JP5700322B2 - 転がり負荷用に形成された、コアゾーンまで硬化する鋼からなる工作物および熱処理する方法 - Google Patents
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Claims (35)
- コアゾーン(2)と、コアゾーン(2)を包囲する、浸炭窒化された端縁ゾーン(3)を有し、
工作物(1)が、0.8重量%と1.2重量%の間の炭素含有量を有するコアゾーンまで硬化する鋼から形成されており、かつ
コアゾーン(2)が、ベイナイト組織を主成分として有している転がり負荷用に形成された工作物(1)において、
端縁ゾーン(3)が、マルテンサイトとベイナイトとから成る混合組織を主成分としており、かつ端縁ゾーン内のマルテンサイトの体積割合が、少なくとも20体積%であると共に、
工作物(1)が、転がり軸受構成部品として形成され、
前記端縁ゾーン(3)が、コアゾーン(2)の残留オーステナイトよりも5体積%から40体積%だけ高い、残留オーステナイト含有量を有していることを特徴とする、転がり負荷用に形成された工作物。 - 前記端縁ゾーン(3)が、マルテンサイトとベイナイトからなる混合組織を有していることを特徴とする請求項1に記載の工作物。
- 前記コアゾーンまで硬化する鋼が、DIN100Cr6(JIS G 4805 SUJ2)であることを特徴とする請求項1または2に記載の工作物。
- 前記コアゾーン(2)が、炭化物および/または残留オーステナイトを含んでいることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記コアゾーン(2)が、最大で10体積%の残留オーステナイト含有量を有していることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記コアゾーン(2)が、最大で3体積%の残留オーステナイト含有量を有していることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、炭化物および/または残留オーステナイトおよび/またはベイナイトおよび/または窒化物を含んでいることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、10体積%の残留オーステナイト含有量を有していることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、少なくとも0.1重量%と最大で0.8重量%の窒素含有量を有していることを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、工作物(1)の表面に隣接していることを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、100μmの厚みを有していることを特徴とする請求項1から10のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、最大で800μmの厚みを有していることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、最大で600μmの厚みを有していることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記コアゾーン(2)が、端縁ゾーン(3)よりも大きい体積を有していることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、−600MPaと−100MPaの間の圧縮残留応力を有していることを特徴とする請求項1から14のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、50HVlだけコアゾーン(2)の硬度以上の硬度を有していることを特徴とする請求項1から15のいずれか1項に記載の工作物。
- 工作物が、少なくとも60HRCの表面硬度を有していることを特徴とする請求項1から16のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、炭化物を持たない、第1の層を有していることを特徴とする請求項1から17のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記第1の層が、工作物表面に隣接していることを特徴とする請求項18に記載の工作物。
- 前記第1の層が、最大で250μmの厚みを有していることを特徴とする請求項18または19に記載の工作物。
- 前記端縁ゾーン(3)が、炭化物を含む、第2の層を有していることを特徴とする請求項18から20のいずれか1項に記載の工作物。
- 前記第2の層が、第1の層とコアゾーン(2)の間に配置されていることを特徴とする請求項21に記載の工作物。
- コアゾーンまで硬化する鋼からなる、転がり負荷を受ける転がり軸受構成部品である工作物(1)を熱処理する方法であって、
−工作物(1)の端縁ゾーン(3)が、浸炭窒化され、
−工作物(1)の、端縁ゾーン(3)に包囲されているコアゾーン(2)内で、オーステナイト化後に工作物(1)を第1のタイムインターバルの間第1の温度領域内に保管することによって、ベイナイトを主成分として含む組織への遷移が実施される、前記工作物を熱処理する方法において、
第1のタイムインターバル後に、工作物(1)の端縁ゾーン(3)内で、工作物(1)が第1の温度領域内の温度から第2の温度領域内の温度へ、合金化に依存するクリティカルな冷却速度を上回るように、急速に冷却されることによって、少なくとも20体積%のマルテンサイトの体積割合を有する組織への遷移が実施されると共に、
0.8重量%と1.2重量%の間の炭素含有量を有する、コアゾーンまで硬化する鋼が使用されると共に、
前記端縁ゾーン(3)が、マルテンサイトとベイナイトとから成る混合組織を主成分としており、かつコアゾーン(2)の残留オーステナイトよりも5体積%から40体積%だけ高い、残留オーステナイト含有量を有していることを特徴とする工作物を熱処理する方法。 - 工作物(1)が、第2のタイムインターバルの間、第2の温度領域の内部に保管されることを特徴とする請求項23に記載の工作物を熱処理する方法。
- 工作物(1)が、第3の温度領域の内部の温度へ加熱されて、第3のタイムインターバルの内部で、第3の温度領域の内部の温度で焼鈍されることを特徴とする請求項24に記載の工作物を熱処理する方法。
- 浸炭窒化が、840℃と890℃の間の温度で実施されることを特徴とする請求項23から25のいずれか1項に記載の工作物を熱処理する方法。
- 浸炭窒化が、1から20体積%の間のアンモニアを含む雰囲気内で実施されることを特徴とする請求項23から26のいずれか1項に記載の工作物を熱処理する方法。
- 第1の温度領域が、210℃と260℃の間に延びていることを特徴とする請求項23から27のいずれか1項に記載の工作物を熱処理する方法。
- 第2の温度領域が、最大で120℃まで延びていることを特徴とする請求項23から28のいずれか1項に記載の工作物。
- 第2の温度領域が、最大で10℃の温度まで延びていることを特徴とする請求項29に記載の工作物を熱処理する方法。
- 第2の温度領域が、最大で−50℃の温度まで延びていることを特徴とする請求項30に記載の工作物を熱処理する方法。
- 第3の温度領域が、150℃と330℃の間に延びていることを特徴とする請求項25から31のいずれか1項に記載の工作物を熱処理する方法。
- 第1のタイムインターバルが、3時間と5時間の間にあることを特徴とする請求項23から32のいずれか1項に記載の工作物を熱処理する方法。
- 前記第2のタイムインターバルが、工作物横断面にわたって均一な温度分布が生じるように、調節されることを特徴とする請求項24または25に記載の工作物を熱処理する方法。
- 第3のタイムインターバルが、1時間と4時間の間にあることを特徴とする請求項25に記載の工作物を熱処理する方法。
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