JPH05118336A - 転がり軸受 - Google Patents
転がり軸受Info
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- JPH05118336A JPH05118336A JP3307178A JP30717891A JPH05118336A JP H05118336 A JPH05118336 A JP H05118336A JP 3307178 A JP3307178 A JP 3307178A JP 30717891 A JP30717891 A JP 30717891A JP H05118336 A JPH05118336 A JP H05118336A
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- Japan
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- rolling
- bearing
- hardness
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Abstract
(57)【要約】
【目的】高負荷、高速、準高温という過酷な使用環境で
使用しても、亀裂発生の起点となる介在物を除去し、残
留オーステナイトを存在させ、異物混入の潤滑下におけ
る微小亀裂の発生を阻止し、長寿命を維持することがで
きる転がり軸受を提供する。 【構成】Ｃ：０．７〜０．９重量％、Ｃｒ：２．５〜
４．０重量％、Ｏ：８ｐｐｍ以下、残部鉄Ｆｅ及び不可
避不純物からなる高炭素鋼クロム軸受鋼を用い、軌道輪
の軌道面と転動体の転動面のいずれか一方又はその双方
の表面に０．３〜０．５ｍｍの深さに高炭素の浸炭窒化
処理を施す。さらにその表層部を０．０５〜０．１５ｍ
ｍの範囲にわたって研削加工によって除去する。この表
面における炭化物量を面積率で１５〜３０％、その大き
さを真円度換算直径２μｍ以下とする。また、この表面
の硬さをＨＲＣ６３〜６５、芯部の硬さをＨＲＣ６０〜
６３とし、表面の残留オーステナイト量を１０〜２５容
積％とする。
使用しても、亀裂発生の起点となる介在物を除去し、残
留オーステナイトを存在させ、異物混入の潤滑下におけ
る微小亀裂の発生を阻止し、長寿命を維持することがで
きる転がり軸受を提供する。 【構成】Ｃ：０．７〜０．９重量％、Ｃｒ：２．５〜
４．０重量％、Ｏ：８ｐｐｍ以下、残部鉄Ｆｅ及び不可
避不純物からなる高炭素鋼クロム軸受鋼を用い、軌道輪
の軌道面と転動体の転動面のいずれか一方又はその双方
の表面に０．３〜０．５ｍｍの深さに高炭素の浸炭窒化
処理を施す。さらにその表層部を０．０５〜０．１５ｍ
ｍの範囲にわたって研削加工によって除去する。この表
面における炭化物量を面積率で１５〜３０％、その大き
さを真円度換算直径２μｍ以下とする。また、この表面
の硬さをＨＲＣ６３〜６５、芯部の硬さをＨＲＣ６０〜
６３とし、表面の残留オーステナイト量を１０〜２５容
積％とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、周辺部品の摩耗粉を
含む汚染油中で、しかも準高温下（１２０〜２００°
Ｃ）というような苛酷な条件下で用いられる、例えば自
動車のトランスミッション用転がり軸受、その他農業機
械、建設機械、及び鉄鋼機械などに使用される転がり軸
受に関する。
含む汚染油中で、しかも準高温下（１２０〜２００°
Ｃ）というような苛酷な条件下で用いられる、例えば自
動車のトランスミッション用転がり軸受、その他農業機
械、建設機械、及び鉄鋼機械などに使用される転がり軸
受に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のトランスミッション用軸受に用
いられる材料には、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４８０５
に規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材が最も多く用いら
れてきた。これに浸炭、窒化処理を施して軌道表面に圧
縮残留応力を付与し、硬さを向上させることによって摩
耗粉を含む汚染油中での寿命向上を図っていた。例え
ば、特開昭６０−９２４６３号公報に開示された発明
は、ＳＵＪ２などの高炭素クロム軸受鋼に浸炭窒化を施
して表層部に炭化物（ＦｅＣｒ）3Ｃを生成させて、高
い硬さを与え耐摩耗性を向上させ、表面に圧縮残留応力
も誘起することで異物混入環境下の寿命を向上させるも
のである。
いられる材料には、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４８０５
に規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材が最も多く用いら
れてきた。これに浸炭、窒化処理を施して軌道表面に圧
縮残留応力を付与し、硬さを向上させることによって摩
耗粉を含む汚染油中での寿命向上を図っていた。例え
ば、特開昭６０−９２４６３号公報に開示された発明
は、ＳＵＪ２などの高炭素クロム軸受鋼に浸炭窒化を施
して表層部に炭化物（ＦｅＣｒ）3Ｃを生成させて、高
い硬さを与え耐摩耗性を向上させ、表面に圧縮残留応力
も誘起することで異物混入環境下の寿命を向上させるも
のである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、転がり
軸受は高負荷、高速化が進み、使用環境が苛酷になって
準高温下で使用されるようになり、上記の材料では浸
炭、窒化を施しても摩耗粉を含む汚染油中で、しかも準
高温下（１２０〜２００℃）で使用した場合に、焼戻し
抵抗性が十分でないため、軸受を長時間使用している中
に、軌道面が塑性変形を起こして圧痕を生じ、その周囲
に集中応力を受けて剥離発生の起点となる。また、耐摩
耗性において十分とは言えず、軸受使用中に摩耗による
寸法の変化を生じて、短寿命の原因となる。
軸受は高負荷、高速化が進み、使用環境が苛酷になって
準高温下で使用されるようになり、上記の材料では浸
炭、窒化を施しても摩耗粉を含む汚染油中で、しかも準
高温下（１２０〜２００℃）で使用した場合に、焼戻し
抵抗性が十分でないため、軸受を長時間使用している中
に、軌道面が塑性変形を起こして圧痕を生じ、その周囲
に集中応力を受けて剥離発生の起点となる。また、耐摩
耗性において十分とは言えず、軸受使用中に摩耗による
寸法の変化を生じて、短寿命の原因となる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明はＪＩＳ
Ｇ４８０５に規定されるＳＵＪ２に、Ｃｒを多く添加
して、浸炭窒化することにより（ＦｅＣｒ）3 Ｃよりも
はるかに硬い炭化物（ＦｅＣｒ）7 Ｃ3 を生成させたた
ものである。即ち、本発明はＣ：０．７〜０．９重量
％、Ｃｒ：２．５〜４．０重量％、Ｏ：８ｐｐｍ以下、
残部鉄Ｆｅ及び不可避不純物からなる高炭素鋼クロム軸
受鋼から生産される転がり軸受の軌道輪の軌道面と転動
体の転動面のいずれか一方又はその双方の表面に０．３
〜０．５ｍｍの深さに高炭素の浸炭窒化処理を行い、さ
らにその表層部を０．０５〜０．１５ｍｍの範囲にわた
って研削加工を行って除去し、該表面における炭化物量
を面積率で１５〜３０％、その大きさは真円度換算直径
が２μｍ以下であって、該表面の硬さがＨＲＣ６３〜６
５であり、芯部の硬さがＨＲＣ６０〜６３であり、かつ
表面の残留オーステナイト量が１０〜２５容量％とする
ことによって、軌道表面に高い硬さと耐摩耗性を与え、
かつ焼戻し抵抗性を付与して、過酷な使用条件下におい
ても長寿命を維持する転がり軸受を提供するものであ
る。
Ｇ４８０５に規定されるＳＵＪ２に、Ｃｒを多く添加
して、浸炭窒化することにより（ＦｅＣｒ）3 Ｃよりも
はるかに硬い炭化物（ＦｅＣｒ）7 Ｃ3 を生成させたた
ものである。即ち、本発明はＣ：０．７〜０．９重量
％、Ｃｒ：２．５〜４．０重量％、Ｏ：８ｐｐｍ以下、
残部鉄Ｆｅ及び不可避不純物からなる高炭素鋼クロム軸
受鋼から生産される転がり軸受の軌道輪の軌道面と転動
体の転動面のいずれか一方又はその双方の表面に０．３
〜０．５ｍｍの深さに高炭素の浸炭窒化処理を行い、さ
らにその表層部を０．０５〜０．１５ｍｍの範囲にわた
って研削加工を行って除去し、該表面における炭化物量
を面積率で１５〜３０％、その大きさは真円度換算直径
が２μｍ以下であって、該表面の硬さがＨＲＣ６３〜６
５であり、芯部の硬さがＨＲＣ６０〜６３であり、かつ
表面の残留オーステナイト量が１０〜２５容量％とする
ことによって、軌道表面に高い硬さと耐摩耗性を与え、
かつ焼戻し抵抗性を付与して、過酷な使用条件下におい
ても長寿命を維持する転がり軸受を提供するものであ
る。
【０００５】本発明における転がり軸受は、上記の如く
浸炭、窒化処理を行って、軸受表層部のＣ濃度を高くす
るのであり、軸受芯部の硬さを得るために必要なＣ含有
量が必要である。浸炭、窒化温度で不溶な球状炭化物が
あり、これが核となって炭化物析出に必要な炭化物生成
のためのＣ量、及びＨＲＣ６０以上の芯部の硬さが得ら
れるＣ量が必要であるために、Ｃの含有量の下限を０．
７重量％とした。さらにＣ含有量が０．９重量％を越え
ると、素材状態における巨大炭化物の発生により塑性加
工性に悪影響を与えること、及び転がり疲労寿命の低下
を招くことになる。そこでＣ含有量を０．７〜０．９％
に限定した。
浸炭、窒化処理を行って、軸受表層部のＣ濃度を高くす
るのであり、軸受芯部の硬さを得るために必要なＣ含有
量が必要である。浸炭、窒化温度で不溶な球状炭化物が
あり、これが核となって炭化物析出に必要な炭化物生成
のためのＣ量、及びＨＲＣ６０以上の芯部の硬さが得ら
れるＣ量が必要であるために、Ｃの含有量の下限を０．
７重量％とした。さらにＣ含有量が０．９重量％を越え
ると、素材状態における巨大炭化物の発生により塑性加
工性に悪影響を与えること、及び転がり疲労寿命の低下
を招くことになる。そこでＣ含有量を０．７〜０．９％
に限定した。
【０００６】Ｃｒは浸炭、窒化を促進させるために、ま
たＣと結合してＭ7Ｃ3 炭化物を生成し、硬くて、粒成
長が遅く微細分散して、転がり疲労寿命を向上させるた
めに有効な元素である。Ｃｒの含有量が２．５％重量未
満であると、浸炭、窒化焼入による硬い炭化物が少ない
ためにＨＲＣ６３〜６５が得られない。また、４．０重
量％を越えると、塑性加工性が悪いために生産性が低下
することと、コスト高になる。そのためＣｒの含有量を
２．５〜４．０重量％とした。尚、Ｏは酸化物系の非金
属介在物を形成して転がり疲労寿命を低下させるため、
できるだけその量を低下させる必要がある。そのため８
ｐｐｍを上限とした。
たＣと結合してＭ7Ｃ3 炭化物を生成し、硬くて、粒成
長が遅く微細分散して、転がり疲労寿命を向上させるた
めに有効な元素である。Ｃｒの含有量が２．５％重量未
満であると、浸炭、窒化焼入による硬い炭化物が少ない
ためにＨＲＣ６３〜６５が得られない。また、４．０重
量％を越えると、塑性加工性が悪いために生産性が低下
することと、コスト高になる。そのためＣｒの含有量を
２．５〜４．０重量％とした。尚、Ｏは酸化物系の非金
属介在物を形成して転がり疲労寿命を低下させるため、
できるだけその量を低下させる必要がある。そのため８
ｐｐｍを上限とした。
【０００７】さらに、浸炭窒化深さは、研削してもなお
有効な部分を残すために下限を０．３ｍｍとし、また浸
炭窒化時間を短縮させるためにその上限を０．５ｍｍと
する。また、転がり軸受表層部の脆弱部分の除去のため
には最低０．０５ｍｍ除去することが必要であり、有効
部残存のために最大除去量を０．１５ｍｍとすることが
必要である。転がり軸受表面の炭化物量は面積率で１５
〜３０％の範囲を越えると軸受の寿命に悪影響を及ぼす
ので、上記範囲に限定した。炭化物の粒径についても、
これが大きくなると軸受寿命が悪くなるので、その真円
度換算値を２μｍ以下とした。
有効な部分を残すために下限を０．３ｍｍとし、また浸
炭窒化時間を短縮させるためにその上限を０．５ｍｍと
する。また、転がり軸受表層部の脆弱部分の除去のため
には最低０．０５ｍｍ除去することが必要であり、有効
部残存のために最大除去量を０．１５ｍｍとすることが
必要である。転がり軸受表面の炭化物量は面積率で１５
〜３０％の範囲を越えると軸受の寿命に悪影響を及ぼす
ので、上記範囲に限定した。炭化物の粒径についても、
これが大きくなると軸受寿命が悪くなるので、その真円
度換算値を２μｍ以下とした。
【０００８】表１に示す成分の本発明例を含む供試材を
溶製し、表２に示す条件で各供試料を熱処理した。即
ち、発明例であるＡ１，Ａ２及び従来例であるＣ２をそ
れぞれ浸炭、窒化した。また比較較例であるＢとＣ１
を、ずぶ焼入した。その後、各供試料の研削を行った。
ＲＸガス＋エンリッチガス（３〜５容量％）＋アンモニ
ヤガス（３〜５容量％）の炉内温度で９００℃、３時間
浸炭，窒化処理を行い、その後油中に焼入し、各温度で
２時間焼戻しを行った。またずぶ焼入の場合は、ＲＸガ
ス雰囲気中で８４０℃で４０分加熱しその後油中に焼入
した。
溶製し、表２に示す条件で各供試料を熱処理した。即
ち、発明例であるＡ１，Ａ２及び従来例であるＣ２をそ
れぞれ浸炭、窒化した。また比較較例であるＢとＣ１
を、ずぶ焼入した。その後、各供試料の研削を行った。
ＲＸガス＋エンリッチガス（３〜５容量％）＋アンモニ
ヤガス（３〜５容量％）の炉内温度で９００℃、３時間
浸炭，窒化処理を行い、その後油中に焼入し、各温度で
２時間焼戻しを行った。またずぶ焼入の場合は、ＲＸガ
ス雰囲気中で８４０℃で４０分加熱しその後油中に焼入
した。
【０００９】このようにして得られた本発明の実施例
（Ａ１，Ａ２）では、表層部に硬くて微細な炭化物Ｍ3
Ｃ ＋Ｍ7 Ｃ3 を生成し、マトリックスに固溶したＣや
Ｃｒの存在により、表３に示すようにに耐摩耗性に優れ
ると共に、図１に示すように耐熱性にも優れていること
が分かる。さらに図２に示すように異物混入油中の転が
り疲労寿命の向上が認められる。また、浸炭、窒化によ
り極表層部に粗大な炭化物や脆弱な窒化物が生ずるの
で、その部分を研削によって除去することにより、発明
例Ａ２のように、さらに長寿命の結果が得られる。
（Ａ１，Ａ２）では、表層部に硬くて微細な炭化物Ｍ3
Ｃ ＋Ｍ7 Ｃ3 を生成し、マトリックスに固溶したＣや
Ｃｒの存在により、表３に示すようにに耐摩耗性に優れ
ると共に、図１に示すように耐熱性にも優れていること
が分かる。さらに図２に示すように異物混入油中の転が
り疲労寿命の向上が認められる。また、浸炭、窒化によ
り極表層部に粗大な炭化物や脆弱な窒化物が生ずるの
で、その部分を研削によって除去することにより、発明
例Ａ２のように、さらに長寿命の結果が得られる。
【００１０】なお、摩耗試験には大越式迅速摩耗試験機
を用い、試験条件として摩耗距離４００ｍ、最終荷重
６．３Ｋｇｆ、無潤滑で行った。表３の結果は摩耗速度
０．６１ｍ／ｓｅｃで実施した摩耗量で示した。また、
転がり疲労寿命試験は、単列深溝６３０６を用い、寿命
試験機は、株式会社不二越製玉軸受寿命試験機を用いて
Ｌ10寿命を求めた。試験条件は軸受負荷荷重８３０Ｋｇ
ｆ（ラジアル荷重）、軸受回転数３０００ｒｐｍ、潤滑
油は＃８０ギヤオイル油中に、粒径が１１〜１００μｍ
の硬質鉄粉を０．２ｇ／１の割合で混入させたものを使
用した。試験温度は１２０℃で行った。
を用い、試験条件として摩耗距離４００ｍ、最終荷重
６．３Ｋｇｆ、無潤滑で行った。表３の結果は摩耗速度
０．６１ｍ／ｓｅｃで実施した摩耗量で示した。また、
転がり疲労寿命試験は、単列深溝６３０６を用い、寿命
試験機は、株式会社不二越製玉軸受寿命試験機を用いて
Ｌ10寿命を求めた。試験条件は軸受負荷荷重８３０Ｋｇ
ｆ（ラジアル荷重）、軸受回転数３０００ｒｐｍ、潤滑
油は＃８０ギヤオイル油中に、粒径が１１〜１００μｍ
の硬質鉄粉を０．２ｇ／１の割合で混入させたものを使
用した。試験温度は１２０℃で行った。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】
【表３】
【００１３】
【効果】本発明に係る転がり軸受は、上記のようにＣ：
０．７〜０．９重量％、Ｃｒ：２．５〜４．０重量％、
Ｏ：８ｐｐｍ以下、残部鉄Ｆｅ及び不可避不純物からな
る高炭素鋼クロム軸受鋼から生産される転がり軸受であ
って、軌道輪の軌道面と転動体の転動面のいずれか一方
又はその双方の表面に０．３〜０．５ｍｍの深さに高炭
素の浸炭窒化処理がなされ、さらにその表層部が０．０
５〜０．１５ｍｍの範囲にわたって研削加工によって除
去され、該表面における炭化物量は面積率で１５〜３０
％、その大きさは真円度換算直径が２μｍ以下であっ
て、該表面の硬さがＨＲＣ６３〜６５であり、芯部のか
たさがＨＲＣ６０〜６３であり、かつ表面の残留オース
テナイト量が１０〜２５容積％であるから、内輪若しく
は転動体、又は内輪、転動体のいずれにも、亀裂発生の
起点となる介在物が除去されており、適度の残留オース
テナイトを存在させ、異物混入の潤滑下における微小亀
裂発生を阻止し、また発生した亀裂の進展を遅らせるこ
とできる。その結果、異物混入の潤滑下で使用する軸受
において、従来の軸受に比べて、遙かに長寿命であり、
清浄な潤滑下においても、軸受の寿命を向上させること
ができる。
０．７〜０．９重量％、Ｃｒ：２．５〜４．０重量％、
Ｏ：８ｐｐｍ以下、残部鉄Ｆｅ及び不可避不純物からな
る高炭素鋼クロム軸受鋼から生産される転がり軸受であ
って、軌道輪の軌道面と転動体の転動面のいずれか一方
又はその双方の表面に０．３〜０．５ｍｍの深さに高炭
素の浸炭窒化処理がなされ、さらにその表層部が０．０
５〜０．１５ｍｍの範囲にわたって研削加工によって除
去され、該表面における炭化物量は面積率で１５〜３０
％、その大きさは真円度換算直径が２μｍ以下であっ
て、該表面の硬さがＨＲＣ６３〜６５であり、芯部のか
たさがＨＲＣ６０〜６３であり、かつ表面の残留オース
テナイト量が１０〜２５容積％であるから、内輪若しく
は転動体、又は内輪、転動体のいずれにも、亀裂発生の
起点となる介在物が除去されており、適度の残留オース
テナイトを存在させ、異物混入の潤滑下における微小亀
裂発生を阻止し、また発生した亀裂の進展を遅らせるこ
とできる。その結果、異物混入の潤滑下で使用する軸受
において、従来の軸受に比べて、遙かに長寿命であり、
清浄な潤滑下においても、軸受の寿命を向上させること
ができる。
【図１】供試材表面からの距離と炭素量（重量％）を示
す特性図である。
す特性図である。
【図２】焼戻し温度と表層部硬さとの関係を示す特性図
である。
である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１２月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】自動車のトランスミッション用軸受に用
いられる材料には、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４８０５
に規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材が最も多く用いら
れてきた。これに浸炭、窒化処理を施して軌道表面に圧
縮残留応力を付与し、硬さを向上させることによって摩
耗粉を含む汚染油中での寿命向上を図っていた。例え
ば、特開昭６０−９２４６３号公報に開示された発明
は、ＳＵＪ２などの高炭素クロム軸受鋼に浸炭窒化を施
して表層部に炭化物（ＦｅＣｒ）3Ｃを生成させて、高
い硬さを与え耐摩耗性を向上させると同時に、表面に圧
縮残留応力を付与することで異物混入環境下の寿命を向
上させるものである。
いられる材料には、日本工業規格（ＪＩＳ）Ｇ４８０５
に規定される高炭素クロム軸受鋼鋼材が最も多く用いら
れてきた。これに浸炭、窒化処理を施して軌道表面に圧
縮残留応力を付与し、硬さを向上させることによって摩
耗粉を含む汚染油中での寿命向上を図っていた。例え
ば、特開昭６０−９２４６３号公報に開示された発明
は、ＳＵＪ２などの高炭素クロム軸受鋼に浸炭窒化を施
して表層部に炭化物（ＦｅＣｒ）3Ｃを生成させて、高
い硬さを与え耐摩耗性を向上させると同時に、表面に圧
縮残留応力を付与することで異物混入環境下の寿命を向
上させるものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、転がり
軸受は高負荷、高速化が進み、使用環境が苛酷になって
準高温下で使用されるようになり、上記の材料では浸
炭、窒化を施しても摩耗粉を含む汚染油中で、しかも準
高温下（１２０〜２００℃）で使用した場合に、焼戻し
抵抗性が十分でないため、軸受を長時間使用している中
に、軌道面が塑性変形を起こして圧痕を生じ、その周囲
に集中応力を受けて剥離発生の起点となる。また、耐摩
耗性においても十分とは言えず、軸受使用中に摩耗によ
る寸法の変化を生じて、短寿命の原因となる。
軸受は高負荷、高速化が進み、使用環境が苛酷になって
準高温下で使用されるようになり、上記の材料では浸
炭、窒化を施しても摩耗粉を含む汚染油中で、しかも準
高温下（１２０〜２００℃）で使用した場合に、焼戻し
抵抗性が十分でないため、軸受を長時間使用している中
に、軌道面が塑性変形を起こして圧痕を生じ、その周囲
に集中応力を受けて剥離発生の起点となる。また、耐摩
耗性においても十分とは言えず、軸受使用中に摩耗によ
る寸法の変化を生じて、短寿命の原因となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明はＪＩＳ
Ｇ４８０５に規定されるＳＵＪ２に、Ｃｒを多く添加
して、浸炭窒化することにより（ＦｅＣｒ）3 Ｃよりも
はるかに硬い炭化物（ＦｅＣｒ）7 Ｃ3 を生成させたた
ものである。即ち、Ｃ：０．７〜０．９重量％、Ｃｒ：
２．５〜４．０重量％、Ｏ：８ｐｐｍ以下、残部鉄Ｆｅ
及び不可避不純物からなる高炭素クロム軸受鋼から製造
される転がり軸受であって軌道輪の軌道面と転動体の転
動面のいずれか一方又はその双方の表面に０．３〜０．
５ｍｍの深さに高炭素の浸炭窒化処理を行い、さらにそ
の表層部を０．０５〜０．１５ｍｍの範囲にわたって研
削加工を行って除去し、該表面における炭化物量を面積
率で１５〜３０％、その大きさは真円度換算直径が２μ
ｍ以下であって、該表面の硬さがＨＲＣ６３〜６５であ
り、芯部の硬さがＨＲＣ６０〜６３であり、かつ表面の
残留オーステナイト量が１０〜２５容量％とすることに
よって、軌道表面に高い硬さと耐摩耗性を与え、かつ焼
戻し抵抗性を付与して、過酷な使用条件下においても長
寿命を確保できる転がり軸受を提供するものである。
Ｇ４８０５に規定されるＳＵＪ２に、Ｃｒを多く添加
して、浸炭窒化することにより（ＦｅＣｒ）3 Ｃよりも
はるかに硬い炭化物（ＦｅＣｒ）7 Ｃ3 を生成させたた
ものである。即ち、Ｃ：０．７〜０．９重量％、Ｃｒ：
２．５〜４．０重量％、Ｏ：８ｐｐｍ以下、残部鉄Ｆｅ
及び不可避不純物からなる高炭素クロム軸受鋼から製造
される転がり軸受であって軌道輪の軌道面と転動体の転
動面のいずれか一方又はその双方の表面に０．３〜０．
５ｍｍの深さに高炭素の浸炭窒化処理を行い、さらにそ
の表層部を０．０５〜０．１５ｍｍの範囲にわたって研
削加工を行って除去し、該表面における炭化物量を面積
率で１５〜３０％、その大きさは真円度換算直径が２μ
ｍ以下であって、該表面の硬さがＨＲＣ６３〜６５であ
り、芯部の硬さがＨＲＣ６０〜６３であり、かつ表面の
残留オーステナイト量が１０〜２５容量％とすることに
よって、軌道表面に高い硬さと耐摩耗性を与え、かつ焼
戻し抵抗性を付与して、過酷な使用条件下においても長
寿命を確保できる転がり軸受を提供するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】本発明における転がり軸受は、上記の如く
浸炭、窒化処理を行って、軸受表層部のＣ濃度を高くす
るものであるが、軸受芯部の硬さを得るために、浸炭、
窒化温度で不溶な球状炭化物があり、これが核となって
炭化物析出に必要な炭化物生成のためのＣ量、及びＨＲ
Ｃ６０以上の芯部の硬さが得られるＣ量が必要であるた
めに、Ｃの含有量の下限を０．７重量％とした。さらに
Ｃ含有量が０．９重量％を越えると、素材状態における
巨大炭化物の発生により塑性加工性に悪影響を与えるこ
と、及び転がり疲労寿命の低下を招くことになる。そこ
でＣ含有量を０．７〜０．９％に限定した。
浸炭、窒化処理を行って、軸受表層部のＣ濃度を高くす
るものであるが、軸受芯部の硬さを得るために、浸炭、
窒化温度で不溶な球状炭化物があり、これが核となって
炭化物析出に必要な炭化物生成のためのＣ量、及びＨＲ
Ｃ６０以上の芯部の硬さが得られるＣ量が必要であるた
めに、Ｃの含有量の下限を０．７重量％とした。さらに
Ｃ含有量が０．９重量％を越えると、素材状態における
巨大炭化物の発生により塑性加工性に悪影響を与えるこ
と、及び転がり疲労寿命の低下を招くことになる。そこ
でＣ含有量を０．７〜０．９％に限定した。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】Ｃｒは浸炭、窒化を促進させるために、ま
たＣと結合してＭ7Ｃ3 炭化物を生成し、硬くて、粒成
長が遅く微細分散して、転がり疲労寿命を向上させるた
めに有効な元素である。Ｃｒの含有量が２．５％重量未
満であると、浸炭、窒化焼入による硬い炭化物が少なく
なりＨＲＣ６３〜６５が得られない。また、４．０重量
％を越えると、塑性加工性が悪いために生産性が低下す
ることと、コスト高になる。そのためＣｒの含有量を
２．５〜４．０重量％とした。尚、Ｏは酸化物系の非金
属介在物を形成して転がり疲労寿命を低下させるため、
できるだけその量を低下させる必要がある。そのため８
ｐｐｍを上限とした。
たＣと結合してＭ7Ｃ3 炭化物を生成し、硬くて、粒成
長が遅く微細分散して、転がり疲労寿命を向上させるた
めに有効な元素である。Ｃｒの含有量が２．５％重量未
満であると、浸炭、窒化焼入による硬い炭化物が少なく
なりＨＲＣ６３〜６５が得られない。また、４．０重量
％を越えると、塑性加工性が悪いために生産性が低下す
ることと、コスト高になる。そのためＣｒの含有量を
２．５〜４．０重量％とした。尚、Ｏは酸化物系の非金
属介在物を形成して転がり疲労寿命を低下させるため、
できるだけその量を低下させる必要がある。そのため８
ｐｐｍを上限とした。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】さらに、浸炭窒化深さは、研削してもなお
有効な部分を残すために下限を０．３ｍｍとし、また浸
炭窒化時間を短縮させるためにその上限を０．５ｍｍと
する。また、転がり軸受表層部の脆弱部分の除去のため
には最低０．０５ｍｍ除去することが必要であり、浸炭
窒化層有効部残存のために最大除去量を０．１５ｍｍと
することが必要である。転がり軸受表面の炭化物量は面
積率で１５〜３０％の範囲を超えると軸受の寿命に悪影
響を及ぼすので、上記範囲に限定した。炭化物の粒径に
ついても、これが大きくなると軸受寿命が低下するの
で、その真円度換算値を２μｍ以下とした。
有効な部分を残すために下限を０．３ｍｍとし、また浸
炭窒化時間を短縮させるためにその上限を０．５ｍｍと
する。また、転がり軸受表層部の脆弱部分の除去のため
には最低０．０５ｍｍ除去することが必要であり、浸炭
窒化層有効部残存のために最大除去量を０．１５ｍｍと
することが必要である。転がり軸受表面の炭化物量は面
積率で１５〜３０％の範囲を超えると軸受の寿命に悪影
響を及ぼすので、上記範囲に限定した。炭化物の粒径に
ついても、これが大きくなると軸受寿命が低下するの
で、その真円度換算値を２μｍ以下とした。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】表１に示す成分の本発明例を含む供試材を
溶製し、表２に示す条件で各供試材を熱処理した。即
ち、発明例であるＡ１，Ａ２及び従来例であるＣ２をそ
れぞれ浸炭、窒化した。また比較例であるＢとＣ１を、
ずぶ焼入した。その後、各供試材の研削を行った。ＲＸ
ガス＋エンリッチガス（３〜５容量％）＋アンモニヤガ
ス（３〜５容量％）の炉内温度で９００℃、３時間浸
炭，窒化処理を行い、その後油中で焼入し、各温度で２
時間焼戻しを行った。またずぶ焼入の場合は、ＲＸガス
雰囲気中で８４０℃で４０分加熱しその後油で焼入し
た。
溶製し、表２に示す条件で各供試材を熱処理した。即
ち、発明例であるＡ１，Ａ２及び従来例であるＣ２をそ
れぞれ浸炭、窒化した。また比較例であるＢとＣ１を、
ずぶ焼入した。その後、各供試材の研削を行った。ＲＸ
ガス＋エンリッチガス（３〜５容量％）＋アンモニヤガ
ス（３〜５容量％）の炉内温度で９００℃、３時間浸
炭，窒化処理を行い、その後油中で焼入し、各温度で２
時間焼戻しを行った。またずぶ焼入の場合は、ＲＸガス
雰囲気中で８４０℃で４０分加熱しその後油で焼入し
た。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】このようにして得られた本発明の実施例
（Ａ１，Ａ２）では、表層部に硬くて微細な炭化物Ｍ3
Ｃ ＋Ｍ7 Ｃ3 を生成し、マトリックスに固溶したＣや
Ｃｒの存在により、表３に示すようにに耐摩耗性に優れ
ると共に、図１に示すように耐熱性にも優れていること
が分かる。さらに図２に示すように異物混入油中の転が
り疲労寿命の向上が認められる。また、浸炭、窒化によ
りごく表層部に粗大な炭化物や脆弱な窒化物が生ずるの
で、その部分を研削によって除去することにより、発明
例Ａ２のように、さらに長寿命の結果が得られる。
（Ａ１，Ａ２）では、表層部に硬くて微細な炭化物Ｍ3
Ｃ ＋Ｍ7 Ｃ3 を生成し、マトリックスに固溶したＣや
Ｃｒの存在により、表３に示すようにに耐摩耗性に優れ
ると共に、図１に示すように耐熱性にも優れていること
が分かる。さらに図２に示すように異物混入油中の転が
り疲労寿命の向上が認められる。また、浸炭、窒化によ
りごく表層部に粗大な炭化物や脆弱な窒化物が生ずるの
で、その部分を研削によって除去することにより、発明
例Ａ２のように、さらに長寿命の結果が得られる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】
【効果】本発明に係る転がり軸受は、上記のようにＣ：
０．７〜０．９重量％、Ｃｒ：２．５〜４．０重量％、
Ｏ：８ｐｐｍ以下、残部鉄Ｆｅ及び不可避不純物からな
る高炭素クロム軸受鋼から生産される転がり軸受であっ
て、軌道輪の軌道面と転動体の転動面のいずれか一方又
はその双方の表面に０．３〜０．５ｍｍの深さに高炭素
の浸炭窒化処理がなされ、さらにその表層部が０．０５
〜０．１５ｍｍの範囲にわたって研削加工によって除去
され、該表面における炭化物量は面積率で１５〜３０
％、その大きさは真円度換算直径が２μｍ以下であっ
て、該表面の硬さがＨＲＣ６３〜６５であり、芯部のか
たさがＨＲＣ６０〜６３であり、かつ表面の残留オース
テナイト量が１０〜２５容積％であるから、内輪若しく
は転動体、又は内輪、転動体のいずれにも、亀裂発生の
起点となる介在物が除去されており、適度の残留オース
テナイトを存在させ、異物混入の潤滑下における微小亀
裂発生を阻止し、また発生した亀裂の進展を遅らせるこ
とできる。その結果、異物混入油による潤滑下で使用す
る軸受において、従来の軸受に比べて、遙かに長寿命で
あり、清浄な潤滑下においても、軸受の寿命を向上させ
ることができる。
０．７〜０．９重量％、Ｃｒ：２．５〜４．０重量％、
Ｏ：８ｐｐｍ以下、残部鉄Ｆｅ及び不可避不純物からな
る高炭素クロム軸受鋼から生産される転がり軸受であっ
て、軌道輪の軌道面と転動体の転動面のいずれか一方又
はその双方の表面に０．３〜０．５ｍｍの深さに高炭素
の浸炭窒化処理がなされ、さらにその表層部が０．０５
〜０．１５ｍｍの範囲にわたって研削加工によって除去
され、該表面における炭化物量は面積率で１５〜３０
％、その大きさは真円度換算直径が２μｍ以下であっ
て、該表面の硬さがＨＲＣ６３〜６５であり、芯部のか
たさがＨＲＣ６０〜６３であり、かつ表面の残留オース
テナイト量が１０〜２５容積％であるから、内輪若しく
は転動体、又は内輪、転動体のいずれにも、亀裂発生の
起点となる介在物が除去されており、適度の残留オース
テナイトを存在させ、異物混入の潤滑下における微小亀
裂発生を阻止し、また発生した亀裂の進展を遅らせるこ
とできる。その結果、異物混入油による潤滑下で使用す
る軸受において、従来の軸受に比べて、遙かに長寿命で
あり、清浄な潤滑下においても、軸受の寿命を向上させ
ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】Ｃ：０．７〜０．９重量％、Ｃｒ：２．５
〜４．０重量％、Ｏ：８ｐｐｍ以下、残部鉄Ｆｅ及び不
可避不純物からなる高炭素鋼クロム軸受鋼から生産され
る転がり軸受であって、軌道輪の軌道面と転動体の転動
面のいずれか一方又はその双方の表面に０．３〜０．５
ｍｍの深さに高炭素の浸炭窒化処理がなされ、さらにそ
の表層部が０．０５〜０．１５ｍｍの範囲にわたって研
削加工によって除去され、該表面における炭化物量は面
積率で１５〜３０％、その大きさは真円度換算直径が２
μｍ以下であって、該表面の硬さがＨＲＣ６３〜６５で
あり、芯部の硬さがＨＲＣ６０〜６３であり、かつ表面
の残留オーステナイト量が１０〜２５容積％であること
を特徴とする転がり軸受。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307178A JPH05118336A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 転がり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3307178A JPH05118336A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 転がり軸受 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05118336A true JPH05118336A (ja) | 1993-05-14 |
Family
ID=17965978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3307178A Pending JPH05118336A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 転がり軸受 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05118336A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006111971A (ja) * | 2005-09-26 | 2006-04-27 | Jtekt Corp | 機械部品 |
| WO2007066441A1 (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-14 | Ntn Corporation | 浸炭窒化方法、機械部品の製造方法および機械部品 |
| US7682087B2 (en) | 2003-02-28 | 2010-03-23 | Ntn Corporation | Transmission component, method of manufacturing the same, and tapered roller bearing |
| US7744283B2 (en) * | 2003-03-14 | 2010-06-29 | Ntn Corporation | Bearing for alternator and bearing for pulley |
| US8002907B2 (en) | 2003-08-29 | 2011-08-23 | Ntn Corporation | Bearing's component, heat treatment method thereof, heat treatment apparatus, and rolling bearing |
| WO2014061699A1 (ja) | 2012-10-17 | 2014-04-24 | Ntn株式会社 | 軸受部品、転がり軸受および軸受部品の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP3307178A patent/JPH05118336A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7682087B2 (en) | 2003-02-28 | 2010-03-23 | Ntn Corporation | Transmission component, method of manufacturing the same, and tapered roller bearing |
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| US8002907B2 (en) | 2003-08-29 | 2011-08-23 | Ntn Corporation | Bearing's component, heat treatment method thereof, heat treatment apparatus, and rolling bearing |
| JP2006111971A (ja) * | 2005-09-26 | 2006-04-27 | Jtekt Corp | 機械部品 |
| WO2007066441A1 (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-14 | Ntn Corporation | 浸炭窒化方法、機械部品の製造方法および機械部品 |
| US8747572B2 (en) | 2005-12-08 | 2014-06-10 | Ntn Corporation | Carbonitriding method, machinery component fabrication method, and machinery component |
| WO2014061699A1 (ja) | 2012-10-17 | 2014-04-24 | Ntn株式会社 | 軸受部品、転がり軸受および軸受部品の製造方法 |
| KR20150067358A (ko) | 2012-10-17 | 2015-06-17 | 에누티에누 가부시기가이샤 | 베어링 부품, 구름베어링 및 베어링 부품의 제조 방법 |
| US9951816B2 (en) | 2012-10-17 | 2018-04-24 | Ntn Corporation | Bearing part, rolling bearing, and method for manufacturing bearing part |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19991221 |