JPH1037964A - Thrust type ball bearing race and its manufacture - Google Patents

Thrust type ball bearing race and its manufacture

Info

Publication number
JPH1037964A
JPH1037964A JP19366296A JP19366296A JPH1037964A JP H1037964 A JPH1037964 A JP H1037964A JP 19366296 A JP19366296 A JP 19366296A JP 19366296 A JP19366296 A JP 19366296A JP H1037964 A JPH1037964 A JP H1037964A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball bearing
bearing race
thrust
metal flow
type ball
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19366296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Fushimi
見 慎 二 伏
Noriko Uchiyama
山 典 子 内
Nobuo Kino
野 伸 郎 木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP19366296A priority Critical patent/JPH1037964A/en
Publication of JPH1037964A publication Critical patent/JPH1037964A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the rolling fatigue life of a ball bearing race by having sufficient reliability even against the severity of a service environment due to the tendency of the lighter weight and lower fuel consumption of an automobile. SOLUTION: In the case of manufacturing a thrust type ball bearing race having a ball bearing groove, a bearing race body 1 is formed through plastic processing together with the ball bearing groove so that the longitudinal metal flow F of steel raw material may have a direction perpendicular to the direction of thrust load. Since the direction of the thrust load P is perpendicular to the direction of the metal flow F of the steel raw material, and moreover the bearing race body 1 is formed through plastic processing together with the ball bearing groove, the rolling fatigue life can be lengthened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スラスト型ボール
ベアリングレースおよびその製造方法に関するものであ
る。
The present invention relates to a thrust type ball bearing race and a method of manufacturing the same.

【0002】軸受用鋼の転動疲労強度の向上に関して
は、古くから多くの開発がなれている。その例として、
軸受用鋼中に混在する非金属介在物を極力低減する方法
や、表面に圧縮残留応力を付与しさらには残留オーステ
ナイト量を制御する方法等がある。
[0002] With respect to the improvement of rolling fatigue strength of bearing steel, many developments have been made since ancient times. As an example,
There are a method of reducing non-metallic inclusions mixed in bearing steel as much as possible, a method of imparting compressive residual stress to the surface, and a method of controlling the amount of retained austenite.

【0003】また、軸受用鋼の転動疲労寿命の向上に関
しては、鋼中の酸素含有量を低減して清浄鋼とすること
が主要な技術のひとつとなっている(例えば、特開平7
−109541号では、Mn含有量を0.20%以下に
規制した軸受用鋼を母材として使用し、電子ビーム溶解
法によって溶解し且つ溶解金属中から直径が15μm以
上の非金属介在物が浮上分離する時間を確保して、鋼中
の非金属介在物の直径を15μm以下とする超清浄軸受
用鋼の製造方法が開示されている。)。
[0003] One of the main technologies for improving the rolling fatigue life of bearing steel is to reduce the oxygen content in the steel to produce clean steel (see, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No.
In -109541, a non-metallic inclusion having a Mn content of not more than 0.20% is used as a base material, is melted by an electron beam melting method, and has a diameter of 15 μm or more from the molten metal. There is disclosed a method for producing ultra-clean bearing steel in which the time for separation is ensured to reduce the diameter of nonmetallic inclusions in the steel to 15 μm or less. ).

【0004】このような超清浄鋼とする技術では、鋼中
の酸素含有量を低減することで疲労破壊の起点となる酸
化物系非金属介在物を少なくするようにしており、具体
的には、鋼を溶解して真空脱ガスを行う方法、さらに、
取鍋精錬,連続鋳造および多重溶解技術の導入などで、
鋼中の酸素含有量は大幅に低減できるようになった。
[0004] In such a technique for making ultra-clean steel, the oxide content in the steel is reduced by reducing the oxygen content in the steel to reduce the amount of oxide-based nonmetallic inclusions that cause fatigue fracture. , A method of melting steel and performing vacuum degassing,
Ladle refining, continuous casting and the introduction of multiple melting technology
The oxygen content in steel can be greatly reduced.

【0005】さらにまた、酸化物系非金属介在物の総量
と大きさを制御し、大形介在物を除去し、組成と形態を
制御して超微細化しかつ均一に分布させることで、転動
疲労寿命が大幅に長寿命化してきている(例えば、NS
K Technical Journal No.65
2 1992)。
[0005] Furthermore, by controlling the total amount and size of oxide-based non-metallic inclusions, removing large inclusions, controlling the composition and morphology, making them ultrafine and uniformly distributed, The fatigue life has been significantly extended (for example, NS
K Technical Journal No. 65
2 1992).

【0006】転動疲労寿命のさらなる向上対策として、
表面の圧縮残留応力や、残留オーステナイトを積極的に
利用するために、軸受用鋼としてJISに制定されてい
る従来のSUJ鋼から、浸炭ないしは浸炭窒化用鋼とし
てJISに制定されている肌焼用鋼へと、鋼種を変更す
ることも一部行われており、クリーンな潤滑環境から摩
耗粉等の異物が混入するダーティな潤滑環境に至るまで
幅広い環境に対応した対策が図られていて、前述の清浄
鋼化との組合わせで転動疲労寿命のより一層の向上が図
られている。
As a measure for further improving the rolling fatigue life,
In order to positively utilize the residual compressive stress and residual austenite on the surface, the conventional SUJ steel specified in JIS as bearing steel is replaced with the case hardening specified in JIS as carburizing or carbonitriding steel. Some steel grades have been changed to steel, and measures have been taken to cover a wide range of environments, from clean lubrication environments to dirty lubrication environments in which foreign substances such as abrasion powder are mixed. Rolling fatigue life is further improved in combination with the use of clean steel.

【0007】しかしながら、近年の自動車の軽量化、低
燃費化による使用環境の苛酷化のために、軸受寿命に対
する信頼性がより重要な課題であり、現状では十分なも
のとは言い難たいのが実情である。
However, the reliability of bearing life is a more important issue due to the severe use environment due to the recent reduction in weight and fuel consumption of automobiles, and it is difficult to say that it is sufficient at present. It is a fact.

【0008】従来開発されている最も優れた材料および
熱処理を組み合わせた軸受では、クリーンな潤滑条件下
でのスラスト型寿命試験の結果、5.0GPaの面圧で
L10寿命が1×10である。しかし、実使用条件下
ではトルク変動による偏荷重や片当たりが発生し、5.
0GPaを超える条件下では表面剥離が発生するという
問題点があった。
[0008] In a bearing developed using a combination of the most excellent materials and heat treatment developed conventionally, a thrust type life test under clean lubrication conditions shows that the L10 life is 1 × 10 8 at a surface pressure of 5.0 GPa. . However, uneven load and one-sided contact occur due to torque fluctuation under actual use conditions.
Under the condition exceeding 0 GPa, there is a problem that surface peeling occurs.

【0009】従来のスラスト型ボールベアリングレース
の製造方法としては、例えば、図5に示すようなものが
ある。
As a conventional method of manufacturing a thrust type ball bearing race, for example, there is a method shown in FIG.

【0010】すなわち、肌焼用鋼の組成よりなり且つ図
5に示すような長手方向のメタルフローFを有する丸棒
状鋼素材11を使用し、この丸棒状鋼素材11の長手方
向を輪切りにしてベアリングレース本体(焼入れ前供試
体A)12を得たのち、このベアリングレース本体12
にボールベアリング溝を機械加工で荒仕上げし、浸炭な
いしは浸炭窒化焼入れ処理を施した後研磨で仕上げ加工
してスラスト型ボールベアリングレース(焼入れ後供試
体A)を得るようにしていた。
That is, a round bar-shaped steel material 11 having a composition of a case hardening steel and having a longitudinal metal flow F as shown in FIG. 5 is used. After obtaining the bearing race body (specimen A before quenching) 12, the bearing race body 12
The ball bearing groove is roughly finished by machining, carburized or carbonitrided and quenched, and then finished by polishing to obtain a thrust type ball bearing race (hardened specimen A).

【0011】そして、このような方法で製造されたスラ
スト型ボールベアリングレースは、面疲労強度の向上お
よび作動時に発生する摩耗粉等の異物が潤滑油中に混入
することによる面疲労強度の低下防止のために、浸炭な
いしは浸炭窒化処理時に、浸炭ないしは浸炭窒化層の表
面部分の残留オーステナイト量を20〜40体積%に調
整することも行われていた(例えば、特開平8−372
0号公報,特開平8−4774号公報)。
The thrust type ball bearing race manufactured by such a method has an improved surface fatigue strength and prevents a decrease in the surface fatigue strength due to foreign substances such as abrasion powder generated during operation being mixed into the lubricating oil. Therefore, during carburizing or carbonitriding, the amount of retained austenite on the surface of the carburized or carbonitrided layer has been adjusted to 20 to 40% by volume (for example, see JP-A-8-372).
0, JP-A-8-4774).

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】従来におけるスラスト
型ボールベアリングレースの製造方法では、図5に示し
たように、丸棒状鋼素材11の長手方向のメタルフロー
Fに対して直角の向きに切断しているため、使用状態で
は、図6に示すように、ボールベアリングレース13に
作用する荷重Pの方向がメタルフローFの方向と平行と
なるものとなっていた。
In the conventional method of manufacturing a thrust type ball bearing race, as shown in FIG. 5, the round bar-shaped steel material 11 is cut in a direction perpendicular to the metal flow F in the longitudinal direction. Therefore, in the use state, the direction of the load P acting on the ball bearing race 13 is parallel to the direction of the metal flow F as shown in FIG.

【0013】そして、この種のスラスト型ボールベアリ
ングレースにおいては、自動車の軽量化,低燃費化等に
よる使用環境の苛酷化に対しても十分な信頼性を有する
ものとなすために、転動疲労寿命をさらに延長すること
ができるようにすることが課題としてあった。
In this type of thrust type ball bearing race, the rolling contact fatigue is required in order to have sufficient reliability against severe use environment due to weight reduction and low fuel consumption of the automobile. It was an issue to be able to further extend the life.

【0014】[0014]

【発明の目的】本発明は、このような従来の課題にかん
がみてなされたものであって、鋼素材が本来持ち合わせ
ている特性をさらに有効に活用し、従来得られている転
動疲労寿命をより一層向上させることができる超高強度
スラスト型ベアリングレースを提供することを目的とし
ている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and makes use of the inherent characteristics of steel materials more effectively to reduce the conventional rolling fatigue life. It is an object of the present invention to provide an ultra-high strength thrust type bearing race which can be further improved.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明によるスラスト型
ボールベアリングレースは、請求項1に記載しているよ
うに、ベアリング溝をそなえたスラスト型ボールベアリ
ングレースにおいて、スラスト荷重方向が鋼素材のメタ
ルフローと直角の向きになっており、且つまた、ベアリ
ングレース本体がボールベアリング溝と共に塑性加工に
より形成されているものとしたことを特徴としている。
A thrust type ball bearing race according to the present invention is a thrust type ball bearing race having a bearing groove, wherein the thrust load direction is a steel material. It is characterized in that the bearing race body is formed by plastic working together with the ball bearing groove in a direction perpendicular to the flow.

【0016】そして、本発明に係わるスラスト型ボール
ベアリングレースの実施態様においては、請求項2に記
載しているように、浸炭ないしは浸炭窒化焼入れ処理が
施されているものとすることができる。
Further, in the embodiment of the thrust type ball bearing race according to the present invention, as described in claim 2, carburizing or carbonitriding and quenching can be performed.

【0017】また、本発明によるスラスト型ボールベア
リングレースの製造方法は、請求項3に記載しているよ
うに、ボールベアリング溝をそなえたスラスト型ボール
ベアリングレースを製造するに際し、鋼素材の長手方向
のメタルフローがスラスト荷重方向と直角となる向きに
してベアリングレース本体をボールベアリング溝と共に
塑性加工により成形するようにしたことを特徴としてい
る。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a thrust type ball bearing race, wherein a thrust type ball bearing race having a ball bearing groove is manufactured in a longitudinal direction of a steel material. The bearing race body is formed by plastic working together with the ball bearing groove in such a direction that the metal flow is perpendicular to the thrust load direction.

【0018】そして、本発明に係わるスラスト型ボール
ベアリングレースの製造方法の実施態様においては、請
求項4に記載しているように、鋼素材の長手方向のメタ
ルフローがスラスト荷重方向と直角となる向きにしてベ
アリングレース本体をボールベアリング溝と共に塑性加
工により成形し、必要に応じて適宜の仕上げ加工を行っ
た後に浸炭ないしは浸炭窒化焼入れ処理を施すようにな
すことができ、あるいは、請求項5に記載しているよう
に、鋼素材に浸炭ないしは浸炭窒化処理を施した後、浸
炭ないしは浸炭窒化処理時の残熱を利用しないしは再加
熱し、鋼素材の長手方向のメタルフローがスラスト荷重
方向と直角となる向きにしてベアリングレース本体をボ
ールベアリング溝と共に塑性加工により成形し、必要に
応じて適宜の仕上げ加工を行った後に焼入れ処理を施す
ようになすことができる。
In the embodiment of the method for manufacturing a thrust type ball bearing race according to the present invention, the metal flow in the longitudinal direction of the steel material is perpendicular to the thrust load direction. The bearing race body may be oriented and formed by plastic working together with the ball bearing groove, and may be subjected to carburizing or carbonitriding and quenching after performing appropriate finishing as necessary. As described, after the steel material is carburized or carbonitrided, the residual heat during carburizing or carbonitriding is not used or reheated, and the metal flow in the longitudinal direction of the steel material is changed in the thrust load direction. The bearing race body is formed by plastic working with the ball bearing groove in the direction perpendicular to Processing can be made to perform a hardening processing after performing.

【0019】そして、請求項6に記載しているように、
塑性加工により成形する際にメタルフローをさらに緻密
化するようになすことがより望ましい。
Then, as described in claim 6,
It is more desirable that the metal flow be further densified when forming by plastic working.

【0020】図1は本発明によるスラスト型ボールベア
リングレースの一実施形態を示すものであって、このス
ラスト型ボールベアリングレース1は、スラスト荷重P
の方向が鋼素材のメタルフローFの方向と直角の向きに
なっており且つまたベアリングレース本体がボールベア
リング溝と共に塑性加工により形成されているものであ
る。
FIG. 1 shows an embodiment of a thrust type ball bearing race according to the present invention. The thrust type ball bearing race 1 has a thrust load P
Is perpendicular to the direction of the metal flow F of the steel material, and the bearing race body is formed by plastic working together with the ball bearing grooves.

【0021】本発明によるスラスト型ボールベアリング
レースおよびその製造方法において、鋼素材としては肌
焼用鋼を使用することができ、例えば、JIS G 4
051に制定された炭素鋼鋼材であるS09CK,S1
5CK,S20CKや、JIS G 4103に制定さ
れたニッケル・クロム・モリブデン鋼鋼材であるSNC
M220,SNCM415,SNCM420,SNCM
616,SNCM815や、JIS G 4104に制
定されたクロム鋼鋼材であるSCr415,SCr42
0や、JIS G 4105に制定されたクロム・モリ
ブデン鋼鋼材であるSCM415,SCM418,SC
M420,SCM421,SCM822や、JIS G
4106に制定されたマンガン鋼鋼材であるSMn4
20や、同じくJIS G 4106に制定されたマン
ガン・クロム鋼鋼材であるSMnC420などを使用す
ることができるが、これらのものにのみ限定されず、適
宜の合金成分を追加したものなども使用することができ
る。
In the thrust type ball bearing race and the method of manufacturing the same according to the present invention, a case hardening steel can be used as a steel material, for example, JIS G4.
S09CK, S1 which are carbon steel materials enacted in 051
5CK, S20CK and SNC which are nickel-chromium-molybdenum steels specified in JIS G 4103
M220, SNCM415, SNCM420, SNCM
Chromium steels SCr415 and SCr42 specified in 616, SNCM815 and JIS G 4104
0 and SCM415, SCM418, SC, which are chromium-molybdenum steels specified in JIS G 4105.
M420, SCM421, SCM822, JIS G
SMn4, a manganese steel material specified in 4106
20 or SMnC420, which is a manganese-chromium steel material also specified in JIS G 4106, but is not limited to these, and may be a material to which an appropriate alloy component is added. Can be.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明のスラスト型ボールベアリングレ
ースによれば、ベアリング溝をそなえたスラスト型ボー
ルベアリングレースにおいて、スラスト荷重方向が鋼素
材のメタルフローと直角の向きになっており、且つま
た、ベアリングレース本体がボールベアリング溝と共に
塑性加工により形成されているものとしたから、鋼素材
が本来持ち合わせている特性をさらに有効に活用するこ
とが可能であり、とくに、メタルフローを有効に活用す
ることが可能となって、従来の同一材質になるスラスト
型ボールベアリングレースに比べて転動疲労寿命をより
一層向上させたものとすることができ、例えば、自動車
の軽量化,低燃費化による使用環境の苛酷化に対しても
十分な信頼性を有する長寿命のスラスト型ボールベアリ
ングレースを提供することが可能であるという著しく優
れた効果がもたらされる。
According to the thrust type ball bearing race of the present invention, in the thrust type ball bearing race having a bearing groove, the thrust load direction is perpendicular to the metal flow of the steel material, and Since the bearing race body is formed by plastic working together with the ball bearing groove, it is possible to make more effective use of the characteristics that the steel material originally possesses, especially to make effective use of the metal flow. It is possible to further improve the rolling fatigue life as compared with the conventional thrust type ball bearing race which is made of the same material. To provide a long-lasting thrust ball bearing race with sufficient reliability even under severe conditions It results in remarkably excellent effect that it is possible.

【0023】そして、請求項2に記載しているように、
浸炭ないしは浸炭窒化焼入れ処理が施されているものと
することによって、転動疲労強度をより一層向上させか
つまた耐摩耗性により優れたスラスト型ボールベアリン
グレースとすることが可能であるという著大なる効果が
もたらされる。
And, as described in claim 2,
By performing carburizing or carbonitriding and quenching, the rolling fatigue strength can be further improved and a thrust-type ball bearing race with more excellent wear resistance can be obtained. The effect is brought.

【0024】また、本発明によるスラスト型ボールベア
リングレースの製造方法によれば、ボールベアリング溝
をそなえたスラスト型ボールベアリングレースを製造す
るに際し、鋼素材の長手方向のメタルフローがスラスト
荷重方向と直角となる向きにしてベアリングレース本体
をボールベアリング溝と共に塑性加工により成形するよ
うにしたから、鋼素材が本来持ち合わせている特性をさ
らに有効に活用して転動疲労寿命をより一層向上させた
スラスト型ボールベアリングレースを製造することが可
能であるという著しく優れた効果がもたらされる。
According to the method of manufacturing a thrust type ball bearing race according to the present invention, when manufacturing a thrust type ball bearing race having a ball bearing groove, the longitudinal metal flow of the steel material is perpendicular to the thrust load direction. The bearing race body is formed by plastic working together with the ball bearing groove in the orientation as described above, so the thrust type that further improves the rolling fatigue life by making more effective use of the inherent properties of steel materials The significant advantage is that ball bearing races can be manufactured.

【0025】そして、請求項4に記載しているように、
鋼素材の長手方向のメタルフローがスラスト荷重方向と
直角となる向きにしてベアリングレース本体をボールベ
アリング溝と共に塑性加工により成形し、適宜の仕上げ
加工を行った後に浸炭ないしは浸炭窒化焼入れ処理を施
すようになすことによって、転動疲労強度がより一層向
上しそしてまた耐摩耗性により優れたスラスト型ボール
ベアリングレースを製造することが可能であるという著
大なる効果がもたらされる。
And, as described in claim 4,
The bearing race body is formed by plastic working together with the ball bearing grooves so that the metal flow in the longitudinal direction of the steel material is perpendicular to the thrust load direction, and after appropriate finishing, carburizing or carbonitriding and quenching is performed. By doing so, there is a great effect that it is possible to manufacture a thrust type ball bearing race with further improved rolling fatigue strength and more excellent wear resistance.

【0026】また、請求項5に記載しているように、鋼
素材に浸炭ないしは浸炭窒化処理を施した後、浸炭ない
しは浸炭窒化処理時の残熱を利用しないしは再加熱し、
鋼素材の長手方向のメタルフローがスラスト荷重方向と
直角となる向きにしてベアリングレース本体をボールベ
アリング溝と共に塑性加工により成形し、適宜の仕上げ
加工を行った後に焼入れ処理を施すようになすことによ
って、浸炭ないしは浸炭窒化処理後に塑性加工を加える
ことによりさらに優れた転動疲労寿命を有するスラスト
型ボールベアリングレースを製造することが可能である
という著しく優れた効果がもたらされる。
Further, as described in claim 5, after the steel material is subjected to carburizing or carbonitriding treatment, the residual heat of the carburizing or carbonitriding treatment is not used or reheated,
By forming the bearing race body together with the ball bearing grooves by plastic working with the metal flow in the longitudinal direction of the steel material perpendicular to the thrust load direction, performing appropriate finishing, and then performing quenching treatment By performing plastic working after carburizing or carbonitriding, a remarkably excellent effect is obtained in that a thrust type ball bearing race having more excellent rolling fatigue life can be manufactured.

【0027】さらにまた、請求項6に記載しているよう
に、塑性加工により成形する際にメタルフローを緻密化
するようになすことによって、メタルフローの高密度化
をはかることが可能であり、従来と同一の材質のものを
用いたとしてもメタルフローの有効活用によって転動疲
労寿命がさらに向上したスラスト型ボールベアリングレ
ースを製造することが可能であるという著しく優れた効
果がもたらされる。
Further, as described in claim 6, the metal flow can be made denser by forming the metal flow denser when forming by plastic working. Even if the same material as that of the related art is used, a remarkably excellent effect that a thrust type ball bearing race with further improved rolling fatigue life can be manufactured by effectively utilizing the metal flow is provided.

【0028】[0028]

【実施例】実施例1 鋼素材として、JIS SCM420H鋼に相当するも
のであって、C:0.23重量%,Si:0.22重量
%,Mn:0.80重量%,P:0.010重量%,
S:0.015重量%,Ni:0.11重量%,Cr:
0.98重量%,Mo:0.15重量%、残部実質的に
Feよりなる低S,低Pの成分で、酸素含有量を9.0
ppmの極く低量に調整した清浄鋼を用いた。
EXAMPLE 1 A steel material corresponding to JIS SCM420H steel was used. C: 0.23% by weight, Si: 0.22% by weight, Mn: 0.80% by weight, P: 0. 010% by weight,
S: 0.015% by weight, Ni: 0.11% by weight, Cr:
0.98% by weight, Mo: 0.15% by weight, the balance being substantially low Fe and low S components composed of Fe, and having an oxygen content of 9.0.
Clean steel adjusted to an extremely low amount of ppm was used.

【0029】そして、図2の(A)に示す工程におい
て、直径46mmの丸棒状鋼素材2を長手方向(すなわ
ち、メタルフローFの方向)と直角の向きに37mmの
長さに切断したのち、図2の(B)に示す工程におい
て、電気炉を用いて1000℃に加熱し、次いで、図2
の(C)に示す工程において、直径80mm,深さ12
mmの円形金型3の中央に丸棒状鋼素材2の長手方向
(すなわち、メタルフローFの方向)が横向きとなるよ
うに置いた状態にしてハンマーによる第1打で10mm
潰すと共に酸化物を除去し、さらに図2の(D−1),
(D−2)に示す工程において、ハンマーによる2〜3
打を直径80mm,厚さ12mmの円盤形状として金型
3に充満させることにより焼入れ前供試体Cを得た。
Then, in the step shown in FIG. 2A, the round bar-shaped steel material 2 having a diameter of 46 mm is cut into a length of 37 mm in a direction perpendicular to the longitudinal direction (ie, the direction of the metal flow F). In the step shown in FIG. 2B, heating is performed to 1000 ° C. using an electric furnace,
In the step shown in (C) of FIG.
In a state where the longitudinal direction of the round bar-shaped steel material 2 (that is, the direction of the metal flow F) is placed sideways in the center of a circular mold 3 having a diameter of 10 mm, the first hit by a hammer is performed to 10 mm.
At the same time as crushing, oxides were removed, and (D-1) of FIG.
In the step shown in (D-2), 2-3
A sample C before quenching was obtained by filling the mold 3 with a disk having a diameter of 80 mm and a thickness of 12 mm.

【0030】このように鍛造(塑性加工)することで、
図5に示したごとくメタルフローFと平行の向きに切断
した焼入れ前供試体Bに比べてさらに緻密化したメタル
フローFをもつ焼入れ前供試体Cを得ることができる。
By forging (plastic working) in this way,
As shown in FIG. 5, it is possible to obtain a pre-quenched specimen C having a more densified metal flow F than a pre-quenched specimen B cut in a direction parallel to the metal flow F.

【0031】そして、この円盤形状をなす焼入れ前供試
体Cおよび同じく焼入れ前供試体Bと、比較のために直
径80mmの丸棒状鋼素材を長手方向(メタルフローF
の方向)と直角の向きに厚さ12mmに切断した円盤形
状をなす焼入れ前供試体Aをも作製した。
For comparison, the disk-shaped specimen C before quenching and the specimen B before quenching were each made of a rod-shaped steel material having a diameter of 80 mm for comparison in the longitudinal direction (Metal Flow F).
The specimen A before quenching having a disc shape cut to a thickness of 12 mm in a direction perpendicular to the direction (1) was also produced.

【0032】次いで、それぞれの焼入れ前供試体A,
B,Cの表面をRmax25Sに仕上げ加工し、図2の
(E)および図5に示す工程において、浸炭,拡散処理
(920℃×8Hr)を施した後100℃の油中に焼入
れし、170℃×90minで焼戻しを行って各々焼入
れ後供試体A,B,Cを得た。
Next, each of the specimens A before quenching was
The surfaces of B and C are finished to Rmax25S, and in the steps shown in FIG. 2 (E) and FIG. 5, carburized and diffused (920 ° C. × 8 hours), and then quenched in oil at 100 ° C. Specimens A, B and C were obtained after tempering at 90 ° C. × 90 min and quenching, respectively.

【0033】出来上がった各焼入れ後供試体A,B,C
の諸特性は、従来品および鍛造品において差は殆どな
く、有効硬化層深さ:1.00mm,表面硬度:Hv7
00,芯部硬度:Hv345〜363,表面部の残留オ
ーステナイト量:約18%であり、また、残留応力は最
表面の部分で±0MPa,深さ約0.2mmの部分で圧
縮の最大値−400MPaから1.5mm深さでほぼ0
MPaにもどる曲線であった。また、旧オーステナイト
結晶粒度はJIS G 0551においてGc10であ
った。
Specimens A, B, C after each quenching
There is almost no difference between the conventional product and the forged product, and the effective hardened layer depth: 1.00 mm, surface hardness: Hv7
00, core hardness: Hv 345 to 363, amount of retained austenite on the surface: about 18%, and residual stress: ± 0 MPa at the outermost surface portion, maximum compression value at a depth of approximately 0.2 mm− Almost 0 from 400 MPa to 1.5 mm depth
The curve returned to MPa. The prior austenite crystal grain size was Gc10 according to JIS G 0551.

【0034】次に、焼入れ後供試体A,B,Cの試験表
面をRmax0.03aに超仕上げで加工し、スラスト
型転動疲労試験機によって次表に示す条件で表面の剥離
寿命を比較した。
Next, after quenching, the test surfaces of the specimens A, B, and C were super-finished to an Rmax of 0.03a, and the peeling life of the surfaces was compared with a thrust rolling fatigue tester under the conditions shown in the following table. .

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】鍛造で作製した本発明実施例の供試体C
は、荷重Pの方向とメタルフローFの方向が図1に示し
たように直角になり、丸棒状鋼素材を切断したままの供
試体Aは荷重Pの方向とメタルフローFの方向は図6に
示したように平行になる。
Specimen C of the present invention manufactured by forging
In FIG. 6, the direction of the load P and the direction of the metal flow F are perpendicular to each other as shown in FIG. Are parallel as shown in FIG.

【0037】スラスト型転動疲労試験機による表面剥離
寿命のワイブル分布を測定した結果を図4に示す。図4
より明らかであるように、焼入れ後の供試体AとBとの
比較では、供試体Bの方が約25%剥離寿命が向上して
いる。
FIG. 4 shows the results of measuring the Weibull distribution of the surface peeling life using a thrust rolling contact fatigue tester. FIG.
As is clearer, in the comparison between the specimens A and B after quenching, the specimen B has about 25% longer peel life.

【0038】一方、焼入れ後の供試体Cは鍛造比3.8
の例であるが、メタルフローFの密度が高くなっている
ことから、従来品に比較して本発明品の寿命は約100
%向上していることが認められた。
On the other hand, the specimen C after quenching had a forging ratio of 3.8.
However, since the density of the metal flow F is high, the life of the product of the present invention is about 100 times longer than that of the conventional product.
% Improvement.

【0039】スラスト型ボールベアリングレースの製造
に当っては、ボールベアリング溝Rも鍛造で成形し、浸
炭ないしは浸炭窒化処理をした後研磨仕上げすることで
スラスト試験結果とほぼ同等な剥離寿命が得られた。
In the production of a thrust type ball bearing race, the ball bearing groove R is also formed by forging, carburized or carbonitrided, and then polished to obtain a peel life almost equivalent to the result of the thrust test. Was.

【0040】実施例2 この実施例2では、実施例1のメタルフローの緻密化
と、浸炭後に鍛造して焼入れする工法とを複合化するこ
とで、さらに優れた転動疲労寿命をもつスラスト型ボー
ルベアリングレースを製造する場合を示す。
Example 2 In Example 2, the metal flow of Example 1 was densified and the method of forging and quenching after carburizing was combined to form a thrust mold having a more excellent rolling fatigue life. The case where a ball bearing race is manufactured is shown.

【0041】まず、図3の(A)に示す工程において、
直径46mmの丸棒状鋼素材2を長手方向(すなわち、
メタルフローFの方向)と直角の向きに37mmの長さ
に切断したのち、図3の(B)に示す工程において、浸
炭および拡散処理(920℃×12Hr)した後約10
0℃に焼入れして、有効硬化層深さが1.2mmの丸棒
状鍛造素材とした。
First, in the step shown in FIG.
The round bar-shaped steel material 2 having a diameter of 46 mm is placed in the longitudinal direction (that is,
After cutting to a length of 37 mm in a direction perpendicular to the direction of the metal flow F), after carburizing and diffusion treatment (920 ° C. × 12 hours) in the step shown in FIG.
It was quenched at 0 ° C. to obtain a round bar-shaped forged material having an effective hardened layer depth of 1.2 mm.

【0042】次に、図3の工程(C)において、上記浸
炭後の丸棒状鍛造素材を高周波加熱で1000℃に昇温
したのち、図3の(D)に示す工程において、直径80
mm,深さ12mmの円形金型3の中央に丸棒状鋼素材
2の長手方向(すなわち、メタルフローFの方向)が横
向きとなるように置いた状態にしてハンマーによる第1
打で10mm潰し、さらに図3の(E−1),(E−
2)に示す工程において、ハンマーによる鍛造で直径8
0mm,厚さ12mmの円盤形状として金型3に充満さ
せることにより焼入れ前供試体Dを得たのち、さらに図
3の(F)に示す工程において、余熱を利用して、80
℃の油中に焼入れし、170℃×90minで焼戻しを
行って焼入れ後供試体Dを得た。
Next, in the step (C) of FIG. 3, the round bar-shaped forged material after carburization is heated to 1000 ° C. by high-frequency heating, and then, in the step shown in FIG.
1 mm by a hammer in a state where the longitudinal direction of the round bar-shaped steel material 2 (that is, the direction of the metal flow F) is placed sideways in the center of the circular mold 3 having a depth of 12 mm and a depth of 12 mm.
10 mm by smashing, and (E-1), (E-
In the process shown in 2), forging with a hammer has a diameter of 8
After obtaining a specimen D before quenching by filling the mold 3 with a disk shape having a thickness of 0 mm and a thickness of 12 mm, in the step shown in FIG.
After quenching in oil at 170 ° C. and tempering at 170 ° C. for 90 minutes, a specimen D was obtained after quenching.

【0043】上記工程(C)において、高周波加熱時は
酸化防止を目的に窒素ガス雰囲気中で加熱した。また、
鍛造終了温度は輻射温度計で測定した結果、約850℃
であったので、工程(F)における焼入れはその熱を利
用した。
In the step (C), during high-frequency heating, heating was performed in a nitrogen gas atmosphere for the purpose of preventing oxidation. Also,
The forging end temperature was measured at about 850 ° C as measured with a radiation thermometer.
Therefore, the quenching in the step (F) utilized the heat.

【0044】その後、焼入れ後供試体Dの試験面を0.
3mm研磨で仕上げ、最後に超仕上げでRmax0.0
3aにして実施例1と同様に転動疲労試験を実施した。
Thereafter, the test surface of the specimen D after quenching was set at 0.
Finish with 3mm polishing, and finally Rmax0.0 with super finish
The rolling fatigue test was performed in the same manner as in Example 1 except that the rolling fatigue test was performed as in Example 1.

【0045】焼入れ後供試体Dの諸特性を調査した結果
は、表面硬度:Hv800,有効硬化層深さ:0.6m
m,芯部硬度:Hv400〜420,旧オーステナイト
結晶粒度:JIS G 0551においてGc10以下
(2〜12μm)、表面部残留オーステナイト量:約2
2%であり、また、残留応力は最表面で(圧縮)−80
0MPa,0.2mm深さでほぼ0になる分布であっ
た。
After the quenching, the characteristics of the specimen D were examined. The results were as follows: surface hardness: Hv800, effective hardened layer depth: 0.6 m
m, core hardness: Hv 400 to 420, old austenite crystal grain size: Gc 10 or less (2 to 12 μm) according to JIS G 0551, residual surface austenite amount: about 2
2%, and the residual stress is (compression) -80 at the outermost surface.
The distribution was almost zero at 0 MPa and 0.2 mm depth.

【0046】転動疲労試験の結果は、図4に併記したよ
うに、この実施例2の鍛造品(焼入れ後の供試体D)は
実施例1の鍛造品(焼入れ後の供試体C)に比較してさ
らに約30%向上したことが認められた。
As shown in FIG. 4, the results of the rolling fatigue test show that the forged product of Example 2 (specimen D after quenching) was replaced with the forged product of Example 1 (specimen C after quenching). It was found that the efficiency was further improved by about 30%.

【0047】この場合の転動疲労寿命の向上要因として
は、鍛造によるメタルフローの高密度化,旧オーステナ
イト結晶粒の微細化、鍛造焼入れに伴う転位,双晶など
の内部欠陥の増加による最大剪断応力発生深さ域での組
織変化に対する抵抗の増加、などがあるものと考えられ
た。
Factors for improving the rolling fatigue life in this case are as follows: increase in metal flow density by forging, refinement of old austenite crystal grains, dislocations due to forging quenching, and maximum shear due to increase in internal defects such as twins. It was considered that there was an increase in resistance to structural change in the stress generation depth region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態によるスラスト型ボールベ
アリングレースをそのメタルフローの方向と共に示す説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a thrust type ball bearing race according to an embodiment of the present invention together with a direction of metal flow thereof.

【図2】本発明の実施例1におけるスラスト型ボールベ
アリングレースの製造工程を図(A)〜図(E)に分け
て示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a manufacturing process of a thrust type ball bearing race in Embodiment 1 of the present invention, divided into FIGS.

【図3】本発明の実施例2におけるスラスト型ボールベ
アリングレースの製造工程を図(A)〜図(F)に分け
て示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of a thrust type ball bearing race in Embodiment 2 of the present invention, divided into FIGS.

【図4】スラスト型転動疲労試験機による表面剥離寿命
のワイブル分布を調べた結果を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the results of examining the Weibull distribution of the surface peeling life using a thrust rolling fatigue tester.

【図5】丸棒状鋼素材の長手方向(メタルフローの方
向)と試験片A,Bの切り出し方向との関係を示す説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a longitudinal direction (a direction of a metal flow) of a round bar-shaped steel material and a cutting direction of test pieces A and B.

【図6】図5に示した試験片Aに相当するボールベアリ
ングレースにおけるメタルフローの方向と荷重の方向と
の関係を示す説明図である。
6 is an explanatory diagram showing the relationship between the direction of metal flow and the direction of load in a ball bearing race corresponding to the test piece A shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スラスト型ボールベアリングレース 2 丸棒状鋼素材 3 円形金型 1 Thrust type ball bearing race 2 Round bar-shaped steel material 3 Circular mold

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベアリング溝をそなえたスラスト型ボー
ルベアリングレースにおいて、スラスト荷重方向が鋼素
材のメタルフローと直角の向きになっており、且つま
た、ベアリングレース本体がボールベアリング溝と共に
塑性加工により形成されていることを特徴とするスラス
ト型ボールベアリングレース。
In a thrust type ball bearing race having a bearing groove, a thrust load direction is perpendicular to a metal flow of a steel material, and a bearing race body is formed by plastic working together with a ball bearing groove. A thrust type ball bearing race characterized by being made.
【請求項2】 浸炭ないしは浸炭窒化焼入れ処理が施さ
れている請求項1に記載のスラスト型ボールベアリング
レース。
2. The thrust ball bearing race according to claim 1, wherein a carburizing or carbonitriding and quenching treatment is performed.
【請求項3】 ボールベアリング溝をそなえたスラスト
型ボールベアリングレースを製造するに際し、鋼素材の
長手方向のメタルフローがスラスト荷重方向と直角とな
る向きにしてベアリングレース本体をボールベアリング
溝と共に塑性加工により成形することを特徴とするスラ
スト型ボールベアリングレースの製造方法。
3. When manufacturing a thrust type ball bearing race having a ball bearing groove, the bearing race body is plastically worked together with the ball bearing groove so that the metal flow in the longitudinal direction of the steel material is perpendicular to the thrust load direction. A method for producing a thrust type ball bearing race, characterized by being formed by:
【請求項4】 鋼素材の長手方向のメタルフローがスラ
スト荷重方向と直角となる向きにしてベアリングレース
本体をボールベアリング溝と共に塑性加工により成形
し、適宜の仕上げ加工を行った後に浸炭ないしは浸炭窒
化焼入れ処理を施す請求項3に記載のスラスト型ボール
ベアリングレースの製造方法。
4. A method of forming a bearing race body together with a ball bearing groove by plastic working with a direction in which a metal flow in a longitudinal direction of a steel material is perpendicular to a thrust load direction, and after appropriate finishing, carburizing or carbonitriding. The method for producing a thrust ball bearing race according to claim 3, wherein a quenching treatment is performed.
【請求項5】 鋼素材に浸炭ないしは浸炭窒化処理を施
した後、浸炭ないしは浸炭窒化処理時の残熱を利用しな
いしは再加熱し、鋼素材の長手方向のメタルフローがス
ラスト荷重方向と直角となる向きにしてベアリングレー
ス本体をボールベアリング溝と共に塑性加工により成形
し、適宜の仕上げ加工を行った後に焼入れ処理を施す請
求項3に記載のスラスト型ボールベアリングレースの製
造方法。
5. After subjecting a steel material to carburizing or carbonitriding treatment, the steel material is reheated without using residual heat during the carburizing or carbonitriding treatment, and the metal flow in the longitudinal direction of the steel material is perpendicular to the thrust load direction. 4. The method of manufacturing a thrust ball bearing race according to claim 3, wherein the bearing race body is formed by plastic working together with the ball bearing groove in such a direction that the hardening treatment is performed after performing an appropriate finishing work.
【請求項6】 塑性加工により成形する際にメタルフロ
ーを緻密化する請求項3ないし5のいずれかに記載のス
ラスト型ボールベアリングレースの製造方法。
6. The method for producing a thrust type ball bearing race according to claim 3, wherein the metal flow is densified when the metal flow is formed by plastic working.
JP19366296A 1996-07-23 1996-07-23 Thrust type ball bearing race and its manufacture Pending JPH1037964A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19366296A JPH1037964A (en) 1996-07-23 1996-07-23 Thrust type ball bearing race and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19366296A JPH1037964A (en) 1996-07-23 1996-07-23 Thrust type ball bearing race and its manufacture

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002208565A Division JP3938891B2 (en) 2002-07-17 2002-07-17 Manufacturing method of thrust type ball bearing race

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1037964A true JPH1037964A (en) 1998-02-13

Family

ID=16311693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19366296A Pending JPH1037964A (en) 1996-07-23 1996-07-23 Thrust type ball bearing race and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1037964A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3538995B2 (en) Rolling bearing
CN100439540C (en) Steel material with excellent rolling fatigue life and method of producing the same
JP4352261B2 (en) gear
WO2012056785A1 (en) Steel for surface hardening for machine structural use, and steel component for machine structural use and process for producing same
JP5477111B2 (en) Nitriding induction hardening steel and nitriding induction hardening parts
JP2885829B2 (en) Rolling bearing
JP5886119B2 (en) Case-hardened steel
FR2525638A1 (en) PROCESS FOR FORMING A SURFACE CEMENTED ON A STEEL WORKPIECE
EP1725693B1 (en) Method for carburizing a steel article with improved wear resistance
JP2008057017A (en) Carburized component or carbo-nitrided component made of steel
JP5169724B2 (en) Sliding parts
JPH09257041A (en) Rolling bearing resistant for surface flaw
JP3938891B2 (en) Manufacturing method of thrust type ball bearing race
JP4301507B2 (en) Sintered sprocket for silent chain and manufacturing method thereof
JP3752577B2 (en) Manufacturing method of machine parts
JP5683348B2 (en) Carburized member, steel for carburized member, and method for manufacturing carburized member
JPH07110988B2 (en) Rolling bearing
JP7264117B2 (en) Steel part and its manufacturing method
US20230304528A1 (en) Crankshaft
JPH1037964A (en) Thrust type ball bearing race and its manufacture
JPH01283430A (en) Bearing excellent in rolling fatigue life characteristic
JPH05118336A (en) Rolling bearing
JPH11193823A (en) Rolling bearing
JPH1068419A (en) Rolling bearing
JP7323850B2 (en) Steel and carburized steel parts