JP6974642B1 - 転動部材及び転がり軸受 - Google Patents
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Abstract
Description
以下に、実施形態に係る転がり軸受(以下「転がり軸受100」とする)の構成を説明する。転がり軸受100は、例えば、単式平面座スラスト玉軸受である。但し、転がり軸受100は、これに限られるものではない。
内輪10、外輪20及び玉30は、表1に示される組成(以下「第1組成」とする)の鋼により形成されている。内輪10、外輪20及び玉30は、表2に示される組成(以下「第2組成」とする)の鋼により形成されていてもよい。内輪10、外輪20及び玉30を構成している鋼には、焼き入れが行われている。なお、内輪10、外輪20及び玉30の少なくともいずれかが、第1組成(第2組成)の鋼により形成されていればよい。
図1に示されるように、内輪10、外輪20及び玉30は、それらの表面において、表層部50を有している。表層部50は、内輪10、外輪20及び玉30の表面から深さが20μmまでの領域である。なお、表層部50は、少なくとも内輪10、外輪20及び玉30の接触面に形成されていればよい。また、表層部50は、内輪10、外輪20及び玉30の少なくともいずれかに形成されていればよい。
内輪10、外輪20及び玉30を構成している鋼中の残留オーステナイトの体積率は、接触面からの深さが50μmの位置において、20パーセント以上40パーセント以下であることが好ましい。これにより、接触面の耐久性(特に、異物混入環境下における接触面の耐久性)を改善することができる。なお、残留オーステナイトの体積率が25パーセント未満である場合、接触面の耐久性が不足するおそれがある。また、残留オーステナイトの体積率が35パーセントを超える場合、残留オーステナイトの分解に伴う経年変化が懸念される。
内輪10、外輪20及び玉30の接触面からの深さが50μmとなる位置における硬さは、653Hv以上800Hv以下であることが好ましい。接触面からの深さが50μmとなる位置における硬さが653Hv未満である場合、接触面の耐久性が不足するおそれがある。他方で、接触面からの深さが50μmとなる位置における硬さが800Hvを超える場合、延性及び靱性が低下し、早期損傷が生じるおそれがある。
表層部50の鋼は、マルテンサイトブロック粒を有している。隣り合う2つのマルテンサイトブロック粒は、粒界において、結晶方位の差が15°以上になっている。このことを別の観点から言えば、結晶方位にずれがある箇所が存在していても、結晶方位の差が15°未満である場合、当該箇所は、マルテンサイトブロック粒の結晶粒界とは見做されない。マルテンサイトブロック粒の粒界は、EBSD(Electron Back Scattered Diffraction)法により決定される。
以下に、転がり軸受の製造方法を説明する。
以下に、転がり軸受100の効果を説明する。
転がり軸受のサンプルとして、サンプル1、サンプル2及びサンプル3が準備された。サンプル1、サンプル2及びサンプル3は、内径30mm、外径47mm及び幅11mmのJIS規格51106型番の単式スラスト玉軸受である。
サンプル1、サンプル2及びサンプル3に対して、転動疲労寿命試験を行った。表7に示されるように、転動疲労寿命試験は、最大接触面圧が2.3GPa、0回転/分と2500回転/分との間で急加減速を行う、ポリグリコール及び純水を混合したものを用いて潤滑する、との条件で行われた。
サンプル1及びサンプル3の軌道部材(内輪及び外輪)の表層部への水素侵入特性を、以下の方法により評価した。この評価では、第1に、上記の転動疲労寿命試験に供される前のサンプル1及びサンプル3の軌道部材を室温から400℃まで加熱することにより、転動疲労寿命試験に供される前のサンプル1及びサンプル3の軌道部材からの水素放出量が測定された。第2に、転動疲労寿命試験に50時間供された後のサンプル1及びサンプル3の軌道部材を室温から400°まで加熱することにより、転動疲労寿命試験に50時間供された後のサンプル1及びサンプル3の軌道部材からの水素放出量が測定された。
Claims (4)
- 接触面を有する焼き入れが行われた鋼製の転動部材であって、
前記転動部材は、前記接触面からの深さが20μmまでの領域である表層部を備え、
前記鋼は、0.70質量パーセント以上1.10質量パーセント以下の炭素と、0.15質量パーセント以上0.35質量パーセント以下のシリコンと、0.30質量パーセント以上0.60質量パーセント以下のマンガンと、1.30質量パーセント以上1.60質量パーセント以下のクロムと、0.01質量パーセント以上0.50質量パーセント以下のモリブデンと、0.01質量パーセント以上0.50質量パーセント以下のバナジウムとを含有するとともに、残部が鉄及び不可避不純物からなり、
前記表層部中における窒素の含有量は、0.2質量パーセント以上0.8質量パーセント以下であり、
前記接触面に直交する断面視において、前記表層部中には粒径が0.50μm以下の析出物が100μm 2 あたり合計して60個以上存在し、かつ、前記表層部での前記析出物の面積率の合計が1パーセント以上10パーセント以下であり、
前記接触面からの深さが50μmの位置での残留オーステナイト量の体積率は、20パーセント以上40パーセント以下であり、
前記接触面からの深さが50μmの位置での硬さは、653Hv以上800Hv以下であり、
前記表層部中における比較面積率が30パーセントでのマルテンサイトブロック粒の平均粒径は、2.0μm以下である、転動部材。 - 前記鋼は、0.90質量パーセント以上1.10質量パーセント以下の炭素と、0.20質量パーセント以上0.30質量パーセント以下のシリコンと、0.40質量パーセント以上0.50質量パーセント以下のマンガンと、1.40質量パーセント以上1.60質量パーセント以下のクロムと、0.20質量パーセント以上0.30質量パーセント以下のモリブデンと、0.20質量パーセント以上0.30質量パーセント以下のバナジウムとを含有するとともに、残部が鉄及び不可避不純物からなり、
前記表層部中における窒素の含有量は、0.3質量パーセント以上0.5質量パーセント以下である、請求項1に記載の転動部材。 - 前記接触面に直交する断面視において、前記表層部中には粒径が0.50μm以下の析出物が100μm2あたり合計して80個以上存在し、かつ、前記表層部での前記析出物の面積率の合計が2パーセント以上7パーセント以下であり、
前記接触面からの深さが50μmの位置での残留オーステナイト量の体積率は、25パーセント以上35パーセント以下である、請求項1又は請求項2に記載の転動部材。 - 転がり軸受であって、
軌道部材と、
前記軌道部材に接触して配置される転動体とを備え、
前記軌道部材及び前記転動体の少なくともいずれかは、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の前記転動部材である、転がり軸受。
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JP2020029615A (ja) * | 2018-08-20 | 2020-02-27 | 株式会社不二越 | ピニオンシャフトおよびその製造方法 |
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