JPH09310153A - 冷間鍛造性に優れた軸受用鋼 - Google Patents
冷間鍛造性に優れた軸受用鋼Info
- Publication number
- JPH09310153A JPH09310153A JP14797896A JP14797896A JPH09310153A JP H09310153 A JPH09310153 A JP H09310153A JP 14797896 A JP14797896 A JP 14797896A JP 14797896 A JP14797896 A JP 14797896A JP H09310153 A JPH09310153 A JP H09310153A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コスト低減のためＣｒ、Ｍｏ、Ｖの増加する
ことなく冷間鍛造を可能にした軸受用鋼を提供する。 【解決手段】 Ｃ：０．６〜０．８５％、Ｓｉ：０．１
５％以下、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｃｒ：０．６〜１．
６％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物から成る肉厚
６ｍｍ以下のを持つ軸受に使用される冷間鍛造用軸受用
鋼で、図１に示すようにＣ量を０．８５％以下として球
状化焼なまし硬さを８４以下にする。
ことなく冷間鍛造を可能にした軸受用鋼を提供する。 【解決手段】 Ｃ：０．６〜０．８５％、Ｓｉ：０．１
５％以下、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｃｒ：０．６〜１．
６％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物から成る肉厚
６ｍｍ以下のを持つ軸受に使用される冷間鍛造用軸受用
鋼で、図１に示すようにＣ量を０．８５％以下として球
状化焼なまし硬さを８４以下にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、冷間鍛造に供する
ための軸受用鋼に関するものである。
ための軸受用鋼に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】軸受用鋼として最も一般的なものはＪＩ
Ｓ Ｇ４８０５のＳＵＪ２である。ＳＵＪ２を軸受部
品、例えば軸受軌道輪に加工する場合は、素材の鋼材を
直接切削するか或いは熱間又は温間鍛造から製造を始め
るのが一般的であるが、歩留向上やコスト低減のために
は冷間鍛造を行えることが望ましい。しかし、ＪＩＳ
Ｇ４８０５のＳＵＪ２は、一般的に冷間鍛造が行われて
いる低炭素鋼や肌焼鋼に比べ球状化焼なまし状態でも硬
さが高く、変形抵抗が高いという点で冷間鍛造には適し
ていない。そこで、変形抵抗を下げ、且つ軸受特性とし
て重要な焼入硬さと転動疲労寿命を有する軸受用鋼が望
まれる。
Ｓ Ｇ４８０５のＳＵＪ２である。ＳＵＪ２を軸受部
品、例えば軸受軌道輪に加工する場合は、素材の鋼材を
直接切削するか或いは熱間又は温間鍛造から製造を始め
るのが一般的であるが、歩留向上やコスト低減のために
は冷間鍛造を行えることが望ましい。しかし、ＪＩＳ
Ｇ４８０５のＳＵＪ２は、一般的に冷間鍛造が行われて
いる低炭素鋼や肌焼鋼に比べ球状化焼なまし状態でも硬
さが高く、変形抵抗が高いという点で冷間鍛造には適し
ていない。そこで、変形抵抗を下げ、且つ軸受特性とし
て重要な焼入硬さと転動疲労寿命を有する軸受用鋼が望
まれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】冷間鍛造性に優れた軸
受用鋼としては、例えば特開平７−１１３８６や特開平
７−１８８８５７等が開示されている。いずれの技術も
冷間鍛造性を向上させるためにフェライト強化元素であ
るＳｉ又はＭｎを低減させ、焼入性が低下した分をＣｒ
やＭｏ或いはＶで補うものである。しかし、軸受用鋼の
冷間鍛造化は軸受製造のコスト低減が重要な目的であ
り、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖの増加や添加はコストの面から好ま
しくない。そこで、上記の問題を解決するための軸受用
鋼を提供するのが本発明である。
受用鋼としては、例えば特開平７−１１３８６や特開平
７−１８８８５７等が開示されている。いずれの技術も
冷間鍛造性を向上させるためにフェライト強化元素であ
るＳｉ又はＭｎを低減させ、焼入性が低下した分をＣｒ
やＭｏ或いはＶで補うものである。しかし、軸受用鋼の
冷間鍛造化は軸受製造のコスト低減が重要な目的であ
り、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖの増加や添加はコストの面から好ま
しくない。そこで、上記の問題を解決するための軸受用
鋼を提供するのが本発明である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、Ｃ：０．６〜
０．８５％、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．４０％
以下、Ｃｒ：０．６〜１．６％を含有し、残部Ｆｅ及び
不可避不純物から成る肉厚６ｍｍ以下のを持つ軸受に使
用される冷間鍛造用軸受用鋼である。
０．８５％、Ｓｉ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．４０％
以下、Ｃｒ：０．６〜１．６％を含有し、残部Ｆｅ及び
不可避不純物から成る肉厚６ｍｍ以下のを持つ軸受に使
用される冷間鍛造用軸受用鋼である。
【０００５】本発明者らは、上記問題を解決するために
実験をし、以下の知見を得た。 １）冷間鍛造性を向上させるためにはフェライト強化効
果の大きいＳｉ及びＭｎ量を低く抑えることが有効であ
る ２）Ｃの除くフェライト強化元素であるＳｉ、Ｍｎ含有
量及び球状化率が同レベルの場合、Ｃ量によって球状化
焼なまし硬さは決まり、Ｃ量は低いほど硬さは低くなる
（図１参照）。 ３）ズブ焼入れで使用される軸受用鋼の硬さは耐摩耗性
と転動疲労寿命の確保のため焼入状態でおよそ６０ＨＲ
Ｃ以上が要求されるが、そのためにはＣ量は０．６％以
上必要である。 ４）同レベルの球状化焼なまし状態において、変形抵抗
と初期硬さは１対１の関係にあり、冷間鍛造性改善のた
めに変形抵抗を小さくすることは初期硬さ、すなわち球
状化焼なまし硬さを下げることである。 上記の知見に基づき本発明は完成されたものである。
実験をし、以下の知見を得た。 １）冷間鍛造性を向上させるためにはフェライト強化効
果の大きいＳｉ及びＭｎ量を低く抑えることが有効であ
る ２）Ｃの除くフェライト強化元素であるＳｉ、Ｍｎ含有
量及び球状化率が同レベルの場合、Ｃ量によって球状化
焼なまし硬さは決まり、Ｃ量は低いほど硬さは低くなる
（図１参照）。 ３）ズブ焼入れで使用される軸受用鋼の硬さは耐摩耗性
と転動疲労寿命の確保のため焼入状態でおよそ６０ＨＲ
Ｃ以上が要求されるが、そのためにはＣ量は０．６％以
上必要である。 ４）同レベルの球状化焼なまし状態において、変形抵抗
と初期硬さは１対１の関係にあり、冷間鍛造性改善のた
めに変形抵抗を小さくすることは初期硬さ、すなわち球
状化焼なまし硬さを下げることである。 上記の知見に基づき本発明は完成されたものである。
【０００６】以下に本発明の成分の限定理由について説
明する。Ｃ：０．６〜０．８５％とする理由は、焼入硬
さが軸受用材料として必要な６０ＨＲＣ以上を保つため
にはＣ量が０．６％以上必要であり、また、Ｃ量の増加
は球状焼なまし硬さを増大させるので０．８５％以下と
する必要があることによる。よってＣは０．６〜０．８
５％とする。
明する。Ｃ：０．６〜０．８５％とする理由は、焼入硬
さが軸受用材料として必要な６０ＨＲＣ以上を保つため
にはＣ量が０．６％以上必要であり、また、Ｃ量の増加
は球状焼なまし硬さを増大させるので０．８５％以下と
する必要があることによる。よってＣは０．６〜０．８
５％とする。
【０００７】Ｓｉ：０．１５％以下とする理由は、フェ
ライト強化元素であるＳｉが０．１５％を越えると球状
化焼なまし状態の硬さを増大させ冷間鍛造性を劣化させ
ることによる。よってＳｉは０．１５％以下とする必要
があることによる。
ライト強化元素であるＳｉが０．１５％を越えると球状
化焼なまし状態の硬さを増大させ冷間鍛造性を劣化させ
ることによる。よってＳｉは０．１５％以下とする必要
があることによる。
【０００８】Ｍｎ：０．４０％以下とする理由は、Ｓｉ
と同様Ｍｎもフェライト強化元素であり、球状化焼なま
し状態の硬さ低減のためにはＭｎ量は低いほど好ましい
が、その効果がＳｉほどではなく、また安価な元素の割
に焼入性を向上させるのでその範囲は０．４％以下とす
る必要があることによる。
と同様Ｍｎもフェライト強化元素であり、球状化焼なま
し状態の硬さ低減のためにはＭｎ量は低いほど好ましい
が、その効果がＳｉほどではなく、また安価な元素の割
に焼入性を向上させるのでその範囲は０．４％以下とす
る必要があることによる。
【０００９】Ｃｒ：０．６〜１．６％とする理由は、Ｃ
ｒは焼入性を向上させるだけでなくセメンタイトの球状
化を向上させる元素であり、その効果を活かすためには
０．６％以上が必要であり、またＣｒはフェライト強化
の効果はほとんどなく増やしても冷間鍛造に有害ではな
いが経済性を考慮し上限を１．６％とする必要があるこ
とによる。
ｒは焼入性を向上させるだけでなくセメンタイトの球状
化を向上させる元素であり、その効果を活かすためには
０．６％以上が必要であり、またＣｒはフェライト強化
の効果はほとんどなく増やしても冷間鍛造に有害ではな
いが経済性を考慮し上限を１．６％とする必要があるこ
とによる。
【００１０】軸受用鋼の冷鍛化を検討する場合、対象部
品は日本ベアリング工業会規格（ＢＡＳ１００４−１９
６９）に規定される外径９ｍｍ以上、内径１０ｍｍ未満
の小径玉軸受や同規格の外径９ｍｍ未満のミニアチュア
ベアリングの軌道輪が対象となる場合が多い。なぜなら
ば、それら以上の大きさの軸受の軌道輪は歩留の都合で
鋼管の切削で製造されたり、熱間、或いは温間鍛造リン
グが素材として使用されたりする。従って、対象部品の
寸法がせいぜい肉厚数ｍｍであるため焼入性を増大させ
るためのＭｏ、Ｖ、Ｃｒの添加や増加を伴う新たな冷間
鍛造用軸受用鋼の開発は必ずしも必要ない。また、当該
鋼種は軸受の軌道輪以外の転動体や軸部品への適用も可
能である。
品は日本ベアリング工業会規格（ＢＡＳ１００４−１９
６９）に規定される外径９ｍｍ以上、内径１０ｍｍ未満
の小径玉軸受や同規格の外径９ｍｍ未満のミニアチュア
ベアリングの軌道輪が対象となる場合が多い。なぜなら
ば、それら以上の大きさの軸受の軌道輪は歩留の都合で
鋼管の切削で製造されたり、熱間、或いは温間鍛造リン
グが素材として使用されたりする。従って、対象部品の
寸法がせいぜい肉厚数ｍｍであるため焼入性を増大させ
るためのＭｏ、Ｖ、Ｃｒの添加や増加を伴う新たな冷間
鍛造用軸受用鋼の開発は必ずしも必要ない。また、当該
鋼種は軸受の軌道輪以外の転動体や軸部品への適用も可
能である。
【００１１】よって本発明は転動疲労寿命と硬さが軸受
用途として充分であり、且つ冷間鍛造性が良好な材料の
提供であり、焼入性は肉厚６ｍｍ以下の軸受部品に適用
できる範囲である。
用途として充分であり、且つ冷間鍛造性が良好な材料の
提供であり、焼入性は肉厚６ｍｍ以下の軸受部品に適用
できる範囲である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する。
浸炭焼入れを除く軸受用鋼の成分は、一般的には過共析
領域にありズブ焼入状態でマトリックスのマルテンサイ
トとセメンタイトとから成るように設計されている。軸
受部品に要求される焼入硬さはおよそ６０ＨＲＣ以上で
あり、その硬さは主にマルテンサイト中に固溶するＣ量
で決まる。その際固溶しきれないＣは焼入後にセメンタ
イトとして残留し、耐摩耗性向上に貢献し軸受部品とし
ての重要な特性を担っている。またズブ焼入で得られる
マトリックスには、せいぜい０．６％程度のＣしか固溶
せず、０．６％を超えた分のＣは残留セメンタイトとな
る。いっぱんに耐摩耗性が重視される軸受の使用条件の
場合残留セメンタイト量を増やす必要がある。従って軸
受の使用環境に応じて、必要なセメンタイト量を考慮し
Ｃ量を設定する必要があり、０．６％以上とする。但し
Ｃ量が増えると図１に示すように球状化焼なまし硬さは
高くなるので、必要以上に即ちＣ量は０．８５％を超え
て高くしない。また、Ｃｒはセメンタイトの球状化を良
好にする働きがあり０．６％以上の含有を必要とする
が、過剰に添加してもフェライト強化作用が小さいので
冷間鍛造性は阻害しないがコストアップとなるので１．
６％までとする。Ｓｉ、Ｍｎはフェライト強化元素であ
るため、極力低減することが冷間は鍛造の為には有利で
ある。さらに、Ｓｉ及びＭｎはそれぞれＳｉ：０．１５
％以下、Ｍｎ：０．４０％以下とし、残部をＦｅおよび
不可避不純物からなる冷間鍛造用軸受鋼である。
浸炭焼入れを除く軸受用鋼の成分は、一般的には過共析
領域にありズブ焼入状態でマトリックスのマルテンサイ
トとセメンタイトとから成るように設計されている。軸
受部品に要求される焼入硬さはおよそ６０ＨＲＣ以上で
あり、その硬さは主にマルテンサイト中に固溶するＣ量
で決まる。その際固溶しきれないＣは焼入後にセメンタ
イトとして残留し、耐摩耗性向上に貢献し軸受部品とし
ての重要な特性を担っている。またズブ焼入で得られる
マトリックスには、せいぜい０．６％程度のＣしか固溶
せず、０．６％を超えた分のＣは残留セメンタイトとな
る。いっぱんに耐摩耗性が重視される軸受の使用条件の
場合残留セメンタイト量を増やす必要がある。従って軸
受の使用環境に応じて、必要なセメンタイト量を考慮し
Ｃ量を設定する必要があり、０．６％以上とする。但し
Ｃ量が増えると図１に示すように球状化焼なまし硬さは
高くなるので、必要以上に即ちＣ量は０．８５％を超え
て高くしない。また、Ｃｒはセメンタイトの球状化を良
好にする働きがあり０．６％以上の含有を必要とする
が、過剰に添加してもフェライト強化作用が小さいので
冷間鍛造性は阻害しないがコストアップとなるので１．
６％までとする。Ｓｉ、Ｍｎはフェライト強化元素であ
るため、極力低減することが冷間は鍛造の為には有利で
ある。さらに、Ｓｉ及びＭｎはそれぞれＳｉ：０．１５
％以下、Ｍｎ：０．４０％以下とし、残部をＦｅおよび
不可避不純物からなる冷間鍛造用軸受鋼である。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。表
１に示す成分を含有し残りＦｅと不可避不純物からなる
鋼を１００ｋｇ真空溶解炉で溶製し、径２２ｍｍの棒材
に熱間鍛造し、この棒材に球状化焼なましを施した。な
お、球状化焼なまし条件は、成分Ｎｏ．１、Ｎｏ．７、
Ｎｏ．８は最高温度７６０℃、成分Ｎｏ．２、Ｎｏ．
３、Ｎｏ．９、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１１は最高温度７８
０℃、成分Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６は最高温度７
９０℃で、処理時間は全て２２時間である。そして２２
ｍｍ径の棒材に球状化焼なましを施して得られた硬さを
表１に示す。また球状化焼なましを施した２２ｍｍ径の
棒材から外径２１ｍｍ、肉厚２ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、
７．５ｍｍ、幅１０ｍｍのリングを削り出しにより作成
し、８３０℃、８４０℃、８５０℃の各３０分加熱保持
後油焼入れし、リングの幅及び肉厚の中央部の硬さ測定
を行い、焼入れまま状態で６０ＨＲＣ以上硬さの出る最
高の肉厚を調べ、その結果を表１に示している。
１に示す成分を含有し残りＦｅと不可避不純物からなる
鋼を１００ｋｇ真空溶解炉で溶製し、径２２ｍｍの棒材
に熱間鍛造し、この棒材に球状化焼なましを施した。な
お、球状化焼なまし条件は、成分Ｎｏ．１、Ｎｏ．７、
Ｎｏ．８は最高温度７６０℃、成分Ｎｏ．２、Ｎｏ．
３、Ｎｏ．９、Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１１は最高温度７８
０℃、成分Ｎｏ．４、Ｎｏ．５、Ｎｏ．６は最高温度７
９０℃で、処理時間は全て２２時間である。そして２２
ｍｍ径の棒材に球状化焼なましを施して得られた硬さを
表１に示す。また球状化焼なましを施した２２ｍｍ径の
棒材から外径２１ｍｍ、肉厚２ｍｍ、４ｍｍ、６ｍｍ、
７．５ｍｍ、幅１０ｍｍのリングを削り出しにより作成
し、８３０℃、８４０℃、８５０℃の各３０分加熱保持
後油焼入れし、リングの幅及び肉厚の中央部の硬さ測定
を行い、焼入れまま状態で６０ＨＲＣ以上硬さの出る最
高の肉厚を調べ、その結果を表１に示している。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１のＮｏ．１からＮｏ．６は比較例であ
り、Ｎｏ．７からＮｏ．１１は本発明の実施例である。
また表１の球状化焼なまし硬さ結果とＣ量との関係を示
したものが図１である。この図からフェライト強化元素
であるＳｉ、Ｍｎの低減による球状化焼なまし硬さの低
減効果があることと、請求項の成分限定範囲においては
球状化焼なまし硬さが８４ＨＲＢ以下になり、一般的な
冷間鍛造用の鋼材として充分な硬さレベルとなることが
明らかである。焼入硬さは実施例の全範囲において肉厚
が６ｍｍ以下なら焼入れままの硬さが６０ＨＲＣ以上で
ある。
り、Ｎｏ．７からＮｏ．１１は本発明の実施例である。
また表１の球状化焼なまし硬さ結果とＣ量との関係を示
したものが図１である。この図からフェライト強化元素
であるＳｉ、Ｍｎの低減による球状化焼なまし硬さの低
減効果があることと、請求項の成分限定範囲においては
球状化焼なまし硬さが８４ＨＲＢ以下になり、一般的な
冷間鍛造用の鋼材として充分な硬さレベルとなることが
明らかである。焼入硬さは実施例の全範囲において肉厚
が６ｍｍ以下なら焼入れままの硬さが６０ＨＲＣ以上で
ある。
【００１６】
【発明の効果】従来のＪＩＳ ＳＵＪ２に代表される高
炭素クロム軸受鋼では高い変形抵抗のために軸受部品へ
の冷間鍛造の実施が困難であったが、本発明によれば軸
受部品製造に冷間鍛造の実施が容易となり軸受製造にお
けるコスト低減、歩留まり向上に大きく貢献する。
炭素クロム軸受鋼では高い変形抵抗のために軸受部品へ
の冷間鍛造の実施が困難であったが、本発明によれば軸
受部品製造に冷間鍛造の実施が容易となり軸受製造にお
けるコスト低減、歩留まり向上に大きく貢献する。
【図１】各Ｓｉ、Ｍｎ含有レベルにおけるＣ量と球状化
焼なまし硬さとの関係を示すグラフである。
焼なまし硬さとの関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量比でＣ：０．６〜０．８５％、Ｓ
ｉ：０．１５％以下、Ｍｎ：０．４０％以下、Ｃｒ：
０．６〜１．６％を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物
から成る肉厚６ｍｍ以下の軌道輪を持つ軸受に使用され
る冷間鍛造用軸受用鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14797896A JPH09310153A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 冷間鍛造性に優れた軸受用鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14797896A JPH09310153A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 冷間鍛造性に優れた軸受用鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09310153A true JPH09310153A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=15442409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14797896A Pending JPH09310153A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | 冷間鍛造性に優れた軸受用鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09310153A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2416813A (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-08 | Timken Us Corp | Bearing assembly formed from high carbon steel |
| TWI463079B (zh) * | 2006-10-03 | 2014-12-01 | Seiko Instr Inc | 軸承用輪圈構件之胚材及其製造方法、軸承用輪圈構件之製造方法及軸承 |
-
1996
- 1996-05-16 JP JP14797896A patent/JPH09310153A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2416813A (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-08 | Timken Us Corp | Bearing assembly formed from high carbon steel |
| TWI463079B (zh) * | 2006-10-03 | 2014-12-01 | Seiko Instr Inc | 軸承用輪圈構件之胚材及其製造方法、軸承用輪圈構件之製造方法及軸承 |
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