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高清浄度軸受鋼およびその製造方法
JPH06145883A
Japan
- Other languages
English - Inventor
Kazuya Sakaguchi 一哉 坂口 Yoshisato Takesono 嘉識 竹園 - Current Assignee
- Daido Steel Co Ltd
Description
translated from
方法の改良に関し、非金属介在物が少い高度に清浄な軸
受鋼を提供する。
が大きな影響を及ぼすことが知られている。 この観点
からみた非金属介在物の重要なものは、Al2O3を主体
とする酸化物系のものと、TiNを主体とするTi系の
ものである。
のレベルまで引き下げればよいかは十分明らかでなく、
また介在物の低減された軸受鋼を製造する方法も確立さ
れてはいなかった。
した軸受鋼の技術の現状から前進し、転動寿命がいっそ
う改善された軸受を与えるよう、介在物を適切にコント
ロールした高清浄度軸受鋼を提供すること、またそのよ
うな高清浄度軸受鋼を製造する工業的方法を提供するこ
とにある。
は、C:0.70〜1.2%(重量%、以下同じ)、S
i:0.5%以下、Mn:2.0%以下およびCr:
2.0%以下を含有し、残部が実質上Feからなる軸受
鋼において、不純物を、O:9ppm 以下、Ti:9ppm
以下に規制し、主としてAl2O3である酸化物系介在物
の円相当直径10μm以上のものが断面320mm2 あた
り9個以内、主としてTiNであるTi系介在物の円相
当直径5μm以上のものが断面320mm2 あたり9個以
内であるようにしたことを特徴とする。
て、Mo:0.5%以下を添加することもあり、この合
金組成の鋼も本発明に含まれる。
方法は、下記の諸工程からなる。 A)電気炉で製鋼原料を溶解し、酸素富化操業を行なっ
て溶鋼中の〔O〕量が250ppm以上である過酸化状態
とすることにより、原料中のTiをTiO2に変えてス
ラグ中に移行させること、 B)スラグのできるだけ多くを除去してTiO2 を系外
に出すことにより、溶鋼中のTi量を9ppm 以下にする
こと、 C)Si脱酸を行なって溶鋼中の〔O〕量を150ppm
以下にするとともに、Al脱酸を行なってスラグ中の
〔O〕も固定すること、 D)LF(取鍋精錬法)操業とそれに続く脱ガス精鋼によ
り、溶鋼中の〔O〕量を9ppm 以下にすること、ならび
に E)合金成分の調整を行なって、所望の合金組成とする
こと。
て、各成分が担う役割とその組成範囲の限定理由は、こ
の分野において知られているところととくに異ならない
が、簡単に述べればつぎのとおりである。
C量が必要である。一方、靭性の低下を考えて、上限を
1.2%に定める。
ひきおこしやすいので、0.5%以内の添加に止める。
低下させて、材料を軸受用に適しないものにするから2
%の上限を設けた。
させるので、上記限界内の量をえらぶ。
(径150〜250mmまたはそれ以上)を製造する場合
に添加する。 Moは高価であるし、靭性にとっては好
ましくない成分なので、使用量は0.5%を限度とす
る。
て、軸受の転動寿命を左右する介在物は、Al2O3のよ
うな酸化物系介在物では円相当直径(長径と短径の平均
値)が10μm以上の比較的大型のもの、またTiNの
ようなTi系介在物では円相当直径が5μm以上の中型
〜大型のものであることがわかった。 そしてそれらの
許容できる存在量は、材料の切断面を検査して、視野3
20mm2 あたり、いずれも9個が限度であることが、転
動疲労寿命の測定により明らかになった。
ズおよび量を上記のように規制するための条件を求めた
ところ、鋼中の不純物を、O:9ppm以下、Ti:0.
9ppm以下に低減する必要のあることが判明した。
ように、最終的な軸受鋼中の〔O〕およびTiを規制す
ることにポイントがあるから、まず製鋼に使用する原料
を吟味して、Tiの含有量のできるだけ少ないものをえ
らぶべきことはいうまでもない。 あわせて、製造装置
の内張り耐火物にも注意を払い、原理的にTiの系内へ
の混入を最少限に止める。
から、溶解原料を選択してもその事前の排除には限界が
ある。 そこで本発明では、電気炉による鋼の溶解精錬
に当って、酸素富化操業を行ない、溶鋼中のTiをTi
O2 に変えてスラグ側へ移すという手法をとった。 溶
鋼中〔O〕:250ppm 以上の過酸化状態にすれば、溶
存Tiはppm オーダーとなって所期の目的にかなう。
なうことが望ましく、スラグカット率90%以上を確保
したい。 残存するスラグ中のTiO2 は、後の取鍋精
錬工程において還元され、再び溶鋼に戻るからである。
低減であり、これにはまずSi脱酸を行なって、溶鋼中
〔O〕量を150ppm以下、100ppm程度に低下させ
る。続いて、または同時にAl脱酸を行なうと、残存ス
ラグ中の〔O〕もAlで固定される。 そこで還元スラ
グを使用する取鍋精錬を実施し、真空脱ガス、代表的に
はRH法脱ガスを後続させることによって、溶鋼中の
〔O〕量を9ppm 以下にすることができる。
し、酸素富化操業を行なって、〔O〕濃度が350ppm
の溶鋼を得た。
トンあたり0.2%、Alを0.05%投入しつつ、L
F(取鍋精錬炉)に移注した。 湯量は85トンあっ
た。塩基度(CaO/SiO2)3.5の強塩基性スラグ
1.5トンを投入し、電極に通電して保温しながら、1
時間にわたって脱酸精錬を行なった。
ベルに下ったので、合金成分を添加して、それぞれ目標
範囲内とした。
ガスを行なった。 〔O〕濃度が9ppm 以下であること
を確認して、必要な合金成分の微調整を行なってから、
600mm角のインゴットに鋳造した。
0mm角、153mm角を経て、65mm丸の棒材とした。
軸を通る平面に沿ってサンプルを採取し、被検面を磨い
て画像解析装置にかけ、320mm2の視野に見出される
中型および大型の介在物(円相当直径が酸化物系は10
μm以上、Ti系は5μm以上)の個数を測定した。
つくり、それらについて、B10寿命すなわちベアリング
の10%が破壊するに至る使用時間を測定した。
を、合金組成とともに下の表に示す。比較のため、本発
明の範囲外の軸受鋼についても同様の試験を行なったの
で、その結果をあわせて表に掲げた。
物および中型〜大型のTi系介在物の存在量を規制する
ことにより、軸受の転動寿命を高めることに成功した。
従って再現性よく製造することができる。
Claims (3)
Hide Dependent
translated from
- 【請求項1】 C:0.70〜1.2%(重量%、以下
同じ)、Si:0.5%以下、Mn:2.0%以下およ
びCr:2.0%以下を含有し、残部が実質上Feから
なる軸受鋼において、不純物を、O:9ppm以下、T
i:9ppm以下に規制し、主としてAl2O3である酸化
物系介在物の円相当直径10μm以上のものが断面32
0mm2 あたり9個以内、主としてTiNであるTi系介
在物の円相当直径5μm以上のものが断面320mm2 あ
たり9個以内であるようにしたことを特徴とする高清浄
度軸受鋼。 - 【請求項2】 C:0.70〜1.2%(重量%、以下
同じ)、Si:0.5%以下、Mn:2.0%以下、C
r:2.0%以下およびMo:0.5%以下を含有し、
残部が実質上Feからなる軸受鋼において、不純物を、
O:9ppm 以下、Ti:9ppm 以下に規制し、主として
Al2O3である酸化物系介在物の円相当直径10μm以
上のものが断面320mm2 あたり9個以内、主としてT
iNであるTi系介在物の円相当直径5μm以上のもの
が断面320mm2 あたり9個以内であるようにしたこと
を特徴とする高清浄度軸受鋼。 - 【請求項3】 請求項1または2に記載の高清浄度軸受
鋼を製造する方法であって、下記の諸工程からなる製造
方法: A)電気炉で製鋼原料を溶解し、酸素富化操業を行なっ
て溶鋼中の〔O〕量が250ppm以上である過酸化状態
とすることにより、原料中のTiをTiO2に変えてス
ラグ中に移行させること、 B)スラグのできるだけ多くを除去してTiO2 を系外
に出すことにより、溶鋼中のTi量を9ppm 以下にする
こと、 C)Si脱酸を行なって溶鋼中の〔O〕量を150ppm
以下にするとともに、Al脱酸を行なってスラグ中の
〔O〕も固定すること、 D)LF(取鍋精錬法)操業とそれに続く脱ガス精鋼に
より、溶鋼中の〔O〕量を9ppm 以下にすること、なら
びに E)合金成分の調整を行なって、所望の合金組成とする
こと。