JP3535896B2 - 軸受部品 - Google Patents

軸受部品

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正道 柴田
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Koyo Seiko Co Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
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  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば転がり軸受の内
・外輪、転動体および保持器や、すべり軸受などの軸受
部品に係り、特に表面に耐摩耗用めっき膜が被覆形成さ
れるものの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、転がり軸受の内・外輪、転動体
および保持器や、すべり軸受などの軸受部品において、
その転動面や摺動面に耐摩耗用めっきが施されるように
なっている。この場合、耐摩耗用めっきを施す前に、通
常は、特別な前処理を施さないが、軸受部品の表面を若
干粗くするためのエッチング処理を施す場合もある。
【0003】この耐摩耗用めっきとしては、例えば軸受
部品がオーステナイト系ステンレス鋼の場合、Crめっ
きやNiめっきが選定される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のよう
に、軸受部品の転動面や摺動面に耐摩耗用めっきを施し
ていても、耐摩耗用めっき膜が界面から比較的早期段階
で剥離しやすくなることが指摘される。この現象は、フ
レーキングと呼ばれ、一種の疲労破壊である。
【0005】このような剥離が生じると、回転時の振動
が発生する他、転がり軸受の場合では剥離した粉もしく
は破片が転動体と軌道輪との間にかみこむなど、軸受の
回転特性が低下するおそれがある。
【0006】したがって、本発明は、軸受部品に対する
耐摩耗用めっき膜の密着性を高め、界面剥離を防止する
ことを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の軸受部品は、粒
界腐食処理が施された鋼製の母材表面に耐摩耗用めっき
膜が被覆形成されるとともに、前記粒界腐食処理の深さ
の値が母材の結晶粒径より小さい。
【0008】
【作用】鋼製の母材表面に対して粒界腐食処理を施す
と、母材表面での粒界に隙間が形成される。このため、
粒界腐食処理を施した鋼製の母材表面に対して耐摩耗用
めっきを施すと、前記隙間に耐摩耗用めっき膜が楔状に
食い込むことになり、耐摩耗性めっき膜の密着性が著し
く高まるようになる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の詳細を図1および図2に示す
実施例に基づいて説明する。ここでは、軸受部品として
深溝型玉軸受の構成要素を例に挙げる。図1および図2
は本発明の一実施例にかかり、図1は、深溝型玉軸受の
上半分の縦断面図、図2は、同軸受の内輪の軌道面の拡
大断面図である。図中、1は内輪、2は外輪、3は玉、
4は冠型の保持器である。
【0010】内・外輪1,2ならびに玉3は、下記する
各種の鋼材で適宜形成される。内輪1の外周面および外
輪2の内周面のそれぞれ軸方向中央には、断面ほぼ部分
球面状の軌道溝が形成されており、これら内・外輪1,
2の両軌道溝の間に複数の玉3が保持器4に保持された
状態で介装されている。
【0011】鋼材としては、JIS規格SUJ2などの
高炭素クロム軸受鋼、JIS規格SUS440Cなどの
マルテンサイト系ステンレス鋼、JIS規格SUS63
0などの析出硬化型ステンレス鋼、JIS規格SUS3
04などのオーステナイト系ステンレス鋼などが挙げら
れる。これらの鋼材には、必要に応じて適当な硬化熱処
理が施される。
【0012】保持器4は、合成樹脂材で形成される。合
成樹脂材としては、ポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)、エチレンテトラフルオロエチレン(ETFE)
などのふっ素系樹脂やポリエーテルエーテルケトン(P
EEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポ
リエーテルサルフォン(PES)、ナイロン46などの
エンジニアリングプラスチックスなどがある。これらの
樹脂には、必要に応じてガラス繊維などの強化繊維が添
加される。
【0013】そして、内輪1、外輪2ならびに玉3それ
ぞれの全表面には、耐摩耗用めっき膜5が被覆形成され
ている。なお、玉3には、セラミックス材を用いてもよ
い。セラミックス材としては、焼結助剤として、イット
リア(Y23)およびアルミナ(Al23)、その他、
適宜、窒化アルミ(AlN)、酸化チタン(TiO2
を用いた窒化けい素(Si34)を主体とするものの
他、アルミナ(Al23)や炭化けい素(SiC)、ジ
ルコニア(ZrO2)、窒化アルミ(AlN)などがあ
る。
【0014】具体的に、内輪1、外輪2ならびに玉3に
対して耐摩耗用めっきを施す前に、内輪1、外輪2なら
びに玉3の外周面に後述する粒界腐食処理を施す。この
粒界腐食処理を施すと、内輪1、外輪2ならびに玉3の
外周面表面での粒界に、例えば図2に示すような隙間6
が形成されることになる。
【0015】この後、内輪1、外輪2ならびに玉3の外
周面表面の全体に耐摩耗用めっきを施して耐摩耗用めっ
き膜5を形成する。なお、耐摩耗用めっき膜5として
は、例えばNi−Pめっき膜が選定される。
【0016】このようにすれば、内輪1、外輪2ならび
に玉3の素材の粒界に形成される隙間6に耐摩耗用めっ
き膜5が楔状に食い込むことになるから、この耐摩耗用
めっき膜5が内輪1の外周面に対して強固に密着するこ
とになり、比較的長期にわたって界面剥離しにくくな
る。
【0017】前述の粒界腐食処理は、エッチング処理を
含んでおり、それは例えば次のような内容になってい
る。エッチング処理の前に鋭敏化処理を行ってもよい。
【0018】鋭敏化処理は、JIS規格SUS304に
適用され、550〜850℃で30〜60分間加熱後に
空冷する。その後、粒界を腐食させるため、硝酸溶液に
てエッチングを行う。
【0019】また、エッチング処理のみでは、JIS規
格SUJ2の場合、ピクリン酸アルコールと過酸化水素
と界面活性剤とを加えたものを用い、JIS規格SUS
440CおよびJIS規格SUS630の場合、塩酸ピ
クリン酸アルコールと界面活性剤とを加えたものを用い
る。
【0020】粒界腐食処理の深さは、母材となる鋼の結
晶粒径よりも小さい値とされる。これは、結晶粒径より
も大きいと結晶粒が欠落するおそれがあるためである。
【0021】次に、耐摩耗用めっき膜5の剥離試験を行
ったので、説明する。試験には、JIS呼び番号620
6の玉軸受を用いており、内輪および外輪の素材をJI
S規格SUJ2とし、その表面硬さをHRC62に設定
しており、内輪の外周面および外輪の内周面に耐摩耗用
めっき膜を形成している。比較例として粒界腐食処理を
施さずに耐摩耗用めっき膜を形成したものを挙げてい
る。耐摩耗用めっき膜としては、本発明実施品、比較例
ともにNi−Pめっき膜としている。
【0022】試験条件は、無潤滑、回転数300rp
m、ラジアル荷重50Kgf、Pmax=150Kgf
/mm2である。
【0023】
【表1】
【0024】表1に示す結果より、耐摩耗用めっき膜5
を形成する前に粒界腐食処理を施していると、耐摩耗用
めっき膜5の密着性が著しく高まり、この耐摩耗用めっ
き膜5が界面から剥離しにくくなることが証明される。
【0025】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
ない。例えば、上述したように耐摩耗用めっき膜5の表
面にポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、リン酸
マンガン、クロム酸などの固体潤滑剤の膜を形成しても
よく、さらにその表面に耐摩耗性および耐腐食性の二硫
化モリブデンなどの膜を形成してもよい。この場合に
は、グリースや潤滑油などを用いない無潤滑での使用が
可能となる。
【0026】
【発明の効果】本発明では、軸受部品の表面に被覆形成
される耐摩耗用めっき膜を軸受部品に対して強固に密着
させることにより、耐摩耗用めっき膜の界面剥離を比較
的長期にわたって起きにくくさせるようにしているか
ら、軸受機能を長期間安定的に発揮できるなど、信頼性
の向上に貢献できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の軸受部品の一実施例の深溝型玉軸受の
上半分の縦断面図。
【図2】同実施例の深溝型玉軸受の内輪の軌道面を拡大
した断面図。
【符号の説明】
1 内輪 2 外輪 5 耐摩耗用めっき膜 6 粒界腐食による隙間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI F16C 33/62 F16C 33/62 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 33/00 - 33/66 C23F 1/00 C25D 7/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒界腐食処理が施された鋼製の母材表面
    に耐摩耗用めっき膜が被覆形成されるとともに、前記粒
    界腐食処理の深さの値が母材の結晶粒径より小さい、こ
    とを特徴とする軸受部品。
  2. 【請求項2】 前記耐摩耗用めっき膜は、Ni−Pめっ
    き膜である請求項1に記載の軸受部品。
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JP2008151217A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Jtekt Corp 転がり軸受

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