JPH1180896A

JPH1180896A - 軸受要素部品及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1180896A
Application number: JP23663297A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Murai; 暢宏村井
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1997-09-02
Filing date: 1997-09-02
Publication date: 1999-03-26
Anticipated expiration: 2017-09-02
Also published as: JP3279230B2

Abstract

(57)【要約】【課題】所望形状への成形が容易で、且つ、寸法変化が
小さく、転動疲労寿命の長い軸受要素部品とその製造方
法を提供する。【解決手段】母材が、重量％で、C：0.7〜1.2％、Mn：
1.15超〜2.0％、Cr：0.3〜1.6％、Mo＋0.5W：0.05〜1.2
5％、Nb：0〜0.1％、V：0〜0.2％、Si＜0.4％、P≦0.02
％、S≦0.02％で、P＋S：0.01超〜0.04％、O： 0.0005
超〜0.0020％、残部Fe及び不純物の鋼で、焼入れ、焼戻
し後の組織が、マルテンサイト、球状炭化物及び残留オ
ーステナイトからなり、残留オーステナイトの面積比が
5〜15％の軸受要素部品。その製造方法は、上記組成の
鋼を球状化焼鈍後に部品に成形し、750〜820℃に加熱し
て焼入れし、更に100〜200℃の温度で焼戻しする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸受要素部品及び
その製造方法に関し、より詳しくは、各種の産業機械や
自動車などに使用される玉軸受やコロ軸受といった転が
り軸受、特に高面圧環境下で使用される転がり軸受の要
素部品及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の産業機械や自動車などに使用され
る玉軸受やコロ軸受といった転がり軸受には、高い面圧
が繰り返し作用する。そのため、軸受要素部品である
「外輪」、「内輪」及びこの両者の間で転がり接触する
「玉（ボール）」や「コロ」には、長い転動疲労寿命が
必要である。

【０００３】最近では、エンジンの高出力化や周辺部品
の小型化により、転がり軸受の使用環境はますます高面
圧化、高温化して過酷なものとなっており、転がり軸受
の要素部品には転動疲労に対する一層の長寿命化が要求
されている。

【０００４】上記した軸受要素部品は、従来、JIS G 48
05に規格化された高炭素クロム軸受鋼鋼材であるＳＵＪ
１〜５、なかでもＳＵＪ２を母材（以下、「素材鋼」と
もいう）として、熱間圧延などの手段で熱間加工した後
に球状化焼鈍し、次いで所望の形状に冷間鍛造で粗成形
し、その後焼入れと低温での焼戻しを行い、更に、仕上
げ加工としての研削や研磨を施して製造されてきた。し
かし、上記のＪＩＳ規格鋼を母材とした場合には、前記
した過酷な軸受使用環境下では、転動疲労による早期破
損を生じてしまう。

【０００５】そのため、ＪＩＳ規格鋼に代わる新しい軸
受鋼が、例えば、特開平２−３０７３３号公報、特開平
６−２６４１８６号公報、特開昭６１−２７２３４９号
公報や特開平１−３０６５４２号公報などに提案されて
いる。

【０００６】特開平２−３０７３３号公報には、重量％
で、１．０〜２．０％のＮｉ、１．０〜２．０％のＳｉ
を含有させ、更に、不純物元素であるＰとＳを重量％
で、０．０１５〜０．０４０％に制御して、転動疲労寿
命を向上させた「高炭素クロム系軸受鋼」が開示されて
いる。

【０００７】しかしながら、前記公報で提案された軸受
鋼には、ＳｉとＮｉが重量％で、それぞれ１．０〜２．
０％も含有されており、特に、Ｓｉのこうした多量の添
加は冷間鍛造性の著しい劣化を招く。又、１．０〜２．
０％ものＮｉの含有は母材コストを大幅に上昇させてし
まい、軸受を低コストで製造したいとする産業界の要請
に応えることができない。更に、本発明者らが実験した
ところ、この公報に記載された鋼を母材として軸受要素
部品を製造しても、必ずしも長い転動疲労寿命を有する
軸受が得られるというものでもなかった。

【０００８】特開平６−２６４１８６号公報には、Ｍｎ
を重量％で、２．０超〜５．０％含有させた「繰り返し
応力負荷によるミクロ組織変化の遅延特性に優れた軸受
鋼」が開示されている。しかし、Ｍｎを多量に添加した
前記公報の提案になる鋼を母材として用いると、焼入れ
・焼戻し後に多量のオーステナイトが残留するので、軸
受使用時の経時的な寸法変化が大きくなってしまう。更
に、軸受要素部品の製造工程である、研削や研磨の仕上
げ加工性が劣化するという問題もある。

【０００９】特開昭６１−２７２３４９号公報には、重
量％で、Ｃ：０．８〜１．２％、Ｓ＋Ｐ：０．０１０％
以下である高炭素クロム系の「軸受鋼」が提案されてい
る。しかしながら、Ｓ＋Ｐ量の極端な低減は、軸受要素
部品の製造工程である研削や研磨の仕上げ加工性が劣化
するという問題を有する。

【００１０】特開平１−３０６５４２号公報には、重量
％で、Ｏ：０．０００５％以下、Ｔｉ：０．００２％以
下に規制し、鋼中の「介在物組成を制御した軸受用鋼」
が開示されている。しかしながら、介在物組成を制御す
る目的で、特に鋼中のＯ（酸素）を低減するためには、
高価な溶製設備の設置や従来設備の大幅な改造、更には
特殊な技術が必要であり、母材コストが嵩んでしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、所望形状へ
の成形が容易で、且つ、使用中の寸法変化が小さく、転
動疲労による破損に対して優れた耐久性を有する軸受要
素部品とその製造方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、下記
（１）に示す軸受要素部品及び（２）に示すその製造方
法にある。

【００１３】（１）母材が、重量％で、Ｃ：０．７〜
１．２％、Ｍｎ：１．１５％を超え２．０％以下、Ｃ
ｒ：０．３〜１．６％、Ｍｏ＋０．５Ｗ：０．０５〜
１．２５％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｖ：０〜０．２％、
Ｓｉ：０．４％未満、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０
２％以下で、且つＰ＋Ｓ：０．０１％を超え０．０４％
以下、Ｏ：０．０００５％を超え０．００２０％以下、
残部Ｆｅ及び不可避不純物の化学組成の鋼で、焼入れ、
焼戻し後の組織が、マルテンサイト、球状炭化物及び残
留オーステナイトからなり、且つ、前記残留オーステナ
イトの面積比が５〜１５％であることを特徴とする軸受
要素部品。

【００１４】（２）上記（１）に記載の化学組成の鋼を
球状化焼鈍してから部品に成形し、次いで、７５０〜８
２０℃に加熱して焼入れし、更に、１００〜２００℃の
温度で焼戻して、焼入れ・焼戻し後の組織をマルテンサ
イト、球状炭化物及び残留オーステナイトで、且つ、前
記残留オーステナイトの面積比を５〜１５％とすること
を特徴とする上記（１）に記載の軸受要素部品の製造方
法。

【００１５】ここで、「残留オーステナイト」とは焼入
れ時に変態せず、しかも焼戻し時に分解しなかったオー
ステナイトのことを指す。

【００１６】

【発明の実施の形態】既に述べたように、軸受要素部品
には、主として、焼入れ後に低温で焼戻し処理したＪＩ
Ｓ規格のＳＵＪ２が使用されてきた。その組織は、焼入
れの加熱時に残留した球状炭化物（球状セメンタイト）
及びマルテンサイト、並びに前記した残留オーステナイ
トで構成されている。これらの組織のうち、残留オース
テナイトは、転動疲労寿命に大きな影響を及ぼし、その
量のある程度までの増加は転動疲労寿命を向上させるこ
とが知られている。一方、熱処理１７巻４号（１９７７
年）の２３１〜２３５ページには、残留オーステナイト
の量が増加すると、軸受の使用時の寸法変化が大きくな
って円滑な回転運動ができなくなるなど、使用上での問
題点が生じることも報告されている。

【００１７】本発明者らは、既に述べた目的を達成する
ために、上記した既知の基礎的な知見をベースに、軸受
要素部品の母材となる鋼材の化学組成、並びに軸受要素
部品の組織及び熱処理方法について研究を行った結果、
下記の知見を得た。

【００１８】特定の成分系の母材からなる軸受要素部
品においては、焼入れ、焼戻し後の組織をマルテンサイ
ト、球状炭化物及び残留オーステナイトからなるものと
し、且つ、前記残留オーステナイトの面積比を５〜１５
％とした場合に限って、寸法安定性を劣化させることな
く、換言すれば、大きな寸法変化をもたらすことなく、
転動疲労に対する抵抗性を高めることができる。

【００１９】受要素部品の母材が適正量のＭｏ及び／
又はＷを含んでおれば転動疲労に対する抵抗性が高ま
る。

【００２０】残留オーステナイトの面積比がの範囲
にある時、成分元素のうちでも特にＭｎの含有量を厳密
に調整すれば、不純物元素であるＰ、Ｓ及びＯの含有量
を特別に低減せずとも、転動疲労に対する抵抗性を大き
く向上させることができる。

【００２１】Ｍｎは、ＣやＮｉと同様に、焼入れ、焼戻
し後の残留オーステナイトの量（面積比）を増加させる
元素であるが、転動疲労寿命の向上は、この残留オース
テナイト量の上昇に基づくばかりでなく、Ｍｎそれ自体
による効果が大きい。

【００２２】本発明者らは、重量％で、Ｃ：１．０％、
Ｓｉ：０．２％、Ｃｒ：１．０％、Ｍｏ＋０．５Ｗ：
０．０７％をベース成分とする鋼を用いて、熱処理条件
とＭｎ含有量を種々変化させて、組織がマルテンサイ
ト、球状炭化物及び残留オーステナイトで、且つ、残留
オーステナイトの量（面積比）がほぼ等しくなるように
調整して、後の実施例で詳述する条件で転動疲労試験を
実施した。その結果、Ｍｎ含有量が重量％で、１．１５
％を超えて２．０％までの鋼は、Ｍｎ含有量がこの範囲
から外れた鋼よりも転動疲労寿命が優れていることが明
らかになった。

【００２３】Ｍｎ含有量が１．１５超〜２．０重量％
の鋼において、前記の残留オーステナイト量（面積
比）とするには、焼入れのための加熱温度域及び焼戻し
の温度域を制御すれば良い。

【００２４】本発明は上記の知見に基づいて完成された
ものである。

【００２５】以下に本発明の各要件について詳しく説明
する。なお、成分含有量の「％」は「重量％」を意味す
る。

【００２６】（Ａ）母材（素材鋼）の化学組成Ｃ：０．７〜１．２％Ｃは、マルテンサイト、球状炭化物及び残留オーステナ
イトの混合組織におけるマルテンサイトの硬度を上昇さ
せるとともに、残留オーステナイトの量を適正化して、
転動疲労寿命を向上させる作用がある。しかし、Ｃの含
有量が０．７％未満では、添加効果に乏しい。一方、
１．２％を超えると、鋼塊鋳造時の冷却中、更には、熱
間圧延や熱間鍛造など熱間加工後の鋼片の冷却中に（以
下、「鋼塊」、「鋼片」を併せて単に「鋼材」とい
う）、網目状の炭化物（主としてセメンタイト）がオー
ステナイト粒界に生成してしまう。この網目状炭化物
は、鋼材を均熱（ソーキング）したり、焼準したりして
も容易に除去できず、最終製品（軸受）の転動疲労寿命
を劣化させてしまう。加えて、Ｃ含有量が１．２％を超
えると、後述の球状化焼鈍における炭化物の球状化が困
難となって、製品の転動疲労寿命が劣化してしまう。し
たがって、Ｃの含有量を０．７〜１．２％とした。な
お、Ｃの含有量は０．９〜１．１％とすることが好まし
い。

【００２７】Ｍｎ：１．１５％を超え２．０％以下Ｍｎは、本発明において極めて重要な元素である。すな
わち、Ｍｎは適正量を含有させると、転動疲労に対する
抵抗性を高める作用がある。この適正量とは、既に述べ
た１．１５超〜２．０％で、これ以下の含有量でも、逆
に上回る含有量でも、充分な転動疲労抵抗性が確保でき
ない。更に、Ｍｎの含有量が２．０％を超えると、特
に、Ｃ含有量が１．１％を超えるような高炭素の鋼の場
合、残留オーステナイト量が顕著に多くなり、製品寸法
の経時変化が大きくなる。更に、軸受要素部品の製造工
程である、研削や研磨の仕上げ加工性が劣化する。この
ため、Ｍｎ含有量を１．１５％を超え２．０％以下とし
た。なお、Ｍｎの好ましい含有量は、１．２〜１．９％
である。

【００２８】Ｃｒ：０．３〜１．６％Ｃｒは、鋼の焼入れ性を高めて所望の組織となすのに有
効な元素である。しかし、その含有量が０．３％未満で
は添加効果に乏しい。一方、１．６％を超えて含有させ
てもその効果は飽和してコストが嵩む。更に、炭化物を
安定化させてしまうので、均熱処理（ソーキング）を行
っても網目状に析出した炭化物を除去できず、このため
に転動疲労特性の劣化をもたらす場合さえある。したが
って、Ｃｒの含有量を０．３〜１．６％とした。なお、
Ｃｒ含有量は０．５〜１．５％とすることが好ましい。

【００２９】Ｎｂ：０〜０．１％Ｎｂは添加しなくても良い。添加すれば炭窒化物を形成
して焼入れ加熱時のオーステナイト結晶粒の成長を抑制
し、焼入れ後の組織を微細化して転動疲労寿命を向上さ
せる作用を有する。この効果を確実に得るには、Ｎｂは
０．０１％以上の含有量とすることが好ましい。しか
し、その含有量が０．１％を超えると、炭窒化物の形成
量が多くなりすぎて基地の固溶Ｃ量が低下するので、残
留オーステナイト量が減少して所望の量を確保できなく
なり、却って転動疲労特性の低下を招く。したがって、
Ｎｂの含有量を０〜０．１％とした。

【００３０】Ｖ：０〜０．２％Ｖは添加しなくても良い。添加すれば上記のＮｂと同様
に、炭窒化物を形成して焼入れ加熱時のオーステナイト
結晶粒の成長を抑制し、焼入れ後の組織を微細化して転
動疲労寿命を向上させる作用を有する。この効果を確実
に得るには、Ｖは０．０５％以上の含有量とすることが
好ましい。しかし、その含有量が０．２％を超えると、
炭窒化物の形成量が多くなりすぎて基地の固溶Ｃ量が低
下するので、残留オーステナイト量が減少して所望の量
を確保できなくなり、却って転動疲労特性の低下を招
く。したがって、Ｖの含有量を０〜０．２％とした。

【００３１】Ｓｉ：０．４％未満Ｓｉ、は基地に固溶して硬度を上昇させ、軸受要素部品
の製造工程である冷間鍛造時の変形抵抗を大きくして、
冷間鍛造性を低下させてしまう。特に、０．４％以上含
有させると、冷間鍛造性の大きな低下をきたして、金型
の寿命低下が著しくなる。したがって、Ｓｉの含有量を
０．４％未満とした。なお、Ｓｉの好ましい含有量は、
０．３％以下である。

【００３２】Ｐ：０．０２％以下Ｐは、鋼の靭性を低下させ、加えて転動疲労寿命を縮め
てしまう。特に、その含有量が０．０２％を超えると、
靭性及び転動疲労特性の劣化が著しい。したがって、Ｐ
含有量の上限を０．０２％とした。なお、Ｐの含有量は
０．０１５％以下とすることが好ましい。但し、微少量
のＰには、鋼の研削や研磨による仕上げ加工を容易にす
るという好ましい作用もある。

【００３３】Ｓ：０．０２％以下Ｓも鋼の靭性を低下させ、更に転動疲労寿命を縮めてし
まう。特に、その含有量が０．０２％を超えると、靭性
及び転動疲労特性の劣化が著しい。したがって、Ｓ含有
量の上限を０．０２％とした。なお、Ｓの含有量は０．
０１５％以下とすることが好ましい。但し、微少量のＳ
には、鋼の研削や研磨による仕上げ加工を容易にすると
いう好ましい作用もある。

【００３４】Ｐ＋Ｓ：０．０１％を超え０．０４％以下不純物元素としてのＰとＳの含有量の和であるＰ＋Ｓ量
は、鋼の靭性や転動疲労寿命に影響を及ぼすばかりでな
く、軸受要素部品の製造工程である研削や研磨の仕上げ
加工性に影響する。すなわち、この値が０．０１％以下
になると、研削や研磨の仕上げ加工性が大きく劣化して
しまう。一方、０．０４％を超えると、靭性及び転動疲
労特性の劣化が著しい。したがって、Ｐ＋Ｓの量を０．
０１％を超え０．０４％までとした。なお、Ｐ＋Ｓ量は
０．０１％を超え０．０３％までとすることが好まし
い。

【００３５】Ｏ：０．０００５％を超え０．００２０％
以下Ｏは、アルミナ系の介在物を形成し、転動疲労特性を低
下させてしまう。特に、その含有量が０．００２０％を
超えると、転動疲労寿命の低下が著しい。一方、Ｏ含有
量を極めて低くするためには、高価な溶製設備の設置や
従来設備の大幅な改造、更には特殊な技術が必要であ
り、母材コストが嵩んでしまう。通常の技術と設備で低
減可能なＯ含有量は０．０００５％を超えるものであ
る。したがって、Ｏ含有量を０．０００５％を超え０．
００２０％までとした。なお、Ｏ含有量の上限は０．０
０１５％に制限することが好ましい。

【００３６】上記の化学組成を有する母材（素材鋼）
は、例えば、均熱処理、熱間での圧延又は鍛造を受けた
後、球状化焼鈍され、冷間鍛造によって所望の形状に粗
成形され、次いで、焼入れと焼戻しを施され、更に、研
削や研磨など機械加工されて所望の精密な要素部品形状
に仕上げられる。

【００３７】（Ｂ）焼入れ、焼戻し後の組織転がり軸受に長い転動疲労寿命を付与するには、軸受要
素部品の素材鋼の化学組成の調整だけでなく、組織を高
い接触面圧による塑性変形に耐え得るものとする必要が
ある。更に、転がり軸受は精密機械部品であるため、寸
法安定性に優れた組織とする必要がある。一方、精密な
仕上げ加工のためには、焼入れ及び低温での焼戻し後に
行う機械加工に際して、被削性の高い組織とすることも
必要である。

【００３８】すなわち、素材鋼の化学組成を厳密に調整
し、軸受要素部品の組織を規定することで、精密機械部
品である転がり軸受に長い転動疲労寿命を付与できる。

【００３９】したがって、本発明では、上記（Ａ）の母
材の化学組成に加えて、焼入れ、焼戻し後の組織を、マ
ルテンサイト、球状炭化物及び残留オーステナイトの混
合組織と規定する。これは、前記（Ａ）に記載した化学
組成の母材からなる軸受要素部品においては、焼入れ、
焼戻し後の組織をマルテンサイト、球状炭化物及び残留
オーステナイトからなるものとし、且つ、前記残留オー
ステナイトの面積比を５〜１５％とした場合に限って、
寸法安定性を劣化させることなしに、換言すれば、大き
な寸法変化をもたらすことなしに、転動疲労に対する抵
抗性を高めることができ、更に良好な被削性が得られる
からである。

【００４０】上記の混合組織中、特に、残留オーステナ
イトの量（面積比）のみ厳密に規定したのは、残留オー
ステナイトの面積比が５％を下回ると転動疲労寿命の低
下が著しく、一方、１５％を超えると大きな経時的寸法
変化を生じ、ＪＩＳ規格の寸法公差を超えてしまうから
である。

【００４１】なお、マルテンサイトと球状炭化物の量
（面積比）に関しては、特に制限する必要はない。

【００４２】（Ｃ）熱処理球状化焼鈍は、軸受要素部品の製造工程である冷間鍛造
における冷間鍛造性や、精密仕上げのための機械加工時
の被削性を確保するのに不可欠の処理である。この球状
化焼鈍には特に制限はなく、通常の方法によるもので良
い。

【００４３】焼入れの加熱温度は、７５０〜８２０℃と
する必要がある。焼入れ加熱温度が７５０℃を下回る
と、焼入れ前組織（球状化焼鈍後の組織）中のフェライ
トが基地に残留するため、（Ｂ）項で述べた所望の組織
とならず、転動疲労寿命が著しく低下する。一方、焼入
れ加熱温度が８２０℃を超えると、焼入れ前組織中の球
状炭化物の基地への固溶が多くなりすぎ、固溶Ｃ量が増
えすぎるため、残留オーステナイトの面積比が（Ｂ）で
規定した量を大きく上回ってしまう。

【００４４】焼戻しは１００〜２００℃の所謂「低温焼
戻し」とする必要がある。焼戻し温度が１００℃未満で
は、マルテンサイトの靭性の回復が不十分で衝撃的な強
度が低くなってしまう。一方、２００℃を超えると、残
留オーステナイトの分解が進み、加えて硬度が低下して
しまう。このため、転動疲労寿命が著しく低下してしま
う。

【００４５】

【実施例】表１及び表２に示す化学組成の鋼を通常の方
法によって１５０ｋｇ真空溶製した。表１における鋼A1
〜A12 は、本発明対象鋼（以下、本発明鋼という）であ
る。一方、表２における鋼B1〜C2は成分のいずれかが本
発明で規定する範囲から外れた比較鋼である。比較鋼の
うち鋼C1はＪＩＳ規格のＳＵＪ２に相当するもので、鋼
C2は転動疲労寿命が長いといわれている高Ｓｉ−高Ｎｉ
の従来鋼である。

【００４６】

【表１】

【００４７】

【表２】

【００４８】次いで、これらの鋼の鋼材を１２５０℃で
均熱処理した後、通常の方法によって１２５０〜１００
０℃の温度域で熱間鍛造し、直径が６５ｍｍと２０ｍｍ
の丸棒とした。

【００４９】更に、通常の方法によって球状化焼鈍を行
い、直径が６５ｍｍの丸棒からは直径６０ｍｍで厚さが
６ｍｍの、又、直径が２０ｍｍの丸棒からは直径１１ｍ
ｍで長さが１１０ｍｍの素形材を切り出した。

【００５０】（実施例１）本発明鋼である鋼A3〜A5を母
材とする前記の直径が６０ｍｍと１１ｍｍの素形材を、
７４０〜８６０℃に加熱してから油焼入れし、その後１
８０℃で２時間の焼戻しを行った。

【００５１】上記の熱処理を施した直径６０ｍｍの素形
材から直径が６０ｍｍで厚さが５ｍｍの転動疲労試験片
を、又、直径１１ｍｍの素形材からは図１に示した寸法
変化測定用試験片を作製して、それぞれ転動疲労試験と
寸法変化試験に供した。

【００５２】転動疲労試験は、スラスト型の転動疲労試
験機を用いて、最大接触面圧５６０ｋｇｆ／ｍｍ² 、回
転数１２００ｒｐｍの負荷条件で行った。

【００５３】表３に転動疲労試験の詳細条件を示す。な
お、転動疲労試験結果は、ワイブル分布確率紙上にプロ
ットし、５０％累積破損確率を示すＬ₅₀寿命を「転動疲
労寿命」とした。

【００５４】

【表３】

【００５５】一方、寸法変化試験は、前記試験片を１５
０℃の炉中に２５００時間保持し、万能測長機で処理前
後の長さを測定して、変化率を求めた。

【００５６】又、転動疲労試験片を用いて、通常のＸ線
回折法によってその表面残留オーステナイト量（面積
比）を測定した。又、光学顕微鏡観察による組織調査も
実施した。

【００５７】表４に試験結果を示す。なお、表４の組織
に関し、残留オーステナイト以外の部分（面積比）はマ
ルテンサイトと球状炭化物であることを意味する。

【００５８】

【表４】

【００５９】表４から、鋼A3〜A5の本発明鋼を母材とす
る場合であっても、焼入れの加熱温度が本発明の規定か
ら外れたものでは特性が劣っている。すなわち、焼入れ
加熱温度が７４０℃と低い場合には、残留オーステナイ
ト量が面積比で１〜４％しかなく、したがって、転動疲
労寿命が短い。一方、焼入れ加熱温度が８６０℃と高い
場合には、転動疲労寿命は向上しているが、残留オース
テナイト量が１９〜２２％と高いために、寸法変化が大
きくなっている。

【００６０】これに対して、焼入れの加熱温度が本発明
で規定した範囲にある７８０℃と８２０℃で処理した場
合には、転動疲労寿命は５．６×１０⁷ 以上と長く、寸
法変化は０．００８％以下と小さい。

【００６１】（実施例２）本発明鋼である鋼A1〜A12
と、比較鋼である鋼B1〜C2を母材とする前記の直径が６
０ｍｍと１１ｍｍの素形材を、８２０℃に加熱してから
油焼入れし、その後１８０℃で２時間の焼戻しを行っ
た。

【００６２】この後、前記寸法の転動疲労試験片と図１
に示した寸法変化測定用試験片を作製して、上記の実施
例１と同じ条件で転動疲労試験と寸法変化試験を行っ
た。Ｘ線回折法による残留オーステナイト量（面積比）
の測定と、光学顕微鏡観察による組織調査も併せて実施
した。

【００６３】表５に結果を示す。なお、表５の組織に関
し、残留オーステナイト以外の部分（面積比）は鋼B2を
除いて、マルテンサイトと球状炭化物であった。一方、
鋼B2には球状化していない炭化物も認められた。又、Ｌ
₅₀寿命を「転動疲労寿命」として記載した。

【００６４】

【表５】

【００６５】本発明鋼を母材とする場合には、いずれも
本発明で規定する残留オーステナイト量であり、転動疲
労寿命は６．８×１０⁷ 以上で、従来鋼である鋼C1や鋼
C2を母材とするものよりも長い。Ｎｂ及び／又はＶを添
加した本発明鋼にあっては、転動疲労寿命が向上する傾
向も認められる。更に、本発明鋼を母材とする場合には
寸法変化も０．００９％以下の小さい値である。

【００６６】これに対して、比較鋼である鋼B1〜 B10を
母材とする場合には、本発明鋼を母材とする場合に比べ
て、転動疲労寿命と寸法安定性のいずれか、あるいは双
方が劣る。

【００６７】鋼B1は、Ｃ含有量が本発明で規定する値よ
りも低いため、これを母材とした場合には転動疲労寿命
が短い。

【００６８】鋼B2は、Ｃ含有量が本発明で規定する値よ
りも高く、球状化していない炭化物が存在し、これを母
材とした場合には転動疲労寿命が短い。

【００６９】鋼B3は、本発明で規定する値よりもＭｎ含
有量が高く、Ｃｒ含有量が低い。しかも残留オーステナ
イト量が２２％と大きい。このため、これを母材とした
場合には寸法安定性に欠けるとともに転動疲労寿命も短
い。

【００７０】鋼B4では、逆に本発明で規定する値よりも
Ｍｎ含有量が低く、Ｃｒ含有量が高い。このため、これ
を母材とした場合には転動疲労寿命が短い。

【００７１】鋼B5は、本発明で規定する値よりもＰ、
Ｓ、Ｐ＋Ｓ及びＯ含有量が高めである。したがって、こ
れを母材とした場合には転動疲労寿命が短い。

【００７２】鋼B6は、本発明で規定する値よりもＶとＮ
ｂの含有量が高い。このため残留オーステナイト量が本
発明で規定する値に達せず、これを母材とした場合には
転動疲労寿命が短い。

【００７３】鋼B7とB8はそれぞれ、本発明で規定する値
よりもＮｂとＶの含有量が高く、残留オーステナイト量
が本発明で規定する値に達していない。このため、これ
らの鋼を母材とした場合には転動疲労寿命が短い。

【００７４】鋼B9と B10はそれぞれ、本発明で規定する
値よりもＰとＳの含有量が高い。このため、これらの鋼
を母材とした場合には転動疲労寿命が短い。

【００７５】

【発明の効果】本発明の軸受要素部品は、所望形状に容
易に成形され、且つ、使用中の寸法変化が小さく、転動
疲労寿命が長いことから、各種の産業機械や自動車など
に使用される玉軸受やコロ軸受といった転がり軸受の要
素部品として利用することができる。この軸受要素部品
は、前述の本発明法によって比較的容易に製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で使用した寸法変化測定用試験片を示す
図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】母材が、重量％で、Ｃ：０．７〜１．２
％、Ｍｎ：１．１５％を超え２．０％以下、Ｃｒ：０．
３〜１．６％、Ｍｏ＋０．５Ｗ：０．０５〜１．２５
％、Ｎｂ：０〜０．１％、Ｖ：０〜０．２％、Ｓｉ：
０．４％未満、Ｐ：０．０２％以下、Ｓ：０．０２％以
下で、且つＰ＋Ｓ：０．０１％を超え０．０４％以下、
Ｏ：０．０００５％を超え０．００２０％以下、残部Ｆ
ｅ及び不可避不純物の化学組成の鋼で、焼入れ、焼戻し
後の組織が、マルテンサイト、球状炭化物及び残留オー
ステナイトからなり、且つ、前記残留オーステナイトの
面積比が５〜１５％であることを特徴とする軸受要素部
品。
【請求項２】請求項１に記載の化学組成の鋼を球状化焼
鈍してから部品に成形し、次いで、７５０〜８２０℃に
加熱して焼入れし、更に、１００〜２００℃の温度で焼
戻して、焼入れ・焼戻し後の組織をマルテンサイト、球
状炭化物及び残留オーステナイトで、且つ、前記残留オ
ーステナイトの面積比を５〜１５％とすることを特徴と
する請求項１に記載の軸受要素部品の製造方法。