JP6023493B2 - Method of manufacturing bearing ring, bearing ring and rolling bearing - Google Patents

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Description

本発明は軌道輪の製造方法、軌道輪および転がり軸受に関し、より特定的には、焼入装置の製作コストを抑制しつつ、高周波焼入によって焼入硬化層を転走面に沿って全周にわたって均質に形成することが可能な軌道輪の製造方法、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面に沿って全周にわたって形成された転がり軸受の軌道輪、および当該軌道輪を備えた転がり軸受に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a bearing ring, a bearing ring, and a rolling bearing, and more specifically, while suppressing the manufacturing cost of a quenching device, the quench hardening layer is formed along the rolling surface by induction hardening. Manufacturing method of bearing ring that can be uniformly formed over the entire length, rolling bearing bearing ring in which a hardened hardened layer is formed along the rolling surface by induction hardening, and rolling provided with the bearing ring It relates to bearings.

鋼からなる転がり軸受の軌道輪に対する焼入硬化処理として、高周波焼入が採用される場合がある。この高周波焼入は、軌道輪を炉内で加熱した後、油などの冷却液中に浸漬する一般的な焼入硬化処理に比べて、設備を簡略化できるとともに、短時間での熱処理が可能となるなどの利点を有している。   Induction hardening may be employed as a hardening treatment for the rolling rings of rolling bearings made of steel. This induction hardening can simplify the equipment and heat treatment in a short time compared to the general quench hardening process in which the race is heated in the furnace and then immersed in a coolant such as oil. It has the advantage of becoming.

しかし、高周波焼入において、軌道輪の転走面に沿った焼入硬化すべき環状の領域を同時に加熱するためには、転走面に対向するように、当該軌道輪を誘導加熱するためのコイルなどの誘導加熱部材を配置する必要がある。そのため、大型の軌道輪を焼入硬化する場合、それに応じた大型のコイルや当該コイルに対応する大容量の電源が必要となり、焼入装置の製作コストが高くなるという問題がある。   However, in induction hardening, in order to simultaneously heat the annular region to be hardened and hardened along the raceway surface of the raceway, it is necessary to inductively heat the raceway so as to face the raceway surface. It is necessary to arrange an induction heating member such as a coil. For this reason, when quenching and hardening a large race, a large coil corresponding to that and a large-capacity power source corresponding to the coil are required, which increases the production cost of the quenching apparatus.

このような問題を回避する方策として、小型の誘導加熱コイルを用いた移動焼入が採用される場合がある。この移動焼入においては、軌道輪の加熱すべき環状の領域の一部に対向して配置され、当該領域に沿って相対的に移動するコイルを用いて高周波誘導加熱を実施し、加熱された領域に対してコイルの通過直後に水などの冷却液を噴射することにより、当該領域を順次焼入硬化する。しかし、単にこの移動焼入を採用した場合、焼入が開始された領域(焼入開始領域)からコイルが一回りし、最後に焼入を実施すべき領域(焼入終了領域)を焼入硬化する際、焼入開始領域と焼入終了領域とが部分的に重複する。そのため、重複した領域が再焼入されることによる焼割れの発生が懸念される。また、上記重複した領域に隣接する領域は、焼入終了領域の加熱に伴ってA点以下の温度に加熱されて焼戻されるため、硬度が低下するおそれもある。そのため、移動焼入が採用される場合、焼入開始領域と焼入終了領域との間に焼入を実施しない領域(ソフトゾーン)を残存させる対策が採られるのが一般的である。このソフトゾーンは、硬度が低いため降伏強度が低く、また耐摩耗性も不十分である。そのため、軌道輪にソフトゾーンを形成した場合、当該ソフトゾーンが負荷域とならないように配慮する必要がある。 As a measure for avoiding such a problem, there is a case where moving quenching using a small induction heating coil is employed. In this moving quenching, high-frequency induction heating is performed using a coil that is arranged to face a part of the annular region to be heated of the race and moves relatively along the region, and is heated. By spraying a coolant such as water immediately after passing through the coil to the region, the region is sequentially hardened and hardened. However, when this moving quenching is simply adopted, the coil turns once from the quenching start area (quenching start area) and finally quenches the area where quenching should be performed (quenching end area). When hardening, the quenching start area and the quenching end area partially overlap. For this reason, there is a concern about occurrence of quench cracks due to re-quenching of the overlapped region. The region adjacent to the overlapping region, since it is tempered by being heated to a temperature of less than 1 point A along with the heating of the quenching termination region, there is a possibility that the hardness is lowered. Therefore, when moving quenching is employed, it is common to take measures to leave a region (soft zone) where quenching is not performed between the quenching start region and the quenching end region. This soft zone has low yield strength due to low hardness, and insufficient wear resistance. Therefore, when a soft zone is formed on the race, it is necessary to consider that the soft zone does not become a load region.

これに対し、ソフトゾーンを形成する上記移動焼入を実施した後、ソフトゾーンに相当する領域を切除するとともに、当該領域に焼入を施した栓体を嵌め込む方法が提案されている(たとえば、特許文献1参照)。これにより、硬度の低いソフトゾーンが残存することを回避することができる。   On the other hand, after carrying out the above moving quenching to form a soft zone, a method has been proposed in which a region corresponding to the soft zone is excised and a hardened plug body is fitted in the region (for example, , See Patent Document 1). Thereby, it can avoid that the soft zone with low hardness remains.

また、軌道輪の周方向反対向きに移動する2つのコイルを用いて、ソフトゾーンの形成を回避する方法も提案されている(たとえば、特許文献2参照)。この方法では、2つのコイルが互いに隣接するように配置された状態で焼入を開始し、再度衝合する位置で焼入を終了することにより、ソフトゾーンの形成を回避しつつ、再焼入される領域の発生をも回避することができる。   In addition, a method of avoiding the formation of a soft zone by using two coils that move in opposite directions in the circumferential direction of the raceway has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In this method, the quenching is started in a state where the two coils are arranged adjacent to each other, and the quenching is finished at a position where the two coils meet again, thereby avoiding the formation of a soft zone and re-quenching. It is also possible to avoid the occurrence of a region to be generated.

特開平6−17823号公報JP-A-6-17823 特開平6−200326号公報JP-A-6-2003326

しかしながら、上記特許文献1に開示された方法では、軌道輪を製造するための工数が大幅に増加するという問題がある。また、上記特許文献2に開示された方法では、最後に焼入される領域に焼入硬化に伴う残留応力が集中し、熱処理ひずみや焼割れの発生が懸念される。また、転がり軸受の用途の多様化に伴い、軸受部品および転がり軸受には、様々な環境下における耐久性が求められる。   However, the method disclosed in Patent Document 1 has a problem that the number of man-hours for manufacturing the race is significantly increased. Further, in the method disclosed in Patent Document 2, the residual stress accompanying quench hardening is concentrated in the region that is finally quenched, and there is a concern about the occurrence of heat treatment distortion and quench cracking. In addition, with the diversification of applications of rolling bearings, bearing parts and rolling bearings are required to have durability in various environments.

本発明は上述のような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、焼入装置の製作コストを抑制しつつ、高周波焼入によって焼入硬化層を転走面に沿って全周にわたって均質に形成することを可能とし、かつ高い耐久性を有する軌道輪を製造することが可能な軌道輪の製造方法、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面に沿って全周にわたって形成され、高い耐久性を有する転がり軸受の軌道輪、および当該軌道輪を備えた転がり軸受を提供することである。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and its purpose is to suppress the production cost of the quenching apparatus and to completely cure the quench hardened layer along the rolling surface by induction quenching. A method of manufacturing a bearing ring that can be formed uniformly over the circumference and that can produce a highly durable bearing ring, and a hardened hardened layer is formed along the rolling surface over the entire circumference by induction hardening. It is an object of the present invention to provide a bearing ring of a rolling bearing that is formed and has high durability, and a rolling bearing including the bearing ring.

本発明に従った軌道輪の製造方法は、転がり軸受の軌道輪の製造方法である。この軌道輪の製造方法は、0.43質量%以上0.65質量%以下の炭素と、0.05質量%以上0.14質量%以下の珪素と、0.60質量%以上1.10質量%以下のマンガンと、0.30質量%以上1.20質量%以下のクロムと、0.15質量%以上0.75質量%以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される成形体を準備する工程と、成形体において軌道輪の転走面となるべき環状領域の一部に面するように配置され、成形体を誘導加熱する誘導加熱部材を、環状領域の周方向に沿って相対的に回転させることにより、成形体にA点以上の温度に加熱された環状の加熱領域を形成する工程と、加熱領域全体をM点以下の温度に同時に冷却する工程とを備えている。 The method for manufacturing a bearing ring according to the present invention is a method for manufacturing a bearing ring for a rolling bearing. The method of manufacturing this bearing ring includes 0.43% to 0.65% carbon, 0.05% to 0.14% silicon, and 0.60% to 1.10%. % Of manganese, 0.30% by mass or more and 1.20% by mass or less of chromium, and 0.15% by mass or more and 0.75% by mass or less of molybdenum, and the balance iron and impurities. And an induction heating member that is arranged to face a part of the annular region that is to be a rolling surface of the race ring in the molded body, and for induction heating the induction body. A step of forming an annular heating region heated to a temperature of at least one point A on the formed body by relatively rotating along the direction, and a step of simultaneously cooling the entire heating region to a temperature of not more than the MS point And.

本発明の軌道輪の製造方法においては、転走面となるべき環状領域の一部に面するように配置された誘導加熱部材が周方向に沿って相対的に回転することにより、成形体に加熱領域が形成される。そのため、軌道輪の外形形状に対して小さい誘導加熱部材を採用することが可能である。その結果、大型の軌道輪を焼入硬化する場合でも、焼入装置の製作コストを抑制することができる。また、本発明の軌道輪の製造方法においては、加熱領域全体がM点以下の温度に同時に冷却される。そのため、焼入硬化層を転走面に沿って全周にわたって同時に形成することが可能となり、一部の領域に残留応力が集中することが抑制される。 In the method for manufacturing a raceway ring according to the present invention, the induction heating member arranged so as to face a part of the annular region to be a rolling surface relatively rotates along the circumferential direction, thereby forming a molded body. A heating region is formed. Therefore, it is possible to employ a small induction heating member with respect to the outer shape of the race. As a result, the manufacturing cost of the quenching device can be suppressed even when a large raceway is quenched and hardened. In the method for manufacturing a bearing ring according to the present invention, the entire heating region is simultaneously cooled to a temperature below the MS point. Therefore, it is possible to simultaneously form a hardened hardened layer along the rolling surface over the entire circumference, and the residual stress is suppressed from being concentrated in a part of the region.

また、転がり軸受の使用用途が多岐に渡る現在では、転がり軸受の破損形態も変化してきており、たとえば水素脆性が要因になるはく離(以下、水素脆性はく離)が発生する場合がある(たとえば、玉田健治ら、“電装・補機用軸受にみられる新しいタイプのミクロ組織変化”、NTN TECHNICAL REVIEW、1992年、No.61、p29−35参照)。水素脆性はく離は、通常よりも遥かに短い時間ではく離に至り、はく離起点部の周辺に方向性のない疲労組織が形成されていることが特徴である。現在でも、その発生メカニズムは解明されていないが、水素が鋼の疲労強度を著しく低下させること、水素の吸蔵量が多くなるほど短寿命になることから、軸受部品の短寿命化の要因として、水素が関係していることは明らかであるといえる(たとえば、Y.Matsubara and H.Hamada、“A Novel Method to Evaluate the Influence of Hydrogen on Fatigue Properties of High Strength Steels”、Journal of ASTM International、2007年、p153−166参照)。   In addition, at present, where rolling bearings are used in a wide variety of applications, the failure mode of rolling bearings has also changed. For example, peeling caused by hydrogen embrittlement (hereinafter, hydrogen brittle peeling) may occur (for example, Tamada). Kenji et al., “A new type of microstructural change in electrical and auxiliary bearings”, NTN TECHNIC REVIEW, 1992, No. 61, p29-35). Hydrogen embrittlement debonding is characterized in that it takes place in a much shorter time than usual, and a non-directional fatigue structure is formed around the delamination start point. Even now, the mechanism of its occurrence has not been elucidated. However, hydrogen significantly reduces the fatigue strength of steel, and the life becomes shorter as the hydrogen storage amount increases. (E.g., Y. Matsubara and H. Hamada, "A Novel Method to Evaluate the Inflation of the Fraction of Hydrogen in St.," p153-166).

これに対し、本発明の軌道輪の製造方法では、Si(珪素)が低減されることにより水素脆性剥離が抑制されつつ、十分な焼入硬度および焼入性を確保することが可能な適切な成分組成を有する鋼が素材として採用される。このように、本発明の軌道輪の製造方法によれば、焼入装置の製作コストを抑制しつつ、高周波焼入によって焼入硬化層を転走面に沿って全周にわたって均質に形成し、かつ高い耐久性を有する軌道輪を製造することが可能な軌道輪の製造方法を提供することができる。   On the other hand, in the method for manufacturing a bearing ring of the present invention, it is possible to ensure sufficient quenching hardness and hardenability while suppressing hydrogen embrittlement separation by reducing Si (silicon). Steel having a component composition is adopted as a material. Thus, according to the method of manufacturing the raceway of the present invention, while suppressing the production cost of the quenching device, the quench hardening layer is uniformly formed over the entire circumference along the rolling surface by induction quenching, And the manufacturing method of the bearing ring which can manufacture the bearing ring which has high durability can be provided.

ここで、成形体を構成する鋼の成分範囲、すなわち製造される軌道輪を構成する鋼の成分範囲を上記の範囲に限定した理由について説明する。   Here, the reason why the component range of steel constituting the formed body, that is, the component range of steel constituting the manufactured race is limited to the above range will be described.

炭素:0.43質量%以上0.65%質量%以下
炭素含有量は、焼入硬化後における軌道輪の転走面の硬度に大きな影響を与える。成形体(軌道輪)を構成する鋼の炭素含有量が0.43質量%未満では、焼入硬化後における転走面に十分な硬度を付与することが困難となる。一方、炭素含有量が0.65質量%を超えると、焼入硬化の際の割れの発生(焼割れ)が懸念される。そのため、炭素含有量は0.43質量%以上0.65%質量%以下とした。転走面に十分な硬度をより確実に付与しつつ焼割れの発生を一層確実に抑制するためには、鋼の炭素含有量は0.56質量%以上0.64質量%以下とすることが好ましく、0.60質量%以上0.64質量%以下、さらには0.62質量%以上0.64質量%以下とすることが特に好ましい。
Carbon: 0.43 mass% or more and 0.65% mass% or less The carbon content greatly affects the hardness of the raceway of the raceway after quench hardening. If the carbon content of the steel constituting the formed body (bearing ring) is less than 0.43% by mass, it will be difficult to impart sufficient hardness to the rolling surface after quench hardening. On the other hand, when the carbon content exceeds 0.65% by mass, there is a concern about generation of cracks (quenching cracks) during quench hardening. Therefore, the carbon content is set to 0.43% by mass or more and 0.65% by mass or less. In order to more reliably suppress the occurrence of burning cracks while more surely imparting sufficient hardness to the rolling surface, the carbon content of the steel may be 0.56 mass% or more and 0.64 mass% or less. It is preferably 0.60% by mass or more and 0.64% by mass or less, more preferably 0.62% by mass or more and 0.64% by mass or less.

珪素:0.05質量%以上0.14質量%以下
鋼中に含まれる珪素は、製鋼時の脱酸元素として使用されること、および溶鉱炉中の耐火物に二酸化珪素が含まれ、それが鋼に供給されることから、軸受用鋼において珪素含有量を低減することは一般的ではない。また、珪素は鋼の焼入性を向上させ、焼戻軟化抵抗性を向上させる機能を有する。そのため、珪素の含有量を増加させた軸受用鋼が開発されている。しかし、本発明においては、水素脆性剥離の抑制という観点から珪素含有量を0.14質量%以下にまで低減した。一方、上述のように製鋼時の脱酸元素として使用される珪素を0.05質量%未満にまで低減すると、鋼の製造コストが高くなる。そのため、珪素含有量は0.05質量%以上とした。
Silicon: 0.05 mass% or more and 0.14 mass% or less Silicon contained in steel is used as a deoxidizing element during steelmaking, and refractory in a blast furnace contains silicon dioxide, which is steel. Therefore, it is not common to reduce the silicon content in bearing steel. Further, silicon has a function of improving the hardenability of the steel and improving the temper softening resistance. For this reason, bearing steels with increased silicon content have been developed. However, in the present invention, the silicon content is reduced to 0.14% by mass or less from the viewpoint of suppressing hydrogen brittle exfoliation. On the other hand, if the silicon used as a deoxidizing element during steelmaking is reduced to less than 0.05% by mass as described above, the manufacturing cost of steel increases. Therefore, the silicon content is set to 0.05% by mass or more.

マンガン:0.60質量%以上1.10質量%以下
マンガンは、鋼の焼入性の向上に寄与する。マンガン含有量が0.60質量%未満では、この効果が十分に得られない。一方、マンガン含有量が1.10質量%を超えると、焼入前の素材の硬度が高くなり、冷間加工における加工性が低下する。そのため、マンガン含有量は0.60質量%以上1.10質量%以下とした。より高い焼入性を確保しつつ冷間加工性の低下を抑制するためには、鋼のマンガン含有量は0.70質量%以上1.00質量%以下とすることが好ましく、0.85質量%以上0.95質量%以下とすることが、より好ましい。
Manganese: 0.60% by mass or more and 1.10% by mass or less Manganese contributes to improvement of hardenability of steel. If the manganese content is less than 0.60% by mass, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the manganese content exceeds 1.10% by mass, the hardness of the material before quenching increases, and the workability in cold working decreases. Therefore, manganese content was made into 0.60 mass% or more and 1.10 mass% or less. In order to suppress a decrease in cold workability while ensuring higher hardenability, the manganese content of the steel is preferably 0.70 mass% or more and 1.00 mass% or less, 0.85 mass% % Or more and 0.95% by mass or less is more preferable.

クロム:0.30質量%以上1.20質量%以下
クロムは、鋼の焼入性の向上に寄与する。クロム含有量が0.30質量%未満では、この効果が十分に得られない。一方、クロム含有量が1.20質量%を超えると、素材コストが高くなるという問題が生じる。そのため、クロム含有量は0.30質量%以上1.20質量%以下とした。より高い焼入性を確保しつつ素材コストを低減する観点からは、鋼のクロム含有量は0.70質量%以上0.90質量%以下とすることが好ましく、0.70質量%以上0.80質量%以下とすることがより好ましい。
Chromium: 0.30% by mass or more and 1.20% by mass or less Chromium contributes to improvement of hardenability of steel. If the chromium content is less than 0.30% by mass, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the chromium content exceeds 1.20% by mass, there arises a problem that the material cost increases. Therefore, the chromium content is set to 0.30% by mass or more and 1.20% by mass or less. From the viewpoint of reducing raw material costs while ensuring higher hardenability, the chromium content of the steel is preferably 0.70% by mass or more and 0.90% by mass or less, and 0.70% by mass or more and 0.0. More preferably, it is 80 mass% or less.

モリブデン:0.15質量%以上0.75質量%以下
モリブデンも、鋼の焼入性の向上に寄与する。モリブデン含有量が0.15質量%未満では、この効果が十分に得られない。一方、モリブデン含有量が0.75質量%を超えると、素材コストが高くなるという問題が生じる。そのため、モリブデン含有量は0.15質量%以上0.75質量%以下とした。より高い焼入性を確保しつつ素材コストを低減する観点からは、鋼のモリブデン含有量は0.25質量%以上0.35質量%以下とすることが好ましく、0.25質量%以上0.30質量%以下、さらには0.25質量%以上0.27質量%以下とすることが特に好ましい。
Molybdenum: 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less Molybdenum also contributes to improving the hardenability of the steel. If the molybdenum content is less than 0.15% by mass, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the molybdenum content exceeds 0.75% by mass, there arises a problem that the material cost increases. Therefore, the molybdenum content is set to 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less. From the viewpoint of reducing raw material costs while ensuring higher hardenability, the molybdenum content of the steel is preferably 0.25 mass% or more and 0.35 mass% or less, and preferably 0.25 mass% or more and 0.0. It is particularly preferably 30% by mass or less, more preferably 0.25% by mass or more and 0.27% by mass or less.

上記軌道輪の製造方法においては、加熱領域を形成する工程よりも前に、成形体に調質処理を実施する工程をさらに備えていてもよい。   In the method for manufacturing the bearing ring, a step of performing a tempering treatment on the molded body may be further included before the step of forming the heating region.

高周波焼入により転走面を含む領域が部分的に焼入硬化されて製造される軌道輪においては、焼入硬化されない領域(非硬化領域)においても所定の強度を確保可能な硬度を有している必要がある。これに対し、調質処理を高周波焼入の前に実施しておくことにより、容易に、非硬化領域に適切な硬度を付与することができる。ここで、「調質処理」とは、上記成形体全体をA変態点以上の焼入温度域に加熱して所定時間保持した後、M点以下の温度に冷却して上記成形体を焼入処理した上で、当該成形体をA変態点未満の焼戻温度域に加熱して所定時間保持することで焼戻処理するプロセスを含む。 In a raceway ring that is manufactured by partially quenching and hardening the region including the rolling surface by induction hardening, it has a hardness that can secure a predetermined strength even in a region that is not hardened (non-hardened region). Need to be. On the other hand, by carrying out the tempering treatment before induction hardening, it is possible to easily impart an appropriate hardness to the non-cured region. Here, "tempering treatment", after the entire shaped body and held heated above the A 1 transformation point of the quenching temperature range predetermined time, the molded body is cooled to a temperature below M S point in terms of the quenching treatment, including a process for tempering treatment by the molded body is heated to a tempering temperature range below the a 1 transformation point for a predetermined time.

上記軌道輪の製造方法においては、加熱領域を形成する工程よりも前に、成形体に焼ならし処理を実施する工程をさらに備えていてもよい。これにより、非硬化領域に要求される強度が比較的低い場合、容易に適切な硬度を非硬化領域に付与することができる。   The method for manufacturing a bearing ring may further include a step of performing a normalizing process on the molded body before the step of forming the heating region. Thereby, when the intensity | strength requested | required of a non-hardening area | region is comparatively low, appropriate hardness can be easily provided to a non-hardening area | region.

また、上記焼ならし処理を実施する工程では、成形体に気体とともに硬質の粒子が吹き付けられることにより、成形体が冷却されつつショットブラスト処理が実施されてもよい。   In the step of performing the normalizing process, the shot blasting process may be performed while the molded body is cooled by spraying hard particles together with gas on the molded body.

これにより、焼ならし処理の際の衝風冷却と同時にショットブラスト処理を実施することができる。そのため、焼きならし処理の加熱によって成形体の表層部に生成したスケールが除去され、スケールの生成に起因した軌道輪の特性低下やスケールの生成による熱伝導率の低下が抑制される。   Thus, the shot blasting process can be performed simultaneously with the gust cooling at the normalizing process. Therefore, the scale generated in the surface layer portion of the compact is removed by the heating of the normalizing process, and the deterioration of the characteristics of the raceway due to the generation of the scale and the decrease of the thermal conductivity due to the generation of the scale are suppressed.

上記軌道輪の製造方法においては、加熱領域を形成する工程では、誘導加熱部材は成形体の周方向に沿って相対的に2周以上回転してもよい。これにより、転走面の周方向における温度のばらつきを抑制し、均質な焼入硬化を実現することができる。   In the method for manufacturing a race, the induction heating member may relatively rotate two or more times along the circumferential direction of the molded body in the step of forming the heating region. Thereby, the dispersion | variation in the temperature in the circumferential direction of a rolling surface can be suppressed, and homogeneous quench hardening can be implement | achieved.

上記軌道輪の製造方法においては、加熱領域を形成する工程では、誘導加熱部材は成形体の周方向に沿って複数個配置されてもよい。これにより、転走面の周方向における温度のばらつきを抑制し、均質な焼入硬化を実現することができる。   In the above-described method for manufacturing a race, a plurality of induction heating members may be arranged along the circumferential direction of the molded body in the step of forming the heating region. Thereby, the dispersion | variation in the temperature in the circumferential direction of a rolling surface can be suppressed, and homogeneous quench hardening can be implement | achieved.

上記軌道輪の製造方法においては、加熱領域を形成する工程では、加熱領域の複数箇所の温度が測定されてもよい。これにより、転走面の周方向において均質な加熱が実現されていることを確認した上で急冷して焼入硬化処理を実施することができる。その結果、転走面の周方向において均質な焼入硬化を実現することができる。   In the method for manufacturing a race, the temperature at a plurality of locations in the heating region may be measured in the step of forming the heating region. Thereby, after confirming that homogeneous heating has been realized in the circumferential direction of the rolling surface, quenching and hardening can be performed. As a result, uniform quenching hardening can be realized in the circumferential direction of the rolling surface.

本発明の一の局面に従った軌道輪は、上記本発明の軌道輪の製造方法により製造され、1000mm以上の内径を有している。本発明の一の局面における軌道輪によれば、上記本発明の軌道輪の製造方法により製造されていることにより、熱処理のコストが抑制されつつ、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面に沿って全周にわたって均質に形成された大型の軌道輪を提供することができる。   The track ring according to one aspect of the present invention is manufactured by the above-described track ring manufacturing method of the present invention, and has an inner diameter of 1000 mm or more. According to the race in one aspect of the present invention, the hardened hardened layer is rolled by the induction hardening while the cost of the heat treatment is suppressed by being manufactured by the method for manufacturing the race according to the present invention. A large-sized race ring formed uniformly along the entire circumference can be provided.

本発明の他の局面に従った軌道輪は、1000mm以上の内径を有する転がり軸受の軌道輪である。この軌道輪は、0.43質量%以上0.65質量%以下の炭素と、0.05質量%以上0.14質量%以下の珪素と、0.60質量%以上1.10質量%以下のマンガンと、0.30質量%以上1.20質量%以下のクロムと、0.15質量%以上0.75質量%以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、焼入硬化層が転走面に沿って全周にわたって形成されている。 A bearing ring according to another aspect of the present invention is a rolling bearing bearing ring having an inner diameter of 1000 mm or more. This bearing ring has a carbon content of 0.43% to 0.65% by mass, silicon of 0.05% to 0.14% by mass, and 0.60% to 1.10% by mass of silicon. Containing manganese, 0.30 mass% or more and 1.20 mass% or less chromium, and 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less molybdenum, and it is comprised from the steel which consists of remainder iron and impurities , A hardened layer is formed over the entire circumference along the rolling surface.

上記他の局面における軌道輪においては、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面に沿って全周にわたって形成されている。そのため、上記他の局面における軌道輪は、転走面のいずれの領域をも負荷域にすることができる耐久性に優れた軌道輪となっている。また、上記他の局面における軌道輪においては、焼入硬化により十分に高い硬度を実現できるとともに、高い焼入性を確保しつつ焼割れを抑制し、かつ水素脆性はく離を抑制することが可能な適切な成分組成を有する鋼が素材として採用されている。このように、本発明の他の局面における軌道輪によれば、耐久性に優れた大型の軌道輪を提供することができる。   In the raceway in the other aspect described above, the hardened hardened layer is formed over the entire circumference along the rolling surface by induction hardening. Therefore, the raceway in the above-mentioned other aspect is a raceway excellent in durability that can make any region of the rolling contact surface a load region. In the raceway in the above-mentioned other aspects, it is possible to realize sufficiently high hardness by quench hardening, suppress quench quenching while ensuring high hardenability, and suppress hydrogen embrittlement separation. Steel having an appropriate composition is adopted as a material. Thus, according to the raceway in another aspect of the present invention, a large raceway with excellent durability can be provided.

本発明に従った転がり軸受は、内輪と、内輪の外周側を取り囲むように配置された外輪と、内輪と外輪との間に配置された複数の転動体とを備えている。そして、内輪および外輪の少なくともいずれか一方は上記本発明の軌道輪である。   A rolling bearing according to the present invention includes an inner ring, an outer ring disposed so as to surround the outer peripheral side of the inner ring, and a plurality of rolling elements disposed between the inner ring and the outer ring. At least one of the inner ring and the outer ring is the raceway ring according to the present invention.

本発明の転がり軸受によれば、上記本発明の軌道輪を備えていることにより、耐久性に優れた大型の転がり軸受を提供することができる。   According to the rolling bearing of the present invention, a large-sized rolling bearing having excellent durability can be provided by including the raceway of the present invention.

上記転がり軸受は、風力発電装置において、内輪にはブレードに接続された主軸が貫通して固定され、外輪はハウジングに対して固定されることにより、主軸をハウジングに対して回転自在に支持する転がり軸受(風力発電装置用転がり軸受)として用いることができる。上記耐久性に優れた大型の転がり軸受である本発明の転がり軸受は、風力発電装置用転がり軸受として好適である。特に、湿度の高い環境下で使用されるため、軌道輪(軸受部品)に対する雰囲気からの水素の侵入が懸念される洋上風力発電装置に用いられる転がり軸受として、本発明の転がり軸受は好適である。   In the wind power generator, the rolling bearing is a rolling device that rotatably supports the main shaft with respect to the housing by fixing the main shaft connected to the blade through the inner ring and fixing the outer ring with respect to the housing. It can be used as a bearing (rolling bearing for wind power generator). The rolling bearing of the present invention, which is a large rolling bearing having excellent durability, is suitable as a rolling bearing for a wind power generator. In particular, the rolling bearing of the present invention is suitable as a rolling bearing for use in offshore wind power generators that are liable to intrude hydrogen from the atmosphere into the race (bearing parts) because it is used in a high humidity environment. .

なお、A点とは鋼を加熱した場合に、鋼の組織がフェライトからオーステナイトに変態を開始する温度に相当する点をいう。また、M点とはオーステナイト化した鋼が冷却される際に、マルテンサイト化を開始する温度に相当する点をいう。 Note that the point A when heated steel refers to a point that the structure of the steel corresponds to the temperature to start the transformation from ferrite to austenite. Further, the M s point means a point corresponding to a temperature at which martensite formation starts when the austenitized steel is cooled.

以上の説明から明らかなように、本発明の軌道輪の製造方法、軌道輪および転がり軸受によれば、焼入装置の製作コストを抑制しつつ、高周波焼入によって焼入硬化層を転走面に沿って全周にわたって均質に形成することを可能とし、、かつ高い耐久性を有する軌道輪を製造することが可能な軌道輪の製造方法、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面に沿って全周にわたって形成され、高い耐久性を有する転がり軸受の軌道輪、および当該軌道輪を備えた転がり軸受を提供することができる。   As is apparent from the above description, according to the method for manufacturing a bearing ring, the bearing ring and the rolling bearing of the present invention, the quench hardened layer is formed on the rolling surface by induction hardening while suppressing the manufacturing cost of the quenching apparatus. A method for manufacturing a bearing ring that can be uniformly formed along the entire circumference and that can produce a highly durable bearing ring, and a hardened hardened layer is formed on the rolling surface by induction hardening. It is possible to provide a rolling bearing bearing ring that is formed over the entire circumference along the circumference and that has high durability, and a rolling bearing including the bearing ring.

転がり軸受内輪の製造方法の概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing method of a rolling bearing inner ring | wheel. 焼入硬化工程を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating a hardening hardening process. 図2の線分III−IIIに沿う断面を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the cross section along line segment III-III of FIG. 実施の形態2における焼入硬化工程を説明するための概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a quench hardening process in a second embodiment. 実施の形態3における焼入硬化工程を説明するための概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a quench hardening process in a third embodiment. 実施の形態4における転がり軸受内輪の製造方法の概略を示すフローチャートである。10 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a rolling bearing inner ring in a fourth embodiment. 風力発電装置用転がり軸受を備えた風力発電装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the wind power generator provided with the rolling bearing for wind power generators. 図7における主軸用軸受の周辺を拡大して示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which expands and shows the periphery of the spindle bearing in FIG. 水素脆性はく離が発生し得る環境下での耐久性に及ぼす珪素含有量の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the silicon content which gives to the durability in the environment where hydrogen embrittlement peeling may generate | occur | produce.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
まず、転がり軸受の軌道輪である内輪の製造方法を例に、本発明の一実施の形態である実施の形態1について説明する。図1を参照して、本実施の形態における内輪の製造方法では、まず工程(S10)として成形体準備工程が実施される。この工程(S10)では、0.43質量%以上0.65質量%以下の炭素と、0.05質量%以上0.14質量%以下の珪素と、0.60質量%以上1.10質量%以下のマンガンと、0.30質量%以上1.20質量%以下のクロムと、0.15質量%以上0.75質量%以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼材が準備され、鍛造、旋削などの加工が実施されることにより、所望の内輪の形状に応じた形状を有する成形体が作製される。より具体的には、1000mm以上の内径を有する内輪の形状に応じた成形体が作製される。上記成分組成を満足する鋼としては、たとえばJIS規格SUP13が挙げられる。
(Embodiment 1)
First, Embodiment 1 which is one embodiment of the present invention will be described by taking as an example a method for manufacturing an inner ring which is a bearing ring of a rolling bearing. Referring to FIG. 1, in the inner ring manufacturing method according to the present embodiment, a molded body preparation step is first performed as a step (S <b> 10). In this step (S10), 0.43% to 0.65% carbon, 0.05% to 0.14% silicon, and 0.60% to 1.10% by mass. A steel material containing the following manganese, 0.30 mass% or more and 1.20 mass% or less chromium, and 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less molybdenum, and the balance iron and impurities is prepared. By performing processing such as forging and turning, a molded body having a shape corresponding to a desired shape of the inner ring is produced. More specifically, a molded body corresponding to the shape of the inner ring having an inner diameter of 1000 mm or more is produced. Examples of steel that satisfies the above component composition include JIS standard SUP13.

次に、工程(S20)として、焼ならし工程が実施される。この工程(S20)では、工程(S10)において作製された成形体がA変態点以上の温度に加熱された後、A変態点未満の温度に冷却されることにより焼ならし処理が実施される。このとき、焼ならし処理の冷却時における冷却速度は、成形体を構成する鋼がマルテンサイトに変態しない冷却速度、すなわち臨界冷却速度未満の冷却速度であればよい。そして、焼ならし処理後の成形体の硬度は、この冷却速度が大きくなると高く、冷却速度が小さくなると低くなる。そのため、当該冷却速度を調整することにより、所望の硬度を成形体に付与することができる。 Next, a normalizing step is performed as a step (S20). In this step (S20), after the fabricated molded body is heated to a temperature not lower than the A 1 transformation point in the step (S10), the normalizing process by being cooled to a temperature below the A 1 transformation point implementation Is done. At this time, the cooling rate at the time of cooling in the normalizing process may be a cooling rate at which the steel constituting the formed body is not transformed into martensite, that is, a cooling rate lower than the critical cooling rate. The hardness of the molded body after the normalizing treatment is high when the cooling rate is large, and is low when the cooling rate is small. Therefore, desired hardness can be imparted to the molded body by adjusting the cooling rate.

次に、図1を参照して、焼入硬化工程が実施される。この焼入硬化工程は、工程(S30)として実施される誘導加熱工程と、工程(S40)として実施される冷却工程とを含んでいる。工程(S30)では、図2および図3を参照して、誘導加熱部材としてのコイル21が、成形体10において転動体が転走すべき面である転走面11(環状領域)の周方向の一部に面するように配置される。ここで、コイル21において転走面11に対向する面は、図3に示すように転走面11に沿った形状を有している。次に、成形体10が中心軸周り、具体的には矢印αの向きに回転されるとともに、コイル21に対して電源(図示しない)から高周波電流が供給される。これにより、成形体10の転走面11を含む表層領域がA点以上の温度に誘導加熱され、転走面11に沿った円環状の加熱領域11Aが形成される。このとき、転走面11の表面の温度は、放射温度計などの温度計22により測定され、管理される。 Next, with reference to FIG. 1, a quench hardening process is implemented. This quench hardening process includes an induction heating process performed as the process (S30) and a cooling process performed as the process (S40). In the step (S30), referring to FIG. 2 and FIG. 3, the coil 21 as the induction heating member is in the circumferential direction of the rolling surface 11 (annular region) that is the surface on which the rolling element should roll in the molded body 10. It is arranged to face a part of. Here, the surface of the coil 21 that faces the rolling surface 11 has a shape along the rolling surface 11 as shown in FIG. Next, the molded body 10 is rotated around the central axis, specifically in the direction of the arrow α, and a high frequency current is supplied to the coil 21 from a power source (not shown). Thereby, the surface layer region including the rolling surface 11 of the formed body 10 is induction-heated to a temperature of A 1 point or more, and an annular heating region 11A along the rolling surface 11 is formed. At this time, the temperature of the surface of the rolling surface 11 is measured and managed by a thermometer 22 such as a radiation thermometer.

次に、工程(S40)においては、工程(S30)において形成された加熱領域11Aを含む成形体10全体に対して、たとえば冷却液としての水が噴射されることにより、加熱領域11A全体がM点以下の温度に同時に冷却される。これにより、加熱領域11Aがマルテンサイトに変態し、硬化する。以上の手順により、高周波焼入が実施され、焼入硬化工程が完了する。 Next, in the step (S40), for example, water as a cooling liquid is sprayed onto the entire molded body 10 including the heating region 11A formed in the step (S30), so that the entire heating region 11A is M. Simultaneous cooling to a temperature below the S point. As a result, the heating region 11A is transformed into martensite and cured. By the above procedure, induction hardening is performed and the quench hardening process is completed.

次に、工程(S50)として焼戻工程が実施される。この工程(S50)では、工程(S30)および(S40)において焼入硬化された成形体10が、たとえば炉内に装入され、A点以下の温度に加熱されて所定の時間保持されることにより、焼戻処理が実施される。 Next, a tempering step is performed as a step (S50). In this step (S50), the molded body 10 that has been quenched and hardened in steps (S30) and (S40) is charged into, for example, a furnace, heated to a temperature of A 1 point or less, and held for a predetermined time. Thus, a tempering process is performed.

次に、工程(S60)として仕上工程が実施される。この工程(S60)では、たとえば転走面11に対して研磨加工などの仕上げ加工が実施される。以上のプロセスにより、転がり軸受の内輪が完成し、本実施の形態における内輪の製造は完了する。その結果、図2および図3を参照して、1000mm以上の内径を有し、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面11に沿って全周にわたって均質に形成された内輪10が完成する。   Next, a finishing step is performed as a step (S60). In this step (S60), for example, a finishing process such as a polishing process is performed on the rolling surface 11. With the above process, the inner ring of the rolling bearing is completed, and the production of the inner ring in the present embodiment is completed. As a result, referring to FIG. 2 and FIG. 3, an inner ring 10 having an inner diameter of 1000 mm or more and having a hardened hardened layer formed uniformly along the rolling surface 11 along the rolling surface 11 by induction hardening is completed. .

本実施の形態では、工程(S30)において、成形体10の転走面の一部に面するように配置されたコイル21を周方向に沿って相対的に回転させることにより、成形体10に加熱領域11Aが形成される。そのため、成形体10の外形形状に対して小さいコイル21を採用することが可能となっており、大型の成形体10を焼入硬化する場合でも、焼入装置の製作コストを抑制することができる。また、本実施の形態では、加熱領域11A全体がM点以下の温度に同時に冷却される。そのため、周方向に均質な環状の焼入硬化領域を形成することが可能となり、一部の領域に残留応力が集中することが抑制される。さらに、本実施の形態では、Siが低減されることにより水素脆性剥離が抑制されつつ、十分な焼入硬度および焼入性を確保することが可能な適切な成分組成を有する鋼が素材として採用されている。その結果、本実施の形態における内輪の製造方法は、焼入装置の製作コストを抑制しつつ、高周波焼入によって焼入硬化層を転走面に沿って全周にわたって均質に形成し、かつ高い耐久性を有する軌道輪を製造することが可能な軌道輪の製造方法となっている。 In the present embodiment, in the step (S30), the coil 21 disposed so as to face a part of the rolling surface of the molded body 10 is relatively rotated along the circumferential direction so that the molded body 10 is A heating region 11A is formed. Therefore, it is possible to employ a small coil 21 with respect to the outer shape of the molded body 10, and the manufacturing cost of the quenching apparatus can be suppressed even when the large molded body 10 is quenched and hardened. . In the present embodiment, the entire heating area 11A is simultaneously cooled to a temperature not higher than the MS point. Therefore, it becomes possible to form an annular quenching and hardening region that is homogeneous in the circumferential direction, and the residual stress is prevented from concentrating on a part of the region. Furthermore, in the present embodiment, steel having an appropriate component composition that can secure sufficient quenching hardness and hardenability while suppressing hydrogen brittle exfoliation by reducing Si is adopted as a material. Has been. As a result, the manufacturing method of the inner ring in the present embodiment uniformly forms a hardened hardened layer along the rolling surface by induction hardening while suppressing the manufacturing cost of the quenching apparatus and is high. This is a method of manufacturing a bearing ring capable of manufacturing a durable bearing ring.

なお、上記工程(S20)は、本発明の軌道輪の製造方法において必須の工程ではないが、これを実施することにより、製造される軌道輪の非硬化領域(焼入硬化層以外の領域)の硬度を調整することができる。非硬化領域に要求される強度が比較的小さい場合、容易に適切な硬度を非硬化領域に付与することができる。   In addition, although the said process (S20) is not an essential process in the manufacturing method of the bearing ring of this invention, the non-hardening area | region (area | region other than a hardening hardening layer) of the bearing ring manufactured by implementing this is carried out. The hardness of can be adjusted. When the strength required for the non-cured region is relatively small, an appropriate hardness can be easily imparted to the non-cured region.

また、上記工程(S20)においては、成形体10に気体とともに硬質の粒子が吹き付けられることにより、成形体10が冷却されつつショットブラスト処理が実施されてもよい。これにより、焼ならし処理の際の衝風冷却と同時にショットブラスト処理を実施することができる。そのため、焼きならし処理の加熱によって成形体10の表層部に生成したスケールが除去され、スケールの生成に起因した軌道輪の特性低下やスケールの生成による熱伝導率の低下が抑制される。ここで、硬質の粒子(投射材)としては、たとえば鋼や鋳鉄などからなる金属製の粒子を採用することができる。   Moreover, in the said process (S20), a hard particle is sprayed with the gas to the molded object 10, and a shot blast process may be implemented, cooling the molded object 10. FIG. Thus, the shot blasting process can be performed simultaneously with the gust cooling at the normalizing process. Therefore, the scale generated in the surface layer portion of the molded body 10 due to the heating of the normalizing treatment is removed, and the deterioration of the characteristics of the raceway due to the generation of the scale and the decrease of the thermal conductivity due to the generation of the scale are suppressed. Here, as hard particle | grains (projection material), the metal particle | grains which consist of steel, cast iron, etc. are employable, for example.

さらに、上記工程(S30)では、成形体10は少なくとも1回転すればよいが、周方向における温度のばらつきを抑制し、より均質な焼入硬化を実現するためには、複数回回転することが好ましい。すなわち、誘導加熱部材としてのコイル21は、成形体10の転走面の周方向に沿って相対的に2周以上回転することが好ましい。   Further, in the step (S30), the molded body 10 may be rotated at least once. However, in order to suppress temperature variation in the circumferential direction and achieve more uniform quench hardening, the molded body 10 may be rotated a plurality of times. preferable. That is, it is preferable that the coil 21 as the induction heating member relatively rotate two or more times along the circumferential direction of the rolling surface of the molded body 10.

(実施の形態2)
次に、本発明の他の実施の形態である実施の形態2について説明する。実施の形態2における内輪の製造方法は、基本的には実施の形態1の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態2における内輪の製造方法は、工程(S30)におけるコイル21の配置において、実施の形態1の場合とは異なっている。
(Embodiment 2)
Next, Embodiment 2 which is another embodiment of the present invention will be described. The inner ring manufacturing method according to the second embodiment is basically performed in the same manner as in the first embodiment, and has the same effects. However, the inner ring manufacturing method according to the second embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of the coils 21 in the step (S30).

すなわち、図4を参照して、実施の形態2における工程(S30)では、成形体10を挟んで一対のコイル21が配置される。そして、成形体10が矢印αの向きに回転されるとともに、コイル21に対して電源(図示しない)から高周波電流が供給される。これにより、成形体10の転走面11を含む表層領域がA点以上の温度に誘導加熱され、転走面11に沿った円環状の加熱領域11Aが形成される。 That is, with reference to FIG. 4, in the step (S30) in the second embodiment, a pair of coils 21 is arranged with the molded body 10 interposed therebetween. And while the molded object 10 rotates in the direction of arrow (alpha), the high frequency current is supplied with respect to the coil 21 from a power supply (not shown). Thereby, the surface layer region including the rolling surface 11 of the formed body 10 is induction-heated to a temperature of A 1 point or more, and an annular heating region 11A along the rolling surface 11 is formed.

このように、コイル21が成形体10の周方向に沿って複数個(本実施の形態では2個)配置されることにより、実施の形態2における転がり軸受の内輪の製造方法は、周方向における温度のばらつきを抑制し、均質な焼入硬化を実現可能な軌道輪の製造方法となっている。また、周方向における温度のばらつきを一層抑制するためには、コイル21は成形体10の周方向において等間隔に配置されることが好ましい。   As described above, by arranging a plurality (two in the present embodiment) of the coils 21 along the circumferential direction of the molded body 10, the method for manufacturing the inner ring of the rolling bearing in the second embodiment is performed in the circumferential direction. This is a method of manufacturing a bearing ring capable of suppressing temperature variation and realizing uniform quench hardening. Further, in order to further suppress the variation in temperature in the circumferential direction, the coils 21 are preferably arranged at equal intervals in the circumferential direction of the molded body 10.

(実施の形態3)
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態3について説明する。実施の形態3における内輪の製造方法は、基本的には実施の形態1および2の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態3における内輪の製造方法は、工程(S30)における温度計22の配置において、実施の形態1および2の場合とは異なっている。
(Embodiment 3)
Next, Embodiment 3 which is still another embodiment of the present invention will be described. The inner ring manufacturing method according to the third embodiment is basically performed in the same manner as in the first and second embodiments, and has the same effects. However, the inner ring manufacturing method in the third embodiment is different from the first and second embodiments in the arrangement of the thermometer 22 in the step (S30).

すなわち、図5を参照して、実施の形態3における工程(S30)では、加熱領域である転走面11の複数箇所(ここでは4箇所)の温度が測定される。より具体的には、実施の形態3の工程(S30)では、成形体10の転走面11の周方向に沿って等間隔に複数の温度計22が配置される。   That is, referring to FIG. 5, in step (S30) in the third embodiment, the temperatures at a plurality of locations (here, 4 locations) of rolling surface 11 that is the heating region are measured. More specifically, in the step (S30) of the third embodiment, a plurality of thermometers 22 are arranged at equal intervals along the circumferential direction of the rolling surface 11 of the molded body 10.

これにより、転走面11の周方向において同時に複数箇所の温度が測定されるため、転走面11の周方向において均質な加熱が実現されていることを確認した上で成形体10を急冷し、焼入硬化処理を実施することができる。その結果、実施の形態3における転がり軸受の内輪の製造方法によれば、転走面11の周方向において一層均質な焼入硬化を実現することができる。   Thereby, since the temperature of several places is measured simultaneously in the circumferential direction of the rolling surface 11, after confirming that the uniform heating is implement | achieved in the circumferential direction of the rolling surface 11, the molded object 10 is rapidly cooled. A quench hardening treatment can be carried out. As a result, according to the method for manufacturing the inner ring of the rolling bearing in the third embodiment, more uniform quench hardening in the circumferential direction of the rolling surface 11 can be realized.

(実施の形態4)
次に、本発明のさらに他の実施の形態である実施の形態4について説明する。実施の形態4における内輪の製造方法は、基本的には実施の形態1〜3の場合と同様に実施され、同様の効果を奏する。しかし、実施の形態4における内輪の製造方法は、焼きならし工程に代えて、調質工程が実施される点において、実施の形態1〜3の場合とは異なっている。
(Embodiment 4)
Next, a fourth embodiment which is still another embodiment of the present invention will be described. The inner ring manufacturing method according to the fourth embodiment is basically performed in the same manner as in the first to third embodiments, and has the same effects. However, the inner ring manufacturing method according to the fourth embodiment is different from the first to third embodiments in that a tempering step is performed instead of the normalizing step.

すなわち、図6を参照して、実施の形態4においては、実施の形態1〜3の場合と同様に工程(S10)が実施された後、調質工程が実施される。調質工程は、全体焼入工程(S21)と、高温焼戻工程(S22)とを含んでいる。工程(S21)では、成形体10全体がA変態点以上の焼入温度域に加熱されて所定時間保持された後、M点以下の温度に冷却されることにより、成形体10が焼入処理される。次に、工程(S22)では、工程(S21)において焼入処理された成形体10が、A変態点未満の焼戻温度域に加熱されて所定時間保持されることにより、焼戻処理される。これにより、非硬化領域に比較的高い強度が要求される場合でも、当該非硬化領域の硬度および組織を適切に調整し、所望の強度を付与することができる。ここで、上記焼入温度域は、たとえば800℃以上1000℃以下であり、成形体10は当該焼入温度域に、たとえば40分以上240分以下の時間だけ保持される。また、上記焼戻温度域は、たとえば600℃以上720℃以下であり、成形体10は当該焼戻温度域に、たとえば120分以上720分以下の時間だけ保持される。調質処理後の成形体の硬度は、軌道輪の非硬化領域に要求される強度に応じて設定することができるが、たとえば270HV以上370HV以下とすることができる。 That is, referring to FIG. 6, in the fourth embodiment, the tempering process is performed after the process (S10) is performed as in the first to third embodiments. The tempering step includes a whole quenching step (S21) and a high temperature tempering step (S22). In step (S21), after the entire molded bodies 10 are held by being heated to a quenching temperature range of not lower than the A 1 transformation point a predetermined time, by being cooled to a temperature below M S point, the molded body 10 shrink Is processed. Next, in step (S22), the molded body 10, which is the quenching in step (S21) is, by being heated to a tempering temperature range below the A 1 transformation point is held for a predetermined time, it is tempered The Thereby, even when a relatively high strength is required for the non-hardened region, the hardness and structure of the non-hardened region can be appropriately adjusted to give a desired strength. Here, the said quenching temperature range is 800 degreeC or more and 1000 degrees C or less, for example, and the molded object 10 is hold | maintained only for the time of 40 minutes or more and 240 minutes or less in the said quenching temperature range. Moreover, the said tempering temperature range is 600 degreeC or more and 720 degrees C or less, for example, and the molded object 10 is hold | maintained in the said tempering temperature range only for the time of 120 minutes or more and 720 minutes or less, for example. The hardness of the molded body after the tempering treatment can be set according to the strength required for the non-hardened region of the race, but can be set to, for example, 270 HV or more and 370 HV or less.

なお、上記実施の形態においてはコイル21を固定し、成形体10を回転させる場合について説明したが、成形体10を固定し、コイル21を成形体10の周方向に回転させてもよいし、コイル21および成形体10の両方を回転させることにより、コイル21を成形体10の周方向に沿って相対的に回転させてもよい。ただし、コイル21には、コイル21に電流を供給する配線などが必要であるため、上述のようにコイル21を固定することが合理的である場合が多い。   In addition, in the said embodiment, although the case where the coil 21 was fixed and the molded object 10 was rotated was demonstrated, the molded object 10 may be fixed and the coil 21 may be rotated in the circumferential direction of the molded object 10, The coil 21 may be relatively rotated along the circumferential direction of the molded body 10 by rotating both the coil 21 and the molded body 10. However, since the coil 21 requires wiring for supplying a current to the coil 21, it is often reasonable to fix the coil 21 as described above.

また、上記実施の形態においては、軌道輪の一例としてラジアル型転がり軸受の内輪が製造される場合について説明したが、本発明を適用可能な軌道輪はこれに限られず、たとえばラジアル型転がり軸受の外輪であってもよいし、スラスト型軸受の軌道輪であってもよい。ここで、工程(S30)において、たとえばラジアル型転がり軸受の外輪を加熱する場合、コイル21を成形体の内周側に形成された転走面に面するように配置すればよい。また、工程(S20)において、たとえばスラスト型転がり軸受の軌道輪を加熱する場合、コイル21を成形体の端面側に形成された転走面に面するように配置すればよい。   Further, in the above embodiment, the case where the inner ring of the radial type rolling bearing is manufactured as an example of the bearing ring has been described. However, the bearing ring to which the present invention can be applied is not limited to this, for example, a radial type rolling bearing. It may be an outer ring or a bearing ring of a thrust type bearing. Here, in the step (S30), for example, when the outer ring of the radial type rolling bearing is heated, the coil 21 may be disposed so as to face the rolling surface formed on the inner peripheral side of the molded body. Further, in the step (S20), for example, when heating the bearing ring of the thrust type rolling bearing, the coil 21 may be disposed so as to face the rolling surface formed on the end surface side of the molded body.

さらに、成形体10の周方向における誘導加熱部材としてのコイル21の長さは、効率よく均質な加熱を実現するように適切に決定することができるが、たとえば加熱すべき領域の長さの1/12程度、すなわち成形体(軌道輪)の中心軸に対する中心角が30°となる程度の長さとすることができる。   Furthermore, the length of the coil 21 as the induction heating member in the circumferential direction of the molded body 10 can be appropriately determined so as to achieve efficient and uniform heating. For example, the length of the region to be heated is 1 / 12, that is, a length such that the central angle with respect to the central axis of the molded body (orbital ring) is 30 °.

さらに、本発明における高周波焼入の具体的な条件は、軌道輪(成形体)の大きさ、肉厚、材質、電源の容量など条件を考慮して、適切に設定することができる。   Furthermore, specific conditions for induction hardening in the present invention can be set appropriately in consideration of conditions such as the size, thickness, material, and power supply capacity of the race (molded body).

また、周方向における温度のばらつきを抑制するためには、誘導加熱完了後、M点以下の温度への冷却前に、成形体を加熱が停止された状態に保持する工程を設けることが好ましい。より具体的には、たとえば加熱完了後3秒間加熱を停止した状態に保持することにより、加熱された領域の表面における周方向の温度のばらつきを抑制することができる。 Moreover, in order to suppress the variation in the temperature in the circumferential direction, it is preferable to provide a step of holding the molded body in a state where the heating is stopped after the induction heating is completed and before cooling to a temperature equal to or lower than the MS point. . More specifically, for example, by maintaining the state in which the heating is stopped for 3 seconds after the completion of the heating, it is possible to suppress the variation in the temperature in the circumferential direction on the surface of the heated region.

(実施の形態5)
次に、本発明の軌道輪が風力発電装置用軸受(風力発電装置用転がり軸受)を構成する軌道輪として用いられる実施の形態5について説明する。
(Embodiment 5)
Next, Embodiment 5 in which the bearing ring of the present invention is used as a bearing ring constituting a bearing for a wind turbine generator (a rolling bearing for a wind turbine generator) will be described.

図7を参照して、風力発電装置50は、旋回翼であるブレード52と、ブレード52の中心軸を含むように、一端においてブレード52に接続された主軸51と、主軸51の他端に接続された増速機54とを備えている。さらに、増速機54は、出力軸55を含んでおり、出力軸55は、発電機56に接続されている。主軸51は、風力発電装置用転がり軸受である主軸用軸受3により、軸まわりに回転自在に支持されている。また、主軸用軸受3は、主軸51の軸方向に複数個(図7では2個)並べて配置されており、それぞれハウジング53により保持されている。主軸用軸受3、ハウジング53、増速機54および発電機56は、機械室であるナセル59の内部に格納されている。そして、主軸51は一端においてナセル59から突出し、ブレード52に接続されている。   Referring to FIG. 7, wind power generator 50 is connected to blade 52 that is a swirl wing, main shaft 51 that is connected to blade 52 at one end so as to include the central axis of blade 52, and the other end of main shaft 51. The speed-up gear 54 is provided. Further, the speed increaser 54 includes an output shaft 55, and the output shaft 55 is connected to the generator 56. The main shaft 51 is rotatably supported around the shaft by a main shaft bearing 3 which is a rolling bearing for a wind power generator. A plurality of main shaft bearings 3 (two in FIG. 7) are arranged in the axial direction of the main shaft 51, and are respectively held by a housing 53. The main shaft bearing 3, the housing 53, the speed increaser 54, and the generator 56 are housed in a nacelle 59 that is a machine room. The main shaft 51 protrudes from the nacelle 59 at one end and is connected to the blade 52.

次に、風力発電装置50の動作について説明する。図7を参照して、風力を受けてブレード52が周方向に回転すると、ブレード52に接続された主軸51は、主軸用軸受3によりハウジング53に対して支持されつつ、軸まわりに回転する。主軸51の回転は、増速機54に伝達されて増速され、出力軸55の軸まわりの回転に変換される。そして、出力軸55の回転は、発電機56に伝達され、電磁誘導作用により起電力が発生して発電が達成される。   Next, the operation of the wind power generator 50 will be described. Referring to FIG. 7, when the blade 52 rotates in the circumferential direction in response to the wind force, the main shaft 51 connected to the blade 52 rotates around the shaft while being supported by the main shaft bearing 3 with respect to the housing 53. The rotation of the main shaft 51 is transmitted to the speed increaser 54 to be accelerated, and converted into rotation around the output shaft 55. Then, the rotation of the output shaft 55 is transmitted to the generator 56, and an electromotive force is generated by the electromagnetic induction action to achieve power generation.

次に、風力発電装置50の主軸51の支持構造について説明する。図8を参照して、風力発電装置用転がり軸受としての主軸用軸受3は、風力発電装置用転がり軸受の軌道輪としての環状の外輪31と、外輪31の内周側に配置された風力発電装置用転がり軸受の軌道輪としての環状の内輪32と、外輪31と内輪32との間に配置され、円環状の保持器34に保持された複数のころ33とを備えている。外輪31の内周面には外輪転走面31Aが形成されており、内輪32の外周面には2つの内輪転走面32Aが形成されている。そして、2つの内輪転走面32Aが、外輪転走面31Aに対向するように、外輪31と内輪32とは配置されている。さらに、複数のころ33は、2つの内輪転走面32Aのそれぞれに沿って、外輪転走面31Aと内輪転走面32Aとに、ころ接触面33Aにおいて接触し、かつ保持器34に保持されて周方向に所定のピッチで配置されることにより複列(2列)の円環状の軌道上に転動自在に保持されている。また、外輪31には、外輪31を径方向に貫通する貫通孔31Eが形成されている。この貫通孔31Eを通して、外輪31と内輪32との間の空間に潤滑剤を供給することができる。以上の構成により、主軸用軸受3の外輪31および内輪32は、互いに相対的に回転可能となっている。   Next, a support structure for the main shaft 51 of the wind turbine generator 50 will be described. Referring to FIG. 8, main shaft bearing 3 as a rolling bearing for wind power generator includes an annular outer ring 31 as a raceway of the wind bearing for rolling power generator, and wind power generation disposed on the inner peripheral side of outer ring 31. An annular inner ring 32 as a bearing ring of the rolling bearing for the device, and a plurality of rollers 33 disposed between the outer ring 31 and the inner ring 32 and held by an annular retainer 34 are provided. An outer ring rolling surface 31 </ b> A is formed on the inner circumferential surface of the outer ring 31, and two inner ring rolling surfaces 32 </ b> A are formed on the outer circumferential surface of the inner ring 32. The outer ring 31 and the inner ring 32 are arranged so that the two inner ring rolling surfaces 32A face the outer ring rolling surface 31A. Further, the plurality of rollers 33 are in contact with the outer ring rolling surface 31A and the inner ring rolling surface 32A along the two inner ring rolling surfaces 32A at the roller contact surface 33A and are held by the cage 34. By being arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction, it is rotatably held on a double row (two rows) annular track. The outer ring 31 is formed with a through hole 31E that penetrates the outer ring 31 in the radial direction. Lubricant can be supplied to the space between the outer ring 31 and the inner ring 32 through the through hole 31E. With the above configuration, the outer ring 31 and the inner ring 32 of the main shaft bearing 3 are rotatable relative to each other.

一方、ブレード52に接続された主軸51は、主軸用軸受3の内輪32を貫通するとともに、外周面51Aにおいて内輪の内周面32Fに接触し、内輪32に対して固定されている。また、主軸用軸受3の外輪31は、ハウジング53に形成された貫通孔の内壁53Aに外周面31Fにおいて接触するように嵌め込まれ、ハウジング53に対して固定されている。以上の構成により、ブレード52に接続された主軸51は、内輪32と一体に、外輪31およびハウジング53に対して軸まわりに回転可能となっている。   On the other hand, the main shaft 51 connected to the blade 52 passes through the inner ring 32 of the main shaft bearing 3 and contacts the inner peripheral surface 32F of the inner ring at the outer peripheral surface 51A and is fixed to the inner ring 32. Further, the outer ring 31 of the main shaft bearing 3 is fitted into an inner wall 53 </ b> A of a through hole formed in the housing 53 so as to come into contact with the outer peripheral surface 31 </ b> F, and is fixed to the housing 53. With the above configuration, the main shaft 51 connected to the blade 52 can rotate about the shaft relative to the outer ring 31 and the housing 53 integrally with the inner ring 32.

さらに、内輪転走面32Aの幅方向両端には、外輪31に向けて突出する鍔部32Eが形成されている。これにより、ブレード52が風を受けることにより発生する主軸51の軸方向(アキシャル方向)の荷重が支持される。また、外輪転走面31Aは、球面形状を有している。そのため、外輪31と内輪32とは、ころ33の転走方向に垂直な断面において、当該球面の中心を中心として互いに角度をなすことができる。すなわち、主軸用軸受3は、複列自動調心ころ軸受である。その結果、ブレード52が風を受けることにより主軸51が撓んだ場合であっても、ハウジング53は、主軸用軸受3を介して主軸51を安定して回転自在に保持することができる。   Further, flange portions 32E that protrude toward the outer ring 31 are formed at both ends in the width direction of the inner ring rolling surface 32A. Thereby, a load in the axial direction (axial direction) of the main shaft 51 generated when the blade 52 receives wind is supported. The outer ring rolling surface 31A has a spherical shape. Therefore, the outer ring 31 and the inner ring 32 can make an angle with each other around the center of the spherical surface in a cross section perpendicular to the rolling direction of the rollers 33. That is, the main shaft bearing 3 is a double-row self-aligning roller bearing. As a result, even when the main shaft 51 is bent due to the wind received by the blade 52, the housing 53 can stably and rotatably hold the main shaft 51 via the main shaft bearing 3.

そして、実施の形態5における風力発電装置用転がり軸受の軌道輪としての外輪31および内輪32は、たとえば上記実施の形態1〜4に記載の軌道輪の製造方法により製造されている。この外輪31および内輪32は、1000mm以上の内径を有する風力発電装置用転がり軸受の軌道輪である。そして、外輪31および内輪32には、高周波焼入によって焼入硬化層が外輪転走面31Aおよび内輪転走面32Aに沿って全周にわたって均質に形成されている。すなわち、外輪31および内輪32は、1000mm以上の内径を有するとともに、高周波焼入により形成され、周方向に沿った円環形状の一様な深さの焼入硬化層を有し、当該焼入硬化層の表面が、それぞれ外輪転走面31Aおよび内輪転走面32Aとなっている。また、外輪31および内輪32は、焼入硬化により十分に高い硬度を実現できるとともに、高い焼入性を確保しつつ焼割れを抑制し、かつ水素脆性はく離を抑制することが可能な適切な成分組成を有する鋼が素材として採用されている。その結果、上記外輪31および内輪32は、熱処理のコストが抑制されつつ、高周波焼入によって焼入硬化層が転走面に沿って全周にわたって均質に形成された大型の軌道輪となっており、水素脆性はく離などが発生し得る過酷な環境下においても使用可能な風力発電装置用軸受を構成する軌道輪となっている。   And the outer ring | wheel 31 and the inner ring | wheel 32 as a bearing ring of the rolling bearing for wind power generators in Embodiment 5 are manufactured by the manufacturing method of the bearing ring described in the said Embodiment 1-4, for example. The outer ring 31 and the inner ring 32 are raceways of a rolling bearing for a wind power generator having an inner diameter of 1000 mm or more. A hardened and hardened layer is uniformly formed on the outer ring 31 and the inner ring 32 over the entire circumference along the outer ring rolling surface 31A and the inner ring rolling surface 32A by induction hardening. That is, the outer ring 31 and the inner ring 32 have an inner diameter of 1000 mm or more, are formed by induction hardening, and have a hardened hardening layer having an annular shape with a uniform depth along the circumferential direction. The surface of the hardened layer is an outer ring rolling surface 31A and an inner ring rolling surface 32A, respectively. Further, the outer ring 31 and the inner ring 32 are suitable components that can realize sufficiently high hardness by quench hardening, suppress quench cracking while ensuring high hardenability, and suppress hydrogen brittle peeling. Steel having a composition is adopted as a material. As a result, the outer ring 31 and the inner ring 32 are large-sized races in which a quench-hardened layer is uniformly formed along the rolling surface by induction hardening while suppressing the cost of heat treatment. This is a bearing ring that constitutes a bearing for a wind power generator that can be used even in a harsh environment in which hydrogen embrittlement separation may occur.

本発明において採用される鋼と同様の成分組成において、珪素のみを変化させた鋼からなる試験片を準備し、水素脆性はく離が発生し得る環境下での耐久性に及ぼす珪素含有量の影響を調査する実験を行なった。実験の手順は以下の通りである。   In the same composition as the steel employed in the present invention, a test piece made of steel in which only silicon is changed is prepared, and the influence of the silicon content on the durability in an environment where hydrogen embrittlement peeling can occur is shown. Experiments to investigate were conducted. The experimental procedure is as follows.

表1に示す条件で、転動試験を行なった。より具体的には、表1に示すように、外径(直径)40mm、幅12mm、副曲率半径60mmの円筒形状を有し、外周面の表面粗さがRaで0.02μmである駆動側円筒および従動側円筒(同一形状)を準備した。そして、駆動側円筒と従動側円筒とを外周面において最大接触面圧2.1GPaの条件で互いに接触させつつ、互いに逆向きに周方向に回転させた。このとき、表1に示すように、回転速度の絶対値に2%の差が生じるように、駆動側円筒および従動側円筒(試験片)をそれぞれ異なるモータにより駆動した。そして、試験片の外周面にき裂が発生するまでに要した時間を調査した。また、この転動試験に先立って、試験片(駆動側円筒および従動側円筒)に対しては、表2の条件で陰極水素チャージを行なった。また、試験片を構成する鋼としては、本発明において採用される鋼と同様の成分組成において、珪素のみを変化させた鋼を準備し、6種類の試験片を作製した。各試験片を構成する具体的な鋼の成分組成を表3に示す。表3に示すように、合金元素であるC(炭素)、Cr(クロム)、Mn(マンガン)およびMo(モリブデン)、ならびに主要な不純物であるP(リン)、S(硫黄)の含有量を実質的に一定とし、Si(珪素)の含有量を変化させた鋼を準備し、試験片(試験片1〜6)を作製した。表3において、数値の単位は質量%であり、残部は鉄および不純物である。   A rolling test was performed under the conditions shown in Table 1. More specifically, as shown in Table 1, the driving side has a cylindrical shape with an outer diameter (diameter) of 40 mm, a width of 12 mm, and a secondary curvature radius of 60 mm, and the outer surface has a surface roughness Ra of 0.02 μm. A cylinder and a driven cylinder (same shape) were prepared. Then, the drive side cylinder and the driven side cylinder were rotated in opposite directions in the circumferential direction while being brought into contact with each other on the outer peripheral surface under the condition of a maximum contact surface pressure of 2.1 GPa. At this time, as shown in Table 1, the driving side cylinder and the driven side cylinder (test piece) were driven by different motors so that a difference of 2% occurred in the absolute value of the rotational speed. And the time required until the crack generate | occur | produced on the outer peripheral surface of the test piece was investigated. Prior to this rolling test, the specimens (driving side cylinder and driven side cylinder) were charged with cathode hydrogen under the conditions shown in Table 2. Moreover, as steel which comprises a test piece, in the same component composition as the steel employ | adopted in this invention, the steel which changed only silicon was prepared and six types of test pieces were produced. Table 3 shows the specific component composition of steel constituting each test piece. As shown in Table 3, the contents of alloy elements C (carbon), Cr (chromium), Mn (manganese) and Mo (molybdenum), and main impurities P (phosphorus) and S (sulfur) are determined. Steel having substantially constant and varying Si (silicon) content was prepared, and test pieces (test pieces 1 to 6) were prepared. In Table 3, the unit of numerical values is mass%, and the balance is iron and impurities.

Figure 0006023493
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Figure 0006023493
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次に、実験結果について図9を参照して説明する。図9において、横軸は試験片を構成する鋼の珪素含有量、縦軸はき裂発生までの時間、すなわち寿命である。図9に示すように、Siの含有量が0.05質量%以上の領域では、Si含有量が多くなるに従って、寿命が短くなっている。そして、Si含有量が0.14質量%を超えると、試験片の寿命はSi含有量が0.05質量%である場合の80%程度にまで寿命が短くなっている。このことから、水素脆性はく離が発生し得る条件下にて軸受部品が使用される場合、当該軸受部品を構成する鋼のSi含有量は0.14質量%以下とすることが好ましいといえる。   Next, experimental results will be described with reference to FIG. In FIG. 9, the horizontal axis represents the silicon content of the steel constituting the test piece, and the vertical axis represents the time until crack initiation, that is, the life. As shown in FIG. 9, in the region where the Si content is 0.05% by mass or more, the life is shortened as the Si content increases. And when Si content exceeds 0.14 mass%, the lifetime of the test piece is shortened to about 80% when Si content is 0.05 mass%. From this fact, it can be said that when the bearing component is used under conditions where hydrogen embrittlement separation may occur, the Si content of the steel constituting the bearing component is preferably 0.14% by mass or less.

なお、本発明の軌道輪の製造方法は、大型の転がり軸受の軌道輪の製造に好適である。上記実施の形態5においては、大型の転がり軸受の一例として風力発電装置用軸受について説明したが、他の大型の転がり軸受への適用も可能である。具体的には、たとえばCTスキャナのX線照射部が設置された回転架台を、当該回転架台に対向するように配置される固定架台に対して回転自在に支持するCTスキャナ用転がり軸受の軌道輪の製造に、本発明の軌道輪の製造方法を好適に適用することができる。また、本発明の軌道輪の製造方法は、たとえば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、自動調心ころ軸受、スラスト玉軸受など、任意の転がり軸受の軌道輪に適用可能である。   In addition, the manufacturing method of the bearing ring of this invention is suitable for manufacture of the bearing ring of a large-sized rolling bearing. In Embodiment 5 described above, a wind turbine generator bearing has been described as an example of a large-sized rolling bearing, but application to other large-sized rolling bearings is also possible. Specifically, for example, a bearing ring of a rolling bearing for CT scanner that rotatably supports a rotating mount on which an X-ray irradiation unit of a CT scanner is installed with respect to a fixed mount arranged to face the rotating mount. The manufacturing method of the raceway of the present invention can be suitably applied to the manufacture of the above. The method for manufacturing a bearing ring according to the present invention can be applied to a bearing ring of any rolling bearing such as a deep groove ball bearing, an angular ball bearing, a cylindrical roller bearing, a tapered roller bearing, a self-aligning roller bearing, and a thrust ball bearing. It is.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as being restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の軌道輪の製造方法、軌道輪および転がり軸受は、焼入装置の製作コストを抑制しつつ、焼入硬化層を転走面に沿って全周にわたって均質に形成することが求められる軌道輪の製造方法、焼入硬化層が転走面に沿って全周にわたって形成されることが求められる転がり軸受の軌道輪、および当該軌道輪を備えた転がり軸受に、特に有利に適用され得る。   The raceway manufacturing method, raceway ring, and rolling bearing of the present invention are raceways that are required to uniformly form a hardened hardened layer along the rolling surface while suppressing the manufacturing cost of the quenching apparatus. The present invention can be applied particularly advantageously to a method for manufacturing a ring, a rolling ring bearing ring that requires a hardened hardened layer to be formed over the entire circumference along the rolling surface, and a rolling bearing provided with the bearing ring.

3 主軸用軸受、10 成形体(内輪)、11 転走面、11A 加熱領域、21 コイル、22 温度計、31 外輪、31A 外輪転走面、31E 貫通孔、31F 外周面、32 内輪、32A 内輪転走面、32E 鍔部、32F 内周面、33 ころ、33A ころ接触面、34 保持器、50 風力発電装置、51 主軸、51A 外周面、52 ブレード、53 ハウジング、53A 内壁、54 増速機、55 出力軸、56 発電機、59 ナセル。   3 Main shaft bearing, 10 Molded body (inner ring), 11 Rolling surface, 11A Heating area, 21 Coil, 22 Thermometer, 31 Outer ring, 31A Outer ring rolling surface, 31E Through hole, 31F Outer surface, 32 Inner ring, 32A Inner Rolling surface, 32E collar, 32F inner peripheral surface, 33 rollers, 33A roller contact surface, 34 cage, 50 wind power generator, 51 main shaft, 51A outer peripheral surface, 52 blade, 53 housing, 53A inner wall, 54 speed increaser , 55 output shaft, 56 generator, 59 nacelle.

Claims (9)

転がり軸受の軌道輪の製造方法であって、
0.43質量%以上0.65質量%以下の炭素と、0.05質量%以上0.14質量%以下の珪素と、0.60質量%以上1.10質量%以下のマンガンと、0.30質量%以上1.20質量%以下のクロムと、0.15質量%以上0.75質量%以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成される成形体を準備する工程と、
前記成形体において前記軌道輪の転走面となるべき環状領域の一部に面するように配置され、前記成形体を誘導加熱する誘導加熱部材を、前記環状領域の周方向に沿って相対的に回転させることにより、前記成形体にA点以上の温度に加熱された環状の加熱領域を形成する工程と、
前記加熱領域全体をM点以下の温度に同時に冷却する工程とを備えた、軌道輪の製造方法。
A method of manufacturing a bearing ring for a rolling bearing,
0.43% by mass or more and 0.65% by mass or less of carbon, 0.05% by mass or more and 0.14% by mass or less of silicon, 0.60% by mass or more and 1.10% by mass or less of manganese, The process of preparing the compact | molding | casting which contains 30 mass% or more and 1.20 mass% or less chromium, and 0.15 mass% or more and 0.75 mass% or less of molybdenum which consists of remainder iron and an impurity. When,
An induction heating member that is arranged so as to face a part of an annular region that is to be a rolling surface of the raceway in the molded body and that is relatively heated along a circumferential direction of the annular region. To form an annular heating region heated to a temperature of A 1 point or more in the molded body,
And a step of simultaneously cooling the entire heating region to a temperature equal to or lower than the MS point.
前記加熱領域を形成する工程よりも前に、前記成形体に調質処理を実施する工程をさらに備えた、請求項1に記載の軌道輪の製造方法。   The track ring manufacturing method according to claim 1, further comprising a step of performing a tempering treatment on the molded body prior to the step of forming the heating region. 前記加熱領域を形成する工程よりも前に、前記成形体に焼ならし処理を実施する工程をさらに備えた、請求項1に記載の軌道輪の製造方法。   The track ring manufacturing method according to claim 1, further comprising a step of performing a normalizing process on the molded body prior to the step of forming the heating region. 前記加熱領域を形成する工程では、前記誘導加熱部材は、前記成形体の周方向に沿って相対的に2周以上回転する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の軌道輪の製造方法。   The track ring manufacturing according to any one of claims 1 to 3, wherein in the step of forming the heating region, the induction heating member relatively rotates two or more times along a circumferential direction of the molded body. Method. 前記加熱領域を形成する工程では、前記誘導加熱部材は、前記成形体の周方向に沿って複数個配置される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の軌道輪の製造方法。   5. The method for manufacturing a bearing ring according to claim 1, wherein, in the step of forming the heating region, a plurality of the induction heating members are arranged along a circumferential direction of the molded body. 前記加熱領域を形成する工程では、前記加熱領域の複数箇所の温度が測定される、請求項1〜5のいずれか1項に記載の軌道輪の製造方法。   The method for manufacturing a bearing ring according to any one of claims 1 to 5, wherein in the step of forming the heating region, temperatures at a plurality of locations in the heating region are measured. 1000mm以上の内径を有する転がり軸受の軌道輪であって、
0.43質量%以上0.65質量%以下の炭素と、0.05質量%以上0.14質量%以下の珪素と、0.60質量%以上1.10質量%以下のマンガンと、0.30質量%以上1.20質量%以下のクロムと、0.15質量%以上0.75質量%以下のモリブデンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、
入硬化層が転走面に沿って全周にわたって形成された、軌道輪。
A bearing ring for a rolling bearing having an inner diameter of 1000 mm or more,
0.43% by mass or more and 0.65% by mass or less of carbon, 0.05% by mass or more and 0.14% by mass or less of silicon, 0.60% by mass or more and 1.10% by mass or less of manganese, Containing 30% by mass or more and 1.20% by mass or less of chromium, and 0.15% by mass or more and 0.75% by mass or less of molybdenum, and is composed of steel consisting of the remaining iron and impurities,
A race ring in which a hardened and hardened layer is formed over the entire circumference along the rolling surface.
内輪と、
前記内輪の外周側を取り囲むように配置された外輪と、
前記内輪と前記外輪との間に配置された複数の転動体とを備え、
前記内輪および前記外輪の少なくともいずれか一方は、請求項7に記載の転がり軸受の軌道輪である、転がり軸受。
Inner ring,
An outer ring disposed so as to surround the outer peripheral side of the inner ring;
A plurality of rolling elements disposed between the inner ring and the outer ring;
The rolling bearing according to claim 7, wherein at least one of the inner ring and the outer ring is a bearing ring of the rolling bearing according to claim 7 .
風力発電装置において、前記内輪にはブレードに接続された主軸が貫通して固定され、前記外輪はハウジングに対して固定されることにより、前記主軸を前記ハウジングに対して回転自在に支持する、請求項に記載の転がり軸受。 In the wind turbine generator, a main shaft connected to a blade penetrates and is fixed to the inner ring, and the outer ring is fixed to the housing, thereby supporting the main shaft rotatably with respect to the housing. Item 9. A rolling bearing according to Item 8 .
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