JP7370143B2 - Raceway members and rolling bearings - Google Patents
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Description
本発明は、軌道部材および転がり軸受に関する。 The present invention relates to a raceway member and a rolling bearing.
従来の軌道部材は、焼入処理および焼戻処理を含む熱処理が施されることにより、製造されている。一般的に、焼戻処理は、被処理物である成形体全体が雰囲気炉内に収容されることにより、実施される。このように製造された軌道部材は残留オーステナイト量を多く含んでいる。そのため、高温環境下で使用されると、残留オーステナイト量が徐々に分解されることに伴い、該軌道部材の経年寸法変化は大きくなる。 Conventional raceway members are manufactured by subjecting them to heat treatment including hardening treatment and tempering treatment. Generally, the tempering treatment is carried out by housing the entire molded body, which is the object to be treated, in an atmospheric furnace. The raceway member manufactured in this manner contains a large amount of retained austenite. Therefore, when used in a high-temperature environment, the amount of retained austenite is gradually decomposed, and the dimensional changes over time of the raceway member become large.
高温環境下で使用される軌道部材の寸法変化率は、軸受寿命の観点から、低く抑えられているのが好ましい。例えば内輪の内径面の寸法変化率が低く抑えられていれば、内輪の内径面と軸との嵌め合いに緩みが生じてクリープが発生することを抑制でき、軸受の破損を抑制できる。 It is preferable that the dimensional change rate of raceway members used in high-temperature environments is kept low from the viewpoint of bearing life. For example, if the dimensional change rate of the inner diameter surface of the inner ring is kept low, it is possible to suppress the occurrence of creep due to loosening of the fit between the inner diameter surface of the inner ring and the shaft, and it is possible to suppress damage to the bearing.
従来、軌道部材の寸法変化率を低く抑える対策として、軌道部材全体の平均残留オーステナイト量を減らすための焼戻処理が知られている。 Conventionally, as a measure to suppress the dimensional change rate of raceway members, a tempering treatment for reducing the average amount of retained austenite in the entire raceway member is known.
特開2017-227334号公報には、軌道部材全体の平均残留オーステナイト量を18体積%以下とするために、180℃以上230℃以下の温度で鋼材を焼き戻す技術が開示されている。 JP 2017-227334A discloses a technique for tempering a steel material at a temperature of 180° C. or higher and 230° C. or lower in order to reduce the average amount of retained austenite in the entire raceway member to 18% by volume or less.
しかしながら、従来の上記焼戻処理方法では、成形体全体を焼き戻すため、成形体全体において残留オーステナイトが分解される。さらに、従来の上記焼戻処理方法では、成形体全体において、残留オーステナイトが分解されると同時に、マルテンサイトが分解される。 However, in the conventional tempering treatment method described above, since the entire molded body is tempered, residual austenite is decomposed in the entire molded body. Furthermore, in the above-mentioned conventional tempering treatment method, retained austenite is decomposed and martensite is decomposed in the entire molded body at the same time.
そのため、従来の上記焼戻処理が施されることにより製造された軌道部材では、例えば高温環境下での使用が予定されないために上記条件での焼戻処理が施されずに製造された軌道部材と比べて、軌道面のマルテンサイト量が低く抑えられており、軌道面の硬さが低い。その結果、前者の軌道部材では、後者の軌道部材と比べて、軌道面とは反対側に位置する円周面、すなわち内輪の内径面または外輪の外径面、の寸法変化率は低く抑えられているが、軌道面の硬さが低下している。 Therefore, track members manufactured by the conventional tempering process mentioned above are different from raceway members manufactured without being tempered under the above conditions because, for example, they are not planned to be used in high-temperature environments. Compared to this, the amount of martensite on the raceway surface is kept low, and the hardness of the raceway surface is low. As a result, in the former raceway member, the dimensional change rate of the circumferential surface located on the opposite side from the raceway surface, that is, the inner diameter surface of the inner ring or the outer diameter surface of the outer ring, is suppressed to a lower level than in the latter raceway member. However, the hardness of the raceway surface has decreased.
本発明の主たる目的は、上記円周面の寸法変化率が低く抑えられているとともに、軌道面の硬さの低下が抑制された軌道部材および転がり軸受を提供することにある。 A main object of the present invention is to provide a raceway member and a rolling bearing in which the dimensional change rate of the circumferential surface is suppressed to a low level and a decrease in the hardness of the raceway surface is suppressed.
本発明に係る軌道部材は、炭素鋼からなり、環状に設けられた軌道部材であって、周方向に沿って延在する軌道面と、径方向において軌道面とは反対側に位置する他の面とを有している。軌道面の残留オーステナイト量は他の面の残留オーステナイト量よりも多い。軌道面の残留オーステナイト量と他の面の残留オーステナイト量との差が5体積%以上である。周方向における軌道面の残留オーステナイト量のばらつきが2体積%以下である。 The raceway member according to the present invention is an annular raceway member made of carbon steel, and includes a raceway surface extending along the circumferential direction and another raceway member located on the opposite side of the raceway surface in the radial direction. It has a surface. The amount of retained austenite on the raceway surface is greater than the amount of retained austenite on other surfaces. The difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on other surfaces is 5% by volume or more. The variation in the amount of retained austenite on the raceway surface in the circumferential direction is 2% by volume or less.
上記軌道部材は、浸炭浸窒処理を含む熱処理が施されており、軌道面の残留オーステナイト量と上記他の面の残留オーステナイト量との差が10体積%以上である。 The raceway member has been subjected to heat treatment including carbo-nitriding treatment, and the difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the other surface is 10% by volume or more.
上記軌道部材では、軌道面の硬さが650Hv以上である。上記周方向における前記軌道面の硬さのばらつきが20HV以下である。 In the above raceway member, the hardness of the raceway surface is 650 Hv or more. The variation in hardness of the raceway surface in the circumferential direction is 20 HV or less.
上記軌道部材では、上記他の面の硬さが600Hv以上である。
上記軌道部材では、上記他の面の残留オーステナイト量が5体積%以下である。
In the track member, the other surface has a hardness of 600 Hv or more.
In the raceway member, the amount of retained austenite on the other surface is 5% by volume or less.
上記軌道部材では、全体の平均残留オーステナイト量が10体積%以下である。
上記軌道部材では、軌道面から上記他の面にかけて、径方向における残留オーステナイト量の低下率が2×102体積%/m以上5×103体積%/m以下である。
In the above raceway member, the overall average amount of retained austenite is 10% by volume or less.
In the raceway member, the rate of decrease in the amount of retained austenite in the radial direction from the raceway surface to the other surface is 2×10 2 volume %/m or more and 5×10 3 volume %/m or less.
上記軌道部材では、軌道面から上記他の面にかけて、径方向における硬さの低下率が5×103HV/m以上4×104HV/m以下である。 In the raceway member, the rate of decrease in hardness in the radial direction from the raceway surface to the other surface is 5×10 3 HV/m or more and 4×10 4 HV/m or less.
本発明に係る転がり軸受は、内輪軌道面と、内輪軌道面とは反対側に位置する内径面とを有する内輪と、内輪軌道面と対向する外輪軌道面を有する外輪と、内輪軌道面と外輪軌道面と接触する複数の転動体とを備える。内輪が上記軌道部材である。内輪軌道面が軌道部材の軌道面である。内径面が軌道部材の他の面である。 The rolling bearing according to the present invention includes an inner ring having an inner ring raceway surface and an inner diameter surface located on the opposite side of the inner ring raceway surface, an outer ring having an outer ring raceway surface facing the inner ring raceway surface, and an inner ring raceway surface and an outer ring. It includes a plurality of rolling elements that come into contact with the raceway surface. The inner ring is the raceway member. The inner ring raceway surface is the raceway surface of the raceway member. The inner diameter surface is the other surface of the raceway member.
本発明によれば、上記円周面の寸法変化率が低く抑えられているとともに、軌道面の硬さの低下が抑制された軌道部材および転がり軸受を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a raceway member and a rolling bearing in which the dimensional change rate of the circumferential surface is suppressed to a low level and a decrease in hardness of the raceway surface is suppressed.
以下に、実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の図面においては、同一又は相当する部分に同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さないものとする。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In addition, in the following drawings, the same reference numerals are given to the same or corresponding parts, and the description thereof will not be repeated.
<転がり軸受の構成>
本実施の形態に係る転がり軸受は、例えばラジアル玉軸受であって、より具体的には図1に示される深溝玉軸受1である。深溝玉軸受1は、環状の外輪11と、外輪11の内側に配置された環状の内輪12と、外輪11と内輪12との間に配置され、円環状の保持器14に保持された転動体である複数の玉13とを備えている。外輪11の中心軸は、内輪12の中心軸と重なるように配置されている。なお、本実施の形態に係る転がり軸受は、例えばラジアルころ軸受であって、より具体的には円錐ころ軸受であってもよい。
<Configuration of rolling bearing>
The rolling bearing according to this embodiment is, for example, a radial ball bearing, more specifically a deep groove ball bearing 1 shown in FIG. 1. The deep
外輪11は、内周面11Bと、外径面としての外周面11Cとを有している。外輪11の内周面11Bには、周方向に沿って延在する外輪軌道面11Aが形成されている。内輪12は、径方向において外周側を向いた外周面12Bと、内径面としての内周面12Cとを有している。内輪12の外周面12Bには、周方向に沿って延在する内輪軌道面12Aが形成されている。内輪12は、内輪軌道面12Aが外輪軌道面11Aと対向するように外輪11の内側に配置されている。
The
複数の玉13は、転動面13Aにおいて外輪軌道面11Aおよび内輪軌道面12Aに接触し、かつ保持器14により周方向に所定のピッチで配置されている。これにより、複数の玉13は、外輪11および内輪12の円環状の軌道上に転動自在に保持されている。このような構成により、深溝玉軸受1の外輪11および内輪12は、互いに相対的に回転可能となっている。なお、内輪12が、本実施の形態に係る軌道部材である。
The plurality of
内輪12は、周方向に沿って延在する内輪軌道面12Aと、周方向に沿って延在し、かつ軸方向に沿って延びる円周面としての内周面12Cとを有している。内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量は、内周面12Cの残留オーステナイト量よりも多い。内輪12の残留オーステナイト量は、径方向において内輪軌道面12Aから内周面12Cに向かうにつれて、徐々に減少する傾向を示す。
The
内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との差は、5体積%以上であり、好ましくは10体積%以上である。内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量は、例えば10体積%以上であり、好ましくは15体積%以上である。内周面12Cの残留オーステナイト量は、例えば10体積%未満であり、好ましくは5体積%以下である。内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との上記差は、従来の焼戻処理によって実現される軌道面の残留オーステナイト量と内周面の残留オーステナイト量との差超えであり、後述する本実施の形態に係る焼戻処理により実現される。なお、残留オーステナイト量は、X線回折によって測定されたマルテンサイト相およびオーステナイト相の各回折強度から算出される。
The difference between the amount of retained austenite on the inner
上記周方向における内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量のばらつきは2体積%以下である。言い換えると、内輪軌道面12Aは、上記周方向において残留オーステナイト量が最大値を示す第1領域と、第1領域と上記周方向に間隔を隔てて配置されており、かつ、上記周方向において残留オーステナイト量が最小値を示す第2領域とを有している。内輪軌道面12Aの上記第1領域の残留オーステナイト量と上記第2領域の残留オーステナイト量との差が2体積%以下である。
The variation in the amount of retained austenite on the inner
上記周方向における内周面12Cの残留オーステナイト量のばらつきは2体積%以下である。言い換えると、内周面12Cは、上記周方向において残留オーステナイト量が最大値を示す第3領域と、第3領域と上記周方向に間隔を隔てて配置されており、かつ、上記周方向において残留オーステナイト量が最小値を示す第4領域とを有している。内周面12Cの上記第3領域の残留オーステナイト量と上記第4領域の残留オーステナイト量との差が2体積%以下である。上記第1領域は、上記径方向において上記第3領域と重なる領域である。上記第2領域は、上記径方向において上記第4領域と重なる領域である。
The variation in the amount of retained austenite on the inner
なお、上記周方向における各面の残留オーステナイト量のばらつきは、以下のように算出される。図2に示されるように、まず、第1測定点S1が内輪軌道面12A上の任意の箇所に設定される。次に、第1測定点S1から見て上記周方向にθ(30°)ずれた第2測定点S2、第2測定点S2から見て上記周方向にθ(30°)ずれた第3測定点S3、第3測定点S3から見て上記周方向にθ(30°)ずれた第4測定点S4、第4測定点S4から見て上記周方向にθ(30°)ずれた第5測定点S5、および第5測定点S5から見て上記周方向にθ(30°)ずれた第6測定点S6が、内輪軌道面12A上に設定される。このようにして、内輪12の接触面上に円周方向に沿って30°ずつずれた複数の測定点S1~S6が設定される。なお、各測定点S1~S6は、内輪軌道面12Aの上記軸方向の中央部に設定される。
Note that the variation in the amount of retained austenite on each surface in the circumferential direction is calculated as follows. As shown in FIG. 2, first, a first measurement point S1 is set at an arbitrary location on the
さらに、上記径方向において第1測定点S1とは反対側に位置する第7測定点S7、上記径方向において第2測定点S2とは反対側に位置する第8測定点S8、上記径方向において第3測定点S3とは反対側に位置する第9測定点S9、上記径方向において第4測定点S4とは反対側に位置する第10測定点S10、上記径方向において第5測定点S5とは反対側に位置する第11測定点S11、上記径方向において第6測定点S6とは反対側に位置する第12測定点S12が、内周面12C上に設定される。
Further, a seventh measurement point S7 located on the opposite side to the first measurement point S1 in the radial direction, an eighth measurement point S8 located on the opposite side to the second measurement point S2 in the radial direction, A ninth measurement point S9 located on the opposite side to the third measurement point S3, a tenth measurement point S10 located on the opposite side to the fourth measurement point S4 in the radial direction, and a fifth measurement point S5 in the radial direction. An eleventh measurement point S11 located on the opposite side and a twelfth measurement point S12 located on the opposite side to the sixth measurement point S6 in the radial direction are set on the inner
上記周方向における内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量のばらつきは、各測定点S1~S6において測定された残留オーステナイト量のうち最大値と最小値との差として算出される。上記周方向における内周面12Cの残留オーステナイト量のばらつきは、各測定点S7~S12において測定された残留オーステナイト量のうち最大値と最小値との差として算出される。
The variation in the amount of retained austenite on the inner
また、内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との上記差は、上記複数の測定点S1~S12のうち、上記径方向に間隔を隔てて配置された2つの測定点間の残留オーステナイト量の差の最小値として算出される。
Further, the difference between the amount of retained austenite on the inner
内輪12の全体の平均残留オーステナイト量、すなわち内輪12の内輪軌道面12Aから内周面12Cまでの上記径方向の残留オーステナイト量の分布から算出される平均値は、20体積%以下である。好ましくは、内輪12の全体の平均残留オーステナイト量は、10体積%以下である。
The overall average amount of retained austenite in the
内輪軌道面12Aから内周面12Cにかけて、上記径方向における残留オーステナイト量の低下率が2×102体積%/m以上5×103体積%/m以下である。上記径方向における残留オーステナイト量の低下率は、内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量、内周面12Cの残留オーステナイト量、および上記径方向に沿った内輪12の断面の残留オーステナイト量から算出される。
From the inner
内輪軌道面12Aの硬さは、内周面12Cの硬さ超えである。内輪軌道面12Aの硬さと内周面12Cの硬さとの差は、例えば50Hv以上であり、好ましくは100Hv以上である。内輪軌道面12Aの硬さは、例えば650Hv以上であり、好ましくは700Hv以上であり、より好ましくは750Hv以上である。内周面12Cの硬さは、例えば600Hv以上700Hv以下である。なお、各表面の硬さは、JIS規格(JJS Z 2244:2009)に規定されるビッカース硬さ試験法にしたがって測定される。
The hardness of the inner
上記周方向における内輪軌道面12Aの硬さのばらつきは20HV以下である。言い換えると、内輪軌道面12Aは、上記周方向において硬さが最大値を示す第5領域と、第5領域と上記周方向に間隔を隔てて配置されており、かつ、上記周方向において硬さが最小値を示す第6領域とを有している。内輪軌道面12Aの上記第5領域の硬さと上記第6領域の硬さとの差が20HV以下である。上記第1領域は例えば上記第5領域と重なる領域である。上記第2領域は例えば上記第6領域と重なる領域である。
The variation in hardness of the inner
なお、上記周方向における内輪軌道面12Aの硬さのばらつきは、上記測定点S1~S6において測定された硬さのうち最大値と最小値との差として算出される。また、内輪軌道面12Aの硬さと内周面12Cの硬さとの上記差は、上記複数の測定点S1~S12のうち、上記径方向に間隔を隔てて配置された2つの測定点間の硬さの差の最小値として算出される。
Incidentally, the variation in hardness of the inner
内輪軌道面12Aから内周面12Cにかけて、上記径方向における硬さの低下率が5×103HV/m以上4×104HV/m以下である。上記径方向における硬さの低下率は、内輪軌道面12Aの硬さ、内周面12Cの硬さ、および上記径方向に沿った内輪12の断面の硬さから算出される。
From the inner
内輪12は、従来の焼戻処理が施されておりかつ内輪軌道面12Aの硬さが同等とされた従来の内輪と比べて、内周面12Cの残留オーステナイト量が低減されているため、内周面12Cの寸法変化率が低く抑えられている。また、内輪12は、従来の焼戻処理が施されておりかつ内周面12Cの残留オーステナイト量が同等とされた従来の内輪と比べて、内輪軌道面12Aのマルテンサイト量が増加しているため、内輪軌道面12Aの硬さが向上している。内輪12は、従来の内輪と比べて、内周面12Cの寸法安定性向上と内輪軌道面12Aの硬さ向上との両立が実現されている。
The
上記周方向における内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量の上記ばらつきは、従来の焼戻処理によって実現される軌道面の残留オーステナイト量のばらつきと同等、あるいはそれ以上に抑制されており、後述する本実施の形態に係る焼戻処理により実現される。上記周方向における内周面12Cの残留オーステナイト量の上記ばらつきは、従来の焼戻処理によって実現される軌道面の残留オーステナイト量のばらつきよりも抑制されており、後述する本実施の形態に係る焼戻処理により実現される。
The above-mentioned variation in the amount of retained austenite on the inner
さらに、内輪12は、従来の焼戻処理が施されておりかつ内輪軌道面12Aの硬さが同等とされた従来の内輪と比べて、上記周方向における内周面12Cの残留オーステナイト量のばらつきが低減されているため、上記周方向における内周面12Cの寸法変化率のばらつきも低く抑えられている。また、内輪12は、従来の焼戻処理が施されておりかつ内周面12Cの残留オーステナイト量が同等とされた従来の内輪と比べて、上記周方向における内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量のばらつきが同等、あるいはそれ以上に低減されているため、上記周方向における内輪軌道面12Aのマルテンサイト量のばらつきも同等、あるいはそれ以上に低減されている。そのため、内輪12は、従来の焼戻処理が施されておりかつ内周面12Cの残留オーステナイト量が同等とされた従来の内輪と比べて、上記周方向における内輪軌道面12Aの硬さのばらつきが同等、あるいはそれ以上に低減されている。
Furthermore, the
<転がり軸受の製造方法>
本実施の形態に係る転がり軸受は、図3に示される本実施の形態に係る転がり軸受の製造方法により、製造される。図3に示されるように、本実施の形態に係る転がり軸受の製造方法は、内輪12(軌道部材)となるべき成形体を準備する工程(S10)と、成形体に対して焼入硬化処理を行う工程(S20)と、焼入硬化処理が施された成形体に対して焼戻処理を行う工程(S30)と、焼戻処理が施された成形体を研削加工する仕上工程(S40)とを備える。上記工程(S10)~(S40)により、内輪12が製造される。さらに、本実施の形態に係る転がり軸受の製造方法は、外輪11と玉13とを準備して、内輪12、外輪11、および玉13を組み立てる工程(S50)とをさらに備える。
<Manufacturing method for rolling bearings>
The rolling bearing according to this embodiment is manufactured by the method for manufacturing a rolling bearing according to this embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 3, the method for manufacturing a rolling bearing according to the present embodiment includes a step (S10) of preparing a molded body to become the inner ring 12 (raceway member), and a quench hardening process for the molded body. (S20), a step (S30) of subjecting the quench-hardened compact to a tempering process, and a finishing process (S40) of grinding the tempered compact. Equipped with. The
工程(S10)では、まず、炭素鋼組成を有する鋼材が準備される。鋼材は、例えば過共析鋼からなる。鋼材は、たとえば棒鋼や鋼線などとして準備される。次に、当該鋼材に対して切断、鍛造、旋削などの加工が施される。これにより、内輪12の概略形状に成形加工された鋼材(成形体)が作製される。上記成形体は、径方向において内側を向いた第1周面と、径方向において外側を向いた第2周面とを有している。第1周面が後工程(S40)において研削加工されることにより、内輪12の内周面12Cが形成される。第2周面が後工程(S40)において研削加工されることにより、内輪12の内輪軌道面12Aが形成される。
In step (S10), first, a steel material having a carbon steel composition is prepared. The steel material is made of hypereutectoid steel, for example. The steel material is prepared as, for example, a steel bar or a steel wire. Next, processing such as cutting, forging, and turning is performed on the steel material. As a result, a steel material (molded body) formed into the approximate shape of the
工程(S20)では、先の工程(S10)において準備された成形体に対し、焼入硬化処理が実施される。工程(S20)では、まず、成形体に浸炭浸窒処理が実施される。次に、浸炭浸窒処理によって成形体中に浸入した窒素を拡散させるための窒素拡散処理が実施される。次に、成形体の全体がA1点以上の温度T1に加熱され、均熱のために保持時間t1(均熱時間)だけ保持される。次に、成形体がMs点(マルテンサイト変態点)以下の温度T2にまで冷却される。この冷却処理は、例えば油や水などの冷却液中に対象材が浸漬されることにより実施される。これにより、当該対象材が焼入処理される。なお、焼入硬化処理が実施された成形体の上記第2周面の残留オーステナイト量と上記第1周面の残留オーステナイト量との差は5体積%未満とされている。 In the step (S20), a quench hardening treatment is performed on the molded body prepared in the previous step (S10). In the step (S20), first, the molded body is subjected to carbo-nitriding treatment. Next, a nitrogen diffusion process is performed to diffuse the nitrogen that has entered the molded body by the carbo-nitriding process. Next, the entire molded body is heated to a temperature T 1 at A 1 point or higher, and held for a holding time t 1 (soaking time) for soaking. Next, the molded body is cooled to a temperature T 2 below the Ms point (martensitic transformation point). This cooling treatment is performed by immersing the target material in a cooling liquid such as oil or water. As a result, the target material is hardened. Note that the difference between the amount of retained austenite on the second circumferential surface and the amount of retained austenite on the first circumferential surface of the molded body subjected to the quench hardening treatment is less than 5% by volume.
工程(S30)では、先の工程(S20)において焼入硬化処理が実施された成形体に対し、焼戻処理が実施される。焼戻処理では、成形体の上記第2周面が冷却部によって局所的に冷却されながら、上記第1周面が加熱部によって局所的に加熱される。つまり、第1周面に対する加熱開始時から加熱終了時まで、第2周面に対する冷却は継続して実施される。さらに、焼戻処理では、成形体がその周方向に沿って冷却部および加熱部に対して相対的に回転されながら、上記冷却および上記加熱が実施される。 In the step (S30), a tempering treatment is performed on the compact that has been subjected to the quench hardening treatment in the previous step (S20). In the tempering treatment, the second circumferential surface of the molded body is locally cooled by the cooling section, while the first circumferential surface is locally heated by the heating section. In other words, the second circumferential surface is continuously cooled from the start of heating to the first circumferential surface until the end of heating. Furthermore, in the tempering process, the cooling and heating are performed while the molded body is rotated along its circumferential direction relative to the cooling section and the heating section.
焼戻処理では、成形体の上記第1周面が焼戻温度T3に加熱され、均熱のために保持時間t2(焼戻時間)だけ保持される。成形体の上記第2周面の到達温度T4は、上記焼戻処理の間上記冷却が施されることにより、焼戻温度T3未満に保持される。なお、到達温度とは、測温される部位での最高温度である。 In the tempering process, the first circumferential surface of the compact is heated to a tempering temperature T 3 and held for a holding time t 2 (tempering time) for soaking. The temperature T 4 reached at the second circumferential surface of the molded body is maintained below the tempering temperature T 3 by performing the cooling during the tempering process. Note that the reached temperature is the highest temperature at the site whose temperature is being measured.
焼戻温度T3および保持時間t2は、内周面12Cに要求される寸法安定性を実現する観点から、内周面12Cの残留オーステナイト量が予め定められた値以下となるように設定される。一方、上記第2周面の到達温度T4は、例えば内輪軌道面12Aに要求される硬さを実現する観点から当該硬さが予め定められた値以上となるように設定される。
The tempering temperature T3 and the holding time t2 are set so that the amount of retained austenite on the inner
上記のように設定された焼戻温度T3、保持時間t2、および到達温度T4は、例えば図3および図4に示される加熱方法および冷却方法により実現され得る。 The tempering temperature T 3 , holding time t 2 , and reached temperature T 4 set as described above can be realized, for example, by the heating method and cooling method shown in FIGS. 3 and 4.
図3および図4に示されるように、上記加熱は、例えば誘導加熱により実施される。加熱部としてのコイル30は成形体10において第1周面10Cのみと対向するように配置される。好ましくは上記加熱は高周波誘導加熱により実施される。コイル30には、3kHz以上の交流電流が供給される。上記加熱が高周波誘導加熱により実施される場合、それよりも低周波数の交流電流がコイル30に供給される誘導加熱と比べて、径方向において第2周面10A側の温度上昇が抑制されるため、焼戻温度T3と上記到達温度T4との差が大きくなる。なお、上記加熱は、誘導加熱に限られるものではなく、例えば接触加熱、遠赤外線加熱等であってもよい。図3に示されるように、上記加熱部は、成形体10の上記周方向における一部を加熱するように設けられていてもよい。コイル30は、例えば成形体10の上記周方向における一部と、上記径方向において対向するように配置されている。上記加熱部による上記加熱は、例えば熱電対等によって測定された第1周面10Cの温度が予め定められた設定温度に近づくように、フィードバック制御される。
As shown in FIGS. 3 and 4, the heating is performed, for example, by induction heating. The
図4に示されるように、上記冷却は、例えば水などの冷却溶媒を成形体10の第2周面10Aに供給することにより実施される。好ましくは、上記冷却は、第1周面10Cを冷却しないように実施される。上記冷却は、第2周面10Aに供給される水が第1周面10Cには供給されないように実施される。冷却部としての噴射部31は、例えば成形体10において第2周面10Aのみと対向するように配置されて、第2周面10Aに対して水を噴射する。噴射部31から噴射される冷却溶媒の流量は、例えば20L/分以上40L/分以下である。図3に示されるように、上記冷却部は、成形体10の上記周方向における一部を冷却するように設けられていてもよい。上記加熱部および上記冷却部は、例えば上記径方向において成形体10の上記周方向における一部を挟むように配置されている。噴射部31は、例えば成形体10の上記周方向における一部と、上記径方向において対向するように配置されている。なお、上記冷却は、第2周面10Aのうち、少なくとも後工程(S40)において内輪軌道面12Aを形成するために研削加工が施される領域に対して実施されればよい。
As shown in FIG. 4, the cooling is performed by supplying a cooling solvent such as water to the second
上記加熱および上記冷却は、コイル30および噴射部31に対し、成形体10を周方向に回転させることにより実施される。上記回転は、例えば成形体10を支持する図示しない支持部と、支持部を上記周方向に回転させる駆動部とによって実施される。支持部は、例えば軸方向が鉛直方向に沿うように配置された成形体10の、下方を向いた端面を支持するように設けられている。支持部の一部は、例えば成形体10、コイル30、および噴射部31とともに、上記加熱および上記冷却が実施される図示しないチャンバ内に配置されており、支持部の残部は、例えば上記チャンバの外に配置されている。駆動部は、例えば支持部の上記残部に接続されており、上記チャンバの外に配置されている。支持部および駆動部による成形体10の回転速度は、例えば100rpm以上150rpm以下である。
The above heating and cooling are performed by rotating the molded
なお、上記焼戻処理は、複数の成形体10に対して連続して実施されてもよい。この場合、支持部は、上記軸方向に積層された複数の成形体10のうち最も下方に位置しかつチャンバに投入される前の成形体を、下方から支持するように設けられていてもよい。つまり、支持部の全体がチャンバの外に配置されていてもよい。この場合、複数の成形体10は、例えばそのうちの1つの成形体10に対して上記焼戻処理が施された後に、1つの成形体10の上記軸方向の幅分だけ上方に搬送されて、該1つの成形体10の下に積層された成形体10に対する上記焼戻処理が開始される。上記焼戻処理が施された成形体10は、例えば上記チャンバの上方に設けられた搬出口からチャンバの外部に搬出される。
In addition, the said tempering process may be implemented continuously with respect to the several molded
なお、焼戻温度T3、保持時間t2、および到達温度T4の各設定値は、例えば以下の数式1、数式2および数式3に基づいて設定される。
In addition, each setting value of tempering temperature T3 , holding time t2 , and attained temperature T4 is set based on the following
上記数式1は、焼戻温度T3(単位:℃)と上記到達温度T4(単位:℃)との関係を予測する予測式である。本発明者らは、上記加熱が第1周面に対する誘導加熱により実施され、かつ上記冷却が第2周面に対する水の噴射により実施される場合の、成形体を模擬した被加熱部材内の温度分布をシミュレーション解析した。上記数式1は、本発明者らが上記シミュレーション解析の結果から求めたものである。解析の結果、上記到達温度T4が焼戻温度T3に対して線形に変化することが確認された(図6参照)。シミュレーション解析の詳細は後述する。なお、加熱方法および冷却方法の少なくともいずれかが上記とは異なる方法により実施される場合、上記数式1が当該異なる方法における予測式に変更される。
The
上記数式2は、焼戻処理時の到達温度T(単位:K)、保持時間t2(単位:秒)および焼戻処理後の第1周面の残留オーステナイト量γ(単位:体積%)の関係を予測する予測式である。上記数式2中のRは気体定数である。焼戻処理後の第1周面の残留オーステナイト量γは、数式2中の到達温度Tに焼戻温度T3を代入することにより算出される。焼戻処理後の第2周面の残留オーステナイト量γは、数式2中の到達温度Tに到達温度T4を代入することにより算出される。上記数式2は、非特許文献1(井上毅、「新しい焼もどしパラメータとその連続昇温曲線に沿った焼もどし効果の積算法への応用」鉄と鋼,66,10(1980)1533.)に記載されている硬さと焼戻温度との関係式に基づき、本発明者らが実験的に求めたものである。 The above formula 2 is based on the temperature reached during tempering T (unit: K), the holding time t 2 (unit: seconds), and the amount of retained austenite γ (unit: volume %) on the first circumferential surface after tempering. This is a prediction formula that predicts the relationship. R in the above formula 2 is a gas constant. The amount of retained austenite γ on the first circumferential surface after the tempering process is calculated by substituting the tempering temperature T 3 for the final temperature T in Equation 2. The amount of retained austenite γ on the second circumferential surface after the tempering process is calculated by substituting the reached temperature T 4 into the reached temperature T in Equation 2. The above formula 2 is derived from Non-Patent Document 1 (Tsuyoshi Inoue, "A new tempering parameter and its application to the integration method of tempering effect along a continuous temperature increase curve" Tetsu-to-Hagane, 66, 10 (1980) 1533.) This was experimentally determined by the present inventors based on the relational expression between hardness and tempering temperature described in .
上記数式3は、焼戻処理時の到達温度T(単位:K)、保持時間t2(単位:秒)および焼戻処理後の第2周面の硬さM(単位:HV)の関係を予測する予測式である。焼戻処理後の第1周面の硬さMは、数式3中の到達温度Tに焼戻温度T3を代入することにより算出される。焼戻処理後の第2周面の硬さMは、数式3中の到達温度Tに到達温度T4を代入することにより算出される。上記数式3は、特開平10-102137号公報に記載されている残留オーステナイト量と焼戻温度との関係式に基づき、本発明者らが実験的に求めたものである。 The above formula 3 expresses the relationship between the temperature reached during tempering T (unit: K), the holding time t 2 (unit: seconds), and the hardness M of the second peripheral surface after tempering (unit: HV). This is a prediction formula to predict. The hardness M of the first circumferential surface after the tempering treatment is calculated by substituting the tempering temperature T 3 into the reached temperature T in Equation 3. The hardness M of the second circumferential surface after the tempering treatment is calculated by substituting the reached temperature T 4 into the reached temperature T in Equation 3. The above formula 3 was experimentally determined by the present inventors based on the relationship between the amount of retained austenite and the tempering temperature described in JP-A-10-102137.
具体的には、焼戻温度T3、保持時間t2、および到達温度T4の各設定値は、上記数式1、数式2および数式3に基づいて、例えば以下のように設定され得る。
Specifically, each set value of the tempering temperature T 3 , the holding time t 2 , and the attained temperature T 4 may be set, for example, as follows based on the
まず、上記数式2から、第1周面の残留オーステナイト量および成形体10の全体の平均残留オーステナイト量が上記予め定められた値以下となるように、焼戻温度T3の上限値および保持時間t2の下限値が設定される。さらに、上記数式3から、第2周面の硬さが上記予め定められた値以上となるように、上記到達温度T4の下限値および保持時間t2の上限値が設定される。次に、上記数式1から、上記数式2に基づいて設定された焼戻温度T3の上限値が実現されるときの上記到達温度T4の上限値が見積もられる。あるいは、上記数式1から、上記数式3に基づいて設定された上記到達温度T4の下限値が実現されるときの上記焼戻温度T3の下限値が見積もられる。次に、上記のように見積もられた焼戻温度T3、到達温度T4、保持時間t2の各上限値または下限値に基づいて、それぞれの設定値が定められる。
First, from the above formula 2, the upper limit value of the tempering temperature T 3 and the holding time are determined so that the amount of retained austenite on the first circumferential surface and the average amount of retained austenite in the entire molded
工程(S40)では、少なくとも上記成形体10の上記第2周面10Aに対して研削加工が実施される。これにより、内輪軌道面12Aを有する内輪12が形成される。なお、上記成形体の上記第1周面10Cに対する研削加工が実施されない場合、内周面12Cは焼戻処理が施された第1周面である。また、上記成形体の上記第1周面に対する研削加工が実施される場合、内周面12Cは焼戻処理が施された第1周面に対する研削加工により形成された面である。
In the step (S40), at least the second
工程(S50)では、外輪11と玉13とが準備される。次に、先の工程(S40)において製造された内輪12と、準備された外輪11および玉13とが組み立てられる。これにより、図1に示される深溝玉軸受1が製造される。
In the step (S50), the
<変形例>
上記工程(S20)では、浸炭浸窒処理が実施されるが、浸炭浸窒処理は実施されなくてもよい。この場合の焼入処理後の成形体の残留オーステナイト量は、浸炭処理が実施される場合のそれと比べて全体的に少なくなる。そのため、この場合の内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との差は、浸炭浸窒処理が実施される場合のそれと比べて小さくなる。しかし、この場合にも上記焼戻処理が実施されていることにより、上記差は上記焼戻処理が実施されていない従来の内輪のそれと比べて大きくなる。つまり、浸炭浸窒処理が実施されずに製造された内輪12においても、上記焼戻処理が実施されていることにより、内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との差は5体積%以上とされ得る。
<Modified example>
In the above step (S20), carbo-nitriding treatment is performed, but carbo-nitriding treatment may not be performed. In this case, the amount of residual austenite in the molded body after the quenching treatment is generally smaller than that when the carburizing treatment is performed. Therefore, in this case, the difference between the amount of retained austenite on the inner
また、内輪12とともに、外輪11も、本実施の形態に係る軌道部材として構成されていてもよい。この場合、外輪軌道面11Aの残留オーステナイト量と円周面としての外周面11Cの残留オーステナイト量との差が、5体積%以上であり、好ましくは10体積%以上である。
Further, the
<作用効果>
本実施の形態に係る軌道部材としての内輪12は、過共析鋼からなり、環状に設けられた軌道部材であって、上記周方向に沿って延在する軌道面12Aと、径方向において軌道面12Aとは反対側に位置する内周面12Cとを有している。軌道面12Aの残留オーステナイト量は内周面12Cの残留オーステナイト量よりも多い。軌道面12Aの残留オーステナイト量と内周面12Cの残留オーステナイト量との差が5体積%以上である。上記周方向における軌道面12Aの残留オーステナイト量のばらつきが2体積%以下である。
<Effect>
The
従来の焼戻処理では、成形体の全体が雰囲気炉内で加熱されるため、軌道面となるべき領域の残留オーステナイトおよびマルテンサイトが分解される。そのため、このような従来の上記焼戻処理により製造される第1比較例としての内輪では、軌道面の残留オーステナイト量と内径面の残留オーステナイト量との差は5体積%未満となる。その結果、当該内輪では、内径面の寸法安定性と軌道面の硬さとはトレードオフの関係を示し、両者を同時に高めることは困難であった。 In conventional tempering treatment, the entire molded body is heated in an atmospheric furnace, so that residual austenite and martensite in the region that is to become the raceway surface is decomposed. Therefore, in the inner ring as the first comparative example manufactured by such conventional tempering treatment, the difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the inner diameter surface is less than 5% by volume. As a result, in the inner ring, there was a trade-off relationship between the dimensional stability of the inner diameter surface and the hardness of the raceway surface, and it was difficult to improve both simultaneously.
また、焼戻処理において、仮に成形体の第1周面のみに対する局所的な加熱が実施されたとしても、第2周面に対する局所的な冷却が実施されなければ、焼戻処理における第2周面の到達温度が高くなり、残留オーステナイトおよびマルテンサイトの分解が進行する。その結果、上記加熱のみが実施され上記冷却が実施されない焼戻処理により製造される第2比較例としての内輪においても、軌道面の残留オーステナイト量と内径面の残留オーステナイト量との差は5体積%未満となる。その結果、当該内輪においても、内径面の寸法安定性と軌道面の硬さとはトレードオフの関係を示し、両者を同時に高めることは困難である。 In addition, even if local heating is performed only on the first circumferential surface of the compact in the tempering process, if local cooling is not performed on the second circumferential surface, the second circumferential surface in the tempering process The temperature reached by the surface increases, and the decomposition of retained austenite and martensite progresses. As a result, even in the inner ring as a second comparative example manufactured by the tempering process in which only the above-mentioned heating is performed and the above-mentioned cooling is not performed, the difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the inner diameter surface is 5 vol. less than %. As a result, also in the inner ring, there is a trade-off relationship between the dimensional stability of the inner diameter surface and the hardness of the raceway surface, and it is difficult to improve both simultaneously.
これに対し、本実施の形態に係る焼戻処理では、成形体の第1周面が局所的に加熱されかつ成形体の第2周面が局所的に冷却される。上記内輪12は、本実施の形態に係る焼戻処理が施されることにより、製造されたものである。そのため、第2周面に基づいて形成された内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量は、第1周面に基づいて形成された内周面12Cの残留オーステナイト量よりも、5体積%以上多くなる。
In contrast, in the tempering treatment according to the present embodiment, the first circumferential surface of the compact is locally heated and the second circumferential surface of the compact is locally cooled. The
その結果、内輪12では、内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて多く、かつ内周面12Cの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて少なくされ得る。このような内輪12では、上記第1比較例および第2比較例の内輪と比べて、内周面12Cの寸法安定性および内輪軌道面12Aの硬さが同時に高められている。
As a result, in the
また、内輪12では、内周面12Cの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて同等とされ、かつ内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて多くされ得る。このような内輪12では、内周面12Cの寸法安定性が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと同等とされるとともに、内輪軌道面12Aの硬さが上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて大きく向上している。
Further, in the
また、内輪12では、内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて同等とされ、かつ内周面12Cの残留オーステナイト量が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて少なくされ得る。このような内輪12では、内輪軌道面12Aの硬さが上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと同等とされるとともに、内周面12Cの寸法安定性が上記第1比較例および第2比較例の内輪のそれと比べて大きく向上している。
Furthermore, in the
また、上述のようにコイル30および噴射部31が上記周方向における成形体10の一部を加熱および冷却するように設けられており、かつ上記加熱および上記冷却がコイル30および噴射部31に対して固定された成形体10に施される場合、コイル30の環状部分と、環状部分の両端に接続されたリード部分との接続箇所付近で磁束密度が低下し、被加熱部材のうち上記径方向において当該接続箇所と対向するように配置された部分の温度が被加熱部材のうち上記径方向において環状部分と対向するように配置された他の部分の温度よりも低くなるおそれがある。
Further, as described above, the
これに対し、本実施の形態に係る焼戻処理では、上記加熱および上記冷却が、コイル30および噴射部31に対し、成形体10を周方向に回転させることにより実施される。上記内輪12は、本実施の形態に係る焼戻処理が施されることにより、製造されたものである。そのため、上述のようにコイル30および噴射部31が上記周方向における成形体10の一部を加熱および冷却するように設けられていても、第1周面に基づいて形成された内周面12Cおよび第2周面に基づいて形成された内輪軌道面12Aの各残留オーステナイト量の上記周方向のばらつきは、2体積%以下となる。その結果、内輪12では、上記周方向における内輪軌道面12Aの残留オーステナイト量のばらつきが、上記加熱および上記冷却がコイル30および噴射部31に対して固定された成形体10に施される場合のそれと比べて、低減されている。さらに、内輪12では、上記周方向における内周面12Cの残留オーステナイト量のばらつきが、上記加熱および上記冷却がコイル30および噴射部31に対して固定された成形体10に施される場合のそれと比べて、低減されている。このような内輪12では、上記加熱および上記冷却がコイル30および噴射部31に対して固定された成形体10に施される場合と比べて、上記周方向における内周面12Cの寸法安定性のばらつき、および上記周方向における内輪軌道面12Aの硬さのばらつきが、同時に低減されている。
On the other hand, in the tempering treatment according to the present embodiment, the heating and the cooling are performed by rotating the molded
なお、上記焼戻処理を実施するための加熱部および冷却部が上記周方向における成形体10の全体に対して加熱および冷却を行うように設けられている場合、このような加熱部および冷却部は上記コイル30および噴射部31と比べて高価となるため、内輪の製造コストも高くなる。つまり、上記内輪12では、このような加熱部および冷却部を用いて製造される内輪と比べて、製造コストが低減されながらも、上記周方向における内周面12Cの寸法安定性のばらつき、および上記周方向における内輪軌道面12Aの硬さのばらつきが、同時に低減されている。
In addition, when the heating part and the cooling part for carrying out the said tempering process are provided so that the whole compact 10 may be heated and cooled in the said circumferential direction, such a heating part and a cooling part Since this is more expensive than the
好ましくは、内輪12は、浸炭浸窒処理を含む熱処理が施されている。この場合、上述のように、軌道面の残留オーステナイト量と円周面の残留オーステナイト量との差が10体積%以上とされ得る。そのため、このような内輪12では、上記第1比較例および第2比較例の内輪と比べて、内周面12Cの寸法安定性および内輪軌道面12Aの硬さが同時にかつ大きく向上している。
Preferably, the
本実施の形態に係る焼戻処理は、従来の焼戻処理と比べて、成形体の上記第2周面のマルテンサイトの分解を抑制することができる。そのため、内輪12の内輪軌道面12Aの硬さは、650Hv以上とされ得る。つまり、内輪軌道面12Aの硬さは、上記第1比較例および第2比較例の内輪の軌道面の硬さ超えとされ得る。さらに、上述のように、本実施の形態に係る焼戻処理によって、内輪軌道面12Aの各残留オーステナイト量の上記周方向のばらつきは2体積%以下となる。そのため、上記周方向における内輪12の内輪軌道面12Aの硬さのばらつきは、20Hv以下とされ得る。
The tempering treatment according to the present embodiment can suppress decomposition of martensite on the second peripheral surface of the molded body, compared to conventional tempering treatment. Therefore, the hardness of the inner
上記内輪12は、ラジアル軸受である深溝玉軸受1または円錐ころ軸受の内輪であり、内周面12Cは径方向において内輪軌道面12Aとは反対側に位置する面である。上記内輪12を備える深溝玉軸受1は、上記第1比較例および第2比較例の内輪を備える深溝玉軸受と比べて、内周面12Cの寸法安定性と内輪軌道面12Aの硬さとが同時に高められているため、高寿命である。
The
(実施例1)
上述した実施の形態に係る焼戻処理に関し、シミュレーション解析を行った。シミュレーション解析は、有限要素法による熱伝導解析により行った。まず、上記成形体を模擬した被加熱部材は、JIS規格 SUJ2からなり、軸方向の厚さが3mmのリングとした。また、該被加熱部材、上記焼入処理が施されたものとした。この被加熱部材を、図5に示される解析モデルを用いて上記焼戻処理を模擬し、そのときの被加熱部材内部の温度分布を解析した。本解析モデルでは、成形体の第1周面に対する上記加熱を誘導加熱、第2周面に対する上記冷却を水冷とする焼戻条件を設定した。また、第2周面に適当な熱伝達係数を与えて、水冷を模擬した。このような解析モデルにおいて、第1周面に対する加熱温度、すなわち焼戻温度を180℃以上490℃以下とし、保持時間を1分としたときの、成形体内部の温度分布を解析した。図6および図7に解析結果を示す。
(Example 1)
A simulation analysis was conducted regarding the tempering treatment according to the embodiment described above. The simulation analysis was performed using heat conduction analysis using the finite element method. First, the heated member simulating the molded body was a ring made of JIS standard SUJ2 and having an axial thickness of 3 mm. Further, the heated member was subjected to the above-mentioned quenching treatment. The above-mentioned tempering process was simulated for this heated member using the analytical model shown in FIG. 5, and the temperature distribution inside the heated member at that time was analyzed. In this analytical model, tempering conditions were set in which the heating for the first circumferential surface of the molded body was induction heating, and the cooling for the second circumferential surface was water cooling. In addition, water cooling was simulated by giving an appropriate heat transfer coefficient to the second peripheral surface. In such an analytical model, the temperature distribution inside the molded body was analyzed when the heating temperature for the first circumferential surface, that is, the tempering temperature was set at 180° C. or higher and 490° C. or lower, and the holding time was set at 1 minute. The analysis results are shown in FIGS. 6 and 7.
図6は、第1周面に対する加熱温度を180℃以上490℃以下とし、保持時間を1分としたときの、該加熱温度と上記冷却が施されている第2周面の到達温度との関係を示すグラフである。図6の横軸は第1周面に対する加熱温度(単位:℃)を示し、図6の縦軸は第2周面の到達温度(単位:℃)を示す。図6に示されるように、第2周面の到達温度は第1周面に対する加熱温度に対して線形に変化した。図6のグラフから、上記数式1が導出された。図6から、上記加熱および上記冷却が同時に実施されることにより、第1周面と第2周面との温度差を十分に大きくすることができ、第1周面の残留オーステナイト量と第2周面の残留オーステナイト量との差を5体積%以上とすることができることが確認された。
FIG. 6 shows the relationship between the heating temperature and the temperature reached by the second circumferential surface that is being cooled, when the heating temperature for the first circumferential surface is 180°C or more and 490°C or less, and the holding time is 1 minute. It is a graph showing a relationship. The horizontal axis of FIG. 6 indicates the heating temperature (unit: °C) for the first circumferential surface, and the vertical axis of FIG. 6 indicates the reached temperature (unit: °C) of the second circumferential surface. As shown in FIG. 6, the temperature reached at the second circumferential surface changed linearly with respect to the heating temperature for the first circumferential surface.
図7は、第1周面に対する加熱温度を350℃とする加熱および上記冷却を開始してから30秒経過したときの、被加熱部材の内部の温度分布を示す図である。図7に示されるように、第1周面から第2周面に向かうにつれて、被加熱部材の内部の温度が徐々に低くなっており、第1周面の温度に対する低下量が第1周面からの距離に対して線形に変化することが確認された。また、上記工程(S50)における研削加工の取り代を考慮しても、軌道面が形成される領域の到達温度はマルテンサイトの分解が十分に抑制され得る温度に抑えられることが確認された。 FIG. 7 is a diagram showing the temperature distribution inside the heated member when 30 seconds have elapsed since the start of heating the first circumferential surface to a heating temperature of 350° C. and the above-mentioned cooling. As shown in FIG. 7, the temperature inside the heated member gradually decreases from the first circumferential surface to the second circumferential surface, and the amount of decrease relative to the temperature of the first circumferential surface is smaller than that of the first circumferential surface. It was confirmed that it changes linearly with the distance from Further, it was confirmed that even if the machining allowance of the grinding process in the above step (S50) is taken into account, the temperature reached in the region where the raceway surface is formed can be suppressed to a temperature at which decomposition of martensite can be sufficiently suppressed.
また、図7に示される上記加熱および上記冷却を、焼戻処理前の第1周面および第2周面の残留オーステナイト量が14.4体積%、硬さが780Hvである被加熱部材に実施した場合、第1周面の残留オーステナイト量が2体積%以下、第1周面の硬さが680Hvであるの対し、第2周面の残留オーステナイト量は14.1体積%、硬さは779Hvであった。 Further, the heating and cooling shown in FIG. 7 were performed on a member to be heated whose first circumferential surface and second circumferential surface before tempering had a residual austenite content of 14.4% by volume and a hardness of 780 Hv. In this case, the amount of retained austenite on the first circumferential surface is 2% by volume or less and the hardness of the first circumferential surface is 680Hv, whereas the amount of retained austenite on the second circumferential surface is 14.1% by volume and the hardness is 779Hv. Met.
(実施例2)
上述した実施の形態に係る焼戻処理に関し、上記周方向における外周面の温度のばらつきが残留オーステナイト量および硬さに与える影響を、上記数式2および3に基づいて評価した。
(Example 2)
Regarding the tempering treatment according to the embodiment described above, the influence of temperature variations on the outer peripheral surface in the circumferential direction on the amount of retained austenite and hardness was evaluated based on Equations 2 and 3 above.
図8は、第1周面の最高温度(到達温度)が230℃以上400℃以下、第1周面の最低温度が上記最高温度よりも20℃、50℃、または80℃低い温度とされ、かつ保持時間が1分とされたときの、上記最高温度と、上記最高温度で加熱されたときの残留オーステナイト量と上記最低温度で加熱されたときの残留オーステナイト量との差Δγとの関係を示すグラフである。上記最高温度で加熱されたときの残留オーステナイト量は、上記最高温度が上記数式(2)の到達温度T(単位:K)に代入され、上記保持時間が数式(2)の保持時間t2(単位:秒)に代入されることにより、算出された。上記最低温度で加熱されたときの残留オーステナイト量は、上記最低温度が上記数式(2)の到達温度T(単位:K)に代入され、上記保持時間が数式(2)の保持時間t2(単位:秒)に代入されることにより、算出された。 In FIG. 8, the maximum temperature (achieved temperature) of the first peripheral surface is 230°C or more and 400°C or less, and the minimum temperature of the first peripheral surface is 20°C, 50°C, or 80°C lower than the maximum temperature, And when the holding time is 1 minute, the relationship between the above maximum temperature and the difference Δγ between the amount of retained austenite when heated at the above maximum temperature and the amount of retained austenite when heated at the above minimum temperature. This is a graph showing. The amount of retained austenite when heated at the above maximum temperature is calculated by substituting the maximum temperature into the reached temperature T (unit: K) in the above formula (2), and calculating the holding time t 2 ( Unit: seconds). The amount of retained austenite when heated at the above minimum temperature is determined by substituting the above minimum temperature into the reached temperature T (unit: K) in the above formula (2), and calculating the above holding time by the holding time t 2 (in K) in the above formula (2). Unit: seconds).
図8の横軸は最高温度(単位:℃)を示し、図8の縦軸は上記最低温度で加熱されたときの残留オーステナイト量と上記最高温度で加熱されたときの残留オーステナイト量との差Δγ(単位:体積%)を示す。図8中、温度差ΔTが20℃であるときの上記最高温度と残留オーステナイト量の上記差Δγとの関係を示すグラフ、温度差ΔTが50℃であるときの上記最高温度と残留オーステナイト量の上記差Δγとの関係を示すグラフ、および温度差ΔTが80℃であるときの上記最高温度と残留オーステナイト量の上記差Δγとの関係を示すグラフが、示されている。つまり、図8では、上記周方向における内周面の温度のばらつきが上記最高温度と上記最低温度との差ΔTとして表され、上記周方向における内周面の残留オーステナイト量のばらつきが上記残留オーステナイト量の差Δγとして表されている。 The horizontal axis of FIG. 8 shows the maximum temperature (unit: °C), and the vertical axis of FIG. 8 shows the difference between the amount of retained austenite when heated at the above-mentioned minimum temperature and the amount of retained austenite when heated at the above-mentioned maximum temperature. Δγ (unit: volume %) is shown. In FIG. 8, there is a graph showing the relationship between the maximum temperature and the difference Δγ in the amount of retained austenite when the temperature difference ΔT is 20°C, and a graph showing the relationship between the maximum temperature and the difference Δγ in the amount of retained austenite when the temperature difference ΔT is 50°C. A graph showing the relationship with the difference Δγ and a graph showing the relationship between the maximum temperature and the difference Δγ in the amount of retained austenite when the temperature difference ΔT is 80° C. are shown. That is, in FIG. 8, the variation in the temperature of the inner peripheral surface in the circumferential direction is expressed as the difference ΔT between the maximum temperature and the minimum temperature, and the variation in the amount of retained austenite on the inner peripheral surface in the circumferential direction is represented by the retained austenite. The difference in quantity is expressed as Δγ.
図8に示されるように、温度差ΔTが大きいほど、残留オーステナイト量の差Δγが大きくなった。また、温度差ΔTが大きいほど、残留オーステナイト量の差Δγが最大値を示す最高温度が高かった。残留オーステナイト量の差Δγの最大値は、温度差ΔTが20℃では2.8体積%、温度差ΔTが50℃では6.6体積%、温度差ΔTが80℃では9.6体積%であった。 As shown in FIG. 8, the larger the temperature difference ΔT, the larger the difference Δγ in the amount of retained austenite. Further, the larger the temperature difference ΔT, the higher the maximum temperature at which the difference Δγ in the amount of retained austenite showed the maximum value. The maximum value of the difference Δγ in the amount of retained austenite is 2.8 volume % when the temperature difference ΔT is 20 °C, 6.6 volume % when the temperature difference ΔT is 50 °C, and 9.6 volume % when the temperature difference ΔT is 80 °C. there were.
図8において、温度差ΔTが20℃であるときのグラフにおいて最高温度が300℃であるプロットは、300℃に加熱されたときの残留オーステナイト量と280℃に加熱されたときの残留オーステナイト量との差が2体積%以上であることを示している。 In FIG. 8, the plot where the maximum temperature is 300°C in the graph when the temperature difference ΔT is 20°C shows the amount of retained austenite when heated to 300°C and the amount of retained austenite when heated to 280°C. This indicates that the difference is 2% by volume or more.
図8において、温度差ΔTが20℃であるときのグラフにおいて最高温度が290℃であるプロットは、290℃に加熱されたときの残留オーステナイト量と270℃に加熱されたときの残留オーステナイト量との差が2体積%以下であることを示している。図8において、温度差ΔTが20℃であるときのグラフにおいて最高温度が250℃であるプロットは、250℃に加熱されたときの残留オーステナイト量と230℃に加熱されたときの残留オーステナイト量との差が1体積%以下であることを示している。 In Figure 8, the plot where the maximum temperature is 290°C in the graph when the temperature difference ΔT is 20°C is the amount of retained austenite when heated to 290°C and the amount of retained austenite when heated to 270°C. This indicates that the difference between the two is 2% by volume or less. In FIG. 8, the plot in which the maximum temperature is 250°C in the graph when the temperature difference ΔT is 20°C shows the amount of retained austenite when heated to 250°C and the amount of retained austenite when heated to 230°C. This indicates that the difference between the two is 1% by volume or less.
図9は、第1周面の最高温度が230℃以上400℃以下、第1周面の最低温度が上記最高温度よりも20℃、50℃、または80℃低い温度とされ、かつ保持時間が1分とされたときの、上記最高温度と、上記最高温度で加熱されたときの硬さと上記最低温度で加熱されたときの硬さとの差ΔHVとの関係を示すグラフである。上記最高温度で加熱されたときの硬さは、上記最高温度が上記数式(3)の到達温度T(単位:K)に代入され、上記保持時間が数式(3)の保持時間t2(単位:秒)に代入されることにより、算出された。上記最低温度で加熱されたときの硬さは、上記最低温度が上記数式(3)の到達温度T(単位:K)に代入され、上記保持時間が数式(3)の保持時間t2(単位:秒)に代入されることにより、算出された。 In FIG. 9, the maximum temperature of the first peripheral surface is 230°C or more and 400°C or less, the minimum temperature of the first peripheral surface is 20°C, 50°C, or 80°C lower than the maximum temperature, and the holding time is It is a graph showing the relationship between the maximum temperature and the difference ΔHV between the hardness when heated at the maximum temperature and the hardness when heated at the minimum temperature, when one minute is set. The hardness when heated at the above maximum temperature is calculated by substituting the above maximum temperature into the attained temperature T (unit: K) in the above formula (3), and the above holding time being the holding time t 2 (unit: K) in the above formula (3). : seconds). The hardness when heated at the above minimum temperature is determined by substituting the above minimum temperature into the attained temperature T (unit: K) in the above formula (3), and the above holding time being the holding time t 2 (unit: K) in the above equation (3). : seconds).
図9の横軸は最高温度(単位:℃)を示し、図9の縦軸は上記最低温度で加熱されたときの硬さと上記最高温度で加熱されたときの硬さとの差ΔHV(単位:HV)を示す。図9中、温度差ΔTが20℃であるときの上記最高温度と硬さの上記差ΔHVとの関係を示すグラフ、温度差ΔTが50℃であるときの上記最高温度と硬さの上記差ΔHVとの関係を示すグラフ、および温度差ΔTが80℃であるときの上記最高温度と硬さの上記差ΔHVとの関係を示すグラフが、示されている。つまり、図9では、上記周方向における内周面の温度のばらつきが上記最高温度と上記最低温度との差ΔTとして表され、上記周方向における内周面の硬さのばらつきが上記硬さの差ΔHVとして表されている。 The horizontal axis of FIG. 9 shows the maximum temperature (unit: °C), and the vertical axis of FIG. 9 shows the difference ΔHV (unit: HV). In FIG. 9, a graph showing the relationship between the maximum temperature and the hardness difference ΔHV when the temperature difference ΔT is 20°C, and a graph showing the relationship between the maximum temperature and the hardness difference ΔHV when the temperature difference ΔT is 50°C. A graph showing the relationship with ΔHV and a graph showing the relationship between the maximum temperature and the hardness difference ΔHV when the temperature difference ΔT is 80° C. are shown. That is, in FIG. 9, the variation in temperature of the inner circumferential surface in the circumferential direction is expressed as the difference ΔT between the maximum temperature and the minimum temperature, and the variation in the hardness of the inner circumferential surface in the circumferential direction is expressed as the difference ΔT between the maximum temperature and the minimum temperature. It is expressed as the difference ΔHV.
図9に示されるように、温度差ΔTが大きいほど、硬さの差ΔHVが大きくなった。また、温度差ΔTが大きいほど、硬さの差ΔHVが最大値を示す最高温度が高かった。硬さの差ΔHVの最大値は、温度差ΔTが20℃では10.6HV、温度差ΔTが50℃では28.0HV、温度差ΔTが80℃では47.3HVであった。最高温度が高いほど、硬さの差ΔHVは小さかった。 As shown in FIG. 9, the larger the temperature difference ΔT, the larger the hardness difference ΔHV. Furthermore, the larger the temperature difference ΔT, the higher the maximum temperature at which the hardness difference ΔHV showed the maximum value. The maximum value of the hardness difference ΔHV was 10.6HV when the temperature difference ΔT was 20°C, 28.0HV when the temperature difference ΔT was 50°C, and 47.3HV when the temperature difference ΔT was 80°C. The higher the maximum temperature, the smaller the hardness difference ΔHV.
図9に示されるように、温度差ΔTが20℃である場合、硬さの上記差ΔHVは20HV以下であった。温度差ΔTが20℃であるときのグラフにおいて最高温度が350℃以上である各プロットは、350℃以上に加熱されたときの硬さと330℃以上に加熱されたときの硬さとの差が10HV以下であることを示している。 As shown in FIG. 9, when the temperature difference ΔT was 20° C., the hardness difference ΔHV was 20 HV or less. In the graph when the temperature difference ΔT is 20°C, each plot where the maximum temperature is 350°C or higher has a difference of 10 HV between the hardness when heated to 350°C or higher and the hardness when heated to 330°C or higher. It shows that:
つまり、図8および図9に示される計算結果では、上記周方向における外周面の温度のばらつきが小さいほど、上記周方向における外周面の残留オーステナイト量のばらつきおよび硬さのばらつきが抑えられていた。 In other words, in the calculation results shown in FIGS. 8 and 9, the smaller the variation in the temperature of the outer circumferential surface in the circumferential direction, the more suppressed the variation in the amount of retained austenite and the variation in hardness of the outer circumferential surface in the circumferential direction. .
(実施例3)
上述した実施の形態に係る焼戻処理での成形体の第1周面および第2周面の各温度と、各温度変化とを評価した。まず、JIS規格に定められたSUJ2からなり、かつ環状に設けられた複数の被加熱部材を準備した。各被加熱部材の上記径方向の幅、すなわち内周面と外周面との間の距離は、3mm以上7mm以下とした。次に、複数の熱電対および各熱電対の出力を収集するための無線式計測ユニットを準備し、各被加熱部材の上記周方向の一部領域の第1周面に対応する内周面および第2周面に対応する外周面にそれぞれ1つの熱電対を固定した。上記一部領域の内周面に固定された熱電対は、上記一部領域の外周面に固定された熱電対と、上記径方向において重なるように配置された。
(Example 3)
Each temperature of the first circumferential surface and the second circumferential surface of the molded body and each temperature change in the tempering treatment according to the embodiment described above were evaluated. First, a plurality of members to be heated made of SUJ2 defined in the JIS standard and arranged in an annular shape were prepared. The width of each heated member in the radial direction, that is, the distance between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface, was set to be 3 mm or more and 7 mm or less. Next, a plurality of thermocouples and a wireless measurement unit for collecting the output of each thermocouple are prepared, and the inner peripheral surface corresponding to the first peripheral surface of the partial area in the circumferential direction of each heated member is One thermocouple was fixed to each outer peripheral surface corresponding to the second peripheral surface. The thermocouple fixed to the inner peripheral surface of the partial region was arranged to overlap in the radial direction with the thermocouple fixed to the outer peripheral surface of the partial region.
次に、実施例として、熱電対が取り付けられた各被加熱部材に対し、上述した実施の形態に係る焼戻処理での上記加熱および上記冷却を施した。具体的には、被加熱部材が上記支持部に支持されかつ上記駆動部によって被加熱部材の周方向に回転された状態で、被加熱部材の内周面が上記加熱部によって誘導加熱されると同時に、被加熱部材の外周面が上記冷却部(冷却ジャケット)に冷却された。上記加熱部および上記冷却部は、上記周方向における被加熱部材の一部を加熱および冷却するものとした。すなわち、上記加熱および上記冷却は、熱電対が固定された被加熱部材の上記一部領域と上記加熱部および上記冷却部との間の距離が上記駆動部による被加熱部材の回転に伴い変化する加熱条件下で、実施された。上記加熱および上記冷却が開始されるタイミングは、同時とした。 Next, as an example, each member to be heated to which a thermocouple was attached was subjected to the above heating and the above cooling in the tempering treatment according to the embodiment described above. Specifically, in a state where the member to be heated is supported by the support section and rotated in the circumferential direction of the member to be heated by the drive section, the inner circumferential surface of the member to be heated is induction heated by the heating section. At the same time, the outer peripheral surface of the member to be heated was cooled by the cooling section (cooling jacket). The heating section and the cooling section heat and cool a portion of the member to be heated in the circumferential direction. That is, in the heating and cooling, the distance between the partial area of the heated member to which the thermocouple is fixed and the heating section and the cooling section changes as the driving section rotates the heated member. It was carried out under heating conditions. The heating and cooling were started at the same time.
上記駆動部による被加熱部材の回転数は、100rpm以上150rpm以下とした。上記加熱部による上記加熱は、熱電対によって測定された内周面の温度が予め定められた内周面の加熱温度(均熱温度)に近づくようにフィードバック制御された。フィードバック制御は、DAコンバータおよびプログラマブルロジックコントローラ(programmable logic controller)を用いて行われた。上記冷却部から被加熱部材の外周面に噴射された冷却液の流量は、20L/分以上40L/分以下とした。このような加熱処理での各被加熱部材の内周面および外周面の各温度の推移を評価した。 The rotation speed of the heated member by the drive section was set to be 100 rpm or more and 150 rpm or less. The heating by the heating section was feedback-controlled so that the temperature of the inner circumferential surface measured by the thermocouple approached a predetermined heating temperature (soaking temperature) of the inner circumferential surface. Feedback control was performed using a DA converter and a programmable logic controller. The flow rate of the cooling liquid injected from the cooling unit onto the outer circumferential surface of the heated member was set to 20 L/min or more and 40 L/min or less. The changes in temperature of the inner circumferential surface and outer circumferential surface of each member to be heated during such heat treatment were evaluated.
図10および図11は、代表的な評価結果として、上記径方向の幅が3mmであった被加熱部材に、回転数が100rpm、内周面の到達温度が250℃、冷却液の流量が20L/分である加熱処理を施したときの温度変化を示すグラフである。図10および図11の横軸は加熱時間(単位:秒)であり、図10および図11の縦軸は測定された内周面および外周面の各温度(単位:℃)である。図11は、図10に示される内周面の温度変化のうち、内周面の温度が予め定められた到達温度に達した後の所定時間内での温度変化を示す部分拡大図である。 FIGS. 10 and 11 show typical evaluation results for the heated member with a radial width of 3 mm at a rotational speed of 100 rpm, an attained temperature of the inner circumferential surface of 250° C., and a coolant flow rate of 20 L. 3 is a graph showing temperature changes when heat treatment is performed at a rate of 1/min. The horizontal axis in FIGS. 10 and 11 is the heating time (unit: seconds), and the vertical axis in FIGS. 10 and 11 is the measured temperature (unit: °C) of the inner peripheral surface and the outer peripheral surface. FIG. 11 is a partially enlarged view showing a temperature change within a predetermined time after the temperature of the inner circumferential surface reaches a predetermined ultimate temperature among the temperature changes of the inner circumferential surface shown in FIG. 10.
図10および図11に示されるように、内周面の温度は、予め定められた到達温度である250℃に達した後、240℃以上260℃以下の温度範囲内を波状に推移していた。図11に示されるように、内周面の温度が到達温度に達した後、内周面の温度変化の振幅は15℃以下であり、かつ内周面の温度変化の周波数は被加熱部材の回転数と略同等であった。この結果から、内周面の温度が到達温度に達した後の内周面の温度変化は、主に被加熱部材の上記一部領域と上記加熱部および上記冷却部との間の距離の上記変化に起因していることが確認された。 As shown in Figures 10 and 11, after reaching the predetermined ultimate temperature of 250°C, the temperature of the inner peripheral surface changed in a wave-like manner within the temperature range of 240°C to 260°C. . As shown in FIG. 11, after the temperature of the inner circumferential surface reaches the final temperature, the amplitude of the temperature change on the inner circumferential surface is 15°C or less, and the frequency of the temperature change on the inner circumferential surface is equal to that of the heated member. It was almost the same as the number of rotations. From this result, it can be seen that the temperature change on the inner circumferential surface after the temperature of the inner circumferential surface reaches the final temperature is mainly due to the distance between the partial area of the heated member and the heating section and the cooling section. It was confirmed that this was caused by a change.
図10に示されるように、外周面の温度は、100℃に達した後、80℃以上120℃以下の温度範囲内を波状に推移していた。図11に示されるように、外周面の温度が100℃に達した後、比較的速やかに内周面の温度が250℃に達した。内周面の温度が250℃に達した後、外周面の温度変化の振幅は30℃以下であり、かつ外周面の温度変化の周波数は被加熱部材の回転数と略同等であった。図10および図11に示される被加熱部材では、外周面での熱伝達係数が19000W/m2K程度であった。さらに、このような実施例に係る被加熱部材では、加熱後の表面酸化による変色ムラが確認されなかった。 As shown in FIG. 10, after reaching 100°C, the temperature of the outer peripheral surface changed in a wave-like manner within a temperature range of 80°C to 120°C. As shown in FIG. 11, after the temperature of the outer peripheral surface reached 100° C., the temperature of the inner peripheral surface reached 250° C. relatively quickly. After the temperature of the inner circumferential surface reached 250° C., the amplitude of the temperature change on the outer circumferential surface was 30° C. or less, and the frequency of the temperature change on the outer circumferential surface was approximately equal to the number of rotations of the member to be heated. The heated member shown in FIGS. 10 and 11 had a heat transfer coefficient of about 19000 W/m 2 K at the outer peripheral surface. Furthermore, in the heated member according to this example, no uneven discoloration due to surface oxidation after heating was observed.
一方、比較例として、熱電対が取り付けられた各被加熱部材に対し、上記周方向に回転されていない点でのみ上記実施例と異なる熱処理を施した。このような比較例に係る被加熱部材では、加熱後の表面酸化による変色ムラに基づいて、上記周方向における内周面の温度のばらつきが数十℃以上と見積もられた。 On the other hand, as a comparative example, each heated member to which a thermocouple was attached was subjected to heat treatment that differed from the above example only in that it was not rotated in the circumferential direction. In the heated member according to the comparative example, the variation in temperature of the inner circumferential surface in the circumferential direction was estimated to be several tens of degrees Celsius or more based on uneven discoloration due to surface oxidation after heating.
以上の評価結果から、上記焼戻処理での上記周方向における内周面および外周面の温度のばらつきは被加熱部材を回転させることによって低減されることが確認された。 From the above evaluation results, it was confirmed that the variation in temperature of the inner circumferential surface and outer circumferential surface in the circumferential direction during the tempering treatment was reduced by rotating the member to be heated.
さらに、被加熱部材が回転された状態において内周面の温度が到達温度に達した後の外周面の温度変化は、主に被加熱部材の回転数に依存していることが確認された。さらに、図10および図11に示されていない他の評価結果も考慮すれば、外周面での熱伝達係数は、駆動部よる被加熱部材の回転数、および冷却部から被加熱部材に供給される冷却液の流量等によって制御されることが確認された。 Furthermore, it was confirmed that the temperature change on the outer circumferential surface after the temperature of the inner circumferential surface reached the final temperature while the member to be heated was rotated was mainly dependent on the rotational speed of the member to be heated. Furthermore, if other evaluation results not shown in FIGS. 10 and 11 are taken into account, the heat transfer coefficient at the outer circumferential surface is determined by the number of rotations of the heated member by the drive unit and the number of rotations of the heated member from the cooling unit. It was confirmed that this is controlled by the flow rate of the coolant, etc.
(実施例4)
上述した実施の形態に係る焼戻処理に関し、上記径方向における温度分布が上記径方向における残留オーステナイト量の分布に与える影響を、上記実施例1のシミュレーション結果および上記数式2に基づいて評価した。同様に、上記径方向における温度分布が上記径方向における硬さの分布に与える影響を、上記実施例1のシミュレーション結果および上記数式3に基づいて評価した。
(Example 4)
Regarding the tempering treatment according to the embodiment described above, the influence of the temperature distribution in the radial direction on the distribution of the amount of retained austenite in the radial direction was evaluated based on the simulation results of Example 1 and Equation 2. Similarly, the influence of the temperature distribution in the radial direction on the hardness distribution in the radial direction was evaluated based on the simulation results of Example 1 and Equation 3 above.
上記シミュレーション結果から見積もられた被加熱部材の上記径方向における各部位の温度を上記数式(2)の到達温度Tに代入し、各部位の残留オーステナイト量を見積もった。その結果、被加熱部材の第2周面から第1周面にかけて上記径方向における残留オーステナイト量の低下率、すなわち第2周面からの距離に対する残留オーステナイト量の低下率は、2×102体積%/m以上5×103体積%/m以下であった。 The temperature of each portion of the member to be heated in the radial direction estimated from the above simulation results was substituted for the reached temperature T in the above equation (2), and the amount of retained austenite at each portion was estimated. As a result, the rate of decrease in the amount of retained austenite in the radial direction from the second circumferential surface to the first circumferential surface of the member to be heated, that is, the rate of decrease in the amount of retained austenite with respect to the distance from the second circumferential surface is 2×10 2 volume %/m or more and 5×10 3 volume %/m or less.
上記シミュレーション結果から見積もられた被加熱部材の上記径方向における各部位の温度を上記数式(3)の到達温度Tに代入し、各部位の硬さを見積もった。その結果、被加熱部材の第2周面から第1周面にかけて上記径方向における硬さの低下率、すなわち第2周面からの距離に対する硬さの低下率は、5×103HV/m以上4×104HV/m以下であった。 The temperature of each portion of the member to be heated in the radial direction estimated from the simulation results was substituted for the reached temperature T in the above equation (3), and the hardness of each portion was estimated. As a result, the rate of decrease in hardness in the radial direction from the second circumferential surface to the first circumferential surface of the member to be heated, that is, the rate of decrease in hardness with respect to the distance from the second circumferential surface is 5×10 3 HV/m. It was 4×10 4 HV/m or less.
さらに、上記実施例3で用いられた被加熱部材の、上記径方向における残留オーステナイト量の分布を評価した。さらに、上記実施例3で用いられた被加熱部材の、上記径方向における硬さの分布を評価した。評価方法は、上記実施の形態に記載した通りとした。 Furthermore, the distribution of the amount of retained austenite in the radial direction of the member to be heated used in Example 3 was evaluated. Furthermore, the distribution of hardness in the radial direction of the heated member used in Example 3 was evaluated. The evaluation method was as described in the above embodiment.
回転数が100rpm、内周面の到達温度が250℃、冷却液の流量が20L/分である加熱処理が施された上記径方向の幅が7mmである被加熱部材では、上記残留オーステナイトの低下率が2×102体積%/mであって、上記硬さの低下率が5×103HV/mであった。回転数が150rpm、内周面の到達温度が400℃、冷却液の流量が40L/分である加熱処理が施された上記径方向の幅が3mmである被加熱部材では、上記残留オーステナイトの低下率が5×103体積%/mであって、上記硬さの低下率が4×104HV/mであった。 In the heated member having a radial width of 7 mm and subjected to heat treatment at a rotational speed of 100 rpm, a temperature reached at the inner circumferential surface of 250° C., and a coolant flow rate of 20 L/min, the residual austenite decreases. The hardness reduction rate was 2×10 2 volume %/m, and the hardness reduction rate was 5×10 3 HV/m. In the heated member having a radial width of 3 mm and subjected to heat treatment at a rotation speed of 150 rpm, a temperature reached at the inner circumferential surface of 400° C., and a coolant flow rate of 40 L/min, the residual austenite decreases. The hardness reduction rate was 5×10 3 volume %/m, and the hardness reduction rate was 4×10 4 HV/m.
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 considered restrictive. The scope of the present invention is indicated by the claims rather than the above description, and it is intended that equivalent meanings to the claims and all changes within the scope are included.
1 深溝玉軸受、10 成形体、10A 第2周面、10C 第1周面、11 外輪、11A 外輪軌道面、12C 内周面、12B 外周面、12 内輪、12A 内輪軌道面、13 玉、13A 転動面、14 保持器、30 コイル、31 噴射部。 1 deep groove ball bearing, 10 molded body, 10A second peripheral surface, 10C first peripheral surface, 11 outer ring, 11A outer ring raceway surface, 12C inner peripheral surface, 12B outer peripheral surface, 12 inner ring, 12A inner ring raceway surface, 13 balls, 13A Rolling surface, 14 cage, 30 coil, 31 injection section.
Claims (8)
周方向に沿って延在する軌道面と、
径方向において前記軌道面とは反対側に位置する他の面とを有し、
前記軌道面の残留オーステナイト量は前記他の面の残留オーステナイト量よりも多く、
前記軌道面の残留オーステナイト量と前記他の面の残留オーステナイト量との差が5体積%以上であり、
前記他の面の残留オーステナイト量が2体積%以下であり、
前記周方向における前記軌道面の残留オーステナイト量のばらつきが2体積%以下であり、
前記軌道面の硬さが750Hv以上である、軌道部材。 A raceway member made of hypereutectoid steel and provided in an annular shape,
a raceway surface extending along the circumferential direction;
and another surface located on the opposite side to the raceway surface in the radial direction,
The amount of retained austenite on the raceway surface is greater than the amount of retained austenite on the other surface,
The difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the other surface is 5% by volume or more,
The amount of retained austenite on the other surface is 2% by volume or less,
The variation in the amount of retained austenite on the raceway surface in the circumferential direction is 2% by volume or less,
A raceway member , wherein the raceway surface has a hardness of 750 Hv or more .
前記軌道面の残留オーステナイト量と前記他の面の残留オーステナイト量との差が10体積%以上である、請求項1に記載の軌道部材。 Heat treatment including carbo-nitriding treatment is applied.
The raceway member according to claim 1, wherein the difference between the amount of retained austenite on the raceway surface and the amount of retained austenite on the other surface is 10% by volume or more.
前記内輪軌道面と対向する外輪軌道面を有する外輪と、
前記内輪軌道面と前記外輪軌道面と接触する複数の転動体とを備え、
前記内輪が請求項1~7のいずれか1項に記載の軌道部材であり、
前記内輪軌道面が前記軌道部材の前記軌道面であり、
前記内径面が前記軌道部材の前記他の面であり、
前記内輪軌道面と前記内径面との間の距離は、3mm以上7mm以下である、転がり軸受。 an inner ring having an inner ring raceway surface and an inner diameter surface located on the opposite side of the inner ring raceway surface;
an outer ring having an outer ring raceway surface facing the inner ring raceway surface;
comprising a plurality of rolling elements in contact with the inner ring raceway surface and the outer ring raceway surface,
The inner ring is the raceway member according to any one of claims 1 to 7,
the inner ring raceway surface is the raceway surface of the raceway member,
the inner diameter surface is the other surface of the raceway member,
The rolling bearing, wherein the distance between the inner ring raceway surface and the inner diameter surface is 3 mm or more and 7 mm or less .
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