JP6205961B2 - 軸受及び転がり軸受並びにこれらの製造方法 - Google Patents
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Description
C:0.4〜1.0%、
Si:0.55〜3.0%、
Mn:0.35〜3.0%、
Al:0.005〜0.50%、
V:0.001〜0.1%、
を含有し、
P:0.015%以下、
S:0.015%以下、
に制限し、
残部がFe及び不可避的不純物からなり、
下記(式1)で求められるマルテンサイト変態開始温度Msが、100〜220℃であり、表面から深さ0.3mmまでの金属組織は、体積分率最大の相が焼戻しマルテンサイトであり、残留オーステナイトの体積分率が5〜40%であり、前記残留オーステナイトのうち、円換算粒径が0.2〜2.0μmの残留オーステナイトの密度が10個/100μm2以上であることを特徴とする、軸受。
Ms=539−423[C%]−30[Mn%]−11[Si%] ・・・(式1)
ここで、上記(式1)において、[X%]は元素Xの含有量である。
[2]化学成分が、更に質量%で、
Cr:0.01〜3.0%、
Mo:0.001〜2.0%、
Ni:0.001〜3.0%、
Cu:0.001〜3.0%、
Ti:0.001〜0.1%、
の1種又は2種以上を含有し、
前記(式1)に代えて、下記(式2)で求められるマルテンサイト変態開始温度Msが、100〜220℃であることを特徴とする、上記[1]に記載の軸受。
Ms=539−423[C%]−30[Mn%]−11[Si%]−12[Cr%]
−7[Mo%]−18[Ni%]−18[Cu%] ・・・ (式2)
ここで、上記(式2)において、[X%]は元素Xの含有量であり、含有しない元素が存在する場合は、該当する元素の含有量を0としてMsを求める。
[3]軌道輪と転動体とからなる転がり軸受であって、前記軌道輪、前記転動体の一方又は両方は、上記[1]又は[2]に記載の化学成分からなり、かつ、表面から深さ0.3mmまでの金属組織は、体積分率最大の相が焼戻しマルテンサイトであり、残留オーステナイトの体積分率が5〜40%であり、前記残留オーステナイトのうち、円換算粒径が0.2〜2.0μmの残留オーステナイトの密度が10個/100μm2以上であることを特徴とする、転がり軸受。
[4]上記[1]又は[2]に記載の化学成分からなる鋼材を所望の形状に成形し、810〜950℃に加熱して焼入れ処理を施し、下記(式3)で求められる焼戻し温度指標T[℃]との差を30℃以内として焼戻し処理を施すことを特徴とする、軸受の製造方法。
T[℃]=400+50[Si%]−1.5Ms ・・・(式3)
ここで、上記(式3)において、[Si%]はSiの含有量であり、Msは下記(式2)で求められるマルテンサイト変態開始温度である。
Ms=539−423[C%]−30[Mn%]−11[Si%]−12[Cr%]
−7[Mo%]−18[Ni%]−18[Cu%] ・・・(式2)
ここで、上記(式2)において、[X%]は元素Xの含有量であり、含有しない元素が存在する場合は、該当する元素の含有量を0としてMsを求める。
[5]軌道輪と転動体とからなる転がり軸受の製造方法であって、軌道輪と転動体の一方又は両方は、上記[1]又は[2]に記載の化学成分からなる鋼材を、所望の形状に成形し、810〜950℃に加熱して焼入れ処理を施し、下記(式3)で求められる焼戻し温度指標T[℃]との差を30℃以内として焼戻し処理を施すことを特徴とする、転がり軸受の製造方法。
T[℃]=400+50[Si%]−1.5Ms ・・・(式3)
ここで、上記(式3)において、[Si%]はSiの含有量であり、Msは下記(式2)で求められるマルテンサイト変態開始温度である。
Ms=539−423[C%]−30[Mn%]−11[Si%]−12[Cr%]
−7[Mo%]−18[Ni%]−18[Cu%] ・・・(式2)
ここで、上記(式2)において、[X%]は元素Xの含有量であり、含有しない元素が存在する場合は、該当する元素の含有量を0としてMsを求める。
Cは、焼入れ処理、焼戻し処理によって、軸受の硬さを上昇させるために必要な元素であり、焼入れ処理後の残留オーステナイトの生成にも寄与する。軸受の硬さを確保するためには、C量を0.4%以上にする必要がある。好ましくは、C量を0.5%以上とし、より好ましくは0.6%以上とする。一方、C量が過剰であると、残留オーステナイト量が過剰になり、硬さや寸法安定性が低下するため、C量の上限を1.0%とする。好ましくはC量を0.9%以下とする。
Siは、焼入れ処理によって生成する残留オーステナイトを安定化させる、非常に重要な元素である。焼戻し処理による残留オーステナイトの減少を抑制し、微細な残留オーステナイトを均一に分散させるために、本発明ではSi量を0.55%以上とする。好ましくはSi量を0.75%以上とし、より好ましくは1.0%以上とし、更に好ましくは1.2%以上とする。一方、Si量が過剰であると、鋼材の脆化が顕著になるため、Si量の上限を3.0%とする。好ましくは、Si量を2.5%以下とし、より好ましくは、2.3%以下とする。
Mnは、焼入れ性の向上及び残留オーステナイトの増加に有効な元素である。軸受の硬さ及び残留オーステナイトを確保するためには、Mn量を0.35%以上にすることが必要である。Mn量は、0.55%以上が好ましく、0.60%以上がより好ましく、更に好ましくは0.65%以上を添加する。一方、Mn量が過剰であると、残留オーステナイト量が過剰になり、硬さや寸法安定性が低下するため、Mn量の上限を3.0%とする。好ましくは、Mn量を2.5%以下とし、より好ましくは2.0%以下とする。
Alは、脱酸元素であり、軸受を高清浄度化するため、0.005%以上を添加する。好ましくは、Al量を0.010%以上とする。一方、Al量が0.50%より多いと、破壊起点となる粗大な介在物を生成しやすくなるため、Al量の上限を0.50%とする。好ましくは、Al量を0.10%以下とし、より好ましくは、0.05%以下とする。
Pは、不純物であり、軸受の脆化を抑制するために、P量を0.015%以下とする。
Sは、不純物であり、軸受の脆化を抑制するために、S量を0.015%以下とする。
Crは、焼入れ性の向上及び残留オーステナイトの増加のために、0.01%以上を添加することが好ましい。より好ましくは、Cr量を0.30%以上とする。ただし、過剰に添加すると、残留オーステナイトに起因して、軸受の硬さや寸法安定性が低下することがあるため、Cr量は3.0%以下が好ましい。より好ましくは、Cr量を2.5%以下とし、さらに好ましくはCr量を2.0%以下とする。
Moは、微量の添加で焼入れ性の向上に寄与する元素であり、また、残留オーステナイトを増加させるために、0.001%以上を添加することが好ましい。より好ましくは、Mo量を0.05%以上とし、さらに好ましくはMo量を0.15%以上とする。ただし、過剰に添加すると、残留オーステナイトに起因して、軸受の硬さや寸法安定性が低下することがあるため、Mo量を2.0%以下にすることが好ましい。より好ましくは、Mo量を1.0%以下とし、さらに好ましくは、Mo量を0.50%以下とする。
Niは、オーステナイト生成元素であり、焼入れ性の向上にも寄与する。軸受の硬さの上昇及び残留オーステナイトの増加のために、0.001%以上のNiを添加することが好ましい。より好ましくは、Ni量を0.40%以上とし、さらに好ましくはNi量を1.0%以上とする。ただし、過剰に添加すると、残留オーステナイトに起因して、軸受の硬さや寸法安定性が低下することがあるため、Ni量を3.0%以下にすることが好ましい。より好ましくは、Ni量を2.0%以下とする。
Cuは、Niと同様、オーステナイト生成元素であり、焼入れ性の向上にも寄与することから、軸受の硬さの上昇及び残留オーステナイトの増加のために、0.001%以上を添加することが好ましい。より好ましくは、Cu量を0.20%以上とし、さらに好ましくはCu量を0.50%以上とする。ただし、過剰に添加すると、残留オーステナイトに起因して、軸受の硬さや寸法安定性が低下することがあるため、Cu量を3.0%以下にすることが好ましい。より好ましくは、Cu量を2.0%以下とし、さらに好ましくは、Cu量を1.0%以下とする。
Tiは、熱処理中のオーステナイト結晶粒の粗大化抑制に有効な元素であり、0.001%以上を添加することが好ましい。より好ましくは、Ti量を0.01%以上とする。ただし、過剰に添加すると鋼材を脆化させるため、Ti量を0.1%以下にすることが好ましい。より好ましくは、Ti量を0.05%以下とする。
Vは、熱処理中のオーステナイト結晶粒の粗大化抑制に有効な元素であり、0.001%以上を添加することが好ましい。より好ましくは、V量を0.01%以上とする。ただし、過剰に添加すると粗大化抑制効果が失われるため、V量を0.1%以下にすることが好ましい。より好ましくは、V量を0.05%以下とする。
Ms=539−423[C%]−30[Mn%]−11[Si%]−12[Cr%]
−7[Mo%]−18[Ni%]−18[Cu%] ・・・(式2)
Claims (5)
- 化学成分が、質量%で、
C:0.4〜1.0%、
Si:0.55〜3.0%、
Mn:0.35〜3.0%、
Al:0.005〜0.50%、
V:0.001〜0.1%、
を含有し、
P:0.015%以下、
S:0.015%以下、
に制限し、
残部が、Fe及び不可避的不純物からなり、
下記(式1)で求められるマルテンサイト変態開始温度Msが、100〜220℃であり、
表面から深さ0.3mmまでの金属組織は、体積分率最大の相が焼戻しマルテンサイトであり、残留オーステナイトの体積分率が5〜40%であり、前記残留オーステナイトのうち、円換算粒径が0.2〜2.0μmの残留オーステナイトの密度が10個/100μm2以上である
ことを特徴とする、軸受。
Ms=539−423[C%]−30[Mn%]−11[Si%] ・・・(式1)
ここで、上記(式1)において、[X%]は元素Xの含有量である。 - 前記化学成分が、更に質量%で、
Cr:0.01〜3.0%、
Mo:0.001〜2.0%、
Ni:0.001〜3.0%、
Cu:0.001〜3.0%、
Ti:0.001〜0.1%、
の1種又は2種以上を含有し、
前記(式1)に代えて、下記(式2)で求められるマルテンサイト変態開始温度Msが、100〜220℃である
ことを特徴とする、請求項1に記載の軸受。
Ms=539−423[C%]−30[Mn%]−11[Si%]−12[Cr%]
−7[Mo%]−18[Ni%]−18[Cu%] ・・・(式2)
ここで、上記(式2)において、[X%]は元素Xの含有量であり、含有しない元素が存在する場合は、該当する元素の含有量を0としてMsを求める。 - 軌道輪と転動体とからなる転がり軸受であって、
前記軌道輪、前記転動体の一方又は両方は、
請求項1又は2に記載の化学成分からなり、かつ、表面から深さ0.3mmまでの金属組織は、体積分率最大の相が焼戻しマルテンサイトであり、残留オーステナイトの体積分率が5〜40%であり、前記残留オーステナイトのうち、円換算粒径が0.2〜2.0μmの残留オーステナイトの密度が10個/100μm2以上である
ことを特徴とする、転がり軸受。 - 請求項1又は2に記載の化学成分からなる鋼材を所望の形状に成形し、
810〜950℃に加熱して焼入れ処理を施し、
下記(式3)で求められる焼戻し温度指標T[℃]との差を30℃以内として、焼戻し処理を施す
ことを特徴とする、軸受の製造方法。
T[℃]=400+50[Si%]−1.5Ms ・・・(式3)
ここで、上記(式3)において、[Si%]はSiの含有量であり、Msは下記(式2)で求められるマルテンサイト変態開始温度である。
Ms=539−423[C%]−30[Mn%]−11[Si%]−12[Cr%]
−7[Mo%]−18[Ni%]−18[Cu%] ・・・(式2)
ここで、上記(式2)において、[X%]は元素Xの含有量であり、含有しない元素が存在する場合は、該当する元素の含有量を0としてMsを求める。 - 軌道輪と転動体とからなる転がり軸受の製造方法であって、
軌道輪と転動体の一方又は両方は、
請求項1又は2に記載の化学成分からなる鋼材を、所望の形状に成形し、
810〜950℃に加熱して焼入れ処理を施し、
下記(式3)で求められる焼戻し温度指標T[℃]との差を30℃以内として焼戻し処理を施す
ことを特徴とする、転がり軸受の製造方法。
T[℃]=400+50[Si%]−1.5Ms ・・・(式3)
ここで、上記(式3)において、[Si%]はSiの含有量であり、Msは下記(式2)で求められるマルテンサイト変態開始温度である。
Ms=539−423[C%]−30[Mn%]−11[Si%]−12[Cr%]
−7[Mo%]−18[Ni%]−18[Cu%] ・・・(式2)
ここで、上記(式2)において、[X%]は元素Xの含有量であり、含有しない元素が存在する場合は、該当する元素の含有量を0としてMsを求める。
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JP2013162715A JP6205961B2 (ja) | 2013-08-05 | 2013-08-05 | 軸受及び転がり軸受並びにこれらの製造方法 |
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2013
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