JPS63135615A - 転動寿命のすぐれた軸受鋼 - Google Patents
転動寿命のすぐれた軸受鋼Info
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- JPS63135615A JPS63135615A JP28287586A JP28287586A JPS63135615A JP S63135615 A JPS63135615 A JP S63135615A JP 28287586 A JP28287586 A JP 28287586A JP 28287586 A JP28287586 A JP 28287586A JP S63135615 A JPS63135615 A JP S63135615A
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Landscapes
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
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
嵐ユ辺亘預
本発明は軸受鋼に関し、改善された転動寿命を有する軸
受材料を提供する。 ［従来の技術］ 軸受鋼にとって、転動寿命は最も重要な性能であり、そ
の延長のため多くの努力が続けられている。 とくに近
年、たとえばタービンや航空機用ジェットエンジンの軸
受のように、高い周速度および高温の苛酷な条件下に、
長時間にわたって連続使用される軸受は、高度の信頼性
が要求される。 転動疲労にもとづく軸受の破壊が、介在物を起点とする
ワレに始まることはよく知られている。 そこで、軸受鋼においては、極力介在物の量を低減する
とともに、有害な度合が高い介在物の割合を下げること
が効果的な対策といえる。 （発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、鋼中の介在物をコントロールすること
によって、転動寿命の改善された軸受鋼を提供すること
にある。 及ユ五璽メ
受材料を提供する。 ［従来の技術］ 軸受鋼にとって、転動寿命は最も重要な性能であり、そ
の延長のため多くの努力が続けられている。 とくに近
年、たとえばタービンや航空機用ジェットエンジンの軸
受のように、高い周速度および高温の苛酷な条件下に、
長時間にわたって連続使用される軸受は、高度の信頼性
が要求される。 転動疲労にもとづく軸受の破壊が、介在物を起点とする
ワレに始まることはよく知られている。 そこで、軸受鋼においては、極力介在物の量を低減する
とともに、有害な度合が高い介在物の割合を下げること
が効果的な対策といえる。 （発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、鋼中の介在物をコントロールすること
によって、転動寿命の改善された軸受鋼を提供すること
にある。 及ユ五璽メ
本発明の転動寿命のすぐれた軸受鋼は、基本的な合金組
成としては、Ｃ：０．７０〜１．１０％、Ｓｉ ：０
．１５〜１．５％、Ｍｎ ：０．１５〜１゜５％、Ｃｒ
二〇、５０〜１．６％、Ｓ：０．ＯＯ５〜０．０２％、
Ｓｏ、Ｉｌ、Ａ、ｆ！ ：０．０１５〜０゜０５％、Ｎ
：０．００６〜０．０１５％およびＣａ ：０．０００
５〜０．００５％を含有し、Ｐ：０．０２０％以下、Ｏ
：０．００１５％以下、かつＴｉ ：０．００２０％
以下であって、残部が実質的にＦｅからなる。 上記の基本組成に対し、ＭＯ：０．０５〜０゜５％を添
加した軸受鋼とすれば、焼入性が高くなるので、大型の
軸受をつくるのに適する。 Ｖ：０．０５〜０．３％およびＮｂ ：０．０５〜０．
３％の１種または２種を添加して、炭化物の形成による
耐摩耗性の向上をはかつてもよい。 ＭＯと■および（または＞Ｎｂとを併せ添加してもよい
ことはもちろんである。
成としては、Ｃ：０．７０〜１．１０％、Ｓｉ ：０
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二〇、５０〜１．６％、Ｓ：０．ＯＯ５〜０．０２％、
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５〜０．００５％を含有し、Ｐ：０．０２０％以下、Ｏ
：０．００１５％以下、かつＴｉ ：０．００２０％
以下であって、残部が実質的にＦｅからなる。 上記の基本組成に対し、ＭＯ：０．０５〜０゜５％を添
加した軸受鋼とすれば、焼入性が高くなるので、大型の
軸受をつくるのに適する。 Ｖ：０．０５〜０．３％およびＮｂ ：０．０５〜０．
３％の１種または２種を添加して、炭化物の形成による
耐摩耗性の向上をはかつてもよい。 ＭＯと■および（または＞Ｎｂとを併せ添加してもよい
ことはもちろんである。
【°作 用］
軸受鋼の転動疲労からくるワレに介在物の性質が大きな
関係があることは前記のとおりであって、とくに熱間加
工時の展伸性が問題にされた。 発明者らは、介在物の
熱膨張係数（α１）の大小が転動寿命に及ぼす影響に着
目して検討し、マトリクスの熱膨張係数（α２）に対し
て、α１≧α２の条件が有利であると考え、この条件を
みたす介在物の割合が多くなるような軸受鋼を追求した
。 すなわち、鋼中介在物のうち、Ｍｎ Ｓ、Ｃａ Ｓ、一
部のカルシウムシリケートは害が少なく、Ａ、Ｉ！２０
３カルシウムアルミネート、一部のカルシウムシリケー
トは有害であるから、前者のグループが多く生成する合
金成分を見出すことである。 こうした努力の結果、選択されたのが上記の合金組成で
ある。 合金成分中、Ｃ，Ｍｎ、Ｓｉおよびｃｒは、軸
受鋼としての特性をそなえるため前記の組成範囲で必要
である。 そこで、他の成分について、そのはたらきと
組成範囲の限定理由を示す。 Ｓ：０．００５〜０．０２％ 介在物中、硫化物は比較内宮が少ないので、その生成を
意図して少量存在させる。 多量の存在が好ましくない
ことはいうまでもないから、上記の限度内とする。 Ｓｏρ、ＡＩ！ ：０．０１５〜０．０５％若干の酸化
物およびその複合体であるスピネル類は好ましくない介
在物であるから、その生成を抑えるため、Ａ、Ｑにより
十分な脱酸をしなければならない。 また、適量のＡｊ
Ｎを生成させるためにも必要でおる。 一方で、Ａｌ２
Ｏ３は好ましくない介在物であってその生成は避けたい
から、Ａ、Ｑｆｆｉを多くすべきではない。 これらを
調和させて、上記の範囲を決定した。 Ｎ：０．００６〜０．０１５％（６０〜１５０ｐｐｍ）
以下 上記のようにＡＩ！Ｎを形成し、これが結晶組織を微細
化して転動寿命を高めるとともに加工性をよくする。
しかし、過大になるとＦｅの窒化物などを生成して脆く
なるという害が生じる。 これらを考慮したのが、上記
の範囲である。 Ｃａ ：０．００５〜０．００５％ ＡｆＪとともに強力な脱酸を行なって、介在物を減少さ
せる。 ＣａＯ自体は害が少ないが、そのアルミネート
および一部のシリケートは有害であって、多量に生成さ
せることはよくない。 功罪のバランスをとって、上記
の限界内で使用する。 Ｐ：０．０２０％以下 軸受鋼一般にとって好ましくない元素でおるから、極力
低減する。 許容できる限度が、上記の値である。 ０：０．００１５％（１５ｐｐｍ）以下酸化物系（複合
体を含めて）介在物の生成をおさえるため、溶製に際し
て極力低減する。 １０００ｍ以下にできれば申し分ないが、工業生産では
容易でなく、比較的達成しやすい１５ｐｌ）ｍを許容限
度とした。 Ｔｉ ：０．００２０％以下 ＴＩＮやＴｉＯ２は、やはり好ましくない介在物である
から、上記限界内に止める。 これは、原料を選択する
ことにより、比較的容易に実現できるであろう。 【実施例】 第１表に示す組成（重量％、残部Ｆｅ ）の合金を、ア
ーク炉溶解−とりべ精錬−真空脱ガスの工程で製造した
。 各供試材を、硫化物を溶かし去らない電解法で処理する
ことによってその中の介在物を集め、Ｘ線解析法により
半定量を行なった。 介在物中の上位３種を占めるもの
を、第２表に挙げた。 下記の条件で、スラスト転動寿命をしらべた。 面圧： ５００Ｋｙ ｆ ／！ｎ！ｎ２回転数：３６０
０ｐｐｍ 潤滑油： ＃１８０タービン油 破損確率Ｂ１ｏおよびＢ５０を測定して、第２表に記し
た。 本発明に従った軸受鋼は、比較例に対して明らか
な改善が認められる。 第 １ １０．７５０．２５０．５００．０２５０．０１Ｂ １
．３６−２０．９５０．３０１．３００．０１００．０
０９０．６０−３０．９８０．６００．４００．００９
０．０１５１．２５−４０．９６１．０００．４５０．
０１５０．０２１１．３７−５１．０６０．３５０．５
００．０１２０．０１８１．３０ 一実施例 ６ ０．７５ ０．２Ｂ ０．５５ ０．００
９ ０．０１２ １．３５ −７ ０．９５ ０．
３２ １．３２ ０．０１２ ０．０１３ ０．７
１ −８ ０．９７ ０．６０ ０．３８ ０
．００９ ０．０１４ １．３０ −９ ０．９６
１．００ ０．４６ ０．０１４ ０．０１７
１．３Ｂ −１０１，０６０，３７０，４７０，０
０７０，００９１，３１−１１０，９５０，２６０，４
００，０１００，０１４１，３５０，３０１２０，９４
０，２７０，４００，０１２０，０１２１，３４−１３
０，９３０，２Ｂ ０．５５ ０．００９ ０．
０１３ １．３３ ’０．２５ＯＮ ＳｏＮ、Ａ
Ｉ Ｔｉ Ｃａ Ｖ、ＮｂＯ，００１５
０，００５００，００２０，０１０−Ｖｏ、０＆０．０
０１１ ０．００７０ ０．０２０ ０．００
５ Ｎｂ Ｏ，０５０，００（）９
０．００９０ ０．０７０ ０．００１−一〇
、００２０ ０．０１００ ０．０３５ ０
．００７ − −０．００１０ ０．０１
８０ ０．０２５ ０．００９−−０．００１
２ ０．０１０ ０．０２０ ０．０００５
０．００１０ −０．０００６ ０．０１２
０．０１８ ０．００１１ ０．００２０ Ｎ
ｂ０．０５０．００１０ ０．００９ ０．０３２
０．０００９ ０．００１５ −０．０００
９ ０．０１３ ０．０２０ ０．０００９
０．００１２ −〇、００１３ ０．０１２
０．０３５ ０．００１０ ０．００４０ −
０．００１２ ０．００９ ０．０２５ ０．
０００９ ０．００３０ −０．００１３ ０．
０１１ ０．０２７ ０．０００Ｂ ０．０
０３５ Ｖｏ、１００、（）０１１ ０．００９
０．０２４ ０．００１０ ０．００２８
Ｎｂ０．０６第 ２ 表 Ａ−ＡＩ２０３ 、Ｃ＝Ｃａ ｏ、ｓ＝ｓ！ ０２及服
五力ｊ 本発明の軸受鋼は、介在物の量を低減するだけでなく種
類をコントロールしたので、転動寿命が改善された。 従って、長期間メンテナンスフリーで使用できることを
要求される各種の軸受の材料として、広い用途を見出す
であろう。
関係があることは前記のとおりであって、とくに熱間加
工時の展伸性が問題にされた。 発明者らは、介在物の
熱膨張係数（α１）の大小が転動寿命に及ぼす影響に着
目して検討し、マトリクスの熱膨張係数（α２）に対し
て、α１≧α２の条件が有利であると考え、この条件を
みたす介在物の割合が多くなるような軸受鋼を追求した
。 すなわち、鋼中介在物のうち、Ｍｎ Ｓ、Ｃａ Ｓ、一
部のカルシウムシリケートは害が少なく、Ａ、Ｉ！２０
３カルシウムアルミネート、一部のカルシウムシリケー
トは有害であるから、前者のグループが多く生成する合
金成分を見出すことである。 こうした努力の結果、選択されたのが上記の合金組成で
ある。 合金成分中、Ｃ，Ｍｎ、Ｓｉおよびｃｒは、軸
受鋼としての特性をそなえるため前記の組成範囲で必要
である。 そこで、他の成分について、そのはたらきと
組成範囲の限定理由を示す。 Ｓ：０．００５〜０．０２％ 介在物中、硫化物は比較内宮が少ないので、その生成を
意図して少量存在させる。 多量の存在が好ましくない
ことはいうまでもないから、上記の限度内とする。 Ｓｏρ、ＡＩ！ ：０．０１５〜０．０５％若干の酸化
物およびその複合体であるスピネル類は好ましくない介
在物であるから、その生成を抑えるため、Ａ、Ｑにより
十分な脱酸をしなければならない。 また、適量のＡｊ
Ｎを生成させるためにも必要でおる。 一方で、Ａｌ２
Ｏ３は好ましくない介在物であってその生成は避けたい
から、Ａ、Ｑｆｆｉを多くすべきではない。 これらを
調和させて、上記の範囲を決定した。 Ｎ：０．００６〜０．０１５％（６０〜１５０ｐｐｍ）
以下 上記のようにＡＩ！Ｎを形成し、これが結晶組織を微細
化して転動寿命を高めるとともに加工性をよくする。
しかし、過大になるとＦｅの窒化物などを生成して脆く
なるという害が生じる。 これらを考慮したのが、上記
の範囲である。 Ｃａ ：０．００５〜０．００５％ ＡｆＪとともに強力な脱酸を行なって、介在物を減少さ
せる。 ＣａＯ自体は害が少ないが、そのアルミネート
および一部のシリケートは有害であって、多量に生成さ
せることはよくない。 功罪のバランスをとって、上記
の限界内で使用する。 Ｐ：０．０２０％以下 軸受鋼一般にとって好ましくない元素でおるから、極力
低減する。 許容できる限度が、上記の値である。 ０：０．００１５％（１５ｐｐｍ）以下酸化物系（複合
体を含めて）介在物の生成をおさえるため、溶製に際し
て極力低減する。 １０００ｍ以下にできれば申し分ないが、工業生産では
容易でなく、比較的達成しやすい１５ｐｌ）ｍを許容限
度とした。 Ｔｉ ：０．００２０％以下 ＴＩＮやＴｉＯ２は、やはり好ましくない介在物である
から、上記限界内に止める。 これは、原料を選択する
ことにより、比較的容易に実現できるであろう。 【実施例】 第１表に示す組成（重量％、残部Ｆｅ ）の合金を、ア
ーク炉溶解−とりべ精錬−真空脱ガスの工程で製造した
。 各供試材を、硫化物を溶かし去らない電解法で処理する
ことによってその中の介在物を集め、Ｘ線解析法により
半定量を行なった。 介在物中の上位３種を占めるもの
を、第２表に挙げた。 下記の条件で、スラスト転動寿命をしらべた。 面圧： ５００Ｋｙ ｆ ／！ｎ！ｎ２回転数：３６０
０ｐｐｍ 潤滑油： ＃１８０タービン油 破損確率Ｂ１ｏおよびＢ５０を測定して、第２表に記し
た。 本発明に従った軸受鋼は、比較例に対して明らか
な改善が認められる。 第 １ １０．７５０．２５０．５００．０２５０．０１Ｂ １
．３６−２０．９５０．３０１．３００．０１００．０
０９０．６０−３０．９８０．６００．４００．００９
０．０１５１．２５−４０．９６１．０００．４５０．
０１５０．０２１１．３７−５１．０６０．３５０．５
００．０１２０．０１８１．３０ 一実施例 ６ ０．７５ ０．２Ｂ ０．５５ ０．００
９ ０．０１２ １．３５ −７ ０．９５ ０．
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１．００ ０．４６ ０．０１４ ０．０１７
１．３Ｂ −１０１，０６０，３７０，４７０，０
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００，０１００，０１４１，３５０，３０１２０，９４
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０．００１０ −０．０００６ ０．０１２
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０００９ ０．００３０ −０．００１３ ０．
０１１ ０．０２７ ０．０００Ｂ ０．０
０３５ Ｖｏ、１００、（）０１１ ０．００９
０．０２４ ０．００１０ ０．００２８
Ｎｂ０．０６第 ２ 表 Ａ−ＡＩ２０３ 、Ｃ＝Ｃａ ｏ、ｓ＝ｓ！ ０２及服
五力ｊ 本発明の軸受鋼は、介在物の量を低減するだけでなく種
類をコントロールしたので、転動寿命が改善された。 従って、長期間メンテナンスフリーで使用できることを
要求される各種の軸受の材料として、広い用途を見出す
であろう。
Claims (4)
- （１）Ｃ：０．７０〜１．１０％、Ｓｉ：０．１５〜１
．５％、Ｍｎ：０．１５〜１．５％、Ｃｒ：０．５０〜
１．６％、Ｓ：０．００５〜０．０２％、Ｓｏｌ、Ａｌ
：０．０１５〜０．０５％、Ｎ：０．００６〜０．０１
５％およびＣａ：０．０００５〜０．００５％を含有し
、Ｐ：０．０２０％以下、Ｏ：０．００１５％以下、か
つＴｉ：０．００２０％以下であって、残部が実質的に
Ｆｅからなる転動寿命のすぐれた軸受鋼。 - （２）Ｃ：０．７０〜１．１０％、Ｓｉ：０．１５〜１
．５％、Ｍｎ：０．１５〜１．５％、Ｃｒ：０．５０〜
１．６％、Ｓ：０．００５〜０．０２％、Ｓｏｌ、Ａｌ
：０．０１５〜０．０５％、Ｎ：０．００６〜０．０１
５％およびＣａ：０．０００５〜０．００５％に加えて
、Ｍｏ：０．０５〜０．５％を含有し、Ｐ：０．０２０
％以下、Ｏ：０．００１５％以下、かつＴｉ：０．００
２０％以下であって、残部が実質的にＦｅからなる転動
寿命のすぐれた軸受鋼。 - （３）Ｃ：０．７０〜１．１０％、Ｓｉ：０．１５〜１
．５％、Ｍｎ：０．１５〜１．５％、Ｃｒ：０．５０〜
１．６％、Ｓ：０．００５〜０．０２％、Ｓｏｌ、Ａｌ
：０．０１５〜０．０５％、Ｎ：０．００６〜０．０１
５％およびＣａ：０．０００５〜０．００５％に加えて
、Ｖ：０．０５〜０．３％およびＮｂ：０．０５〜０．
３％の１種または２種を含有し、Ｐ：０．０２０％以下
、０：０．００１５％以下、かつＴｉ：０．００２０％
以下であって、残部が実質的にＦｅからなる転動寿命の
すぐれた軸受鋼。 - （４）Ｃ：０．７０〜１．１０％、Ｓｉ：０．１５〜１
．５％、Ｍｎ：０．１５〜１．５％、Ｃｒ：０．５０〜
１．６％、Ｓ：０．００５〜０．０２％、Ｓｏｌ、Ａｌ
：０．０１５〜０．０５％、Ｎ：０．００６〜０．０１
５％およびＣａ：０．０００５〜０．００５％に加えて
、Ｍｏ：０．０５〜０．５％を含有し、さらにＶ：０．
０５〜０．３％およびＮｂ：０．０５〜０．３％の１種
または２種を含有し、Ｐ：０．０２０％以下、Ｏ：０．
００１５％以下、かつＴｉ：０．００２０％以下であっ
て、残部が実質的にＦｅからなる転動寿命のすぐれた軸
受鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28287586A JPS63135615A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 転動寿命のすぐれた軸受鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28287586A JPS63135615A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 転動寿命のすぐれた軸受鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63135615A true JPS63135615A (ja) | 1988-06-08 |
Family
ID=17658215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28287586A Pending JPS63135615A (ja) | 1986-11-27 | 1986-11-27 | 転動寿命のすぐれた軸受鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63135615A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0434211A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-05 | Nippon Steel Corp | 水中軸受 |
| WO2012035884A1 (ja) * | 2010-09-15 | 2012-03-22 | 株式会社神戸製鋼所 | 軸受用鋼 |
| WO2012160676A1 (ja) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 転動疲労寿命が一定の鋼材 |
| WO2012160677A1 (ja) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 冷間加工性に優れた軸受用鋼 |
| WO2012160675A1 (ja) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 転動疲労特性に優れた鋼材 |
| JP2016135901A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 転動疲労特性に優れた軸受用鋼材および軸受部品 |
-
1986
- 1986-11-27 JP JP28287586A patent/JPS63135615A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0434211A (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-05 | Nippon Steel Corp | 水中軸受 |
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| JP2012062515A (ja) * | 2010-09-15 | 2012-03-29 | Kobe Steel Ltd | 冷間加工性、耐摩耗性、及び転動疲労特性に優れた軸受用鋼 |
| US9598752B2 (en) | 2010-09-15 | 2017-03-21 | Kobe Steel, Ltd. | Bearing steel |
| EP2716781A1 (en) * | 2011-05-25 | 2014-04-09 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Steel with excellent rolling fatigue characteristics |
| WO2012160675A1 (ja) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 転動疲労特性に優れた鋼材 |
| WO2012160677A1 (ja) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 冷間加工性に優れた軸受用鋼 |
| EP2716781A4 (en) * | 2011-05-25 | 2015-04-22 | Kobe Steel Ltd | STEEL MATERIAL WITH EXCELLENT FATIGUE PROPERTIES UNDER ROTARY MOTION |
| US9303302B2 (en) | 2011-05-25 | 2016-04-05 | Kobe Steel, Ltd. | Steel with excellent rolling-contact fatigue properties |
| WO2012160676A1 (ja) * | 2011-05-25 | 2012-11-29 | 株式会社神戸製鋼所 | 転動疲労寿命が一定の鋼材 |
| JP2016135901A (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 転動疲労特性に優れた軸受用鋼材および軸受部品 |
| WO2016117571A1 (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 転動疲労特性に優れた軸受用鋼材および軸受部品 |
| CN107208214A (zh) * | 2015-01-23 | 2017-09-26 | 株式会社神户制钢所 | 滚动疲劳特性优异的轴承用钢材和轴承零件 |
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