JP5640528B2 - Rolling bearing - Google Patents
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Description
この発明は、転がり軸受に関する。 The present invention relates to a rolling bearing.
風力発電用風車（以下、単に「風車」と称する。）の回転軸（翼が取り付けられたロータの主軸、ロータと発電機との間に配置された変速機の入力軸および出力軸）を支持する転がり軸受としては、例えば、外径が１８０ｍｍ以上（特に２８０ｍｍ以上）である大型のころ軸受が使用されている。
転がり軸受の軌道輪と転動体は、両者の接触部に高い面圧が発生し、内部に高い剪断応力が発生するため、これに耐え得る硬さとなっている必要がある。特に、大型の軸受では、剪断応力が内部の深くまで作用するため、深い位置まで硬くなっていることが要求される。また、ころ軸受は、軌道輪と転動体の接触面積が大きいため、剪断応力が作用する領域が大きい。玉軸受の場合でも、玉（転動体）の直径が３０ｍｍ以上である大形の転がり軸受では、剪断応力が作用する領域が大きい。
Supports the rotating shaft of the wind turbine for wind power generation (hereinafter simply referred to as “wind turbine”) (the main shaft of the rotor to which the blades are attached, the input shaft and the output shaft of the transmission disposed between the rotor and the generator). As the rolling bearing to be used, for example, a large roller bearing having an outer diameter of 180 mm or more (particularly 280 mm or more) is used.
Since the bearing ring and the rolling element of the rolling bearing generate a high surface pressure at the contact portion between them, and a high shear stress is generated inside, it is necessary to have a hardness that can withstand this. In particular, large bearings are required to be hardened to a deep position because shear stress acts deep inside. Moreover, since the roller bearing has a large contact area between the race and the rolling element, a region where shear stress acts is large. Even in the case of a ball bearing, a large rolling bearing having a ball (rolling element) with a diameter of 30 mm or more has a large area on which shear stress acts.
風車用軸受は、軌道輪と転動体の間に滑りが発生しやすい条件下で使用される。軌道輪と転動体の間に大きな滑りが発生すると、転動体と軌道輪との間に膜状に存在する潤滑油（油膜）が切れ易くなり、切れた部分で金属接触が生じる。金属接触が生じると一時的に金属の新生面が形成され、化学的に活性な状態となるため、潤滑油が分解して水素が発生し易くなり、発生した水素が軌道輪および転動体をなす鋼に侵入し易くなる。 A windmill bearing is used under conditions where slippage is likely to occur between the race and the rolling elements. When a large slip occurs between the raceway and the rolling element, the lubricating oil (oil film) that exists in the form of a film between the rolling element and the raceway easily breaks, and metal contact occurs at the cut part. When metal contact occurs, a newly formed metal surface is temporarily formed and chemically active, so that the lubricating oil decomposes and hydrogen is likely to be generated, and the generated hydrogen forms steel that forms the race and rolling elements. It becomes easy to invade.
また、風車用軸受は回転速度が変わりやすい。そして、回転速度が変わりやすい用途では、軌道輪と転動体の間に油膜を安定して形成するために、鉱油ではなく、ポリアルキレングリコール系などの合成油が用いられることがある。合成油のなかには、鉱油より水素を発生しやすいものがある。
潤滑油から発生した水素は、軌道輪および転動体をなす鋼に侵入して、転がり軸受の組織変化型剥離を加速させる要因となると考えられている。組織変化型剥離とは、鋼の金属組織がマルテンサイトから超微細なフェライトに変化し、フェライトになった部分が起点となって疲労亀裂が生じ、剥離に至る現象である。
Further, the rotational speed of the wind turbine bearing is likely to change. In applications where the rotational speed is variable, synthetic oil such as polyalkylene glycol is sometimes used instead of mineral oil in order to stably form an oil film between the race and the rolling elements. Some synthetic oils are more prone to generate hydrogen than mineral oil.
It is considered that hydrogen generated from the lubricating oil penetrates into the steel forming the race and rolling elements, and is a factor that accelerates the structure change type separation of the rolling bearing. The structure change-type peeling is a phenomenon in which the metal structure of steel changes from martensite to ultrafine ferrite, and fatigue cracks are generated starting from the portion where the ferrite is formed, leading to peeling.
建設機械の車軸や変速機の入出力軸を支持する転がり軸受においても、例えば、外径が１８０ｍｍ以上である大型の玉軸受およびころ軸受が使用されている。
建設機械は、前進と後進を繰り返しながら使用されるため、転がり軸受の回転方向もその度毎に変化する。回転方向が頻繁に変化すると、転動体と軌道輪との間の油膜が切れ易くなり、切れた部分で金属接触が生じるため、前述のように、潤滑油が分解して水素が発生し易くなり、発生した水素が軌道輪および転動体をなす鋼に侵入し易くなる。
For example, large ball bearings and roller bearings having an outer diameter of 180 mm or more are used in rolling bearings that support an axle of a construction machine and an input / output shaft of a transmission.
Since construction machines are used while repeating forward and reverse, the rotational direction of the rolling bearing changes each time. If the direction of rotation changes frequently, the oil film between the rolling element and the raceway will be easily cut, and metal contact will occur at the cut part, and as described above, the lubricating oil will decompose and hydrogen will be generated easily. The generated hydrogen is likely to enter the steel forming the race and rolling elements.
このように、風車用軸受や建設機械用軸受には組織変化型剥離が生じ易い。
従来より、転がり軸受の組織変化型剥離を抑制するための提案がなされている（特許文献１〜３等を参照）。特許文献１および２は、エンジン補機用の転がり軸受に関するものであり、使用する鋼のクロム含有率が２．５〜１７％、３〜９％と高いことで、コストが高くなるとともに、熱処理特性と加工性の低下に伴って生産性が低くなる。
As described above, the structure change-type peeling is likely to occur in the wind turbine bearing and the construction machine bearing.
2. Description of the Related Art Conventionally, proposals have been made to suppress the structure change type separation of rolling bearings (see Patent Documents 1 to 3, etc.).
特許文献３には、風車の回転軸を支持する用途に好適なころ軸受として、内輪、外輪、およびころの何れかを、下記の構成(a) を満たす合金鋼、または構成(a) と構成(b) の両方を満たす合金鋼からなる素材を所定形状に加工した後、浸炭または浸炭窒化を行わず、焼入れ焼戻しを行って得られたものが記載されている。
(a) 炭素含有率〔Ｃ〕が０．９０質量％以上１．２質量％以下、珪素含有率〔Ｓｉ〕が０．２０質量％以上０．７０質量％以下、マンガン含有率〔Ｍｎ〕が０．３０質量％以上１．２質量％以下、クロム含有率〔Ｃｒ〕が０．９０質量％以上１．６質量％以下、モリブデン含有率〔Ｍｏ〕が０．３０質量％以下、残部が鉄（Ｆｅ）および不可避不純物であり、下記の（１）式で表されるＤＩ値が５．０以上９．０以下を満たす。
ＤＩ＝（０．１８〔Ｃ〕＋０．１６）（０．７〔Ｓｉ〕＋１．０）（３．４〔Ｍｎ〕＋１．０）（２．２〔Ｃｒ〕＋１．０）（３．０〔Ｍｏ〕＋１．０）‥‥（１）
(b) 転走部（内輪および外輪の軌道面部、ころの転動面部）の最大厚さをｔ（ｍｍ）とした時に下記の（２）式を満たす。ＤＩ／ｔ≧０．２０‥‥（２）
Patent Document 3 discloses that any of an inner ring, an outer ring, and a roller as a roller bearing suitable for supporting a rotating shaft of a windmill is alloy steel satisfying the following configuration (a), or a configuration (a) and a configuration: A material obtained by processing a material made of alloy steel satisfying both of (b) into a predetermined shape and quenching and tempering without carburizing or carbonitriding is described.
(a) The carbon content [C] is 0.90% by mass or more and 1.2% by mass or less, the silicon content [Si] is 0.20% by mass or more and 0.70% by mass or less, and the manganese content [Mn] is 0.30 mass% or more and 1.2 mass% or less, chromium content [Cr] is 0.90 mass% or more and 1.6 mass% or less, molybdenum content [Mo] is 0.30 mass% or less, and the balance is iron (Fe) and inevitable impurities, the DI value represented by the following formula (1) satisfies 5.0 or more and 9.0 or less.
DI = (0.18 [C] +0.16) (0.7 [Si] +1.0) (3.4 [Mn] +1.0) (2.2 [Cr] +1.0) (3.0 [Mo] +1.0) (1)
(b) When the maximum thickness of the rolling part (the raceway surface part of the inner ring and the outer ring, the rolling surface part of the roller) is t (mm), the following formula (2) is satisfied. DI / t ≧ 0.20 (2)
特許文献３に記載された発明では、軌道輪および転動体の内部に不完全焼入れ組織があると、潤滑油の分解で生じた水素をトラップして金属組織の変化が生じやすく、これを起点とした剥離が生じて、転動疲労寿命の低下の原因となるため、軌道輪および転動体に不完全焼入れ組織が生じないようにしている。 In the invention described in Patent Document 3, if there is an incompletely hardened structure inside the raceway and the rolling element, the hydrogen generated by the decomposition of the lubricating oil is trapped and the metal structure is likely to change. As a result of the occurrence of such peeling, the rolling fatigue life is reduced, so that an incompletely hardened structure is prevented from occurring in the race and the rolling element.
しかしながら、特許文献３に記載された転がり軸受には、組織変化型剥離が生じ易い条件で使用した場合の転動疲労寿命を長くするという点でさらなる改善の余地がある。
この発明の課題は、風車用軸受や建設機械用軸受のように、組織変化型剥離が生じ易い条件で使用する転がり軸受の転動疲労寿命を、より一層長くすることである。
However, the rolling bearing described in Patent Document 3 has room for further improvement in terms of extending the rolling fatigue life when used under conditions in which structure change-type separation is likely to occur.
An object of the present invention is to further increase the rolling fatigue life of a rolling bearing used under conditions in which structure change-type separation is likely to occur, such as a wind turbine bearing and a construction machine bearing.
上記課題を解決するために、この発明の転がり軸受は、転動体の直径が３０ｍｍ以上であり、内輪、外輪、および転動体の少なくとも何れかが、下記の構成(1) 〜(3) を有することを特徴とする。
(1) 炭素含有率〔Ｃ〕が０．９０質量％以上１．１０質量％以下、珪素含有率〔Ｓｉ〕が０．４５質量％以上１．０質量％以下、マンガン含有率〔Ｍｎ〕が０．３０質量％以上１．２質量％以下、クロム含有率〔Ｃｒ〕が１．８質量％以上２．４質量％以下、モリブデン含有率〔Ｍｏ〕が０．４０質量％以下、ニッケル含有率〔Ｎｉ〕が０．２０質量％以下、銅含有率〔Ｃｕ〕が０．２０質量％以下、硫黄含有率〔Ｓ〕が０．０２質量％以下、リン含有率〔Ｐ〕が０．０２質量％以下、酸素含有率〔Ｏ〕が１２質量ｐｐｍ以下、残部が鉄（Ｆｅ）および不可避不純物である合金鋼からなる素材を所定形状に加工した後、焼入れ焼戻しを行って得られる。
(2) 転がり面（内外輪の軌道面、転動体の転動面）の表面から転動体の直径の０．０３倍に相当する深さまでの範囲は、任意の断面で面積３２０ｍｍ2 当たりに存在する直径１０μｍ以上の酸化物系介在物が１０個以下であり、ビッカース硬さ（Ｈｖ）が６９７以上８００以下であり、残留オーステナイト量が５体積％以上２０体積％以下である。
(3) 転がり面（内外輪の軌道面、転動体の転動面）の表面粗さが、、軸方向の８カ所で軸方向に各４ｍｍの長さで測定して得られた粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）で１．０μｍ以下である。
In order to solve the above problems, the rolling bearing of the present invention has a rolling element with a diameter of 30 mm or more, and at least one of the inner ring, the outer ring, and the rolling element has the following configurations (1) to (3) : It is characterized by that .
(1) The carbon content [C] is 0.90 mass% or more and 1.10 mass% or less, the silicon content [Si] is 0.45 mass% or more and 1.0 mass% or less, and the manganese content [Mn] is 0.30% by mass to 1.2% by mass, chromium content [Cr] of 1.8% by mass to 2.4% by mass, molybdenum content [Mo] of 0.40% by mass or less, nickel content [Ni] is 0.20 mass% or less, copper content [Cu] is 0.20 mass% or less, sulfur content [S] is 0.02 mass% or less, and phosphorus content [P] is 0.02 mass%. % Or less, an oxygen content [O] of 12 ppm by mass or less, and a material made of an alloy steel having iron (Fe) and the inevitable impurities as the balance are processed into a predetermined shape, and then obtained by quenching and tempering.
(2) The range from the surface of the rolling surface (the raceway surface of the inner and outer rings, the rolling surface of the rolling element) to the depth corresponding to 0.03 times the diameter of the rolling element exists per 320 mm 2 in any cross section. The number of oxide inclusions having a diameter of 10 μm or more is 10 or less, the Vickers hardness (Hv) is 697 or more and 800 or less, and the amount of retained austenite is 5 volume% or more and 20 volume% or less.
(3) The surface roughness of the rolling surface (the raceway surface of the inner and outer rings and the rolling surface of the rolling element) was measured by measuring the length of 4 mm in the axial direction at 8 points in the axial direction. The maximum peak height (Rp) is 1.0 μm or less.
［構成(1) で使用する合金鋼の組成について］
〔Ｃ〕を０．９０質量％以上１．１０質量％以下とする理由は以下の通りである。
炭素（Ｃ）は、焼入れによって基地（マトリックス）に固溶し、組織をマルテンサイト化することで鋼を強化する元素である。また、他の合金元素と結合して鋼中に硬い炭化物を形成させ、耐摩耗性を向上させる作用も有する。さらに、オーステナイトを安定化する元素であるため、残留オーステナイト量を多くする作用も有する。
[Composition of alloy steel used in configuration (1)]
The reason why [C] is 0.90 mass% or more and 1.10 mass% or less is as follows.
Carbon (C) is an element that strengthens steel by solid solution in matrix (matrix) by quenching and martensifying the structure. Moreover, it has the effect | action which combines with another alloy element and forms hard carbide | carbonized_material in steel, and improves abrasion resistance. Furthermore, since it is an element that stabilizes austenite, it also has the effect of increasing the amount of retained austenite.
残留オーステナイトの存在により鋼に侵入した水素が拡散し難くなるため、残留オーステナイト量が多いほど、水素が局所に集積し難くなって、鋼の組織変化が生じることを抑制できる。
これらの作用を得るために、炭素含有率を０．９０質量％以上とする。
ただし、炭素含有率が１．１０質量％を超えると、鋼中に粗大な炭化物が生成しやすくなり、靱性および加工性が不十分となる。また、品質安定性の観点から、好ましい範囲は０．９５質量％以上１．０５質量％以下である。
Since hydrogen that has penetrated into the steel becomes difficult to diffuse due to the presence of residual austenite, the larger the amount of residual austenite, the more difficult it is for hydrogen to accumulate locally, and the occurrence of structural changes in the steel can be suppressed.
In order to obtain these effects, the carbon content is set to 0.90% by mass or more.
However, if the carbon content exceeds 1.10% by mass, coarse carbides are easily generated in the steel, and the toughness and workability become insufficient. Moreover, from a viewpoint of quality stability, a preferable range is 0.95 mass% or more and 1.05 mass% or less.
〔Ｓｉ〕を０．４５質量％以上１．０質量％以下とする理由は以下の通りである。
珪素（Ｓｉ）は、精鋼時に脱酸剤として作用する。また、基地に固溶して焼入れ性を向上させる作用を有する。さらに、マルテンサイトを安定化する元素であるため、水素によるマルテンサイトからフェライトへの組織変化を抑制する作用を有する。珪素含有率が０．４５質量％未満であると、その作用が実質的に得られない。
ただし、珪素含有率が１．０質量％を超えると、靱性、冷間加工性および被削性が不十分となる。また、性能と生産性の安定的な向上の観点から、好ましくは０．５０質量％以上０．７０質量％以下とする。
The reason why [Si] is 0.45 mass% or more and 1.0 mass% or less is as follows.
Silicon (Si) acts as a deoxidizer during refining. Moreover, it has the effect | action which improves hardenability by making it dissolve in a base. Furthermore, since it is an element that stabilizes martensite, it has the effect of suppressing the structural change from martensite to ferrite due to hydrogen. If the silicon content is less than 0.45% by mass, the action cannot be substantially obtained.
However, when the silicon content exceeds 1.0% by mass, toughness, cold workability and machinability become insufficient. Further, from the viewpoint of stable improvement in performance and productivity, the content is preferably 0.50 mass% or more and 0.70 mass% or less.
〔Ｍｎ〕を０．３０質量％以上１．２質量％以下とする理由は以下の通りである。
マンガン（Ｍｎ）は、基地に固溶して焼入れ性を向上させる作用を有する。また、マルテンサイトを安定化する元素であるため、水素によるマルテンサイトからフェライトへの組織変化を抑制する作用を有する。さらに、オーステナイトを安定化する元素でもあるため、鋼の組織変化の原因となる水素の局所集積を抑制する残留オーステナイト量を多くする作用も有する。マンガン含有率が０．３０質量％未満であると、その作用が実質的に得られない。好ましくは０．９０質量％以上とする。
ただし、マンガン含有率が１．２質量％を超えると、残留オーステナイト量が多くなり過ぎて寸法安定性が低下する。
The reason why [Mn] is 0.30 mass% or more and 1.2 mass% or less is as follows.
Manganese (Mn) has the effect of improving the hardenability by dissolving in the matrix. Moreover, since it is an element which stabilizes martensite, it has the effect | action which suppresses the structure change from the martensite to a ferrite by hydrogen. Furthermore, since it is also an element that stabilizes austenite, it also has the effect of increasing the amount of retained austenite that suppresses local accumulation of hydrogen, which causes the structural change of steel. If the manganese content is less than 0.30% by mass, the action cannot be substantially obtained. Preferably it is 0.90 mass% or more.
However, if the manganese content exceeds 1.2% by mass, the amount of retained austenite increases too much and the dimensional stability decreases.
〔Ｃｒ〕を１．８質量％以上２．４質量％以下とする理由は以下の通りである。
クロム（Ｃｒ）は、基地に固溶して焼入れ性を向上させる作用を有する。また、炭素と結合して鋼中に硬い炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる作用を有する。また、マルテンサイトを安定化する元素であるため、水素によるマルテンサイトからフェライトへの組織変化を抑制する作用を有する。クロム含有率が１．８質量％未満であると、これらの作用が実質的に得られない。
ただし、クロムは高価な元素であるため含有率は少ない方が好ましい。また、クロム含有率が２．４質量％を超えると、化学的に安定した炭化物を形成するために焼入れ温度を高くする必要があるため、生産性が低下する。
The reason for making [Cr] 1.8% by mass or more and 2.4% by mass or less is as follows.
Chromium (Cr) has the effect of improving the hardenability by solid solution in the base. Moreover, it has the effect | action which combines with carbon and forms a hard carbide | carbonized_material in steel, and improves abrasion resistance. Moreover, since it is an element which stabilizes martensite, it has the effect | action which suppresses the structure change from the martensite to a ferrite by hydrogen. When the chromium content is less than 1.8% by mass, these effects are not substantially obtained.
However, since chromium is an expensive element, it is preferable that the content is small. On the other hand, if the chromium content exceeds 2.4% by mass, it is necessary to increase the quenching temperature in order to form a chemically stable carbide, resulting in a decrease in productivity.
〔Ｍｏ〕を０．４０質量％以下とする理由は以下の通りである。
モリブデン（Ｍｏ）は、基地に固溶して焼入れ性および焼戻し軟化抵抗性を向上させる作用を有する。また、炭素と結合して鋼中に硬い炭化物を形成し、耐摩耗性を向上させる作用を有する。また、マルテンサイトを安定化する元素であるため、水素によるマルテンサイトからフェライトへの組織変化を抑制する作用を有する。さらに、オーステナイトを安定化する元素でもあるため、鋼の組織変化の原因となる水素の局所集積を抑制する残留オーステナイト量を多くする作用も有する。
The reason why [Mo] is 0.40 mass% or less is as follows.
Molybdenum (Mo) has a function of improving the hardenability and temper softening resistance by dissolving in a matrix. Moreover, it has the effect | action which combines with carbon and forms a hard carbide | carbonized_material in steel, and improves abrasion resistance. Moreover, since it is an element which stabilizes martensite, it has the effect | action which suppresses the structure change from the martensite to a ferrite by hydrogen. Furthermore, since it is also an element that stabilizes austenite, it also has the effect of increasing the amount of retained austenite that suppresses local accumulation of hydrogen, which causes the structural change of steel.
モリブデンは高価な元素であり、必須成分ではないが、その含有率が０．０１質量％未満であると、これらの作用が実質的に得られないため、モリブデンを含有させる場合にはその含有率を０．０１質量％以上とする。
ただし、モリブデン含有率が０．４０質量％を超えると、冷間加工性および被削性が不十分となって、生産性が低下する。また、性能と生産性の安定的な向上の観点から、０．１２質量％以上０．２７質量％以下であることが好ましい。
Molybdenum is an expensive element and is not an essential component, but if its content is less than 0.01% by mass, these effects cannot be substantially obtained. Is 0.01% by mass or more.
However, if the molybdenum content exceeds 0.40% by mass, cold workability and machinability become insufficient and productivity is lowered. Moreover, it is preferable that it is 0.12 mass% or more and 0.27 mass% or less from a viewpoint of the stable improvement of performance and productivity.
〔Ｎｉ〕を０．２０質量％以下とする理由は以下の通りである。
ニッケル（Ｎｉ）は、基地に固溶して焼入れ性および靱性を向上させる作用を有する。また、オーステナイトを安定化する元素であるため、鋼の組織変化の原因となる水素の局所集積を抑制する残留オーステナイト量を多くする作用を有する。
ニッケルは高価な元素であるため、含有率を０．２０質量％以下とする。また、ニッケルは必須成分ではないが、その含有率が０．０１質量％未満であると、これらの作用が実質的に得られないため、ニッケルを含有させる場合にはその含有率を０．０１質量％以上とする。
The reason why [Ni] is 0.20 mass% or less is as follows.
Nickel (Ni) has the effect of improving the hardenability and toughness by dissolving in the matrix. Moreover, since it is an element which stabilizes austenite, it has the effect | action which increases the amount of retained austenite which suppresses local accumulation | storage of the hydrogen which causes the structure | tissue change of steel.
Since nickel is an expensive element, the content is made 0.20% by mass or less. Nickel is not an essential component, but if its content is less than 0.01% by mass, these effects cannot be substantially obtained. Not less than mass%.
〔Ｃｕ〕を０．２０質量％以下とする理由は以下の通りである。
銅（Ｃｕ）は、基地に固溶して焼入れ性および粒界強度を向上させる作用を有する。銅は必須成分ではないが、その含有率が０．０２質量％未満であるとこれらの作用が実質的に得られないため、銅を含有させる場合にはその含有率を０．０２質量％以上とする。
ただし、銅の含有率が０．２０質量％を超えると、熱間鍛造性が不十分となって、生産性が低下する。
〔Ｓ〕を０．０２質量％以下とする理由は以下の通りである。
硫黄（Ｓ）は、マンガン（Ｍｎ）と結合してＭｎＳを形成し、介在物となるため、その含有率を０．０２質量％以下にする。
The reason why [Cu] is 0.20 mass% or less is as follows.
Copper (Cu) has a function of improving the hardenability and grain boundary strength by dissolving in a matrix. Copper is not an essential component, but if the content is less than 0.02% by mass, these effects cannot be substantially obtained. Therefore, when copper is contained, the content is 0.02% by mass or more. And
However, if the copper content exceeds 0.20% by mass, the hot forgeability becomes insufficient and the productivity decreases.
The reason why [S] is 0.02 mass% or less is as follows.
Sulfur (S) combines with manganese (Mn) to form MnS and become inclusions, so the content is made 0.02% by mass or less.
〔Ｐ〕を０．０２質量％以下とする理由は以下の通りである。
リン（Ｐ）は、結晶粒界に偏析して、粒界強度や破壊靱性を低下させるため、その含有率を０．０２質量％以下にする。
〔Ｏ〕を１２質量ｐｐｍ以下とする理由は以下の通りである。
酸素（Ｏ）は、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）等と結合してＡｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣａＯ等の酸化物を形成する。これらの酸化物は介在物となり、剥離の起点となるため、その含有率を１２質量ｐｐｍ以下にする。
The reason why [P] is 0.02 mass% or less is as follows.
Phosphorus (P) segregates at the crystal grain boundaries and lowers the grain boundary strength and fracture toughness, so the content is made 0.02% by mass or less.
The reason for making [O] 12 mass ppm or less is as follows.
Oxygen (O) combines with aluminum (Al), magnesium (Mg), calcium (Ca) and the like to form oxides such as Al 2 O 3 , MgO and CaO. Since these oxides become inclusions and serve as starting points for peeling, the content is made 12 mass ppm or less.
［構成(2) について］
この発明の転がり軸受は、軸受部品（内輪、外輪、転動体のいずれか）の表層部の性状を構成(2) のように特定している。
先ず、性状を特定する表層部を、転がり面の表面から転動体の直径（ころの場合は、最大直径）の０．０３倍に相当する深さ（３％Ｄ）までの範囲（以下、この範囲を「３％Ｄ表層部」と称する。）に設定している。
[Configuration (2)]
In the rolling bearing of the present invention, the property of the surface layer portion of the bearing component (any one of the inner ring, the outer ring, and the rolling element) is specified as in the configuration (2).
First, the surface layer portion for specifying the properties is in a range from the surface of the rolling surface to a depth (3% D) corresponding to 0.03 times the diameter of the rolling element (in the case of a roller, the maximum diameter) (hereinafter referred to as this). The range is referred to as “3% D surface layer portion”).
通常の使用条件では、転がり面の表面から転動体の直径の０．０１倍に相当する深さ（１％Ｄ）の周辺で、軌道輪と転動体との接触部の材料内部に生じる剪断応力が最大になり、その位置に存在する非金属介在物を起点とした剥離が生じ易い。しかし、水素が侵入し易い使用条件では、１％Ｄより深い３％Ｄ位置までの範囲でも非金属介在物を起点とした剥離が生じやすい。また、水素の侵入による鋼の組織変化は、１％Ｄより深い３％Ｄ位置までの範囲で生じて、組織変化型剥離の起点となることが分かった。よって、３％Ｄ表層部での性状を特定している。 Under normal conditions of use, the shear stress generated inside the material at the contact portion between the race and the rolling element in the vicinity of a depth (1% D) corresponding to 0.01 times the diameter of the rolling element from the surface of the rolling surface , And peeling is likely to occur starting from a non-metallic inclusion existing at that position. However, under the use conditions where hydrogen easily penetrates, peeling starting from non-metallic inclusions tends to occur even in a range up to 3% D position deeper than 1% D. Further, it was found that the structural change of the steel due to the penetration of hydrogen occurred in the range up to the 3% D position deeper than 1% D, and became the starting point of the structural change type peeling. Therefore, the property in 3% D surface layer part is specified.
３％Ｄ表層部での任意の断面で面積３２０ｍｍ2 当たりに存在する直径１０μｍ以上の酸化物系介在物を１０個以下とする理由は以下の通りである。
鋼に大きな非金属介在物が存在すると、介在物の周りに応力が集中して、介在物を起点とした疲労亀裂が生じ、剥離の原因となる。また、鋼に侵入した水素は応力集中部に集積し易いため、大きな非金属介在物の周りには鋼の組織変化も生じ易い。
The reason why the number of oxide inclusions having a diameter of 10 μm or more present per 320 mm 2 in an arbitrary cross section at the 3% D surface layer portion is 10 or less is as follows.
When large non-metallic inclusions are present in steel, stress concentrates around the inclusions, resulting in fatigue cracks starting from the inclusions and causing peeling. Further, since hydrogen that has penetrated into the steel is likely to accumulate in the stress concentration portion, the structure of the steel is likely to change around large non-metallic inclusions.
非金属介在物のうち、Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、ＣａＯ等の酸化物系介在物であって、大きさが直径１０μｍ以上であるものは、亀裂の起点となり易い。酸化物系介在物の大きさが１０μｍ未満の場合は、介在物を起点とした亀裂が生じる前に、鋼の基地組織が水素で変化し、これに伴う亀裂が生じる。よって、直径１０μｍ未満の酸化物系介在物が存在していても実質的に有害にならない。
これらの観点から、介在物を起点とした疲労亀裂が生じることを抑制するために、３％Ｄ表層部での任意の断面で面積３２０ｍｍ2 当たりに存在する直径１０μｍ以上の酸化物系介在物を１０個以下としている。
Among non-metallic inclusions, oxide inclusions such as Al 2 O 3 , MgO, CaO and the like having a diameter of 10 μm or more are likely to be the origin of cracks. When the size of the oxide inclusions is less than 10 μm, the base structure of the steel is changed by hydrogen before the cracks starting from the inclusions, and the accompanying cracks are generated. Therefore, even if oxide inclusions having a diameter of less than 10 μm are present, it is not substantially harmful.
From these points of view, in order to suppress the occurrence of fatigue cracks starting from inclusions, oxide inclusions having a diameter of 10 μm or more existing per 320 mm 2 area in an arbitrary cross section of the 3% D surface layer portion. 10 or less.
内輪および外輪の軌道面に関し、３％Ｄ表層部での任意の断面で面積３２０ｍｍ2 当たりに存在する直径１０μｍ以上の酸化物系介在物を１０個以下にする方法としては、例えば次の方法が挙げられる。酸化物系介在物は、円柱状の素材の中心部付近と表層部に多く分布しているため、内輪および外輪を作製する際に行う熱間鍛造工程または熱間ローリング工程で、円柱状の素材の中心部付近と表層部が軌道面から３％Ｄ表層部までの間に入らないようにする。または、熱間鍛造工程または熱間ローリング工程後の旋削工程で、円柱状の素材の中心部付近と表層部に対応する部分を除去する方法も挙げられる。 As a method for reducing the number of oxide inclusions having a diameter of 10 μm or more present per area of 320 mm 2 in an arbitrary cross section at the 3% D surface layer portion with respect to the raceways of the inner ring and the outer ring, for example, the following method may be used. Can be mentioned. Oxide inclusions are distributed mostly near the center of the cylindrical material and in the surface layer, so the cylindrical material is used in the hot forging process or the hot rolling process when making the inner ring and outer ring. So that the vicinity of the center portion and the surface layer portion do not enter between the raceway surface and the 3% D surface layer portion. Or the method of removing the part corresponding to the center part vicinity and surface layer part of a column-shaped raw material in the turning process after a hot forging process or a hot rolling process is also mentioned.
３％Ｄ表層部でのビッカース硬さ（Ｈｖ）を６９７以上８００以下とする理由は以下の通りである。
３％Ｄ表層部でのビッカース硬さ（Ｈｖ）を６９７以上とすることで、鋼に水素が侵入した場合でも局所的な塑性変形が生じ難くなるため、水素による組織変化を抑制できる。これは、水素による組織変化が鋼に局所的な塑性変形が生じることで引き起こされるという知見に基づく。３％Ｄ表層部でのビッカース硬さが８００を超えると、転がり面に必要な破壊靱性値が得られない。
The reason why the Vickers hardness (Hv) at the 3% D surface layer portion is 697 or more and 800 or less is as follows.
By setting the Vickers hardness (Hv) at the 3% D surface layer portion to 697 or more, local plastic deformation is less likely to occur even when hydrogen enters the steel, so that the structural change due to hydrogen can be suppressed. This is based on the finding that the structural change caused by hydrogen is caused by local plastic deformation in steel. If the Vickers hardness at the 3% D surface layer exceeds 800, the fracture toughness value required for the rolling surface cannot be obtained.
３％Ｄ表層部での残留オーステナイト量を５体積％以上２０体積％以下とする理由は以下の通りである。
３％Ｄ表層部での残留オーステナイト量を５体積％以上とすることで、残留オーステナイトによる鋼の組織変化を抑制する作用を得る。３％Ｄ表層部での残留オーステナイト量が２０体積％を超えると、寸法安定性が不良となる。なお、鋼の組織変化を抑制する作用と寸法安定性を安定的に向上させる観点から、好ましい範囲は１０体積％以上１５体積％以下である。
The reason why the amount of retained austenite at the 3% D surface layer portion is 5% by volume or more and 20% by volume or less is as follows.
By making the amount of retained austenite in the 3% D surface layer portion 5% by volume or more, an effect of suppressing the structural change of the steel due to retained austenite is obtained. When the amount of retained austenite at the 3% D surface layer part exceeds 20% by volume, the dimensional stability becomes poor. In addition, a preferable range is 10 volume% or more and 15 volume% or less from the viewpoint of suppressing the structural change of steel and improving the dimensional stability stably.
［構成(3) について］
転がり面の表面粗さが粗いと、油膜が切れ易くなり、油膜が切れた部分で軌道輪と転動体が金属接触し、組織変化の原因となる潤滑油の分解や水素の侵入が生じ易くなる。通常、転がり軸受の転がり面の表面粗さは算術平均粗さ（Ｒａ）で管理されているが、粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）の方が油膜の切れ易さの指標としては適している。そして、転がり面の表面粗さが粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）で１．０μｍを超えると、油膜が切れて部分的な金属接触が生じ易くなるため、１．０μｍ以下とした。
[Configuration (3)]
If the rolling surface has a rough surface, the oil film is easily cut, and the raceway and the rolling element are in metal contact at the part where the oil film is cut, which makes it easier for the lubricant to break down and to invade hydrogen, which can cause structural changes. . Normally, the surface roughness of the rolling surface of a rolling bearing is controlled by arithmetic average roughness (Ra), but the maximum peak height (Rp) of the roughness curve is more suitable as an index of oil film breakability. Yes. And, when the surface roughness of the rolling surface exceeds 1.0 μm in the maximum peak height (Rp) of the roughness curve, the oil film is cut and partial metal contact is likely to occur.
転がり面の表面粗さの粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）を１．０μｍ以下とすることは、研削加工で、砥石の種類、研削速度等の加工条件を最適化することにより達成できる。また、転がり面の（転がり面が玉の表面の場合は円周方向で、それ以外の場合は軸方向で）５〜１０箇所について測定を行い（粗さ曲線を得）、その中での粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が１．０μｍ以下となるようにする。 Setting the maximum peak height (Rp) of the roughness curve of the surface roughness of the rolling surface to 1.0 μm or less can be achieved by optimizing the processing conditions such as the type of grinding wheel and the grinding speed in the grinding process. In addition, the measurement is performed for 5 to 10 points on the rolling surface (in the circumferential direction when the rolling surface is the surface of the ball, and in the axial direction in other cases) (obtains a roughness curve), The maximum peak height (Rp) of the curvature curve is set to 1.0 μm or less.
［好適な用途］
転動体の直径が３０ｍｍ以上の転がり軸受は、軌道輪と転動体の接触面積が大きいため油膜が安定して形成されにくくなり、局所的に金属接触が生じやすいことに起因して、潤滑油が分解して水素が発生し易くなり、発生した水素が軌道輪および転動体をなす鋼に侵入し易くなる。
[Preferred use]
A rolling bearing having a rolling element with a diameter of 30 mm or more has a large contact area between the bearing ring and the rolling element, so that it is difficult to form an oil film stably. Hydrogen is easily generated by decomposition, and the generated hydrogen easily enters the steel forming the race and rolling elements.
また、歯車で動力を伝達する変速機の軸を支持し、軸に作用するトルクの方向が一時的に変化する用途では、転動体と軌道輪との間に大きな滑りが発生するため、潤滑膜が切れやすくなって金属接触が生じることに起因して、潤滑油が分解して水素が発生し易くなり、発生した水素が軌道輪および転動体をなす鋼に侵入し易くなる。
転がり軸受の回転方向が頻繁に変化する用途では、転動体と軌道輪との間の油膜が切れ易くなり、切れた部分で金属接触が生じるため、潤滑油が分解して水素が発生し易くなり、発生した水素が軌道輪および転動体をなす鋼に侵入し易くなる。
Also, in applications where the shaft of a transmission that transmits power with a gear is supported and the direction of the torque acting on the shaft changes temporarily, a large slip occurs between the rolling elements and the raceway. As a result, the lubricant is easily decomposed and hydrogen is easily generated, and the generated hydrogen easily enters the steel forming the race and the rolling elements.
In applications where the rolling direction of the rolling bearing changes frequently, the oil film between the rolling elements and the raceway ring is likely to break, and metal contact occurs at the cut portion, so that the lubricating oil decomposes and hydrogen is likely to be generated. The generated hydrogen is likely to enter the steel forming the race and rolling elements.
この発明の転がり軸受は組織変化型剥離が生じ難いものであるため、転動体の直径（ころの場合は、最大直径）が３０ｍｍ以上の大形の転がり軸受として好適であり、風力発電用風車の回転軸を支持する用途、建設機械の回転軸を支持する用途で好適に使用される。より具体的には、風力発電用風車の主軸や増速機（変速機）の回転軸を支持する用途、建設機械の車軸や変速機の回転軸を支持する用途で好適に使用される。
また、風力発電用風車の変速機の入出力軸（増速機の回転軸）を支持する用途は、歯車で動力を伝達する変速機の軸を支持し、軸に作用するトルクの方向が一時的に変化する用途に含まれ、建設機械の車軸を支持する用途は、転がり軸受の回転方向が頻繁に変化する用途に含まれる。
Since the rolling bearing according to the present invention is unlikely to cause structure change type separation, it is suitable as a large rolling bearing having a rolling element diameter (maximum diameter in the case of a roller) of 30 mm or more. It is suitably used in applications that support a rotating shaft and applications that support a rotating shaft of a construction machine. More specifically, it is suitably used in applications that support a main shaft of a wind turbine for wind power generation and a rotating shaft of a speed increaser (transmission), and applications that support an axle of a construction machine and a rotating shaft of a transmission.
Also, the purpose of supporting the input / output shaft of the wind turbine transmission for wind power generation (the rotating shaft of the gearbox) is to support the shaft of the transmission that transmits power with gears, and the direction of the torque acting on the shaft is temporarily The application that supports the axle of the construction machine is included in the application in which the rotation direction of the rolling bearing frequently changes.
この発明の転がり軸受によれば、風車用軸受や建設機械用軸受のように、組織変化型剥離が生じ易い条件で使用した場合の転動疲労寿命を長くすることができる。 According to the rolling bearing of the present invention, the rolling fatigue life can be extended when it is used under the condition that the structure change type separation is likely to occur, such as a windmill bearing or a construction machine bearing.
以下、この発明の実施形態について説明する。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の玉軸受を示す断面図である。この玉軸受は、内輪１、外輪２、ボール（転動体）３、および保持器４で構成されている。
図１の形状の玉軸受として、呼び番号「６３１７」の玉軸受（内径：８５ｍｍ、外径：１８０ｍｍ、幅：４１ｍｍ、ボール直径：３０．２ｍｍ）を作製する。
外輪２とボール３は、ＳＵＪ２製の素材を用い、通常の方法で作製した。内輪１は以下の方法で作製した。内輪１用の素材として、表１の鋼種Ａ〜Ｌからなる円柱状の素材をそれぞれ用意した。なお、鋼種ＨはＳＵＪ２である。
Embodiments of the present invention will be described below.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the ball bearing of the first embodiment. The ball bearing includes an inner ring 1, an
As a ball bearing having the shape of FIG. 1, a ball bearing having an identification number “6317” (inner diameter: 85 mm, outer diameter: 180 mm, width: 41 mm, ball diameter: 30.2 mm) is manufactured.
The
先ず、円柱状の各素材を所定長さに切断した後、熱間ローリング加工、球状化焼鈍、および旋削加工を行って、内輪１の形状とした。次に、８２０〜８８０℃の各温度の不活性ガス雰囲気に１．５時間保持した後、油冷する焼入れを行った。次いで、１６０〜２５０℃の各温度で２時間保持する焼戻しを行った後、空冷する熱処理を行った。次いで、研削加工を行った。
得られた内輪１、外輪２、ボール３と、一般的な鋼板の打ち抜き形の保持器４を用いて、図１の玉軸受を各３体組み立てて、以下の条件で回転試験を行い、内輪１、外輪２、ボール３のいずれかに剥離等の破壊が生じるまでの時間（寿命）を調べた。また、剥離が生じている面に組織変化が有るかどうかを光学顕微鏡で観察した。
First, each cylindrical material was cut to a predetermined length, and then subjected to hot rolling, spheroidizing annealing, and turning to obtain the shape of the inner ring 1. Next, after holding in an inert gas atmosphere at each temperature of 820 to 880 ° C. for 1.5 hours, quenching by oil cooling was performed. Next, after tempering that was held for 2 hours at each temperature of 160 to 250 ° C., heat treatment for air cooling was performed. Next, grinding was performed.
Using the obtained inner ring 1,
＜試験条件＞
ラジアル荷重：７９．８ｋＮ
回転速度：２０００ｍｉｎ-1
潤滑剤：高トラクション油（分解して水素が生じ易い潤滑油）
各サンプルの３体の軸受寿命の平均値（平均寿命）を算出し、各サンプルの平均寿命から、サンプルNo. １−１３の平均寿命を「１」とした相対値を算出した。その結果も表２に併せて示す。
<Test conditions>
Radial load: 79.8kN
Rotational speed: 2000 min -1
Lubricant: High traction oil (lubricating oil that is liable to decompose and generate hydrogen)
The average value (average life) of the bearing life of the three bodies of each sample was calculated, and the relative value where the average life of sample No. 1-13 was “1” was calculated from the average life of each sample. The results are also shown in Table 2.
また、得られた内輪１の軌道面を含む一部を切り出し、軌道面の表面から３％Ｄ位置までの範囲に含まれる切断面を鏡面に研磨して、研磨面を光学顕微鏡で観察することにより、面積３２０ｍｍ2 当たりに存在する「直径１０μｍ以上の酸化物系介在物」の数を調べた。この数を「介在物の数」として表２に示した。
また、得られた内輪１の軌道面を含む一部を切り出し、切断面を鏡面に研磨してビッカース硬さ測定用の試験片を作製した。この試験片を用い、マイクロビッカース硬さ測定機により、軌道面の３％Ｄ表層部のビッカース硬さを１０カ所で測定し、１０カ所の測定値の平均値を算出した。
Further, a part including the raceway surface of the obtained inner ring 1 is cut out, the cut surface included in the range from the surface of the raceway surface to the 3% D position is polished to a mirror surface, and the polished surface is observed with an optical microscope. Thus, the number of “oxide inclusions having a diameter of 10 μm or more” existing per area of 320 mm 2 was examined. This number is shown in Table 2 as “the number of inclusions”.
Further, a part including the raceway surface of the obtained inner ring 1 was cut out, and the cut surface was polished into a mirror surface to prepare a test piece for measuring Vickers hardness. Using this test piece, the Vickers hardness of the 3% D surface layer portion of the raceway surface was measured at 10 locations with a micro Vickers hardness measuring machine, and the average value of the measured values at 10 locations was calculated.
また、得られた内輪１の軌道面を含む一部を切り出し、軌道面を電解研磨して３％Ｄ表層部の残留オーステナイト量（体積％）をＸ線回折装置により測定した。この測定を３％Ｄ表層部の３カ所以上で行い、平均値を算出した。
また、得られた内輪１の軌道面の表面粗さを、軸方向の８カ所で、軸方向に各４ｍｍの長さで測定し、算術平均粗さ（Ｒａ）と粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）を調べた。
これらの結果を表２に併せて示す。
なお、表２の「寿命（相対値）：４．０以上」は、サンプルNo. １−１３の寿命の４．０倍以上の時間が経過しても剥離が生じなかったため、試験を打ち切ったことを示す。また、剥離は全て内輪に生じ、剥離が生じていた軌道面には組織変化が生じていた。
Moreover, a part including the raceway surface of the obtained inner ring 1 was cut out, the raceway surface was electropolished, and the amount of retained austenite (volume%) of the 3% D surface layer portion was measured with an X-ray diffractometer. This measurement was performed at three or more locations on the 3% D surface layer portion, and an average value was calculated.
Further, the surface roughness of the raceway surface of the obtained inner ring 1 was measured at 8 points in the axial direction with a length of 4 mm each in the axial direction, and the arithmetic average roughness (Ra) and the maximum peak height of the roughness curve were measured. (Rp) was examined.
These results are also shown in Table 2.
Note that “life (relative value): 4.0 or more” in Table 2 was not tested because peeling did not occur even after 4.0 times the life of sample No. 1-13. It shows that. Further, all the peeling occurred on the inner ring, and the change in the structure occurred on the raceway surface where the peeling occurred.
No. １−１〜１−１０とNo. １−１４とNo. １−１９は、No. １−１３の２．５倍以上の寿命が得られた。このうち、No. １−１４とNo. １−１９は、内輪軌道面の３％Ｄ表層部での残留オーステナイト量が２０を超えており、寸法安定性の点で問題がある。
No. １−１〜１−１０は前記構成(1) および(2) を満たすものであるが、このうち鋼種Ａ〜Ｃからなる素材を用いたNo. １−１〜１−６は、鋼種Ａ〜Ｃが〔Ｃ〕、〔Ｓｉ〕、〔Ｍｎ〕、〔Ｍｏ〕の全てが好ましい範囲（０．９５≦〔Ｃ〕≦１．０５、０．５０≦〔Ｓｉ〕≦０．７０、０．９０≦〔Ｍｎ〕≦１．２、０．１２≦〔Ｍｏ〕≦０．２７）を満たすため、No. １−１３の４．０倍以上の寿命が得られた。
Nos. 1-1 to 1-10, Nos. 1-14, and Nos. 1-19 were 2.5 times longer than No. 1-13. Among these, No. 1-14 and No. 1-19 have a problem in terms of dimensional stability because the amount of retained austenite in the 3% D surface layer portion of the inner ring raceway surface exceeds 20.
Nos. 1-1 to 1-10 satisfy the above-described configurations (1) and (2). Among these, Nos. 1-1 to 1-6 using a material made of steel types A to C are steel types. A to C are all preferably [C], [Si], [Mn] and [Mo] (0.95 ≦ [C] ≦ 1.05, 0.50 ≦ [Si] ≦ 0.70, 0 .90 ≦ [Mn] ≦ 1.2, 0.12 ≦ [Mo] ≦ 0.27), a life of 4.0 times or more that of No. 1-13 was obtained.
No. １−１〜１−６のうち、粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が１．０μｍを超える（前記構成(3) を満たさない）No. １−１，１−３，１−５は、軌道面に組織変化が見られたが、粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）が１．０μｍ以下である（前記構成(3) を満たす）No. １−２，１−４，１−６には軌道面に組織変化が見られなかった。したがって、試験を打ち切らずに続行した場合、No. １−１，１−３，１−５はNo. １−２，１−４，１−６より寿命が短くなると推定される。 Among No. 1-1 to 1-6, the maximum peak height (Rp) of the roughness curve exceeds 1.0 μm (does not satisfy the configuration (3)) No. 1-1, 1-3, 1- No. 1-2, 1-4, No. 1-2, 1-4, in which a change in structure was observed on the raceway surface, but the maximum peak height (Rp) of the roughness curve was 1.0 μm or less (satisfying the configuration (3)). In 1-6, no structural change was observed on the raceway surface. Therefore, when the test is continued without being terminated, it is estimated that No. 1-1, 1-3, 1-5 has a shorter life than No. 1-2, 1-4, 1-6.
以上の結果から、ボール３の直径が３０．２ｍｍである図１の玉軸受であって、前記構成(1) および(2) を満たす軸受は、前記構成(1) および(2) のいずれかを満たさない軸受よりも、水素が侵入し易い条件（潤滑剤の種類と転動体の直径が３０ｍｍ以上であること）で使用した時の寿命が長く、特に前記構成(1) 〜(3) の全てを満たす軸受は、水素が侵入し易い条件で使用した時の寿命をさらに長くできることが分かる。
なお、この実施形態では玉軸受について説明しているが、この発明の転がり軸受はころ軸受も含むことは言うまでもない。また、この実施形態の玉軸受やこれと同程度の寸法の玉軸受やころ軸受は、風車の増速機（変速機）の回転軸を支持する用途や、建設機械の車軸および変速機の回転軸を支持する用途で使用される。
From the above results, the ball bearing of FIG. 1 in which the diameter of the ball 3 is 30.2 mm, and the bearing satisfying the configurations (1) and (2) is any of the configurations (1) and (2). Compared to bearings that do not satisfy the above conditions, the service life is longer when used under conditions where hydrogen can easily enter (the type of lubricant and the diameter of the rolling element must be 30 mm or more), and in particular, the structures (1) to (3) It can be seen that a bearing satisfying all of these can further extend the life when used under conditions in which hydrogen easily enters.
In this embodiment, the ball bearing is described, but it goes without saying that the rolling bearing of the present invention includes a roller bearing. In addition, the ball bearing of this embodiment or a ball bearing or roller bearing of the same size as this is used for supporting the rotating shaft of a wind turbine speed increaser (transmission), or rotating the axle of a construction machine and the transmission. Used in applications that support the shaft.
１ 内輪
２ 外輪
３ ボール（転動体）
４ 保持器
1
4 Cage
Claims (3)
内輪、外輪、および転動体の少なくとも何れかは、
炭素含有率〔Ｃ〕が０．９０質量％以上１．１０質量％以下、珪素含有率〔Ｓｉ〕が０．４５質量％以上１．０質量％以下、マンガン含有率〔Ｍｎ〕が０．３０質量％以上１．２質量％以下、クロム含有率〔Ｃｒ〕が１．８質量％以上２．４質量％以下、モリブデン含有率〔Ｍｏ〕が０．４０質量％以下、ニッケル含有率〔Ｎｉ〕が０．２０質量％以下、銅含有率〔Ｃｕ〕が０．２０質量％以下、硫黄含有率〔Ｓ〕が０．０２質量％以下、リン含有率〔Ｐ〕が０．０２質量％以下、酸素含有率〔Ｏ〕が１２質量ｐｐｍ以下、残部が鉄（Ｆｅ）および不可避不純物である合金鋼からなる素材を所定形状に加工した後、焼入れ焼戻しを行って得られ、
転がり面の表面から転動体の直径の０．０３倍に相当する深さまでの範囲は、任意の断面で面積３２０ｍｍ2 当たりに存在する直径１０μｍ以上の酸化物系介在物が１０個以下であり、ビッカース硬さ（Ｈｖ）が６９７以上８００以下であり、残留オーステナイト量が５体積％以上２０体積％以下であり、
転がり面の表面粗さが、軸方向の８カ所で軸方向に各４ｍｍの長さで測定して得られた粗さ曲線の最大山高さ（Ｒｐ）で１．０μｍ以下であることを特徴とする転がり軸受。 The diameter of the rolling element is 30 mm or more,
At least one of the inner ring, the outer ring, and the rolling element is
Carbon content [C] is 0.90 to 1.10% by mass, silicon content [Si] is 0.45 to 1.0% by mass, and manganese content [Mn] is 0.30. Mass% to 1.2 mass%, chromium content [Cr] is 1.8 mass% to 2.4 mass%, molybdenum content [Mo] is 0.40 mass% or less, nickel content [Ni] Is 0.20 mass% or less, copper content [Cu] is 0.20 mass% or less, sulfur content [S] is 0.02 mass% or less, phosphorus content [P] is 0.02 mass% or less, The oxygen content [O] is 12 mass ppm or less, and the balance is obtained by performing quenching and tempering after processing a material made of alloy steel with iron (Fe) and inevitable impurities into a predetermined shape,
The range from the surface of the rolling surface to the depth corresponding to 0.03 times the diameter of the rolling element is 10 or less oxide inclusions having a diameter of 10 μm or more per 320 mm 2 area in an arbitrary cross section, Vickers hardness (Hv) is 697 or more and 800 or less, the amount of retained austenite is 5% by volume or more and 20% by volume or less,
The surface roughness of the rolling surface is characterized by a maximum peak height (Rp) of 1.0 μm or less of the roughness curve obtained by measuring the length of 4 mm in the axial direction at 8 points in the axial direction. Rolling bearing.
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