JPH02277764A - Roller bearing - Google Patents

Roller bearing

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JPH02277764A
JPH02277764A JP19225889A JP19225889A JPH02277764A JP H02277764 A JPH02277764 A JP H02277764A JP 19225889 A JP19225889 A JP 19225889A JP 19225889 A JP19225889 A JP 19225889A JP H02277764 A JPH02277764 A JP H02277764A
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rolling
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Yasuo Murakami
保夫 村上
Nobuaki Mitamura
宣晶 三田村
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NSK Ltd
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  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of microcracks by forming at least one among the inner and outer rings and roller with an alloy steel having the specified contents of C, Cr, Ti, O, P, S and the balance Fe, carbonitriding the alloy and specifying the amts. of the fine carbide and retained austenite. CONSTITUTION:At least one among the inner and outer rings and roller constituting the bearing is formed with the following alloy steel. The alloy steel contains 0.3-0.6wt.% C, 3-14wt.% Cr, <=40ppm Ti, <=12ppm O, <=200ppm P, <=80ppm S and the balance Fe. The alloy steel is carburized or carbonitrided. The content of the fine carbide layer of the surface layer part is controlled to 20-50vol.%, and the amt. of the retained austenite is adjusted to 10-25vol.%. A bearing having a long service life can be provided by this method.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は、自動車、農業機械、建設機械及び鉄鋼機械等
に使用される転がり軸受に係り、特に、トランスミッシ
ョンやエンジン用として求められる長寿命な転がり軸受
に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to rolling bearings used in automobiles, agricultural machinery, construction machinery, steel machinery, etc., and in particular, rolling bearings that have a long life required for transmissions and engines. Regarding rolling bearings.

[従来の技術〕 転がり軸受は高面圧下で繰り返しせん断応力を受けると
いう厳しい使われ方をするため、そのせん断応力に耐え
て転がり疲労寿命(以下、転がり寿命又は寿命、とも言
う)を確保するために、高炭素クロム鋼軸受(SUJ2
)を用いて、それに焼入れ・焼戻しをしてロックウェル
硬さをHRC58〜64としていた。また、肌焼鋼を用
いた転がり軸受においては、接触面圧に起因する内部せ
ん断部力分布に合わせて、硬さカーブを設定する必要か
ら、焼入性の良好な低炭素肌焼@5CR420H,SC
M420H,5AE8620H,5AE4320H等を
用い、これに浸炭又は浸炭窒化処理、焼入れ、焼戻し、
を施すことにより、内外輪及び転動体の表面部硬さがH
RC5B〜64であり、かつその芯部硬さがHRC30
〜48になるようにして必要とされる寿命を確保してき
た。
[Prior art] Rolling bearings are used harshly, subjecting them to repeated shear stress under high surface pressure, so in order to withstand the shear stress and ensure rolling fatigue life (hereinafter also referred to as rolling life or service life), , high carbon chrome steel bearings (SUJ2
) was quenched and tempered to have a Rockwell hardness of HRC58-64. In addition, in rolling bearings using case hardened steel, it is necessary to set the hardness curve according to the internal shear force distribution caused by contact surface pressure, so we use low carbon case hardened @5CR420H, which has good hardenability. S.C.
Using M420H, 5AE8620H, 5AE4320H, etc., carburizing or carbonitriding, quenching, tempering,
By applying this, the surface hardness of the inner and outer rings and rolling elements is
RC5B~64, and its core hardness is HRC30
The required lifespan has been secured by increasing the lifespan to ~48.

しかしながら、軸受寿命の延長が望まれている今日では
、より厳しい条件例えば、軸受潤滑油中に混入する異物
により、転動体及び内外輪に…傷が生ずることもあり、
上記従来の軸受硬さでは不十分の場合が生じていた。
However, in today's world where it is desired to extend the life of bearings, conditions are becoming more severe. For example, foreign matter mixed in bearing lubricating oil can cause scratches on the rolling elements and inner and outer rings.
There have been cases where the conventional bearing hardness described above is insufficient.

そこで、軸受の表面硬さを向上する必要がある。Therefore, it is necessary to improve the surface hardness of the bearing.

軸受表面硬さを向上するための従来例として、例えば、
炭化物形成元素を加え、炭化物を数多く析出した析出硬
化型の工具鋼(SKH,5KD)を用いて軸受を製造す
る従来例が存在する(金属便覧、日本金属学会編、改定
3版、第780〜797頁)。
As a conventional example of improving bearing surface hardness, for example,
There is a conventional example of manufacturing bearings using precipitation hardening tool steel (SKH, 5KD) in which carbide-forming elements are added and a large number of carbides precipitate (Metal Handbook, edited by the Japan Institute of Metals, revised 3rd edition, 780- 797 pages).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかし上記従来の工具鋼を用いて製造された軸受は、転
勤表面硬さが高くなり、潤滑油中の異物による圧痕が付
きに(くなるという利点がある反面、炭化物を形成する
合金元素の含有量の如何によっては、析出する炭化物が
粗大となるため、炭化物の回りにおいて応力集中が起こ
り、その部分を起点としてフレーキングを生しかえって
寿命が低下すると云う欠点があった。
However, bearings manufactured using the above-mentioned conventional tool steels have the advantage of having high surface hardness and being less prone to impressions caused by foreign matter in the lubricating oil, but they also contain alloying elements that form carbides. Depending on the amount, the carbide that precipitates becomes coarse, which causes stress concentration around the carbide, causing flaking starting from that area and shortening the service life.

また、軸受表面の残留オーステナイトfflを所定の範
囲にすることにより、異物圧痕の縁での応力集中を緩和
して寿命を長くすることができる(特願昭62−209
167号)が、例えば自動車用に求められる高面圧状態
では、従来よりもより一層の寿命向上が求められている
In addition, by controlling the residual austenite ffl on the bearing surface within a predetermined range, stress concentration at the edge of the foreign matter indentation can be alleviated and the service life can be extended (Japanese Patent Application No. 62-209
No. 167), but in the high surface pressure conditions required for automobiles, for example, there is a demand for a further improvement in life than in the past.

本発明は、このような従来からの未解決の課題を解決す
る為に、従来の転がり軸受にも増して長寿命な転がり軸
受を提供することを目的とする。
In order to solve such conventional unresolved problems, the present invention aims to provide a rolling bearing that has a longer life than conventional rolling bearings.

[問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成する為の請求項(1,)記載の転がり軸
受は、内輪、外輪及び転動体からなる転がり軸受におい
て、当該内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つが、C
:Q、3〜0.6重量%、Cr:3〜14重量%、Ti
:40ppm以下、O:12ppm以下、P:200p
pm以下、S:80ppm以下、残部Feの合金鋼から
なり、該合金鋼に浸炭又は浸炭窒化熱処理が施され、表
層部における微細炭化物量が20〜50vol%であり
、且つ当該表層部における残留オーステナイHEが10
〜25vol%であることを特徴とするものである。
[Means for solving the problem] A rolling bearing according to claim (1) for achieving the above object is a rolling bearing consisting of an inner ring, an outer ring, and a rolling element, in which at least the inner ring, the outer ring, and the rolling element. One is C
:Q, 3-0.6% by weight, Cr: 3-14% by weight, Ti
:40ppm or less, O:12ppm or less, P:200p
pm or less, S: 80 ppm or less, and the balance is Fe, and the alloy steel is subjected to carburizing or carbonitriding heat treatment, and the amount of fine carbides in the surface layer is 20 to 50 vol%, and there is no residual austenite in the surface layer. HE is 10
It is characterized by a content of ~25 vol%.

また、上記目的を達成する為の請求項(2)記載の転が
り軸受は、内輪、外輪及び転動体からなる転がり軸受に
おいて、当該内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つが
、C: 0.3〜0.6重量%、Cr:3〜14重量%
、Ti:40ppm以下、Si;0.9重量%以下、M
o:0.4〜2゜0重量%、Mn:2.0重量%以下、
O:12ppm以下、P:200 ppm以下、S:8
0ppm以下、残部Feの合金鋼からなり、該合金鋼に
浸炭又は浸炭窒化熱処理が施され、表層部における微細
炭化物量が20〜50vol%であり、且つ当該表層部
における残留オーステナイト量が10〜25vol%で
あることを特徴とするものである。
Further, the rolling bearing according to claim (2) for achieving the above object is a rolling bearing consisting of an inner ring, an outer ring, and a rolling element, in which at least one of the inner ring, outer ring, and rolling element has a C: 0.3 to 0.3. 0.6% by weight, Cr: 3-14% by weight
, Ti: 40ppm or less, Si: 0.9% by weight or less, M
o: 0.4 to 2.0% by weight, Mn: 2.0% by weight or less,
O: 12 ppm or less, P: 200 ppm or less, S: 8
0 ppm or less, the balance being Fe, the alloy steel is subjected to carburizing or carbonitriding heat treatment, the amount of fine carbides in the surface layer is 20 to 50 vol%, and the amount of retained austenite in the surface layer is 10 to 25 vol. %.

また、上記目的を達成する為の請求項(3)記載の転が
り軸受は、内輪、外輪及び転動体からなる転がり軸受に
おいて、当該内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つが
、C:O,3〜0.6重量%、Cr:3〜14重量%、
Ti:40ppm以下、Si:0.9重量%以下、Mn
:2.0重量%以下、■=0゜03〜1重量%、O: 
12ppm以下、P:200ppm以下、S:80pp
m以下、残部Feの合金鋼からなり、該合金鋼に浸炭又
は浸炭窒化熱処理が施され、表層部における微細炭化物
量が20〜50vol%であり、且つ当該表層部におけ
る残留オーステナイト量が10〜25vol%であるこ
とを特徴とするものである。
Further, the rolling bearing according to claim (3) for achieving the above object is a rolling bearing consisting of an inner ring, an outer ring, and a rolling element, in which at least one of the inner ring, outer ring, and rolling element is C:O, 3-3. 0.6% by weight, Cr: 3-14% by weight,
Ti: 40ppm or less, Si: 0.9% by weight or less, Mn
: 2.0% by weight or less, ■=0°03-1% by weight, O:
12ppm or less, P: 200ppm or less, S: 80ppm
m or less, the balance is Fe, the alloy steel is subjected to carburizing or carbonitriding heat treatment, the amount of fine carbides in the surface layer is 20 to 50 vol%, and the amount of retained austenite in the surface layer is 10 to 25 vol. %.

さらに、上記目的を達成する為の請求項(4)記載の転
がり軸受は、内輪、外輪及び転動体からなる転がり軸受
において、当該内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つ
が、C: 0.3〜0.6重量%、Cr:3〜14重量
%、Ti:40ppm以下、Si;0.9重量%以下、
Mo:0.4〜2.0重量%、Mn : 2.0重量%
以下、V : 0.03〜1重景重量0:12ppm以
下、P:200ppm以下、S:80ppm以下、残部
Feの合金鋼からなり、該合金鋼に浸炭又は浸炭窒化熱
処理が施され、表層部における微細炭化物量が20〜5
0vol%であり、且つ当該表層部における残留オース
テナイt−iがlO〜25νO1%であることを特徴と
するものである。
Furthermore, the rolling bearing according to claim (4) for achieving the above object is a rolling bearing consisting of an inner ring, an outer ring, and a rolling element, in which at least one of the inner ring, outer ring, and rolling element has a C: 0.3 to 0.3. 0.6% by weight, Cr: 3 to 14% by weight, Ti: 40ppm or less, Si: 0.9% by weight or less,
Mo: 0.4 to 2.0% by weight, Mn: 2.0% by weight
Hereinafter, V: 0.03 to 1, weight 0: 12 ppm or less, P: 200 ppm or less, S: 80 ppm or less, the balance is Fe, and the alloy steel is subjected to carburizing or carbonitriding heat treatment, and the surface layer The amount of fine carbides in is 20-5
0 vol%, and the retained austenite t-i in the surface layer portion is 10 to 25νO1%.

またさらに、上記目的を達成する為の請求項(5)記載
の転がり軸受は、内輪、外輪及び転動体からなる転がり
軸受において、当該内輪、外輪及び転動体の少なくとも
一つが、C: 0.3〜0.6重量%、Cr:3〜14
重量%、Si:0.9重量%以下、M n : 2.0
重量%以下、Ti:40ppm以下、0:12ppm以
下、P:200ppm以下、S:80ppm以下、残部
Feの合金鋼からなり、該合金鋼に浸炭又は浸炭窒化熱
処理が施され、表層部における微細炭化物量が20〜5
0vol%であり、且つ当該表層部における残留オース
テナイトiがlO〜25vol%であることを特徴とす
るものである。
Furthermore, the rolling bearing according to claim (5) for achieving the above object is a rolling bearing consisting of an inner ring, an outer ring, and a rolling element, in which at least one of the inner ring, outer ring, and rolling element has a C: 0.3. ~0.6% by weight, Cr: 3-14
Weight %, Si: 0.9 weight % or less, M n : 2.0
It is made of an alloy steel with weight% or less, Ti: 40 ppm or less, 0: 12 ppm or less, P: 200 ppm or less, S: 80 ppm or less, and the balance is Fe, and the alloy steel is subjected to carburizing or carbonitriding heat treatment to form fine carbides in the surface layer. amount is 20-5
0 vol%, and the retained austenite i in the surface layer portion is 10 to 25 vol%.

〔作用] 本願発明者らは、不純物含量の少ない合金鋼である。高
清浄度鋼を用いて製造された転がり軸受の長寿命化につ
いて種々の検討を行った結果、軸受表層部における炭化
物の微細化及びその存在量、軸受表層部における残留オ
ーステナイトiと寿命との関係、S含有量と鍛造時の割
れ発生率との関係について、種々の知見を得るに至り、
この知見に基づき特許請求の範囲に記載の如くの本発明
に到達したのである。
[Function] The present inventors have developed an alloy steel with a low impurity content. As a result of various studies on extending the life of rolling bearings manufactured using high-cleanliness steel, we found that the relationship between the fineness of carbides in the surface layer of the bearing, their abundance, and the relationship between retained austenite i in the surface layer of the bearing and life. , various findings have been obtained regarding the relationship between S content and cracking incidence during forging.
Based on this knowledge, we have arrived at the present invention as described in the claims.

本発明に用いられる含有元素の作用及びその含有量の臨
界的意義について説明する。
The effects of the contained elements used in the present invention and the critical significance of their contents will be explained.

C、0,3〜0.6重量% Cは焼入れ、焼戻し後の硬さを向上する為に必要な元素
である。
C, 0.3 to 0.6% by weight C is an element necessary to improve hardness after quenching and tempering.

炭素の含有濃度が0.6重量%を越えると、芯部での靭
性が低下し、破壊強度が低下する。
If the carbon content exceeds 0.6% by weight, the toughness at the core will decrease and the fracture strength will decrease.

一方、0.3重量%未満であると浸炭又は浸炭窒化処理
時間が長くなり熱処理生産性が低下するため、炭素の含
有量を上記の範囲内に限定した。特に、0.35〜0.
45重量%であることが好ましい。
On the other hand, if it is less than 0.3% by weight, the carburizing or carbonitriding treatment time becomes longer and the heat treatment productivity decreases, so the carbon content was limited within the above range. In particular, 0.35 to 0.
Preferably it is 45% by weight.

Cr;3〜14重量% この発明にかかる転がり軸受は、軸受の表層部に硬い炭
化物を形成して軸受表面硬度を向上しようとするもので
ある。この際、Crは炭化物形成元素として必要であり
、CrはCと結合して、微細な炭化物を形成する。
Cr: 3 to 14% by weight The rolling bearing according to the present invention is intended to improve the surface hardness of the bearing by forming hard carbides on the surface layer of the bearing. At this time, Cr is necessary as a carbide-forming element, and Cr combines with C to form fine carbides.

Cr含有量が3重量%未満であると、必要な表面硬さ(
HRC65〜70)を得るための炭化物量が少なくなる
。一方、14重重遺を越えて含有されると素材の段階で
巨大炭化物ができてしまい、この炭化物の回りで応力集
中が生じ、寿命の低下を来すため、Crの含有量を上記
範囲内に限定した。特に、11.0〜13.0重量%で
あることが好ましい。
If the Cr content is less than 3% by weight, the required surface hardness (
The amount of carbide required to obtain an HRC of 65 to 70) is reduced. On the other hand, if the Cr content exceeds 14, giant carbides will be formed in the material stage, stress concentration will occur around these carbides, and the life will be shortened. Therefore, the content of Cr should be kept within the above range. Limited. In particular, it is preferably 11.0 to 13.0% by weight.

T i; 40 ppm以下 Tiは、TiNの形で非金属化合物として出現する。こ
のTiNは硬度が高く、塑性変形能が小さいため、応力
集中源となり、寿命を低下させる結果、Ti含有量をで
きるだけ低下することが必要である。そこで、Tiの含
有量を上記値に限定した。
Ti: 40 ppm or less Ti appears as a nonmetallic compound in the form of TiN. Since this TiN has high hardness and low plastic deformability, it becomes a stress concentration source and reduces the life span, so it is necessary to reduce the Ti content as much as possible. Therefore, the Ti content was limited to the above value.

Si;0.9重量%以下 鋼中のStは固溶強化及び焼戻し軟化抵抗の向上に有効
である。しかし、含有量が大きくなると、熱処理による
脱炭が著しくなって、表面硬度が低下するため、含有量
の上限を上記値に限定したものである。したがって、請
求項(2)〜(5)記載の発明では、Siを含有するこ
とにより、固溶強化及び焼戻し軟化抵抗の向上を達成し
ている。
Si: 0.9% by weight or less St in steel is effective for solid solution strengthening and improving temper softening resistance. However, as the content increases, decarburization due to heat treatment becomes significant and surface hardness decreases, so the upper limit of the content is limited to the above value. Therefore, in the inventions described in claims (2) to (5), by containing Si, solid solution strengthening and improvement in temper softening resistance are achieved.

M o ; 0−4〜2−0重量% Moは前記Crと同様に、軸受表面に炭化物を形成する
ために必要であり、且つ焼入れ性を向上するので有効で
ある。
Mo; 0-4 to 2-0% by weight Mo, like Cr, is necessary for forming carbides on the bearing surface and is effective because it improves hardenability.

Moによる微細炭化物形成の効果は、前記Crの含有量
の範囲では、MOが0.4重量%以上含有された時に著
しくなるため、MO含有量の下限をこの値とした。
The effect of fine carbide formation by Mo becomes remarkable when MO is contained in an amount of 0.4% by weight or more within the above-mentioned Cr content range, so this value was set as the lower limit of the MO content.

一方、Moの含有量が2.0重量%を越えると、Crと
同様に、素材の段階で巨大炭化物が形成して、軸受の寿
命を低下させるため、上限を上記値とした。特に、1.
5〜2.0重量%であることが好ましい。
On the other hand, when the Mo content exceeds 2.0% by weight, giant carbides are formed in the material stage, similar to Cr, and the life of the bearing is reduced, so the upper limit was set to the above value. In particular, 1.
It is preferably 5 to 2.0% by weight.

したがって、請求項(2)、(4)及び(5)記載の発
明では、MOを含有することによりモリブデンの炭化物
を発生させて、軸受の表面硬さのより一層の向上を図っ
ている。
Therefore, in the inventions described in claims (2), (4), and (5), molybdenum carbide is generated by containing MO to further improve the surface hardness of the bearing.

M n ; 2. O重量%以下 鋼中のMnは、焼入れ性の向上に大きな役割を有し、し
かも廉価であることから含有される。
Mn; 2. O wt % or less Mn in steel plays a major role in improving hardenability, and is included because it is inexpensive.

しかし、その含有量が多くなると非金属介在物が多く生
じ易く、且つ硬度が向上し、鍛造性、被削性等の機械加
工性が低下するため、Mn含有量の上限を上記値とした
However, when the Mn content increases, non-metallic inclusions tend to occur in large numbers, hardness improves, and machinability such as forgeability and machinability decreases, so the upper limit of the Mn content is set to the above value.

したがって、請求項(2)〜(5)記載の発明では、M
nを含有することにより、焼入れ性の向上を図っている
Therefore, in the inventions described in claims (2) to (5), M
By containing n, hardenability is improved.

V 、 0.03〜1重量% ■は結晶粒界に析出して結晶粒の粗大化を抑制し、その
微細化を図ると共に、鋼中の炭素と結合して、微細な炭
化物を形成する元素であり、その添加によって軸受表層
部の硬さが向上して耐厚耗性が良好となるため添加され
る。
V, 0.03 to 1% by weight (2) is an element that precipitates at grain boundaries to suppress coarsening of crystal grains and make them finer, and also combines with carbon in steel to form fine carbides. It is added because its addition improves the hardness of the bearing surface layer and improves wear resistance.

その効果は、■含有量が0.03重量%以上において顕
著となるため、含有量の下限をこの値とした。
The effect becomes significant when the content is 0.03% by weight or more, so this value was set as the lower limit of the content.

一方、含有量の上限が1重量%を越えると、結晶粒界に
■の炭化物が析出して、加工性及び種々の機械的性質を
劣化させるため、含有量の上限を上記値に限定した。特
に、0.8〜1重量%であることが好ましい。
On the other hand, if the upper limit of the content exceeds 1% by weight, the carbide (1) will precipitate at the grain boundaries, deteriorating workability and various mechanical properties, so the upper limit of the content was limited to the above value. In particular, it is preferably 0.8 to 1% by weight.

したがって、請求項(3)及び(4)記載の発明では、
■を含有することにより軸受の表面硬さのより一層の向
上を図っている。
Therefore, in the invention described in claims (3) and (4),
By containing (2), the surface hardness of the bearing is further improved.

0;12ppm以下 Oは酸化物系非金属介在物(特に、AIzOi)発生元
素として転がり疲労寿命を低下させるため、その含を量
を極力低下させる必要があり、そこで上限を12ppm
とした。
0; 12 ppm or less Since O reduces rolling fatigue life as an element that generates oxide-based nonmetallic inclusions (especially AIzOi), it is necessary to reduce its content as much as possible, so the upper limit is set to 12 ppm.
And so.

P;200ppm以下 Pは合金鋼の耐衝撃性を低下させる元素である。P: 200ppm or less P is an element that reduces the impact resistance of alloy steel.

よって、その含有量を低下させる必要があり、上限を2
00ppmとした。
Therefore, it is necessary to lower the content, and the upper limit is set to 2.
00 ppm.

S;80ppm以下 SはMnSなどの硫化物系非金属介在物生成の原因とな
る。MnSは硬度が低く、塑性変形能が大きいことから
圧延、鍛造などの前加工時割れ発生の起点として作用す
る。したがって、鍛造等の前加工時に割れ発生を防止し
、より強加工を可能にするためS含有量を低下させる必
要があり、上限を80ppmとした。
S: 80 ppm or less S causes the formation of sulfide-based nonmetallic inclusions such as MnS. Since MnS has low hardness and high plastic deformability, it acts as a starting point for cracking during pre-processing such as rolling and forging. Therefore, in order to prevent cracking during pre-processing such as forging and to enable stronger processing, it is necessary to reduce the S content, and the upper limit was set at 80 ppm.

前記特許請求の範囲に記載の組成を有する合金鋼を用い
てφ20×30Mの円柱試料を作成し、据込率80%で
冷間加工〔鍛造)を行い、割れ発生率を調べた。第2図
に鋼中のS含有量と割れ発生率との関係を示す。第2図
から供試材中のS含有量が少なくなる程割れ発生率が低
下していることがわかり、S含有180ppm以下で割
れ発生率が0%であることが分かる。したがって、S含
有量を80ppm以下とすれば、より強加工が可能とな
る。
A cylindrical sample of φ20×30M was prepared using alloy steel having the composition described in the above claims, cold worked (forged) at an upsetting rate of 80%, and the crack occurrence rate was investigated. Figure 2 shows the relationship between the S content in steel and the cracking incidence. It can be seen from FIG. 2 that the cracking incidence decreases as the S content in the sample material decreases, and it can be seen that the cracking incidence is 0% when the S content is 180 ppm or less. Therefore, if the S content is 80 ppm or less, stronger processing becomes possible.

次に、本発明の特徴である残留オーステナイトの作用及
びその存在量の臨界的意義について説明する。
Next, the action of retained austenite, which is a feature of the present invention, and the critical significance of its abundance will be explained.

異物混入潤滑下で軸受を使用する場合、異物との繰り返
し接触により内外輪及び転動体の各転勤表面には、凹状
の圧痕が発生する。この圧痕にはエツジ部分が存在する
When a bearing is used under lubrication contaminated with foreign matter, concave impressions are generated on the rolling surfaces of the inner and outer races and rolling elements due to repeated contact with foreign matter. This impression has an edge portion.

残留オーステナイトは、軟らか(、例えばHv300ぐ
らい(但し素材の炭素の含有率によっても異なる)であ
り、低炭素マルテンサイトのように単に硬さが低いのと
は異なり、加工誘起変態しながらマルテンサイト化、即
ち硬化する。したがって、軸受表層部に適量存在した残
留オーステナイトは、転勤時に圧痕を通過する相手部材
(例えば、転動体に対する軌道輪)の相対通過回数の所
定数を過ぎると、表面に加わる変形エネルギによりマル
テンサイト化して硬化する。その過程において、潤滑油
中に混入した異物による圧痕のエツジ部に集中する転が
り荷重を緩和して、マイクロクラックの発生を防止して
寿命を向上する。
Retained austenite is soft (for example, around Hv300 (however, it varies depending on the carbon content of the material), and unlike low-carbon martensite, which is simply low in hardness, it can be transformed into martensite through deformation-induced transformation. Therefore, the residual austenite present in a suitable amount in the bearing surface layer will deform the surface after a predetermined number of relative passes of the other member (for example, the raceway ring to the rolling element) passing through the indentations during rolling. It hardens by turning into martensite due to energy. During this process, the rolling load concentrated at the edge of the impression caused by foreign matter mixed in the lubricating oil is alleviated, preventing the occurrence of microcracks and extending the life.

軸受用素材の異物混入潤滑上試験における寿命は、第1
図のグラフに示される軸受寿命と残留オーステナイトγ
R(vol%)との関係から明らかなように、応力繰り
返し数で示される寿命LIOは残留オーステナイト量の
変化に応じて変化する。
The lifespan of bearing materials in foreign matter lubrication tests is
Bearing life and retained austenite γ shown in the graph in the figure
As is clear from the relationship with R (vol%), the life LIO indicated by the number of stress repetitions changes depending on the change in the amount of retained austenite.

すなわち、残留オーステナイト量が40%以下の範囲で
は量が増すにつれて異物混入潤滑下での寿命は長くなる
That is, in a range where the amount of retained austenite is 40% or less, the life under lubrication with foreign matter increases as the amount increases.

他方、転勤表面の硬さを向上するために表層部における
炭化物量を20〜5Qvol%とすることにより、残留
オーステナイト量が25vol%を越えるとすると素材
としての機械的強度が低下し実用に耐えない。また、C
r、Mo、Vなどの炭化物形成元素を添加しているので
、マトリックスへのCの固溶が少なく、残留オーステナ
イトが25vol%を越えるのは困難である。
On the other hand, in order to improve the hardness of the transfer surface, the amount of carbide in the surface layer is set to 20 to 5 Qvol%, but if the amount of retained austenite exceeds 25vol%, the mechanical strength of the material will decrease and it will not be practical. . Also, C
Since carbide-forming elements such as r, Mo, and V are added, there is little solid solution of C in the matrix, and it is difficult for retained austenite to exceed 25 vol%.

残留オーステナイト量は10vol%未満では異物混入
潤滑下での寿命延長効果が少ないため、残留オーステナ
イト量を10〜25vot%とした。
If the amount of retained austenite is less than 10 vol%, the effect of extending the life under lubrication with foreign matter is small, so the amount of retained austenite is set to 10 to 25 vol%.

第1図において、曲線■及び■はクリーンな潤滑下の寿
命L+o及びり、。をそれぞれ示す。また、曲線■及び
■は、異物混入潤滑下の寿命LIO及びLSOをそれぞ
れ示す。
In Fig. 1, the curves ■ and ■ are the lifespan L+o under clean lubrication. are shown respectively. Further, curves ■ and ■ indicate the lifespan LIO and LSO under lubrication with foreign matter, respectively.

尚、第1図の実験条件は以下の通りである。The experimental conditions shown in FIG. 1 are as follows.

「特殊鋼便覧(第1版)電気製鋼研究所編、理工学社、
1965年、5月25日、第1O頁〜21頁A記載の試
験機を用い、タービン油〔日本石油(株)製FBKオイ
ルRO68)に鋼粉(硬さ、HRC66,3、紛擾80
〜160μmのFe5C)を300ppmの混合比で加
えた潤滑剤を用い、最大面圧500kgf 7mm2.
応力操り返し速度3000cpmで試験した。
“Special Steel Handbook (1st edition)” edited by Electric Steel Research Institute, Rikogakusha,
On May 25, 1965, using the testing machine described on pages 1O to 21A, steel powder (hardness, HRC 66.3, hardness 80
Using a lubricant containing ~160 μm of Fe5C) at a mixing ratio of 300 ppm, the maximum surface pressure was 500 kgf 7 mm2.
The test was conducted at a stress repetition rate of 3000 cpm.

次に、軸受表層部に存在する炭化物の作用及びその含有
量の臨界的意義について説明する。
Next, the action of carbides present in the bearing surface layer and the critical significance of their content will be explained.

本発明において、内輪ζ外輪及び転動輪の少なくとも一
つの表層部には、浸炭又は浸炭窒化処理。
In the present invention, at least one surface layer of the inner ring ζ outer ring and the rolling ring is carburized or carbonitrided.

焼入れ、焼戻しの処理によって、微細な炭化物が生ずる
Fine carbides are produced by the quenching and tempering processes.

この炭化物は硬く耐摩耗性に優れ、その結果軸受の寿命
を向上する。しかも、その大きさは微細であるため、負
荷荷重に基づく応力集中を来すこともなく軸受の寿命を
向上することができる。
This carbide is hard and has excellent wear resistance, thereby increasing the life of the bearing. In addition, since the size is minute, the life of the bearing can be improved without causing stress concentration due to the applied load.

本発明において、炭化物とは、例えば、Cr7C3゜C
r5Cb、 MozC,vc、 v4c3及びFe、C
又はこれらの複炭化物が挙げられる。
In the present invention, carbide refers to, for example, Cr7C3°C
r5Cb, MozC,vc, v4c3 and Fe,C
Or these double carbides are mentioned.

本発明において、炭化物の大きさ(最大直径と最小直径
の和の1/2)は、0,5〜140μmにあることが望
ましい。
In the present invention, the size of the carbide (1/2 of the sum of the maximum diameter and the minimum diameter) is preferably 0.5 to 140 μm.

本発明において、軸受の表層部における炭化物の存在量
は、20〜5Qvol%であるが、この臨界的意義は次
の通りである。
In the present invention, the amount of carbide present in the surface layer of the bearing is 20 to 5 Qvol%, and its critical significance is as follows.

軸受の長寿命化4を達成する上で表面硬さは、HRC6
5〜70を有することが望ましいが、炭化物の存在量が
20vol%未満であると、上記望ましい硬さを得るこ
とができない。一方、50vol%を越えて存在すると
ぐ微細な炭化物同士が結合して、炭化物が粗大化して応
力集中が生ずるので好ましくない。そこで、表層部にお
ける炭化物の存在量を上記範囲内としたのである。
In order to achieve long bearing life 4, the surface hardness is HRC6.
It is desirable to have a hardness of 5 to 70, but if the amount of carbide present is less than 20 vol%, the desired hardness cannot be obtained. On the other hand, if the amount exceeds 50 vol %, fine carbides will bond with each other, making the carbides coarser and causing stress concentration, which is not preferable. Therefore, the amount of carbide present in the surface layer was set within the above range.

微細な炭化物を上記範囲内で軸受の表層部に存在させる
ことにより、表面硬さをHRC65〜70の高硬度の軸
受を得ることができる。
By allowing fine carbides to exist in the surface layer of the bearing within the above range, a highly hard bearing with a surface hardness of HRC 65 to 70 can be obtained.

上記本発明において、特許請求の範囲に記載の組成を有
する合金鋼に、浸炭又は浸炭窒化を行うことにより、第
3図に示すように、固溶炭素又は固溶炭素窒素量を0.
6〜0.8重量%(表面の全炭素濃度2.5〜3.8重
量%)にし、これを焼入れ焼戻しをすることにより、表
層部における残留オーステナイト量をlO〜25vol
%にすることができる。
In the present invention, by carburizing or carbonitriding the alloy steel having the composition described in the claims, the amount of solute carbon or solute carbon nitrogen can be reduced to 0.0 as shown in FIG.
6 to 0.8% by weight (total carbon concentration on the surface 2.5 to 3.8% by weight), and by quenching and tempering it, the amount of retained austenite in the surface layer can be reduced to 10 to 25 vol.
%.

また、上記熱処理の過程において、A、変態点を越えて
加熱される際に炭化物の核を発生させて、その後の焼入
れ及び焼戻しの過程において微細な球状炭化物を表層部
に析出することができる。しかも、固溶炭素量を0.6
〜0.8重量%(表面の全炭素濃度2.5〜3.8重量
%)にすることにより、表層部の炭化物の存在量を20
〜5Qvol%にすることができる。
In addition, in the heat treatment process, A. Carbide nuclei are generated when heated above the transformation point, and fine spherical carbides can be precipitated on the surface layer in the subsequent quenching and tempering process. Moreover, the amount of solid solute carbon is 0.6
~0.8% by weight (total carbon concentration on the surface 2.5-3.8% by weight), the amount of carbides in the surface layer can be reduced to 20% by weight.
~5Qvol%.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.

次の第1表に示す試験片の合金畑を浸炭処理し、次いで
均熱処理、焼入れ、焼戻しを行うことにより、供試片1
〜12を作成した。
By carburizing the alloy field of the test piece shown in Table 1 below, followed by soaking, quenching, and tempering, test piece 1
~12 were created.

(以下、余白) 次に、本実施例における熱処理条件について説明する。(Hereafter, margin) Next, the heat treatment conditions in this example will be explained.

浸炭熱処理のうちダイレクト焼入れは、第4図に示すグ
ラフのように、Rxガス+エンリッチガスの雰囲気で約
3〜5時間、920〜960°Cで熱処理を行ない、そ
の後680°CX1時間の均熱処理を行い、次いで84
0°CX1時間の油焼入れを行い、更に180 ’CX
 2時間の焼戻しを行った。
Direct quenching, which is part of carburizing heat treatment, involves heat treatment at 920 to 960°C for about 3 to 5 hours in an atmosphere of Rx gas + enriched gas, followed by soaking at 680°C for 1 hour, as shown in the graph shown in Figure 4. and then 84
Oil quenched for 1 hour at 0°C, then further quenched at 180'CX.
Tempering was performed for 2 hours.

更に、浸炭窒化熱処理については、第5図のグラフに示
すように、Rxガス+エンリッチガス+アンモニアガス
5%の雰囲気で、約3〜5時間、830〜870°Cで
浸炭窒化熱処理を行ない、その後、上記浸炭処理の場合
と同様な処理を行った。
Furthermore, as for carbonitriding heat treatment, as shown in the graph of FIG. 5, carbonitriding heat treatment was performed at 830 to 870°C for about 3 to 5 hours in an atmosphere of Rx gas + enriched gas + 5% ammonia gas, Thereafter, the same treatment as in the carburizing treatment described above was performed.

第4.5図において、均熱処理から焼入れ処理の過程に
おいてA1変態点(約726°C)を越える際、炭化物
の核が発生し、その後この核を中心として微細な球状炭
化物が供試片の表面層に析出する。
In Figure 4.5, when the A1 transformation point (approximately 726°C) is exceeded during the process from soaking to quenching, a carbide nucleus is generated, and then fine spherical carbides are formed around this nucleus in the specimen. Precipitates on the surface layer.

次いで、各供試片について、表面硬さ(HRC)。Then, the surface hardness (HRC) was determined for each specimen.

表層部に存在する炭化物の存在51 (vol%)1表
層部に存在する残留オーステナイト量、炭化物の平均粒
度、を測定した。また、前記浸炭熱処理を行った各供試
片を用いて転がり軸受の内輪及び外輪の何方にでも適用
できる円盤状試験片を作成し、この各々の円盤状試験片
について、応力繰り返し数(cycle)で示される転
がり寿命(L、。)を測定した。これらの結果を前記第
1表に併せて示す。
Presence of carbide present in the surface layer 51 (vol%) 1 The amount of retained austenite present in the surface layer and the average particle size of the carbide were measured. In addition, disk-shaped test pieces that can be applied to either the inner ring or the outer ring of a rolling bearing were created using each test piece subjected to the carburizing heat treatment, and the number of stress cycles (cycles) was determined for each disk-shaped test piece. The rolling life (L, .) indicated by was measured. These results are also shown in Table 1 above.

また、第6図に硬さ(HRC)と転がり寿命(L、。)
との関係及び第7図に残留オーステナイト1(vol%
)と転がり寿命(Ll。)との関係を示す。
In addition, hardness (HRC) and rolling life (L,.) are shown in Figure 6.
The relationship between retained austenite 1 (vol%
) and rolling life (Ll.).

尚、寿命の測定は、下記の条件に基づいた。Note that the lifespan was measured based on the following conditions.

軸受寿命試験は、r特殊鋼便覧、(第1版)電気製鋼研
究所編、理工学者、1965年5月25比、第10頁〜
21頁j記載のスラスト試験機を用いタービン油〔日本
石油(株)製FBKオイルRO68)に鋼粉(硬さ、H
RC66,3、紛擾80〜160μmのFe=C)を3
00 ppmの混合比で加えた潤滑剤を用い、最大面圧
500 kgf / mm2応力繰り返し速度3000
cpmで試験した。そして、表面にフレーキングが生じ
た時点で寿命と判定した。
Bearing life test is carried out in R Special Steel Handbook, (1st edition) edited by Electric Steel Research Institute, Science and Engineering, May 25, 1965, p. 10~
Steel powder (hardness, H
RC66,3, 80-160 μm of Fe=C)
Using a lubricant added at a mixing ratio of 0.00 ppm, a maximum surface pressure of 500 kgf/mm2 and a stress repetition rate of 3000
Tested at cpm. The service life was determined to have expired when flaking occurred on the surface.

前記第1表において、供試片1は請求項(1)記載の発
明の実施例に相当するものであり、表層部における表面
炭化物濃度も22vol%と良好な値であるため、表面
硬さもHRC66と良好な値となり、しかも、異物混入
潤滑下であっても良好な転がり寿命を達成することがで
きる。尚、試験片lにおいて、Si及びMnは不可避の
不純物として含有されることを避けられないものである
が、St及びMnの含有量を極力低減してその含有量を
0にしても供試片1と同様に良好な表面硬さ及び転がり
寿命を得ることができる。
In Table 1, test piece 1 corresponds to the embodiment of the invention described in claim (1), and since the surface carbide concentration in the surface layer portion is a good value of 22 vol%, the surface hardness is also HRC66. This is a good value, and a good rolling life can be achieved even under lubrication contaminated with foreign matter. In addition, although it is inevitable that Si and Mn are contained as unavoidable impurities in the test piece l, even if the content of St and Mn is reduced to 0 as much as possible, the test piece Similar to No. 1, good surface hardness and rolling life can be obtained.

供試片2,3は請求項(5)記載の発明の実施例であり
、良好な表面硬さ及び転がり寿命を達成することが可能
となる。
Test specimens 2 and 3 are examples of the invention described in claim (5), and it is possible to achieve good surface hardness and rolling life.

供試片4は請求項(2)記載の発明の実施例であり、供
試材5は請求項(3)記載の発明の実施例であり、さら
には供試片6.7は請求項(4)記載の発明の実施例で
あり、前記各供試片と同様に良好な表面硬さ及び転がり
寿命を達成することができる。
Test piece 4 is an embodiment of the invention as claimed in claim (2), test material 5 is an embodiment of the invention as claimed in claim (3), and test piece 6.7 is an embodiment of the invention as claimed in claim (3). This is an example of the invention described in 4), and can achieve good surface hardness and rolling life similarly to the above-mentioned test pieces.

供試片8はCの含有量が本発明範囲を越え、また、Cr
の含有量が本発明範囲を下回る、ことを特徴とする請求
項(5)記載の発明の比較例(SUJ−2)である。
Specimen 8 has a C content exceeding the range of the present invention, and also contains Cr.
This is a comparative example (SUJ-2) of the invention according to claim (5), characterized in that the content of is below the range of the present invention.

この供試片8において、Cr含有量が少ないため、表層
部Cr炭化物の生成量が8vol%と低下し、その結果
、表面硬さの向上が不十分でHRC62強程度にしか満
たない。よって、L、。寿命は前記各供試片と対比して
lXl06と小さい値となる。また、C含有量が多いた
め、深部での靭性が低下し破壊強度が低下する。
In this specimen 8, since the Cr content is low, the amount of Cr carbide produced in the surface layer is reduced to 8 vol %, and as a result, the surface hardness is insufficiently improved, reaching only about a little over 62 HRC. Therefore, L. The lifespan is lXl06, which is a small value compared to the above-mentioned test pieces. Furthermore, since the C content is high, the toughness in the deep part decreases and the fracture strength decreases.

供試片9はCrの含有量が本発明範囲を下回る、ことを
内容とする、前記供試片8と同様に請求項(5)記載の
発明の比較例である。
Test piece 9 is a comparative example of the invention described in claim (5), similar to test piece 8, in which the content of Cr is below the range of the present invention.

この供試片9において、前記供試片8と同様に表層部に
おけるCr炭化物の生成量が1lvol%と低下し、そ
の結果、表面硬さの向上が不十分でHRC64程度にし
かならない。よって、Ll。寿命も前記各供試片と対比
して3.5X10’と小さい値となる。
In this specimen 9, the amount of Cr carbide produced in the surface layer portion was reduced to 1 vol % as in the specimen 8, and as a result, the surface hardness was insufficiently improved and the HRC was only about 64. Therefore, Ll. The lifespan is also a small value of 3.5×10′ compared to the above-mentioned test pieces.

供試片10は、Moの含有量が本発明範囲を越えること
を特徴とする請求項(2)記載の発明の比較例である。
Test piece 10 is a comparative example of the invention described in claim (2), characterized in that the content of Mo exceeds the range of the invention.

この供試片10では、MOの含有量が本発明範囲を越え
ても軸受の転勤表面に微細なMO炭化物を形成する効果
には大差がなくてコスト高となるとともに、炭化物が巨
大化して請求項(2)記載の発明の実施例である供試片
4に比較すると転がり寿命が低下する傾向となる。
In this specimen 10, even if the MO content exceeds the range of the present invention, there is no significant difference in the effect of forming fine MO carbides on the rolling surface of the bearing, resulting in high cost and the carbides becoming large, which is claimed The rolling life tends to be lower than that of specimen 4 which is an example of the invention described in item (2).

供試片11は、■の含有量が本発明の範囲を越えること
を特徴とする請求項(3)記載の発明の比較例である。
Test piece 11 is a comparative example of the invention described in claim (3), characterized in that the content of (1) exceeds the range of the invention.

この供試片11では、■の含有量が本発明の範囲を越え
ても結晶粒微細化効果に差がなく、コスト高になると共
に加工性及び種々の機械的性質を劣化するので好ましく
ない。
In this test piece 11, even if the content of (1) exceeds the range of the present invention, there is no difference in grain refining effect, which is not preferable because it increases cost and deteriorates workability and various mechanical properties.

供試片12はMo及びVの含有量が本発明の範囲を越え
ることを特徴とする請求項(4)記載の発明の比較例で
ある。この供試片12では、Mo、Vの含有量が本発明
の範囲を越えても、軸受の表層部に微細の炭化物を形成
する効果に差は無く、また、■の含有量が本発明の範囲
を越えても結晶粒の微細化効果に差が無く何れの場合で
もコスト的に不利となる。さらに、炭化物が巨大化する
傾向となって転がり寿命も低下して好ましくない。
Test piece 12 is a comparative example of the invention described in claim (4), characterized in that the content of Mo and V exceeds the range of the invention. In this specimen 12, even if the content of Mo and V exceeds the range of the present invention, there is no difference in the effect of forming fine carbides on the surface layer of the bearing, and the content of (3) exceeds the range of the present invention. Even if the range is exceeded, there is no difference in the grain refinement effect, and in either case, there is a cost disadvantage. Further, the carbide tends to become large, which reduces the rolling life, which is undesirable.

尚、上記各供試片1〜7について、φ20×30Mの円
柱試料を各10個作成し、据込率80んで冷間加工(鍛
造)を行い、割れ発生率を調べたところ、いずれの供試
片でも割れ発生率は0%であった。
For each of the above specimens 1 to 7, 10 cylindrical specimens of φ20 x 30M were made, cold worked (forged) at an upsetting rate of 80, and the crack occurrence rate was investigated. Even in the sample, the cracking incidence was 0%.

次に、供試片1,2.4〜6,8の各々を用いて、内径
6 mmの小型球軸受(686)を試作し、この軸受に
ついて耐摩耗性の試験を行った。試験条件は次の通りで
ある。
Next, using each of test specimens 1, 2.4 to 6, and 8, a small ball bearing (686) having an inner diameter of 6 mm was fabricated, and a wear resistance test was conducted on this bearing. The test conditions are as follows.

予圧・・・2kgf、揺動角・・・8°、スピード−2
0112、グリース潤滑、評価サイクル−・2X107
回。
Preload...2kgf, swing angle...8°, speed -2
0112, Grease lubrication, evaluation cycle - 2X107
times.

温度−・常温、試作数−8個 この耐摩耗性試験結果を次の第2,3表に示して説明す
る。
Temperature: normal temperature, number of prototypes: 8 The results of this abrasion resistance test are shown in Tables 2 and 3 below and will be explained.

(フレーキングの有無) 第2表 (フレッチングによる摩耗量) 第3表 上記第2.3表に示すように、供試片1.2は表面炭化
物濃度がそれぞれ22,23vol%のようにいずれも
本発明の範囲内であるため、表面炭化物濃度が8vol
%と本発明の範囲より低い供試片8と比較して、フレッ
チングの発生個数が少なく、かつ摩耗量も少ない値とな
っている。
(Presence or absence of flaking) Table 2 (Amount of wear due to fretting) Table 3 As shown in Table 2.3 above, sample 1.2 had surface carbide concentrations of 22 and 23 vol%, respectively. Since it is within the scope of the present invention, the surface carbide concentration is 8 vol.
%, which is lower than the range of the present invention, the number of fretting occurrences is small and the amount of wear is also small.

また、表面炭化物濃度が供試片1.2より更に高い値と
なっている供試片4〜6では、さらにフレッチングの発
生個数及び摩耗量とも少ない値となっている。
In addition, in specimens 4 to 6, in which the surface carbide concentration was higher than that of specimen 1.2, both the number of fretting occurrences and the amount of wear were smaller.

次に、前記供試片により試作された内径6fflII+
の小型球軸受(686)の20個について、圧痕が付き
にく(その結果音響特性が良好であることの確認試験を
、静定格荷重2C,で圧痕を付け、JIS B 154
8に準じて行った。第8図にこの試験結果を図示する。
Next, the inner diameter 6fflII+ was prototyped using the test piece.
A test was conducted to confirm that 20 of the small ball bearings (686) were resistant to indentation (as a result, the acoustic characteristics were good).
It was carried out according to 8. FIG. 8 illustrates the results of this test.

第8図から分かるように、供試片1,2.4〜6はいず
れも供試片8に対して、音圧(dB)の平均値Xが低い
値となっている。これは、供試片1゜2.4〜6が供試
片8より表面炭化物濃度が高く転勤表面硬度が高いため
に、圧痕が表面に付きに難いことによるものである。特
に、表面炭化物濃度が供試片1.2より高い供試片4〜
6は音圧レベルがより低い値となっている。
As can be seen from FIG. 8, the average value X of the sound pressure (dB) of test pieces 1, 2.4 to 6 is lower than that of test piece 8. This is because test specimens 1°2.4 to 6 have a higher surface carbide concentration and transfer surface hardness than test specimen 8, making it difficult for impressions to form on the surface. In particular, specimen 4 to which the surface carbide concentration is higher than specimen 1.2
6 has a lower sound pressure level.

尚、本発明で云う表層部とは、転がり軸受を構成する内
輪、外輪及び転動体の軌道面の接触面にかかる接触圧か
ら計算で求まる。すなわち、最大せん断応力位置(表面
からの深さ)を2.とすると、表面からZ0〜2Z、の
深さ迄の部分を云う。
Note that the surface layer portion as referred to in the present invention is calculated from the contact pressure applied to the contact surfaces of the inner ring, outer ring, and raceway surfaces of the rolling elements that constitute the rolling bearing. That is, the maximum shear stress position (depth from the surface) is set to 2. Then, it refers to the part from the surface to a depth of Z0 to 2Z.

オーダとして、例えば表面から0.2〜0.5 m m
程度の深さとなる。
As an order, for example, 0.2 to 0.5 mm from the surface
It will be about the same depth.

また、上記第1表に示した転がり寿命試験では、内輪及
び外輪の何方にも適用できる円盤状試験片についての寿
命を示したが、同様の材料で転動体を形成し、これにつ
いて上記転がり寿命試験を行っても同様の結果を得るこ
とができる。
In addition, in the rolling life test shown in Table 1 above, the life was shown for a disk-shaped test piece that can be applied to either the inner ring or the outer ring, but the rolling elements were formed from the same material and the rolling life was Similar results can be obtained by conducting tests.

またさらに、耐摩耗性試験及び音響特性試験に際しては
、転がり軸受全体、即ち、内外輪及び転動体を前記供試
片で作成したが、内輪、外輪及び転動体の少なくとも一
つが本発明に係わる合金鋼で構成されれば、前記実施例
と同様に良好な耐摩耗性及び音響特性を得ることが可能
となる。
Furthermore, in the wear resistance test and the acoustic property test, the entire rolling bearing, that is, the inner and outer rings and the rolling elements, were made from the above-mentioned test pieces, but at least one of the inner ring, outer ring, and rolling elements was made of the alloy according to the present invention. If it is made of steel, it will be possible to obtain good wear resistance and acoustic properties as in the previous embodiment.

〔発明の効果] 以上説明したように、本発明に係わる転がり軸受によれ
ば、内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つの表層部に
適量の微細炭化物を形成して表面硬さを向上すると共に
、表層部に適量の残留オーステナイトを存在させて異物
が混入した潤滑下でのマイクロクランクの発生を防止す
る。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the rolling bearing according to the present invention, an appropriate amount of fine carbide is formed on the surface layer of at least one of the inner ring, the outer ring, and the rolling elements to improve the surface hardness. A suitable amount of retained austenite is present in the surface layer to prevent micro-cranks from occurring under lubrication contaminated with foreign matter.

従って、クリーンな潤滑下で軸受を使用する場合におい
ては、従来の軸受と比べて、より一層の長寿命を有し、
且つ異物混入の潤滑下で軸受を使用する場合は、従来の
軸受に比べて遥かに長寿命となる。
Therefore, when using bearings under clean lubrication, they have a much longer lifespan than conventional bearings.
Furthermore, when the bearing is used under lubrication containing foreign matter, the life of the bearing is much longer than that of conventional bearings.

その結果、上記両温滑下で軸受を使用する場合のいずれ
においても、転がり荷重が高い状態での軸受の寿命を向
上することができる。
As a result, in both cases where the bearing is used under sliding conditions described above, it is possible to improve the life of the bearing under high rolling loads.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は軸受寿命と残留オーステナイ)TR(vol%
)との関係を示す特性図、第2図は鋼中のS含有量と割
れ発生率との関係を示す特性図、第3図は、固溶炭素又
は固溶炭素窒素量と残留オーステナイト量との関係を示
す特性図、第4,5図は、本発明に係わる転がり軸受を
製造する為の熱処理条件を説明する工程図、第6図は、
供試片の表面硬さ(HRC)と応力繰り返し数で示され
る軸受寿命L1゜との関係を示す特性図、第7図は残留
オーステナイト量と軸受の疲労寿命の応力繰り返し数と
の関係を示す特性図、第8図は各供試片の音響特性を示
す特性図である。
Figure 1 shows bearing life and retained austenite) TR (vol%).
), Figure 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the S content in steel and the cracking incidence, and Figure 3 is the relationship between the amount of solid solute carbon or solute carbon nitrogen and the amount of retained austenite. FIGS. 4 and 5 are process diagrams illustrating the heat treatment conditions for manufacturing the rolling bearing according to the present invention, and FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between
A characteristic diagram showing the relationship between the surface hardness (HRC) of the specimen and the bearing life L1° indicated by the number of stress repetitions. Figure 7 shows the relationship between the amount of retained austenite and the number of stress repetitions in the fatigue life of the bearing. Characteristic diagram, FIG. 8 is a characteristic diagram showing the acoustic characteristics of each test piece.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)内輪、外輪及び転動体からなる転がり軸受におい
て、当該内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つが、C
:0.3〜0.6重量%、Cr:3〜14重量%、Ti
:40ppm以下、O:12ppm以下、P:200p
pm以下、S:80ppm以下、残部Feの合金鋼から
なり、該合金鋼に浸炭又は浸炭窒化熱処理が施され、表
層部における微細炭化物量が20〜50vol%であり
、且つ当該表層部における残留オーステナイト量が10
〜25vol%であることを特徴とする転がり軸受。
(1) In a rolling bearing consisting of an inner ring, an outer ring, and a rolling element, at least one of the inner ring, outer ring, and rolling element is C
:0.3 to 0.6% by weight, Cr: 3 to 14% by weight, Ti
:40ppm or less, O:12ppm or less, P:200p
pm or less, S: 80 ppm or less, and the balance is Fe, the alloy steel is subjected to carburizing or carbonitriding heat treatment, the amount of fine carbides in the surface layer is 20 to 50 vol%, and the residual austenite in the surface layer is amount is 10
A rolling bearing characterized in that the content is ~25 vol%.
(2)内輪、外輪及び転動体からなる転がり軸受におい
て、当該内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つが、C
:0.3〜0.6重量%、Cr:3〜14重量%、Ti
:40ppm以下、Si:0.9重量%以下、Mo:0
.4〜2.0重量%、Mn:2.0重量%以下、O:1
2ppm以下、P:200ppm以下、S:80ppm
以下、残部Feの合金鋼からなり、該合金鋼に浸炭又は
浸炭窒化熱処理が施され、表層部における微細炭化物量
が20〜50vol%であり、且つ当該表層部における
残留オーステナイト量が10〜25vol%であること
を特徴とする転がり軸受。
(2) In a rolling bearing consisting of an inner ring, an outer ring, and a rolling element, at least one of the inner ring, outer ring, and rolling element is C
:0.3 to 0.6% by weight, Cr: 3 to 14% by weight, Ti
:40ppm or less, Si:0.9% by weight or less, Mo:0
.. 4 to 2.0% by weight, Mn: 2.0% by weight or less, O: 1
2ppm or less, P: 200ppm or less, S: 80ppm
Hereinafter, the alloy steel is made of alloy steel with the balance being Fe, and the alloy steel is subjected to carburizing or carbonitriding heat treatment, and the amount of fine carbides in the surface layer is 20 to 50 vol%, and the amount of retained austenite in the surface layer is 10 to 25 vol%. A rolling bearing characterized by:
(3)内輪、外輪及び転動体からなる転がり軸受におい
て、当該内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つが、C
:0.3〜0.6重量%、Cr:3〜14重量%、Ti
:40ppm以下、Si:0.9重量%以下、Mn:2
.0重量%以下、V:0.03〜1重量%、O:12p
pm以下、P:200ppm以下、S:80ppm以下
、残部Feの合金鋼からなり、該合金鋼に浸炭又は浸炭
窒化熱処理が施され、表層部における微細炭化物量が2
0〜50vol%であり、且つ当該表層部における残留
オーステナイト量が10〜25vol%であることを特
徴とする転がり軸受。
(3) In a rolling bearing consisting of an inner ring, an outer ring, and a rolling element, at least one of the inner ring, outer ring, and rolling element is C
:0.3 to 0.6% by weight, Cr: 3 to 14% by weight, Ti
: 40ppm or less, Si: 0.9% by weight or less, Mn: 2
.. 0% by weight or less, V: 0.03-1% by weight, O: 12p
pm or less, P: 200 ppm or less, S: 80 ppm or less, and the balance is Fe, and the alloy steel is subjected to carburizing or carbonitriding heat treatment to reduce the amount of fine carbides in the surface layer to 2.
A rolling bearing characterized in that the amount of retained austenite in the surface layer portion is 0 to 50 vol% and 10 to 25 vol%.
(4)内輪、外輪及び転動体からなる転がり軸受におい
て、当該内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つが、C
:0.3〜0.6重量%、Cr:3〜14重量%、Ti
:40ppm以下、Si:0.9重量%以下、Mo:0
.4〜2.0重量%、Mn:2.0重量%以下、V:0
.03〜1重量%、O:12ppm以下、P:200p
pm以下、S:80ppm以下、残部Feの合金鋼から
なり、該合金鋼に浸炭又は浸炭窒化熱処理が施され、表
層部における微細炭化物量が20〜50vol%であり
、且つ当該表層部における残留オーステナイト量が10
〜25vol%であることを特徴とする転がり軸受。
(4) In a rolling bearing consisting of an inner ring, an outer ring, and a rolling element, at least one of the inner ring, outer ring, and rolling element is C
:0.3 to 0.6% by weight, Cr: 3 to 14% by weight, Ti
:40ppm or less, Si:0.9% by weight or less, Mo:0
.. 4 to 2.0% by weight, Mn: 2.0% by weight or less, V: 0
.. 03-1% by weight, O: 12ppm or less, P: 200p
pm or less, S: 80 ppm or less, and the balance is Fe, the alloy steel is subjected to carburizing or carbonitriding heat treatment, the amount of fine carbides in the surface layer is 20 to 50 vol%, and the residual austenite in the surface layer is amount is 10
A rolling bearing characterized in that the content is ~25 vol%.
(5)内輪、外輪及び転動体からなる転がり軸受におい
て、当該内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つが、C
:0.3〜0.6重量%、Cr:3〜14重量%、Si
:0.9重量%以下、Mn:2.0重量%以下、Ti:
40ppm以下、O:12ppm以下、P:200pp
m以下、S:80ppm以下、残部Feの合金鋼からな
り、該合金鋼に浸炭又は浸炭窒化熱処理が施され、表層
部における微細炭化物量が20〜50vol%であり、
且つ当該表層部における残留オーステナイト量が10〜
25vol%であることを特徴とする転がり軸受。
(5) In a rolling bearing consisting of an inner ring, an outer ring, and a rolling element, at least one of the inner ring, outer ring, and rolling element is C
: 0.3 to 0.6 wt%, Cr: 3 to 14 wt%, Si
: 0.9% by weight or less, Mn: 2.0% by weight or less, Ti:
40ppm or less, O: 12ppm or less, P: 200pp
m or less, S: 80 ppm or less, balance Fe, the alloy steel is subjected to carburizing or carbonitriding heat treatment, and the amount of fine carbides in the surface layer is 20 to 50 vol%,
And the amount of retained austenite in the surface layer is 10~
A rolling bearing characterized in that it contains 25 vol%.
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04165048A (en) * 1990-10-25 1992-06-10 Nachi Fujikoshi Corp High chromium series bearing steel
US5122000A (en) * 1990-04-27 1992-06-16 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Rolling bearing
WO1998027242A1 (en) * 1996-12-17 1998-06-25 Komatsu Ltd. High bearing-strength steel parts and processes for the production thereof
GB2333106A (en) * 1998-01-12 1999-07-14 Nsk Ltd A rolling bearing
JPH11236920A (en) * 1998-02-24 1999-08-31 Nippon Seiko Kk Rolling bearing
US6592684B1 (en) 1999-02-17 2003-07-15 Nsk Ltd. Rolling bearing
JP2005264216A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Nsk Ltd Rolling bearing
US8083868B2 (en) 2004-01-20 2011-12-27 Nsk Ltd Rolling bearing
WO2018159840A1 (en) 2017-03-03 2018-09-07 Ntn株式会社 Bearing component, rolling bearing, and bearing component manufacturing method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000282178A (en) * 1998-10-22 2000-10-10 Nsk Ltd Rolling bearing

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5122000A (en) * 1990-04-27 1992-06-16 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Rolling bearing
JPH04165048A (en) * 1990-10-25 1992-06-10 Nachi Fujikoshi Corp High chromium series bearing steel
EP1273672A1 (en) * 1996-12-17 2003-01-08 Komatsu Ltd. High surface pressure resistant steel parts and methods of producing same
WO1998027242A1 (en) * 1996-12-17 1998-06-25 Komatsu Ltd. High bearing-strength steel parts and processes for the production thereof
EP0950723A1 (en) * 1996-12-17 1999-10-20 Komatsu Ltd. High bearing-strength steel parts and processes for the production thereof
EP0950723A4 (en) * 1996-12-17 2001-05-09 Komatsu Mfg Co Ltd High bearing-strength steel parts and processes for the production thereof
US6413328B2 (en) 1996-12-17 2002-07-02 Komatsu Ltd High surface pressure resistant steel parts and methods of producing same
US6447619B1 (en) 1996-12-17 2002-09-10 Komatsu Ltd. High surface pressure resistant steel parts and methods of producing same
GB2333106A (en) * 1998-01-12 1999-07-14 Nsk Ltd A rolling bearing
GB2333106B (en) * 1998-01-12 2000-04-12 Nsk Ltd Rolling bearing
US6095692A (en) * 1998-01-12 2000-08-01 Nsk Ltd. Rolling bearing
JPH11236920A (en) * 1998-02-24 1999-08-31 Nippon Seiko Kk Rolling bearing
US6592684B1 (en) 1999-02-17 2003-07-15 Nsk Ltd. Rolling bearing
US8083868B2 (en) 2004-01-20 2011-12-27 Nsk Ltd Rolling bearing
JP2005264216A (en) * 2004-03-17 2005-09-29 Nsk Ltd Rolling bearing
JP4534537B2 (en) * 2004-03-17 2010-09-01 日本精工株式会社 Rolling bearing
WO2018159840A1 (en) 2017-03-03 2018-09-07 Ntn株式会社 Bearing component, rolling bearing, and bearing component manufacturing method
US11137031B2 (en) 2017-03-03 2021-10-05 Ntn Corporation Bearing part, rolling bearing, and method for manufacturing bearing part

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