JPH0617225A - 転動疲労性に優れた浸炭軸受部品 - Google Patents
転動疲労性に優れた浸炭軸受部品Info
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- JPH0617225A JPH0617225A JP17437192A JP17437192A JPH0617225A JP H0617225 A JPH0617225 A JP H0617225A JP 17437192 A JP17437192 A JP 17437192A JP 17437192 A JP17437192 A JP 17437192A JP H0617225 A JPH0617225 A JP H0617225A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の高炭素クロム軸受鋼や肌焼鋼を素材と
したときよりも優れた転動疲労性を有し、且つ浸炭（ま
たは浸炭窒化）処理時間の短縮が図れる様な浸炭軸受部
品を提供することにある。 【構成】 Ｃ：０．３〜０．５重量％，Ｓｉ：０．３重
量％以下，Ｍｎ：０．３〜２重量％，Ｓ：０．０２重量
％以下，Ｃｒ：０．５〜３重量％，Ａｌ：０．０１５〜
０．０６重量％，Ｎ：０．００３〜０．０２重量％を夫
々含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、該不
可避不純物中Ｐ：０．０２重量％以下，Ｔｉ：０．００
２％重量％以下，Ｏ：０．００３重量％以下に夫々抑制
してなる鋼を素材とし、該素材によって作製された部品
に、浸炭または浸炭窒化処理および焼入れ、焼戻し処理
を施したものであり、表層部に折出する炭化物または炭
窒化物の面積率が２〜５０％、平均粒径が３μｍ以下で
ある。
したときよりも優れた転動疲労性を有し、且つ浸炭（ま
たは浸炭窒化）処理時間の短縮が図れる様な浸炭軸受部
品を提供することにある。 【構成】 Ｃ：０．３〜０．５重量％，Ｓｉ：０．３重
量％以下，Ｍｎ：０．３〜２重量％，Ｓ：０．０２重量
％以下，Ｃｒ：０．５〜３重量％，Ａｌ：０．０１５〜
０．０６重量％，Ｎ：０．００３〜０．０２重量％を夫
々含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、該不
可避不純物中Ｐ：０．０２重量％以下，Ｔｉ：０．００
２％重量％以下，Ｏ：０．００３重量％以下に夫々抑制
してなる鋼を素材とし、該素材によって作製された部品
に、浸炭または浸炭窒化処理および焼入れ、焼戻し処理
を施したものであり、表層部に折出する炭化物または炭
窒化物の面積率が２〜５０％、平均粒径が３μｍ以下で
ある。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高炭素クロム軸受部品
や肌焼軸受部品より優れた転動疲労性を有する様な浸炭
軸受部品に関するものである。
や肌焼軸受部品より優れた転動疲労性を有する様な浸炭
軸受部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車や産業機械等に用いられる軸受部
品には、従来から高炭素クロム軸受用鋼が素材として汎
用されており、例えばＳＵＪ１（ＪＩＳＧ ４８０５）
のＣｒ量を増やしたＳＵＪ２が中・小型軸受部品に、ま
たＭｎやＳｉ量を増やしたＳＵＪ３が大型軸受部品に夫
々多用されてきた。またＳＣｒ４２０（ＪＩＳＧ ４１
０４）に代表される肌焼軸受鋼も、軸受部品の素材とし
て使用されてきた。
品には、従来から高炭素クロム軸受用鋼が素材として汎
用されており、例えばＳＵＪ１（ＪＩＳＧ ４８０５）
のＣｒ量を増やしたＳＵＪ２が中・小型軸受部品に、ま
たＭｎやＳｉ量を増やしたＳＵＪ３が大型軸受部品に夫
々多用されてきた。またＳＣｒ４２０（ＪＩＳＧ ４１
０４）に代表される肌焼軸受鋼も、軸受部品の素材とし
て使用されてきた。
【０００３】しかしながら近年になって、エンジンの高
出力化、高回転化等に伴なって、軸受部品は高負荷の過
酷な環境下で使用される様になり、その一方で機械部品
の小型化も進んでいる。こうした状況のもとで、ＳＵＪ
２やＳＣｒ４２０等を素材とした軸受部品では、高負荷
の使用環境における十分な転動疲労寿命が得られず、軸
受の小型化が図れないという問題があった。
出力化、高回転化等に伴なって、軸受部品は高負荷の過
酷な環境下で使用される様になり、その一方で機械部品
の小型化も進んでいる。こうした状況のもとで、ＳＵＪ
２やＳＣｒ４２０等を素材とした軸受部品では、高負荷
の使用環境における十分な転動疲労寿命が得られず、軸
受の小型化が図れないという問題があった。
【０００４】一方軸受部品として浸炭または浸炭窒化処
理材も使用されており、これらの処理材は一般の焼入れ
・焼戻し材に比べて転動疲労寿命は長くなるが、処理の
為の時間が長くなりその為のコストが高くなるという問
題がある。こうしたことから、高負荷の使用環境での転
動疲労性に優れ、浸炭または浸炭窒化の為の処理時間の
短縮を図ることによって熱処理費の低減が達成できる様
な軸受部品の実現が要望されている。
理材も使用されており、これらの処理材は一般の焼入れ
・焼戻し材に比べて転動疲労寿命は長くなるが、処理の
為の時間が長くなりその為のコストが高くなるという問
題がある。こうしたことから、高負荷の使用環境での転
動疲労性に優れ、浸炭または浸炭窒化の為の処理時間の
短縮を図ることによって熱処理費の低減が達成できる様
な軸受部品の実現が要望されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした状況
のもとになされたものであって、その目的は、従来の高
炭素クロム軸受鋼や肌焼鋼を素材としたときよりも優れ
た転動疲労性を有し、且つ浸炭（または浸炭窒化）処理
時間の短縮が図れる様な浸炭軸受部品を提供することに
ある。
のもとになされたものであって、その目的は、従来の高
炭素クロム軸受鋼や肌焼鋼を素材としたときよりも優れ
た転動疲労性を有し、且つ浸炭（または浸炭窒化）処理
時間の短縮が図れる様な浸炭軸受部品を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、Ｃ：０．３〜０．５重量％，Ｓｉ：０．３重
量％以下，Ｍｎ：０．３〜２重量％，Ｓ：０．０２重量
％以下，Ｃｒ：０．５〜３重量％，Ａｌ：０．０１５〜
０．０６重量％，Ｎ：０．００３〜０．０２重量％を夫
々含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、該不
可避不純物中Ｐ：０．０２重量％以下，Ｔｉ：０．００
２％重量％以下，Ｏ：０．００３重量％以下に夫々抑制
してなる鋼を素材とし、該素材によって作製された部品
に、浸炭または浸炭窒化処理および焼入れ、焼戻し処理
を施したものであり、表層部に折出する炭化物または炭
窒化物の面積率が２〜５０％、平均粒径が３μｍ以下で
ある点に要旨を有するものである。また本発明に係る軸
受部品は、上記の元素を基本成分とするものであるが、
必要に応じてＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｖ，Ｎｂ等を含有
するものであってもよい。更に、表層部の残留オーステ
ナイト（以下、残留γと略記する）が３０体積％以下と
なる様にすれば、転動疲労性の向上により有効である。
発明とは、Ｃ：０．３〜０．５重量％，Ｓｉ：０．３重
量％以下，Ｍｎ：０．３〜２重量％，Ｓ：０．０２重量
％以下，Ｃｒ：０．５〜３重量％，Ａｌ：０．０１５〜
０．０６重量％，Ｎ：０．００３〜０．０２重量％を夫
々含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、該不
可避不純物中Ｐ：０．０２重量％以下，Ｔｉ：０．００
２％重量％以下，Ｏ：０．００３重量％以下に夫々抑制
してなる鋼を素材とし、該素材によって作製された部品
に、浸炭または浸炭窒化処理および焼入れ、焼戻し処理
を施したものであり、表層部に折出する炭化物または炭
窒化物の面積率が２〜５０％、平均粒径が３μｍ以下で
ある点に要旨を有するものである。また本発明に係る軸
受部品は、上記の元素を基本成分とするものであるが、
必要に応じてＭｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｖ，Ｎｂ等を含有
するものであってもよい。更に、表層部の残留オーステ
ナイト（以下、残留γと略記する）が３０体積％以下と
なる様にすれば、転動疲労性の向上により有効である。
【０００７】
【作用】本発明は、上述の如く構成されるが、要する
に、転動疲労性に影響を及ぼす表面硬さを向上させるた
めに、各種合金元素量を調整するとともに、浸炭または
浸炭窒化処理を施すことによって積極的に炭化物または
炭窒化物を折出させ、これらの表層部における面積率を
２〜５０％、平均粒径を３μｍ以下とした浸炭軸受部品
は、従来のＳＵＪ２やＳＣｒ４２０等に比べ優れた転動
疲労性を示すことを見出し、本発明を完成した。また合
金元素のうち、Ｃ量を調整することによって、浸炭時間
の短縮が図れること、および表層部の残留γを３０体積
％以下にすれば、転動疲労性がさらに向上すること等も
判明した。まず本発明に係る軸受部品における化学成分
限定理由は下記の通りである。
に、転動疲労性に影響を及ぼす表面硬さを向上させるた
めに、各種合金元素量を調整するとともに、浸炭または
浸炭窒化処理を施すことによって積極的に炭化物または
炭窒化物を折出させ、これらの表層部における面積率を
２〜５０％、平均粒径を３μｍ以下とした浸炭軸受部品
は、従来のＳＵＪ２やＳＣｒ４２０等に比べ優れた転動
疲労性を示すことを見出し、本発明を完成した。また合
金元素のうち、Ｃ量を調整することによって、浸炭時間
の短縮が図れること、および表層部の残留γを３０体積
％以下にすれば、転動疲労性がさらに向上すること等も
判明した。まず本発明に係る軸受部品における化学成分
限定理由は下記の通りである。
【０００８】Ｃ：０．３〜０．５重量％ Ｃは焼入れ・焼戻し後の硬さをＨＲＣ５８以上に確保し
て転動疲労性等の軸受特性を発揮させるのに必要な元素
である。またＣは多く含有させることによって、浸炭時
間を短縮できる元素である。Ｃ含有量が０．３重量％未
満ではこれらの効果が期待されず、０．５重量％を超え
ると靭性，切削性，冷間加工性および温間加工性が低下
する。
て転動疲労性等の軸受特性を発揮させるのに必要な元素
である。またＣは多く含有させることによって、浸炭時
間を短縮できる元素である。Ｃ含有量が０．３重量％未
満ではこれらの効果が期待されず、０．５重量％を超え
ると靭性，切削性，冷間加工性および温間加工性が低下
する。
【０００９】Ｓｉ：０．３重量％以下 Ｓｉは脱酸の他に焼入性を向上させる元素であるが、多
量に含有するとその効果が飽和するだけでなく、切削
性，冷間加工性および温間加工性が著しく低下し、更に
浸炭性を阻害する。よってＳｉ含有量は、０．３重量％
以下とする。
量に含有するとその効果が飽和するだけでなく、切削
性，冷間加工性および温間加工性が著しく低下し、更に
浸炭性を阻害する。よってＳｉ含有量は、０．３重量％
以下とする。
【００１０】Ｍｎ：０．３〜２重量％ Ｍｎは脱酸・脱硫元素であり、また焼入性を向上させる
元素である。Ｍｎ含有量が０．３重量％未満ではこのよ
うな効果は期待できず、また２重量％を超えて含有して
もその効果は飽和し、かえって切削生，冷温間加工性が
低下する。
元素である。Ｍｎ含有量が０．３重量％未満ではこのよ
うな効果は期待できず、また２重量％を超えて含有して
もその効果は飽和し、かえって切削生，冷温間加工性が
低下する。
【００１１】Ｓ：０．０２重量％以下 Ｓは鋼中において殆どがＭｎＳの形で含有されており、
切削性を向上させる元素である。しかしながらＯ含有量
が少ない場合には転動疲労性を低下させ、また冷間加工
性や温間加工性にも悪影響を及ぼす。よって、これらの
点を考慮してＳ含有量は０．０２重量％以下とする。
切削性を向上させる元素である。しかしながらＯ含有量
が少ない場合には転動疲労性を低下させ、また冷間加工
性や温間加工性にも悪影響を及ぼす。よって、これらの
点を考慮してＳ含有量は０．０２重量％以下とする。
【００１２】Ｃｒ：０．５〜３重量％ Ｃｒは浸炭または浸炭窒化処理において、炭化物また炭
窒化物を生成し、硬さを向上させる。Ｃｒ含有量が０．
５重量％未満ではその効果が得られず、一方Ｃｒ含有量
が３重量％を超えるとその効果が飽和すると共に、切削
性，冷間加工性および温間加工性を低下させる。よっ
て、Ｃｒ含有量は０．５〜３重量％とする。
窒化物を生成し、硬さを向上させる。Ｃｒ含有量が０．
５重量％未満ではその効果が得られず、一方Ｃｒ含有量
が３重量％を超えるとその効果が飽和すると共に、切削
性，冷間加工性および温間加工性を低下させる。よっ
て、Ｃｒ含有量は０．５〜３重量％とする。
【００１３】Ａｌ：０．０１５〜０．０６重量％ Ａｌは脱酸と結晶粒の微細化に有効な元素であり、Ａｌ
含有量が０．０１５重量％未満ではこのような効果はな
く、また０．０６重量％を超えると結晶粒の微細化効果
は飽和してしまい、さらに多く含有量させると逆に結晶
粒が成長しやすくなる。よって、Ａｌは含有量は０．０
１５〜０．０６重量％とする。
含有量が０．０１５重量％未満ではこのような効果はな
く、また０．０６重量％を超えると結晶粒の微細化効果
は飽和してしまい、さらに多く含有量させると逆に結晶
粒が成長しやすくなる。よって、Ａｌは含有量は０．０
１５〜０．０６重量％とする。
【００１４】Ｎ：０．００３〜０．０２重量％ ＮはＡｌ，Ｖ，Ｎｂ等と結合して窒化物を生成し、結晶
粒を微細化して鋼の強靭化を図るのに有効な元素であ
る。Ｎ含有量が０．００３重量％未満ではこのような効
果は少なく、また０．０２重量％を超えて含有すると冷
間加工性および温間加工性を低下させる。よってＮ含有
量は０．００３〜０．０２重量％とする。
粒を微細化して鋼の強靭化を図るのに有効な元素であ
る。Ｎ含有量が０．００３重量％未満ではこのような効
果は少なく、また０．０２重量％を超えて含有すると冷
間加工性および温間加工性を低下させる。よってＮ含有
量は０．００３〜０．０２重量％とする。
【００１５】本発明の軸受部品は、以上の元素を基本成
分とし残部鉄および不可避不純物からなるものである
が、該不可避不純物中Ｐ，Ｔｉ，Ｏ等は夫々下記の如く
抑制する必要がある。
分とし残部鉄および不可避不純物からなるものである
が、該不可避不純物中Ｐ，Ｔｉ，Ｏ等は夫々下記の如く
抑制する必要がある。
【００１６】Ｐ：０．０２重量％以下 Ｐは靭性を低下させる元素であるから、このＰ含有量は
極力低減させる必要があり、Ｐ含有量は０．０２重量％
以下とする。
極力低減させる必要があり、Ｐ含有量は０．０２重量％
以下とする。
【００１７】Ｔｉ：０．００２重量％以下 ＴｉはＮと結合して転動疲労性に悪影響を及ぼす粗大な
ＴｉＮを生成し、また冷間加工性や温間加工性を低下さ
せる元素であり、極力低くする必要がある。こうした観
点から、Ｔｉ含有量は、０．００２重量％以下とする。
ＴｉＮを生成し、また冷間加工性や温間加工性を低下さ
せる元素であり、極力低くする必要がある。こうした観
点から、Ｔｉ含有量は、０．００２重量％以下とする。
【００１８】Ｏ：０．００３重量％以下 ＯはＡｌやＳｉと結合し、転動疲労性に悪影響を及ぼす
酸化物系介在物を生成する元素であり、転動疲労性に対
して含有量は少ないほうがよい。また転動疲労性と共に
切削性、冷間加工性にも悪影響を及ぼすので極力低減す
る必要がある。よって、Ｏ含有量は０．００３重量％以
下とする。
酸化物系介在物を生成する元素であり、転動疲労性に対
して含有量は少ないほうがよい。また転動疲労性と共に
切削性、冷間加工性にも悪影響を及ぼすので極力低減す
る必要がある。よって、Ｏ含有量は０．００３重量％以
下とする。
【００１９】本発明の軸受部品には、必要に応じてＭ
ｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｖ，Ｎｂ等を含有してもよい。こ
れらの元素を添加するときの含有量は下記の通りであ
る。
ｏ，Ｗ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｖ，Ｎｂ等を含有してもよい。こ
れらの元素を添加するときの含有量は下記の通りであ
る。
【００２０】Ｍｏ：０．０９〜３重量％，Ｗ：０．０５
〜１重量％ ＭｏおよびＷはＣｒと同じく、浸炭または浸炭窒化処理
において炭化物または炭窒化物を生成し、分散強化によ
って硬さを大きくするのに有効な元素である。この様な
効果を発揮させる為には、Ｍｏは０．０９重量％以上、
Ｗは０．０５重量％以上含有量させる必要がある。しか
しながらＭｏ含有量が３重量％およびＷ含有量が１％を
夫々超えて含有されると効果が飽和すると共に、切削
性，冷間加工性および温間加工性を低下させる。
〜１重量％ ＭｏおよびＷはＣｒと同じく、浸炭または浸炭窒化処理
において炭化物または炭窒化物を生成し、分散強化によ
って硬さを大きくするのに有効な元素である。この様な
効果を発揮させる為には、Ｍｏは０．０９重量％以上、
Ｗは０．０５重量％以上含有量させる必要がある。しか
しながらＭｏ含有量が３重量％およびＷ含有量が１％を
夫々超えて含有されると効果が飽和すると共に、切削
性，冷間加工性および温間加工性を低下させる。
【００２１】Ｎｉ：０．２６〜３重量％ Ｎｉは焼入性を向上させる元素であり、質量の大きな部
品における焼入れ・焼戻し処理を容易にする元素であ
る。Ｎｉ含有量が０．２６重量％未満では、この様な効
果が発揮されず、逆に３重量％を超えて含有されると、
切削性，冷間加工性および温間加工性を低下させ、更に
焼入れ・焼戻し後に残留オーステナイトが多量に生成
し、寸法安定性が劣化する。
品における焼入れ・焼戻し処理を容易にする元素であ
る。Ｎｉ含有量が０．２６重量％未満では、この様な効
果が発揮されず、逆に３重量％を超えて含有されると、
切削性，冷間加工性および温間加工性を低下させ、更に
焼入れ・焼戻し後に残留オーステナイトが多量に生成
し、寸法安定性が劣化する。
【００２２】Ｃｕ：０．２１〜１重量％ Ｃｕは焼入性，耐蝕性を増加させる元素であり、且つ耐
摩耗性を向上させる元素である。Ｃｕ含有量が０．２１
重量％未満ではこの様な効果が少なく、逆に１重量％を
超えると赤熱脆性を助長して熱間加工時に割れが発生す
る。
摩耗性を向上させる元素である。Ｃｕ含有量が０．２１
重量％未満ではこの様な効果が少なく、逆に１重量％を
超えると赤熱脆性を助長して熱間加工時に割れが発生す
る。
【００２３】Ｖ：０．０３〜１重量％，Ｎｂ：０．０１
〜０．５重量％ ＶおよびＮｂは共に鋼中のＣ，Ｎと結合して炭窒化物を
生成し、結晶粒を微細化し、且つ焼戻し軟化抵抗性を向
上させるのに有効な元素である。Ｖの含有量が０．０３
重量％未満およびＮｂ含有量が０．０１％未満ではその
様な効果は発揮されず、逆にＶの含有量が１重量％およ
びＮｂの含有量が０．５重量％を夫々超えて含有されて
も効果が飽和する。
〜０．５重量％ ＶおよびＮｂは共に鋼中のＣ，Ｎと結合して炭窒化物を
生成し、結晶粒を微細化し、且つ焼戻し軟化抵抗性を向
上させるのに有効な元素である。Ｖの含有量が０．０３
重量％未満およびＮｂ含有量が０．０１％未満ではその
様な効果は発揮されず、逆にＶの含有量が１重量％およ
びＮｂの含有量が０．５重量％を夫々超えて含有されて
も効果が飽和する。
【００２４】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００２５】
【実施例】表１に示す化学成分の本発明鋼Ｎo.１〜１０
および比較鋼Ｎo.１１〜２０を、小型真空炉にて溶製し
た。尚比較鋼Ｎo.１９はＪＩＳのＳＵＪ２であり、鋳造
後ソーキング処理を行ない、巨大炭化物の拡散消失処理
を行なったものである。また比較鋼Ｎo.２０は、ＪＩＳ
ＳＣｒ４２０である。
および比較鋼Ｎo.１１〜２０を、小型真空炉にて溶製し
た。尚比較鋼Ｎo.１９はＪＩＳのＳＵＪ２であり、鋳造
後ソーキング処理を行ない、巨大炭化物の拡散消失処理
を行なったものである。また比較鋼Ｎo.２０は、ＪＩＳ
ＳＣｒ４２０である。
【００２６】
【表１】
【００２７】これらの鋼を熱間鍛造によって直径６０ｍ
ｍおよび２０ｍｍの丸棒に鍛伸した後、比較鋼Ｎo.１９
については球状化焼鈍を、その他の鋼については焼鈍を
行なった。その後、直径６０ｍｍの丸棒については、直
径６０ｍｍ，厚さ５ｍｍの試験片に加工し、下記の熱処
理を行ない、表面をラッピング加工した後、面圧５３０
ｋｇｆ／ｍｍ2 の条件で転動疲労試験を実施した。
ｍおよび２０ｍｍの丸棒に鍛伸した後、比較鋼Ｎo.１９
については球状化焼鈍を、その他の鋼については焼鈍を
行なった。その後、直径６０ｍｍの丸棒については、直
径６０ｍｍ，厚さ５ｍｍの試験片に加工し、下記の熱処
理を行ない、表面をラッピング加工した後、面圧５３０
ｋｇｆ／ｍｍ2 の条件で転動疲労試験を実施した。
【００２８】一方直径２０ｍｍの丸棒については、直径
２０ｍｍ，厚さ５ｍｍの試験片に加工し、下記の熱処理
を行なった後、表面硬さの測定、表層部における炭化物
または炭窒化物の面積率および平均粒径を測定した。尚
表層部における炭化物または炭窒化物の測定は、最表面
から１００〜３００μｍの位置の写真撮影を行ない、そ
の後画像解析によって面積率および平均粒径を求めた。 ＜各鋼の熱処理条件＞ (1) 鋼Ｎo.１９（ＳＵＪ２） 焼入れ：８４０℃×４０ｍｉｎ／油冷 焼戻し：１６０℃×２ｈｒ／空冷 (2) 鋼Ｎo.２０（ＳＣｒ４２０） 焼入れ：９２５℃×１０ｈｒ（浸炭処理）／油冷 （カーボンポテンシャル：０．８重量％） 焼戻し：２５０℃×２ｈｒ／空冷 (3) その他の鋼 焼入れ：９２５℃×５ｈｒ（浸炭処理）／油冷 （カーボンポテンシャル：１．２重量％） 焼戻し：２５０℃×２ｈｒ／空冷
２０ｍｍ，厚さ５ｍｍの試験片に加工し、下記の熱処理
を行なった後、表面硬さの測定、表層部における炭化物
または炭窒化物の面積率および平均粒径を測定した。尚
表層部における炭化物または炭窒化物の測定は、最表面
から１００〜３００μｍの位置の写真撮影を行ない、そ
の後画像解析によって面積率および平均粒径を求めた。 ＜各鋼の熱処理条件＞ (1) 鋼Ｎo.１９（ＳＵＪ２） 焼入れ：８４０℃×４０ｍｉｎ／油冷 焼戻し：１６０℃×２ｈｒ／空冷 (2) 鋼Ｎo.２０（ＳＣｒ４２０） 焼入れ：９２５℃×１０ｈｒ（浸炭処理）／油冷 （カーボンポテンシャル：０．８重量％） 焼戻し：２５０℃×２ｈｒ／空冷 (3) その他の鋼 焼入れ：９２５℃×５ｈｒ（浸炭処理）／油冷 （カーボンポテンシャル：１．２重量％） 焼戻し：２５０℃×２ｈｒ／空冷
【００２９】これら試験片の炭化物面積率，表面硬さお
よび平均粒径並びに転動疲労試験結果を表２に示す。尚
転動疲労試験結果についてはＬ10（１０％累積被損率）
寿命で評価した。また本発明鋼Ｎo.１〜４および比較鋼
Ｎo.１３については、下記の条件で浸炭窒化処理し、そ
の他の条件は上記と同様にし、試験片の炭窒化物面積
率、表面硬さを測定すると共に、転動疲労試験を実施し
た。その結果を表３に示す。
よび平均粒径並びに転動疲労試験結果を表２に示す。尚
転動疲労試験結果についてはＬ10（１０％累積被損率）
寿命で評価した。また本発明鋼Ｎo.１〜４および比較鋼
Ｎo.１３については、下記の条件で浸炭窒化処理し、そ
の他の条件は上記と同様にし、試験片の炭窒化物面積
率、表面硬さを測定すると共に、転動疲労試験を実施し
た。その結果を表３に示す。
【００３０】
【表２】
【００３１】
【表３】
【００３２】これらの結果より、次の様に考察できる。
未発明の実施例（鋼Ｎo.１〜１０）のものは、いずれも
転動疲労寿命が鋼Ｎo.１９，２０の従来鋼を用いたもの
よりも優れている。これに対し、Ｃｒ含有量の少ない比
較鋼Ｎo.１３を用いたものは、鋼Ｎo.１を用いたものに
比べ表層部における炭化物の面積率が小さくなって表面
硬さが低下し、鋼Ｎo.２０の従来鋼を用いたものと比べ
転動疲労寿命が短くなっている。またＣｒ含有鋼量の多
い鋼Ｎo.１４を用いたものは、鋼Ｎo.６を用いたものと
比較してその効果が飽和している。更に、Ｓ含有量の多
い鋼No. １５を用いたものは、鋼No. １９，２０の従来
鋼を用いたものに比べ、転動疲労寿命が短くなってい
る。一方Ｔｉ含有量またはＯ含有量の多い鋼Ｎo.１６，
１７を用いたものは、鋼Ｎo.１９，２０の従来鋼を用い
たものよりも転動疲労寿命が短くなっている。尚浸炭窒
化することにより、転動疲労寿命が長くなっていること
は明らかである（表３参照）。
未発明の実施例（鋼Ｎo.１〜１０）のものは、いずれも
転動疲労寿命が鋼Ｎo.１９，２０の従来鋼を用いたもの
よりも優れている。これに対し、Ｃｒ含有量の少ない比
較鋼Ｎo.１３を用いたものは、鋼Ｎo.１を用いたものに
比べ表層部における炭化物の面積率が小さくなって表面
硬さが低下し、鋼Ｎo.２０の従来鋼を用いたものと比べ
転動疲労寿命が短くなっている。またＣｒ含有鋼量の多
い鋼Ｎo.１４を用いたものは、鋼Ｎo.６を用いたものと
比較してその効果が飽和している。更に、Ｓ含有量の多
い鋼No. １５を用いたものは、鋼No. １９，２０の従来
鋼を用いたものに比べ、転動疲労寿命が短くなってい
る。一方Ｔｉ含有量またはＯ含有量の多い鋼Ｎo.１６，
１７を用いたものは、鋼Ｎo.１９，２０の従来鋼を用い
たものよりも転動疲労寿命が短くなっている。尚浸炭窒
化することにより、転動疲労寿命が長くなっていること
は明らかである（表３参照）。
【００３３】次に鋼Ｎo.１，１１，１２について、浸炭
時間を３ｈｒと６ｈｒにして浸炭処理を行なった後、表
面からの炭素濃度分布を測定し、浸炭Ｃ量が０．５重量
％になる深さを求めた。図１に素材Ｃ含有量と浸炭Ｃ量
が０．５重％になる深さの関係を示す。図１から明らか
な様に、素材Ｃ含有量が増すにつれて浸炭Ｃ量が０．５
重量％になる深さが深くなり、素材Ｃ含有量を０．３重
量％以上にすれば浸炭時間の短縮が図れることがわか
る。
時間を３ｈｒと６ｈｒにして浸炭処理を行なった後、表
面からの炭素濃度分布を測定し、浸炭Ｃ量が０．５重量
％になる深さを求めた。図１に素材Ｃ含有量と浸炭Ｃ量
が０．５重％になる深さの関係を示す。図１から明らか
な様に、素材Ｃ含有量が増すにつれて浸炭Ｃ量が０．５
重量％になる深さが深くなり、素材Ｃ含有量を０．３重
量％以上にすれば浸炭時間の短縮が図れることがわか
る。
【００３４】また、鋼Ｎo.５の浸炭時のカーボンポテン
シャルを変化させ、炭化物の面積率を変化させ、転動疲
労試験を行った結果を図２に示す。図２から明らかな様
に、炭化物面積率を２〜５０％にすれば転動疲労寿命が
長くなることがわかる。ここで、カーボンポテンシャル
と炭化物面積率の関係を図３に示すが、安定して炭化物
を２％以上析出させるには、カーボンポテンシャルを
１．０重量％以上にすることが好ましいことがわかる。
シャルを変化させ、炭化物の面積率を変化させ、転動疲
労試験を行った結果を図２に示す。図２から明らかな様
に、炭化物面積率を２〜５０％にすれば転動疲労寿命が
長くなることがわかる。ここで、カーボンポテンシャル
と炭化物面積率の関係を図３に示すが、安定して炭化物
を２％以上析出させるには、カーボンポテンシャルを
１．０重量％以上にすることが好ましいことがわかる。
【００３５】更に、鋼Ｎo.１をカーボンポテンシャル
１．３重量％で浸炭処理を行い、その後熱処理により炭
化物粒径を変化させ、転動疲労試験を行った。炭化物平
均粒径と転動疲労寿命の関係を図４に示す。これにより
炭化物の平均粒径を３μｍ以下に制御することは、転動
疲労寿命の向上に有効できることがわかる。
１．３重量％で浸炭処理を行い、その後熱処理により炭
化物粒径を変化させ、転動疲労試験を行った。炭化物平
均粒径と転動疲労寿命の関係を図４に示す。これにより
炭化物の平均粒径を３μｍ以下に制御することは、転動
疲労寿命の向上に有効できることがわかる。
【００３６】次に本発明鋼Ｎo.１，７および比較鋼Ｎo.
１８〜２０について、最表面から２００μｍ内部の残留
γと転動疲労試験との相関々係について調査した。その
結果を表４に示す。これより、残留γ量を３０体積％以
下にすることにより、更に転動疲労寿命の向上が可能で
あることがわかる。
１８〜２０について、最表面から２００μｍ内部の残留
γと転動疲労試験との相関々係について調査した。その
結果を表４に示す。これより、残留γ量を３０体積％以
下にすることにより、更に転動疲労寿命の向上が可能で
あることがわかる。
【００３７】
【表４】
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
のＳＵＪ２およびＳＣｒ４２０等に比べて優れた転動疲
労性を有する浸炭軸受部品が実現できた。また本発明の
軸受部品は、表面硬さが高いので表面に圧痕がつきにく
く、歯車の摩耗粉等の異物が混入する環境下で使用され
る軸受に適用できる。
のＳＵＪ２およびＳＣｒ４２０等に比べて優れた転動疲
労性を有する浸炭軸受部品が実現できた。また本発明の
軸受部品は、表面硬さが高いので表面に圧痕がつきにく
く、歯車の摩耗粉等の異物が混入する環境下で使用され
る軸受に適用できる。
【図１】素材Ｃ含有量と、浸炭Ｃ量が０．５重量％にな
る。深さとの関係を示すグラフである。
る。深さとの関係を示すグラフである。
【図２】炭化物面積率と転動疲労寿命の関係を示すグラ
フである。
フである。
【図３】浸炭処理時のカーボンポテンシャルと炭化物面
積率の関係を示すグラフである。
積率の関係を示すグラフである。
【図４】炭化物の平均粒径と転動疲労寿命の関係を示す
グラフである。
グラフである。
Claims (6)
- 【請求項１】 Ｃ：０．３〜０．５重量％，Ｓｉ：０．
３重量％以下，Ｍｎ：０．３〜２重量％，Ｓ：０．０２
重量％以下，Ｃｒ：０．５〜３重量％，Ａｌ：０．０１
５〜０．０６重量％，Ｎ：０．００３〜０．０２重量％
を夫々含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、
該不可避不純物中Ｐ：０．０２重量％以下，Ｔｉ：０．
００２％重量％以下，Ｏ：０．００３重量％以下に夫々
抑制してなる鋼を素材とし、該素材によって作製された
部品に、浸炭または浸炭窒化処理および焼入れ、焼戻し
処理を施したものであり、表層部に折出する炭化物また
は炭窒化物の面積率が２〜５０％、平均粒径が３μｍ以
下であることを特徴とする転動疲労性に優れた浸炭軸受
部品。 - 【請求項２】 請求項１に記載の浸炭軸受部品におい
て、更にＭｏ：０．０９〜３重量％およびＷ：０．０５
〜１重量％から選ばれる１種以上を含有する鋼を素材と
するものである浸炭軸受部品。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の浸炭軸受部品
において、更にＮｉ：０．２６〜３重量％を含有する鋼
を素材とするものである浸炭軸受部品。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の浸炭軸
受部品において、更にＣｕ：０．２１〜１重量％を含有
する鋼を素材とするものである浸炭軸受部品。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の浸炭軸
受部品において、更にＶ：０．０３〜１重量％およびＮ
ｂ：０．０１〜０．５重量％から選ばれる１種以上を含
有する鋼を素材とするものである浸炭軸受部品。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の浸炭軸
受部品において、表層部の残留オーステナイト量が３０
体積％以下である浸炭軸受部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17437192A JPH0617225A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 転動疲労性に優れた浸炭軸受部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17437192A JPH0617225A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 転動疲労性に優れた浸炭軸受部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0617225A true JPH0617225A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=15977448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17437192A Withdrawn JPH0617225A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | 転動疲労性に優れた浸炭軸受部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0617225A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6258179B1 (en) | 1997-08-11 | 2001-07-10 | Komatsu Ltd. | Carburized parts, method for producing same and carburizing system |
| EP1136682A2 (en) | 2000-03-21 | 2001-09-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine having variable valve control system and NOx catalyst |
| US6537390B1 (en) * | 1999-11-11 | 2003-03-25 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Antifriction bearing |
| US6660105B1 (en) | 1997-07-22 | 2003-12-09 | Nippon Steel Corporation | Case hardened steel excellent in the prevention of coarsening of particles during carburizing thereof, method of manufacturing the same, and raw shaped material for carburized parts |
| JP2005090680A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Koyo Seiko Co Ltd | 転がり軸受部品およびその製造方法 |
| JP2008025010A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Ntn Corp | 転動部品および転がり軸受 |
| JP2008056969A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
| US9065011B2 (en) | 2007-06-22 | 2015-06-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Thermoelectric conversion element, thermoelectric conversion module, method for producing thermoelectric conversion element |
-
1992
- 1992-07-01 JP JP17437192A patent/JPH0617225A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6660105B1 (en) | 1997-07-22 | 2003-12-09 | Nippon Steel Corporation | Case hardened steel excellent in the prevention of coarsening of particles during carburizing thereof, method of manufacturing the same, and raw shaped material for carburized parts |
| US6258179B1 (en) | 1997-08-11 | 2001-07-10 | Komatsu Ltd. | Carburized parts, method for producing same and carburizing system |
| US6537390B1 (en) * | 1999-11-11 | 2003-03-25 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Antifriction bearing |
| EP1136682A2 (en) | 2000-03-21 | 2001-09-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine having variable valve control system and NOx catalyst |
| JP2005090680A (ja) * | 2003-09-19 | 2005-04-07 | Koyo Seiko Co Ltd | 転がり軸受部品およびその製造方法 |
| JP2008025010A (ja) * | 2006-07-25 | 2008-02-07 | Ntn Corp | 転動部品および転がり軸受 |
| JP2008056969A (ja) * | 2006-08-30 | 2008-03-13 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
| US9065011B2 (en) | 2007-06-22 | 2015-06-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Thermoelectric conversion element, thermoelectric conversion module, method for producing thermoelectric conversion element |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |