JPS63180722A - 耐蝕耐久軸受 - 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） この発明は軸受構成要素に表面処理を施し、腐蝕性雰囲
気中、真空において使用可能な耐蝕耐久軸受に関するも
のである。

〔従来の技術〕

従来の耐蝕耐久軸受としては、例えば特開昭５０−１２
４４号公報記載のようなものがある。この従来技術は、
軌道輪と転動体の表面に厚み２０μｍの無電解ニッケル
メッキ層を施し、これを４００℃で熱処理してなるもの
であって、その結果、軸受の耐摩耗性、耐蝕性、硬さ及
び靭性を向上させたとしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前記従来技術によれば、無電解ニッケル
メッキ層の厚みが２０μｍと大であるため、このままで
は寸法精度と回転精度がよくないことから、精度を出す
ために再仕上げの加工を施す必要があるという問題点が
ある。

また、無電解ニッケルメッキ層に４００℃で熱処理を施
すので、母材である軌道輪と玉との硬度が低下して、衝
撃時にクラックが入りやす（なるという問題点もある。

この第一の発明は、前記従来技術の問題点に着目してな
されたものであり、軸受の耐摩耗性、耐触性、硬さ及び
靭性を向上させるとともに、軸受を高精度にすることを
目的とし、また第二の発明は第一の発明の目的を有する
他に高潤滑性にすることを目的としている。

Ｃ問題点を解決するための手段〕 第一の発明の耐蝕耐久軸受は、軸受構成要素の表面に２
〜３μｍの厚みで無電解ニッケルメッキを施し、このニ
ッケルメッキ層に２５０〜３５０℃の温度で１〜３時間
熱処理を施してなる。

第二の発明の耐蝕耐久軸受は、軸受構成要素の表面に２
〜３μｍの厚みで無電解ニッケルメッキを施し、このニ
ッケルメッキ層に２５０〜３５０℃の温度で１〜３時間
熱処理を施し、その外側に０．１〜０．５μｍの厚みで
金メッキを施してなる。

これらの発明が適用される軸受は、転がり軸受及びすべ
り軸受等である。無電解ニッケルメッキ層と金メッキ層
は、必ずしも軸受構成要素の全面に施されな（ともよく
、少なくとも軸受構成要素が転がり接触する面及び滑り
接触する面等に施されれば足りる。

〔作用〕

無電解ニッケルメッキ層によって耐蝕性が向上するとと
もに、これの熱処理によってニッケルメッキ層の硬度が
増大される。特に、熱処理を大気中で行うことによって
ニソケルメ・ツキ層に酸化膜が形成されるから、軸受の
耐久性は顕著に向上する。このニッケルメッキ層の厚み
は２〜３μｍとする。厚みがこの範囲に満たない場合に
はニッケルメッキ層による耐蝕機能が不十分になる反面
、この範囲を超える厚みになると精度が低くなって再仕
上げの必要が生じる。

また熱処理温度は耐蝕性とニッケルメッキ層の硬さと軸
受構成要素の母材硬さに影響するものであって、この温
度の高さに比例して耐蝕性と母材硬さは低下し、且つニ
ッケルメッキ層の硬さは増大する。従って熱処理には温
度及び時間の適性な条件がある。即ち熱処理は温度が２
５０〜３５０℃２時間が１〜３時間の範囲で行うものと
する。

温度及び時間の少なくともいずれかがこれらの範囲に満
たない熱処理では、熱処理効果が低くてニッケルメッキ
層の硬さが低すぎるし、また温度及び時間の少なくとも
いずれかがこれらの範囲を超える熱処理では耐蝕性と軸
受構成要素の母材の硬度とが低下して衝撃時にクラック
が入りやすくなる。

潤滑油を用いることなく完全脱脂状態で軸受を使用する
ことが可能になる。また金メッキ層は厚みが０．１μｍ
未満の場合には充分な潤滑性能を得ることができず、ま
た金は軟質であるため厚みが０．５μｍを超えると軸受
使用中の摩耗、変形によるトルク変動が大になる。この
第二の発明では金メッキ層の厚みが、０．１〜０．５μ
ｍの範囲であるため潤滑性能が充分で且つトルク変動が
発生しないか発生しても使用上悪影響のない程度となる
。

Ｃ実施例〕 第１図はこの発明を転がり軸受、特に玉軸受に適用した
実施例である。ここで符号１が軌道輪である外輪、２が
同内輪、３が転動体である玉を示しており、保持器その
他の部品は省略しである。

外輪１．内輪２．玉３とも母材としてステンレス鋼を用
い、これらの表面全面に無電解ニッケルメッキを施しで
ある。４がその無電解ニッケルメンキ層である。この無
電解ニッケルメッキ層４の厚みは２〜３μｍである。

無電解ニッケルメッキは硫酸ニッケル、塩化ニッケルな
どのニッケル塩を次亜リン酸塩、水素化ホウ素化合物、
ヒドラジンなどの還元剤によって還元し、ニッケル金属
を母材表面に析出付着させるものである。電気ニッケル
メッキ層が純ニッケルと考えてよいほど純度が高くニッ
ケルと同様の性質を有するものであって、硬度、耐摩耗
性及び耐蝕性などの性質が軸受としては不十分であるに
対し、無電解ニッケルメッキ層４は密着性、耐摩耗性、
硬度、耐錆性及び耐蝕性などの機械的及び化学的性質に
優れている。特に前記したように無電解ニッケルメッキ
層４の厚みを特定したうえ、温度が２５０〜３５０°Ｃ
１時間が１〜３時間の範囲で熱処理を行った後に空冷し
ていることから、ニッケルメンキ層４の硬さも充分で、
且つ耐蝕性と軸受構成要素の母材の硬度も充分となって
いるため、無電解ニッケルメッキ処理とそのメッキ層４
の前記熱処理は軸受構成要素の表面処理に適している。

特に前記空冷は大気中で行うため、層４の表面に酸化膜
が生じて耐久性がさらによくなる。

前記無電解ニッケルメッキ層４の表面全面にはさらに金
メッキが施される。この金メッキ層５は厚みがＯ，１〜
０．５μｍの範囲に設定してあって、潤滑性能が充分で
且つトルク変動が発生しないか発生しても使用上悪影響
のない程度の範囲の厚みとなっている。

次にこの実施例の玉軸受の性能を知るための実験につい
て説明する。

「実験１　塩酸蒸気雰囲気中静置さび試験」条件　雰囲
気温度　５０°Ｃ 雰囲気濃度　０．５　ＮのＨＣｌ２　２０ｍ／！を５０
０ｍβの容器内に蒸発させた。

「実験２　塩酸蒸気雰囲気中軸受回転試験」条件　雰囲
気温度　５０°Ｃ 雰囲気濃度　０．５ＮのＨＣｌ２　８０ｍｎを２０００
ｍ　ｎの容器内に蒸発させた。

回転数　　　３Ｑｒｐｍ ラジアル荷重　１００ｇｆ 「実験３　真空中軸受回転試験」 条件　真空度　１０−６〜５　Ｘ　１０−７ｔｏｒｒ雰
囲気温度　室温 回転速度　　３００ｒｐｍ アキシャル荷重　６００ｇｆ 前記の各実験の結果は、第１実験については前記第１表
、第２実験については後記第２表、第３実験については
後記第３表に夫々示される。これらにおいて「無処理軸
受」とは母材のみからなる軸受である。

〔第２表〕 ノｌ１ｌ１１鯉１生反ひ佃丁久１生かあっ１こ。

〔第３表〕 これらの結果から、これらの発明にあっては耐蝕性、耐
摩耗性、潤滑性に顕著な向上刃９忍められた。このため
、これらの発明の軸受は、潤滑油その他の油脂骨を除去
した状態で使用する、半導体製造装置であるプラズマエ
ツチング装置の軸受や、ケミカルポンプの軸受等に好適
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この第一の発明にあっては、軸受
構成要素の表面の無電解ニッケルメッキ層によって耐蝕
性が向上し、これに施した熱処理によって無電解ニソケ
ルメ・ツキ層の硬度が増大されて耐久性、即ち耐焼付性
、耐摩耗性が向上する。

また、第二の発明は第一の発明の効果を有する他に、さ
らに施された金メッキ層によって潤滑性能が向上する。

これらの発明によって耐摩耗性、耐蝕性、硬さ及び靭性
が向上し且つ高精度、高潤滑性の耐蝕耐久性軸受を得る
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す断面部分図である。 １・・・外輪、２・・・内輪、３・・・玉、４・・・無
電解ニッケルメッキ層、５・・・金メッキ層 特許出願人　　日本精工株式会社 代理人　弁理士　森　　　哲　也 代理人　弁理士　内　藤　嘉　昭 代理人　弁理士　清　水　　　正 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸受構成要素の表面に２〜３μｍの厚みで無電解
   ニッケルメッキを施し、このニッケルメッキ層に２５０
   〜３５０℃の温度で１〜３時間熱処理を施してなること
   を特徴とする耐蝕耐久軸受。
2. （２）軸受構成要素の表面に２〜３μｍの厚みで無電解
   ニッケルメッキを施し、このニッケルメッキ層に２５０
   〜３５０℃の温度で１〜３時間熱処理を施し、その外側
   に０．１〜０．５μｍの厚みで金メッキを施してなるこ
   とを特徴とする耐蝕耐久軸受。
3. （３）熱処理は大気中で施してなる特許請求の範囲第２
   項記載の耐蝕耐久軸受。