JPS61270331A - 鋼球の表面硬化処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は焼入れされた、主として直径３〜２７鰭程度の
鋼球の表面層硬さを増し、大きな圧縮残留応力層を得る
ための表面硬化処理方法に関するものである。

（従来の技術） 一般に普通焼入鋼を素材とする軸受部品において、その
表面層硬さを増し、大きな圧縮残留応力層を得るように
して軸受の転がり疲れ寿命の延長を図ることは広く知ら
れるところであり、その代表的な手段が特公昭４９−３
８４０６号公韻に示されている。

即ち、この手段は普通焼入鋼よりなる軸受部品に特別の
浸炭や窒化処理をすることなく、焼入れ前の軸受部品の
転走面の表面部を冷間転造の同時加工によって、あるい
は予め必要な形に成形された軸受部品の転走面の表面部
に冷間転造、ショットピニング、ショツトブラスト、タ
ンブラ−などの機械的硬化加工によって前記転走面の表
面部の転位、原子空孔などの格子欠陥を増加させた硬化
層を形成し、焼入れ時に前記の硬化層部分の炭素及び合
金元素の溶解量を増加させてＭｓ点（焼入れの冷却過程
においてマルテンサイト変態の始まる温度）を羊の内部
よりも低下させて転走面の表面部に大きな圧縮残留応力
層を得るようにして転がり疲れ寿命の延長をはかるもの
である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の手段は、それ自体、極めて有効な
手段であるが、一方、−ａ的には焼入れ前に成形し、硬
化層を形成し、その後、焼入れ時に硬化層部分の炭素や
合金元素の溶解量を増加させるものであるため、焼入れ
後においてはその形状に変化が生じ易く、真円を得難い
と共に組織が崩れて機械的強度が損なわれ易いという問
題を内在している。

本発明はかかる問題点に着目し、焼入れ、焼戻し後にお
ける適切な機械的表面硬化処理手段を見出すことにより
前述の問題を解決し、軸受の転がり疲れ寿命の延長と鋼
球の扱いによる表面きず発生の減少を図ることを目的と
するものである。

（問題点を解決するための手段） 即ち、上記目的を達成する本発明の特徴とするところは
、第１図にその実施態様を示しているが回転バレル法ピ
ーニングによる機械的表面硬化処理を利用するものであ
り、焼入鋼よりなる鋼球（Ｂ）を焼入れ、焼戻しして、
正多角形状の鋼製バレル（１）内にその容積を填めるこ
とな（、多くても略２／３の容積部分に入れる。そして
、鋼製バレルの中心を軸（４）として該バレル（１）を
回転させると共に前記バレル内の鋼球（Ｂ）に対しバレ
ルの回転と共に、これに随伴させる回動を与え、バレル
内上方側に回って来たとき、鋼球を下方へ落下させ、内
部に存在する鋼球の表面へ打ち付ける。

かくして、これを繰り返し、バレルの回転により鋼球と
鋼球及び鋼球とバレル内壁とで鋼球の全表面を打ち付は
処理することにある。

ここで、処理される鋼球は通常、直径３〜２７鶴程度の
ものが最も有効であるが、別設、これに制約されるもの
ではない。

又、前記バレルの回転は余り高速であっては、遠心力の
ため鋼球がバレル内壁に密着するだけで所期の打ち付け
は得られない。従って、バレルの回転数は８０ｒ、ｐ、
ｍ以下、好ましくは６０ｒ、ｐ、ｍ前後である。

そして、このバレルの回転は６０〜１８０分間繰り返す
。

なお、バレルの形状は、断面円形状とすることは前記鋼
球のバレル内壁への密着性を促進するのでバレル内上方
側にある鋼球の落下を円滑ならしめる上から正多角形が
好ましく、とりわけ、正八角形状が最も実用的である。

（作　用） 本発明は上述の如く鋼球を焼入れ、焼戻し後、回転バレ
ル内に略２／３以下の容積をもって収容し、バレルの回
転に従って上方に回って来た鋼球を３６０度回動させる
ことなく途中においてバレル内上方側より下方へ落下さ
せ、内部の鋼球表面に打ち付け、これを繰り返すことに
より鋼球の焼入れにより硬度の増した表面に対し更に鋼
球同志ならびに鋼球とバレル内壁で互いに打ち付けを行
い、表面層に塑性変形を起こさせてより一層、硬化させ
、それと共に表面層には圧縮残留応力層が得られ、軸受
寿命の延長を図る上に頗る効果的となる。

（実施例） 以下、更に本発明方法の具体的態様を添付図面に示す実
施装置例にもとづいて説明する。

第１図及び第２図は本発明方法を実施するための装置の
１例であり、図において（１）は正八角形状の回転鋼製
バレルで、軸（４）を中心として回転し得る如くなって
おり、その外壁の一部に鋼球の出し入れ口（３）を有し
て支持枠（２）によって保持されている。

この場合、回転バレル（１）は余り高速回転は要求され
ず、通常、６０回回転度である。

又、回転バレル（１）の大きさは処理能力によって選定
され、必ずしも一様ではないが、実用的には対辺距離７
００〜８００ｍｍ、巾６００〜７００酊位である。

そして、上記回転バレル（１）を用いて処理を行うに際
しては、例えば、対辺距離７２４ｍ、巾６６０酊の正八
角形鋼製バレル内に出し入れ口（３）より３〜２７１径
の鋼球（Ｂ）を約２００　ｋｇ入れ、バレルの中心を軸
として回転数６０ｒ、ｐ、ｍで回転させる。

このとき、鋼球（Ｂ）は予め焼入れ、焼戻しを施してお
（。

又、回転時間は鋼球の直径により６０〜１８０分を適宜
選定する。

このようにして鋼製バレル（１１を回転させるときは鋼
球（Ｂ）は第１図の如く右下側半部において集まり、左
上半部には空間を残して矢印方向に循環回動を繰り返し
、この間、バレル内壁に接する部分では鋼球とバレル内
壁間で、一方、バレルと共に回動する鋼球同志の間では
鋼球と鋼球の間で互いに接触し合って鋼球表面層には塑
性変形が惹起され、更にバレル内上方より下方へ落下す
ることにより下部の鋼球及びバレル内壁に打ち付けられ
て表面層の硬さを増し、大きな圧縮残留応力層を得る。

なお、処理後、出し入れ口（３）を開放し、取り出す。

第３図、第４図は上記の如き表面硬化処理の施された鋼
球について硬さと表面からの深さの関係、ならびに圧縮
残留応力の分布を示している。

これら各図より、先ず第３図では本発明方法により硬化
処理が施された９、５２５ｍ径の鋼球は表面層の硬さが
、鋼球を焼入れ及び焼戻しの熱媒りをした時の硬さが約
）（Ｖ２Ｏ３であるのに対し更にＨＶ３０以上硬くなり
、ＨＶ８３０以上となることが分かる。

一方、第４図では６．３５ｎの鋼球で表面から約２５μ
ｍ以内の表面層において良好な圧縮残留応力層が得られ
ることが理解される。

なお、上述の如（して硬化処理の施された鋼球は、その
後、研摩加工により通常の工程に従って製品として完成
される。

（発明の効果） 本発明は以上の如く焼入鋼よりなる鋼球を焼入れ、焼戻
し後、回転バレルピーニングによる機械的表面硬化処理
によって処理するものであり、上記の処理によって鋼球
を焼入れ、焼戻しの熱処理をした場合に比較し、更に表
面層硬さを増し、大きな圧縮残留応力層を得ることが出
来、従来より常時、検討課題とされている軸受部品の転
がり疲れ寿命の延長と、鋼球の扱いによる表面きず発生
の減少を図る上に顕著な効果が期待される。

特に本発明方法は予め焼入れ、焼戻しを行った後に処理
するため表面は平滑性が確保され、又、バレル回動によ
る打ち付けによって、全表面に均一な硬化処理が施され
、品質の均一化を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置の概要を示す
正面断面図、第２図は同側面図、第３図は鋼球表面層の
硬さ分布図、第４図は鋼球表面層の残留応力分布図であ
る。 （１）・・・・正多角形鋼製バレル。 （４）・・・・軸。 （Ｂ）・・・・鋼球 特許出願人　　株式会社　天辻鋼球製作所代理人　弁理
士　　　　宮　　本　　泰　　−□ゝ゛−／

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、焼入鋼よりなる鋼球を、焼入れ、焼戻し後、正多角
   形鋼製バレル内に、その内容積の略２／３以下の容積部
   分に入れ、バレルの中心を軸として回転させながら該バ
   レルの回転に伴い、バレル内上方側に回って来た前記鋼
   球を下方へ落下させ、内部に収容された鋼球の表面に打
   ち付け、これを繰り返してバレルの回転により鋼球と鋼
   球及び鋼球とバレル内壁とで鋼球の全表面を打ち付ける
   ことを特徴とする鋼球の表面硬化処理方法。 ２、鋼球が直径３〜２７ｍｍの鋼球である特許請求の範
   囲第１項記載の鋼球の表面硬化処理方法。 ３、バレルの回転数が８０ｒ．ｐ．ｍ以下である特許請
   求の範囲第１項記載の鋼球の表面硬化処理方法。 ４、バレルの回転数が５０〜６０ｒ．ｐ．ｍである特許
   請求の範囲第３項記載の鋼球の表面硬化処理方法。 ５、バレルの回転繰り返し時間が６０〜１８０分である
   特許請求の範囲第１〜４項の何れかの項に記載の鋼球の
   表面硬化処理方法。 ６、バレル断面形状が正八角形である特許請求の範囲第
   １〜５項の何れかの項に記載の鋼球の表面硬化処理方法
   。