JP6155829B2 - ROLLING MEMBER, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND ROLLING BEARING - Google Patents

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Description

本発明は、転がり部材及びその製造方法並びに転がり軸受に関する。   The present invention relates to a rolling member, a manufacturing method thereof, and a rolling bearing.

転がり軸受における転がり疲労破壊の主な原因として、内部起点型の表面はく離が挙げられる。この内部起点型の表面はく離は、材料中に含まれる非金属介在物等の不純物質の部分に転がり接触により作用する応力が集中し、これが起点となってき裂が発生、進展し発生する表面損傷である。   The main cause of rolling fatigue failure in rolling bearings is internal origin type surface peeling. This internal origin type surface delamination is caused by stress that acts due to rolling contact on impurity parts such as non-metallic inclusions contained in the material, and this causes surface damage caused by crack initiation and propagation. It is.

内部起点型の表面はく離を抑制し、転がり疲労寿命を向上させる方策として、高清浄度鋼を素材として用いることがある(例えば、特許文献1参照)。
高清浄度鋼は、鋼中酸素量を減少させることで、酸化物系非金属介在物の含有量が抑制された鋼材であり、この高清浄度鋼を用いることで、き裂の起点となる非金属介在物を減少させることができ、表面はく離の発生が抑制されることで疲労寿命を向上させることができる。
また、材料自身を強化して非金属介在物が存在していたとしてもき裂の発生やその進展を抑制しうる程度に高強度化された合金鋼を用いることもある。
Highly clean steel may be used as a raw material as a measure for suppressing internal-origin-type surface peeling and improving rolling fatigue life (see, for example, Patent Document 1).
High cleanliness steel is a steel material in which the content of oxide-based nonmetallic inclusions is suppressed by reducing the amount of oxygen in the steel. By using this high cleanliness steel, it becomes the starting point of cracks. Non-metallic inclusions can be reduced, and fatigue life can be improved by suppressing the occurrence of surface peeling.
Moreover, even if non-metallic inclusions exist by strengthening the material itself, an alloy steel that has been strengthened to such an extent that cracks can be suppressed and their growth can be used.

特開2005−8987号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-8987

上記高清浄度鋼は、一般的な鋼材と製造方法が異なるため、材料としてのコストが高く、さらに、品質管理のためのコストも必要となり、製品の製造コストを増大化させてしまうという問題を有していた。また、高強度化された合金鋼においても、高価な希少金属を合金元素として添加するため、材料としてのコストが高く、高清浄度鋼と同様、製品の製造コストを増大化させてしまうという問題を有していた。   The above-mentioned high cleanliness steel is different in production method from general steel materials, so the cost as a material is high, and further, the cost for quality control is also required, which increases the production cost of the product. Had. Moreover, even in high-strength alloy steel, since expensive rare metals are added as alloy elements, the cost of the material is high, and the problem of increasing the production cost of the product as in the case of high cleanliness steel Had.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、より低コストで、転がり疲労に対して長寿命を確保することができる転がり部材及びその製造方法並びに転がり軸受を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a rolling member, a manufacturing method thereof, and a rolling bearing capable of ensuring a long life against rolling fatigue at a lower cost. To do.

上記目的を達成するための本発明は、軸受鋼からなる素材により形成され、相手部材との間で転がり接触する転がり接触面を有する転がり部材であって、前記転がり接触面には、浸炭窒化処理による処理層が形成されており、前記処理層は、前記転がり接触面の表面に形成されている、残留オーステナイト量が15体積%未満である表面層と、前記表面層よりも芯部側に位置している残留オーステナイト量が15体積%未満である母材層と、前記表面層と前記母材層との間に介在している残留オーステナイト量が25体積%以上である中間層と、を有していることを特徴としている。   The present invention for achieving the above object is a rolling member that is formed of a material made of bearing steel and has a rolling contact surface that makes rolling contact with a mating member, and the rolling contact surface has a carbonitriding treatment. The treatment layer is formed on the surface of the rolling contact surface, the surface layer having a residual austenite amount of less than 15% by volume, and positioned closer to the core than the surface layer. A base material layer having a residual austenite amount of less than 15% by volume, and an intermediate layer having a residual austenite content of 25% by volume or more interposed between the surface layer and the base material layer. It is characterized by that.

上記構成の転がり部材によれば、表面層及び母材層と比較して残留オーステナイト量が多い中間層を、転がり接触面の表面から表面層の深さだけ深さ方向に位置する範囲に形成したので、中間層に相手部材との間で転がり接触したときに生じるせん断応力を作用させることができる。これにより、当該中間層に含まれる残留オーステナイトを、転がり接触によるせん断応力によって積極的に応力誘起マルテンサイトに変態させることができる。   According to the rolling member having the above configuration, the intermediate layer having a large amount of retained austenite as compared with the surface layer and the base material layer is formed in a range located in the depth direction from the surface of the rolling contact surface by the depth of the surface layer. Therefore, the shear stress generated when the intermediate layer is brought into rolling contact with the mating member can be applied. Thereby, the retained austenite contained in the intermediate layer can be positively transformed into stress-induced martensite by the shear stress due to rolling contact.

さらに、オーステナイトがマルテンサイトに変態するときには、硬さが向上するとともに体積膨張が生じる。このため、残留オーステナイトを表面層及び母材層よりも多く含む中間層は、より多くの応力誘起マルテンサイトが生じ、体積膨張が顕著に表れる。
一方、中間層を介して設けられている表面層及び母材層は、中間層よりも残留オーステナイト量が少なくかつ転がり接触によるせん断応力も小さいことから、中間層ほど応力誘起マルテンサイトが生成せず体積膨張も顕著に表れない。中間層は、体積膨張しようとしているにも関わらず、体積膨張が顕著に生じない表面層と母材層との間に介在しているので、その体積膨張が制限される。このため、中間層には圧縮応力が生じる。
この結果、素材中に非金属介在物等の不純物が存在していたとしても、中間層における硬さの向上及び圧縮応力によって、不純物を起点としたき裂の発生又はその伸展が抑制され、当該中間層に転がり接触による最大せん断応力が継続的に作用したとしても、転がり疲労に対して長寿命を確保することができる。
Furthermore, when austenite is transformed into martensite, the hardness increases and volume expansion occurs. For this reason, in the intermediate layer containing more retained austenite than the surface layer and the base material layer, more stress-induced martensite is generated, and the volume expansion appears remarkably.
On the other hand, the surface layer and the base material layer provided via the intermediate layer have less retained austenite and lower shear stress due to rolling contact than the intermediate layer, so that stress-induced martensite is not generated as much as the intermediate layer. Volume expansion does not appear significantly. The intermediate layer is interposed between the surface layer and the base material layer where the volume expansion does not occur remarkably even though the intermediate layer is about to expand in volume, so that the volume expansion is limited. For this reason, compressive stress is generated in the intermediate layer.
As a result, even if impurities such as non-metallic inclusions are present in the material, the improvement in hardness and compressive stress in the intermediate layer suppresses the generation of cracks originating from the impurities or their extension, Even if the maximum shear stress due to rolling contact is continuously applied to the intermediate layer, a long life can be secured against rolling fatigue.

さらに、本発明によれば、非金属介在物等の不純物が素材中に存在していたとしても、転がり疲労に対して長寿命を確保することができるため、上記従来例のように、高清浄度鋼等の特殊な鋼材を用いる必要がない。このため、上記従来例よりも、低コストで、転がり疲労に対して長寿命を確保することができる。   Furthermore, according to the present invention, even if impurities such as non-metallic inclusions are present in the material, a long life can be ensured against rolling fatigue. There is no need to use special steel such as pre-heated steel. For this reason, it is possible to secure a long life against rolling fatigue at a lower cost than the conventional example.

上記転がり部材において、前記中間層は、前記相手部材との間で転がり接触したときに生じる最大せん断応力が作用する深さ領域に形成されていることが好ましい。
この場合、中間層は、相手部材との間で転がり接触したときに生じる最大せん断応力が作用する深さ領域に存在することになる。これにより、当該中間層に含まれる残留オーステナイトを、転がり接触によるせん断応力によってより積極的に応力誘起マルテンサイトに変態させることができる。
In the rolling member, it is preferable that the intermediate layer is formed in a depth region where a maximum shearing stress generated when the intermediate layer is brought into rolling contact with the counterpart member.
In this case, the intermediate layer is present in a depth region where the maximum shearing stress generated when the intermediate layer is brought into rolling contact with the counterpart member. Thereby, the retained austenite contained in the intermediate layer can be more positively transformed into stress-induced martensite by the shear stress due to rolling contact.

上記転がり部材において、前記表面層は、前記転がり接触面の表面から、当該表面からの深さが0.05mmである位置までの範囲に亘って形成されており、前記中間層は、少なくとも、前記転がり接触面の表面からの深さが0.1mmである位置から、0.3mmである位置までの範囲に亘って形成されていることが好ましい。
この場合、中間層を、相手部材との間で転がり接触したときに生じる最大せん断応力が作用する深さ領域に形成することができる。
In the rolling member, the surface layer is formed over a range from the surface of the rolling contact surface to a position where the depth from the surface is 0.05 mm, and the intermediate layer is at least the The rolling contact surface is preferably formed over a range from a position where the depth from the surface is 0.1 mm to a position where the depth is 0.3 mm.
In this case, the intermediate layer can be formed in a depth region where the maximum shear stress generated when the intermediate layer is brought into rolling contact with the counterpart member.

上記転がり部材において、前記表面層及び前記母材層の窒素濃度が0.1重量%未満であり、前記中間層の窒素濃度が0.15〜0.6重量%であり、前記表面層及び前記母材層のマイクロビッカース硬さが700Hv以上であり、前記中間層のマイクロビッカース硬さが600Hv以上であり、前記中間層のマイクロビッカース硬さは、前記表面層及び前記母材層のマイクロビッカース硬さよりも低いことが好ましい。
この場合、各層の残留オーステナイト量を適切とすることができるとともに、転がり疲労に対する長寿命化を確実とするために必要な断面硬さを確保することができる。
In the rolling member, the nitrogen concentration of the surface layer and the base material layer is less than 0.1 wt%, the nitrogen concentration of the intermediate layer is 0.15 to 0.6 wt%, micro Vickers hardness of the base material layer is not less than 700 Hv, the der micro Vickers hardness than 600Hv intermediate layer is, the micro-Vickers hardness of the intermediate layer is micro-Vickers of the surface layer and the base material layer The hardness is preferably lower than the hardness .
In this case, the amount of retained austenite in each layer can be made appropriate, and the cross-sectional hardness necessary for ensuring a long life against rolling fatigue can be ensured.

また、本発明は、内輪軌道面を有する内輪と、前記内輪の外周側に同心に配置され前記内輪軌道面に対向している外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面との間に転動自在に介在している複数の転動体と、を備えた転がり軸受であって、前記外輪、前記内輪、及び転動体の少なくとも一つが上述の転がり部材であることを特徴としている。
上記構成の転がり軸受によれば、上述のように、低コストで、転がり疲労に対して長寿命を確保することができる。
The present invention also provides an inner ring having an inner ring raceway surface, an outer ring having an outer ring raceway surface concentrically disposed on the outer peripheral side of the inner ring and facing the inner ring raceway surface, the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface. A plurality of rolling elements interposed between the outer ring, the outer ring, the inner ring, and the rolling elements as described above. Yes.
According to the rolling bearing having the above-described configuration, as described above, it is possible to ensure a long life against rolling fatigue at a low cost.

また、本発明は、相手部材との間で転がり接触する転がり接触面を有する転がり部材の製造方法であって、軸受鋼からなる素材に対して、浸炭窒化雰囲気中で加熱保持することで、窒素拡散によって得られる高窒素濃度層を素材表面側に設ける第1工程と、前記第1工程における浸炭窒化雰囲気を水素雰囲気に変更し、前記素材を水素雰囲気中で保持することで、前記高窒素濃度層の芯部側の一部を残しつつ前記高窒素濃度層の表面側の一部の窒素濃度を低下させる第2工程と、前記第2工程を経た前記素材に焼入れ処理を行う第3工程と、を含むことを特徴としている。   The present invention also relates to a method of manufacturing a rolling member having a rolling contact surface that is in rolling contact with a mating member, wherein the material made of bearing steel is heated and held in a carbonitriding atmosphere. A first step of providing a high nitrogen concentration layer obtained by diffusion on the material surface side, and changing the carbonitriding atmosphere in the first step to a hydrogen atmosphere, and maintaining the material in a hydrogen atmosphere, the high nitrogen concentration A second step of reducing the nitrogen concentration of a part of the surface side of the high nitrogen concentration layer while leaving a part of the core side of the layer, and a third step of quenching the material that has undergone the second step; It is characterized by including.

上記構成の転がり部材の製造方法によれば、第2工程によって、第1工程で得られる高窒素濃度層の芯部側の一部を残しつつ表面側の一部の窒素濃度を低下させるので、最表面に、窒素濃度が低い脱窒層を設けることができる。また、脱窒層の下層においては、高窒素濃度層の一部が残り、さらにこの高窒素濃度層の下層においては、第1工程による窒素拡散が及んでいないことから窒素濃度が低くなっている部分が、窒素濃度の低い母材層とされる。   According to the manufacturing method of the rolling member having the above-described configuration, the second step reduces the nitrogen concentration on the surface side while leaving a portion on the core side of the high nitrogen concentration layer obtained in the first step. A denitrification layer having a low nitrogen concentration can be provided on the outermost surface. Further, in the lower layer of the denitrification layer, a part of the high nitrogen concentration layer remains, and in the lower layer of the high nitrogen concentration layer, the nitrogen concentration does not reach the first step, so the nitrogen concentration is low. The portion is a base material layer having a low nitrogen concentration.

鋼中に拡散した窒素濃度が高ければ、焼入れ時の残留オーステナイト量を増加させる。よって第3工程によって焼入れが行われると、高窒素濃度層は、脱窒層及び母材層よりも窒素濃度が高いため、残留オーステナイト量が脱窒層及び母材層よりも多くなる。
よって、脱窒層及び母材層は、焼入れによって、残留オーステナイト量が比較的少ない表面層及び母材層となり、高窒素濃度層は、焼入れによって、表面層及び母材層に比べて残留オーステナイトを多く含んだ中間層となる。
If the concentration of nitrogen diffused in the steel is high, the amount of retained austenite during quenching is increased. Therefore, when quenching is performed in the third step, the high nitrogen concentration layer has a higher nitrogen concentration than the denitrification layer and the base material layer, so that the amount of retained austenite is larger than that of the denitrification layer and the base material layer.
Therefore, the denitrification layer and the base material layer become a surface layer and a base material layer with a relatively small amount of retained austenite by quenching, and the high nitrogen concentration layer has a retained austenite by quenching as compared with the surface layer and the base material layer. The middle layer contains a lot.

この結果、表面層と、表面層よりも芯部側に位置している母材層と、表面層及び母材層の間に介在しているとともに、表面層及び母材層に比べて残留オーステナイトを多く含んだ中間層を有する処理層を素材に形成することができ、転がり疲労に対して長寿命を確保することができる転がり部材を得ることができる。   As a result, the surface layer, the base material layer located closer to the core than the surface layer, and the surface layer and the base material layer are interposed between the surface layer and the base material layer. A treatment layer having an intermediate layer containing a large amount of can be formed on the material, and a rolling member that can ensure a long life against rolling fatigue can be obtained.

本発明の転がり部材及び転がり軸受によれば、より低コストで、転がり疲労に対して長寿命を確保することができる。また、本発明の転がり部材の製造方法によれば、より低コストで、転がり疲労に対して長寿命を確保することができる転がり部材を得ることができる。   According to the rolling member and the rolling bearing of the present invention, it is possible to secure a long life against rolling fatigue at a lower cost. Moreover, according to the manufacturing method of the rolling member of this invention, the rolling member which can ensure a long life with respect to rolling fatigue at lower cost can be obtained.

本発明の一実施形態に係る玉軸受の断面図である。It is sectional drawing of the ball bearing which concerns on one Embodiment of this invention. (a)は、未使用の玉軸受の外輪に形成された処理層を模式的に示す、外輪軌道面の部分断面図であり、(b)は、所定時間使用した後の玉軸受の外輪に形成された処理層を模式的に示す、外輪軌道面の部分断面図である。(A) is a partial sectional view of an outer ring raceway surface schematically showing a treatment layer formed on an outer ring of an unused ball bearing, and (b) is an outer ring of the ball bearing after being used for a predetermined time. It is a fragmentary sectional view of an outer ring raceway surface showing typically the formed processing layer. (a)は、外輪の製造方法の一例を示す工程図であり、(b)は、浸炭窒化処理に含まれる工程を示す図である。(A) is process drawing which shows an example of the manufacturing method of an outer ring | wheel, (b) is a figure which shows the process included in a carbonitriding process. 浸炭窒化処理の熱処理条件を示す図である。It is a figure which shows the heat processing conditions of a carbonitriding process. (a)は、浸炭窒化工程後の中間素材の表面近傍の状態を模式的に示した部分断面図であり、(b)は、脱窒工程後の中間素材の表面近傍の状態を模式的に示した部分断面図である。(A) is the fragmentary sectional view which typically showed the state of the surface vicinity of the intermediate material after a carbonitriding process, (b) is the state of the surface vicinity of the intermediate material after a denitrification process typically. It is the fragmentary sectional view shown. 試験片の断面硬さ、及び残留オーステナイト量を測定した結果を示すグラフであり、(a)は、未使用の試験片の測定結果、(b)は、所定時間使用した後の試験片の測定結果を示している。It is a graph which shows the result of having measured the cross-sectional hardness of the test piece, and the amount of retained austenite, (a) is the measurement result of an unused test piece, (b) is the measurement of the test piece after using for a predetermined time. Results are shown. EPMAによる窒素濃度の線分析の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the line analysis of the nitrogen concentration by EPMA. 転動疲労寿命試験に用いた試験機を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the testing machine used for the rolling fatigue life test.

次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る玉軸受の断面図である。
玉軸受1は、内輪2と、内輪2の外周側に同心に配置された外輪3と、内外輪2,3の間に配列された複数の転動体としての複数の玉4とを備えている。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a ball bearing according to an embodiment of the present invention.
The ball bearing 1 includes an inner ring 2, an outer ring 3 disposed concentrically on the outer peripheral side of the inner ring 2, and a plurality of balls 4 as a plurality of rolling elements arranged between the inner and outer rings 2 and 3. .

内輪2は、SUJ2(JIS G4805)等の高炭素クロム軸受鋼を用いて形成された環状の部材であり、その外周には、複数の玉4が転動する内輪軌道面2aが形成されている。
外輪3も、内輪2同様、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼を用いて形成された環状の部材であり、その内周には、内輪軌道面2aに対向しているとともに、複数の玉4が転動する外輪軌道面3aが形成されている。
玉4は、その表面である転動面4aが内輪軌道面2aと外輪軌道面3aとに接触しており、両軌道面2a,3aの間に転動自在に介在している。玉4も、内外輪2,3と同様、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼を用いて形成されている。
The inner ring 2 is an annular member formed using high carbon chromium bearing steel such as SUJ2 (JIS G4805), and an inner ring raceway surface 2a on which a plurality of balls 4 roll is formed on the outer periphery thereof. .
The outer ring 3 is also an annular member formed using high carbon chrome bearing steel such as SUJ2 like the inner ring 2, and the inner ring faces the inner ring raceway surface 2a and a plurality of balls 4 A rolling outer ring raceway surface 3a is formed.
The ball 4 has a rolling surface 4a which is a surface thereof in contact with the inner ring raceway surface 2a and the outer ring raceway surface 3a, and is interposed between the raceway surfaces 2a and 3a so as to be freely rollable. The balls 4 are also formed using high carbon chrome bearing steel such as SUJ2 as with the inner and outer rings 2 and 3.

上記内輪2、及び外輪3は、相手部材である玉4との間で転がり接触する転がり接触面としての内輪軌道面2a、及び外輪軌道面3aを有しており、転がり部材を構成している。また、玉4も、相手部材である内外輪2,3との間で転がり接触する転がり接触面としての転動面4aを有しており、転がり部材を構成している。   The inner ring 2 and the outer ring 3 have an inner ring raceway surface 2a and an outer ring raceway surface 3a as rolling contact surfaces that make rolling contact with a ball 4 that is a counterpart member, and constitute a rolling member. . The ball 4 also has a rolling surface 4a as a rolling contact surface that is in rolling contact with the inner and outer rings 2 and 3 that are counterpart members, and constitutes a rolling member.

これら転がり部材を構成する内外輪2,3、及び玉4の少なくとも一つの部材には、以下において説明する本実施形態による浸炭窒化処理によって表面に複数層が形成されている。
なお、以下の説明では、外輪3に前記浸炭窒化処理が施された場合について説明する。
A plurality of layers are formed on the surface of at least one member of the inner and outer rings 2 and 3 and the balls 4 constituting the rolling members by carbonitriding according to the present embodiment described below.
In the following description, a case where the carbonitriding process is performed on the outer ring 3 will be described.

図2(a)は、未使用の玉軸受1の外輪3に形成された処理層を模式的に示す、外輪軌道面3aの部分断面図である。
図2に示すように、外輪軌道面3aには、本実施形態による浸炭窒化処理によって複数の処理層が形成されている。
FIG. 2A is a partial cross-sectional view of the outer ring raceway surface 3 a schematically showing a treatment layer formed on the outer ring 3 of the unused ball bearing 1.
As shown in FIG. 2, a plurality of treatment layers are formed on the outer ring raceway surface 3a by carbonitriding according to the present embodiment.

処理層Lは、外輪軌道面3aの最表面側に位置する表面層L1と、表面層L1よりも芯部側に位置している母材層L3と、表面層L1と母材層L3との間に介在している中間層L2とを有している。
表面層L1は、少なくとも、外輪軌道面3aの表面Sから、当該表面Sからの深さが0.05mmである位置までの範囲に亘って形成されている。
また、中間層L2は、少なくとも、表面Sからの深さが0.1mmである位置から、0.3mmである位置までの範囲に亘って形成されている。
母材層L3は、中間層L2の下層として形成されている。
The treatment layer L includes a surface layer L1 located on the outermost surface side of the outer ring raceway surface 3a, a base material layer L3 located closer to the core than the surface layer L1, and a surface layer L1 and a base material layer L3. And an intermediate layer L2 interposed therebetween.
The surface layer L1 is formed over at least a range from the surface S of the outer ring raceway surface 3a to a position where the depth from the surface S is 0.05 mm.
The intermediate layer L2 is formed over at least a range from a position where the depth from the surface S is 0.1 mm to a position where the depth is 0.3 mm.
The base material layer L3 is formed as a lower layer of the intermediate layer L2.

未使用の玉軸受1における表面層L1及び母材層L3は、浸炭窒化処理時における焼入によって生成したマルテンサイトと、15体積%未満の残留オーステナイト(γ相)とを含んでいる焼入硬化層とされており、その断面硬さは、マイクロビッカース硬さで700Hv以上とされている。   The surface layer L1 and the base material layer L3 in the unused ball bearing 1 are hardened and hardened containing martensite generated by quenching during carbonitriding and residual austenite (γ phase) of less than 15% by volume. The section hardness is 700 Hv or more in micro Vickers hardness.

また、未使用の玉軸受1における中間層L2は、浸炭窒化処理時における焼入によって生成したマルテンサイトと、25体積%以上、50体積%未満の残留オーステナイト(γ相)とを含んでいる焼入硬化層とされており、その断面硬さは、マイクロビッカース硬さで600Hv以上とされている。
表面層L1及び母材層L3は、高炭素クロム軸受鋼を焼入したときに得られる一般的な断面硬さの値である。中間層L2は、マルテンサイトよりも硬さの低いオーステナイト(残留オーステナイト)を表面層L1及び母材層L3よりも多く含んでいるため、表面層L1及び母材層L3よりも硬さの値が低く現れている。
Further, the intermediate layer L2 in the unused ball bearing 1 is a quenching containing martensite generated by quenching during carbonitriding and residual austenite (γ phase) of 25 volume% or more and less than 50 volume%. The hardened layer has a cross-sectional hardness of 600 Hv or more in terms of micro Vickers hardness.
The surface layer L1 and the base material layer L3 are values of general cross-sectional hardness obtained when the high carbon chromium bearing steel is quenched. Since the intermediate layer L2 contains more austenite (residual austenite) having lower hardness than martensite than the surface layer L1 and the base material layer L3, the intermediate layer L2 has a hardness value higher than that of the surface layer L1 and the base material layer L3. Appears low.

図2(b)は、所定時間使用した後の玉軸受1の外輪3に形成された処理層を模式的に示す、外輪軌道面3aの部分断面図である。各層L1〜L3は、使用の前後で形成されている断面深さに変化はない。   FIG. 2B is a partial cross-sectional view of the outer ring raceway surface 3a schematically showing a treatment layer formed on the outer ring 3 of the ball bearing 1 after being used for a predetermined time. Each layer L1-L3 does not change in the cross-sectional depth formed before and after use.

玉軸受1を所定時間使用すると、外輪軌道面3aは、玉4との間で転がり接触するので、外輪軌道面3aには、転がり接触によるせん断応力が作用する。
玉軸受等の転がり軸受の軌道面において、転がり接触によって生じる最大せん断応力は、一般に、軌道面表面からの断面深さが0.1〜0.2mm程度の深さ領域に作用する。
よって、本実施形態の玉軸受1を所定時間使用させると、外輪軌道面3aにおいて、玉4との間の転がり接触によって生じる最大せん断応力は、主として中間層L2に作用する。
When the ball bearing 1 is used for a predetermined time, the outer ring raceway surface 3a comes into rolling contact with the balls 4, and therefore, shear stress due to rolling contact acts on the outer ring raceway surface 3a.
In a raceway surface of a rolling bearing such as a ball bearing, the maximum shear stress generated by rolling contact generally acts on a depth region having a cross-sectional depth of about 0.1 to 0.2 mm from the raceway surface.
Therefore, when the ball bearing 1 of the present embodiment is used for a predetermined time, the maximum shear stress generated by the rolling contact with the ball 4 on the outer ring raceway surface 3a mainly acts on the intermediate layer L2.

本実施形態では、この最大せん断応力が中間層L2に作用することで、中間層L2に含まれている残留オーステナイトが、応力誘起マルテンサイトに変態している。
このため、図2(b)に示すように、中間層L2に含まれている残留オーステナイト量は、玉軸受1の使用前と比較して減少している。残留オーステナイトは、減少した分だけ応力誘起マルテンサイトに変態している。
中間層L2には、残留オーステナイトが他の層より多く含まれており、使用後の玉軸受1の中間層L2には、残留オーステナイトが変態した応力誘起マルテンサイトが比較的多く含まれている。
In the present embodiment, this maximum shear stress acts on the intermediate layer L2, so that the residual austenite contained in the intermediate layer L2 is transformed into stress-induced martensite.
For this reason, as shown in FIG. 2B, the amount of retained austenite contained in the intermediate layer L <b> 2 is reduced as compared with that before use of the ball bearing 1. The retained austenite is transformed into stress-induced martensite by the reduced amount.
The intermediate layer L2 contains more residual austenite than the other layers, and the intermediate layer L2 of the ball bearing 1 after use contains a relatively large amount of stress-induced martensite transformed from the residual austenite.

一方、表面層L1及び母材層L3は、中間層L2よりも含有する残留オーステナイト量が少なく、また、転がり接触によって作用するせん断応力も中間層L2と比較して小さい。このため、図2(b)のように、表面層L1においては、若干残留オーステナイトが減少するが、表面層L1及び母材層L3では、中間層L2ほど応力誘起マルテンサイトが生じない。   On the other hand, the surface layer L1 and the base material layer L3 contain less residual austenite than the intermediate layer L2, and the shear stress acting by rolling contact is also smaller than that of the intermediate layer L2. Therefore, as shown in FIG. 2B, the retained austenite slightly decreases in the surface layer L1, but the stress-induced martensite does not occur in the surface layer L1 and the base material layer L3 as much as in the intermediate layer L2.

つまり、本実施形態によれば、表面層L1及び母材層L3と比較して残留オーステナイト量が多い中間層L2を、少なくとも、外輪軌道面3aの表面Sからの深さが0.1mmである位置から、0.3mmである位置までの範囲に亘って形成したので、中間層L2は、玉4との間で転がり接触したときに生じる最大せん断応力が作用する深さ領域に存在することになる。これにより、中間層L2に含まれる残留オーステナイトを、転がり接触によるせん断応力によって積極的に応力誘起マルテンサイトに変態させることができる。   That is, according to the present embodiment, at least the depth from the surface S of the outer ring raceway surface 3a is 0.1 mm in the intermediate layer L2 having a larger amount of retained austenite than the surface layer L1 and the base material layer L3. Since the intermediate layer L2 is formed over the range from the position to the position of 0.3 mm, the intermediate layer L2 exists in a depth region where the maximum shear stress generated when it makes rolling contact with the ball 4 acts. Become. Thereby, the retained austenite contained in the intermediate layer L2 can be positively transformed into stress-induced martensite by the shear stress due to rolling contact.

オーステナイトがマルテンサイトに変態するときには、硬さが向上するとともに体積膨張が生じる。
つまり、応力誘起マルテンサイトが中間層L2ほど生じない表面層L1及び母材層L3では、応力誘起マルテンサイトに伴う体積膨張が顕著ではないが、中間層L2では、残留オーステナイトをより多く含むことでより多くの応力誘起マルテンサイトが生じるため、体積膨張も表面層L1及び母材層L3と比較して顕著に表れる。
When austenite is transformed into martensite, hardness increases and volume expansion occurs.
That is, in the surface layer L1 and the base material layer L3 in which stress-induced martensite does not occur as much as the intermediate layer L2, volume expansion associated with the stress-induced martensite is not significant, but the intermediate layer L2 contains more retained austenite. Since more stress-induced martensite is generated, the volume expansion also appears significantly as compared with the surface layer L1 and the base material layer L3.

体積膨張が顕著に表れる中間層L2は、当該中間層L2と比べて体積膨張が顕著に表れない表面層L1と母材層L3との間に介在しているので、その体積膨張が制限される。このため、中間層L2には圧縮応力が生じる。   Since the intermediate layer L2 in which the volume expansion appears remarkably is interposed between the surface layer L1 and the base material layer L3 in which the volume expansion does not appear significantly as compared with the intermediate layer L2, the volume expansion is limited. . For this reason, a compressive stress is generated in the intermediate layer L2.

この結果、素材中に非金属介在物等の不純物が存在していたとしても、中間層L2における硬さの向上及び圧縮応力によって、不純物を起点としたき裂の発生又はその伸展が抑制され、中間層L2に転がり接触による最大せん断応力が継続的に作用したとしても、転がり疲労に対して長寿命を確保することができる。
このように本実施形態では、意図的に中間層L2に残留オーステナイトを多く残し、転がり接触時に作用するせん断応力を利用して、中間層L2を二次硬化させつつ圧縮応力を付与し、転がり接触による疲労寿命を向上させている。
As a result, even if impurities such as non-metallic inclusions are present in the material, the crack generation starting from the impurities or its extension is suppressed by the improvement in hardness and compressive stress in the intermediate layer L2, Even if the maximum shear stress due to rolling contact is continuously applied to the intermediate layer L2, a long life against rolling fatigue can be ensured.
As described above, in the present embodiment, a large amount of retained austenite is intentionally left in the intermediate layer L2, and the compressive stress is applied while the intermediate layer L2 is secondarily cured by using the shear stress acting at the time of rolling contact. Fatigue life due to is improved.

さらに、本実施形態によれば、非金属介在物等の不純物が素材中に存在していたとしても、転がり疲労に対して長寿命を確保することができるため、上記従来例のように、高清浄度鋼等の特殊な鋼材を用いる必要がないため、上記従来例よりも、低コストで、転がり疲労に対して長寿命を確保することができる。   Furthermore, according to the present embodiment, even if impurities such as non-metallic inclusions are present in the material, a long life can be ensured against rolling fatigue. Since it is not necessary to use special steel materials such as cleanliness steel, it is possible to secure a long life against rolling fatigue at a lower cost than the conventional example.

また、本実施形態では、表面層L1及び母材層L3の窒素濃度が0.1重量%未満とされ、中間層L2の窒素濃度が0.15〜0.6重量%とされている。
その理由は、浸炭窒化処理において、鋼中に拡散した窒素濃度が高ければ、焼入れ時の残留オーステナイト量を増加させることができるからである。このため、中間層L2の窒素濃度は、表面層L1及び母材層L3と比較して大きい値である0.15〜0.6重量%とされている。
In the present embodiment, the nitrogen concentration of the surface layer L1 and the base material layer L3 is less than 0.1% by weight, and the nitrogen concentration of the intermediate layer L2 is 0.15 to 0.6% by weight.
The reason is that in the carbonitriding process, if the concentration of nitrogen diffused in the steel is high, the amount of retained austenite at the time of quenching can be increased. For this reason, the nitrogen concentration of the intermediate layer L2 is 0.15 to 0.6% by weight, which is a larger value than the surface layer L1 and the base material layer L3.

上記実施形態において、表面層L1の断面硬さをマイクロビッカース硬さで700Hv以上としたが、表面層L1は玉4に直接接触するため、700Hv未満とすると、耐摩耗性が低下し、転がり寿命を低下させるおそれが生じる。よって、表面層L1の断面硬さは、700Hv以上とすることが好ましい。
また、上記実施形態において、表面層L1に含まれる残留オーステナイト量を15体積%未満としたが、残留オーステナイト量が15体積%以上となると、応力誘起マルテンサイト変態が無視できない程度に生じ、中間層L2の体積膨張を制限する効果を低減させてしまう。このため、表面層L1に含まれる残留オーステナイト量は、15体積%未満とすることが好ましい。
また、表面層L1の窒素濃度を0.1重量%未満としたのは、上記残留オーステナイト量に関連しており、窒素濃度を0.1重量%以上とすると、残留オーステナイト量を15体積%未満に抑制することが困難となるからである。
In the above embodiment, the surface hardness of the surface layer L1 is set to 700 Hv or more in terms of micro Vickers hardness. However, since the surface layer L1 is in direct contact with the ball 4, if it is less than 700 Hv, the wear resistance is reduced and the rolling life is reduced. May decrease. Therefore, the cross-sectional hardness of the surface layer L1 is preferably 700 Hv or more.
In the above embodiment, the amount of retained austenite contained in the surface layer L1 is less than 15% by volume. However, when the amount of retained austenite is 15% by volume or more, stress-induced martensite transformation occurs to a degree that cannot be ignored. The effect which restrict | limits the volume expansion of L2 will be reduced. For this reason, it is preferable that the amount of retained austenite contained in the surface layer L1 is less than 15% by volume.
The reason why the nitrogen concentration of the surface layer L1 is less than 0.1% by weight is related to the amount of retained austenite. When the nitrogen concentration is 0.1% by weight or more, the amount of retained austenite is less than 15% by volume. It is because it becomes difficult to suppress it.

また、上記実施形態において、母材層L3の断面硬さをマイクロビッカース硬さで700Hv以上としたが、700Hv未満とすると、処理層L全体としての硬さが低下することで耐摩耗性が低下し、転がり寿命を低下させるおそれが生じる。よって、母材層L3の断面硬さは、700Hv以上とすることが好ましい。
また、上記実施形態において、母材層L3に含まれる残留オーステナイト量を15体積%未満としたが、表面層L1と同様、残留オーステナイト量が15体積%以上となると、応力誘起マルテンサイト変態が無視できない程度に生じ、中間層L2の体積膨張を制限する効果を低減させてしまう。このため、母材層L3に含まれる残留オーステナイト量は、15体積%未満とすることが好ましい。
また、母材層L3の窒素濃度を0.1重量%未満としたのは、上記残留オーステナイト量に関連しており、上記表面層L1と同様、窒素濃度を0.1重量%以上とすると、残留オーステナイト量を15体積%未満に抑制することが困難となるからである。
Moreover, in the said embodiment, although the cross-sectional hardness of the base material layer L3 was 700 Hv or more in micro Vickers hardness, when it is less than 700 Hv, the hardness as the whole process layer L will fall and abrasion resistance will fall. In addition, the rolling life may be reduced. Therefore, the cross-sectional hardness of the base material layer L3 is preferably 700 Hv or more.
In the above embodiment, the amount of retained austenite contained in the base material layer L3 is less than 15% by volume. However, as with the surface layer L1, when the amount of retained austenite is 15% by volume or more, stress-induced martensite transformation is ignored. It occurs to the extent that it cannot be performed, and the effect of limiting the volume expansion of the intermediate layer L2 is reduced. For this reason, it is preferable that the amount of retained austenite contained in the base material layer L3 is less than 15% by volume.
Further, the nitrogen concentration of the base material layer L3 is less than 0.1% by weight, which is related to the amount of retained austenite. Like the surface layer L1, when the nitrogen concentration is 0.1% by weight or more, This is because it becomes difficult to suppress the amount of retained austenite to less than 15% by volume.

上記実施形態において、中間層L2の断面硬さをマイクロビッカース硬さで600Hv以上としたが、600Hv未満だと、玉4の転がり接触によって生じるせん断応力が作用することで応力誘起マルテンサイトが生じた後の断面硬さの値が不足するおそれがある。このため、中間層L2の断面硬さは、600Hv以上とすることが好ましい。
また、上記実施形態において、中間層L2に含まれる残留オーステナイト量を25体積%以上、50体積%未満としたが、残留オーステナイト量を25体積%未満とすると、十分な応力誘起マルテンサイトが得られないおそれがある。また、残留オーステナイト量を50体積%以上とすると、応力誘起マルテンサイトに変態せずにさらに残留するオーステナイトの量が多くなり、断面硬さの値を低下させるおそれがある。このため、中間層L2に含まれる残留オーステナイト量を25体積%以上、50体積%未満とすることが好ましい。
また、中間層L2の窒素濃度を0.15〜0.6重量%の範囲としたのは、上記残留オーステナイト量に関連しており、窒素濃度を0.15重量%未満とすると、残留オーステナイト量を25体積%以上とすることが困難となり、窒素濃度を0.6重量%より大きくすると、残留オーステナイト量を50体積%未満とすることが困難になるとともに、脆化するからである。
In the above embodiment, the cross-sectional hardness of the intermediate layer L2 is set to 600 Hv or more in terms of micro Vickers hardness, but if it is less than 600 Hv, stress-induced martensite is generated due to the action of shear stress generated by the rolling contact of the balls 4. There is a possibility that the value of the later section hardness is insufficient. For this reason, it is preferable that the cross-sectional hardness of the intermediate layer L2 is 600 Hv or more.
In the above embodiment, the amount of retained austenite contained in the intermediate layer L2 is set to 25% by volume or more and less than 50% by volume. However, when the amount of retained austenite is less than 25% by volume, sufficient stress-induced martensite is obtained. There is a risk of not. On the other hand, if the amount of retained austenite is 50% by volume or more, the amount of retained austenite is increased without being transformed into stress-induced martensite, which may reduce the value of cross-sectional hardness. For this reason, it is preferable that the amount of retained austenite contained in the intermediate layer L2 is 25% by volume or more and less than 50% by volume.
The reason why the nitrogen concentration of the intermediate layer L2 is in the range of 0.15 to 0.6% by weight is related to the amount of residual austenite. When the nitrogen concentration is less than 0.15% by weight, the amount of residual austenite is This is because it is difficult to make the content of 25 volume% or more, and when the nitrogen concentration is larger than 0.6% by weight, it becomes difficult to make the amount of retained austenite less than 50 volume% and embrittle.

次に、上記外輪3の製造方法について説明する。
図3(a)は、外輪3の製造方法の一例を示す工程図である。
まず、SUJ2等の高炭素クロム軸受鋼からなる素材を外輪3としての所定形状に形成し外輪3の中間素材を得る(ステップS1)。
Next, a method for manufacturing the outer ring 3 will be described.
FIG. 3A is a process diagram illustrating an example of a method for manufacturing the outer ring 3.
First, a material made of high carbon chromium bearing steel such as SUJ2 is formed in a predetermined shape as the outer ring 3 to obtain an intermediate material of the outer ring 3 (step S1).

次いで、この中間素材に対して、浸炭窒化処理を行う(ステップS2)。この浸炭窒化処理においては、焼入れが行われるため、浸炭窒化処理の後に焼戻しが行われる(ステップS3)。
その後、上記各熱処理を終えた中間素材に対して研磨等の仕上げ加工が行われ(ステップS4)、外輪3の完成品が得られる。
Next, carbonitriding is performed on the intermediate material (step S2). In this carbonitriding process, since quenching is performed, tempering is performed after the carbonitriding process (step S3).
Thereafter, finishing such as polishing is performed on the intermediate material that has been subjected to each heat treatment (step S4), and a finished product of the outer ring 3 is obtained.

上記ステップS2における浸炭窒化処理は、図3(b)に示すように、浸炭窒化工程(ステップS21)と、脱窒工程(ステップS22)と、焼入れ工程(ステップS23)とを含んでおり、中間素材を浸炭窒化炉内に配置した後、これら工程を連続的に行う。   The carbonitriding process in step S2 includes a carbonitriding process (step S21), a denitrification process (step S22), and a quenching process (step S23), as shown in FIG. After placing the material in the carbonitriding furnace, these steps are performed continuously.

図4は、浸炭窒化処理の熱処理条件を示す図である。
浸炭窒化処理においては、まず、ステップS1で得た中間素材を浸炭窒化炉内に配置する。そして、中間素材が配置された炉内を、カーボンポテンシャル1.1(CP=1.1)、及びアンモニア濃度3体積%とされた浸炭窒化雰囲気に調整し、830℃、3時間以上加熱保持する(浸炭窒化工程(第1工程))。
これによって、中間素材の表面には、窒素が拡散され、芯部よりも窒素濃度が高い高窒素濃度層が形成される。
なお、上記保持時間は、必要な深さ範囲に高窒素濃度層が形成されるように、中間素材の大きさや形状に応じて適宜調整される。
FIG. 4 is a diagram showing heat treatment conditions for carbonitriding.
In the carbonitriding process, first, the intermediate material obtained in step S1 is placed in a carbonitriding furnace. Then, the inside of the furnace in which the intermediate material is arranged is adjusted to a carbonitriding atmosphere with a carbon potential of 1.1 (CP = 1.1) and an ammonia concentration of 3% by volume, and heated and held at 830 ° C. for 3 hours or more. (Carbonitriding step (first step)).
Thereby, nitrogen is diffused on the surface of the intermediate material, and a high nitrogen concentration layer having a higher nitrogen concentration than the core is formed.
The holding time is appropriately adjusted according to the size and shape of the intermediate material so that the high nitrogen concentration layer is formed in the necessary depth range.

図5(a)は、浸炭窒化工程後の中間素材の表面近傍の状態を模式的に示した部分断面図である。
浸炭窒化工程後の中間素材は、図5(a)に示すように、芯部側の母材層L13よりも窒素濃度が高くなっている高窒素濃度層L12が表面側に形成されている。
なお、このとき、高窒素濃度層L12は、少なくとも、中間素材表面から、深さが0.3mmである位置までの範囲に亘って形成されている。これによって、中間素材が完成品である外輪3とされたときに、中間層L2(図2)が形成される断面深さの範囲を適切な範囲とすることができるからである。
Fig.5 (a) is the fragmentary sectional view which showed typically the state of the surface vicinity of the intermediate raw material after a carbonitriding process.
As shown in FIG. 5A, the intermediate material after the carbonitriding step is formed with a high nitrogen concentration layer L12 having a higher nitrogen concentration than the core side base material layer L13 on the surface side.
At this time, the high nitrogen concentration layer L12 is formed over at least a range from the surface of the intermediate material to a position where the depth is 0.3 mm. Thereby, when the intermediate material is the outer ring 3 that is a finished product, the range of the cross-sectional depth in which the intermediate layer L2 (FIG. 2) is formed can be set to an appropriate range.

図4に戻って、上記のようにして浸炭窒化工程を終えると、中間素材を浸炭窒化炉内にセットしたまま、アンモニアの導入を停止し、さらに水素ガス雰囲気に調整することで浸炭窒化炉内の雰囲気を還元雰囲気となるように設定を変更する。これによって、中間素材の表面に拡散した窒素を炉内側に拡散させることができ(脱窒工程(第2工程))、高窒素濃度層の表面側の窒素濃度を低下させることができる。   Returning to FIG. 4, when the carbonitriding process is completed as described above, the introduction of ammonia is stopped while the intermediate material is set in the carbonitriding furnace, and further the hydrogen gas atmosphere is adjusted to adjust the inside of the carbonitriding furnace. Change the setting so that the atmosphere is reduced. Thereby, nitrogen diffused on the surface of the intermediate material can be diffused inside the furnace (denitrification step (second step)), and the nitrogen concentration on the surface side of the high nitrogen concentration layer can be reduced.

図4に示すように、脱窒工程は、炉内の雰囲気を上記のように設定し、830℃、0.5時間以上加熱保持する。
なお、上記保持時間は、必要な深さ範囲に脱窒層が形成されるように、中間素材の大きさや形状に応じて適宜調整される。
As shown in FIG. 4, in the denitrification step, the atmosphere in the furnace is set as described above, and heated and held at 830 ° C. for 0.5 hour or more.
The holding time is appropriately adjusted according to the size and shape of the intermediate material so that the denitrification layer is formed in the necessary depth range.

図5(b)は、脱窒工程後の中間素材の表面近傍の状態を模式的に示した部分断面図である。
脱窒工程後の中間素材は、図5(b)に示すように、最表面側から順に脱窒層L11と、高窒素濃度層L12と、母材層L13とが形成されている。
脱窒層L11は、脱窒工程によって形成された層である。脱窒層L11は、脱窒工程によって、浸炭窒化工程後に形成された高窒素濃度層L12の表面側の一部の窒素濃度を低下させることで形成されている。
脱窒層L11は、少なくとも、中間素材の表面から、当該表面からの深さが0.05mmである位置までの範囲に亘って形成されている。これによって、中間素材が完成品である外輪3とされたときに、表面層L1及び中間層L2(図2)が形成される深さの範囲を適切な範囲とすることができるからである。
FIG.5 (b) is the fragmentary sectional view which showed typically the state of the surface vicinity of the intermediate raw material after a denitrification process.
As shown in FIG. 5B, the intermediate material after the denitrification step is formed with a denitrification layer L11, a high nitrogen concentration layer L12, and a base material layer L13 in order from the outermost surface side.
The denitrification layer L11 is a layer formed by a denitrification process. The denitrification layer L11 is formed by lowering a partial nitrogen concentration on the surface side of the high nitrogen concentration layer L12 formed after the carbonitriding step by the denitrification step.
The denitrification layer L11 is formed over at least a range from the surface of the intermediate material to a position where the depth from the surface is 0.05 mm. This is because when the intermediate material is the outer ring 3 that is a finished product, the depth range in which the surface layer L1 and the intermediate layer L2 (FIG. 2) are formed can be set to an appropriate range.

図4に戻って、脱窒工程を終えると、中間素材は、例えば、約180℃程度に保持された焼入油の中に投入され、焼入れされる(焼入れ工程(第3工程))。
その後中間素材は、上述のように焼戻しされる(図3中、ステップS3)。焼戻しの条件としては、図4に示すように、焼入れ後の中間素材を190℃に保持された油槽に投入し、2時間保持する。
Returning to FIG. 4, when the denitrification process is completed, the intermediate material is put into a quenching oil maintained at about 180 ° C. and quenched (quenching process (third process)), for example.
Thereafter, the intermediate material is tempered as described above (step S3 in FIG. 3). As conditions for tempering, as shown in FIG. 4, the quenched intermediate material is put into an oil tank maintained at 190 ° C. and held for 2 hours.

上記のようにして焼入れ焼戻しされた中間素材は、焼入れ前に形成された脱窒層L11、高窒素濃度層L12、及び母材層L13(図5(b))が、焼入れ焼戻しによって、それぞれ、表面層L1、中間層L2、及び母材層L3(図2)とされる。   The intermediate material quenched and tempered as described above has a denitrification layer L11, a high nitrogen concentration layer L12, and a base material layer L13 (FIG. 5B) formed before quenching by quenching and tempering, respectively. The surface layer L1, the intermediate layer L2, and the base material layer L3 (FIG. 2) are used.

上記構成の外輪3の製造方法によれば、脱窒工程によって、浸炭窒化工程で得られる高窒素濃度層L12(図5)の芯部側の一部を残しつつ表面側の一部の窒素濃度を低下させるので、最表面に、窒素濃度が低い脱窒層L11(図5)を設けることができる。また、表面層の下層においては、高窒素濃度層L12の一部が残り、さらにこの高窒素濃度層L12の下層においては、浸炭窒化工程による窒素拡散が及んでいないことから窒素濃度が低くなっている部分が、窒素濃度の低い母材層L13(図5)とされる。   According to the manufacturing method of the outer ring 3 having the above-described configuration, a part of the nitrogen concentration on the surface side while leaving a part on the core side of the high nitrogen concentration layer L12 (FIG. 5) obtained in the carbonitriding step by the denitrification step. Therefore, a denitrification layer L11 (FIG. 5) having a low nitrogen concentration can be provided on the outermost surface. Further, in the lower layer of the surface layer, a part of the high nitrogen concentration layer L12 remains, and further, in the lower layer of the high nitrogen concentration layer L12, the nitrogen diffusion by the carbonitriding process does not reach, so the nitrogen concentration becomes low. This portion is the base material layer L13 (FIG. 5) having a low nitrogen concentration.

鋼中に拡散した窒素濃度が高ければ、焼入れ時の残留オーステナイト量を増加させる。よって焼入れ工程によって焼入れが行われると、高窒素濃度層L12は、脱窒層L11及び母材層L13よりも窒素濃度が高いため、残留オーステナイト量が脱窒層L11及び母材層L13よりも多くなる。
よって、脱窒層L11及び母材層L13は、焼入れによって、残留オーステナイト量が比較的少ない表面層L1(図2)及び母材層L3(図2)となり、高窒素濃度層L12は、焼入れによって、表面層L1及び母材層L3に比べて残留オーステナイトを多く含んだ中間層L2(図2)となる。
If the concentration of nitrogen diffused in the steel is high, the amount of retained austenite during quenching is increased. Therefore, when quenching is performed by the quenching process, the high nitrogen concentration layer L12 has a higher nitrogen concentration than the denitrification layer L11 and the base material layer L13, and therefore the amount of retained austenite is larger than that of the denitrification layer L11 and the base material layer L13. Become.
Therefore, the denitrification layer L11 and the base material layer L13 become the surface layer L1 (FIG. 2) and the base material layer L3 (FIG. 2) with a relatively small amount of retained austenite by quenching, and the high nitrogen concentration layer L12 by quenching. The intermediate layer L2 (FIG. 2) contains more retained austenite than the surface layer L1 and the base material layer L3.

この結果、表面層L1と、表面層L1よりも芯部側に位置している母材層L3と、表面層L1及び母材層L3の間に介在しているとともに、表面層L1及び母材層L3に比べて残留オーステナイトを多く含んだ中間層L2を有する処理層Lを中間素材に形成することができ、転がり疲労に対して長寿命を確保することができる外輪3を得ることができる。   As a result, the surface layer L1, the base material layer L3 located on the core side of the surface layer L1, and the surface layer L1 and the base material layer L3 are interposed between the surface layer L1 and the base material. The treatment layer L having the intermediate layer L2 containing more retained austenite than the layer L3 can be formed on the intermediate material, and the outer ring 3 that can ensure a long life against rolling fatigue can be obtained.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記説明では、本発明による転がり部材を玉軸受の内外輪及び玉に用いた場合を例示したが、例えば、円すいころ軸受の軌道輪や、円すいころに用いることもできるし、相手部材と転がり接触する部材であれば、本発明による転がり部材を適用することができる。   The present invention is not limited to the above embodiment. In the above description, the case where the rolling member according to the present invention is used for the inner and outer rings and balls of a ball bearing has been illustrated. However, for example, it can be used for a raceway ring of a tapered roller bearing or a tapered roller, or it can be in rolling contact with a counterpart member. If it is a member to perform, the rolling member by this invention is applicable.

本発明者らは、上記転がり部材に形成された処理層の状態、及び転がり部材による転がり疲労に対する効果を確認するための評価試験を行った。
評価試験には、下記寸法に形成された環状の試験片を、上述の製造方法によって浸炭窒化処理を施し、転がり部材として製造したものを用いた。なお、下記試験片寸法は、後述する転動疲労寿命試験機に用いられる試験片寸法に合わせて形成した。
試験片寸法:外周径60mm,内周径20mm,厚み11mm
試験片材質:SUJ2
The present inventors conducted an evaluation test to confirm the state of the treatment layer formed on the rolling member and the effect on rolling fatigue by the rolling member.
For the evaluation test, an annular test piece formed in the following dimensions was subjected to carbonitriding treatment by the above-described manufacturing method and used as a rolling member. In addition, the following test piece dimension was formed according to the test piece dimension used for the rolling fatigue life tester mentioned later.
Test piece dimensions: outer diameter 60 mm, inner diameter 20 mm, thickness 11 mm
Specimen material: SUJ2

評価方法としては、転がり部材として製造した上記試験片の断面硬さ、残留オーステナイト量、及び窒素濃度を測定し、これら値について評価した。
断面硬さは、上記試験片を樹脂等に埋包した後、試験片断面を鏡面研磨した上で、マイクロビッカース硬さ計を用いて、荷重300gfで表面から所定の深さ位置を測定した。
残留オーステナイト量は、試験片の表面側からX線回折による定量分析を行った。試験片の表面を、所定寸法まで電解研磨等によって削り取ることで、所定の深さ位置とし、所定の深さ位置ごとに、残留オーステナイト量の定量分析を行った。
窒素濃度は、樹脂に埋包した試験片を用い、EPMA(Electron Probe MicroAnalyser)を用いた検量線法によって、試験片断面における所定の深さ位置ごとに線分析(定量分析)を行った。
As an evaluation method, the cross-sectional hardness, the amount of retained austenite, and the nitrogen concentration of the test piece manufactured as a rolling member were measured, and these values were evaluated.
The cross section hardness was measured by embedding the test piece in a resin or the like and then mirror polishing the cross section of the test piece, and then measuring a predetermined depth position from the surface with a load of 300 gf using a micro Vickers hardness meter.
The amount of retained austenite was quantitatively analyzed by X-ray diffraction from the surface side of the test piece. The surface of the test piece was scraped off to a predetermined dimension by electrolytic polishing or the like to obtain a predetermined depth position, and a quantitative analysis of the amount of retained austenite was performed at each predetermined depth position.
For the nitrogen concentration, line analysis (quantitative analysis) was performed for each predetermined depth position in the cross section of the test piece by a calibration curve method using EPMA (Electron Probe MicroAnalyser) using a test piece embedded in a resin.

図6は、試験片の断面硬さ、及び残留オーステナイト量を測定した結果を示すグラフであり、(a)は、未使用の試験片の測定結果、(b)は、所定時間使用した後の試験片の測定結果を示している。なお、この所定時間使用した後の試験片としては、後述する疲労寿命試験を48時間実施することで転がり接触させた試験片を用いた。
また、図中、横軸は表面からの深さを示しており、縦軸は断面硬さ及び残留オーステナイト量を示している。また、残留オーステナイト量の測定結果は、四角点と実線とで示しており、断面硬さの測定結果は、丸点と破線とで示している。
FIG. 6 is a graph showing the results of measuring the cross-sectional hardness and the amount of retained austenite of a test piece, (a) is the measurement result of an unused test piece, and (b) is the result after use for a predetermined time. The measurement result of the test piece is shown. In addition, as a test piece after using for this predetermined time, the test piece which carried out the rolling contact by implementing the fatigue life test mentioned later for 48 hours was used.
In the figure, the horizontal axis indicates the depth from the surface, and the vertical axis indicates the cross-sectional hardness and the amount of retained austenite. Moreover, the measurement result of the amount of retained austenite is indicated by a square point and a solid line, and the measurement result of the cross-sectional hardness is indicated by a round point and a broken line.

図6(a)中、未使用の試験片の残留オーステナイト量の測定結果を見ると、表面からの深さが0.05mmである位置(表面層L1(図2)に相当)、及び表面からの深さが0.5mmである位置(母材層L3(図2)に相当)での残留オーステナイト量が10体積%未満となっている。
一方、表面からの深さが0.1〜0.3mmの範囲の位置(中間層L2(図2)に相当)での残留オーステナイト量は、25〜35体積%と、他の層と比較して多く含まれている。
この結果から、未使用の試験片においては、残留オーステナイト量が少ない表面層L1と、表面層L1よりも芯部側に位置するとともに残留オーステナイト量が少ない母材層L3と、表面層L1及び母材層L3に介在している残留オーステナイト量が比較的多い中間層L2とを有する処理層が形成されていることが確認できる。
In FIG. 6 (a), when the measurement result of the residual austenite amount of the unused test piece is seen, the depth from the surface is 0.05 mm (corresponding to the surface layer L1 (FIG. 2)), and from the surface. The amount of retained austenite at a position where the depth of 0.5 mm is equivalent to the base material layer L3 (FIG. 2) is less than 10% by volume.
On the other hand, the amount of retained austenite at a position where the depth from the surface is in the range of 0.1 to 0.3 mm (corresponding to the intermediate layer L2 (FIG. 2)) is 25 to 35% by volume, compared with the other layers. Many are included.
From this result, in the unused test piece, the surface layer L1 with a small amount of residual austenite, the base material layer L3 which is located on the core side with respect to the surface layer L1 and has a small amount of residual austenite, the surface layer L1 and the base material It can be confirmed that a treatment layer having an intermediate layer L2 having a relatively large amount of retained austenite present in the material layer L3 is formed.

図6(a)中、断面硬さの測定結果を見ると、表面からの深さが0.05mmである位置、及び表面からの深さが0.5mmである位置での断面硬さは約720Hv程度となっており、表面層L1及び母材層L3においては、高炭素クロム軸受鋼の一般的な焼入れ硬さが得られていることが判る。
また、中間層L2に相当する、表面からの深さが0.1〜0.3mmの範囲の位置での断面硬さは、620〜650Hvと、残留オーステナイト量が他の層よりも多いため、他の部分よりも断面硬さの値が低くなって現れている。
In FIG. 6 (a), when the measurement result of the cross-sectional hardness is seen, the cross-sectional hardness at the position where the depth from the surface is 0.05 mm and at the position where the depth from the surface is 0.5 mm is about It is about 720 Hv, and it can be seen that the general quenching hardness of the high carbon chromium bearing steel is obtained in the surface layer L1 and the base material layer L3.
Further, the cross-sectional hardness at a position where the depth from the surface is in the range of 0.1 to 0.3 mm, which corresponds to the intermediate layer L2, is 620 to 650 Hv, and the amount of retained austenite is larger than that of the other layers. The value of the cross-sectional hardness is lower than the other parts.

図6(b)中、使用後の試験片の残留オーステナイト量の測定結果を見ると、表面からの深さが0.5mmである位置での残留オーステナイト量は、未使用の試験片の残留オーステナイト量とほぼ変わらない。しかし、表面からの深さが0.05mmである位置での残留オーステナイト量は、未使用の試験片の残留オーステナイト量(約8体積%)と比較してやや減少している。これは、使用時における転がり接触によって作用するせん断応力が最表面の表面層L1に作用することで、わずかに含まれている残留オーステナイトの内の一部がマルテンサイトに変態したものと思われる。   In FIG. 6B, when the measurement result of the residual austenite amount of the test piece after use is seen, the residual austenite amount at a position where the depth from the surface is 0.5 mm is the residual austenite amount of the unused test piece. Almost the same as the amount. However, the amount of retained austenite at a position where the depth from the surface is 0.05 mm is slightly reduced as compared with the amount of retained austenite (about 8% by volume) of the unused test piece. This is presumably because a part of the retained austenite contained slightly is transformed into martensite due to the shear stress acting by rolling contact during use acting on the outermost surface layer L1.

図6(b)中、表面からの深さが0.1〜0.3mmの範囲の位置での残留オーステナイト量は、未使用の試験片の残留オーステナイト量(25〜35体積%)と比較して、10体積%程度となっており、大きく減少していることが確認できる。
この結果から、中間層L2においては、転がり接触によるせん断応力が作用することで、未使用時には比較的多く含まれていた残留オーステナイトが応力誘起マルテンサイトに変態することで、大きく減少したものと考えられる。
In FIG. 6B, the amount of retained austenite at a position where the depth from the surface is in the range of 0.1 to 0.3 mm is compared with the amount of retained austenite of the unused test piece (25 to 35% by volume). Thus, it is about 10% by volume and it can be confirmed that it is greatly reduced.
From this result, it is considered that in the intermediate layer L2, shear stress due to rolling contact acts, and the retained austenite contained relatively much when not in use is transformed into stress-induced martensite, which is greatly reduced. It is done.

図6(b)中、使用後の試験片の断面硬さの測定結果を見ると、中間層L2に相当する、表面からの深さが0.1〜0.3mmの範囲の位置での断面硬さは、未使用の試験片の断面硬さ(620〜650Hv)と比較して、730〜770Hvと、非常に硬い値となっていることが判る。これは、中間層L2に含まれていた残留オーステナイトが応力誘起マルテンサイトに変態したことによって、二次硬化したと思われる。
このように、使用後の試験片の断面硬さ及び残留オーステナイト量の測定結果から、中間層L2に含まれていたオーステナイトが、転がり接触により作用するせん断応力によって応力誘起マルテンサイトに変態し、硬さが向上していることが確認できる。
なお、表面からの深さが0.05mmの位置での断面硬さの値も若干高くなっているが、これは、わずかに残留オーステナイトがマルテンサイトに変態したことに加え、加工硬化によるものと考えられる。
In FIG. 6B, when the measurement result of the cross-sectional hardness of the test piece after use is seen, the cross section at a position corresponding to the intermediate layer L2 and having a depth from the surface in the range of 0.1 to 0.3 mm. It can be seen that the hardness is a very hard value of 730 to 770 Hv compared to the cross-sectional hardness (620 to 650 Hv) of an unused test piece. This seems to be secondary hardening due to the transformation of the retained austenite contained in the intermediate layer L2 into stress-induced martensite.
Thus, from the measurement results of the cross-sectional hardness and residual austenite amount of the test piece after use, the austenite contained in the intermediate layer L2 is transformed into stress-induced martensite by the shear stress acting by rolling contact, Can be confirmed.
In addition, although the value of the cross-sectional hardness at a position where the depth from the surface is 0.05 mm is slightly high, this is due to the fact that the retained austenite is slightly transformed into martensite and is due to work hardening. Conceivable.

以上のように、断面硬さ及び残留オーステナイト量の測定結果から、未使用の試験片には、表面層L1、中間層L2、及び母材層L3を有する処理層Lが形成されていることが確認できるとともに、使用後の試験片の中間層L2には、転がり接触によるせん断応力が作用することで、残留オーステナイトが応力誘起マルテンサイトに変態し中間層L2の硬さを向上させていることが確認できた。   As described above, from the measurement results of the cross-sectional hardness and the retained austenite amount, it is confirmed that the unused test piece is formed with the treatment layer L including the surface layer L1, the intermediate layer L2, and the base material layer L3. It can be confirmed that the residual austenite is transformed into stress-induced martensite and improves the hardness of the intermediate layer L2 due to the shear stress due to rolling contact acting on the intermediate layer L2 of the test piece after use. It could be confirmed.

図7は、EPMAによる窒素濃度の線分析の結果を示すグラフである。図中、横軸は表面からの深さを示しており、縦軸は濃度を示している。また、図中、線図Nは、窒素濃度の線分析結果である。また、図7において、炭素濃度の線分析結果も合わせて示している(線図C)。
図7を見ると、中間層L2に相当する、表面からの深さが0.1〜0.3mmの範囲の位置での窒素濃度は、0.2〜0.5重量%の範囲であり、表面層L1及び母材層L3に相当する、表面からの深さが0〜0.05mmの範囲、及び表面からの深さが0.5mm以上の範囲それぞれの窒素濃度は、0.1重量%未満であることが確認できる。
また、炭素濃度は、分析した範囲において、SUJ2の炭素濃度と一致する約1重量%程度で安定していることが確認できる。
FIG. 7 is a graph showing the results of line analysis of nitrogen concentration by EPMA. In the figure, the horizontal axis indicates the depth from the surface, and the vertical axis indicates the concentration. Further, in the figure, a diagram N is a line analysis result of nitrogen concentration. Moreover, in FIG. 7, the carbon analysis line analysis result is also shown (line C).
Referring to FIG. 7, the nitrogen concentration at a position where the depth from the surface is in the range of 0.1 to 0.3 mm corresponding to the intermediate layer L2 is in the range of 0.2 to 0.5% by weight, The nitrogen concentration in the range corresponding to the surface layer L1 and the base material layer L3 in the range of 0 to 0.05 mm from the surface and in the range of 0.5 mm or more from the surface is 0.1% by weight. It can confirm that it is less than.
Further, it can be confirmed that the carbon concentration is stable at about 1% by weight which coincides with the carbon concentration of SUJ2 in the analyzed range.

以上のように、図7から、表面層L1の窒素濃度は、浸炭窒化による窒素の拡散がほとんど及ばない母材層L3とほぼ同等の値となっているとともに、中間層L2の窒素濃度が、表面層L1及び母材層L3よりも高くなっていることが判る。このことより、焼入れ前の試験片においては、浸炭窒化工程によって高濃度窒化層L12が得られ、脱窒工程によって高濃度窒化層L12よりも窒素濃度を低下させた脱窒層L11が形成されていたことが確認できる。   As described above, from FIG. 7, the nitrogen concentration of the surface layer L1 is substantially the same value as the base material layer L3 where the diffusion of nitrogen by carbonitriding hardly reaches, and the nitrogen concentration of the intermediate layer L2 is It can be seen that the height is higher than that of the surface layer L1 and the base material layer L3. From this, in the test piece before quenching, the high-concentration nitrided layer L12 is obtained by the carbonitriding process, and the denitrification layer L11 having a lower nitrogen concentration than the high-concentration nitrided layer L12 is formed by the denitrification process. It can be confirmed.

また、本発明者らは、上記試験片を用いて、転動疲労寿命試験を実施した。
図8は、転動疲労寿命試験に用いた試験機を示す断面図である。
この転動疲労寿命試験機50は、試験片60が固定されるケーシング51と、試験片60に対向配置される環状部材52と、試験片60の軌道面60aと、環状部材52の軌道面52aとの間に介在して転動する複数の玉53と、試験片60に対して環状部材52を相対回転させる駆動軸54とを備えており、スラスト方向に荷重を加えながら試験片60の軌道面60a上で玉53を転動させるように構成されている。
In addition, the present inventors conducted a rolling fatigue life test using the above test piece.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a testing machine used in the rolling fatigue life test.
The rolling fatigue life tester 50 includes a casing 51 to which a test piece 60 is fixed, an annular member 52 disposed to face the test piece 60, a raceway surface 60a of the test piece 60, and a raceway surface 52a of the annular member 52. And a plurality of balls 53 that roll between them and a drive shaft 54 that rotates the annular member 52 relative to the test piece 60, and the track of the test piece 60 while applying a load in the thrust direction. The balls 53 are configured to roll on the surface 60a.

試験片60は、図8に示すように、ケーシング51に固定される。ケーシング51内には、潤滑油Oが貯留されており、試験片60は、潤滑油Oによって浸漬される。   The test piece 60 is fixed to the casing 51 as shown in FIG. Lubricating oil O is stored in the casing 51, and the test piece 60 is immersed in the lubricating oil O.

図8に示すように転動疲労寿命試験機50に組み込まれた試験片60は、ケーシング51の下方側から荷重が付与され、駆動軸54を回転させることで、荷重を付与しつつ試験片60上で複数の玉53を転動させる。
そして、試験片60にはく離が発生するか、応力繰り返し数100×106サイクルに到達するまで行った。なお試験条件は、以下の通り設定した。
荷重 :3920N
最大接触応力:5230MPa
応力繰り返し速度:30Hz
潤滑油:マシン油VG8相当
As shown in FIG. 8, the test piece 60 incorporated in the rolling fatigue life tester 50 is applied with a load from the lower side of the casing 51, and rotates the drive shaft 54 to apply the load while applying the load. A plurality of balls 53 are rolled up.
The test piece 60 was peeled off until the stress repetition number reached 100 × 10 6 cycles. The test conditions were set as follows.
Load: 3920N
Maximum contact stress: 5230 MPa
Stress repetition rate: 30Hz
Lubricating oil: Machine oil VG8 equivalent

上記転動疲労寿命試験に用いた試験片としては、本発明に係る浸炭窒化処理を行って転がり部材として形成した試験片(実施例品)の他、比較例品として、一般的な焼入れ処理を行って形成した試験片についても同一条件によって試験を行い、これら実施例品と、比較例品とを互いに比較することで、寿命性能を評価した。   As a test piece used in the rolling fatigue life test, in addition to a test piece (Example product) formed as a rolling member by performing carbonitriding treatment according to the present invention, a general quenching treatment is performed as a comparative product. The test pieces thus formed were also tested under the same conditions, and the life performance was evaluated by comparing these Example products with the Comparative Example products.

上記転動疲労寿命試験の結果、実施例品は、比較例品と比較して約4倍の寿命向上が見られた。
この結果から、本発明による転がり部材が、従来の一般的な熱処理品と比較して、転がり疲労に対して長寿命を確保できることを確認できた。
As a result of the rolling fatigue life test, the life of the example product was about 4 times that of the comparative product.
From this result, it was confirmed that the rolling member according to the present invention can ensure a long life against rolling fatigue as compared with a conventional general heat-treated product.

2 内輪 2a 内輪軌道面 3 外輪 3a 外輪軌道面
4 玉 4a 転動面 L1 表面層 L2 中間層
L3 母材層 L11 脱窒層 L12 高窒素濃度層 L13 母材層
2 Inner ring 2a Inner ring raceway surface 3 Outer ring 3a Outer ring raceway surface 4 Ball 4a Rolling surface L1 Surface layer L2 Intermediate layer L3 Base material layer L11 Denitrification layer L12 High nitrogen concentration layer L13 Base material layer

Claims (6)

軸受鋼からなる素材により形成され、相手部材との間で転がり接触する転がり接触面を有する転がり部材であって、
前記転がり接触面には、浸炭窒化処理による処理層が形成されており、
前記処理層は、
前記転がり接触面の表面に形成されている、残留オーステナイト量が15体積%未満である表面層と、
前記表面層よりも芯部側に位置している残留オーステナイト量が15体積%未満である母材層と、
前記表面層と前記母材層との間に介在している残留オーステナイト量が25体積%以上である中間層と、を有していることを特徴とする転がり部材。
A rolling member that is formed of a material made of bearing steel and has a rolling contact surface that makes rolling contact with a mating member,
A treatment layer by carbonitriding is formed on the rolling contact surface,
The treatment layer is
A surface layer having a residual austenite amount of less than 15% by volume formed on the surface of the rolling contact surface;
A base material layer having a residual austenite amount of less than 15% by volume located on the core side of the surface layer;
A rolling member, comprising: an intermediate layer having a residual austenite amount of 25% by volume or more interposed between the surface layer and the base material layer.
前記中間層は、前記相手部材との間で転がり接触したときに生じる最大せん断応力が作用する深さ領域に形成されている請求項1に記載の転がり部材。   The rolling member according to claim 1, wherein the intermediate layer is formed in a depth region where a maximum shearing stress is generated when the intermediate layer is in rolling contact with the counterpart member. 前記表面層は、前記転がり接触面の表面から、当該表面からの深さが0.05mmである位置までの範囲に亘って形成されており、
前記中間層は、少なくとも、前記転がり接触面の表面からの深さが0.1mmである位置から、0.3mmである位置までの範囲に亘って形成されている請求項1又は2に記載の転がり部材。
The surface layer is formed over a range from the surface of the rolling contact surface to a position where the depth from the surface is 0.05 mm,
The said intermediate | middle layer is formed over the range from the position where the depth from the surface of the said rolling contact surface is 0.1 mm to the position which is 0.3 mm at least. Rolling member.
前記表面層及び前記母材層の窒素濃度が0.1重量%未満であり、
前記中間層の窒素濃度が0.15〜0.6重量%であり、
前記表面層及び前記母材層のマイクロビッカース硬さが700Hv以上であり、前記中間層のマイクロビッカース硬さが600Hv以上であり、
前記中間層のマイクロビッカース硬さは、前記表面層及び前記母材層のマイクロビッカース硬さよりも低い
請求項1に記載の転がり部材。
The nitrogen concentration of the surface layer and the base material layer is less than 0.1% by weight,
The intermediate layer has a nitrogen concentration of 0.15 to 0.6% by weight;
The micro Vickers hardness of the surface layer and the base material layer is not less than 700 Hv, the micro Vickers hardness of the intermediate layer is Ri der than 600 Hv,
The rolling member according to claim 1 , wherein a micro Vickers hardness of the intermediate layer is lower than a micro Vickers hardness of the surface layer and the base material layer .
内輪軌道面を有する内輪と、前記内輪の外周側に同心に配置され前記内輪軌道面に対向している外輪軌道面を有する外輪と、前記内輪軌道面及び前記外輪軌道面との間に転動自在に介在している複数の転動体と、を備えた転がり軸受であって、
前記外輪、前記内輪、及び転動体の少なくとも一つが請求項1に記載の転がり部材であることを特徴とする転がり軸受。
Rolling between an inner ring having an inner ring raceway surface, an outer ring having an outer ring raceway surface concentrically disposed on the outer peripheral side of the inner ring and facing the inner ring raceway surface, and the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface A rolling bearing provided with a plurality of freely intervening rolling elements,
The rolling bearing according to claim 1, wherein at least one of the outer ring, the inner ring, and the rolling element is the rolling member according to claim 1.
相手部材との間で転がり接触する転がり接触面を有する転がり部材の製造方法であって、
軸受鋼からなる素材に対して、浸炭窒化雰囲気中で加熱保持することで、窒素拡散によって得られる高窒素濃度層を素材表面側に設ける第1工程と、
前記第1工程における浸炭窒化雰囲気を水素雰囲気に変更し、前記素材を水素雰囲気中で保持することで、前記高窒素濃度層の芯部側の一部を残しつつ前記高窒素濃度層の表面側の一部の窒素濃度を低下させる第2工程と、
前記第2工程を経た前記素材に焼入れ処理を行う第3工程と、を含むことを特徴とする転がり部材の製造方法。
A method for manufacturing a rolling member having a rolling contact surface that is in rolling contact with a mating member,
A first step of providing a high nitrogen concentration layer obtained by nitrogen diffusion on the material surface side by heating and holding in a carbonitriding atmosphere for the material made of bearing steel;
By changing the carbonitriding atmosphere in the first step to a hydrogen atmosphere and holding the material in a hydrogen atmosphere, the surface side of the high nitrogen concentration layer remains part of the core side of the high nitrogen concentration layer A second step of reducing the nitrogen concentration of a portion of
And a third step of performing a quenching treatment on the material that has undergone the second step.
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