JPH1068419A - Rolling bearing - Google Patents

Rolling bearing

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JPH1068419A
JPH1068419A JP17523597A JP17523597A JPH1068419A JP H1068419 A JPH1068419 A JP H1068419A JP 17523597 A JP17523597 A JP 17523597A JP 17523597 A JP17523597 A JP 17523597A JP H1068419 A JPH1068419 A JP H1068419A
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JP
Japan
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weight
hardness
bearing
test
particle size
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JP17523597A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Mitamura
宣晶 三田村
Kazuo Sekino
和雄 関野
Yasuo Murakami
保夫 村上
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing which can surely have wear resistance under severe conditions and improve its life. SOLUTION: A race (outer ring, inner ring) and a rolling body (ball) have hardness of not less than 600HV at 300 deg.C at the surfaces thereof and are constituted by carbides and carbonitride deposited on the surface whose maximum particle size is not more than 5μm. Since the surface hardness is specified at a high temperature of 300 deg.C, the race and the rolling body has surely wear resistance of not less than a predetermined value to improve the life of a bearing. Since the maximum particle size of the carbides and carbonitrides deposited on the surface are not more than 5μm by hardening of the surface, roughness of the surface caused by wear is reduced to improve wear resistance and durability life of the bearing.

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、転がり軸受に係
り、特に、潤滑条件が厳しく軌道輪と転動体との間にす
べりが大きく生じるような環境下で使用される場合に有
効な転がり軸受に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling bearing, and more particularly to a rolling bearing which is effective when used in an environment in which lubrication conditions are severe and a large slip occurs between a bearing ring and a rolling element. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】軌道輪(内輪・外輪)及び転動体を主部
品とする転がり軸受は、高い面圧下で繰り返し剪断応力
を受けるという厳しい使われ方をするため、その剪断応
力に耐える転がり疲労寿命を確保する必要がある。ま
た、軸受は作動中に転がり応力の他に繰り返し軌道輪と
転動体との間にすべりが生じ、それによって摩耗が生じ
るため耐摩耗性が良好であることが望まれる。
2. Description of the Related Art Rolling bearings whose main components are raceways (inner and outer rings) and rolling elements are subjected to severe shearing under repeated high stresses under high surface pressure. Need to be secured. In addition to the rolling stress during operation, the bearing repeatedly slips between the bearing ring and the rolling element, thereby causing abrasion. Therefore, it is desired that the bearing has good wear resistance.

【0003】そこで、通常、軌道輪及び転動体の材料
に、高クロム炭素軸受鋼を用い、それに焼入れ・焼戻し
を施すことや肌焼き鋼に浸炭した後、焼入れ・焼戻しを
施すことにより、要求される転がり疲労特性や耐摩耗性
を確保してきた。
[0003] Therefore, usually, high chromium carbon bearing steel is used for the material of the bearing ring and the rolling elements, and quenching / tempering is performed on the bearing steel, or after carburizing the case hardened steel, quenching / tempering is required. Rolling fatigue characteristics and wear resistance have been secured.

【0004】しかしながら、最近では転がり軸受を使用
する機械の高負荷化・高速化が進み、従来に比べて、軸
受の使用条件は高温化、油膜形成不足、高PV値などか
なり厳しいものとなってきており、上記軸受の有する耐
摩耗性では満足できないものとなってきている。
However, recently, the use of rolling bearings has been increased in load and speed, and the operating conditions of the bearings have become much more severe than in the past, such as higher temperatures, insufficient oil film formation, and high PV values. Therefore, the wear resistance of the bearing has become unsatisfactory.

【0005】このような厳しい使用環境に対処して、従
来技術では、軌道輪及び転動体に、ステンレス鋼及びハ
イス系材料(SKH材やM50鋼)に代表される炭化物
形成元素を多量に含む高合金鋼を使い、表面に多量の炭
化物を析出させて表面硬さを高くし、耐摩耗性の改善を
図っている。
In order to cope with such a severe use environment, in the prior art, a raceway and a rolling element contain a large amount of carbide forming elements typified by stainless steel and high-speed materials (SKH material and M50 steel). Using alloy steel, a large amount of carbide is precipitated on the surface to increase the surface hardness and improve wear resistance.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軸受の
素材として、高炭素軸受鋼(SUJ2)や浸炭処理され
た通常の肌焼き鋼を使用した場合、上記のような過酷条
件下では摩耗が著しく早く進行し寿命が短いという問題
がある。
However, when high-carbon bearing steel (SUJ2) or carburized ordinary case hardened steel is used as the material for the bearing, the wear is extremely rapid under the severe conditions as described above. There is a problem that the life is short and the life is short.

【0007】また、耐摩耗性を向上するために、上述の
ような高合金鋼(ステンレス鋼やハイス系材料)を使う
ことで、従来の軸受材料である高炭素軸受鋼(SUJ
2)や浸炭処理された通常の肌焼き鋼を使用した場合に
比べ、耐摩耗性は向上する。
Further, in order to improve wear resistance, the use of the above-mentioned high alloy steel (stainless steel or high-speed steel material) makes it possible to use a conventional high-carbon bearing steel (SUJ).
Abrasion resistance is improved as compared with the case of using normal case hardened steel subjected to 2) or carburizing.

【0008】しかし、さらに厳しい環境下では、上記従
来の高合金鋼を材料に用いた軸受においても軌道輪の軌
道面及び転動体の転動面に、転動体表面の拡大写真であ
る図16(a)に示されるように、バンド状の摩耗が発
生し(写真中で上下にやや黒くなっている部分がバンド
状の摩耗部分である)、つまり軌道輪と転動体との軌道
面の走行跡が一定となり局部摩耗するため、振動及び音
響特性を劣化させ、さらにはピーリング等の表面損傷が
発生して、軸受が破損するおそれがあるという問題があ
る。
However, in a more severe environment, even in a bearing using the above-mentioned conventional high alloy steel as a material, an enlarged photograph of the raceway surface of the raceway ring and the raceway surface of the rolling element is shown in FIG. As shown in a), band-like wear occurs (a part blackened up and down in the photograph is a band-like wear part), that is, a running trace on the raceway surface between the bearing ring and the rolling element. Is constant and wear occurs locally, deteriorating vibration and acoustic characteristics, and further, there is a problem that surface damage such as peeling may occur and the bearing may be damaged.

【0009】これは、後述のように、室温での表面硬さ
と耐摩耗性に相関関係がないため、室温での表面硬さを
大きくするようにしても、必ずしも耐摩耗性が向上しな
いことが原因の一つとなっている(図3参照)。
This is because, as described later, there is no correlation between the surface hardness at room temperature and the wear resistance. Therefore, even if the surface hardness at room temperature is increased, the wear resistance is not necessarily improved. This is one of the causes (see Fig. 3).

【0010】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、過酷条件下での耐摩耗性を確実に確保
し、軸受の寿命を向上できる転がり軸受の提供を課題と
している。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has as its object to provide a rolling bearing capable of reliably ensuring wear resistance under severe conditions and improving the life of the bearing. .

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の転がり軸受は、軌道輪及び転動体の少なく
とも一つが表層部に炭化物及び炭窒化物の少なくとも一
方が析出された鋼からなる転がり軸受において、上記鋼
からなる軌道輪及び転動体の少なくとも一つの完成品表
面は、300℃でHV600以上700以下の硬さを有
し、且つ、上記炭化物及び炭窒化物の最大粒径が5μm
以下であることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, a rolling bearing according to the present invention is characterized in that at least one of a bearing ring and a rolling element is made of steel in which at least one of carbide and carbonitride is precipitated on a surface layer portion. In the rolling bearing, at least one finished surface of the bearing ring and the rolling element made of the steel has a hardness of HV600 or more and 700 or less at 300 ° C., and has a maximum particle size of the carbide and carbonitride. 5 μm
It is characterized as follows.

【0012】この発明においては、後述のように高温で
の表面硬さと耐摩耗性とに高い相関関係があることに基
づき300℃でHV600以上の表面硬さとすること
で、確実に耐摩耗性に優れた軸受部品となる。更に、炭
化物及び炭窒化物を析出させることで表面の硬度を高く
するとともに、その最大粒径を5μm以下とすること
で、表面粗さの劣化を抑える。
In the present invention, since the surface hardness at 300 ° C. is HV600 or more based on the high correlation between the surface hardness at high temperature and the wear resistance as described later, the wear resistance is surely improved. It becomes an excellent bearing part. Further, the hardness of the surface is increased by precipitating carbides and carbonitrides, and the maximum grain size is set to 5 μm or less, thereby suppressing the deterioration of the surface roughness.

【0013】ここで、上記300℃でHV600以上7
00以下の表面硬さとした限定理由について説明する。
通常、表面硬さ(常温での硬さ)を上げることにより耐
摩耗性は向上すると考えられているが、実験を行ったと
ころ、常温での表面硬さと耐摩耗性との間にはあまり相
関関係が見られなった。例えば、常温での表面硬さがH
V700から850の高硬度の鉄鋼材料の範囲において
は、必ずしも耐摩耗性は、常温での表面硬さに依存して
いない(図3参照)。
Here, HV 600 or more at 300 ° C. and 7
The reason for limiting the surface hardness to 00 or less will be described.
It is generally thought that increasing the surface hardness (hardness at room temperature) improves wear resistance. However, experiments have shown that there is little correlation between surface hardness at room temperature and wear resistance. No relationship was seen. For example, if the surface hardness at room temperature is H
In the range of high hardness steel materials of V700 to 850, the wear resistance does not necessarily depend on the surface hardness at room temperature (see FIG. 3).

【0014】これに対して、実験により、高温での表面
硬さが高い値を示すものは、耐摩耗性に優れている傾向
を示し、特に、300℃における表面硬さと摩耗量との
間には高い相関関係があることを確認し、また、300
℃で表面硬さがHV600以上のものは良好な耐摩耗性
を示したため、300℃でHV600以上の表面硬さに
限定した(図4から図6参照)。
On the other hand, those which show high values of surface hardness at high temperature by experiments show a tendency to be excellent in abrasion resistance. Confirms that there is a high correlation, and 300
Since those having a surface hardness of HV600 or more at ° C exhibited good wear resistance, the surface hardness was limited to HV600 or more at 300 ° C (see FIGS. 4 to 6).

【0015】なお、例えば,300℃より高い400℃
で表面硬さを限定することも可能であるが、300℃に
換算した表面硬さが本発明の範囲内であれば、本発明の
内容となる。
Incidentally, for example, 400 ° C. higher than 300 ° C.
Although it is possible to limit the surface hardness by the above, the content of the present invention is included if the surface hardness converted into 300 ° C. is within the range of the present invention.

【0016】また、300℃での硬度はHV600以上
であればいくらでもよいが、硬度を大きくするには炭化
物形成元素を多量に投入したりすることが要求されるた
め、HV700程度が限度である。これに基づき、30
0℃での表面硬さの上限値をHV700としている。
The hardness at 300 ° C. may be any value as long as it is HV600 or more, but it is necessary to add a large amount of carbide-forming elements to increase the hardness. Based on this, 30
The upper limit of the surface hardness at 0 ° C. is HV700.

【0017】なお、室温雰囲気での摩耗特性と高温での
表面硬さとの間に高い相関関係があった理由は、実際の
摩擦面(軌道面及び転動面)の真実の接触部はかなり高
温になっているため高温での硬さなどの機械的強度が、
摩耗量に大きく影響が与えるためと推測される。
The reason that there was a high correlation between the wear characteristics in a room temperature atmosphere and the surface hardness at a high temperature is that the actual contact portions of the actual friction surfaces (the raceway surface and the rolling surface) are considerably hot. Mechanical strength, such as hardness at high temperatures,
It is presumed that this greatly affects the amount of wear.

【0018】次に、炭化物及び炭窒化物の最大粒径を5
μm以下とした理由について説明する。炭化物及び炭窒
化物の粒径と表面粗さとの関係を調べてみたところ、粒
径が大きくなるほど表面粗さが劣化して面荒れが生じ、
逆に、粒径が5μm以下になると、表面粗さの劣化が非
常に小さなものとなり面荒れの状態が軽度であったの
で、最大粒径を5μm以下とした(図7参照)。
Next, the maximum particle size of carbide and carbonitride is set to 5
The reason why the thickness is not more than μm will be described. When examining the relationship between the particle size and the surface roughness of carbides and carbonitrides, the larger the particle size, the more the surface roughness deteriorates, causing surface roughness,
Conversely, when the particle size was 5 μm or less, the deterioration of the surface roughness was very small and the state of the surface roughness was mild, so the maximum particle size was set to 5 μm or less (see FIG. 7).

【0019】ここで、表層部の炭化物及び炭窒化物の最
大粒径は、浸炭・浸炭窒化後の表面炭素濃度や表面窒素
濃度で調整すればよい。
Here, the maximum particle size of the carbide and carbonitride in the surface layer may be adjusted by the surface carbon concentration and surface nitrogen concentration after carburizing and carbonitriding.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ説明する。本発明の転がり軸受の軸
受部品である、外輪及び内輪(軌道輪)、玉(転動体)
は、それぞれ表面が300℃でHV600以上の硬さを
有し、表層部に析出した炭化物及び炭窒化物の最大粒径
が5μm以下の各完成品表面から構成される。なお、表
層部には、必ずしも炭化物及び炭窒化物の両方が析出す
る必要はなく、例えば、炭化物だけ析出している場合も
ある。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Outer ring and inner ring (track ring), ball (rolling element) which are bearing parts of the rolling bearing of the present invention.
Each has a surface hardness of 300 属 C or more and an HV of 600 or more, and is composed of the surfaces of the finished products in which the maximum particle size of carbide and carbonitride deposited on the surface layer is 5 m or less. It is not always necessary to deposit both carbide and carbonitride on the surface layer. For example, only carbide may be deposited.

【0021】そして、高温である300℃で表面硬さを
特定することで、確実に、軌道輪及び転動体に所定以上
の耐摩耗性が確保され、軸受の寿命が向上する。また、
表面硬化のために析出する炭化物及び炭窒化物の最大粒
径が5μm以下となっているので、摩耗による表面の荒
れも軽減されて、この点からも耐摩耗性が向上し、軸受
の耐久寿命が更に向上する。
By specifying the surface hardness at a high temperature of 300 ° C., the bearing ring and the rolling elements are surely provided with a predetermined or higher wear resistance, and the life of the bearing is improved. Also,
Since the maximum particle size of carbides and carbonitrides precipitated due to surface hardening is 5 μm or less, surface roughness due to wear is reduced, and in this respect wear resistance is improved, and the durability life of the bearing is improved. Is further improved.

【0022】なお、上記説明では、外輪,内輪,転動体
の全ての完成品を本発明に基づいて形成するようにして
いるが、外輪,内輪,転動体のうちの一部品以上のみに
本発明を適用しても構わない。
In the above description, all the finished products of the outer ring, the inner ring, and the rolling element are formed based on the present invention. However, the present invention is applied to only one or more of the outer ring, the inner ring, and the rolling element. May be applied.

【0023】上記特性を持つ完成品は、例えば、次に示
す二つの製造方法によって製造される。第1の製造方法
は、焼戻し軟化抵抗性をもつ合金元素であるSi,M
o,Crをそれぞれ、Siを0.5重量%以上、Moを
0.5重量%以上、Crを1.0重量%以上添加した鋼
を、浸炭窒化直後表面から取代δを除去した時の仮想表
面における炭素濃度が0.8〜1.0重量%、同じく表
面窒化濃度が0.2〜1.0重量%となるように浸炭窒
化処理を行う。その後に焼入れ・焼戻しを行うことで製
造する。
The finished product having the above characteristics is manufactured by, for example, the following two manufacturing methods. The first manufacturing method uses Si, M, an alloy element having a tempering softening resistance.
The hypothesis of removing steel δ from the surface immediately after carbonitriding a steel containing 0.5% by weight or more of Si, 0.5% by weight or more of Mo, and 1.0% by weight or more of Cr, respectively. Carbonitriding is performed so that the carbon concentration on the surface is 0.8 to 1.0% by weight and the surface nitriding concentration is 0.2 to 1.0% by weight. Thereafter, it is manufactured by quenching and tempering.

【0024】すなわち、上記浸炭窒化直後で焼入れ・焼
戻し処理前の状態の、いわゆる黒皮状態においては、図
15に示すように、完成品とするための切削取代δを残
しており、上記表面の炭素濃度や窒化濃度は、上記黒皮
品の表面から取代深さδだけ入った所の表面炭素濃度や
表面窒素濃度を言う。図15中、1は黒皮を示し、2は
完成品表面を示している。
That is, in a so-called black scale state immediately after the carbonitriding and before the quenching / tempering treatment, as shown in FIG. 15, a cutting allowance δ for a finished product is left, and The carbon concentration and the nitridation concentration refer to the surface carbon concentration and the surface nitrogen concentration at a place where the depth of the cut-off is entered from the surface of the above-mentioned black scale product. In FIG. 15, 1 indicates black scale, and 2 indicates the finished product surface.

【0025】ここで、Siを0.5重量%以上とした理
由は、これ未満であると高温硬さが低下してしまい、3
00℃でHV600以上を満足しないためである。ま
た、Siの上限は1.5重量%とする。理由は、1.5
重量%を超えた場合、浸炭を阻害するため、表面が所定
(0.8重量%以上)の炭素濃度にならなくなったり、
浸炭深さが不足するなどの阻害がでてくるためである。
Here, the reason why the content of Si is 0.5% by weight or more is that if it is less than 0.5%, the high-temperature hardness decreases, and
This is because HV 600 or more is not satisfied at 00 ° C. The upper limit of Si is 1.5% by weight. The reason is 1.5
If it exceeds 10% by weight, the surface will not have the specified (0.8% by weight or more) carbon concentration to inhibit carburization,
This is because carburization depth may be insufficient, and so on.

【0026】また、Moを0.5重量%以上とした理由
は、これ未満であると高温硬さが低下してしまい、30
0℃でHV600以上を満足しないからである。Moの
上限は3.0重量%とする。理由は、Moは高価な合金
元素であり、3.0重量%以上添加しても、さほど高温
での硬さは向上しないためである。
The reason why the content of Mo is set to 0.5% by weight or more is that if it is less than 0.5%, the high-temperature hardness decreases, and
This is because HV 600 or more at 0 ° C. is not satisfied. The upper limit of Mo is 3.0% by weight. The reason is that Mo is an expensive alloy element, and the hardness at a high temperature is not improved even if added in an amount of 3.0% by weight or more.

【0027】また、Crを1.0重量%以上とした理由
は、これ未満であると、高温硬さが低下してしまい、3
00℃でHV600以上を満足しないからである。ま
た、Crの上限を8.0重量%とする。これ以上添加す
ると巨大炭化物が析出するためである。
The reason why the content of Cr is set to 1.0% by weight or more is that if it is less than 1.0%, the high-temperature hardness decreases, and
This is because HV 600 or more is not satisfied at 00 ° C. The upper limit of Cr is set to 8.0% by weight. If added more than this, giant carbides will precipitate.

【0028】また、浸炭窒化直後表面から取代δを除去
した時の仮想表面における炭素濃度が0.8〜1.0重
量%としたのは、0.8重量%未満では高温硬さが低下
してしまい、300℃でHV600以上を満足しないか
らである。また、1.0重量%を越えると、巨大炭化物
(5μmより大きい)が析出してしまう。
Further, the carbon concentration on the imaginary surface when removing the allowance δ from the surface immediately after carbonitriding was set to 0.8 to 1.0% by weight. This is because HV 600 or more at 300 ° C. is not satisfied. On the other hand, if it exceeds 1.0% by weight, giant carbides (greater than 5 μm) will precipitate.

【0029】また、浸炭窒化直後表面から取代δを除去
した時の仮想表面における窒素濃度が0.2〜1.0重
量%としたのは、0.2重量%未満では高温硬さが低下
してしまい300℃でHV600以上を満足しないから
である。また、1.0重量%を越えると、切削性を著し
く損なうからである。
Further, the nitrogen concentration on the imaginary surface obtained by removing the allowance δ from the surface immediately after carbonitriding is 0.2 to 1.0% by weight. This is because HV 600 or more at 300 ° C. is not satisfied. On the other hand, if the content exceeds 1.0% by weight, the machinability is significantly impaired.

【0030】第2の製造方法は、炭素が0.7重量%以
下の鋼材料に、炭化物形成元素であるCr、Mo、Vを
それぞれ、Crを3.0〜8.0重量%、Moを3.0
重量%以上、Vを0.5重量%以上添加して浸炭後の表
面炭素濃度が0.8〜1.0重量%にあるように浸炭処
理を施した後に焼入れを行い、さらに500℃以上の高
温焼戻しを施すことにより表層部に微細な炭化物を析出
させることで製造する。
In a second production method, Cr, Mo, and V, which are carbide-forming elements, are added to a steel material containing 0.7% by weight or less of carbon in an amount of 3.0 to 8.0% by weight, respectively. 3.0
% By weight, V is added in an amount of 0.5% by weight or more, and carburizing is performed so that the surface carbon concentration after carburization is 0.8 to 1.0% by weight, and then quenching is performed. It is manufactured by depositing fine carbides on the surface layer by performing high-temperature tempering.

【0031】ここで、上記表面炭素濃度の定義は、上記
第1の製造方法と同じである。また、Crを3.0〜
8.0重量%としたのは、3.0重量%未満であると炭
化物析出硬化不足により300℃での硬さがHV600
以上を満足しないからである。また、8.0重量%を越
えると素材の段階で5μmより大きい炭化物が形成され
てしまうからである。
Here, the definition of the surface carbon concentration is the same as in the first manufacturing method. In addition, when Cr is 3.0 to
If it is less than 3.0% by weight, the hardness at 300 ° C. is HV600 due to insufficient carbide precipitation hardening.
This is because the above is not satisfied. On the other hand, if it exceeds 8.0% by weight, carbides larger than 5 μm are formed at the stage of the raw material.

【0032】また、Moを3.0重量%以上としたの
は、3.0重量%未満であると炭化物析出硬化不足によ
り300℃での硬さがHV600以上を満足しないから
である。Moの上限は6.0重量%とする。Moは高価
な合金元素であり、6.0重量%以上添加してもさほど
高温での硬さは向上しないからである。
The reason why Mo is set to 3.0% by weight or more is that if it is less than 3.0% by weight, the hardness at 300 ° C. does not satisfy HV 600 or more due to insufficient carbide precipitation hardening. The upper limit of Mo is 6.0% by weight. Mo is an expensive alloy element, and the hardness at a high temperature is not significantly improved even if it is added in an amount of 6.0% by weight or more.

【0033】また、Vを0.5重量%以上としたのは、
0.5重量%未満であるとCr,Moが規定量であって
も300℃での硬さがHV600以上とならないからで
ある。又、Vの上限は2.0重量%とする。理由は、こ
れ以上添加すると前加工(鍛造、切削)工程において著
しく加工性を劣化するためである。
The reason why V is set to 0.5% by weight or more is as follows.
If the content is less than 0.5% by weight, the hardness at 300 ° C. will not be HV600 or more even if the amounts of Cr and Mo are specified. The upper limit of V is set to 2.0% by weight. The reason for this is that if it is added more than this, the workability is significantly deteriorated in the pre-processing (forging, cutting) step.

【0034】また、素材の炭素を0.7重量%以下とし
たのは、0.7重量%より多いと、Cr,Mo,Vを多
量に含んだ材料の場合、溶解時に5μmを越える炭化物
が形成されるためである。
The reason why the carbon content of the raw material is set to 0.7% by weight or less is that if the content is more than 0.7% by weight, in the case of a material containing a large amount of Cr, Mo and V, carbides exceeding 5 μm will be generated during melting. It is because it is formed.

【0035】また、上記第2の製造方法において、完成
品である焼入れ・焼戻し後の表面炭素濃度を使用せず
に、浸炭及び浸炭窒化後の表面炭素濃度で特定した理由
は、第2の製造方法では、例えば1000℃以上の高温
焼入れが必要となり、そのため、この焼入れ時に炭素の
拡散などが起こり、浸炭及び浸炭窒化後と、焼入れ後と
では表面炭素濃度が大幅に変化するためである。一方、
浸炭又は浸炭窒化時に生成される炭化物や炭窒化物の巨
大炭化物(最大粒径で表される)は、浸炭時の表面炭素
濃度が支配的であって、そのあとの焼入れ加熱保持中の
炭素の拡散の影響は余り受けない(あまり小さくならな
い)。このため、第2の製造方法では、浸炭及び浸炭窒
化後の表面炭素濃度を特定している。
The reason for specifying the surface carbon concentration after carburizing and carbonitriding in the second manufacturing method without using the surface carbon concentration after quenching and tempering, which is a finished product, is that the second manufacturing method is used. This method requires high-temperature quenching of, for example, 1000 ° C. or more, so that carbon is diffused during the quenching, and the surface carbon concentration is significantly changed between after carburizing and carbonitriding and after quenching. on the other hand,
The carbides and large carbides of carbonitrides (expressed by the maximum particle size) generated during carburizing or carbonitriding are dominated by the surface carbon concentration during carburizing, and the carbon Less affected by diffusion (not too small). Therefore, in the second production method, the surface carbon concentration after carburizing and carbonitriding is specified.

【0036】なお、上記二つの製造方法を比較した場
合、第1の製造方法の方が望ましい。その理由を説明す
ると、材料コスト面において、第2の製造方法では高価
な合金元素で焼戻し抵抗性を付与する。即ち、軟化抵抗
性を持つMoやVを多量に使用する必要がある。また、
製造面において、第2の製造方法では1000℃以上で
の高温焼入れが必要であり特別の熱処理設備が必要にな
る、などからである。
When comparing the above two manufacturing methods, the first manufacturing method is more preferable. The reason is as follows. In terms of material cost, in the second manufacturing method, tempering resistance is imparted by an expensive alloy element. That is, it is necessary to use a large amount of Mo or V having softening resistance. Also,
This is because, in terms of production, the second production method requires high-temperature quenching at 1000 ° C. or higher, which requires special heat treatment equipment.

【0037】次に、上記二つの製造方法での各合金元素
及び表面炭素濃度,表面窒素濃度を上述のように規定し
た理由を、次に説明する。各種材料及び各種熱処理を施
したものの常温での表面硬さ及び高温での表面硬さ、及
び炭化物・炭窒化物の最大粒径を調査したところ、下記
表1に示す結果を得た。
Next, the reason why the alloy elements, the surface carbon concentration, and the surface nitrogen concentration in the above two manufacturing methods are defined as described above will be described. When various materials and various heat treatments were performed, the surface hardness at room temperature and the surface hardness at high temperature, and the maximum particle size of carbides and carbonitrides were examined. The results shown in Table 1 below were obtained.

【0038】[0038]

【表1】 ここで、材料A〜Lは、第1の製造方法に関するもので
あり、材料M〜Xは、第2の製造方法に関するものであ
る。そして、材料K,L,Xが上記製造方法に則って製
造された本発明に基づくものである。
[Table 1] Here, the materials A to L relate to the first manufacturing method, and the materials M to X relate to the second manufacturing method. The materials K, L, and X are based on the present invention manufactured according to the above manufacturing method.

【0039】また、表1中の熱処理方法a〜fは、図9
〜図14に対応する方法である。即ち、 熱処理a:通常の焼入れを行った後に、焼戻しを行う
(図9参照)。
The heat treatment methods a to f in Table 1 are shown in FIG.
14 to FIG. That is, heat treatment a: tempering is performed after normal quenching is performed (see FIG. 9).

【0040】熱処理b:通常の焼入れ(サブゼロ処理)
を行った後に、焼戻しを行う(図10参照)。 熱処理c:浸炭の後に、通常の焼入れ、焼戻しを行う
(図11参照)。
Heat treatment b: normal quenching (sub-zero treatment)
, Tempering is performed (see FIG. 10). Heat treatment c: normal quenching and tempering are performed after carburizing (see FIG. 11).

【0041】熱処理d:浸炭窒化の後に、通常の焼入
れ、焼戻しを行う(図12参照)。 熱処理e:高温焼入れ(サブゼロ処理)の後、焼戻しを
複数回行う(図13参照)。
Heat treatment d: After carbonitriding, normal quenching and tempering are performed (see FIG. 12). Heat treatment e: After high-temperature quenching (sub-zero treatment), tempering is performed a plurality of times (see FIG. 13).

【0042】熱処理f:浸炭の後に、高温焼入れ(サブ
ゼロ処理)を行い、更に焼戻しを複数回行う(図14参
照)。 なお、浸炭・浸炭窒化後に狙う表面炭素濃度や窒素濃度
は、表1中の各値に設定される。
Heat treatment f: After carburizing, high-temperature quenching (sub-zero treatment) is performed, and tempering is performed a plurality of times (see FIG. 14). The target surface carbon concentration and nitrogen concentration after carburizing / carbonitriding are set to respective values in Table 1.

【0043】まず、上記第1の製造方法での各規定値の
限定理由を説明する。上記表1の比較材A〜Eから、S
iが規定値の0.5重量%より少ないと、比較材Eのよ
うにCrが規定量の1.0重量%以上で且つMoが規定
量の0.5重量%以上であっても、300℃における硬
さがHV600以上とならないことが分かる。また、比
較材Fから、Siが規定値の0.5重量%以上で且つM
oが規定量の0.5重量%以上であっても、Crが規定
値の1.0重量%より少ないと300℃における硬さが
HV600以上とならないことが分かる。さらに、比較
材Gから、Siが規定値の0.5重量%以上で且つCr
が規定値の1重量%以上であっても、Moが規定値の
0.5重量%より少ないと300℃における硬さがHV
600以上とならないことが分かる。
First, the reasons for limiting the specified values in the first manufacturing method will be described. From the comparative materials A to E in Table 1 above, S
If i is less than the specified value of 0.5% by weight, even if Cr is 1.0% by weight or more of the specified amount and Mo is 0.5% by weight or more of the specified amount, as in Comparative material E, 300% It can be seen that the hardness at ℃ is not higher than HV600. Further, from the comparative material F, the content of Si was 0.5% by weight or more of the specified value and M
It can be seen that even if o is 0.5% by weight or more of the specified amount, if Cr is less than 1.0% by weight of the specified value, the hardness at 300 ° C. does not become HV600 or more. Further, from the comparative material G, the content of Si was 0.5% by weight or more of the specified value and
Is less than 0.5% by weight of the specified value, the hardness at 300 ° C. is HV.
It turns out that it does not become 600 or more.

【0044】このような理由から、Si、Cr、Moの
添加量をそれぞれ、上述のようにSi:0.5重量%以
上、Mo:0.5重量%以上、Cr:1.0重量%以上
に設定した。
For these reasons, the amounts of Si, Cr, and Mo added are, as described above, 0.5% by weight or more of Si, 0.5% by weight or more of Mo, and 1.0% by weight or more of Cr. Set to.

【0045】さらに、上記Si、Cr,Moがそれぞれ
規定量であっても、完成品表面での表面炭素濃度が0.
8重量%未満の場合、比較材Iのように300℃におけ
る硬さがHV600以上を満足しない。また、完成品表
面での表面炭素濃度が1.0重量%より多い場合、比較
材D,F,Hのように炭化物及び炭窒化物の最大粒径が
5μmより大きくなってしまう(図8参照)。さらに、
表面窒素濃度が0.2重量%より少ない場合、比較材J
のように300℃における硬さがHV600以上を満足
しない。
Furthermore, even if the above-mentioned amounts of Si, Cr and Mo are respectively specified, the surface carbon concentration on the surface of the finished product is not more than 0.1.
If it is less than 8% by weight, the hardness at 300 ° C. does not satisfy HV600 or more as in Comparative Material I. Further, when the surface carbon concentration on the surface of the finished product is more than 1.0% by weight, the maximum particle diameters of carbides and carbonitrides are larger than 5 μm like the comparative materials D, F and H (see FIG. 8). ). further,
When the surface nitrogen concentration is less than 0.2% by weight, the comparative material J
The hardness at 300 ° C. does not satisfy HV600 or more.

【0046】このような理由から、完成品表面での表面
炭素濃度を0.8〜1.0重量%、表面窒化濃度を0.
2重量%以上に設定した。 そして、上述の規定値に則
って製造された実施例K及び実施例Lは、300℃にお
ける硬さがHV600以上を満足し、且つ、炭化物及び
炭窒化物の最大粒径が5μm以下となり、上記第1の製
造方法によって、本発明に基づく完成品表面を持った軸
受部品が製造できることが分かる。
For these reasons, the surface carbon concentration on the finished product surface is 0.8 to 1.0% by weight, and the surface nitriding concentration is 0.1% by weight.
It was set to 2% by weight or more. In Example K and Example L manufactured according to the above-mentioned specified values, the hardness at 300 ° C. satisfies HV600 or more, and the maximum particle size of carbide and carbonitride is 5 μm or less. It can be seen that the first manufacturing method can manufacture a bearing component having a finished product surface according to the present invention.

【0047】次に、第2の製造方法での規定値の限定理
由を上記表1に基づき説明する。浸炭前の素材の表面炭
素濃度を特定した理由は、この製造方法の場合、炭化物
形成元素を多量に添加するため素材の炭素濃度が高いと
素材の段階で大きな粒径の炭化物が析出される可能性が
あり、また、浸炭前の段階で析出している大きな炭化物
は後の工程(熱処理など)で小さくすることは非常に難
しいからである。
Next, the reasons for limiting the specified value in the second manufacturing method will be described based on Table 1 above. The reason for specifying the surface carbon concentration of the material before carburizing is that in this production method, a large amount of carbide forming elements is added, so if the carbon concentration of the material is high, carbide with a large particle size can be precipitated at the stage of the material This is because it is very difficult to reduce large carbides precipitated at a stage before carburizing in a later step (such as heat treatment).

【0048】そして、上記表1の調査結果から、素材の
炭素濃度が0.7重量%を越えると、比較材M,N,
Q,Uのように、炭化物の大きさに影響を与えるCr量
や浸炭後の表面炭素濃度にかかわらず、完成品表面の炭
化物の粒径が5μmにより大幅に大きなものとなること
を確認した。このため、浸炭前の炭素濃度を0.7重量
%以下に設定した。
From the investigation results in Table 1, when the carbon concentration of the material exceeds 0.7% by weight, the comparative materials M, N,
Like Q and U, it was confirmed that the particle size of the carbide on the surface of the finished product was significantly larger than 5 μm regardless of the amount of Cr affecting the size of the carbide and the surface carbon concentration after carburization. Therefore, the carbon concentration before carburizing was set to 0.7% by weight or less.

【0049】また、表1の比較材Qから、Crが規定値
の3.0重量%より少ないと、300℃における硬さが
HV600以上とならないことが分かる。また、比較材
O,R、特に比較材RのようにMo,Vが規定量であっ
ても、Crが規定量の8.0重量%より多いと、浸炭前
の炭素濃度及び浸炭後の炭素濃度が規定量であっても、
完成品表面に粒径が5μmより大きい炭化物が確認され
た。また、比較材Sから、Moが規定値の3.0重量%
より少ないと、Cr,Vがそれぞれ規定量であっても、
300℃における硬さがHV600以上とならないこと
が分かる。また、比較材Tから、Vが規定値の0.5重
量%より少ないと、Cr,Moが規定量であっても、3
00℃における硬さがHV600以上とならないことが
分かる。
Further, from the comparative material Q in Table 1, it can be seen that when Cr is less than the prescribed value of 3.0% by weight, the hardness at 300 ° C. does not become HV600 or more. Further, even if Mo and V are specified amounts as in the comparative materials O and R, particularly the comparative material R, if the Cr is more than 8.0% by weight of the specified amount, the carbon concentration before carburizing and the carbon after carburizing are increased. Even if the concentration is the specified amount,
Carbides having a particle size larger than 5 μm were confirmed on the surface of the finished product. From the comparative material S, Mo was 3.0% by weight of the specified value.
If less, even if Cr and V are the specified amounts respectively,
It can be seen that the hardness at 300 ° C. does not become HV600 or more. From the comparative material T, if V is less than 0.5% by weight of the specified value, even if Cr and Mo are in the specified amounts, 3%
It can be seen that the hardness at 00 ° C. does not become HV600 or more.

【0050】このような理由から、上述のようにCr,
Mo,Vの規定量を、それぞれCr:3.0〜8.0重
量%、Mo:3.0重量%以上、V:0.5重量%以上
に設定した。
For these reasons, as described above, Cr,
The specified amounts of Mo and V were set to Cr: 3.0 to 8.0% by weight, Mo: 3.0% by weight or more, and V: 0.5% by weight or more, respectively.

【0051】また、Cr,Mo,Vが規定量であって
も、浸炭後の表面炭素濃度が0.8重量%未満の場合に
は、比較材Wのように、300℃における硬さがHV6
00以上とならない。また、浸炭後の表面炭素濃度が
1.0重量%より多い場合には、比較材Vのように、完
成品表面の炭化物及び炭窒化物の最大径が5μmよりも
大幅に大きなものとなってしまう(図8参照)。
Even when Cr, Mo, and V are in specified amounts, when the surface carbon concentration after carburizing is less than 0.8% by weight, the hardness at 300 ° C. is HV6 as in Comparative material W.
It does not exceed 00. When the surface carbon concentration after carburization is higher than 1.0% by weight, the maximum diameter of carbides and carbonitrides on the surface of the finished product is much larger than 5 μm as in Comparative material V. (See FIG. 8).

【0052】このような理由から、浸炭後で焼入れ・焼
戻し前の表面炭素濃度を0.8〜1.0重量%に設定し
た。そして、上述の第2の製造方法の各規定値に則って
製造された実施例Xは、300℃における硬さがHV6
00以上を満足し、且つ、炭化物及び炭窒化物の最大粒
径が5μm以下となり、上記第1の製造方法によって、
本発明に基づく完成品表面を持った軸受部品が製造でき
ることが分かる。
For these reasons, the surface carbon concentration after carburization and before quenching and tempering was set to 0.8 to 1.0% by weight. In Example X manufactured according to the specified values of the above-described second manufacturing method, the hardness at 300 ° C. was HV6.
And the maximum particle size of carbides and carbonitrides is 5 μm or less. According to the first production method,
It can be seen that a bearing component having a finished product surface according to the present invention can be manufactured.

【0053】次に、上記表1に示した各材料A〜Xに対
して摩耗試験を行ったところ、下記表2のような結果が
得られた。摩耗試験は、2円筒型摩耗試験及び高温高速
スラスト型試験である。2円筒型摩耗試験は、超低速域
で油膜形成が厳しく且つすべりが大きい場合の摩耗試験
である。また、高温高速スラスト型試験は、高温高圧下
で、油膜形成が厳しく、さらに高速スラスト型試験を用
いることでスピンすべりを極端に大きくした場合の摩耗
試験である。
Next, when a wear test was performed on each of the materials A to X shown in Table 1 above, the results shown in Table 2 below were obtained. The abrasion test is a two-cylindrical abrasion test and a high-temperature high-speed thrust type test. The two-cylindrical wear test is a wear test in which the formation of an oil film is severe and the slip is large in an ultra-low speed range. The high-temperature high-speed thrust type test is a wear test in which the formation of an oil film is severe under high temperature and high pressure, and the spin slip is extremely increased by using the high-speed thrust type test.

【0054】[0054]

【表2】 ここで、2円筒型摩耗試験は、図1に示すように、一対
の円筒状の試験片3を所定荷重で当接させた状態で回転
駆動させたものである。そして、その試験条件の諸元
は、次のものである。
[Table 2] Here, in the two-cylindrical abrasion test, as shown in FIG. 1, a pair of cylindrical test pieces 3 are rotated and driven in a state of being brought into contact with a predetermined load. The specifications of the test conditions are as follows.

【0055】 試験片形状 :外径30mmφで厚さ7mmの円筒形状 試験片粗さ :Ra 0.008〜0.01μm 駆動側回転速度:10rpm 従動側回転速度: 7rpm すべり率 :30% 潤滑方式 :滴下式 潤滑油 :スピンドル油♯10 試験温度 :室温(20℃) 面圧 :120kgf/mm2 すべり距離 :3000m 摩耗調査 :試験後の摩耗量調査(重さ) また、高温高速スラスト型試験は、図2に示すように、
板状の試験片4にボール状の試験片5を当接し、スラス
ト荷重を負荷した状態で高速回転させたものである。そ
の試験条件の諸元は、次のものである。
Test piece shape: Cylindrical shape having an outer diameter of 30 mmφ and a thickness of 7 mm Test piece roughness: Ra 0.008 to 0.01 μm Driving side rotation speed: 10 rpm Driving side rotation speed: 7 rpm Slip ratio: 30% Lubrication method: Dropping type lubricating oil: spindle oil No. 10 Test temperature: room temperature (20 ° C.) Surface pressure: 120 kgf / mm 2 Sliding distance: 3000 m Abrasion investigation: Investigation of the amount of wear after the test (weight) As shown in FIG.
The ball-shaped test piece 5 is brought into contact with the plate-shaped test piece 4 and is rotated at a high speed with a thrust load applied. The specifications of the test conditions are as follows.

【0056】 試験片形状 板 :外径60mmφで厚さ6mmの円板 ボール:(3/8)インチ 試験前の試験片粗さ 板 :Ra 0.008〜0.01μm ボール:Ra 0.006μm P.C.D :38.5mm 回転数 :8000rpm 潤滑方式 :強制潤滑 潤滑油 :MIL−L−23699D規格適合油 試験温度 :150℃ 面圧 :300kgf/mm2 試験時間 :20時間 摩耗調査 :試験後の板及びボールの形状・粗さ測
定,表面観察 そして、上記表2のうちの2円筒型摩耗試験の結果から
分かるように、300℃における表面硬さがHV600
以上の材料であるH,K,L,M,N,P,R,U,
V,Xは、良好な耐摩耗性を示している。
Test piece shape Plate: Disk with outer diameter of 60 mmφ and thickness of 6 mm Ball: (3/8) inch Specimen roughness before test Plate: Ra 0.008 to 0.01 μm Ball: Ra 0.006 μm P . C. D: 38.5 mm Rotation speed: 8000 rpm Lubrication system: forced lubrication Lubrication oil: MIL-L-23699D standard compliant oil Test temperature: 150 ° C. Surface pressure: 300 kgf / mm 2 Test time: 20 hours Abrasion test: Plate after test Ball shape / roughness measurement, surface observation And as can be seen from the results of the two-cylindrical wear test in Table 2 above, the surface hardness at 300 ° C is HV600.
H, K, L, M, N, P, R, U,
V and X show good wear resistance.

【0057】ここで、上記2円筒摩耗試験の結果である
摩耗量と、各温度での硬さの関係を整理すると、図3か
ら図6のような結果が得られる。これらの図から分かる
ように、常温(20℃)での表面硬さと耐摩耗性との間
には明確な相関関係は得られず(図3参照)、高温での
表面硬さと耐摩耗性との間には相関関係がある(図4〜
図6参照)。
Here, when the relationship between the wear amount as a result of the above-mentioned two-cylinder wear test and the hardness at each temperature is arranged, the results as shown in FIGS. 3 to 6 are obtained. As can be seen from these figures, no clear correlation was obtained between the surface hardness at normal temperature (20 ° C.) and the wear resistance (see FIG. 3). There is a correlation between
See FIG. 6).

【0058】即ち、室温での表面硬さがHV700〜8
50の高硬度の鉄鋼材料の範囲においては、必ずしも耐
摩耗性は常温での表面硬さの値に依存していないことが
いえる。一方、高温での表面硬さが高い値を示すもの
は、耐摩耗性に優れている傾向を示しており、特に30
0℃以上での表面硬さと耐摩耗性とが高い相関関係が見
られる。
That is, the surface hardness at room temperature is HV700-8.
It can be said that in the range of 50 high hardness steel materials, the wear resistance does not always depend on the value of the surface hardness at room temperature. On the other hand, those showing a high value of surface hardness at high temperature show a tendency to have excellent wear resistance,
There is a high correlation between the surface hardness at 0 ° C. or higher and the wear resistance.

【0059】従って、300℃での表面硬さで評価する
ことで、軌道輪や転動体に目的とする耐摩耗性を確実に
確保することができる。また、上記表2のうちの高温高
速スラスト試験結果を、炭化物及び炭窒化物の最大粒径
と試験後の表面粗さとの関係で整理すると図7に示すよ
うなものとなる。なお、この試験は、試験前の表面粗さ
を上述のようにほぼ一定に設定して、試験後表面粗さを
測定し、試験後の表面粗さが大きいものを耐摩耗性が劣
っていると判断している。
Therefore, by evaluating the surface hardness at 300 ° C., the desired wear resistance of the bearing ring and the rolling element can be ensured. FIG. 7 shows the results of the high-temperature and high-speed thrust test shown in Table 2 in relation to the maximum particle size of carbide and carbonitride and the surface roughness after the test. In this test, the surface roughness before the test was set to be substantially constant as described above, the surface roughness was measured after the test, and the one having a large surface roughness after the test was inferior in wear resistance. I judge.

【0060】この図7から分かるように、炭化物及び炭
窒化物の粒径が大きくなる程、試験後の表面粗さが劣化
しており、炭化物及び炭窒化物の粒径が5μm以下の材
料A,B,C,E,G,I,J,K,L,T,W,Xで
は、試験後の表面粗さの劣化が他の材料に比べて小さ
く、粒径を5μm以下とすることに妥当性があることが
分かる。
As can be seen from FIG. 7, as the particle size of carbide and carbonitride increases, the surface roughness after the test deteriorates, and material A having a particle size of 5 μm or less of carbide and carbonitride is used. , B, C, E, G, I, J, K, L, T, W, and X, the deterioration of the surface roughness after the test was smaller than that of other materials, and the particle size was set to 5 μm or less. It turns out to be valid.

【0061】ここで、試験後の表面観察結果からも、図
16(a)に示すように、炭化物及び炭窒化物の粒径が
大きいものは面荒れが起こっており、図17(a)に示
すように、粒径が5μm以下のものは面荒れの状態が軽
度であった。さらに、面荒れのところを拡大観察する
と、図16(b)、図17(b)に示すように、微小な
圧痕が連続的に発生しており、その中でも最大粒径の圧
痕は、炭化物及び炭窒化物の最大粒径とほぼ一致してい
た。この結果から考察するに、この試験での摩耗は、炭
化物及び炭窒化物が、潤滑条件が厳しくメタル接触が起
こる中で、素地(マルテンサイト)との硬さ及びヤング
率の違いから、相手(板の場合はボール、ボールの場合
は板)に損傷を与える、また、強い接線力を受けること
により炭化物及び炭窒化物が脱落し、その脱落した炭化
物及び炭窒化物が異物として転動面に噛み込み圧痕を形
成し損傷を与える、などの理由によるものと考えられ
る。実際に、試験後のボール5表面を観察したところ、
上記図16及び図17の写真のように、炭化物が脱落し
た痕跡がみられる。
Here, from the surface observation results after the test, as shown in FIG. 16 (a), those having a large grain size of carbide and carbonitride are roughened, and FIG. As shown, those having a particle size of 5 μm or less were slightly rough. Further, when the surface roughness is enlarged and observed, as shown in FIG. 16 (b) and FIG. 17 (b), fine indentations are continuously generated. It almost coincided with the maximum particle size of carbonitride. Considering from these results, the wear in this test is due to the difference in hardness and Young's modulus of the carbide and carbonitride from the base material (martensite) under severe lubrication conditions and metal contact. Damage to the ball in the case of a plate, the plate in the case of a ball), and the carbides and carbonitrides fall off due to the strong tangential force. This is considered to be due to the formation of biting indentations and damage. When actually observing the surface of the ball 5 after the test,
As shown in the photographs of FIG. 16 and FIG. 17, traces of the carbide falling off are seen.

【0062】以上の結果から、潤滑が厳しくすべりが大
きい使用環境下では、粒径の大きな炭化物等が表面粗さ
の劣化を招く一因となるので、上述のように、最大粒径
は5μm以下が望ましい。
From the above results, in a use environment in which lubrication is severe and slippage is large, carbides having a large particle size or the like may cause deterioration of surface roughness. Therefore, as described above, the maximum particle size is 5 μm or less. Is desirable.

【0063】このように、条件の異なる2種類の摩耗試
験結果を比べると、それぞれ異なった材料因子が耐摩耗
性に影響を与えるのが分かる。そして、実際に軸受が使
用される場合の耐摩耗性は、使用条件が限定されず、上
記二つの条件の両方の耐摩耗性が良好であることが望ま
れる。この二つの条件の両方で耐摩耗性に優れた材料
は、本発明に基づく材料K,L,Mのみであることが分
かる。
As described above, when comparing the results of two types of wear tests under different conditions, it can be seen that different material factors affect the wear resistance. The wear resistance when the bearing is actually used is not limited to the use conditions, and it is desired that the wear resistance under both of the above two conditions be good. It can be seen that only the materials K, L and M according to the present invention have excellent wear resistance under both of these two conditions.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の転が
り軸受では、過酷条件下での耐摩耗性が確実に確保でき
るという効果がある。この結果、超低速で作動された
り、高温環境下で作動されるなど、油膜形成等の厳しい
環境での使用であっても、耐久寿命が向上する。
As described above, the rolling bearing of the present invention has an effect that the wear resistance under severe conditions can be reliably ensured. As a result, the durable life is improved even when used in a severe environment such as oil film formation, such as operation at an extremely low speed or operation in a high temperature environment.

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

【図1】2円筒摩耗試験を説明するための概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a two-cylinder wear test.

【図2】高温高速スラスト型試験を説明するための概略
図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a high-temperature high-speed thrust type test.

【図3】常温(20℃)での表面硬さと摩耗量との関係
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the surface hardness at normal temperature (20 ° C.) and the amount of wear.

【図4】200℃での表面硬さと摩耗量との関係を示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the surface hardness at 200 ° C. and the amount of wear.

【図5】300℃での表面硬さと摩耗量との関係を示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the surface hardness at 300 ° C. and the amount of wear.

【図6】400℃での表面硬さと摩耗量との関係を示す
図である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the surface hardness at 400 ° C. and the amount of wear.

【図7】炭化物・炭窒化物の最大粒径と試験後の表面粗
さとの関係を示す図である。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the maximum particle size of carbide and carbonitride and the surface roughness after the test.

【図8】浸炭・浸炭窒化後の表面炭素濃度と炭化物・炭
窒化物の最大粒径との関係を示す図である。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the surface carbon concentration after carburizing / carbonitriding and the maximum particle size of carbide / carbonitride.

【図9】熱処理aを示す概念図である。FIG. 9 is a conceptual diagram showing a heat treatment a.

【図10】熱処理bを示す概念図である。FIG. 10 is a conceptual diagram showing a heat treatment b.

【図11】熱処理cを示す概念図である。FIG. 11 is a conceptual diagram showing a heat treatment c.

【図12】熱処理dを示す概念図である。FIG. 12 is a conceptual diagram showing a heat treatment d.

【図13】熱処理eを示す概念図である。FIG. 13 is a conceptual diagram showing a heat treatment e.

【図14】熱処理fを示す概念図である。FIG. 14 is a conceptual diagram showing a heat treatment f.

【図15】完成品表面と切削取代との関係を示す概念図
である。
FIG. 15 is a conceptual diagram showing a relationship between a surface of a finished product and a cutting allowance.

【図16】炭化物の最大粒径が12μmの場合の摩耗試
験後のボール表面の金属組織を示す写真であって、
(a)は100倍に拡大した写真を、(b)は400倍
に拡大した写真である。
FIG. 16 is a photograph showing the metal structure of the ball surface after the wear test when the maximum particle size of the carbide is 12 μm,
(A) is a photograph magnified 100 times, and (b) is a photograph magnified 400 times.

【図17】炭化物の最大粒径が0.9μmの場合の摩耗
試験後のボール表面の金属組織を示す写真であって、
(a)は100倍に拡大した写真を、(b)は400倍
に拡大した写真である。
FIG. 17 is a photograph showing the metal structure of the ball surface after the wear test when the maximum particle size of the carbide is 0.9 μm,
(A) is a photograph magnified 100 times, and (b) is a photograph magnified 400 times.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 完成品表面 3〜5 試験片 2 Finished product surface 3 ~ 5 Test piece

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 軌道輪及び転動体の少なくとも一つが表
層部に炭化物及び炭窒化物の少なくとも一方が析出され
た鋼からなる転がり軸受において、 上記鋼からなる軌道輪及び転動体の少なくとも一つの完
成品表面は、300℃でHV600以上700以下の硬
さを有し、且つ、上記炭化物及び炭窒化物の最大粒径が
5μm以下であることを特徴とする転がり軸受。
1. A rolling bearing in which at least one of a bearing ring and a rolling element is made of steel in which at least one of carbide and carbonitride is precipitated on a surface layer, wherein at least one of the bearing ring and the rolling element made of the steel is completed. A rolling bearing, wherein a surface of the product has a hardness of 300 to HV of HV600 to 700, and a maximum particle size of the carbide and carbonitride is 5 μm or less.
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