JPH04371521A - 軸受用鋼管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＪＩＳ　　Ｇ４８０
５等に規定された高炭素クロム軸受用鋼管の製造方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】軸受、例えばころがり軸受は、使用中に
過酷なころがり荷重を長時間受ける。一方、機械用ころ
がり軸受の内輪、外輪のようなリング状部材は、継目無
鋼管を切削加工後、焼入れすることにより製造されてい
る。ＪＩＳ　　Ｇ４８０５に規定されている高炭素クロ
ム軸受鋼を素材とするころがり軸受の内輪、外輪の製造
は、高炭素クロム軸受鋼からなる継目無鋼管に、切削性
、耐摩耗性、ころがり寿命確保のために球状化焼鈍を施
し、均一に微細な球状化炭化物が分布したミクロ組織を
与えたのち、切削加工に供するのが一般的である。

【０００３】上記切削加工に供する素材の製造工程は、
一般に熱間製管した高炭素クロム軸受鋼からなる継目無
管を球状化焼鈍を行ったのち、冷間圧延または抽伸等の
冷間加工を施し、焼鈍を行うことにより所定の機械的性
質を確保している。冷間加工を加えて製造される軸受用
鋼管は、従来大半がコールドピルガミルを用いた冷間圧
延によるもので、冷間抽伸法によるものは極めて希であ
った。

【０００４】連続抽伸法によって冷間圧延法と同等の加
工度を加えることは、繰返し抽伸によって可能ではある
が、抽伸時の割れや矯正時の割れといった製造上の問題
があり、実生産には適していない。また、逆に抽伸時の
割れや矯正時の割れを低減すべく、加工度を１５％程度
の低加工度に下げると、低硬度になるという欠点がある
。

【０００５】上記高炭素クロム軸受鋼からなる継目無鋼
管の球状化熱処理方法としては、７７０〜８００℃に約
２時間保持し、その後６００℃まで１０℃／ｈｒ以下の
速度で徐冷する方法、あるいは７８０〜８２０℃に２〜
３時間保持し、さらに７２０℃に２〜３時間保持した後
、５℃／ｈｒ程度の速度で６５０℃まで徐冷する方法の
二つが一般的である。また、Ａｃ１ｂ点〜Ａｃ１ｅ点の
温度に１時間程度保持したのち、Ａｒ１ｂ点〜Ａｒ１ｅ
点の間を１０℃／ｈｒ以下の速度で徐冷する焼きなまし
を４回以上繰返す方法（特公昭５７−３６９６６号公報
）が知られていたが、いずれの方法も徐冷を必要とする
ことから、極めて長い処理時間を必要とする欠点がある
。 この欠点を解消する方法としては、７８０℃を超え８２
０℃以下の温度に加熱保持後、Ａｒ１ｂ点以下の温度ま
で２００℃／ｈｒ以下の速度で冷却する第１次球状化処
理を行い、引続きＡｃ１ｂ点を超えＡｃ１ｂ点＋４０℃
以下の温度に加熱後、Ａｒ１ｂ点以下の温度まで２００
℃／ｈｒ以下の速度で冷却する第２次球状化処理を３回
以上繰返す方法（特開平１−２３４５１９号公報）等の
提案が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】冷間加工と熱処理を組
合わせることにより、熱処理後の硬度を変えられること
は周知の事実であるが、球状化焼鈍を行った高炭素クロ
ム軸受鋼からなる継目無管の冷間加工は、通常冷間圧延
法では圧延ロール形状規制等により低加工度ができない
ので、断面減少率６０％以上で実施されている。また、
抽伸法では変形抵抗が大きく断面減少率４０％以上とな
ると破断が発生するため、断面減少率２０〜４０％で実
施されているが、抽伸加工での破断を防止するには、球
状化焼鈍後の硬度を低くする必要がある。

【０００７】この発明の目的は、従来の冷間圧延により
製造したと同等以上の切削性に優れた軸受用鋼管を、抽
伸加工により製造する方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意試験研究を行った。その結果、高炭素
クロム軸受鋼からなる継目無管は、球状化焼鈍後の炭化
物平均粒径を所定レベルとなし、加工度を所定範囲内で
抽伸加工することによって、冷間加工を施したままで、
冷間圧延と同等以上の切削性の良好な軸受用鋼管を製造
できることを究明し、この発明に到達した。

【０００９】すなわちこの発明は、高炭素クロム軸受鋼
の継目無管から軸受用鋼管を製造する方法において、球
状化焼鈍により焼鈍後の炭化物の平均粒径を０．４μｍ
以上となし、連続抽伸により加工度２５〜４５％の冷間
加工を施すのである。

【００１０】

【作用】軸受用鋼管の球状化組織は、その炭化物の平均
粒径の大きさが、切削時のバイト寿命に影響を及ぼす。 図１は冷間加工のままの軸受用鋼管Ｃと冷間加工後焼な
まし焼鈍を施した軸受用鋼管Ａのそれぞれについて、高
速度鋼を用いて無潤滑状態で５０ｍ／ｍｉｎの切削速度
で外削した場合の工具寿命と炭化物の平均粒径との関係
を示すグラフである。図１に示すとおり、冷間加工のま
まの軸受用鋼管Ｃと冷間加工後焼なまし焼鈍を施した軸
受用鋼管Ａ共に、炭化物の平均粒径が大きくなると、工
具寿命が増大している。実機での切削試験の結果、炭化
物の平均粒径が０．４μｍ以上であれば、実用上問題が
なかった。

【００１１】また、加工度２５〜４５％で抽伸加工する
のは、実機での切削試験の結果、加工度が２５％未満で
は、冷間加工したままの軸受用鋼管の場合、硬度がＨＲ
Ｂ１０２未満（ＨＢ２５５未満）となると、切削時にビ
ビリが発生したり、工具寿命の低下を生じた。したがっ
てＨＲＢ１０２以上の硬度を確保するためには、加工度
２５％以上が必要である。また、逆に加工度の上限を４
５％としたのは、実生産における各種スケジュールでの
抽伸加工の結果、抽伸プラグの折損、抽伸時の割れ、抽
伸後の矯正時の割れ等の発生を防止するには、加工度４
５％が限度であった。

【００１２】この発明方法によれば、抽伸加工によって
従来の冷間圧延材と同等の切削性を有する軸受用鋼管を
、冷間圧延法に比べて小さい加工度で製造することがで
きるから、切削加工における工具寿命の延長、切削能率
の向上を図ることができる。また、切削加工後の変形問
題が生じ難いという利点を有する。

【００１３】

【実施例】

実施例１ 従来の冷間圧延加工により加工度６８．３％で、また、
この発明の冷間抽伸加工により加工度３９．１％で、球
状化組織の炭化物平均粒径０．４２μｍ、０．４４μｍ
、０．４９μｍのそれぞれについて、、外径３４．０８
ｍｍ、肉厚４．７２ｍｍの切削試験用の軸受用鋼管を製
造し、高速度鋼を用い、無潤滑状態で５０ｍ／ｍｉｎの
切削速度で外削試験を実施し、切削工具寿命を比較した
。また、各軸受用鋼管の硬度を測定した。その結果を表
１に示す。

【００１４】

【表１】

【００１５】表１に示すとおり、この発明の冷間抽伸に
より得た軸受用鋼管は、従来の冷間圧延により得た軸受
用鋼管以上の工具寿命が得られており、また、切削時の
ビビリ発生の基準となるＨＲＢ１０２以上の硬度がえら
れている。

【００１６】実施例２ この発明の冷間抽伸加工により加工度２０．４〜５９．
２％で、球状化組織の炭化物平均粒径０．３７μｍ、０
．４２μｍのそれぞれについて、外径３４．０８ｍｍ、
肉厚４．７２ｍｍの切削試験用の軸受用鋼管を製造し、
高速度鋼を用い、無潤滑状態で５０ｍ／ｍｉｎの切削速
度で外削試験を実施し、切削工具寿命を比較した。 また、各軸受用鋼管の硬度を測定した。その結果を表２
に示す。

【００１７】

【表２】

【００１８】表２に示すとおり、表１と同じ炭化物平均
粒径０．４２μｍのものであっても、加工度が２０．４
％と低い場合は、工具寿命が３．５ｍｉｎと大幅に低下
している。また、加工度を５９．２％まで増加させても
、炭化物平均粒径が０．３７μｍと小さい場合は、工具
寿命が改善されず、低下したままである。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、冷間抽伸法によって従来の冷間圧延法と同等あるい
はそれ以上の切削性を有する軸受用鋼管を、冷間圧延法
より小さい加工度で製造することができるから、切削加
工後の変形問題も生じ難くなるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】冷間加工のままの軸受用鋼管Ｃと冷間加工後焼
なまし焼鈍を施した軸受用鋼管Ａのそれぞれについて、
高速度鋼を用いて無潤滑状態で５０ｍ／ｍｉｎの切削速
度で外削した場合の工具寿命と炭化物の平均粒径との関
係を示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高炭素クロム軸受鋼の継目無管から軸
   受用鋼管を製造する方法において、球状化焼鈍により焼
   鈍後の炭化物の平均粒径を０．４μｍ以上となし、連続
   抽伸により加工度２５〜４５％の冷間加工を施すことを
   特徴とする軸受用鋼管の製造方法。