JP4534537B2 - Rolling bearing - Google Patents
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Description
本発明は転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing.
金属の切粉,削り屑,バリ,摩耗粉等の異物が転がり軸受内部の潤滑剤に混入すると、軌道輪や転動体が損傷を受け、転がり軸受の寿命が大幅に低下する場合があることは良く知られている。
そこで、上記のように転がり軸受内部の潤滑剤に異物が混入しているような苛酷な環境下(以降は異物混入潤滑下と記す)で使用されても長寿命な転がり軸受が、種々提案されている。
If foreign matter such as metal chips, shavings, burrs, or wear powder enters the lubricant inside the rolling bearing, the bearing ring or rolling element may be damaged, and the life of the rolling bearing may be significantly reduced. Well known.
Accordingly, various types of rolling bearings have been proposed that have a long life even when used in a harsh environment where foreign matter is mixed in the lubricant inside the rolling bearing as described above (hereinafter referred to as foreign matter mixed lubrication). ing.
例えば、特許文献1,2には、軌道輪や転動体の表面層の炭素量,残留オーステナイト量,炭窒化物量等を規定することにより、異物により生じる圧痕のエッジ部における応力集中を緩和し、クラックの発生を抑えて、転がり軸受の寿命を向上させる技術が提案されている。また、特許文献3には、鋼の組成,内部硬さ,及び表面硬さが規定された、転がり疲労寿命の優れた軸受部品が開示されている。
For example,
一方、特許文献4には、軌道輪や転動体について、残留オーステナイト量,合金鋼の組成,表面硬さが規定された転がり軸受が開示されている。この転がり軸受は寸法安定性に優れ、異物が混入していない清浄な潤滑剤による潤滑下において長寿命である。
しかしながら、転がり軸受は今後さらなる高温・高速化が予想されるので、高温下且つ異物混入潤滑下で使用されることを考えると、前述した従来の転がり軸受はさらなる高性能化が必要であった。
すなわち、特許文献1,2に記載の転がり軸受は、異物混入潤滑下では優れた特性を示すが、合金鋼中のクロムの含有量が少ないため、高温・高速環境下では寸法安定性が十分とは言えなかった。また、特許文献4に記載の転がり軸受も同様に、高温・高速環境下では寸法安定性が十分とは言えなかった。
However, since rolling bearings are expected to have higher temperatures and higher speeds in the future, considering the fact that they are used at high temperatures and under contaminated lubrication, the above-described conventional rolling bearings need to have higher performance.
That is, the rolling bearings described in
さらに、特許文献3に記載の軸受部品は、合金鋼中のクロムの含有量が十分であるため良好な寸法安定性を有しているものの、高温下において硬さの低下が生じて寿命が不十分となるという問題があった。しかも、表面の残留オーステナイト量が規定されていないため、熱処理の内容によっては異物混入潤滑下の寿命が不十分となるおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、高温下且つ異物混入潤滑下で使用されても、寸法安定性に優れ長寿命な転がり軸受を提供することを課題とする。
Furthermore, the bearing component described in
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention solves the problems of the prior art as described above, and an object thereof is to provide a rolling bearing that has excellent dimensional stability and a long life even when used under high temperature and foreign matter mixed lubrication. .
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明の転がり軸受は、内輪と、外輪と、前記内輪及び前記外輪の間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転がり軸受において、前記内輪,前記外輪,及び前記転動体の少なくとも1つが、下記の4つの条件を満足することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention has the following configuration. That is, the rolling bearing of the present invention is a rolling bearing comprising an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements that are arranged to freely roll between the inner ring and the outer ring, the inner ring, the outer ring, and the At least one of the rolling elements satisfies the following four conditions.
条件A:炭素を0.35質量%以上0.6質量%以下、クロムを2.5質量%以上7質量%以下、マンガンを0.5質量%以上2質量%以下、ケイ素を0.1質量%以上1.5質量%以下、モリブデンを0.5質量%以上3質量%以下含有する合金鋼で構成されている。
条件B:浸炭処理又は浸炭窒化処理により硬化された表面層を有する。
条件C:表面の残留オーステナイト量が15体積%以上45体積%以下である。
条件D:部材全体の残留オーステナイト量の平均値である平均残留オーステナイト量(単位は体積%)が、前記合金鋼中のクロムの含有量(単位は質量%)とモリブデンの含有量(単位は質量%)との和の2.5倍以下である。
Condition A: carbon is 0.35 mass% to 0.6 mass%, chromium is 2.5 mass% to 7 mass%, manganese is 0.5 mass% to 2 mass%, and silicon is 0.1 mass % To 1.5% by mass and molybdenum containing 0.5% to 3% by mass.
Condition B: having a surface layer hardened by carburizing or carbonitriding.
Condition C: The amount of retained austenite on the surface is 15% by volume or more and 45% by volume or less.
Condition D: The average retained austenite amount (unit: volume%), which is the average value of the retained austenite amount of the entire member, is the chromium content (unit: mass%) and molybdenum content (unit: mass) in the alloy steel. %) And 2.5 times or less.
このように、内輪,外輪,及び転動体の少なくとも1つを、クロム及びモリブデンを十分に含有する合金鋼で構成したので、高温下において残留オーステナイトの分解に伴う寸法変化が生じにくい上、硬さの低下も生じにくい。また、その表面の残留オーステナイト量と平均残留オーステナイト量とを適正値に規定したので、異物混入潤滑下で使用されても長寿命である。
なお、本発明においては、「平均残留オーステナイト量」とは、内輪,外輪,又は転動体の部材全体における残留オーステナイト量の平均値を意味し、例えば、表面から芯部までの残留オーステナイト量の分布を測定し、その平均値を算出することにより得ることができる。
As described above, at least one of the inner ring, the outer ring, and the rolling element is made of an alloy steel sufficiently containing chromium and molybdenum, so that the dimensional change associated with the decomposition of the retained austenite hardly occurs at a high temperature and the hardness is high. It is also difficult for the decrease to occur. In addition, since the amount of retained austenite and the amount of average retained austenite on the surface are regulated to appropriate values, the life is long even when used under the contamination with foreign matter.
In the present invention, the “average residual austenite amount” means an average value of the residual austenite amount in the entire member of the inner ring, outer ring, or rolling element, for example, distribution of the residual austenite amount from the surface to the core. Can be obtained by measuring the average value.
以下に、本発明の転がり軸受における条件A〜D中の前述の各数値(合金鋼中の合金元素の含有量、残留オーステナイト量等)の臨界的意義について説明する。
〔炭素の含有量について〕
炭素(C)は、基地に固溶して焼入れ,焼戻し後の硬さを向上させて強度を向上させるとともに、鉄,クロム,モリブデン,バナジウム等の炭化物形成元素と結合して炭化物を形成し、耐摩耗性を高める作用を有する元素である。
合金鋼中のCの含有量が少ないと、十分な硬化層深さを得るために浸炭処理又は浸炭窒化処理に要する時間が長くなるため、コストアップを招き、場合によってはδフェライトが生じて靱性が低下する。一方、Cの含有量が多いと、製鋼時に粗大な共晶炭化物が生成しやすくなって、疲労寿命や強度が低下するおそれがある。また、鍛造性,冷間加工性,被削性が低下して、加工コストの上昇を招くおそれもある。このような理由から、合金鋼中のCの含有量は0.2質量%以上0.6質量%以下とする必要があり、0.3質量%以上0.5質量%以下とすることがより好ましい。
Below, the critical significance of each of the above-mentioned numerical values (contents of alloy elements in alloy steel, residual austenite amount, etc.) in the conditions A to D in the rolling bearing of the present invention will be described.
[Carbon content]
Carbon (C) is solid-solved in the base and hardened, improves the hardness after tempering and improves strength, and combines with carbide-forming elements such as iron, chromium, molybdenum, vanadium to form carbides, It is an element that has the effect of enhancing wear resistance.
If the C content in the alloy steel is low, the time required for carburizing or carbonitriding to obtain a sufficient hardened layer depth will increase, leading to an increase in cost and, in some cases, δ ferrite will be generated, resulting in toughness. Decreases. On the other hand, if the C content is large, coarse eutectic carbides are likely to be produced during steelmaking, and the fatigue life and strength may be reduced. In addition, forgeability, cold workability, and machinability may be reduced, leading to an increase in processing cost. For these reasons, the C content in the alloy steel must be 0.2% by mass or more and 0.6% by mass or less, and more preferably 0.3% by mass or more and 0.5% by mass or less. preferable.
〔クロムの含有量について〕
クロム(Cr)は、基地に固溶して焼入れ性,焼戻し軟化抵抗性,耐食性,及び疲労寿命を高める作用を有する元素である。また、Cや窒素(N)等の侵入型固溶元素を実質的に動きにくくして、基地の組織を安定化し、水素侵入時の寿命低下を大幅に抑制する作用も有している。さらに、合金鋼中に微細に分布する炭化物が、より高硬度の(Fe,Cr)3 Cや(Fe,Cr)7 C3 等の炭化物からなるために、耐摩耗性を高める作用も有している。
[Chromium content]
Chromium (Cr) is an element having a function of improving the hardenability, temper softening resistance, corrosion resistance, and fatigue life by dissolving in a matrix. In addition, the interstitial solid solution elements such as C and nitrogen (N) are substantially made hard to move, so that the base structure is stabilized, and the life reduction at the time of hydrogen intrusion is greatly suppressed. Furthermore, since the carbide finely distributed in the alloy steel is composed of carbides such as (Fe, Cr) 3 C and (Fe, Cr) 7 C 3 having higher hardness, it has an effect of improving wear resistance. ing.
合金鋼中のCrの含有量が少ないと、前述のような作用が十分に得られないおそれがある。一方、Crの含有量が多いと、冷間加工性,被削性,浸炭処理性が低下して、コストの上昇を招くおそれがある上、製鋼時に粗大な共晶炭化物が生成しやすくなって、疲労寿命や強度が低下するおそれがある。このような理由から、合金鋼中のCrの含有量は2.5質量%以上7質量%以下とする必要がある。そして、Crの含有量は、2.5質量%以上6質量%以下とすることがより好ましく、2.5質量%以上5質量%以下とすることがさらに好ましい。 If the content of Cr in the alloy steel is small, there is a possibility that the above-described effects cannot be obtained sufficiently. On the other hand, if the content of Cr is large, cold workability, machinability and carburization processability are lowered, which may lead to an increase in cost, and coarse eutectic carbide is likely to be generated during steelmaking. In addition, fatigue life and strength may be reduced. For these reasons, the Cr content in the alloy steel needs to be 2.5 mass% or more and 7 mass% or less. The Cr content is more preferably 2.5% by mass or more and 6% by mass or less, and further preferably 2.5% by mass or more and 5% by mass or less.
〔マンガンの含有量について〕
マンガン(Mn)は、製鋼時に脱酸剤として作用することから、0.5質量%以上添加する必要がある。また、Crと同様に基地に固溶しMs点を降下させて、多量の残留オーステナイトを確保したり、焼入性を高める作用を有している。
ただし、多量に添加すると、冷間加工性や被削性を低下させるだけでなく、マルテンサイト変態開始温度を低下させて、浸炭処理後に多量の残留オーステナイトが残存して十分な硬さが得られなくなる場合がある。このような理由から、合金鋼中のMnの含有量は0.5質量%以上2質量%以下とする必要がある。そして、0.8質量%以上1.5質量%以下とすることがより好ましく、0.8質量%以上1.2質量%以下とすることがさらに好ましい。
[About manganese content]
Manganese (Mn) acts as a deoxidizer during steelmaking, so 0.5% by mass or more needs to be added. Further, like Cr, it has a function of solid solution in the base and lowering the Ms point to secure a large amount of retained austenite and to improve hardenability.
However, if added in a large amount, not only the cold workability and machinability are lowered, but also the martensite transformation start temperature is lowered, and a large amount of retained austenite remains after carburizing treatment, and sufficient hardness is obtained. It may disappear. For these reasons, the Mn content in the alloy steel needs to be 0.5% by mass or more and 2% by mass or less. And it is more preferable to set it as 0.8 mass% or more and 1.5 mass% or less, and it is further more preferable to set it as 0.8 mass% or more and 1.2 mass% or less.
〔ケイ素の含有量について〕
ケイ素(Si)は、Mnと同様に製鋼時に脱酸剤として作用する。また、Cr,Mnと同様に焼入性を向上させるとともに、基地のマルテンサイト化を強化し、軸受寿命の向上に有効な元素である。さらに、焼戻し軟化抵抗性を高める作用も有している。ただし、多量に添加すると、鍛造性,冷間加工性,被削性,及び浸炭処理性を低下させる場合がある。このような理由から、合金鋼中のSiの含有量は0.1質量%以上1.5質量%以下とする必要がある。そして、0.1質量%以上0.7質量%以下とすることがより好ましく、0.3質量%以上0.5質量%以下とすることがさらに好ましい。
[About silicon content]
Silicon (Si), like Mn, acts as a deoxidizer during steelmaking. Moreover, it is an element effective for improving the bearing life by improving the hardenability as well as Cr and Mn, and strengthening the base martensite. Furthermore, it has the effect | action which raises temper softening resistance. However, if added in a large amount, forgeability, cold workability, machinability, and carburization property may be reduced. For these reasons, the Si content in the alloy steel needs to be 0.1% by mass or more and 1.5% by mass or less. And it is more preferable to set it as 0.1 to 0.7 mass%, and it is still more preferable to set it as 0.3 to 0.5 mass%.
〔モリブデンの含有量について〕
モリブデン(Mo)は、Crと同様に基地に固溶して焼入れ性,焼戻し軟化抵抗性,耐食性,及び疲労寿命を高める作用を有する元素である。また、Crと同様にCやN等の侵入型固溶元素を実質的に動きにくくして、基地の組織を安定化し、水素侵入時の寿命低下を大幅に抑制する作用も有している。さらに、Mo2 C等の微細炭化物を形成して、耐摩耗性を高める作用も有している。
合金鋼中のMoの含有量が少ないと、前述のような作用が十分に得られないおそれがある。一方、Moの含有量が多いと、冷間加工性や被削性が低下して、加工コストの上昇を招いたり、粗大な共晶炭化物が生成して疲労寿命や強度が低下するおそれがある。このような理由から、合金鋼中のMoの含有量は0.5質量%以上3質量%以下とする必要があり、0.5質量%以上1.5質量%以下とすることがより好ましい。
[Molybdenum content]
Molybdenum (Mo) is an element having the effect of increasing the hardenability, temper softening resistance, corrosion resistance, and fatigue life by solid solution in the base like Cr. Further, like Cr, interstitial solid solution elements such as C and N are made substantially hard to move, so that the base structure is stabilized, and the life reduction at the time of hydrogen intrusion is greatly suppressed. Further, by forming a fine carbide such as Mo 2 C, also it has the effect of increasing the wear resistance.
If the Mo content in the alloy steel is low, the above-described effects may not be obtained sufficiently. On the other hand, if the content of Mo is large, cold workability and machinability may be reduced, resulting in an increase in processing cost or generation of coarse eutectic carbides, which may reduce fatigue life and strength. . For these reasons, the Mo content in the alloy steel needs to be 0.5% by mass or more and 3% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 1.5% by mass or less.
〔表面の残留オーステナイト量について〕
残留オーステナイトは表面疲労を軽減する作用があるので、15体積%以上とする必要があり、20体積%以上とすることがより好ましい。一方、表面の残留オーステナイト量が多いと、表面硬さが低下したり、軸受の組み立て時に変形が生じやすくなり組み立て性が低下する場合があるので、45体積%以下とする必要があり、40体積%以下とすることがより好ましい。
[About the amount of retained austenite on the surface]
Residual austenite has the effect of reducing surface fatigue, so it needs to be 15% by volume or more, and more preferably 20% by volume or more. On the other hand, if the amount of retained austenite on the surface is large, the surface hardness is reduced, or deformation is likely to occur during assembly of the bearing and the assemblability may be deteriorated. % Or less is more preferable.
〔平均残留オーステナイト量について〕
Cr及びMoの作用により、高温下における残留オーステナイトの分解を抑制することは可能であるが、残留オーステナイト量が多いと、長期間にわたって高温に曝された場合に残留オーステナイトの分解が生じてしまう。そして、寸法変化によりすきまが減少するため、焼付きが生じるおそれがある。よって、平均残留オーステナイト量(単位は体積%)は、合金鋼中のCrの含有量(単位は質量%)とMoの含有量(単位は質量%)との和の2.5倍以下とする必要がある。
[Average amount of retained austenite]
Although the action of Cr and Mo can suppress the decomposition of residual austenite at high temperatures, if the amount of residual austenite is large, the decomposition of residual austenite occurs when exposed to high temperatures for a long period of time. And since a clearance reduces by a dimensional change, there exists a possibility that seizing may arise. Therefore, the average retained austenite amount (unit: volume%) is 2.5 times or less of the sum of the Cr content (unit: mass%) and the Mo content (unit: mass%) in the alloy steel. There is a need.
本発明の転がり軸受は、高温下且つ異物混入潤滑下で使用されても、寸法安定性に優れ長寿命である。 The rolling bearing of the present invention has excellent dimensional stability and a long life even when used at high temperatures and under contaminated lubrication.
本発明に係る転がり軸受の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1の深溝玉軸受は、内輪1と、外輪2と、内輪1及び外輪2の間に転動自在に配された複数の玉(転動体)3と、を備えている。内輪1,外輪2,及び玉3の少なくとも1つは、炭素を0.2質量%以上0.6質量%以下、クロムを2.5質量%以上7質量%以下、マンガンを0.5質量%以上2質量%以下、ケイ素を0.1質量%以上1.5質量%以下、モリブデンを0.5質量%以上3質量%以下含有する合金鋼で構成されている。そして、浸炭処理又は浸炭窒化処理が施されていて、内輪1,外輪2の軌道面や玉3の転動面には、この熱処理により硬化された表面層が形成されている。また、表面の残留オーステナイト量は15体積%以上45体積%以下であり、平均残留オーステナイト量(単位は体積%)は、合金鋼中のクロムの含有量(単位は質量%)とモリブデンの含有量(単位は質量%)との和の2.5倍以下である。このような深溝玉軸受は、高温下且つ異物混入潤滑下で使用されても、寸法安定性に優れ長寿命である。
Embodiments of a rolling bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The deep groove ball bearing in FIG. 1 includes an
〔実施例〕
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。表1に示すような組成を有する種々の合金鋼で構成された内輪,外輪と、JIS鋼種SUJ2で構成された転動体とを用意して、呼び番号6206の深溝玉軸受を製造し、耐久試験を行った。なお、合金鋼のC,Si,Mn,Cr,Mo以外の成分は、鉄及び不可避の不純物である。また、表1の鋼種Hは、JIS鋼種SUJ2である。さらに、表1中の数値に付された下線は、その数値が本発明の推奨範囲から外れていることを意味する。
〔Example〕
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Prepare the inner ring and outer ring made of various alloy steels having the composition shown in Table 1 and rolling elements made of JIS steel type SUJ2, manufacture a deep groove ball bearing with the nominal number 6206, durability test Went. In addition, components other than C, Si, Mn, Cr, and Mo in the alloy steel are iron and inevitable impurities. Moreover, the steel type H of Table 1 is JIS steel type SUJ2. Furthermore, the underline attached to the numerical values in Table 1 means that the numerical values are out of the recommended range of the present invention.
内輪及び外輪は、合金鋼を所定の寸法に旋削加工し、後述のような浸炭処理又は浸炭窒化処理を施し、さらに所定温度で焼入れ,焼戻しを施した後に、仕上げ研削を施すことにより製造した。浸炭処理の条件は、雰囲気がRXガスとエンリッチガスの混合物、処理時間が約3〜5時間、処理温度が900〜960℃である。そして、常温まで空冷した後に、840℃で1時間油焼入れを行い、さらに180℃で2時間焼戻しを行った。浸炭窒化処理の条件は、雰囲気がRXガス,エンリッチガス,及びアンモニアガス(5%)の混合物、処理時間が約3〜5時間、処理温度が900〜960℃である。そして、油冷した後に、浸炭処理の場合と同条件で焼入れ,焼戻しを行った。 The inner ring and the outer ring were manufactured by turning alloy steel to a predetermined size, performing carburizing treatment or carbonitriding treatment as described later, further quenching and tempering at a predetermined temperature, and then performing finish grinding. The carburizing conditions are: the atmosphere is a mixture of RX gas and enriched gas, the processing time is about 3 to 5 hours, and the processing temperature is 900 to 960 ° C. And after air-cooling to normal temperature, oil quenching was performed at 840 degreeC for 1 hour, and also tempering was performed at 180 degreeC for 2 hours. The carbonitriding conditions are as follows: the atmosphere is a mixture of RX gas, enriched gas, and ammonia gas (5%), the processing time is about 3 to 5 hours, and the processing temperature is 900 to 960 ° C. And after oil cooling, quenching and tempering were performed under the same conditions as in the case of carburizing treatment.
得られた内輪及び外輪の性状(表面の残留オーステナイト量(γR )及び平均残留オーステナイト量(γR mean))を、表2にまとめて示す。また、合金鋼中のクロムの含有量Cr%とモリブデンの含有量Mo%との和(以降は「Cr%+Mo%」と記す)、及び、平均残留オーステナイト量(γR mean)とCr%+Mo%との比(γR mean/[Cr%+Mo%])を、表2にまとめて示す。なお、残留オーステナイト量(γR )はX線回折法で測定した。また、表2中の数値に付された下線は、その数値が本発明の推奨範囲から外れていることを意味する。 Properties of the obtained inner and outer rings (surface retained austenite amount (γ R ) and average retained austenite amount (γ R mean )) are summarized in Table 2. Also, the sum of the chromium content Cr% and the molybdenum content Mo% in the alloy steel (hereinafter referred to as “Cr% + Mo%”), and the average retained austenite content (γ R mean ) and Cr% + Mo % (Γ R mean / [Cr% + Mo%]) is shown in Table 2. The amount of retained austenite (γ R ) was measured by the X-ray diffraction method. Moreover, the underline attached | subjected to the numerical value in Table 2 means that the numerical value has remove | deviated from the recommended range of this invention.
次に、耐久試験の方法について説明する。前述の内輪,外輪,及び転動体を組み立てて得た深溝玉軸受を、油浴潤滑下、アキシアル荷重3.5GPa、回転速度3000min-1の条件で回転させた。そして、内輪,外輪の少なくとも一方にフレーキングや焼付きが生じた時点を寿命とし、90%残存寿命(L10寿命)を測定した。1500時間回転させてもフレーキングや焼付きが生じなかった場合は、L10寿命は1500時間とした。なお、潤滑油としては、ISO粘度グレードがISO VG150である潤滑油を用い、潤滑油の温度は160℃とした。また、この潤滑油には、異物として直径74〜147μmの鋼粉(硬さHv600)を300ppm添加した。 Next, the endurance test method will be described. The deep groove ball bearing obtained by assembling the inner ring, the outer ring, and the rolling element described above was rotated under oil bath lubrication conditions with an axial load of 3.5 GPa and a rotation speed of 3000 min −1 . Then, the inner ring, the time when flaking and seizing occurred in at least one of the outer ring and the life was measured 90% residual life (L 10 life). If you did not occur with flaking or grilled be rotated 1500 hours, L 10 life was 1500 hours. In addition, as a lubricating oil, the lubricating oil whose ISO viscosity grade is ISO VG150 was used, and the temperature of the lubricating oil was 160 ° C. Further, 300 ppm of steel powder having a diameter of 74 to 147 μm (hardness Hv600) was added to the lubricating oil as a foreign matter.
耐久試験の結果を表2に示す。表2から分かるように、実施例1〜6は、比較例1〜11と比べて格段に長寿命であった。特に、実施例1〜5は、合金鋼中のCrの含有量,表面の残留オーステナイト量,及び平均残留オーステナイト量(γR mean/[Cr%+Mo%]の値)の全てが好適な値であるので、高温下且つ異物混入潤滑下においても、フレーキング及び焼付きが全く生じなかった。また、実施例6は、Crの含有量が好適な範囲内ではあるものの若干多いので、非晶炭化物が生成して実施例3〜5よりも寿命が若干短かった。 The results of the durability test are shown in Table 2. As can be seen from Table 2, Examples 1 to 6 have a much longer life than Comparative Examples 1 to 11. In particular, in Examples 1 to 5 , all of the content of Cr in the alloy steel, the amount of retained austenite on the surface, and the amount of average retained austenite (value of γ R mean / [Cr% + Mo%]) are suitable values. Therefore, flaking and seizure did not occur at all even under high temperature and foreign matter mixed lubrication. Further, in Example 6, although the Cr content was within a suitable range, it was slightly higher, so that amorphous carbide was generated and the life was slightly shorter than in Examples 3-5 .
これに対して、比較例1〜9は、合金鋼の組成が本発明の範囲から外れているので、実施例1〜6と比べて短寿命であった。比較例1,2はSUJ2製であり、比較例1の場合はずぶ焼入れが施してあり、比較例2の場合は浸炭窒化処理が施してある。比較例2は浸炭窒化処理が施してあるため、比較例1よりも長寿命であったが、各実施例と比べると著しく短寿命であった。 On the other hand, Comparative Examples 1 to 9 had a shorter life than Examples 1 to 6 because the composition of the alloy steel was out of the scope of the present invention. Comparative Examples 1 and 2 are made of SUJ2, and in case of Comparative Example 1, they are all hardened, and in case of Comparative Example 2, carbonitriding is performed. Since Comparative Example 2 was subjected to carbonitriding, it had a longer life than Comparative Example 1, but was significantly shorter than each Example.
また、比較例3,4は、表面の残留オーステナイト量及び平均残留オーステナイト量(γR mean/[Cr%+Mo%]の値)は好適な範囲内であるものの、Crの含有量が好適な範囲から外れているため、短寿命であった。さらに、比較例5〜9は、C,Si,Mn,Moのいずれかの含有量が好適な範囲から外れているため、短寿命であった。さらに、比較例10,11の場合は、合金鋼の組成は好適であるが、比較例10については平均残留オーステナイト量(γR mean/[Cr%+Mo%]の値)が好適な値ではなく、比較例11については表面の残留オーステナイト量が好適な値ではないため、焼付きが生じ短寿命であった。 In Comparative Examples 3 and 4, the surface retained austenite amount and the average retained austenite amount (γ R mean / [Cr% + Mo%] value) are within a preferable range, but the Cr content is preferably within a range. Because it is out of the range, it has a short life. Furthermore, Comparative Examples 5 to 9 had a short life because the content of any of C, Si, Mn, and Mo was outside the preferred range. Furthermore, in the case of Comparative Examples 10 and 11, the composition of the alloy steel is suitable, but in Comparative Example 10, the average retained austenite amount (value of γ R mean / [Cr% + Mo%]) is not a suitable value. In Comparative Example 11, the amount of retained austenite on the surface was not a suitable value, so seizure occurred and the life was short.
ここで、合金鋼中のCrの含有量と軸受のL10寿命との相関を示すグラフを、図2に示す。このグラフは、実施例1〜6、参考例、及び比較例3,4の試験結果をプロットしたものである。このグラフから分かるように、Crの含有量が2.5質量%以上7質量%以下であると軸受が長寿命であり、2.5質量%以上6質量%以下であるとより長寿命であった。 Here, a graph showing the correlation between the Cr content in the alloy steel and the L10 life of the bearing is shown in FIG. This graph plots the test results of Examples 1 to 6, Reference Example, and Comparative Examples 3 and 4. As can be seen from this graph, when the Cr content is 2.5% by mass or more and 7% by mass or less, the bearing has a long life, and when it is 2.5% by mass or more and 6% by mass or less, the bearing has a longer life. It was.
本発明の転がり軸受は、高温下且つ異物混入潤滑下においても好適に使用可能である。特に、自動車,農業機械,建設機械,鉄鋼用機械等のエンジン,トランスミッション等に好適に使用可能である。 The rolling bearing of the present invention can be suitably used even under high temperature and foreign matter mixed lubrication. In particular, it can be suitably used for engines, transmissions and the like of automobiles, agricultural machines, construction machines, and steel machines.
1 内輪
2 外輪
3 玉(転動体)
1
Claims (1)
条件A:炭素を0.35質量%以上0.6質量%以下、クロムを2.5質量%以上7質量%以下、マンガンを0.5質量%以上2質量%以下、ケイ素を0.1質量%以上1.5質量%以下、モリブデンを0.5質量%以上3質量%以下含有する合金鋼で構成されている。
条件B:浸炭処理又は浸炭窒化処理により硬化された表面層を有する。
条件C:表面の残留オーステナイト量が15体積%以上45体積%以下である。
条件D:部材全体の残留オーステナイト量の平均値である平均残留オーステナイト量(単位は体積%)が、前記合金鋼中のクロムの含有量(単位は質量%)とモリブデンの含有量(単位は質量%)との和の2.5倍以下である。 In a rolling bearing comprising an inner ring, an outer ring, and a plurality of rolling elements that are freely rollable between the inner ring and the outer ring, at least one of the inner ring, the outer ring, and the rolling element is: A rolling bearing characterized by satisfying four conditions.
Condition A: carbon is 0.35 mass% to 0.6 mass%, chromium is 2.5 mass% to 7 mass%, manganese is 0.5 mass% to 2 mass%, and silicon is 0.1 mass % To 1.5% by mass and molybdenum containing 0.5% to 3% by mass.
Condition B: having a surface layer hardened by carburizing or carbonitriding.
Condition C: The amount of retained austenite on the surface is 15% by volume or more and 45% by volume or less.
Condition D: The average retained austenite amount (unit: volume%), which is the average value of the retained austenite amount of the entire member, is the chromium content (unit: mass%) and molybdenum content (unit: mass) in the alloy steel. %) And 2.5 times or less.
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02277764A (en) * | 1989-01-13 | 1990-11-14 | Nippon Seiko Kk | Roller bearing |
JPH0333349B2 (en) * | 1988-10-22 | 1991-05-16 | Sankyo Co | |
JP2002115031A (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-19 | Ntn Corp | Rolling bearing parts, driving device and roll supporting device |
JP2002147557A (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-22 | Nsk Ltd | Toroidal type continuously variable transmission |
JP3385722B2 (en) * | 1994-06-15 | 2003-03-10 | 住友金属工業株式会社 | Carburizing and quenching method |
JP2003222142A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Nsk Ltd | Angular contact ball bearing |
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2004
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0333349B2 (en) * | 1988-10-22 | 1991-05-16 | Sankyo Co | |
JPH02277764A (en) * | 1989-01-13 | 1990-11-14 | Nippon Seiko Kk | Roller bearing |
JP3385722B2 (en) * | 1994-06-15 | 2003-03-10 | 住友金属工業株式会社 | Carburizing and quenching method |
JP2002115031A (en) * | 2000-10-11 | 2002-04-19 | Ntn Corp | Rolling bearing parts, driving device and roll supporting device |
JP2002147557A (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-22 | Nsk Ltd | Toroidal type continuously variable transmission |
JP2003222142A (en) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Nsk Ltd | Angular contact ball bearing |
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