述のようにコイル30および噴射部31が上記周方向における成形体10の一部を加熱および冷却するように設けられており、かつ上記加熱および上記冷却がコイル30および噴射部31に対して固定された成形体10に施される場合、コイル30の環状部分と、環状部分の両端に接続されたリード部分との接続箇所付近で磁束密度が低下し、被加熱部材のうち上記径方向において当該接続箇所と対向するように配置された部分の温度が被加熱部材のうち上記径方向において環状部分と対向するように配置された他の部分の温度よりも低くなるおそれがある。 In addition, as described above, the coil 30 and the injection section 31 are provided so as to heat and cool a part of the molded body 10 in the circumferential direction, and the heating and the cooling are applied to the coil 30 and the injection section 31. When it is applied to the compact 10 fixed by the heating, the magnetic flux density decreases in the vicinity of the connection between the annular portion of the coil 30 and the lead portions connected to both ends of the annular portion, and the radial direction of the member to be heated is reduced. There is a possibility that the temperature of the portion of the heated member that is arranged to face the connection point in the above may be lower than the temperature of the other portion of the heated member that is arranged to face the annular portion in the radial direction.

これに対し、本実施の形態に係る焼戻処理では、上記加熱および上記冷却が、コイル30および噴射部31に対し、成形体10を周方向に回転させることにより実施される。上記内輪12は、本実施の形態に係る焼戻処理が施されることにより、製造されたものである。そのため、上述のようにコイル30および噴射部31が上記周方向における成形体10の一部を加熱および冷却するように設けられていても、第1周面に基づいて形成された内周面12Cおよび第2周面に基づいて形成された内輪軌道面12Aの各残留オーステナイト量の上記周方向のばらつきは、2体積%以下となる。その結果、内輪12では、上記周方向における内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量のばらつきが、上記加熱および上記冷却がコイル30および噴射部31に対して固定された成形体10に施される場合のそれと比べて、低減されている。さらに、内輪12では、上記周方向における内周面12Cの残留オーステナイト量のばらつきが、上記加熱および上記冷却がコイル30および噴射部31に対して固定された成形体10に施される場合のそれと比べて、低減されている。このような内輪12では、上記加熱および上記冷却がコイル30および噴射部31に対して固定された成形体10に施される場合と比べて、上記周方向における内周面12Cの寸法安定性のばらつき、および上記周方向における内輪軌道面12Aの硬さのばらつきが、同時に低減されている。 In contrast, in the tempering process according to the present embodiment, the heating and the cooling are performed by rotating molded body 10 in the circumferential direction with respect to coil 30 and jetting section 31 . The inner ring 12 is manufactured by performing the tempering treatment according to the present embodiment. Therefore, even if the coil 30 and the injection part 31 are provided so as to heat and cool a part of the molded body 10 in the circumferential direction as described above, the inner peripheral surface 12C formed based on the first peripheral surface The variation in the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A formed on the basis of the second circumferential surface and the second circumferential surface is 2% by volume or less in the circumferential direction. As a result, in the inner ring 12, the variation in the amount of retained austenite of the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction is the same as that when the molded body 10 fixed to the coil 30 and the injection portion 31 is subjected to the heating and the cooling. reduced by comparison. Furthermore, in the inner ring 12, the variation in the amount of retained austenite on the inner peripheral surface 12C in the circumferential direction is similar to that in the case where the molding 10 fixed to the coil 30 and the injection part 31 is subjected to the above heating and cooling. reduced in comparison. In such an inner ring 12, the dimensional stability of the inner circumferential surface 12C in the circumferential direction is higher than in the case where the heating and cooling are applied to the compact 10 fixed to the coil 30 and the injection portion 31. Variation and variation in hardness of the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction are reduced at the same time.

なお、上記焼戻処理を実施するための加熱部および冷却部が上記周方向における成形体10の全体に対して加熱および冷却を行うように設けられている場合、このような加熱部および冷却部は上記コイル30および噴射部31と比べて高価となるため、内輪の製造コストも高くなる。つまり、上記内輪12では、このような加熱部および冷却部を用いて製造される内輪と比べて、製造コストが低減されながらも、上記周方向における内周面12Cの寸法安定性のばらつき、および上記周方向における内輪軌道面12Aの硬さのばらつきが、同時に低減されている。 In addition, when the heating unit and the cooling unit for performing the tempering treatment are provided so as to heat and cool the entire molded body 10 in the circumferential direction, such a heating unit and the cooling unit is more expensive than the coil 30 and the injection part 31, so the manufacturing cost of the inner ring also increases. In other words, the inner ring 12 is less expensive to manufacture than an inner ring manufactured using such a heating section and a cooling section. At the same time, variations in hardness of the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction are reduced.

好ましくは、内輪12は、浸炭浸窒処理を含む熱処理が施されている。この場合、上述のように、軌道面の残留オーステナイト量と円周面の残留オーステナイト量との差が10体積%以上とされ得る。そのため、このような内輪12では、上記第1比較例および第2比較例の内輪と比べて、内周面12Cの寸法安定性および内輪軌道面12Aの硬さが同時にかつ大きく向上している。 Preferably, the inner ring 12 is subjected to heat treatment including carbonitriding. In this case, as described above, the difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the circumferential surface can be 10% by volume or more. Therefore, in such an inner ring 12, the dimensional stability of the inner peripheral surface 12C and the hardness of the inner ring raceway surface 12A are simultaneously and greatly improved compared to the inner rings of the first and second comparative examples.

本実施の形態に係る焼戻処理は、従来の焼戻処理と比べて、成形体の上記第2周面のマルテンサイトの分解を抑制することができる。そのため、内輪12の内輪軌道面12Aの硬さは、650Hv以上とされ得る。つまり、内輪軌道面12Aの硬さは、上記第1比較例および第2比較例の内輪の軌道面の硬さ超えとされ得る。さらに、上述のように、本実施の形態に係る焼戻処理によって、内輪軌道面12Aの各残留オーステナイト量の上記周方向のばらつきは2体積%以下となる。そのため、上記周方向における内輪12の内輪軌道面12Aの硬さのばらつきは、20Hv以下とされ得る。 The tempering treatment according to the present embodiment can suppress the decomposition of the martensite on the second peripheral surface of the formed body as compared with the conventional tempering treatment. Therefore, the hardness of the inner ring raceway surface 12A of the inner ring 12 can be 650 Hv or more. That is, the hardness of the inner ring raceway surface 12A can exceed the hardness of the inner ring raceway surfaces of the first and second comparative examples. Furthermore, as described above, the tempering treatment according to the present embodiment reduces the variation in the amount of retained austenite in the inner ring raceway surface 12A in the circumferential direction to 2% by volume or less. Therefore, the variation in hardness of the inner ring raceway surface 12A of the inner ring 12 in the circumferential direction can be 20 Hv or less.

上記内輪12は、ラジアル軸受である深溝玉軸受1または円錐ころ軸受の内輪であり、内周面12Cは径方向において内輪軌道面12Aとは反対側に位置する面である。上記内輪12を備える深溝玉軸受1は、上記第1比較例および第2比較例の内輪を備える深溝玉軸受と比べて、内周面12Cの寸法安定性と内輪軌道面12Aの硬さとが同時に高められているため、高寿命である。 The inner ring 12 is the inner ring of the deep groove ball bearing 1 or tapered roller bearing, which is a radial bearing, and the inner peripheral surface 12C is a surface located on the opposite side of the inner ring raceway surface 12A in the radial direction. The deep groove ball bearing 1 including the inner ring 12 has the dimensional stability of the inner peripheral surface 12C and the hardness of the inner ring raceway surface 12A at the same time as compared with the deep groove ball bearings including the inner rings of the first and second comparative examples. It has a long service life because it is enhanced.

(実施例1)
上述した実施の形態に係る焼戻処理に関し、シミュレーション解析を行った。シミュレーション解析は、有限要素法による熱伝導解析により行った。まず、上記成形体を模擬した被加熱部材は、JIS規格 SUJ2からなり、軸方向の厚さが3mmのリングとした。また、該被加熱部材、上記焼入処理が施されたものとした。この被加熱部材を、図5に示される解析モデルを用いて上記焼戻処理を模擬し、そのときの被加熱部材内部の温度分布を解析した。本解析モデルでは、成形体の第1周面に対する上記加熱を誘導加熱、第2周面に対する上記冷却を水冷とする焼戻条件を設定した。また、第2周面に適当な熱伝達係数を与えて、水冷を模擬した。このような解析モデルにおいて、第1周面に対する加熱温度、すなわち焼戻温度を180℃以上490℃以下とし、保持時間を1分としたときの、成形体内部の温度分布を解析した。図6および図7に解析結果を示す。
(Example 1)
A simulation analysis was performed with respect to the tempering process according to the embodiment described above. Simulation analysis was performed by heat conduction analysis using the finite element method. First, the member to be heated simulating the above compact was a ring made of JIS SUJ2 and having a thickness of 3 mm in the axial direction. Also, the member to be heated was subjected to the above quenching treatment. The tempering process was simulated for this heated member using the analysis model shown in FIG. 5, and the temperature distribution inside the heated member at that time was analyzed. In this analysis model, tempering conditions were set such that the first peripheral surface of the compact was heated by induction heating, and the second peripheral surface was cooled by water cooling. Also, water cooling was simulated by giving an appropriate heat transfer coefficient to the second circumferential surface. In such an analysis model, the temperature distribution inside the compact was analyzed when the heating temperature for the first peripheral surface, that is, the tempering temperature, was 180° C. or higher and 490° C. or lower, and the holding time was 1 minute. 6 and 7 show the analysis results.

図6は、第1周面に対する加熱温度を180℃以上490℃以下とし、保持時間を1分としたときの、該加熱温度と上記冷却が施されている第2周面の到達温度との関係を示すグラフである。図6の横軸は第1周面に対する加熱温度(単位:℃)を示し、図6の縦軸は第2周面の到達温度(単位:℃)を示す。図6に示されるように、第2周面の到達温度は第1周面に対する加熱温度に対して線形に変化した。図6のグラフから、上記数式1が導出された。図6から、上記加熱および上記冷却が同時に実施されることにより、第1周面と第2周面との温度差を十分に大きくすることができ、第1周面の残留オーステナイト量と第2周面の残留オーステナイト量との差を5体積%以上とすることができることが確認された。 FIG. 6 shows the difference between the heating temperature and the temperature of the second peripheral surface that is subjected to the cooling when the heating temperature for the first peripheral surface is 180 ° C. or higher and 490 ° C. or lower and the holding time is 1 minute. It is a graph showing the relationship. The horizontal axis of FIG. 6 indicates the heating temperature (unit: °C) for the first peripheral surface, and the vertical axis of FIG. 6 indicates the reached temperature (unit: °C) of the second peripheral surface. As shown in FIG. 6, the reached temperature of the second peripheral surface changed linearly with respect to the heating temperature of the first peripheral surface. Equation 1 was derived from the graph of FIG. From FIG. 6, by performing the heating and the cooling at the same time, the temperature difference between the first peripheral surface and the second peripheral surface can be sufficiently increased, and the amount of retained austenite on the first peripheral surface and the second It was confirmed that the difference from the amount of retained austenite on the peripheral surface can be made 5% by volume or more.

図7は、第1周面に対する加熱温度を350℃とする加熱および上記冷却を開始してから30秒経過したときの、被加熱部材の内部の温度分布を示す図である。図7に示されるように、第1周面から第2周面に向かうにつれて、被加熱部材の内部の温度が徐々に低くなっており、第1周面の温度に対する低下量が第1周面からの距離に対して線形に変化することが確認された。また、上記工程(S50)における研削加工の取り代を考慮しても、軌道面が形成される領域の到達温度はマルテンサイトの分解が十分に抑制され得る温度に抑えられることが確認された。 FIG. 7 is a diagram showing the temperature distribution inside the member to be heated when 30 seconds have passed since the heating with the heating temperature of 350° C. for the first circumferential surface and the cooling described above. As shown in FIG. 7, the temperature inside the heated member gradually decreases from the first peripheral surface toward the second peripheral surface, and the amount of decrease in the temperature of the first peripheral surface is the same as that of the first peripheral surface. It was confirmed that it changed linearly with the distance from Moreover, it was confirmed that the temperature reached in the region where the raceway surface is formed can be suppressed to a temperature at which the decomposition of martensite can be sufficiently suppressed even when the machining allowance in the grinding process in the step (S50) is taken into consideration.

また、図7に示される上記加熱および上記冷却を、焼戻処理前の第1周面および第2周面の残留オーステナイト量が14.4体積%、硬さが780Hvである被加熱部材に実施した場合、第1周面の残留オーステナイト量が2体積%以下、第1周面の硬さが680Hvであるの対し、第2周面の残留オーステナイト量は14.1体積%、硬さは779Hvであった。 Moreover, the heating and cooling shown in FIG. 7 were performed on a heated member having a retained austenite amount of 14.4% by volume and a hardness of 780 Hv in the first and second peripheral surfaces before tempering treatment. When the amount of retained austenite in the first peripheral surface is 2% by volume or less and the hardness of the first peripheral surface is 680Hv, the amount of retained austenite in the second peripheral surface is 14.1% by volume and the hardness is 779Hv. Met.

(実施例2)
上述した実施の形態に係る焼戻処理に関し、上記周方向における外周面の温度のばらつきが残留オーステナイト量および硬さに与える影響を、上記数式2および3に基づいて評価した。
(Example 2)
Regarding the tempering treatment according to the embodiment described above, the effect of the variation in the temperature of the outer peripheral surface in the circumferential direction on the amount of retained austenite and hardness was evaluated based on Equations 2 and 3 above.

図8は、第1周面の最高温度(到達温度)が230℃以上400℃以下、第1周面の最低温度が上記最高温度よりも20℃、50℃、または80℃低い温度とされ、かつ保持時間が1分とされたときの、上記最高温度と、上記最高温度で加熱されたときの残留オーステナイト量と上記最低温度で加熱されたときの残留オーステナイト量との差Δγとの関係を示すグラフである。上記最高温度で加熱されたときの残留オーステナイト量は、上記最高温度が上記数式(2)の到達温度T(単位:K)に代入され、上記保持時間が数式(2)の保持時間t2(単位:秒)に代入されることにより、算出された。上記最低温度で加熱されたときの残留オーステナイト量は、上記最低温度が上記数式(2)の到達温度T(単位:K)に代入され、上記保持時間が数式(2)の保持時間t2(単位:秒)に代入されることにより、算出された。 In FIG. 8, the maximum temperature (reaching temperature) of the first peripheral surface is 230° C. or more and 400° C. or less, and the minimum temperature of the first peripheral surface is 20° C., 50° C., or 80° C. lower than the maximum temperature, And when the holding time is 1 minute, the relationship between the maximum temperature and the difference Δγ between the amount of retained austenite when heated at the maximum temperature and the amount of retained austenite when heated at the minimum temperature It is a graph showing. The amount of retained austenite when heated at the maximum temperature is obtained by substituting the maximum temperature for the reached temperature T (unit: K) in the above formula (2), and the holding time is the holding time t 2 ( unit: seconds). The amount of retained austenite when heated at the minimum temperature is obtained by substituting the minimum temperature for the reached temperature T (unit: K) in the above formula (2), and the holding time is the holding time t 2 ( unit: seconds).

図8の横軸は最高温度(単位:℃)を示し、図8の縦軸は上記最低温度で加熱されたときの残留オーステナイト量と上記最高温度で加熱されたときの残留オーステナイト量との差Δγ(単位:体積%)を示す。図8中、温度差ΔTが20℃であるときの上記最高温度と残留オーステナイト量の上記差Δγとの関係を示すグラフ、温度差ΔTが50℃であるときの上記最高温度と残留オーステナイト量の上記差Δγとの関係を示すグラフ、および温度差ΔTが80℃であるときの上記最高温度と残留オーステナイト量の上記差Δγとの関係を示すグラフが、示されている。つまり、図8では、上記周方向における内周面の温度のばらつきが上記最高温度と上記最低温度との差ΔTとして表され、上記周方向における内周面の残留オーステナイト量のばらつきが上記残留オーステナイト量の差Δγとして表されている。 The horizontal axis of FIG. 8 indicates the maximum temperature (unit: ° C.), and the vertical axis of FIG. 8 indicates the difference between the amount of retained austenite when heated at the minimum temperature and the amount of retained austenite when heated at the maximum temperature. Δγ (unit: volume %) is shown. In FIG. 8, a graph showing the relationship between the maximum temperature and the difference Δγ in the amount of retained austenite when the temperature difference ΔT is 20° C., and the relationship between the maximum temperature and the amount of retained austenite when the temperature difference ΔT is 50° C. A graph showing the relationship between the difference Δγ and a graph showing the relationship between the maximum temperature and the difference Δγ in the amount of retained austenite when the temperature difference ΔT is 80° C. are shown. That is, in FIG. 8, the temperature variation of the inner peripheral surface in the circumferential direction is represented as the difference ΔT between the maximum temperature and the minimum temperature, and the variation in the amount of retained austenite on the inner peripheral surface in the circumferential direction is the retained austenite. The amount difference is expressed as Δγ.

図8に示されるように、温度差ΔTが大きいほど、残留オーステナイト量の差Δγが大きくなった。また、温度差ΔTが大きいほど、残留オーステナイト量の差Δγが最大値を示す最高温度が高かった。残留オーステナイト量の差Δγの最大値は、温度差ΔTが20℃では2.8体積%、温度差ΔTが50℃では6.6体積%、温度差ΔTが80℃では9.6体積%であった。 As shown in FIG. 8, the larger the temperature difference ΔT, the larger the difference Δγ in the amount of retained austenite. Moreover, the maximum temperature at which the difference Δγ in the amount of retained austenite exhibits the maximum value was higher as the temperature difference ΔT was larger. The maximum value of the difference Δγ in the amount of retained austenite is 2.8% by volume when the temperature difference ΔT is 20°C, 6.6% by volume when the temperature difference ΔT is 50°C, and 9.6% by volume when the temperature difference ΔT is 80°C. there were.

図8において、温度差ΔTが20℃であるときのグラフにおいて最高温度が300℃であるプロットは、300℃に加熱されたときの残留オーステナイト量と280℃に加熱されたときの残留オーステナイト量との差が2体積%以上であることを示している。 In FIG. 8, the plot where the maximum temperature is 300 ° C. in the graph when the temperature difference ΔT is 20 ° C. shows the amount of retained austenite when heated to 300 ° C. and the amount of retained austenite when heated to 280 ° C. difference is 2% by volume or more.

図8において、温度差ΔTが20℃であるときのグラフにおいて最高温度が290℃であるプロットは、290℃に加熱されたときの残留オーステナイト量と270℃に加熱されたときの残留オーステナイト量との差が2体積%以下であることを示している。図8において、温度差ΔTが20℃であるときのグラフにおいて最高温度が250℃であるプロットは、250℃に加熱されたときの残留オーステナイト量と230℃に加熱されたときの残留オーステナイト量との差が1体積%以下であることを示している。 In FIG. 8, in the graph when the temperature difference ΔT is 20 ° C., the maximum temperature is 290 ° C. The plot shows the amount of retained austenite when heated to 290 ° C. and the amount of retained austenite when heated to 270 ° C. difference is 2% by volume or less. In FIG. 8, the plot where the maximum temperature is 250 ° C. in the graph when the temperature difference ΔT is 20 ° C. shows the amount of retained austenite when heated to 250 ° C. and the amount of retained austenite when heated to 230 ° C. difference is 1% by volume or less.

図9は、第1周面の最高温度が230℃以上400℃以下、第1周面の最低温度が上記最高温度よりも20℃、50℃、または80℃低い温度とされ、かつ保持時間が1分とされたときの、上記最高温度と、上記最高温度で加熱されたときの硬さと上記最低温度で加熱されたときの硬さとの差ΔHVとの関係を示すグラフである。上記最高温度で加熱されたときの硬さは、上記最高温度が上記数式(3)の到達温度T(単位:K)に代入され、上記保持時間が数式(3)の保持時間t2(単位:秒)に代入されることにより、算出された。上記最低温度で加熱されたときの硬さは、上記最低温度が上記数式(3)の到達温度T(単位:K)に代入され、上記保持時間が数式(3)の保持時間t2(単位:秒)に代入されることにより、算出された。 9, the maximum temperature of the first peripheral surface is 230° C. or more and 400° C. or less, the minimum temperature of the first peripheral surface is 20° C., 50° C., or 80° C. lower than the maximum temperature, and the holding time is 5 is a graph showing the relationship between the highest temperature and the difference ΔHV between the hardness when heated at the highest temperature and the hardness when heated at the lowest temperature, when the time is 1 minute. The hardness when heated at the maximum temperature is obtained by substituting the maximum temperature for the reaching temperature T (unit: K) in the above formula (3), and the holding time is the holding time t 2 (unit: K) in the formula (3). : seconds). The hardness when heated at the lowest temperature is obtained by substituting the lowest temperature for the reaching temperature T (unit: K) in the above formula (3), and the holding time is the holding time t 2 (unit: K) in the formula (3). : seconds).

図9の横軸は最高温度(単位:℃)を示し、図9の縦軸は上記最低温度で加熱されたときの硬さと上記最高温度で加熱されたときの硬さとの差ΔHV(単位:HV)を示す。図9中、温度差ΔTが20℃であるときの上記最高温度と硬さの上記差ΔHVとの関係を示すグラフ、温度差ΔTが50℃であるときの上記最高温度と硬さの上記差ΔHVとの関係を示すグラフ、および温度差ΔTが80℃であるときの上記最高温度と硬さの上記差ΔHVとの関係を示すグラフが、示されている。つまり、図9では、上記周方向における内周面の温度のばらつきが上記最高温度と上記最低温度との差ΔTとして表され、上記周方向における内周面の硬さのばらつきが上記硬さの差ΔHVとして表されている。 The horizontal axis of FIG. 9 indicates the maximum temperature (unit: ° C.), and the vertical axis of FIG. 9 indicates the difference ΔHV (unit: HV). In FIG. 9, a graph showing the relationship between the maximum temperature and the difference ΔHV in hardness when the temperature difference ΔT is 20° C., and the difference in hardness and the maximum temperature when the temperature difference ΔT is 50° C. ΔHV and a graph showing the relationship between the maximum temperature and the hardness difference ΔHV when the temperature difference ΔT is 80° C. are shown. That is, in FIG. 9, the temperature variation of the inner peripheral surface in the circumferential direction is expressed as the difference ΔT between the maximum temperature and the minimum temperature, and the hardness variation of the inner peripheral surface in the circumferential direction is the hardness. The difference is expressed as ΔHV.

図9に示されるように、温度差ΔTが大きいほど、硬さの差ΔHVが大きくなった。また、温度差ΔTが大きいほど、硬さの差ΔHVが最大値を示す最高温度が高かった。硬さの差ΔHVの最大値は、温度差ΔTが20℃では10.6HV、温度差ΔTが50℃では28.0HV、温度差ΔTが80℃では47.3HVであった。最高温度が高いほど、硬さの差ΔHVは小さかった。 As shown in FIG. 9, the greater the temperature difference ΔT, the greater the hardness difference ΔHV. Moreover, the maximum temperature at which the difference ΔHV in hardness shows the maximum value was higher as the temperature difference ΔT was larger. The maximum hardness difference ΔHV was 10.6 HV when the temperature difference ΔT was 20°C, 28.0 HV when the temperature difference ΔT was 50°C, and 47.3 HV when the temperature difference ΔT was 80°C. The higher the maximum temperature, the smaller the hardness difference ΔHV.

図9に示されるように、温度差ΔTが20℃である場合、硬さの上記差ΔHVは20HV以下であった。温度差ΔTが20℃であるときのグラフにおいて最高温度が350℃以上である各プロットは、350℃以上に加熱されたときの硬さと330℃以上に加熱されたときの硬さとの差が10HV以下であることを示している。 As shown in FIG. 9, when the temperature difference ΔT was 20° C., the hardness difference ΔHV was 20 HV or less. In each plot where the maximum temperature is 350 ° C. or higher in the graph when the temperature difference ΔT is 20 ° C., the difference between the hardness when heated to 350 ° C. or higher and the hardness when heated to 330 ° C. or higher is 10 HV. It shows that:

つまり、図8および図9に示される計算結果では、上記周方向における外周面の温度のばらつきが小さいほど、上記周方向における外周面の残留オーステナイト量のばらつきおよび硬さのばらつきが抑えられていた。 That is, in the calculation results shown in FIGS. 8 and 9, the smaller the variation in the temperature of the outer peripheral surface in the circumferential direction, the more suppressed the variation in the amount of retained austenite and the variation in hardness on the outer peripheral surface in the circumferential direction. .

(実施例3)
上述した実施の形態に係る焼戻処理での成形体の第1周面および第2周面の各温度と、各温度変化とを評価した。まず、JIS規格に定められたSUJ2からなり、かつ環状に設けられた複数の被加熱部材を準備した。各被加熱部材の上記径方向の幅、すなわち内周面と外周面との間の距離は、3mm以上7mm以下とした。次に、複数の熱電対および各熱電対の出力を収集するための無線式計測ユニットを準備し、各被加熱部材の上記周方向の一部領域の第1周面に対応する内周面および第2周面に対応する外周面にそれぞれ1つの熱電対を固定した。上記一部領域の内周面に固定された熱電対は、上記一部領域の外周面に固定された熱電対と、上記径方向において重なるように配置された。
(Example 3)
Each temperature and each temperature change of the first peripheral surface and the second peripheral surface of the formed body in the tempering treatment according to the embodiment described above were evaluated. First, a plurality of members to be heated, which were made of SUJ2 specified in JIS and were provided in a ring shape, were prepared. The radial width of each member to be heated, that is, the distance between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface was set to 3 mm or more and 7 mm or less. Next, a plurality of thermocouples and a wireless measurement unit for collecting the output of each thermocouple are prepared, and the inner peripheral surface corresponding to the first peripheral surface of the partial region in the peripheral direction of each heated member and the One thermocouple was fixed to each outer peripheral surface corresponding to the second peripheral surface. The thermocouple fixed to the inner peripheral surface of the partial area was arranged so as to overlap the thermocouple fixed to the outer peripheral surface of the partial area in the radial direction.

次に、実施例として、熱電対が取り付けられた各被加熱部材に対し、上述した実施の形態に係る焼戻処理での上記加熱および上記冷却を施した。具体的には、被加熱部材が上記支持部に支持されかつ上記駆動部によって被加熱部材の周方向に回転された状態で、被加熱部材の内周面が上記加熱部によって誘導加熱されると同時に、被加熱部材の外周面が上記冷却部(冷却ジャケット)に冷却された。上記加熱部および上記冷却部は、上記周方向における被加熱部材の一部を加熱および冷却するものとした。すなわち、上記加熱および上記冷却は、熱電対が固定された被加熱部材の上記一部領域と上記加熱部および上記冷却部との間の距離が上記駆動部による被加熱部材の回転に伴い変化する加熱条件下で、実施された。上記加熱および上記冷却が開始されるタイミングは、同時とした。 Next, as an example, each member to be heated to which a thermocouple was attached was subjected to the above heating and cooling in the tempering process according to the above embodiment. Specifically, when the inner peripheral surface of the member to be heated is induction-heated by the heating portion while the member to be heated is supported by the supporting portion and rotated in the circumferential direction of the member to be heated by the driving portion. At the same time, the outer peripheral surface of the member to be heated was cooled by the cooling section (cooling jacket). The heating section and the cooling section heat and cool a portion of the member to be heated in the circumferential direction. That is, in the heating and cooling, the distance between the partial region of the member to be heated to which the thermocouple is fixed and the heating unit and the cooling unit changes as the member to be heated is rotated by the driving unit. It was carried out under heating conditions. The heating and cooling were started at the same timing.

上記駆動部による被加熱部材の回転数は、100rpm以上150rpm以下とした。上記加熱部による上記加熱は、熱電対によって測定された内周面の温度が予め定められた内周面の加熱温度(均熱温度)に近づくようにフィードバック制御された。フィードバック制御は、DAコンバータおよびプログラマブルロジックコントローラ(programmable logic controller)を用いて行われた。上記冷却部から被加熱部材の外周面に噴射された冷却液の流量は、20L/分以上40L/分以下とした。このような加熱処理での各被加熱部材の内周面および外周面の各温度の推移を評価した。 The number of revolutions of the member to be heated by the drive unit was set to 100 rpm or more and 150 rpm or less. The heating by the heating unit was feedback-controlled so that the temperature of the inner peripheral surface measured by the thermocouple approaches a predetermined heating temperature (soaking temperature) of the inner peripheral surface. Feedback control was performed using a DA converter and a programmable logic controller. The flow rate of the coolant injected from the cooling unit to the outer peripheral surface of the member to be heated was set to 20 L/min or more and 40 L/min or less. Changes in the temperatures of the inner and outer peripheral surfaces of the members to be heated in such heat treatment were evaluated.

図10および図11は、代表的な評価結果として、上記径方向の幅が3mmであった被加熱部材に、回転数が100rpm、内周面の到達温度が250℃、冷却液の流量が20L/分である加熱処理を施したときの温度変化を示すグラフである。図10および図11の横軸は加熱時間(単位:秒)であり、図10および図11の縦軸は測定された内周面および外周面の各温度(単位:℃)である。図11は、図10に示される内周面の温度変化のうち、内周面の温度が予め定められた到達温度に達した後の所定時間内での温度変化を示す部分拡大図である。 FIG. 10 and FIG. 11 show typical evaluation results for a member to be heated having a width of 3 mm in the radial direction at a rotational speed of 100 rpm, a temperature reached on the inner peripheral surface of 250° C., and a coolant flow rate of 20 L. /min is a graph showing temperature changes when heat treatment is performed. The horizontal axis in FIGS. 10 and 11 is the heating time (unit: seconds), and the vertical axis in FIGS. 10 and 11 is the measured temperatures of the inner and outer peripheral surfaces (unit: °C). FIG. 11 is a partially enlarged view showing temperature changes within a predetermined time period after the temperature of the inner peripheral surface reaches a predetermined temperature, among the temperature changes of the inner peripheral surface shown in FIG.

図10および図11に示されるように、内周面の温度は、予め定められた到達温度である250℃に達した後、240℃以上260℃以下の温度範囲内を波状に推移していた。図11に示されるように、内周面の温度が到達温度に達した後、内周面の温度変化の振幅は15℃以下であり、かつ内周面の温度変化の周波数は被加熱部材の回転数と略同等であった。この結果から、内周面の温度が到達温度に達した後の内周面の温度変化は、主に被加熱部材の上記一部領域と上記加熱部および上記冷却部との間の距離の上記変化に起因していることが確認された。 As shown in FIGS. 10 and 11, the temperature of the inner peripheral surface reached a predetermined temperature of 250° C., and then changed in a wavy manner within the temperature range of 240° C. or more and 260° C. or less. . As shown in FIG. 11, after the temperature of the inner peripheral surface reaches the target temperature, the amplitude of the temperature change of the inner peripheral surface is 15° C. or less, and the frequency of the temperature change of the inner peripheral surface is that of the heated member. It was almost the same as the number of revolutions. From this result, the temperature change of the inner peripheral surface after the temperature of the inner peripheral surface reaches the target temperature is mainly due to the distance between the partial region of the member to be heated and the heating section and the cooling section. It was confirmed that this was caused by the change.

図10に示されるように、外周面の温度は、100℃に達した後、80℃以上120℃以下の温度範囲内を波状に推移していた。図11に示されるように、外周面の温度が100℃に達した後、比較的速やかに内周面の温度が250℃に達した。内周面の温度が250℃に達した後、外周面の温度変化の振幅は30℃以下であり、かつ外周面の温度変化の周波数は被加熱部材の回転数と略同等であった。図10および図11に示される被加熱部材では、外周面での熱伝達係数が19000W/m2K程度であった。さらに、このような実施例に係る被加熱部材では、加熱後の表面酸化による変色ムラが確認されなかった。 As shown in FIG. 10, the temperature of the outer peripheral surface, after reaching 100° C., changed in a wave-like manner within the temperature range of 80° C. or higher and 120° C. or lower. As shown in FIG. 11, after the temperature of the outer peripheral surface reached 100° C., the temperature of the inner peripheral surface reached 250° C. relatively quickly. After the temperature of the inner peripheral surface reached 250° C., the amplitude of the temperature change of the outer peripheral surface was 30° C. or less, and the frequency of the temperature change of the outer peripheral surface was substantially equal to the rotational speed of the heated member. In the member to be heated shown in FIGS. 10 and 11, the heat transfer coefficient on the outer peripheral surface was about 19000 W/m 2 K. Furthermore, in the heated member according to the example, no uneven discoloration due to surface oxidation after heating was observed.

一方、比較例として、熱電対が取り付けられた各被加熱部材に対し、上記周方向に回転されていない点でのみ上記実施例と異なる熱処理を施した。このような比較例に係る被加熱部材では、加熱後の表面酸化による変色ムラに基づいて、上記周方向における内周面の温度のばらつきが数十℃以上と見積もられた。 On the other hand, as a comparative example, each member to be heated to which a thermocouple was attached was subjected to a heat treatment different from that of the above example only in that it was not rotated in the circumferential direction. In the heated member according to the comparative example, the temperature variation of the inner peripheral surface in the circumferential direction was estimated to be several tens of degrees Celsius or more based on the uneven discoloration due to the surface oxidation after heating.

以上の評価結果から、上記焼戻処理での上記周方向における内周面および外周面の温度のばらつきは被加熱部材を回転させることによって低減されることが確認された。 From the above evaluation results, it was confirmed that the variation in the temperature of the inner and outer peripheral surfaces in the circumferential direction in the tempering process was reduced by rotating the member to be heated.

さらに、被加熱部材が回転された状態において内周面の温度が到達温度に達した後の外周面の温度変化は、主に被加熱部材の回転数に依存していることが確認された。さらに、図10および図11に示されていない他の評価結果も考慮すれば、外周面での熱伝達係数は、駆動部よる被加熱部材の回転数、および冷却部から被加熱部材に供給される冷却液の流量等によって制御されることが確認された。 Furthermore, it was confirmed that the temperature change of the outer peripheral surface after the temperature of the inner peripheral surface reaches the target temperature while the member to be heated is rotated depends mainly on the rotation speed of the member to be heated. Furthermore, considering other evaluation results not shown in FIGS. 10 and 11, the heat transfer coefficient on the outer peripheral surface depends on the number of rotations of the heated member by the drive section and the amount of heat supplied to the heated member by the cooling section. It was confirmed that it is controlled by the flow rate of the cooling liquid, etc.

(実施例4)
上述した実施の形態に係る焼戻処理に関し、上記径方向における温度分布が上記径方向における残留オーステナイト量の分布に与える影響を、上記実施例1のシミュレーション結果および上記数式2に基づいて評価した。同様に、上記径方向における温度分布が上記径方向における硬さの分布に与える影響を、上記実施例1のシミュレーション結果および上記数式3に基づいて評価した。
(Example 4)
Regarding the tempering treatment according to the embodiment described above, the effect of the temperature distribution in the radial direction on the distribution of the amount of retained austenite in the radial direction was evaluated based on the simulation results of Example 1 and Equation 2 above. Similarly, the effect of the temperature distribution in the radial direction on the hardness distribution in the radial direction was evaluated based on the simulation results of Example 1 and Equation 3 above.

上記シミュレーション結果から見積もられた被加熱部材の上記径方向における各部位の温度を上記数式(2)の到達温度Tに代入し、各部位の残留オーステナイト量を見積もった。その結果、被加熱部材の第2周面から第1周面にかけて上記径方向における残留オーステナイト量の低下率、すなわち第2周面からの距離に対する残留オーステナイト量の低下率は、2×102体積%/m以上5×103体積%/m以下であった。 The temperature of each portion of the member to be heated in the radial direction estimated from the simulation results was substituted for the ultimate temperature T in the above equation (2) to estimate the amount of retained austenite in each portion. As a result, the rate of decrease in the amount of retained austenite in the radial direction from the second peripheral surface to the first peripheral surface of the heated member, that is, the rate of decrease in the amount of retained austenite with respect to the distance from the second peripheral surface was 2 × 10 2 volume %/m or more and 5×10 3 volume %/m or less.

上記シミュレーション結果から見積もられた被加熱部材の上記径方向における各部位の温度を上記数式(3)の到達温度Tに代入し、各部位の硬さを見積もった。その結果、被加熱部材の第2周面から第1周面にかけて上記径方向における硬さの低下率、すなわち第2周面からの距離に対する硬さの低下率は、5×103HV/m以上4×104HV/m以下であった。 The temperature of each portion of the member to be heated in the radial direction estimated from the simulation results was substituted for the ultimate temperature T in the above equation (3), and the hardness of each portion was estimated. As a result, the rate of decrease in hardness in the radial direction from the second peripheral surface to the first peripheral surface of the member to be heated, that is, the rate of decrease in hardness with respect to the distance from the second peripheral surface was 5×10 3 HV/m. It was more than 4*10 <4> HV/m or less.

さらに、上記実施例3で用いられた被加熱部材の、上記径方向における残留オーステナイト量の分布を評価した。さらに、上記実施例3で用いられた被加熱部材の、上記径方向における硬さの分布を評価した。評価方法は、上記実施の形態に記載した通りとした。 Furthermore, the distribution of the amount of retained austenite in the radial direction of the member to be heated used in Example 3 was evaluated. Furthermore, the hardness distribution in the radial direction of the member to be heated used in Example 3 was evaluated. The evaluation method was as described in the above embodiment.

回転数が100rpm、内周面の到達温度が250℃、冷却液の流量が20L/分である加熱処理が施された上記径方向の幅が7mmである被加熱部材では、上記残留オーステナイトの低下率が2×102体積%/mであって、上記硬さの低下率が5×103HV/mであった。回転数が150rpm、内周面の到達温度が400℃、冷却液の流量が40L/分である加熱処理が施された上記径方向の幅が3mmである被加熱部材では、上記残留オーステナイトの低下率が5×103体積%/mであって、上記硬さの低下率が4×104HV/mであった。 In the heated member having a width of 7 mm in the radial direction and subjected to heat treatment at a rotation speed of 100 rpm, an inner peripheral surface temperature of 250 ° C., and a cooling liquid flow rate of 20 L / min, the decrease in retained austenite The rate of decrease was 2×10 2 volume %/m, and the rate of decrease in hardness was 5×10 3 HV/m. In the heated member having a width of 3 mm in the radial direction and subjected to heat treatment at a rotation speed of 150 rpm, an inner peripheral surface temperature of 400 ° C., and a cooling liquid flow rate of 40 L / min, the decrease in retained austenite The rate of decrease was 5×10 3 volume %/m, and the decrease rate of hardness was 4×10 4 HV/m.

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。 It should be considered that the embodiments and examples disclosed this time are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include the meanings equivalent to the scope of the claims and all modifications within the scope.

1 深溝玉軸受、10 成形体、10A 第2周面、10C 第1周面、11 外輪、11A 外輪軌道面、12C 内周面、12B 外周面、12 内輪、12A 内輪軌道面、13 玉、13A 転動面、14 保持器、30 コイル、31 噴射部。 Reference Signs List 1 deep groove ball bearing 10 compact 10A second peripheral surface 10C first peripheral surface 11 outer ring 11A outer ring raceway surface 12C inner peripheral surface 12B outer peripheral surface 12 inner ring 12A inner ring raceway surface 13 ball 13A rolling surface, 14 retainer, 30 coil, 31 injection part.

Claims (9)

炭素鋼からなり、環状に設けられた軌道部材であって、
周方向に沿って延在する軌道面と、
径方向において前記軌道面とは反対側に位置する他の面とを有し、
前記軌道面の残留オーステナイト量は前記他の面の残留オーステナイト量よりも多く、
前記軌道面の残留オーステナイト量と前記他の面の残留オーステナイト量との差が5体積%以上であり、
前記周方向における前記軌道面の残留オーステナイト量のばらつきが2体積%以下である、軌道部材。
A track member made of carbon steel and provided in an annular shape,
a raceway surface extending along the circumferential direction;
and another surface located on the opposite side of the raceway surface in the radial direction,
The amount of retained austenite on the raceway surface is greater than the amount of retained austenite on the other surfaces,
The difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the other surface is 5% by volume or more,
A raceway member, wherein variation in the amount of retained austenite in the raceway surface in the circumferential direction is 2% by volume or less.
浸炭浸窒処理を含む熱処理が施されており、
前記軌道面の残留オーステナイト量と前記他の面の残留オーステナイト量との差が10体積%以上である、請求項1に記載の軌道部材。
Heat treatment including carbonitriding treatment is applied,
2. The raceway member according to claim 1, wherein the difference between the amount of retained austenite on said raceway surface and the amount of retained austenite on said other surface is 10% by volume or more.
前記軌道面の硬さが650Hv以上であり、
前記周方向における前記軌道面の硬さのばらつきが20HV以下である、請求項1または2に記載の軌道部材。
The raceway surface has a hardness of 650 Hv or more,
3. The raceway member according to claim 1, wherein variation in hardness of said raceway surface in said circumferential direction is 20 HV or less.
前記他の面の硬さが600Hv以上である、請求項1~3のいずれか1項に記載の軌道部材。 The track member according to any one of claims 1 to 3, wherein the other surface has a hardness of 600 Hv or more. 前記他の面の残留オーステナイト量が5体積%以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の軌道部材。 The raceway member according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount of retained austenite in said other surface is 5% by volume or less. 全体の平均残留オーステナイト量が10体積%以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載の軌道部材。 The track member according to any one of claims 1 to 5, wherein the average amount of retained austenite in the whole is 10% by volume or less. 前記軌道面から前記他の面にかけて、前記径方向における残留オーステナイト量の低下率が2×102体積%/m以上5×103体積%/m以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の軌道部材。 7. The rate of decrease in the amount of retained austenite in the radial direction from the raceway surface to the other surface is 2×10 2 volume %/m or more and 5×10 3 volume %/m or less, according to any one of claims 1 to 6. The track member according to item 1. 前記軌道面から前記他の面にかけて、前記径方向における硬さの低下率が5×103HV/m以上4×104HV/m以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の軌道部材。 7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the decrease rate of hardness in the radial direction from the raceway surface to the other surface is 5× 10 HV/m or more and 4×10 4 HV/m or less. A track member as described. 内輪軌道面と、前記内輪軌道面とは反対側に位置する内径面とを有する内輪と、
前記内輪軌道面と対向する外輪軌道面を有する外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面と接触する複数の転動体とを備え、
前記内輪が請求項1~8のいずれか1項に記載の軌道部材であり、
前記内輪軌道面が前記軌道部材の前記軌道面であり、
前記内径面が前記軌道部材の前記他の面である、転がり軸受。
an inner ring having an inner ring raceway surface and an inner diameter surface located opposite to the inner ring raceway surface;
an outer ring having an outer ring raceway surface facing the inner ring raceway surface;
A plurality of rolling elements in contact with the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface,
wherein the inner ring is the raceway member according to any one of claims 1 to 8,
The inner ring raceway surface is the raceway surface of the raceway member,
A rolling bearing, wherein the inner diameter surface is the other surface of the raceway member.
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JP2006291248A (en) * 2005-04-06 2006-10-26 Ntn Corp Method and equipment for high frequency induction heat treatment, thin member and thrust bearing
JP2009221493A (en) * 2008-03-13 2009-10-01 Nsk Ltd Rolling bearing, method for manufacturing race ring
JP2014020538A (en) * 2012-07-23 2014-02-03 Nsk Ltd Rolling bearing, method for manufacturing rolling bearing, high frequency thermal treatment equipment
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