JPH108136A - 機械部品およびその製造方法 - Google Patents
機械部品およびその製造方法Info
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- JPH108136A JPH108136A JP8165617A JP16561796A JPH108136A JP H108136 A JPH108136 A JP H108136A JP 8165617 A JP8165617 A JP 8165617A JP 16561796 A JP16561796 A JP 16561796A JP H108136 A JPH108136 A JP H108136A
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- heating
- manufacturing
- steel
- shot peening
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/64—Special methods of manufacture
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/02—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows
- F16C19/04—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly
- F16C19/06—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with bearing balls essentially of the same size in one or more circular rows for radial load mainly with a single row or balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2202/00—Solid materials defined by their properties
- F16C2202/02—Mechanical properties
- F16C2202/04—Hardness
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2240/00—Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
- F16C2240/40—Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
- F16C2240/48—Particle sizes
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸受部品を用いた転がり軸受の寿命を長くす
る。 【解決手段】 玉軸受１の内外両輪２、３である。Ｃ含
有量が０．４５〜１．２０mass％である鋼からなる。軌
道溝2aを含む内輪２の外周面および軌道溝3aを含む外輪
３の内周面の表面硬さをビッカース硬さ（Ｈｖ）で６５
０〜８５０とする。軌道溝2aを含む内輪２の外周面およ
び軌道溝3aを含む外輪３の内周面の表層部５、６のオー
ステナイト結晶粒の粒径を５μｍ以下、同じく表層部
５、６の残留オーステナイト量を１５〜２０vol ％とす
る。
る。 【解決手段】 玉軸受１の内外両輪２、３である。Ｃ含
有量が０．４５〜１．２０mass％である鋼からなる。軌
道溝2aを含む内輪２の外周面および軌道溝3aを含む外輪
３の内周面の表面硬さをビッカース硬さ（Ｈｖ）で６５
０〜８５０とする。軌道溝2aを含む内輪２の外周面およ
び軌道溝3aを含む外輪３の内周面の表層部５、６のオー
ステナイト結晶粒の粒径を５μｍ以下、同じく表層部
５、６の残留オーステナイト量を１５〜２０vol ％とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は機械部品およびそ
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】近年の機
械装置の高速化、高性能化要求に伴い、そこに使用され
ている軸受においては、異物を含んだ汚れ油中での使用
や、潤滑不良状態での使用といった苛酷条件下での使用
の際にも長寿命化が要求されており、またラックピニオ
ン式ステアリング装置のラックバーにおいては、搭載さ
れる自動車の軽量化要求に伴い、曲げ疲労に対する疲労
限界の向上、および静的負荷あるいは準静的負荷に対す
る曲げ強度の増大が要求されている。
械装置の高速化、高性能化要求に伴い、そこに使用され
ている軸受においては、異物を含んだ汚れ油中での使用
や、潤滑不良状態での使用といった苛酷条件下での使用
の際にも長寿命化が要求されており、またラックピニオ
ン式ステアリング装置のラックバーにおいては、搭載さ
れる自動車の軽量化要求に伴い、曲げ疲労に対する疲労
限界の向上、および静的負荷あるいは準静的負荷に対す
る曲げ強度の増大が要求されている。
【０００３】従来、このような要求に応えるために、軸
受では、軸受鋼や軸受用合金鋼に浸炭や浸炭窒化等の表
面硬化処理を施し、ラックバーでは、合金鋼を高周波焼
入れして使用していた。
受では、軸受鋼や軸受用合金鋼に浸炭や浸炭窒化等の表
面硬化処理を施し、ラックバーでは、合金鋼を高周波焼
入れして使用していた。
【０００４】しかしながら、従来の軸受部品を用いた軸
受の長寿命化には限度があるという問題があり、従来の
ラックバーでは静的負荷あるいは準静的負荷に対する曲
げ強度が十分ではないという問題がある。
受の長寿命化には限度があるという問題があり、従来の
ラックバーでは静的負荷あるいは準静的負荷に対する曲
げ強度が十分ではないという問題がある。
【０００５】この発明の目的は、上記問題を解決した機
械部品およびその製造方法を提供することにある。
械部品およびその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段と発明の効果】この発明に
よる機械部品は、Ｃ含有量が０．４５〜１．２０mass％
である鋼からなり、表面硬さがビッカース硬さ（Ｈｖ）
で６５０〜８５０であり、表層部のオーステナイト結晶
粒の粒径が５μｍ以下、同じく表層部の残留オーステナ
イト量が１５〜２０vol ％であることを特徴とするもの
である。
よる機械部品は、Ｃ含有量が０．４５〜１．２０mass％
である鋼からなり、表面硬さがビッカース硬さ（Ｈｖ）
で６５０〜８５０であり、表層部のオーステナイト結晶
粒の粒径が５μｍ以下、同じく表層部の残留オーステナ
イト量が１５〜２０vol ％であることを特徴とするもの
である。
【０００７】また、この発明は、転がり軸受の軸受部
品、またはラックピニオン式ステアリング装置のラック
バーに関することがある。
品、またはラックピニオン式ステアリング装置のラック
バーに関することがある。
【０００８】上記において、Ｃ含有量が０．４５〜１．
２０mass％である鋼には、炭素鋼および合金鋼のいずれ
もが含まれる。この範囲内であれば、これらの鋼に浸
炭、浸炭窒化あるいは高周波焼入れにより、所要の硬
さ、靭性等が付与される、表面硬さをビッカース硬さ
（Ｈｖ）で６５０〜８５０に限定したのは次の理由によ
る。すなわち、Ｈｖ６５０未満であると表面硬さが十分
ではなくなり、これを軸受部品に適用すると、この軸受
部品を用いた軸受を異物が混入した汚れ油中で使用した
場合に軸受部品の表面に剥離起点となる圧痕等の傷が付
きやすくなるとともに、潤滑不良状態で使用した場合に
耐摩耗性が低下し、その結果いずれの場合も寿命が短く
なり、これをラックバーに適用すると、曲げ疲労に対す
る疲労限界が低くなるからである。また、Ｈｖ８５０を
超えると表層部の靭性が低下し、これを軸受部品に適用
すると、亀裂が発生しやすくなるとともに亀裂の進展速
度が速くなってこの軸受部品を用いた軸受の寿命が短く
なり、これをラックバーに適用すると、静的負荷あるい
は準静的負荷に対する曲げ強度が不足するからである。
２０mass％である鋼には、炭素鋼および合金鋼のいずれ
もが含まれる。この範囲内であれば、これらの鋼に浸
炭、浸炭窒化あるいは高周波焼入れにより、所要の硬
さ、靭性等が付与される、表面硬さをビッカース硬さ
（Ｈｖ）で６５０〜８５０に限定したのは次の理由によ
る。すなわち、Ｈｖ６５０未満であると表面硬さが十分
ではなくなり、これを軸受部品に適用すると、この軸受
部品を用いた軸受を異物が混入した汚れ油中で使用した
場合に軸受部品の表面に剥離起点となる圧痕等の傷が付
きやすくなるとともに、潤滑不良状態で使用した場合に
耐摩耗性が低下し、その結果いずれの場合も寿命が短く
なり、これをラックバーに適用すると、曲げ疲労に対す
る疲労限界が低くなるからである。また、Ｈｖ８５０を
超えると表層部の靭性が低下し、これを軸受部品に適用
すると、亀裂が発生しやすくなるとともに亀裂の進展速
度が速くなってこの軸受部品を用いた軸受の寿命が短く
なり、これをラックバーに適用すると、静的負荷あるい
は準静的負荷に対する曲げ強度が不足するからである。
【０００９】表層部のオーステナイト結晶粒の粒径を５
μｍ以下に限定したのは、５μｍを越えると表層部の靭
性が低下し、転がり寿命を向上させることができず、し
かも曲げ強度の向上率が低下するからである。
μｍ以下に限定したのは、５μｍを越えると表層部の靭
性が低下し、転がり寿命を向上させることができず、し
かも曲げ強度の向上率が低下するからである。
【００１０】表層部の残留オーステナイト量を１５〜２
０vol ％に限定したのは、この範囲外であれば表層部の
靭性が低下し、転がり寿命を向上させることができず、
しかも曲げ強度の向上率が低下するからである。
０vol ％に限定したのは、この範囲外であれば表層部の
靭性が低下し、転がり寿命を向上させることができず、
しかも曲げ強度の向上率が低下するからである。
【００１１】この発明の機械部品は、表面硬さが十分で
あり、曲げ疲労に対する疲労限界が高く、しかも表層部
の靭性が向上している。したがって、この機械部品の用
途が転がり軸受の軸受部品であれば、この軸受部品を用
いた軸受を異物が混入した汚れ油中で使用した場合に軸
受部品の表面に剥離起点となる亀裂が発生しにくくなる
とともに亀裂の進展も抑えられる。また、潤滑不良状態
で使用した場合の耐摩耗性が向上する。その結果、この
軸受部品を用いた軸受の寿命が長くなる。また、この機
械部品の用途がラックピニオン式ステアリング装置のラ
ックバーであれば、曲げ疲労に対する疲労限界が高くな
るとともに静的負荷あるいは準静的負荷に対する曲げ強
度が増大する。
あり、曲げ疲労に対する疲労限界が高く、しかも表層部
の靭性が向上している。したがって、この機械部品の用
途が転がり軸受の軸受部品であれば、この軸受部品を用
いた軸受を異物が混入した汚れ油中で使用した場合に軸
受部品の表面に剥離起点となる亀裂が発生しにくくなる
とともに亀裂の進展も抑えられる。また、潤滑不良状態
で使用した場合の耐摩耗性が向上する。その結果、この
軸受部品を用いた軸受の寿命が長くなる。また、この機
械部品の用途がラックピニオン式ステアリング装置のラ
ックバーであれば、曲げ疲労に対する疲労限界が高くな
るとともに静的負荷あるいは準静的負荷に対する曲げ強
度が増大する。
【００１２】この発明による第１の機械部品の製造方法
は、Ｃ含有量が０．４５〜１．２０mass％である鋼から
なる素材をオーステナイト化温度域で所定時間加熱し組
織をオーステナイト化する第１工程と、加熱を停止し、
素材に、その温度が下がる過程において熱間加工を施し
て所定の形状にする第２工程と、熱間加工が施された所
定形状の素材に、その温度が下がる過程において熱間温
度域でショットピーニングを施す第３工程と、素材を、
再度オーステナイト化温度域でかつ第１工程での加熱温
度よりも低い温度で所定時間加熱した後急冷して焼入れ
する第４工程と、素材に焼戻し処理を施す第５工程とよ
りなることを特徴とするものである。
は、Ｃ含有量が０．４５〜１．２０mass％である鋼から
なる素材をオーステナイト化温度域で所定時間加熱し組
織をオーステナイト化する第１工程と、加熱を停止し、
素材に、その温度が下がる過程において熱間加工を施し
て所定の形状にする第２工程と、熱間加工が施された所
定形状の素材に、その温度が下がる過程において熱間温
度域でショットピーニングを施す第３工程と、素材を、
再度オーステナイト化温度域でかつ第１工程での加熱温
度よりも低い温度で所定時間加熱した後急冷して焼入れ
する第４工程と、素材に焼戻し処理を施す第５工程とよ
りなることを特徴とするものである。
【００１３】上記第１の製造方法の第１工程における加
熱温度は８００〜９５０℃の範囲内であることが好まし
く、同加熱時間は肉厚２５ｍｍ当たり３０分であること
が好ましい。なお、高周波加熱の場合は、加熱時間は２
０〜５０秒の範囲内であることが好ましい。
熱温度は８００〜９５０℃の範囲内であることが好まし
く、同加熱時間は肉厚２５ｍｍ当たり３０分であること
が好ましい。なお、高周波加熱の場合は、加熱時間は２
０〜５０秒の範囲内であることが好ましい。
【００１４】第１の製造方法の第２工程における熱間加
工の開始温度は８００〜８５０℃の範囲内であることが
好ましく、終了温度は７００〜７５０℃の範囲内である
ことが好ましい。また、熱間加工は３０〜５０秒の範囲
内で行うことが好ましい。
工の開始温度は８００〜８５０℃の範囲内であることが
好ましく、終了温度は７００〜７５０℃の範囲内である
ことが好ましい。また、熱間加工は３０〜５０秒の範囲
内で行うことが好ましい。
【００１５】第１の製造方法の第３工程におけるショッ
トピーニングの開始温度は６５０〜７００℃の範囲内で
あることが好ましく、終了温度は５５０〜６００℃の範
囲内であることが好ましい。ショットピーニングは３０
〜３５秒の範囲内で行うことが好ましい。また、ショッ
トピーニングの条件は、ショット粒径０．１〜０．８ｍ
ｍ、ショット粒硬さ（Ｈｖ）５００〜８００、アークハ
イト０．３〜１．０ｍｍＡであることが好ましい。
トピーニングの開始温度は６５０〜７００℃の範囲内で
あることが好ましく、終了温度は５５０〜６００℃の範
囲内であることが好ましい。ショットピーニングは３０
〜３５秒の範囲内で行うことが好ましい。また、ショッ
トピーニングの条件は、ショット粒径０．１〜０．８ｍ
ｍ、ショット粒硬さ（Ｈｖ）５００〜８００、アークハ
イト０．３〜１．０ｍｍＡであることが好ましい。
【００１６】第１の製造方法の第４工程における加熱温
度は８００〜８５０℃の範囲内であることが好ましく、
同加熱時間は１２０〜２４０秒間の範囲内であることが
好ましい。第４工程での加熱温度を第１工程での加熱温
度よりも低くする理由は、再結晶粒の成長を防止すると
ともに、操作を容易にするためである。
度は８００〜８５０℃の範囲内であることが好ましく、
同加熱時間は１２０〜２４０秒間の範囲内であることが
好ましい。第４工程での加熱温度を第１工程での加熱温
度よりも低くする理由は、再結晶粒の成長を防止すると
ともに、操作を容易にするためである。
【００１７】第１の製造方法の第５工程における加熱温
度は１５０〜２２０℃の範囲内であることが好ましく、
同加熱時間は１〜３時間の範囲内であることが好まし
い。
度は１５０〜２２０℃の範囲内であることが好ましく、
同加熱時間は１〜３時間の範囲内であることが好まし
い。
【００１８】この発明による第２の機械部品の製造方法
は、Ｃ含有量が０．４５〜１．２０mass％である鋼から
なる素材を所定の形状に加工する第１工程と、所定形状
の素材をオーステナイト化温度域で所定時間加熱し組織
をオーステナイト化する第２工程と、所定形状の素材に
熱間温度域でショットピーニングを施す第３工程と、再
度素材をオーステナイト化温度域でかつ第１工程での加
熱温度よりも低い温度に所定時間加熱した後急冷して焼
入れする第４工程と、焼戻し処理を施す第５工程とより
なることを特徴とするものである。
は、Ｃ含有量が０．４５〜１．２０mass％である鋼から
なる素材を所定の形状に加工する第１工程と、所定形状
の素材をオーステナイト化温度域で所定時間加熱し組織
をオーステナイト化する第２工程と、所定形状の素材に
熱間温度域でショットピーニングを施す第３工程と、再
度素材をオーステナイト化温度域でかつ第１工程での加
熱温度よりも低い温度に所定時間加熱した後急冷して焼
入れする第４工程と、焼戻し処理を施す第５工程とより
なることを特徴とするものである。
【００１９】上記第２の製造方法の第２工程における加
熱温度および加熱時間は、上記第１の製造方法の第１工
程における加熱温度および加熱時間と同じである。
熱温度および加熱時間は、上記第１の製造方法の第１工
程における加熱温度および加熱時間と同じである。
【００２０】第２の製造方法の第３工程におけるショッ
トピーニングの開始温度は６５０〜８００℃の範囲内で
あることが好ましく、同終了温度は５５０〜６００℃の
範囲内であることが好ましい。ショットピーニングは３
０〜３５秒の範囲内で行うことが好ましい。また、ショ
ットピーニングの条件は、上記第１の製造方法の第３工
程におけるショットピーニングの条件と同じである。
トピーニングの開始温度は６５０〜８００℃の範囲内で
あることが好ましく、同終了温度は５５０〜６００℃の
範囲内であることが好ましい。ショットピーニングは３
０〜３５秒の範囲内で行うことが好ましい。また、ショ
ットピーニングの条件は、上記第１の製造方法の第３工
程におけるショットピーニングの条件と同じである。
【００２１】第２の製造方法の第４工程および第５工程
の条件は、上記第１の製造方法の第４工程および第５工
程の条件と同じである。
の条件は、上記第１の製造方法の第４工程および第５工
程の条件と同じである。
【００２２】上記第１および第２の製造方法は、転がり
軸受用軸受部品の製造に適用される。また、上記第２の
製造方法は、ラックピニオン式ステアリング装置用ラッ
クバーの製造に適用される。
軸受用軸受部品の製造に適用される。また、上記第２の
製造方法は、ラックピニオン式ステアリング装置用ラッ
クバーの製造に適用される。
【００２３】この発明の第１および第２の機械部品の製
造方法によれば、Ｃ含有量が０．４５％〜１．２０mass
％である鋼からなり、表面硬さがビッカース硬さ（Ｈ
ｖ）で６５０〜８５０であり、表層部のオーステナイト
結晶粒の粒径が５μｍ以下、同じく表層部の残留オース
テナイト量が１５〜２０vol ％である機械部品を製造す
ることができる。しかも、従来の方法に比べて熱エネル
ギコストが安くなる。
造方法によれば、Ｃ含有量が０．４５％〜１．２０mass
％である鋼からなり、表面硬さがビッカース硬さ（Ｈ
ｖ）で６５０〜８５０であり、表層部のオーステナイト
結晶粒の粒径が５μｍ以下、同じく表層部の残留オース
テナイト量が１５〜２０vol ％である機械部品を製造す
ることができる。しかも、従来の方法に比べて熱エネル
ギコストが安くなる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００２５】実施形態１ この実施形態は図１に示すものであり、この発明による
機械部品を玉軸受の内外両輪に適用したものである。
機械部品を玉軸受の内外両輪に適用したものである。
【００２６】図１において、玉軸受(1) は、内輪(2)
と、外輪(3) と、内外両輪(2)(3)間に配置された複数の
玉(4) とよりなる。内外両輪(2)(3)は、それぞれたとえ
ばJISＳＵＪ２のような高炭素クロム軸受鋼からなり、
かつ軌道溝(2a)を含む内輪(2)の外周面および軌道溝(3
a)を含む外輪(3) の内周面の表面硬さがＨｖで６５０〜
８５０となされるとともに、その表層部(5)(6)のオース
テナイト結晶粒の粒径が５μｍ以下、同じく表層部(5)
(6)の残留オーステナイト量が１５〜２０vol ％となさ
れている。玉(4) はたとえばJIS ＳＵＪ２のような高炭
素クロム軸受鋼からなる。
と、外輪(3) と、内外両輪(2)(3)間に配置された複数の
玉(4) とよりなる。内外両輪(2)(3)は、それぞれたとえ
ばJISＳＵＪ２のような高炭素クロム軸受鋼からなり、
かつ軌道溝(2a)を含む内輪(2)の外周面および軌道溝(3
a)を含む外輪(3) の内周面の表面硬さがＨｖで６５０〜
８５０となされるとともに、その表層部(5)(6)のオース
テナイト結晶粒の粒径が５μｍ以下、同じく表層部(5)
(6)の残留オーステナイト量が１５〜２０vol ％となさ
れている。玉(4) はたとえばJIS ＳＵＪ２のような高炭
素クロム軸受鋼からなる。
【００２７】内外両輪(2)(3)は次の２つの方法で製造さ
れる。
れる。
【００２８】第１の方法は次の通りである。すなわち、
高炭素クロム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）からなる素材を、
図２にＡで示すように、８３０〜８５０℃で２０〜４０
分間加熱して組織をオーステナイト化する。ついで、素
材の加熱を停止し、図２にＢで示すように、素材に、そ
の温度が下がる過程において熱間転造加工を施して所定
の形状にした後、これに引き続いて、図２にＣで示すよ
うに、ショットピーニングを施す。熱間転造加工の開始
温度(T1)は８００〜８２０℃の範囲内であり、同終了温
度(T2)は７４０〜７５０℃の範囲内である。熱間転造加
工に要する時間(t1)は３０〜４０秒である。また、ショ
ットピーニングの開始温度(T3)は６７０〜７００℃の範
囲内であり、同終了温度(T4)は５５０〜６００℃の範囲
内である。ショットピーニングに要する時間(t2)は３０
〜３５秒である。また、ショットピーニングの条件は、
ショット粒径０．３〜０．８ｍｍ、ショット粒硬さ（Ｈ
ｖ）７７０〜８００、アークハイト０．３〜０．８ｍｍ
Ａである。
高炭素クロム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）からなる素材を、
図２にＡで示すように、８３０〜８５０℃で２０〜４０
分間加熱して組織をオーステナイト化する。ついで、素
材の加熱を停止し、図２にＢで示すように、素材に、そ
の温度が下がる過程において熱間転造加工を施して所定
の形状にした後、これに引き続いて、図２にＣで示すよ
うに、ショットピーニングを施す。熱間転造加工の開始
温度(T1)は８００〜８２０℃の範囲内であり、同終了温
度(T2)は７４０〜７５０℃の範囲内である。熱間転造加
工に要する時間(t1)は３０〜４０秒である。また、ショ
ットピーニングの開始温度(T3)は６７０〜７００℃の範
囲内であり、同終了温度(T4)は５５０〜６００℃の範囲
内である。ショットピーニングに要する時間(t2)は３０
〜３５秒である。また、ショットピーニングの条件は、
ショット粒径０．３〜０．８ｍｍ、ショット粒硬さ（Ｈ
ｖ）７７０〜８００、アークハイト０．３〜０．８ｍｍ
Ａである。
【００２９】ついで、所定形状に加工されかつショット
ピーニングが施された素材を、再度８２０〜８３０℃で
１２０〜１５０秒間加熱し（図２Ｄ参照）、組織をオー
ステナイト化した後油冷して焼入れする。ついで、図２
にＥで示すように、１５０〜２２０℃で１〜３時間加熱
した後空冷することにより焼戻し処理を施す。その後、
内外径面および両端面の研磨加工、ならびに軌道面の研
磨加工および超仕上げ加工を施して内外両輪(2)(3)が製
造される。
ピーニングが施された素材を、再度８２０〜８３０℃で
１２０〜１５０秒間加熱し（図２Ｄ参照）、組織をオー
ステナイト化した後油冷して焼入れする。ついで、図２
にＥで示すように、１５０〜２２０℃で１〜３時間加熱
した後空冷することにより焼戻し処理を施す。その後、
内外径面および両端面の研磨加工、ならびに軌道面の研
磨加工および超仕上げ加工を施して内外両輪(2)(3)が製
造される。
【００３０】第２の方法は次の通りである。すなわち、
高炭素クロム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）からなる素材に旋
削加工を施して所定形状にする。ついで、所定形状に加
工された素材を、第１の方法の工程Ａと同様にして８３
０〜８５０℃で２０〜４０分間加熱し（図３Ａ参照）、
組織をオーステナイト化する。ついで、素材の加熱を停
止し、図３にＦで示すように、素材に、その温度が下が
る過程においてショットピーニングを施す。ショットピ
ーニングの開始温度(T5)は７００〜７３０℃の範囲内で
あり、同終了温度(T6)は５５０〜６００℃の範囲内であ
る。ショットピーニングに要する時間(t3)は３０〜３５
秒である。また、ショットピーニングの条件は、上記第
１の方法のショットピーニングの条件と同じである。
高炭素クロム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）からなる素材に旋
削加工を施して所定形状にする。ついで、所定形状に加
工された素材を、第１の方法の工程Ａと同様にして８３
０〜８５０℃で２０〜４０分間加熱し（図３Ａ参照）、
組織をオーステナイト化する。ついで、素材の加熱を停
止し、図３にＦで示すように、素材に、その温度が下が
る過程においてショットピーニングを施す。ショットピ
ーニングの開始温度(T5)は７００〜７３０℃の範囲内で
あり、同終了温度(T6)は５５０〜６００℃の範囲内であ
る。ショットピーニングに要する時間(t3)は３０〜３５
秒である。また、ショットピーニングの条件は、上記第
１の方法のショットピーニングの条件と同じである。
【００３１】また、その後の工程は上記第１の方法と同
じである。こうして内外両輪(2)(3)が製造される。
じである。こうして内外両輪(2)(3)が製造される。
【００３２】実施形態２ この実施形態は図４に示すものであり、この発明による
機械部品をラックピニオン式ステアリング装置のラック
バーに適用したものである。
機械部品をラックピニオン式ステアリング装置のラック
バーに適用したものである。
【００３３】図３において、ラックバー(10)は、たとえ
ばJIS Ｓ４５Ｃのような機械構造用炭素鋼からなる中実
丸棒(11)の周面の一部に所定長さおよび幅を有する平坦
部(12)が形成され、平坦部(12)に複数の歯(13)が形成さ
れたものである。そして、少なくとも平坦部(12)におけ
る歯(13)が形成された部分（歯部）の表面硬さがＨｖで
６５０〜８５０となされるとともに、その表層部(14)の
オーステナイト結晶粒の粒径が５μｍ以下、同じく表層
部(14)の残留オーステナイト量が１５〜２０vol ％とな
されている。
ばJIS Ｓ４５Ｃのような機械構造用炭素鋼からなる中実
丸棒(11)の周面の一部に所定長さおよび幅を有する平坦
部(12)が形成され、平坦部(12)に複数の歯(13)が形成さ
れたものである。そして、少なくとも平坦部(12)におけ
る歯(13)が形成された部分（歯部）の表面硬さがＨｖで
６５０〜８５０となされるとともに、その表層部(14)の
オーステナイト結晶粒の粒径が５μｍ以下、同じく表層
部(14)の残留オーステナイト量が１５〜２０vol ％とな
されている。
【００３４】ラックバー(10)は次の方法で製造される。
【００３５】すなわち、機械構造用炭素鋼（JIS Ｓ４５
Ｃ）からなる中実丸棒(11)の周面の一部にフライス加工
を施すことにより平坦部(12)を形成し、平坦部(12)にブ
ローチ加工を施すことにより複数の歯(13)を形成する。
その後は、上記実施形態１の第２の方法と同様にしてラ
ックバー(10)を製造する。
Ｃ）からなる中実丸棒(11)の周面の一部にフライス加工
を施すことにより平坦部(12)を形成し、平坦部(12)にブ
ローチ加工を施すことにより複数の歯(13)を形成する。
その後は、上記実施形態１の第２の方法と同様にしてラ
ックバー(10)を製造する。
【００３６】
【実施例】以下、この発明の具体的実施例を比較例とと
もに示す。
もに示す。
【００３７】実施例１ 高炭素クロム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）からなる素材を、
８４０℃で２０分間加熱して組織をオーステナイト化し
た。ついで、加熱を停止し、素材に、その温度が下がる
過程において熱間転造加工を施し、所定の形状にした
後、これに引き続いてショットピーニングを施した。熱
間転造加工の開始温度(T1)は８１０℃であり、同終了温
度(T2)は７４０℃であった。熱間転造加工に要する時間
(t1)は３０秒であった。また、ショットピーニングの開
始温度(T3)は６９０℃であり、同終了温度(T4)は５５０
℃であった。ショットピーニングに要する時間(t2)は３
０秒であった。また、ショットピーニングの条件は、シ
ョット粒径０．３ｍｍ、ショット粒硬さ（Ｈｖ）８０
０、アークハイト０．６０ｍｍＡであった。
８４０℃で２０分間加熱して組織をオーステナイト化し
た。ついで、加熱を停止し、素材に、その温度が下がる
過程において熱間転造加工を施し、所定の形状にした
後、これに引き続いてショットピーニングを施した。熱
間転造加工の開始温度(T1)は８１０℃であり、同終了温
度(T2)は７４０℃であった。熱間転造加工に要する時間
(t1)は３０秒であった。また、ショットピーニングの開
始温度(T3)は６９０℃であり、同終了温度(T4)は５５０
℃であった。ショットピーニングに要する時間(t2)は３
０秒であった。また、ショットピーニングの条件は、シ
ョット粒径０．３ｍｍ、ショット粒硬さ（Ｈｖ）８０
０、アークハイト０．６０ｍｍＡであった。
【００３８】ついで、所定形状に加工されかつショット
ピーニングが施された素材を、再度８３０℃で１２０秒
間加熱し、組織をオーステナイト化した後油冷して焼入
れ処理を施した。ついで、素材を、１６０℃で２時間加
熱した後空冷することにより焼戻し処理を施した。その
後、内外径面および両端面の研磨加工、ならびに軌道面
の研磨加工および超仕上げ加工を施して内外両輪(2)(3)
を製造した。
ピーニングが施された素材を、再度８３０℃で１２０秒
間加熱し、組織をオーステナイト化した後油冷して焼入
れ処理を施した。ついで、素材を、１６０℃で２時間加
熱した後空冷することにより焼戻し処理を施した。その
後、内外径面および両端面の研磨加工、ならびに軌道面
の研磨加工および超仕上げ加工を施して内外両輪(2)(3)
を製造した。
【００３９】そして、内外両輪(2)(3)および高炭素クロ
ム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）製玉(4)を用いて玉軸受を組
み立てた。
ム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）製玉(4)を用いて玉軸受を組
み立てた。
【００４０】実施例２ 高炭素クロム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）からなる素材に旋
削加工を施して所定形状にした。ついで、所定形状に加
工された素材を、８４０℃で２０分間加熱して組織をオ
ーステナイト化した。ついで、加熱を停止し、素材に、
その温度が下がる過程においてショットピーニングを施
した。ショットピーニングの開始温度(T5)は７３０℃で
あり、同終了温度(T6)は５５０℃であった。ショットピ
ーニングに要する時間(t3)は３０秒であった。また、シ
ョットピーニングの条件は、ショット粒径０．３ｍｍ、
ショット粒硬さ（Ｈｖ）８００、アークハイト０．６０
ｍｍＡであった。
削加工を施して所定形状にした。ついで、所定形状に加
工された素材を、８４０℃で２０分間加熱して組織をオ
ーステナイト化した。ついで、加熱を停止し、素材に、
その温度が下がる過程においてショットピーニングを施
した。ショットピーニングの開始温度(T5)は７３０℃で
あり、同終了温度(T6)は５５０℃であった。ショットピ
ーニングに要する時間(t3)は３０秒であった。また、シ
ョットピーニングの条件は、ショット粒径０．３ｍｍ、
ショット粒硬さ（Ｈｖ）８００、アークハイト０．６０
ｍｍＡであった。
【００４１】ついで、素材を、再度８３０℃で１２０秒
間加熱し、組織をオーステナイト化した後油冷して焼入
れ処理を施した。ついで、素材を、１６０℃で２時間加
熱した後空冷することにより焼戻し処理を施した。その
後、内外径面および両端面の研磨加工、ならびに軌道面
の研磨加工および超仕上げ加工を施して内外両輪(2)(3)
を製造した。
間加熱し、組織をオーステナイト化した後油冷して焼入
れ処理を施した。ついで、素材を、１６０℃で２時間加
熱した後空冷することにより焼戻し処理を施した。その
後、内外径面および両端面の研磨加工、ならびに軌道面
の研磨加工および超仕上げ加工を施して内外両輪(2)(3)
を製造した。
【００４２】そして、内外両輪(2)(3)および高炭素クロ
ム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）製玉(4)を用いて玉軸受を組
み立てた。
ム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）製玉(4)を用いて玉軸受を組
み立てた。
【００４３】比較例１ 高炭素クロム軸受鋼（JIS ＳＵＪ２）からなる素材に旋
削加工を施した後焼入れ、焼戻し処理を施し、さらに研
磨加工および超仕上げ加工を施して内外両輪を製造し
た。
削加工を施した後焼入れ、焼戻し処理を施し、さらに研
磨加工および超仕上げ加工を施して内外両輪を製造し
た。
【００４４】そして、内外両輪および高炭素クロム軸受
鋼（JIS ＳＵＪ２）製玉を用いて玉軸受を組み立てた。
鋼（JIS ＳＵＪ２）製玉を用いて玉軸受を組み立てた。
【００４５】評価試験１ 実施例１〜２および比較例１の玉軸受を使用し、粒径１
００〜１５０μｍのJIS ＳＵＪ２の焼入れ粉を０．０６
wt％含有するタービン油＃６８中で転がり寿命試験を行
い、寿命時間と累積破損確率との関係を求めた。その結
果を図５に示す。図５から明らかなように、実施例１〜
２の玉軸受の寿命は比較例１の玉軸受の寿命に比べて約
４倍長くなっている。
００〜１５０μｍのJIS ＳＵＪ２の焼入れ粉を０．０６
wt％含有するタービン油＃６８中で転がり寿命試験を行
い、寿命時間と累積破損確率との関係を求めた。その結
果を図５に示す。図５から明らかなように、実施例１〜
２の玉軸受の寿命は比較例１の玉軸受の寿命に比べて約
４倍長くなっている。
【００４６】評価試験２ 実施例１〜２および比較例１の玉軸受を使用し、清浄な
タービン油＃６８中で転がり寿命試験を行い、寿命時間
と累積破損確率との関係を求めた。その結果を図６に示
す。図６から明らかなように、清浄油中での全ての玉軸
受の寿命はほぼ同等になっている。
タービン油＃６８中で転がり寿命試験を行い、寿命時間
と累積破損確率との関係を求めた。その結果を図６に示
す。図６から明らかなように、清浄油中での全ての玉軸
受の寿命はほぼ同等になっている。
【００４７】実施例３ 機械構造用炭素鋼（JIS Ｓ４５Ｃ）からなる中実丸棒(1
1)の周面の一部にフライス加工を施すことにより平坦部
(12)を形成し、平坦部(12)にブローチ加工を施すことに
より複数の歯(13)を形成した。ついで、中実丸棒(11)の
歯部を、９００℃で３０秒間高周波加熱して組織をオー
ステナイト化した。ついで、加熱を停止し、歯部に、そ
の温度が下がる過程においてショットピーニングを施し
た。ショットピーニングの開始温度は７５０℃であり、
同終了温度は５５０℃であった。ショットピーニングに
要する時間は３０秒であった。また、ショットピーニン
グの条件は、ショット粒径０．３ｍｍ、ショット粒硬さ
（Ｈｖ）８００、アークハイト０．６０ｍｍＡであっ
た。
1)の周面の一部にフライス加工を施すことにより平坦部
(12)を形成し、平坦部(12)にブローチ加工を施すことに
より複数の歯(13)を形成した。ついで、中実丸棒(11)の
歯部を、９００℃で３０秒間高周波加熱して組織をオー
ステナイト化した。ついで、加熱を停止し、歯部に、そ
の温度が下がる過程においてショットピーニングを施し
た。ショットピーニングの開始温度は７５０℃であり、
同終了温度は５５０℃であった。ショットピーニングに
要する時間は３０秒であった。また、ショットピーニン
グの条件は、ショット粒径０．３ｍｍ、ショット粒硬さ
（Ｈｖ）８００、アークハイト０．６０ｍｍＡであっ
た。
【００４８】ついで、歯部を、再度８３０℃で１２０秒
間高周波加熱し、組織をオーステナイト化した後水冷し
て焼入れ処理を施した。ついで、中実丸棒(11)を、１６
０℃で２時間加熱した後空冷することにより焼戻し処理
を施した。こうしてラックバー(10)を製造した。
間高周波加熱し、組織をオーステナイト化した後水冷し
て焼入れ処理を施した。ついで、中実丸棒(11)を、１６
０℃で２時間加熱した後空冷することにより焼戻し処理
を施した。こうしてラックバー(10)を製造した。
【００４９】比較例２ 機械構造用炭素鋼（JIS Ｓ４５Ｃ）からなる中実丸棒の
周面の一部にフライス加工を施すことにより平坦部を形
成し、平坦部にブローチ加工を施すことにより複数の歯
を形成した。ついで、中実丸棒の歯部を高周波焼入れす
ることによりラックバーを製造した。
周面の一部にフライス加工を施すことにより平坦部を形
成し、平坦部にブローチ加工を施すことにより複数の歯
を形成した。ついで、中実丸棒の歯部を高周波焼入れす
ることによりラックバーを製造した。
【００５０】評価試験３ 実施例３および比較例２のラックバーを片持ち状態で支
持し、その自由端側に下向きの荷重を負荷し、ラックバ
ーの歯底部にクラックが発生した荷重を測定した。その
結果、比較例２のラックバーにおけるクラック発生荷重
を１とした場合の実施例３のラックバーにおけるクラッ
ク発生荷重は１．２であった。
持し、その自由端側に下向きの荷重を負荷し、ラックバ
ーの歯底部にクラックが発生した荷重を測定した。その
結果、比較例２のラックバーにおけるクラック発生荷重
を１とした場合の実施例３のラックバーにおけるクラッ
ク発生荷重は１．２であった。
【図１】この発明を適用した玉軸受の実施形態を示す部
分拡大縦断面図である。
分拡大縦断面図である。
【図２】図１に示す玉軸受の内外両輪の製造方法を示す
工程図である。
工程図である。
【図３】図１に示す玉軸受の内外両輪の他の製造方法を
示す工程図である。
示す工程図である。
【図４】この発明を適用したラックバーの実施形態を示
す一部切欠き部分拡大正面図である。
す一部切欠き部分拡大正面図である。
【図５】評価試験１の結果を示すグラフである。
【図６】評価試験２の結果を示すグラフである。
(1) 玉軸受 (2) 内輪 (3) 外輪 (5)(6) 表層部 (10) ラックバー (14) 表層部
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｈ 19/04 Ｆ１６Ｈ 19/04 Ｚ
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｃ含有量が０．４５〜１．２０mass％で
ある鋼からなり、表面硬さがビッカース硬さ（Ｈｖ）で
６５０〜８５０であり、表層部のオーステナイト結晶粒
の粒径が５μｍ以下、同じく表層部の残留オーステナイ
ト量が１５〜２０vol ％であることを特徴とする機械部
品。 - 【請求項２】 請求項１記載の特徴を有する転がり軸受
の軸受部品。 - 【請求項３】 請求項１記載の特徴を有するラックピニ
オン式ステアリング装置のラックバー。 - 【請求項４】 Ｃ含有量が０．４５〜１．２０mass％で
ある鋼からなる素材をオーステナイト化温度域で所定時
間加熱し組織をオーステナイト化する第１工程と、加熱
を停止し、素材に、その温度が下がる過程において熱間
加工を施して所定の形状にする第２工程と、熱間加工が
施された所定形状の素材に、その温度が下がる過程にお
いて熱間温度域でショットピーニングを施す第３工程
と、素材を、再度オーステナイト化温度域でかつ第１工
程での加熱温度よりも低い温度で所定時間加熱した後急
冷して焼入れする第４工程と、素材に焼戻し処理を施す
第５工程とよりなることを特徴とする機械部品の製造方
法。 - 【請求項５】 Ｃ含有量が０．４５〜１．２０mass％で
ある鋼からなる素材を所定の形状に加工する第１工程
と、所定形状の素材をオーステナイト化温度域で所定時
間加熱し組織をオーステナイト化する第２工程と、加熱
を停止し、素材に、その温度が下がる過程において熱間
温度域でショットピーニングを施す第３工程と、素材
を、再度オーステナイト化温度域でかつ第１工程での加
熱温度よりも低い温度で所定時間加熱した後急冷して焼
入れする第４工程と、素材に焼戻し処理を施す第５工程
とよりなることを特徴とする機械部品の製造方法。 - 【請求項６】 請求項５記載の特徴を有するラックピニ
オン式ステアリング装置用ラックバーの製造方法。 - 【請求項７】 請求項４または５記載の特徴を有する転
がり軸受用軸受部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16561796A JP3752577B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 機械部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16561796A JP3752577B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 機械部品の製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005277301A Division JP2006111971A (ja) | 2005-09-26 | 2005-09-26 | 機械部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH108136A true JPH108136A (ja) | 1998-01-13 |
| JP3752577B2 JP3752577B2 (ja) | 2006-03-08 |
Family
ID=15815776
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16561796A Expired - Fee Related JP3752577B2 (ja) | 1996-06-26 | 1996-06-26 | 機械部品の製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3752577B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004257556A (ja) * | 2003-02-06 | 2004-09-16 | Ntn Corp | 車輪軸受装置およびその製造方法 |
| EP1584701A4 (en) * | 2003-01-17 | 2006-10-25 | Jfe Steel Corp | STEEL PRODUCT FOR THE INDUCTION HARDENING, INDUCTION-PROOF COMPONENT WHERE IT IS USED, AND METHOD OF MANUFACTURING DAF R |
| JP2007120548A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Ntn Corp | 円すいころ軸受 |
| JP2007127218A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Ntn Corp | 円すいころ軸受 |
| CN100398856C (zh) * | 2002-10-17 | 2008-07-02 | Ntn株式会社 | 装满滚子的滚动轴承和用于发动机的滚子凸轮随动件 |
| CN100412395C (zh) * | 2003-02-28 | 2008-08-20 | Ntn株式会社 | 传动零件、制造传动零件的方法和圆锥滚子轴承 |
| JP2009035822A (ja) * | 2008-08-25 | 2009-02-19 | Ntn Corp | 高周波焼入れ方法および鋼部品 |
| US7662245B2 (en) | 2003-05-27 | 2010-02-16 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Steering rack comprising steel bar with rack teeth |
| US9033584B2 (en) | 2004-06-25 | 2015-05-19 | Ntn Corporation | Rolling bearing |
| US9074621B2 (en) | 2004-07-05 | 2015-07-07 | Ntn Corporation | Roller bearing for automobiles |
-
1996
- 1996-06-26 JP JP16561796A patent/JP3752577B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7678207B2 (en) | 2003-01-17 | 2010-03-16 | Jfe Steel Corporation | Steel product for induction hardening, induction-hardened member using the same, and methods producing them |
| JP2004257556A (ja) * | 2003-02-06 | 2004-09-16 | Ntn Corp | 車輪軸受装置およびその製造方法 |
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| US9033584B2 (en) | 2004-06-25 | 2015-05-19 | Ntn Corporation | Rolling bearing |
| US9074621B2 (en) | 2004-07-05 | 2015-07-07 | Ntn Corporation | Roller bearing for automobiles |
| JP2007120548A (ja) * | 2005-10-25 | 2007-05-17 | Ntn Corp | 円すいころ軸受 |
| JP2007127218A (ja) * | 2005-11-04 | 2007-05-24 | Ntn Corp | 円すいころ軸受 |
| JP2009035822A (ja) * | 2008-08-25 | 2009-02-19 | Ntn Corp | 高周波焼入れ方法および鋼部品 |
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