JPS5947524A - レ−ザ−加工で表面硬化されたころがり軸受 - Google Patents
レ−ザ−加工で表面硬化されたころがり軸受Info
- Publication number
- JPS5947524A JPS5947524A JP15622082A JP15622082A JPS5947524A JP S5947524 A JPS5947524 A JP S5947524A JP 15622082 A JP15622082 A JP 15622082A JP 15622082 A JP15622082 A JP 15622082A JP S5947524 A JPS5947524 A JP S5947524A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bearing
- hardness
- rolling
- hardened
- hardening
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- 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
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、転走面部には高周波焼入れで所定の転wJ
特命を確保するのに必要な硬化層を形成すると共に、非
執矩面部にはレーザー硬化処理で所定の強度を確保する
のに必要な硬化層を形成した軸受輪を有するころがシ軸
受に関するものである。
特命を確保するのに必要な硬化層を形成すると共に、非
執矩面部にはレーザー硬化処理で所定の強度を確保する
のに必要な硬化層を形成した軸受輪を有するころがシ軸
受に関するものである。
従来、ころがり軸受の軸受輪の硬化処理は通常の(fg
I)焼入れ、或は浸炭焼入れ等で行なわれていた。
I)焼入れ、或は浸炭焼入れ等で行なわれていた。
ところが、一般に熱処理時には熱処理変形が多く見られ
、例えば、軸受非転走面にフランジ、或はギヤー等が形
成された特殊形状の複雑かつ薄肉というような軸受では
熱処理変形のため、製造工程も大変面倒で手向がかかる
。そして変形防止のために高価なm焼入用の厘を用いた
シ、大きな&F剛取代をつける必要がある。
、例えば、軸受非転走面にフランジ、或はギヤー等が形
成された特殊形状の複雑かつ薄肉というような軸受では
熱処理変形のため、製造工程も大変面倒で手向がかかる
。そして変形防止のために高価なm焼入用の厘を用いた
シ、大きな&F剛取代をつける必要がある。
また、例えば、浸炭焼入れの場合では、両側表層の硬化
層間に、6部(炭素を有量の少ない高框性層)が形成さ
れるが、第1図U)〜(ハ)のA〜F部の如く局部的に
極めて薄肉となっている部分においては十分な芯部が形
成されない。また、比較的薄い鋼板を絞り加工して′N
IJ1図に)に示す如き軸受輪とされているニードル軸
受においても同様、芯部部分が少なく(靭性が低く)、
浸炭焼入れの特長を十分有効に発揮さ鷺ることかできな
かった。
層間に、6部(炭素を有量の少ない高框性層)が形成さ
れるが、第1図U)〜(ハ)のA〜F部の如く局部的に
極めて薄肉となっている部分においては十分な芯部が形
成されない。また、比較的薄い鋼板を絞り加工して′N
IJ1図に)に示す如き軸受輪とされているニードル軸
受においても同様、芯部部分が少なく(靭性が低く)、
浸炭焼入れの特長を十分有効に発揮さ鷺ることかできな
かった。
文に、通常の玉軸受でも第1図(ホ)(へ)のG@H部
に示す如くシール溝、N溝(止め輪等を入れる溝)を有
する玉軸受の場合にt/i該溝からの割れ、クリープ先
生、しめしるによる引宏応力からの割れ1、るいは変形
が生ずる。更にまだ、航空機用等の特殊な内外形状を有
する軸受の場合には、よピ形、クランク等の問題を生じ
易い。
に示す如くシール溝、N溝(止め輪等を入れる溝)を有
する玉軸受の場合にt/i該溝からの割れ、クリープ先
生、しめしるによる引宏応力からの割れ1、るいは変形
が生ずる。更にまだ、航空機用等の特殊な内外形状を有
する軸受の場合には、よピ形、クランク等の問題を生じ
易い。
ここで、軸受輪の表面価化層をその機能面よシ考察する
と、転走面81i分は転動寿命の観点から、負荷荷狙を
支えるだめの十分な仙&を有し、かつ通常Hertzの
弾性接触理論による接触面丁最大剪1&応力(τo m
ILx)の作用する深さzOの10倍程度の深さの硬化
層が必要とされるが、非転走111I3都は帆走向81
Sはどの硬化層(硬度及び硬化層深さ)は必要はない。
と、転走面81i分は転動寿命の観点から、負荷荷狙を
支えるだめの十分な仙&を有し、かつ通常Hertzの
弾性接触理論による接触面丁最大剪1&応力(τo m
ILx)の作用する深さzOの10倍程度の深さの硬化
層が必要とされるが、非転走111I3都は帆走向81
Sはどの硬化層(硬度及び硬化層深さ)は必要はない。
ff1Jち、非転走曲部は軸受の有脂時に傷などがつか
ず軸受ハクジング或は軸とのハメアイ向圧に#Jえ、か
つ、中111受タエ爪に対して塑性変形を起さない程度
に硬化1+4が形成されれば十分である。
ず軸受ハクジング或は軸とのハメアイ向圧に#Jえ、か
つ、中111受タエ爪に対して塑性変形を起さない程度
に硬化1+4が形成されれば十分である。
従って、上赴した非転走曲部は転走曲部はどの硬化層(
峻度及び硯化深さ)は必要でないの観点に立てば局部的
VC簿肉HjS分を有する円すいころ1liII+受及
び内筒ころ111受の軸受輪や漣い一板を絞り加工して
形成したニードル軸受のiI!liI受輪に対して、転
走曲部及び非転走曲部を高同波誘導加熱で硬化させ、特
に非転走曲部の硬化JS7(できそうであるが、後から
硬化される重重)の熱が先Vc4jJ!化されている面
部に伝わシ、その砂!化層の硬度低下及び熊処趣′&形
等のぜ影勢を及ぼすと共にそれをさけるために非転走面
部を後から硬化させる場合においても、各製品ととKそ
の硬度低′F量及び熱処理鍵形が一定せず天川に供しえ
なかった。また、商周吸訴2す加熱でけ加熱ゾーン(加
熱面積及び加熱胎深さ)が比較的大きく、非転走面部に
必要な仙化J曽を形成するだめの制御I/″i非?)5
に仮雑なものにならさるを得なかった。
峻度及び硯化深さ)は必要でないの観点に立てば局部的
VC簿肉HjS分を有する円すいころ1liII+受及
び内筒ころ111受の軸受輪や漣い一板を絞り加工して
形成したニードル軸受のiI!liI受輪に対して、転
走曲部及び非転走曲部を高同波誘導加熱で硬化させ、特
に非転走曲部の硬化JS7(できそうであるが、後から
硬化される重重)の熱が先Vc4jJ!化されている面
部に伝わシ、その砂!化層の硬度低下及び熊処趣′&形
等のぜ影勢を及ぼすと共にそれをさけるために非転走面
部を後から硬化させる場合においても、各製品ととKそ
の硬度低′F量及び熱処理鍵形が一定せず天川に供しえ
なかった。また、商周吸訴2す加熱でけ加熱ゾーン(加
熱面積及び加熱胎深さ)が比較的大きく、非転走面部に
必要な仙化J曽を形成するだめの制御I/″i非?)5
に仮雑なものにならさるを得なかった。
この発明は上記間鵬に鉦与、これを改良除去したもので
、転走1IIJ部を尚周吸焼入れで硬化させると共に、
非転走面部をレーザー硬化処理で硬化した軸受輪を有す
るころがりl+j父f:提供せんとするものである。
、転走1IIJ部を尚周吸焼入れで硬化させると共に、
非転走面部をレーザー硬化処理で硬化した軸受輪を有す
るころがりl+j父f:提供せんとするものである。
以下この究明のころがりItll父′f:図1m、+に
示す具体的実り例に従って貌ゆjすると次の荊如である
第2図はこの発明のころがり軸受の軸受輪の一例である
円すいころIpHI党の外輪を示す場合であって、この
外輪[11はsty、+、 B、5jO(、、尚周波材
)、S(IM(浸炭材)、抽受隋、機械構造用E2累n
−1肌焼幽及び工具鋼等の1料を使用し、内周の転走曲
部+21 K高周波焼入れKより所定のIk UIJ寿
命を確保するのに必要な硬度(HROj (S’〜乙グ
)を有する硬化層を形成すると共に、外周及び端面の非
転走曲部f31 Kレーザー硬化処理によシ所足の強K
(ltill+受ハクジング七の)・メアイ曲圧に耐
え、かつ、11iII!受旬里に対して脂性変形を起さ
ない強さ)を確保するのに必要な硬度(”ROりθ〜j
、5)を有する硬化層(図中に焦塗りで示すfils分
)をf!Aえは蝶旋の縞状に形成したものである。
示す具体的実り例に従って貌ゆjすると次の荊如である
第2図はこの発明のころがり軸受の軸受輪の一例である
円すいころIpHI党の外輪を示す場合であって、この
外輪[11はsty、+、 B、5jO(、、尚周波材
)、S(IM(浸炭材)、抽受隋、機械構造用E2累n
−1肌焼幽及び工具鋼等の1料を使用し、内周の転走曲
部+21 K高周波焼入れKより所定のIk UIJ寿
命を確保するのに必要な硬度(HROj (S’〜乙グ
)を有する硬化層を形成すると共に、外周及び端面の非
転走曲部f31 Kレーザー硬化処理によシ所足の強K
(ltill+受ハクジング七の)・メアイ曲圧に耐
え、かつ、11iII!受旬里に対して脂性変形を起さ
ない強さ)を確保するのに必要な硬度(”ROりθ〜j
、5)を有する硬化層(図中に焦塗りで示すfils分
)をf!Aえは蝶旋の縞状に形成したものである。
上記外輪(1)の非転走曲部(3)にレーザー硬化処理
で形成する硬化層は、例えば第J′図に示す如き表面硯
化装りで次のように形成している。図に於いて、(4j
けレーザー発振体、(61は集光器、(6)は加工前具
である。先ず、外輪(1)を加工前具i611c [I
0面のようにセントする。しかして徒、レーザー発振体
(4)をff前してレーザー光線(7Iを発し、このレ
ーザー光線(7,1を集光器!51で反射して外輪(1
)の非転走面81S(31に集光した状IDで11は射
させる。これと同時に加工前具(6)の作動で外輪(1
)を適当な速度で回動或は軸方向にスライドさせて、集
光したレーザー光楠;(7)を非転走面部(3)の表I
fII硬化すべき蓮定iiI Pkに照射するようにな
す。以上で外lll1iI+(1)の非転走面部(3)
の選定個所が硬度の商いマルテンサイト化されて表面硬
化される。そして、その表面硬化においては、レーザー
光線(71が外輪(1+の非転走面部(3)に照射され
るト熱エネルギーKi換されるが、その時の外輪il+
の非転走曲部(3)の1AI1度及びπ\の壇]達深さ
はレーザー光線(7Iの照痢時IIjのJ乗根に比例し
て増大することから、加工前具to+による外輪(1)
の移動速度、用ノち、回動速度及び軸方向のスライド速
度を適宜コントロールすることによシ、外輪+11の非
転走面部(3)が浴融しない範囲で適当な表面硬化深さ
を得ることができる。これにより、外M(11の非転走
部(3)へのインプットハ他の焼入れ方式に比べ小さく
、九kか表面から内方に伝達される間に急速に自己冷却
される効果があり、この急速な冷却により他の焼入れに
匹敵する硬度が得られ、同時に、熱変形も大髪少ない。
で形成する硬化層は、例えば第J′図に示す如き表面硯
化装りで次のように形成している。図に於いて、(4j
けレーザー発振体、(61は集光器、(6)は加工前具
である。先ず、外輪(1)を加工前具i611c [I
0面のようにセントする。しかして徒、レーザー発振体
(4)をff前してレーザー光線(7Iを発し、このレ
ーザー光線(7,1を集光器!51で反射して外輪(1
)の非転走面81S(31に集光した状IDで11は射
させる。これと同時に加工前具(6)の作動で外輪(1
)を適当な速度で回動或は軸方向にスライドさせて、集
光したレーザー光楠;(7)を非転走面部(3)の表I
fII硬化すべき蓮定iiI Pkに照射するようにな
す。以上で外lll1iI+(1)の非転走面部(3)
の選定個所が硬度の商いマルテンサイト化されて表面硬
化される。そして、その表面硬化においては、レーザー
光線(71が外輪(1+の非転走面部(3)に照射され
るト熱エネルギーKi換されるが、その時の外輪il+
の非転走曲部(3)の1AI1度及びπ\の壇]達深さ
はレーザー光線(7Iの照痢時IIjのJ乗根に比例し
て増大することから、加工前具to+による外輪(1)
の移動速度、用ノち、回動速度及び軸方向のスライド速
度を適宜コントロールすることによシ、外輪+11の非
転走面部(3)が浴融しない範囲で適当な表面硬化深さ
を得ることができる。これにより、外M(11の非転走
部(3)へのインプットハ他の焼入れ方式に比べ小さく
、九kか表面から内方に伝達される間に急速に自己冷却
される効果があり、この急速な冷却により他の焼入れに
匹敵する硬度が得られ、同時に、熱変形も大髪少ない。
そこで、外輪il+の移動速度が表向硬化1曽及び熱影
普層の深さに及ぼす影智の試験を行なった結果は下6己
の如きである。
普層の深さに及ぼす影智の試験を行なった結果は下6己
の如きである。
尚、上記実施例では非転走面部に縞状の岬化層を形成し
たが、この発F3Aはこれに限定されるものではなく、
例えは第り図に示すようにスポット状に硬化層を形成し
てもよく、要するにレーザー硬化処理で非転走面部に硬
化層を部分的に形成すればよい。また、この発明は円す
いころllI+i+受及び円筒ころ軸受に限定されず、
第J図転走面にフランジが形成されたり、内輪内径等の
非転走面にギヤーが形成されている例えば航空機用等の
特殊な内外形状を有する軸受並びにその他のころが少I
M受にも1m用が可能である。
たが、この発F3Aはこれに限定されるものではなく、
例えは第り図に示すようにスポット状に硬化層を形成し
てもよく、要するにレーザー硬化処理で非転走面部に硬
化層を部分的に形成すればよい。また、この発明は円す
いころllI+i+受及び円筒ころ軸受に限定されず、
第J図転走面にフランジが形成されたり、内輪内径等の
非転走面にギヤーが形成されている例えば航空機用等の
特殊な内外形状を有する軸受並びにその他のころが少I
M受にも1m用が可能である。
以上説明したようにこの発明は転走面部に高周波焼入れ
で瓶。jI?〜gダの硬度を有する硬化層を形成すると
共に、非転走面部にレーザー硬化処理でHRC”θ〜j
jの硬度を有する硬化層を部分的に形成して、転走面部
と非転走面部との硬度を異ならせた軸受輪で構成したか
ら、次のような効果を挙げることができる。
で瓶。jI?〜gダの硬度を有する硬化層を形成すると
共に、非転走面部にレーザー硬化処理でHRC”θ〜j
jの硬度を有する硬化層を部分的に形成して、転走面部
と非転走面部との硬度を異ならせた軸受輪で構成したか
ら、次のような効果を挙げることができる。
■ 加熱急冷操作による歪を誘起することなく、必要な
表面性状を付与することができる。
表面性状を付与することができる。
■ 全面に硬化層を形成する場合に比較して、¥!世の
少ないレーザー発振装置を用いて高能率なレーザー硬化
処理を殉ずことができる。
少ないレーザー発振装置を用いて高能率なレーザー硬化
処理を殉ずことができる。
又、レーザー硬化処理といえども、全面に硬化層を形成
すれば、各照射域部での熱影響が相乗的に作用して必然
的に硬化層深さが深くなル、芯部層が少なくなってしま
うが、縞状或はスポット状に硬化させれば、その恐れが
なく、必要な深さの芯部層が容易に形成(確保)される
更に、硬化層を縞状或はスポット状に形成するときに硬
化部と非硬化部との面積比を変えることによって、軸受
輪の靭性を容易に調整することもできる。
すれば、各照射域部での熱影響が相乗的に作用して必然
的に硬化層深さが深くなル、芯部層が少なくなってしま
うが、縞状或はスポット状に硬化させれば、その恐れが
なく、必要な深さの芯部層が容易に形成(確保)される
更に、硬化層を縞状或はスポット状に形成するときに硬
化部と非硬化部との面積比を変えることによって、軸受
輪の靭性を容易に調整することもできる。
■ 第j図乃至第2図に見られる様な外径にギヤや7ラ
ンジのついたものあるいは内径にギヤ部分を有するもの
などの複雑な形状を持った軸受で変則的な変形を起し易
い軸受でも熱処理変形を生ずることなく熱処理を実権す
ることができ、加工代も従来に比べ大又小さくでき、し
かも下記の工程表に見られる如く、従来の製造工程に比
べ大幅な工程の簡略化ができる。
ンジのついたものあるいは内径にギヤ部分を有するもの
などの複雑な形状を持った軸受で変則的な変形を起し易
い軸受でも熱処理変形を生ずることなく熱処理を実権す
ることができ、加工代も従来に比べ大又小さくでき、し
かも下記の工程表に見られる如く、従来の製造工程に比
べ大幅な工程の簡略化ができる。
−(相 旋削→熱処理(変形対策工程含む)−粗研削
−仕上研削 −検査 一検査 またニードル軸受輪のような薄肉リングに対しても、靭
性を低下させることなく比較的容易に硬化させることが
できる。特に、レーザーによる硬化法は、木来薄い硬化
層を形成するのに適しており、この発明によれば軸受輪
に必要な靭性を更に有効に付与することができる。
−仕上研削 −検査 一検査 またニードル軸受輪のような薄肉リングに対しても、靭
性を低下させることなく比較的容易に硬化させることが
できる。特に、レーザーによる硬化法は、木来薄い硬化
層を形成するのに適しており、この発明によれば軸受輪
に必要な靭性を更に有効に付与することができる。
■ 円すいころ軸受、円筒ころ軸受等の局部的な薄肉部
がある場合でも、靭性をそこなわず、熱処理変形小によ
る研削工程の簡略化がでさるO ■ 軸受用途に応じて非転走面部の靭性を適当に+4整
ができて、使用用途が非常に広範囲である。
がある場合でも、靭性をそこなわず、熱処理変形小によ
る研削工程の簡略化がでさるO ■ 軸受用途に応じて非転走面部の靭性を適当に+4整
ができて、使用用途が非常に広範囲である。
第1図け)〜(へ)は各種ころがり軸受の軸受輪の断面
を示す図面、第一図はこの姥明に係るころがシ軸受の軸
受輪の実権例を示す斜視図、第3図はレーザー表面硬化
装置を示す説明図、第り図はこの発明に係るころがシ軸
受の軸受輪の他の実施例を示す斜面図、第5図は外輪外
径にフラングが形成された特殊な軸受を示すもので、(
−は縦断面図、市はその外輪の斜視図、第g図及び第2
図は7ランジ、或はギヤーが形成されたその他の特殊形
状の軸受を示す横断面図である。 m・―外輪、(2)・−転走面部、(3)−・非吠走面
部、(41@sレ一ザー発振体、15)a@果先光器+
11)1− @力ロエ治具、(7)口・レーザー光線。 第1図 (f”) (0) (A) 第2図 第8図 1I4図 ぺ 第5図 A) φ− 献
を示す図面、第一図はこの姥明に係るころがシ軸受の軸
受輪の実権例を示す斜視図、第3図はレーザー表面硬化
装置を示す説明図、第り図はこの発明に係るころがシ軸
受の軸受輪の他の実施例を示す斜面図、第5図は外輪外
径にフラングが形成された特殊な軸受を示すもので、(
−は縦断面図、市はその外輪の斜視図、第g図及び第2
図は7ランジ、或はギヤーが形成されたその他の特殊形
状の軸受を示す横断面図である。 m・―外輪、(2)・−転走面部、(3)−・非吠走面
部、(41@sレ一ザー発振体、15)a@果先光器+
11)1− @力ロエ治具、(7)口・レーザー光線。 第1図 (f”) (0) (A) 第2図 第8図 1I4図 ぺ 第5図 A) φ− 献
Claims (1)
- (1)転走面部に高周波焼入れでER66!、−jダの
硬度を有する硬化層を形状すると共に、非転走面都にレ
ーザー硬化処理でHRaグO〜55の硬度を有する硬化
層を部分的に形成して、転走面部と゛非転走面部との硬
度を輿ならせた軸受輪で構成したことを特徴とするレー
ザー加工で表面硬化されたころがり軸受。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15622082A JPS5947524A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | レ−ザ−加工で表面硬化されたころがり軸受 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15622082A JPS5947524A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | レ−ザ−加工で表面硬化されたころがり軸受 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5947524A true JPS5947524A (ja) | 1984-03-17 |
Family
ID=15622977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15622082A Pending JPS5947524A (ja) | 1982-09-07 | 1982-09-07 | レ−ザ−加工で表面硬化されたころがり軸受 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5947524A (ja) |
Cited By (9)
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---|---|---|---|---|
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-
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- 1982-09-07 JP JP15622082A patent/JPS5947524A/ja active Pending
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