JP4893585B2 - Manufacturing method of wheel bearing rolling bearing unit - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a wheel-supporting rolling bearing unit that rotatably supports a wheel of an automobile or the like with respect to a suspension device.
自動車等の車輪を懸架装置に対して回転自在に支持する車輪支持用転がり軸受ユニットは、一般的には、以下のような構造を有している。すなわち、外周面に複列の軌道面を有する内方部材と、内周面に複列の軌道面を有する外方部材と、内方部材の軌道面と外方部材の軌道面との間に転動自在に配された複数の転動体と、を備えており、内方部材が回転輪、外方部材が固定輪(非回転輪)とされている。 A wheel bearing rolling bearing unit that rotatably supports a wheel of an automobile or the like with respect to a suspension device generally has the following structure. That is, an inner member having a double-row raceway surface on the outer peripheral surface, an outer member having a double-row raceway surface on the inner peripheral surface, and between the raceway surface of the inner member and the raceway surface of the outer member A plurality of rolling elements which are arranged to be freely rollable, the inner member being a rotating wheel and the outer member being a fixed wheel (non-rotating wheel).
また、内方部材の外周面には、車輪を取り付けるためのフランジが設けられ、外方部材の外周面には、懸架装置を取り付けるためのフランジが設けられている。そして、このような車輪支持用転がり軸受ユニットは、前述のフランジが内方部材や外方部材に一体化された構造となっている。
車輪支持用転がり軸受ユニットを構成する内方部材,外方部材は、例えばS53Cのような機械構造用炭素鋼の中炭素鋼を材料とし、以下のようにして製造される。すなわち、鋼製素材に複数工程の熱間鍛造を順次施して所定の形状に段階的に成形した後に冷却し、さらに必要により旋削,研削,削孔等を施して、初析フェライトとパーライトとが複合したフェライト・パーライト組織を有する内方部材,外方部材を得る。
Further, a flange for attaching a wheel is provided on the outer peripheral surface of the inner member, and a flange for attaching a suspension device is provided on the outer peripheral surface of the outer member. Such a wheel-supporting rolling bearing unit has a structure in which the aforementioned flange is integrated with the inner member and the outer member.
The inner member and the outer member constituting the wheel support rolling bearing unit are made of, for example, medium carbon steel for machine structural carbon steel such as S53C as follows. In other words, a steel material is subjected to hot forging in multiple steps in order and formed into a predetermined shape in stages and then cooled, and if necessary, turning, grinding, drilling, etc. An inner member and an outer member having a composite ferrite-pearlite structure are obtained.
車輪支持用転がり軸受ユニットの駆動時には、内方部材,外方部材に応力が負荷されるので、内方部材,外方部材には高い疲労強度が要求される。特に、車輪や懸架装置が取り付けられるフランジの付け根部分には、高い曲げ応力や捩り応力が負荷されるため、特に高い疲労強度が要求される。
そこで、複数工程の熱間鍛造のうち最終工程の熱間鍛造を、A1 点以上A3 点よりも100℃高い温度以下の温度域(S53Cの場合はおよそ750〜850℃)で所定の歪を加えるように行うことにより、結晶粒径を微細(10μm以下)にして疲労強度を高める方法が、特許文献1に提案されている。
Therefore, the hot forging in the final step among the hot forgings in a plurality of steps is performed at a predetermined strain in a temperature range (approximately 750 to 850 ° C. in the case of S53C) within a temperature range of 100 ° C. higher than the A 1 point to the A 3 point.
しかしながら、炭素の含有量が0.4〜0.6質量%である鋼材においては、結晶粒径を微細にすると軟質な初析フェライトが増加するため硬さの低下を招き、かえって疲労強度が低下する場合があった。これを防止するためには、熱間鍛造後の冷却速度を速くする必要があるが、前述のように結晶粒径が過度に微細になった場合は、生産工程上実現できる冷却速度(放冷やファン等による送風冷却での冷却速度)では初析フェライトの増加を十分に抑制することができず、硬さが低下してしまうおそれがあった。
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、高い疲労強度を有し長寿命な車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法を提供することを課題とする。
However, in steel materials with a carbon content of 0.4 to 0.6% by mass, if the crystal grain size is made fine, soft pro-eutectoid ferrite increases, leading to a decrease in hardness, and in turn a decrease in fatigue strength. There was a case. In order to prevent this, it is necessary to increase the cooling rate after hot forging. However, if the crystal grain size becomes excessively fine as described above, the cooling rate that can be realized in the production process (cooling and The cooling rate by cooling with a fan or the like) cannot sufficiently suppress the increase in pro-eutectoid ferrite, and the hardness may be reduced.
Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above-described problems of the prior art and to provide a method for manufacturing a wheel support rolling bearing unit having high fatigue strength and a long service life.
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、本発明に係る請求項1の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、外周面に軌道面を有する内方部材と、前記内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記内方部材の軌道面と前記外方部材の軌道面との間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える車輪支持用転がり軸受ユニットを製造するに際して、鋼製素材に複数工程の熱間鍛造を順次施して所定の形状に段階的に成形することにより、前記内方部材及び前記外方部材の少なくとも一方を得るとともに、前記複数工程の熱間鍛造のうち最終工程の熱間鍛造を、下記の条件A,条件B,及び条件Cを満足するように行い、前記複数工程の熱間鍛造の後の冷却工程を、下記の条件Dを満足するように行うことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the method for manufacturing a wheel-supporting rolling bearing unit according to
条件A)前記内方部材又は前記外方部材のうち車輪支持用転がり軸受ユニットの駆動時に高応力が負荷される高負荷部位は、900℃以上1100℃以下の加工温度で熱間鍛造される。
条件B)前記最終工程の熱間鍛造によって、前記高負荷部位には0.3以上1.5以下のvon Mises歪が導入される。
Condition A) Of the inner member or the outer member, a high load portion that is subjected to high stress when the wheel bearing rolling bearing unit is driven is hot forged at a processing temperature of 900 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower.
Condition B) A von Mises strain of 0.3 or more and 1.5 or less is introduced into the high load portion by the hot forging in the final step.
条件C)[前記加工温度]−150×[前記von Mises歪]なる式で定義される熱間鍛造パラメータPF が1000以下である。
条件D)前記熱間鍛造パラメータPF が850超過1000以下である場合は、前記冷却工程の冷却速度は0.25℃/s以上3℃/s以下であり、前記熱間鍛造パラメータPF が850以下である場合は、前記冷却工程の冷却速度は0.5℃/s以上3℃/s以下である。
Condition C) [the processing temperature] -150 × [the von Mises strain] becomes hot forging parameters P F defined by the formula is 1000 or less.
If the condition D) the hot forging parameters P F is 850 exceed 1,000 or less, the cooling rate of the cooling step is at 3 ° C. / s or less 0.25 ° C. / s or higher, the hot forging parameters P F is When it is 850 or less, the cooling rate of the cooling step is 0.5 ° C./s or more and 3 ° C./s or less.
また、本発明に係る請求項2の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、請求項1に記載の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法において、前記高負荷部位においては、日本工業規格JIS G0551に規定の方法で測定された旧オーステナイト結晶粒度が、粒度番号で6以上9以下であることを特徴とする。
さらに、本発明に係る請求項3の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、請求項1又は請求項2に記載の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法において、前記内方部材及び前記外方部材の少なくとも一方には、車輪又は懸架装置が取り付けられるフランジが設けられており、前記高負荷部位が該フランジの付け根部分であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a wheel-supporting rolling bearing unit according to the first aspect of the present invention. In the method for manufacturing a wheel-supporting rolling bearing unit according to the first aspect, in the high load part, the Japanese Industrial Standard JIS G0551. The prior austenite grain size measured by the method specified in 1) is 6 to 9 in grain size number.
Furthermore, the manufacturing method of the rolling bearing unit for wheel support of
本発明の車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法は、高い疲労強度を有し長寿命な車輪支持用転がり軸受ユニットを製造することができる。 The method for producing a wheel-supporting rolling bearing unit of the present invention can produce a wheel-supporting rolling bearing unit having high fatigue strength and a long service life.
本発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明に係る車輪支持用転がり軸受ユニットの一実施形態の構造を示す断面図である。なお、本実施形態においては、車輪支持用転がり軸受ユニットを自動車等の車両に取り付けた状態において、車両の幅方向外側を向いた部分を外端側部分と称し、幅方向中央側を向いた部分を内端側部分と称する。すなわち、図1においては、左側が外端側となり、右側が内端側となる。 An embodiment of a method for manufacturing a wheel bearing rolling bearing unit according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an embodiment of a wheel bearing rolling bearing unit according to the present invention. In this embodiment, in a state where the wheel bearing rolling bearing unit is attached to a vehicle such as an automobile, the portion facing the width direction outside of the vehicle is referred to as an outer end side portion, and the portion facing the width direction center side Is referred to as an inner end portion. That is, in FIG. 1, the left side is the outer end side, and the right side is the inner end side.
図1の車輪支持用転がり軸受ユニット1は、ハブ輪2と、内輪3と、外輪4と、二列の転動体5,5と、転動体5を保持する保持器6,6と、を備えている。ハブ輪2の内端側部分には外径の小さい円筒部11が形成されており、該円筒部11に内輪3が圧入されている。そして、内輪3よりも内端側に突出している円筒部11の先端部分が径方向外方に加締め広げられて、内輪3とハブ輪2とが一体的に固定されている。ただし、内輪3とハブ輪2とを、ナットにより一体的に固定してもよい。この場合には、ナットによって内輪3に必要な予圧を付与することができる。そして、ハブ輪2及び内輪3の外方には、略円筒形状の外輪4が同心に配されている。なお、内輪3とハブ輪2とが一体的に固定されたものが、本発明の構成要件である内方部材に相当し、外輪4が本発明の構成要件である外方部材に相当する。
The wheel support rolling
ハブ輪2の外周面の軸方向中間部及び内輪3の外周面には、それぞれ軌道面が形成されており、ハブ輪2の軌道面は第一内側軌道面20a、内輪3の軌道面は第二内側軌道面20bとされている。また、外輪4の内周面には、前記両内側軌道面20a,20bに対向する軌道面が形成されており、第一内側軌道面20aに対向する軌道面は第一外側軌道面21a、第二内側軌道面20bに対向する軌道面は第二外側軌道面21bとされている。さらに、第一内側軌道面20aと第一外側軌道面21aとの間、及び、第二内側軌道面20bと第二外側軌道面21bとの間には、それぞれ複数の転動体5が転動自在に配されている。なお、図示の例では、転動体として玉を使用しているが、車輪支持用転がり軸受ユニット1の用途等に応じて、ころを使用してもよい。
A raceway surface is formed on each of the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the
さらに、外輪4の内端側部分の内周面と内輪3の内端側部分の外周面との間、並びに、外輪4の外端側部分の内周面とハブ輪2の中間部の外周面との間には、それぞれシール装置7a,7bが設けられている。
さらに、ハブ輪2の外周面の外端側部分には、図示しない車輪を固定するための車輪取り付け用フランジ10が設けられている。そして、外輪4の外周面には、車輪取り付け用フランジ10から離間する側の端部に、懸架装置取り付け用フランジ13が設けられている。
Further, between the inner peripheral surface of the inner end side portion of the outer ring 4 and the outer peripheral surface of the inner end side portion of the
Further, a
このような車輪支持用転がり軸受ユニット1を自動車等の車両に組み付けるには、懸架装置取り付け用フランジ13を懸架装置に固定し、車輪を車輪取り付け用フランジ10に固定する。その結果、車輪支持用転がり軸受ユニット1によって車輪が懸架装置に対し回転自在に支持される。すなわち、内輪3とハブ輪2とが一体的に固定されたものが回転輪となり、外輪4が固定輪(非回転輪)となる。
In order to assemble such a wheel support rolling
このような車輪支持用転がり軸受ユニット1において、ハブ輪2,内輪3,及び外輪4は、鋼製素材に熱間鍛造を施して所定の形状に成形してなる熱間鍛造品である。熱間鍛造品の製造方法を、ハブ輪2を例にして説明する。ハブ輪2は複雑な形状で、1工程の熱間鍛造で成形することは困難なので、円柱形状の鋼製素材に複数工程の熱間鍛造を順次施して段階的に形状を変化させていくことにより成形する。
熱間鍛造の工程数は特に限定されるものではないが、通常は3〜4工程である。例えば3工程の場合は、第一工程で据え込みを行い、第二工程で荒成形を行い、第三工程で仕上げ成形を行う。そして、前記複数工程の熱間鍛造のうち最終工程(上記の例では第三工程)の熱間鍛造を、下記の条件A,条件B,及び条件Cを満足するように行う。
In such a wheel support rolling
The number of hot forging steps is not particularly limited, but is usually 3 to 4 steps. For example, in the case of three steps, upsetting is performed in the first step, rough forming is performed in the second step, and finish forming is performed in the third step. Then, the hot forging of the final process (the third process in the above example) among the multiple processes of hot forging is performed so as to satisfy the following conditions A, B, and C.
条件A)ハブ輪2の各部位には、車輪支持用転がり軸受ユニット1の駆動時に応力が負荷されることとなるが、高応力が負荷される高負荷部位(例えば、車輪取り付け用フランジ10の付け根部分S(特に外端側))については、900℃以上1100℃以下の加工温度で熱間鍛造される。
条件B)前記高負荷部位には0.3以上1.5以下のvon Mises歪が導入される(ただし、より好ましくは0.5以上1.5以下である)。
条件C)[加工温度]−150×[von Mises歪]なる式で定義される熱間鍛造パラメータPF が1000以下である。
Condition A) A stress is applied to each part of the
Condition B) A von Mises strain of 0.3 to 1.5 is introduced into the high-load portion (however, more preferably 0.5 to 1.5).
Condition C) [processing temperature] -150 × [von Mises strain] becomes hot forging parameters P F defined by the formula is 1000 or less.
次に、このような熱間鍛造の後に熱間鍛造品の冷却を行うが、この冷却工程を、下記の条件Dを満足するように行う。
条件D)熱間鍛造パラメータPF が850超過1000以下である場合は、冷却工程の冷却速度は0.25℃/s以上3℃/s以下であり、熱間鍛造パラメータPF が850以下である場合は、冷却工程の冷却速度は0.5℃/s以上3℃/s以下である。
Next, after such hot forging, the hot forged product is cooled, and this cooling step is performed so as to satisfy the following condition D.
If the condition D) hot forging parameters P F is 850 exceed 1000 or less, the cooling rate of the cooling step is at 3 ° C. / s or less 0.25 ° C. / s or higher, in the hot forging parameters P F is 850 or less In some cases, the cooling rate of the cooling step is not less than 0.5 ° C./s and not more than 3 ° C./s.
このようにして製造されたハブ輪2は、高負荷部位において軟質な初析フェライトの増加が抑制されており、適正なフェライト・パーライト組織を有するため、疲労強度が優れていて長寿命である。さらに、高負荷部位においては、日本工業規格JIS G0551に規定の方法で測定された旧オーステナイト結晶粒度が、粒度番号で6以上9以下であることがより好ましい。
The
なお、これら加工温度,von Mises歪,旧オーステナイト結晶粒度の条件は、高負荷部位についての条件であるが、高負荷部位に限らず全部位について同条件を満たしていることがより好ましい。そうすれば、全部位において軟質な初析フェライトの増加が抑制されており、適正なフェライト・パーライト組織を有するため、疲労強度が大変優れていてより長寿命となる。 The conditions for the processing temperature, the von Mises strain, and the prior austenite grain size are conditions for a high load site, but it is more preferable that the same conditions are satisfied for all sites as well as the high load site. By doing so, an increase in soft pro-eutectoid ferrite is suppressed in all parts, and since it has an appropriate ferrite / pearlite structure, fatigue strength is very excellent and a longer life is achieved.
また、本発明は、種々の車輪支持用転がり軸受ユニットに適用することが可能である。例えば、車輪取り付け用フランジがハブ輪や外輪と別体に設けられた、所謂第一世代の車輪支持用転がり軸受ユニット、車輪取り付け用フランジ又は懸架装置取り付け用フランジが外輪と一体に設けられた、所謂第二世代の車輪支持用転がり軸受ユニット、車輪取り付け用フランジ及び懸架装置取り付け用フランジがそれぞれ内輪及び外輪のいずれかと一体に設けられた、所謂第三世代の車輪支持用転がり軸受ユニットに適用することが可能である。 Further, the present invention can be applied to various wheel bearing rolling bearing units. For example, a so-called first generation wheel support rolling bearing unit, a wheel mounting flange or a suspension device mounting flange provided integrally with the outer ring, where the wheel mounting flange is provided separately from the hub wheel and the outer ring, It is applied to a so-called third generation rolling bearing unit for wheel support, in which a so-called second generation wheel supporting rolling bearing unit, a wheel mounting flange and a suspension mounting flange are provided integrally with either the inner ring or the outer ring, respectively. It is possible.
〔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。円柱形状のS53C製素材に3工程の熱間鍛造を施してハブ輪の形状に成形し、その後に冷却した。最終工程である第三工程の熱間鍛造の条件(高応力が負荷される車輪取り付け用フランジの付け根部分における加工温度,von Mises歪,及び熱間鍛造パラメータPF )及び冷却工程の冷却速度は、表1に示す通りである。
なお、加工温度は、放射温度計を用いてワーク表面の温度を測定することにより求めた。また、von Mises歪は熱間鍛造時の形状寸法を変更することにより調整し、有限要素法を用いて求めた。さらに、冷却速度は、空冷ファンの風量と風速によって調整した。
〔Example〕
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The cylindrical S53C material was subjected to hot forging in three steps to form a hub wheel shape, and then cooled. The conditions of the hot forging in the third process, which is the final process (processing temperature, von Mises strain, and hot forging parameter P F at the root of the wheel mounting flange where high stress is applied) and the cooling rate of the cooling process are As shown in Table 1.
The processing temperature was determined by measuring the temperature of the workpiece surface using a radiation thermometer. Further, the von Mises strain was adjusted by changing the shape dimension during hot forging, and was determined using a finite element method. Furthermore, the cooling rate was adjusted by the air volume and air speed of the air cooling fan.
得られた熱間鍛造品に、旋削加工,高周波焼入れ,焼戻し,研削加工,超仕上げ加工を施して、ハブ輪を得た。そして、このハブ輪を用いて、前述の車輪支持用転がり軸受ユニット1とほぼ同様の構成の車輪支持用転がり軸受ユニットを製造した。この車輪支持用転がり軸受ユニットの複列の軌道面間の距離は25mm、車輪取り付け用フランジの厚さ(軸方向幅)は10mm、ハブボルトのボルト径は14mmである。
The resulting hot forged product was subjected to turning, induction hardening, tempering, grinding, and superfinishing to obtain a hub wheel. And using this hub wheel, the wheel support rolling bearing unit of the structure substantially the same as the above-mentioned wheel support rolling
この車輪支持用転がり軸受ユニットの車輪取り付け用フランジに、ハブボルトを介してアキシアル荷重3000N及びラジアル荷重2000Nを入力し、車輪支持用転がり軸受ユニットを回転速度100min-1で回転させて、繰り返し応力を付与した。そして、106 回付与されてもハブ輪に疲労破壊が生じない繰り返し応力を求め、それを疲労強度とした。結果を表1に示す。なお、表1の疲労強度の数値は、比較例1の疲労強度を1とした場合の相対値で示してある。また、旧オーステナイト結晶粒度(日本工業規格JIS G0551に規定の方法で測定された旧オーステナイト結晶粒度)の欄に記載の数値は、粒度番号である。 An axial load of 3000 N and a radial load of 2000 N are input to the wheel mounting flange of this wheel support rolling bearing unit via hub bolts, and the wheel support rolling bearing unit is rotated at a rotational speed of 100 min −1 to repeatedly apply stress. did. Then, repeated stress at which fatigue failure does not occur in the hub wheel even when applied 10 6 times was determined and used as fatigue strength. The results are shown in Table 1. In addition, the numerical value of the fatigue strength of Table 1 is shown as a relative value when the fatigue strength of Comparative Example 1 is 1. Moreover, the numerical value described in the column of former austenite crystal grain size (old austenite crystal grain size measured by the method specified in Japanese Industrial Standards JIS G0551) is a grain size number.
非焼入れ部の疲労強度を高めるためには、結晶粒を微細にすることが効果的であることが知られている。非焼入れ部の結晶粒(フェライト−パーライト組織における旧オーステナイト結晶粒)は、熱間鍛造時に再結晶が生じて形成されるが、加工温度を低くするほど、導入される歪量を大きくするほど、結晶粒を微細にすることができる。
本発明者は、さらに鋭意検討を行った結果、複数工程の熱間鍛造のうち最終工程の熱間鍛造を、前述の条件A,条件B,及び条件Cを満足するように行うことによって(実施例1〜10であり、図2のグラフの斜線部である)、適正なフェライト−パーライト組織を有し且つ旧オーステナイト結晶粒度を粒度番号で6以上9以下とすることができ、高い疲労強度が得られることを見出した。
In order to increase the fatigue strength of the non-quenched portion, it is known that making the crystal grains fine is effective. The crystal grains of the non-quenched part (former austenite crystal grains in the ferrite-pearlite structure) are formed by recrystallization during hot forging, but the lower the processing temperature, the larger the strain introduced, Crystal grains can be made fine.
As a result of further earnest studies, the present inventor conducted the hot forging of the final process among the multiple processes of hot forging so as to satisfy the above-described conditions A, B, and C (implementation) Example 1-10, which is the hatched portion of the graph of FIG. 2), has an appropriate ferrite-pearlite structure, and the prior austenite grain size can be made from 6 to 9 in grain size number, and has high fatigue strength I found out that
比較例4のように加工温度が900℃未満であると、結晶粒が過度に微細となるため、初析フェライトが増加して硬さが低下し、高い疲労強度が得られない。また、比較例1,2のように加工温度が1100℃超過であると、十分なvon Mises歪を加えても結晶粒が微細にならないため、高い疲労強度が得られない。
さらに、比較例5のようにvon Mises歪が0.3未満であると、十分に再結晶できないため、加工温度が適切であっても結晶粒が微細にならず、高い疲労強度が得られない。さらに、von Mises歪が1.5超過であると、加工発熱が生じて、かえって結晶粒が大きくなってしまう場合がある。加工温度が低い場合でも、金型への負担が大きくなるおそれがあるため、好ましくない。
When the processing temperature is less than 900 ° C. as in Comparative Example 4, the crystal grains become excessively fine, so that the pro-eutectoid ferrite increases and the hardness decreases, and high fatigue strength cannot be obtained. Further, when the processing temperature is over 1100 ° C. as in Comparative Examples 1 and 2, the crystal grains do not become fine even when sufficient von Mises strain is applied, so that high fatigue strength cannot be obtained.
Furthermore, if the von Mises strain is less than 0.3 as in Comparative Example 5, the crystal cannot be sufficiently recrystallized, so that the crystal grains do not become fine even if the processing temperature is appropriate, and high fatigue strength cannot be obtained. . Furthermore, if the von Mises strain exceeds 1.5, processing heat generation may occur, and the crystal grains may be enlarged. Even when the processing temperature is low, the burden on the mold may increase, which is not preferable.
さらに、比較例3のように、加工温度及びvon Mises歪が適正であっても、熱間鍛造パラメータPF が1000超過であると、結晶粒が微細にならず高い疲労強度が得られない。
ただし、結晶粒が過度に微細であると、軟質な初析フェライトが増加してしまうため、硬さが低下して、かえって疲労強度が低下するおそれがある。初析フェライトは、結晶粒が大きいほど、熱間鍛造後の冷却工程における冷却速度が速いほど少量となる。
Furthermore, as in Comparative Example 3, even a fair processing temperature and von Mises strain, the hot forging parameters P F is a 1000 exceeded, grain can not be obtained a high fatigue strength does not become fine.
However, if the crystal grains are excessively fine, soft pro-eutectoid ferrite is increased, so that the hardness is lowered and the fatigue strength may be lowered. The amount of pro-eutectoid ferrite becomes smaller as the crystal grain becomes larger and the cooling rate in the cooling step after hot forging becomes faster.
熱間鍛造パラメータPF が850以上1000以下である場合には、旧オーステナイト結晶粒度が粒度番号で8未満であり、冷却速度を0.25℃/s以上とすれば硬さの低下を抑制することができる。熱間鍛造パラメータPF が850以下である場合には、冷却速度を0.5℃/s以上とすれば硬さの低下を抑制することができる。
冷却速度が3℃/sよりも大きいと、局部的にマルテンサイト変態を生じるため、割れ等が発生するおそれがある。
When hot forging parameters P F is 850 to 1,000 is less than 8 at prior austenite grain size grain size number, to suppress a decrease in hardness if the cooling rate between 0.25 ° C. / s or higher be able to. When hot forging parameters P F is 850 or less, the cooling rate it is possible to suppress a decrease in hardness if 0.5 ° C. / s or higher.
When the cooling rate is higher than 3 ° C./s, martensitic transformation is locally generated, so that cracking or the like may occur.
比較例6は、熱間鍛造パラメータPF は900であるが冷却速度が遅いため、疲労強度が向上していない。また、比較例7は、熱間鍛造パラメータPF は800であるが冷却速度が遅いため、疲労強度が向上していない。
なお、非焼入れ部の疲労強度を向上させるためには、少なくとも高負荷部位であるフランジの付け根部分に、本発明を適用する必要がある。
Comparative Example 6, since hot forging parameters P F is the slow cooling rate is 900, the fatigue strength is not improved. In Comparative Example 7, since hot forging parameters P F is the slow cooling rate is 800, the fatigue strength is not improved.
In addition, in order to improve the fatigue strength of a non-hardened part, it is necessary to apply this invention to the root part of the flange which is a high load site | part at least.
1 車輪支持用転がり軸受ユニット
2 ハブ輪
3 内輪
4 外輪
5 転動体
10 車輪取り付け用フランジ
13 懸架装置取り付け用フランジ
20a 第一内側軌道面
20b 第二内側軌道面
21a 第一外側軌道面
21b 第二外側軌道面
S 付け根部分
DESCRIPTION OF
Claims (3)
鋼製素材に複数工程の熱間鍛造を順次施して所定の形状に段階的に成形することにより、前記内方部材及び前記外方部材の少なくとも一方を得るとともに、
前記複数工程の熱間鍛造のうち最終工程の熱間鍛造を、下記の条件A,条件B,及び条件Cを満足するように行い、前記複数工程の熱間鍛造の後の冷却工程を、下記の条件Dを満足するように行うことを特徴とする車輪支持用転がり軸受ユニットの製造方法。
条件A)前記内方部材又は前記外方部材のうち車輪支持用転がり軸受ユニットの駆動時に高応力が負荷される高負荷部位は、900℃以上1100℃以下の加工温度で熱間鍛造される。
条件B)前記最終工程の熱間鍛造によって、前記高負荷部位には0.3以上1.5以下のvon Mises歪が導入される。
条件C)[前記加工温度]−150×[前記von Mises歪]なる式で定義される熱間鍛造パラメータPF が1000以下である。
条件D)前記熱間鍛造パラメータPF が850超過1000以下である場合は、前記冷却工程の冷却速度は0.25℃/s以上3℃/s以下であり、前記熱間鍛造パラメータPF が850以下である場合は、前記冷却工程の冷却速度は0.5℃/s以上3℃/s以下である。 An inner member having a raceway surface on an outer peripheral surface; an outer member having a raceway surface facing the raceway surface of the inner member; and the raceway surface of the inner member. And a plurality of rolling elements arranged so as to be freely rollable between the outer member and the raceway surface of the outer member, when manufacturing a wheel support rolling bearing unit,
By sequentially performing hot forging of a plurality of steps on a steel material and forming it in a predetermined shape step by step, obtaining at least one of the inner member and the outer member,
Among the multiple processes of hot forging, the final process of hot forging is performed so as to satisfy the following conditions A, B and C, and the cooling process after the multiple processes of hot forging is as follows: A method for manufacturing a wheel-supporting rolling bearing unit, wherein the method is carried out so as to satisfy the condition D.
Condition A) Of the inner member or the outer member, a high load portion that is subjected to high stress when the wheel bearing rolling bearing unit is driven is hot forged at a processing temperature of 900 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower.
Condition B) A von Mises strain of 0.3 or more and 1.5 or less is introduced into the high load portion by the hot forging in the final step.
Condition C) [the processing temperature] -150 × [the von Mises strain] becomes hot forging parameters P F defined by the formula is 1000 or less.
If the condition D) the hot forging parameters P F is 850 exceed 1,000 or less, the cooling rate of the cooling step is at 3 ° C. / s or less 0.25 ° C. / s or higher, the hot forging parameters P F is When it is 850 or less, the cooling rate of the cooling step is 0.5 ° C./s or more and 3 ° C./s or less.
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