KR20160025201A - Heat Treatment Method of Bearing for Ultra Low Temperature and Bearing for Ultra Low Temperature - Google Patents

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KR20160025201A KR1020140112094A KR20140112094A KR20160025201A KR 20160025201 A KR20160025201 A KR 20160025201A KR 1020140112094 A KR1020140112094 A KR 1020140112094A KR 20140112094 A KR20140112094 A KR 20140112094A KR 20160025201 A KR20160025201 A KR 20160025201A
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박영일
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races

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Abstract

An embodiment of the present invention is to provide a bearing for use in ultra-low temperatures, comprising: an inner race and an outer race manufactured by performing preheating at 760-790°C such that a surface and core have the same temperature, performing heating to an austenitizing temperature of 925-1050°C, performing oil-cooling at a temperature of 80-90°C, performing a primary heat treatment with low-temperature tempering of 120-150°C after the cooling, performing a cryogenic treatment at a temperature of -120--150°C such that the remaining austenite does not exist in the structure, and performing a secondary heat treatment by low-temperature tempering of 120-150°C after the cryogenic treatment; ceramic balls which are interposed between the inner race and the outer race to roll; and a poly-Teflon-based plastic cage which keeps the balls uniform in a circumferential direction. According to the embodiment of the present invention, dimension stability, abrasion resistance, and lubricity resistance are improved, and is possible to secure performance and life of the bearing required in an ultra-high temperature environment and a special environment as well as an extreme ultra-low temperature environment.

Description

초저온용 베어링의 열처리방법 및 초저온용 베어링 {Heat Treatment Method of Bearing for Ultra Low Temperature and Bearing for Ultra Low Temperature} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a bearing for ultra-low temperature,

본 발명의 실시 예는 초저온용 베어링의 열처리방법 및 초저온용 베어링에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 초저온의 환경에서 치수안전성, 내마모성, 내윤활성이 우수하고, 수명을 극대화시킬 수 있는 초저온용 베어링의 열처리방법 및 초저온용 베어링에 관한 것이다.
An embodiment of the present invention relates to a method for heat treatment of a cryogenic temperature bearing and a cryogenic temperature bearing, and more particularly, to a cryogenic temperature bearing which has excellent dimensional stability, abrasion resistance and lubricating resistance, A heat treatment method and a bearing for cryogenic temperature.

일반적으로 구름베어링은 하우징에 장착된 외륜과, 그 내부에 샤프트가 끼워진 내륜 사이에서 볼 또는 로울러 등과 같은 전동체가 상대회전될 수 있도록 조립되어 회전동력전달에 관여하는 기계요소로서, 이러한 구름베어링(이하, 베어링이라 한다)은 동작특성상 샤프트를 매개로 소정의 하중을 받으면서 상당한 속도로 회전되게 되므로 외륜과 내륜 및 전동체 사이의 마찰에 따른 마모 및 온도 상승이 발생하게 되는바, 특히 대하중·고속 회전용 베어링인 경우에는 내마모 특성뿐만 아니라 내열성이 충분히 갖춰져야만 베어링으로서 제 성능을 발휘할 수 있게 되므로, 베어링의 재료라던가, 가공정밀도, 또는 열처리 방법 등이 베어링이 성능 및 그 수명에 주요한 관련 인자로 작용하게 된다.BACKGROUND ART Generally, a rolling bearing is a mechanical element that is assembled so that a rolling element such as a ball or a roller can be relatively rotated between an outer ring mounted on a housing and an inner ring in which a shaft is inserted, , Bearings) are rotated at a considerable speed while being subjected to a predetermined load through a shaft in terms of operating characteristics, so that abrasion and temperature rise due to friction between the outer ring and the inner ring and rolling elements are caused. In particular, In the case of a dedicated bearing, the bearing performance, as well as wear resistance and heat resistance, can be exerted as a bearing, so that the bearing material, machining accuracy, or heat treatment method are important factors in performance and life span of the bearing .

종래 베어링의 재료로는 탄소 0.9∼1.0%, 크롬 1∼1.5%가 함유된 고탄소크롬 베어링강이 주로 사용되는바, 이러한 고탄소크롬 베어링 강으로 제조한 일반 베어링은 담금질 후 140∼180℃ 정도의 온도로 뜨임 작업을 실시하게 되고, 통상 동작온도가 0℃∼120℃의 온도에서 사용되게 된다.Conventional bearings are mainly made of high carbon chromium bearing steel containing 0.9 to 1.0% of carbon and 1 to 1.5% of chromium. In general bearings made of such high carbon chromium bearing steel, , And the operation temperature is usually used at a temperature of 0 to 120 캜.

그런데, 약 -160 ℃ 이하의 초저온인 환경에서 일반 베어링 강으로 제조한 베어링을 사용할 경우, 베어링의 조직강화가 불충분하여 동작중 온도저하 또는 온도상승에 의해 외륜의 외경이라던가 궤도 치수 또는 진원도 등에 치수변화가 발생하면서 변형, 균열, 파괴의 현상이 빈번하게 발생 되고, 경도저하로 인해 베어링의 성능이 크게 저하됨은 물론 수명이 크게 단축되는 문제점이 있었다.However, when a bearing made of general bearing steel is used in an ultra-low temperature environment of about -160 ° C or less, reinforcement of the structure of the bearing is insufficient, so that the outer diameter of the outer ring or the dimensional change Cracks and breaks are frequently generated, and the hardness is lowered, the performance of the bearing is largely lowered, and the service life is greatly shortened.

특히, LNG 탱크에 LNG의 충진, 반송, 배출에 사용하는 전용의 특수펌프에 사용되는 베어링은 펌프 내에 흐르는 LNG, LN2 등의 초저온에 저점도의 액화가스를 윤활제의 대체로 사용하게 되는데 LNG 등의 액화가스의 점도는 0.2∼0.3㎟/s정도로써 통상의 윤활제에 비하여 2단위 정도 작은 값으로 윤활조건이 상당히 가혹하다. In particular, bearings used in special pumps used for filling, transporting and discharging LNG in LNG tanks generally use liquefied gas at low temperature and low temperature such as LNG and LN2 in the pump, The viscosity of the gas is about 0.2 to 0.3 mm 2 / s, which is about two units smaller than that of a conventional lubricant, and the lubrication conditions are extremely severe.

따라서, 초저온의 극한 환경에서도 사용이 가능하고 특수환경에서 요구하는 베어링의 성능 및 수명에 도달할 수 있는 초저온용 베어링의 개발이 절실히 요구되고 있다.
Therefore, there is an urgent need to develop a bearing for ultra-low temperature which can be used even in extreme environments at extremely low temperatures and can reach the performance and life expectancy of bearings required in special environments.

한국공개특허: 10-1993-0010203호 (공개일 1993. 06. 22)Korean Patent Publication No. 10-1993-0010203 (published Jun. 22, 1993)

한국등록특허: 10-1099909호 (공고일 2011. 12. 28)
Korean Registered Patent: 10-1099909 (Published on December 28, 2011)

본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출 된 것으로서, SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the conventional problems,

본 발명의 목적은 초저온 환경에서 사용가능한 재료를 선정하고, 재료의 특성을 고려하여 열처리를 하며, 초저온 환경에 적합한 베어링 궤도륜의 곡률비를 설계할 뿐만 아니라 베어링 궤도면에 DLC코팅을 하고, 세라믹 볼과 폴리테프론 계열의 플라스틱 케이지를 적용하여 치수안전성, 내마모성, 내윤활성을 향상시킴으로써 극한의 초저온 환경은 물론 초고온 환경 및 특수환경에서 요구되는 베어링의 성능 및 수명을 확보할 수 있는 초저온 베어링의 열처리 방법 및 초저온 베어링을 제공하는 데 있다.
The object of the present invention is to design a material which can be used in an ultra-low temperature environment, perform heat treatment in consideration of the characteristics of materials, design a curvature ratio of a bearing raceway wheel suitable for a low temperature environment, perform DLC coating on a bearing raceway surface, Heat treatment method of cryogenic bearing which can guarantee the performance and lifetime of bearings required in ultra-high temperature environment and special environment as well as extreme ultra low temperature environment by improving dimensional safety, abrasion resistance and lubricity by applying ball and poly teflon type plastic cage And cryogenic bearings.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초저온 베어링의 열처리 방법은 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조된 내륜 및 외륜을 760℃∼790℃에서 예열하는 S10단계; 상기 예열된 내륜 및 외륜을 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열하는 S20단계; 상기 가열된 내륜 및 외륜을 80℃∼90℃ 온도의 오일에 담금질하여 냉각하는 S30단계; 상기 냉각된 내륜 및 외륜을 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리하는 S40단계; 상기 저온 뜨임으로 열처리된 내륜 및 외륜의 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도를 적용하여 심냉처리하는 S50단계; 상기 심냉처리된 내륜 및 외륜을 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리하는 S60단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of heat treating a cryogenic temperature bearing, the method comprising the steps of: preheating an inner ring and an outer ring made of martensitic stainless steel at 760 to 790 ° C; Heating the preheated inner and outer rings to an austenizing temperature of 925 ° C to 1050 ° C; (S30) of cooling the heated inner and outer rings by quenching and heating the heated inner and outer rings at an oil temperature of 80 ° C to 90 ° C; (S40) of subjecting the cooled inner ring and the outer ring to a first heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C; S50 is a step of performing deep-cooling treatment by applying a temperature of -120 ° C. to -150 ° C. so that residual austenite in the inner and outer rings heat treated by the low-temperature tempering does not exist; And performing the second heat treatment at a low temperature of 120 DEG C to 150 DEG C in the deep-cooling-treated inner and outer rings.

본 발명의 일 실시 예에 따른 초저온 베어링은 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 같은 온도가 되도록 760℃∼790℃의 온도에서 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도에서 오일 냉각되며, 상기 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도에서 심냉처리되며, 상기 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜; 상기 내륜과 외륜 사이에 개재되어 구름 운동하는 세라믹재질의 볼; 및 상기 볼을 원주방향으로 균등하게 유지시키는 폴리테프론 계열의 플라스틱 재질의 케이지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cryogenic bearing according to an embodiment of the present invention is made of martensitic stainless steel and is preheated at a temperature between 760 ° C and 790 ° C such that the surface and the deep portion have the same temperature and then heated to an osteonizing temperature of 925 ° C to 1050 ° C And then oil-cooled at a temperature of 80 ° C to 90 ° C. After the cooling, the steel sheet is subjected to a first heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C, and is heated at a temperature of -120 ° C to -150 ° C so that residual austenite in the structure is not present. An inner ring and an outer ring produced by the second heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C after the deep-cooling treatment; A ceramic ball rolling between the inner and outer rings and rolling; And a polytetron-based plastic cage which uniformly holds the balls in the circumferential direction.

여기서, 상기 내륜과 외륜의 궤도면 곡률비

Figure pat00001
이고, 상기 내륜 및 외륜 궤도면의 곡률반경과 볼의 반경이 같은 경우 f의 값이 0.5로써 완전사상일 때, 상기 내륜 궤도면의 곡률반경은 0.505∼0.511의 곡률비를 갖고, 상기 외륜 궤도면의 곡률반경은 0.524∼0.53의 곡률비를 갖는 것을 특징으로 한다.Here, the orbital surface curvature ratio of the inner and outer rings
Figure pat00001
, And when the radius of curvature of the inner ring and outer ring raceway is equal to the radius of the ball, the radius of curvature of the inner ring raceway surface has a curvature ratio of 0.505 to 0.511 when the value of f is 0.5, Is characterized by having a curvature ratio of 0.524 to 0.53.

그리고, 상기 내륜과 외륜의 궤도면에는 DLC(Diamond Like Carbon}코팅이 이루어진 것을 특징으로 한다.Further, DLC (Diamond Like Carbon) coating is formed on the raceway surfaces of the inner ring and the outer ring.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 초저온 베어링은 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 760℃∼790℃의 온도가 되도록 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도를 유지하도록 오일 냉각되며, 상기 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도를 적용하여 심냉처리되며, 상기 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cryogenic bearing according to another embodiment of the present invention is made of martensitic stainless steel and is preheated such that the surface and the deep portion have a temperature of 760 to 790 캜 and then heated to an osteonizing temperature of 925 캜 to 1050 캜, After the cooling, the steel sheet is subjected to a primary heat treatment at a low temperature of 120 to 150 DEG C and a temperature of -120 to -150 DEG C is applied so that residual austenite does not exist in the structure And an inner ring and an outer ring produced by the second heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C after the deep-cooling treatment.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 초저온 베어링은 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 760℃∼790℃의 온도가 되도록 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도를 유지하도록 오일 냉각되며, 상기 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도를 적용하여 심냉처리되며, 상기 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜; 상기 내륜과 외륜 사이에 개재되어 구름 운동하는 세라믹재질의 볼;을 포함하는 것을 특징으로 한다. The cryogenic bearing according to another embodiment of the present invention is made of martensitic stainless steel and is preheated so that the surface and the deep portion have a temperature of 760 to 790 캜 and then heated to an osteonizing temperature of 925 캜 to 1050 캜 Treated at a low temperature of 120 to 150 DEG C after cooling and maintained at a temperature of -120 DEG C to -150 DEG C so that residual austenite in the structure does not exist An inner ring and an outer ring produced by the second heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C after the deep-cooling treatment; And a ball of ceramic material rolling between the inner and outer rings and rolling.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 초저온 베어링은 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 760℃∼790℃의 온도가 되도록 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도를 유지하도록 오일 냉각되며, 상기 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도를 적용하여 심냉처리되며, 상기 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜; 상기 내륜과 외륜 사이에 개재되어 구름 운동하는 볼; 및 상기 볼을 원주방향으로 균등하게 유지시키는 폴리테프론 계열의 플라스틱 재질의 케이지;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The cryogenic bearing according to another embodiment of the present invention is made of martensitic stainless steel and is preheated so that the surface and the deep portion have a temperature of 760 to 790 캜 and then heated to an osteonizing temperature of 925 캜 to 1050 캜 Treated at a low temperature of 120 to 150 DEG C after cooling and maintained at a temperature of -120 DEG C to -150 DEG C so that residual austenite in the structure does not exist An inner ring and an outer ring produced by the second heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C after the deep-cooling treatment; A ball interposed between the inner and outer rings and rolling; And a polytetron-based plastic cage which uniformly holds the balls in the circumferential direction.

여기서, 상기 내륜과 외륜의 궤도면 곡률비는

Figure pat00002
이고, 상기 내륜 및 외륜 궤도면의 곡률반경과 볼의 반경이 같은 경우 f=0.5 완전사상일 때, 상기 내륜 궤도면의 곡률반경은 곡률비 0.505∼0.511의 비율을 갖고, 상기 외륜 궤도면의 곡률반경은 곡률비 0.524∼0.53의 비율을 갖는 것을 특징으로 한다.Here, the orbital surface curvature ratio of the inner and outer rings is
Figure pat00002
, And when the radius of curvature of the inner ring and the outer ring raceway is equal to the radius of the ball, the radius of curvature of the inner ring raceway surface has a ratio of curvature ratio of 0.505 to 0.511 when f = 0.5 and the curvature radius of the outer ring raceway surface, And the radius has a curvature ratio of 0.524 to 0.53.

그리고, 상기 내륜과 외륜의 궤도면에는 DLC(Diamond Like Carbon}코팅이 이루어진 것을 특징으로 한다.
Further, DLC (Diamond Like Carbon) coating is formed on the raceway surfaces of the inner ring and the outer ring.

본 발명의 실시 예에 따르면, 내식성이 있는 400 계열의 마르텐사이트 계열의 스텐레스(stainless steel 440C) 재료로 제조되고 내마모성, 내윤활성, 경도, 강도, 인성이 부여되도록 열처리가 이루어지는 내륜 및 외륜과, 세라믹재질의 볼과, 폴리 테프론 계열의 플라스틱 케이지를 포함하고, 내륜 및 외륜 궤도면의 곡률비를 다르게 설계하며, 내륜과 외륜의 궤도면에 DLC코팅을 하여 치수안전성, 내마모성, 내윤활성을 향상시킴으로써 극한의 초저온 환경은 물론 초고온 환경 및 특수환경에서 요구되는 베어링의 성능 및 수명을 확보하게 되는 효과가 있다.
According to an embodiment of the present invention, an inner ring and an outer ring, which are made of a stainless steel 440C material of a corrosion resistant 400 series martensitic system and are heat treated so as to impart abrasion resistance, lubricity, hardness, strength and toughness, DLC coating is applied to inner and outer raceway surfaces to improve dimensional stability, abrasion resistance and lubrication resistance, and it is possible to reduce the extreme limit It is possible to secure the performance and lifetime of the bearing which is required in the ultra-high temperature environment of the high temperature environment and the special environment.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초저온용 베어링의 열처리방법을 도시한 순서도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초저온용 베어링을 설명하기 위한 도면.
도 3의 (a),(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초저온용 베어링의 내륜 및 외륜의 곡률반경을 설명하기 위한 도면.1 is a flow chart showing a heat treatment method of a cryogenic temperature bearing according to an embodiment of the present invention;
2 is a view for explaining a cryogenic temperature bearing according to an embodiment of the present invention.
3 (a) and 3 (b) are diagrams for explaining curvature radii of an inner ring and an outer ring of a cryogenic bearing according to an embodiment of the present invention;

본 발명의 상기와 같은 목적, 특징 및 다른 장점들은 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명함으로써 더욱 명백해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 초저온용 베어링의 열처리방법 및 초저온용 베어링을 상세히 설명하기로 한다. 본 명세서를 위해서, 도면에서의 동일한 참조번호들은 달리 지시하지 않는 한 동일한 구성 부분을 나타낸다.These and other objects, features and other advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method for heat treatment of a cryogenic temperature bearing and a cryogenic temperature bearing according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. For purposes of this specification, like reference numerals in the drawings denote like elements unless otherwise indicated.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초저온용 베어링의 열처리방법을 도시한 순서도이다.1 is a flowchart showing a method of heat treatment of a cryogenic temperature bearing according to an embodiment of the present invention.

베어링의 내륜 및 외륜을 내식성이 있는 400계열의 마르텐사이트 계열의 스텐레스(stainless steel 440C)재료를 적용하여 제조하고, 재료의 특성을 고려하여 열처리하였다. 이때, 재료의 탄화물 크기와 재료의 가공을 원활하게 하기 위해 구상화 소둔 열처리 기법을 적용하였다. The inner ring and the outer ring of the bearing were manufactured by applying a 400 series martensitic stainless steel material (440C) having corrosion resistance and heat treated in consideration of the characteristics of the material. At this time, a spheroidizing annealing heat treatment technique was applied to smooth the carbide size and material processing of the material.

도 1에 도시된 바와 같이 초저온용 베어링의 열처리방법은 먼저, 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조된 내륜 및 외륜을 760℃∼790℃의 온도에서 1∼2시간 동안 예열한다.(S10단계) 이때, 예열은 내륜 및 외륜의 표면과 심부가 같은 온도가 되도록 하여 강도와 경도를 증가시킨다. As shown in FIG. 1, in the heat treatment method for a cryogenic temperature bearing, firstly, the inner and outer rings made of stainless steel of martensitic type are preheated at a temperature of 760 to 790 ° C. for 1 to 2 hours. Preheating increases the strength and hardness by making the surface and core of the inner and outer rings have the same temperature.

그리고, 예열이 끝난 내륜 및 외륜은 오스테나이징 온도를 925℃∼1050℃까지 올려서 가열한다.(S20단계)The preheated inner and outer rings are heated by raising the osteonizing temperature to 925 to 1050 DEG C. (Step S20)

그리고, 가열된 내륜 및 외륜을 80℃∼90℃의 오일에 80 내지 100분 동안 담금질하여 냉각한다.(S30단계) Then, the heated inner ring and outer ring are quenched for 80 to 100 minutes by cooling to 80 ° C to 90 ° C oil (step S30)

그리고, 내륜 및 외륜의 응력을 제거하고 담금질의 균열을 방지하고자 냉각된 내륜 및 외륜을 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리한다.(S40단계)Then, the inner and outer rings and the inner and outer rings are cooled to remove the stress of the inner and outer rings and to prevent cracking of the quenching, and the first and second heat treatments are performed at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C.

여기서, 오일 냉각은 베어링의 내부식성을 갖도록 하는 것이며, 오일 냉각 후 단점으로 재료 조직 내 잔류 오스테나이트가 많이 분포하게 된다. 이러한 잔류 오스테나이트는 고탄소량을 갖는 재료에서 많이 분포하게 되는데, 잔류 오스테나이트가 많은 경우 일반 상온에서는 사용이 가능하지만 극한의 초조온 환경에서는 재료의 치수 변형이 발생되기 쉽고, 취성이 발생하여 재료의 균열 및 파손이 발생하게 된다. 이러한 치수변형과 취성이 발생하는 것을 방지하기 위해서 심냉처리가 이루어진다.Here, the oil cooling is to ensure corrosion resistance of the bearing, and a disadvantage after oil cooling is that a large amount of retained austenite in the material structure is distributed. Such residual austenite is distributed in a large amount of material having a high carbon content. When a large amount of retained austenite is present, it can be used at ordinary room temperature. However, in extreme cold-weather environment, dimensional deformation of the material tends to occur, Cracks and breakage occur. In order to prevent such dimensional deformation and brittleness from occurring, deep-cooling treatment is performed.

심냉처리는 -120℃∼-150℃의 온도를 적용하여 내륜과 외륜의 조직 내 잔류 오스테나이트가 0%를 유지하게 한다.(S50단계)In the deep-cooling treatment, a temperature of -120 ° C. to -150 ° C. is applied so that the retained austenite in the inner and outer rings retains 0% (Step S50)

그리고, 심냉처리된 내륜 및 외륜을 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리한다.(S60단계) Then, the deep-cooled inner and outer rings are subjected to a secondary heat treatment at a low temperature of 120 to 150 DEG C. (Step S60)

이와 같이 본 발명의 열처리 방법은 내식성이 있는 400계열의 마르텐사이트 계열의 스텐레스(stainless steel 440C)재료를 적용하여 내륜 및 외륜을 제조하고, 심냉처리를 통해 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 함으로써 치수안전성을 높일 뿐만 아니라 재료의 균열 및 파손이 발생하는 것을 방지하고, 경도의 저하를 방지하여 베어링의 성능 및 수명을 크게 향상시킬 수 있게 된다.As described above, in the heat treatment method of the present invention, stainless steel 440C material of 400 series of corrosion resistant type is applied to manufacture inner and outer rings, and the residual austenite is not present through the deep cooling treatment, It is possible to prevent cracks and breakage of the material from occurring and to prevent deterioration of the hardness, thereby greatly improving the performance and life of the bearing.

또한, 예열단계를 통해 강도와 경도를 증가시키고, 심냉처리 전과 후에 저온뜨임 열처리를 함으로써 강인성을 부여하고 담금질 균열을 방지하여 내구성을 향상시킨다.In addition, strength and hardness are increased through the pre-heating step, and a low-temperature tempering treatment is performed before and after the deep-cooling treatment to impart toughness and prevent quenching cracking, thereby improving durability.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초저온용 베어링을 설명하기 위한 도면이고, 도 3의 (a),(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 초저온용 베어링의 내륜 및 외륜의 곡률반경을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2 is a view for explaining a cryogenic temperature bearing according to an embodiment of the present invention. FIGS. 3A and 3B are graphs showing curvature radiuses of the inner and outer rings of the cryogenic temperature bearing according to the embodiment of the present invention, Fig.

도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 초저온용 베어링은 내륜(100), 외륜(200), 볼(300), 케이지(400)를 포함한다.2, the cryogenic bearing according to the present invention includes an inner ring 100, an outer ring 200, a ball 300, and a cage 400.

내륜(100) 및 외륜(200)은 내식성이 있는 400 계열의 마르텐사이트 계열의 스텐레스(stainless steel 440C) 재료로 제조된다. 이러한 내륜(100) 및 외륜(200)은 하중을 지지하며 고속회전시 발생하는 궤도면에 구름 마찰의 특성을 고려하여 내마모성, 내윤활성, 경도, 강도, 인성을 부여하고자 재료의 특성을 고려하여 열처리가 이루어진다.The inner ring 100 and the outer ring 200 are made of stainless steel 440C material of 400 series having corrosion resistance. The inner ring 100 and the outer ring 200 support loads and are designed to impart abrasion resistance, lubricity, hardness, strength, and toughness to the raceway surface generated during high- .

내륜(100) 및 외륜(200)의 열처리는 표면과 심부가 같은 온도가 되도록 760℃∼790℃의 온도에서 1∼2시간 동안 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃ 온도에서 80∼100분 오일 냉각되며, 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리 된다. 이어, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도에서 심냉처리되고, 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된다.The inner ring 100 and the outer ring 200 are preheated at a temperature of 760 ° C. to 790 ° C. for 1 to 2 hours and then heated to 925 ° C. to 1050 ° C., Deg.] C to 90 < 0 > C for 80 to 100 minutes, and then subjected to a first heat treatment at a low temperature of 120 [deg.] C to 150 [ Subsequently, the steel sheet is deeply cooled at a temperature of -120 ° C. to -1500 ° C. so that residual austenite in the structure is not present, and then subjected to a second heat treatment at a low temperature of 120 ° C. to 150 ° C. after the deep-cooling treatment.

또한, 내륜(100) 및 외륜(200)의 궤도면은 초저온 환경에 적합한 곡률비가 적용된다.Further, a curvature ratio suitable for the ultra-low temperature environment is applied to the raceway surfaces of the inner ring 100 and the outer ring 200.

내륜(100)과 외륜(200) 궤도면의 곡률비를 설명하면 다음과 같다.The curvature ratios of the inner race 100 and the raceway surface of the outer race 200 will be described below.

도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 일반적으로 볼 베어링의 운전특성은 레이디얼 방향의 클리어런스(radial clearance)에 크게 영향을 받는다.As shown in FIG. 3 (a), the operating characteristics of the ball bearing are generally greatly influenced by the radial clearance in the radial direction.

도 3의 (a)에 도시된 베어링의 피치 치경(pitch diameter) dmp는 다음과 같이 내륜 궤도경과 외륜 궤도경의 산술평균의 식을 갖는다.The pitch diameter dmp of the bearing shown in Fig. 3 (a) has an equation of the arithmetic mean of the inner ring raceway and the outer ring raceway as follows.

Figure pat00003
Figure pat00003

레이디얼 클리언스 Pc는 다음과 같은 식을 갖는다.The radial cleanliness Pc has the following expression.

PC ＝ do - di - 2Do P C = d o - d i - 2D o

베어링 궤도 곡률(race curvature)은 볼(ball)에 대한 내륜, 외륜의 베어링 궤도 횡단면 비율비이다.The bearing curvature is the ratio of the bearing track cross section of the inner and outer rings to the ball.

도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 내륜, 외륜 궤도면의 곡률비는 다음과 같은 식을 갖는다.As shown in Fig. 3 (b), the curvature ratios of the inner ring and outer ring raceway surfaces have the following formulas.

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, f = 곡률비, Da = 볼의 지름, r = 궤도륜 곡률 반경이다.Where f = curvature ratio, Da = diameter of the ball, and r = radius of curvature of the orbital wheel.

내륜, 외륜 궤도면의 곡률 반경과 볼의 반경이 같은 경우 f=0.5 값이 되며, 이를 완전사상(perfect conformity)라고 한다. 예를 들어, 볼의 반경이 5이고, 궤도면의 곡률반경이 5일 때 Da(볼의 지름)는 10이 되므로 f=5/10=0.5가 된다.If the curvature radius of the inner ring and outer ring raceway is the same as the radius of the ball, f = 0.5, which is called perfect conformity. For example, when the radius of the ball is 5 and the radius of curvature of the raceway surface is 5, Da (the diameter of the ball) becomes 10, so f = 5/10 = 0.5.

그리고, 내륜, 외륜(100, 200) 궤도면의 곡률 반경이 볼(300)의 반경에 근접해 질수록 전동체인 볼(300)이 구름 마찰 운동을 할 때, 접촉면이 많아져 마찰열이 증가하게 된다. 반면에 내륜, 외륜(100,200) 궤도면의 곡률 반경이 증가할수록 기하학적 사상(geometrical conformity)의 감소와 마찰이 감소하지만, 구름 운동하는 접촉면에 최대 접촉 응력이 증가하여 베어링의 피로 수명은 감소된다. As the radius of curvature of the raceway surface of the inner ring 100 and the outer race 100 approaches the radius of the ball 300, the frictional heat increases when the rolling ball 300 is rolling. On the other hand, as the radius of curvature of the inner or outer ring (100, 200) orbital plane increases, the geometrical conformity decreases and the friction decreases, but the maximum contact stress on the rolling contact surface increases and the fatigue life of the bearing decreases.

극한의 초저온 환경에서 베어링은 회전시 원심력에 의해서 외륜 궤도면의 곡률 반경은 감소하고 내륜 궤도면의 곡률 반경은 증가한다. 즉, 구름 마찰 운동시 내륜, 외륜(100,200) 궤도면에 접촉응력(contact stress)이 비 대칭되는 현상이 발생하여 한쪽으로 응력이 집중됨에 따라 베어링의 수명을 단축시키게 된다.In the extreme ultra-low temperature environment, the radius of curvature of the outer ring raceway surface decreases and the radius of curvature of the inner ring raceway surface increases by the centrifugal force when the bearing rotates. That is, contact stresses on the raceway surfaces of the inner and outer rings 100 and 200 are inversely symmetrical during rolling friction, and the stress is concentrated on one side, which shortens the life of the bearing.

이를 방지하기 위하여 본 발명은 내륜(100) 궤도면의 곡률 반경은 곡률비 0.505∼0.511 비율을 갖고, 외륜(200) 궤도면의 곡률반경은 곡률비 0.524∼0.53의 비율을 갖도록 설계된다. 즉, 내륜(100)과 외륜(200)의 궤도면 곡률반경을 다르게 함으로써 극한의 초저온 환경에서도 비정상적인 마찰열이 증가하지 않고 접촉 응력이 정상적으로 발생할 수 있게 된다.In order to prevent this, the present invention is designed such that the radius of curvature of the raceway surface of the inner ring 100 has a ratio of 0.505 to 0.511 and the radius of curvature of the raceway surface of the outer ring 200 has a curvature ratio of 0.524 to 0.53. That is, by setting the radius of curvature of the raceway surface of the inner ring 100 and the outer ring 200 to be different from each other, it is possible to normally generate the contact stress without increasing the abnormal frictional heat even in the extreme ultra low temperature environment.

또한, 내륜(100)과 외륜(200)의 궤도면에는 DLC(Diamond Like Carbon}코팅이 이루어진다. DLC 코팅은 다이아몬드의 높은 경도와 흑연의 윤활성을 가지며, 탄소와 수소로 구성된 비정질 코팅막이다. 이러한 DLC 코팅막이 내륜과 외륜의 궤도면에 코팅처리되면 코팅막에 의해서 구름 마찰 운동을 하는 베어링 궤도륜 궤도면의 내마모성, 내윤활성이 우수하게 된다.A DLC (Diamond Like Carbon) coating is formed on the raceway surfaces of the inner ring 100 and the outer ring 200. The DLC coating is an amorphous coating film having high hardness of diamond and graphite lubrication and composed of carbon and hydrogen. When the coating film is coated on the raceway surfaces of the inner ring and the outer ring, the abrasion resistance and lubrication resistance of the bearing raceway raceway surface which performs rolling friction motion by the coating film are excellent.

볼(300)은 내륜(100)과 외륜(200) 사이에 개재되어 구름 운동을 하는 것으로, 세라믹재질로 이루어진다. 세라믹 재질의 볼(300)은 초저온에서 내마모성을 향상시킨다. The ball 300 is interposed between the inner ring 100 and the outer ring 200 and rolls, and is made of a ceramic material. The ceramic ball 300 improves abrasion resistance at an ultra-low temperature.

케이지(400)는 볼(300)을 원주방향으로 균등하게 유지시키는 것으로, 폴리테프론 계열의 플라스틱 재질로 이루어진다. 폴리테프론 계열의 플라스틱 재질의 케이지(400)는 자체적인 내마모성과 윤활능력을 갖추고 있어서 초저온 환경에 적합하다. The cage 400 keeps the ball 300 uniformly in the circumferential direction, and is made of a polytetron-based plastic material. The cage 400 made of a polytetrafluoro plastics material has its own abrasion resistance and lubrication ability and is suitable for a cryogenic environment.

이와 같이 본 발명은 내식성이 있는 400 계열의 마르텐사이트 계열의 스텐레스(stainless steel 440C) 재료로 제조되고, 예열단계, 가열단계, 냉각단계, 저온뜨임 1차 열처리단계, 심냉처리단계, 저온뜨임 2차 열처리단계를 포함하여 제조되는 내륜 및 외륜과, 세라믹재질의 볼과, 폴리 테프론 계열의 플라스틱 케이지를 적용하고, 내륜 및 외륜 궤도면의 곡률비를 다르게 설계하여 치수안전성, 내마모성, 내윤활성을 향상시킴으로써 극한의 초저온 환경에서 요구되는 베어링의 성능 및 수명을 확보하게 된다. As described above, the present invention is made of a stainless steel 440C material of 400 series having a corrosion resistance and is made of a stainless steel 440C material and has a preheating step, a heating step, a cooling step, a low temperature first heat treatment step, By applying the inner ring and the outer ring manufactured by the heat treatment step, the ceramic ball, and the polytetron based plastic cage, the curvature ratios of the inner ring and outer ring raceway surface are designed differently to improve the dimensional stability, wear resistance and lubricity The performance and life expectancy of bearings required in extreme low temperature environments can be secured.

또한, 본 발명은 초고온의 환경뿐만 아니라 특수한 환경에서도 요구되는 베어링의 성능 및 수명을 확보하게 된다.In addition, the present invention secures the performance and life span of a bearing required not only in an ultra-high temperature environment but also in a special environment.

한편, 본 발명의 초저온 베어링은 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 같은 온도가 되도록 760℃∼790℃의 온도에서 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도에서 오일 냉각되며, 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도에서 심냉처리되며, 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜과, 일반적인 볼(steel ball)과, 일반적인 케이지로 구성될 수도 있다. The ultra low temperature bearing of the present invention is made of martensitic stainless steel and is preheated at a temperature between 760 ° C and 790 ° C such that the surface and the deep portion are at the same temperature and then heated to an osteonizing temperature of 925 ° C to 1050 ° C, Deg.] C to -90 < 0 > C, cooled and then subjected to a first heat treatment at a low temperature of 120 [deg.] C to 150 [deg.] C and finally cooled at a temperature of -120 [deg.] C to -15 0 C so that residual austenite is not present in the tissue, The inner ring and the outer ring manufactured by the second heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C after the deep-cooling treatment, steel balls, and a general cage.

또한, 본 발명의 초저온 베어링은 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 같은 온도가 되도록 760℃∼790℃의 온도에서 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도에서 오일 냉각되며, 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도에서 심냉처리되며, 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜, 세락믹 볼과, 일반적인 케이지로 구성될 수도 있다.The ultra-low temperature bearing of the present invention is made of martensitic stainless steel and is preheated at a temperature between 760 ° C and 790 ° C such that the surface and the deep portion are at the same temperature, heated to an osteonizing temperature of 925 ° C to 1050 ° C, Deg.] C to -90 < 0 > C, cooled and then subjected to a first heat treatment at a low temperature of 120 [deg.] C to 150 [deg.] C and finally cooled at a temperature of -120 [deg.] C to -15 0 C so that residual austenite is not present in the tissue, The inner ring and the outer ring manufactured by the second heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C after the deep-cooling treatment, the ceramic ball, and a general cage.

또한, 본 발명의 초저온 베어링은 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 같은 온도가 되도록 760℃∼790℃의 온도에서 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도에서 오일 냉각되며, 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도에서 심냉처리되며, 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜, 일반적인 볼(steel ball)과, 폴리테프론 계열의 플라스틱 재질의 케이지로 구성될 수도 있다.The ultra-low temperature bearing of the present invention is made of martensitic stainless steel and is preheated at a temperature between 760 ° C and 790 ° C such that the surface and the deep portion are at the same temperature, heated to an osteonizing temperature of 925 ° C to 1050 ° C, Deg.] C to -90 < 0 > C, cooled and then subjected to a first heat treatment at a low temperature of 120 [deg.] C to 150 [deg.] C and finally cooled at a temperature of -120 [deg.] C to -15 0 C so that residual austenite is not present in the tissue, The inner ring and the outer ring manufactured by the second heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C after the deep-cooling treatment, general steel balls, and a polytetrafluoro plastic cage.

여기서, 초저온 베어링의 다른 실시 예들도 내륜 궤도면의 곡률반경은 곡률비 0.505∼0.511의 비율을 갖고, 외륜 궤도면의 곡률반경은 곡률비 0.524∼0.53의 비율을 갖으며, 내륜과 외륜의 궤도면에는 DLC(Diamond Like Carbon}코팅이 이루어진 것을 포함한다. Here, in other embodiments of the ultra-low temperature bearing, the curvature radius of the inner ring raceway surface has a ratio of 0.505 to 0.511, the radius of curvature of the outer ring raceway surface has a curvature ratio of 0.524 to 0.53, Includes a DLC (Diamond Like Carbon) coating.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the specific embodiments described above. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the appended claims, And equivalents may be resorted to as falling within the scope of the invention.

100: 내륜 200: 외륜
300: 볼 400: 케이지100: inner ring 200: outer ring
300: Ball 400: Cage

Claims (7)

마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조된 내륜 및 외륜을 760℃∼790℃에서 예열하는 S10단계;
상기 예열된 내륜 및 외륜을 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열하는 S20단계;
상기 가열된 내륜 및 외륜을 80℃∼90℃ 온도의 오일에 담금질하여 냉각하는 S30단계;
상기 냉각된 내륜 및 외륜을 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리하는 S40단계;
상기 저온 뜨임으로 열처리된 내륜 및 외륜의 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도를 적용하여 심냉처리하는 S50단계;
상기 심냉처리된 내륜 및 외륜을 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리하는 S60단계;
를 포함하는 초저온용 베어링의 열처리방법. A step S10 of preheating the inner ring and the outer ring made of martensitic stainless steel at 760 캜 to 790 캜;
Heating the preheated inner and outer rings to an austenizing temperature of 925 ° C to 1050 ° C;
(S30) of cooling the heated inner and outer rings by quenching and heating the heated inner and outer rings at an oil temperature of 80 ° C to 90 ° C;
(S40) of subjecting the cooled inner ring and the outer ring to a first heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C;
S50 is a step of performing deep-cooling treatment by applying a temperature of -120 ° C. to -150 ° C. so that residual austenite in the inner and outer rings heat treated by the low-temperature tempering does not exist;
A step S60 of subjecting the deep-cooled inner and outer rings to a secondary heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C;
And a heat treatment step of heat treating the cryogenic temperature bearing. 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 같은 온도가 되도록 760℃∼790℃의 온도에서 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도에서 오일 냉각되며, 상기 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도에서 심냉처리되며, 상기 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜를 포함하는 초저온용 베어링.Martensitic stainless steel, preheated at a temperature of 760 ° C to 790 ° C such that the surface and the deep portion are at the same temperature, heated to an osteonizing temperature of 925 ° C to 1050 ° C, and then heated at a temperature of 80 ° C to 90 ° C After the cooling, the steel sheet is subjected to a first heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C and subjected to ultimate cooling at a temperature of -120 ° C to -150 ° C so that residual austenite in the structure is not present. And an inner ring and an outer ring produced by a second heat treatment at a low temperature of 150 占 폚. 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 같은 온도가 되도록 760℃∼790℃의 온도에서 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도에서 오일 냉각되며, 상기 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도에서 심냉처리되며, 상기 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜;
상기 내륜과 외륜 사이에 개재되어 구름 운동하는 세라믹재질의 볼;
을 포함하는 초저온용 베어링.Martensitic stainless steel, preheated at a temperature of 760 ° C to 790 ° C such that the surface and the deep portion are at the same temperature, heated to an osteonizing temperature of 925 ° C to 1050 ° C, and then heated at a temperature of 80 ° C to 90 ° C After the cooling, the steel sheet is subjected to a first heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C and subjected to ultimate cooling at a temperature of -120 ° C to -150 ° C so that residual austenite in the structure is not present. An inner ring and an outer ring manufactured by a secondary heat treatment at a low temperature of 150 캜;
A ceramic ball rolling between the inner and outer rings and rolling;
And a bearing for cryogenic temperature. 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 같은 온도가 되도록 760℃∼790℃의 온도에서 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도에서 오일 냉각되며, 상기 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도에서 심냉처리되며, 상기 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜;
상기 내륜과 외륜 사이에 개재되어 구름 운동하는 세라믹재질의 볼; 및
상기 볼을 원주방향으로 균등하게 유지시키는 폴리테프론 계열의 플라스틱 재질의 케이지;
를 포함하는 초저온용 베어링.Martensitic stainless steel, preheated at a temperature of 760 ° C to 790 ° C such that the surface and the deep portion are at the same temperature, heated to an osteonizing temperature of 925 ° C to 1050 ° C, and then heated at a temperature of 80 ° C to 90 ° C After the cooling, the steel sheet is subjected to a first heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C and subjected to ultimate cooling at a temperature of -120 ° C to -150 ° C so that residual austenite in the structure is not present. An inner ring and an outer ring manufactured by a secondary heat treatment at a low temperature of 150 캜;
A ceramic ball rolling between the inner and outer rings and rolling; And
A cage made of a polytetron based plastic material which uniformly holds the balls in a circumferential direction;
The bearing for cryogenic temperature. 마르텐사이트 계열의 스텐레스로 제조되고, 표면과 심부가 같은 온도가 되도록 760℃∼790℃의 온도에서 예열된 후 오스테나이징 온도 925℃∼1050℃까지 가열된 다음 80℃∼90℃의 온도에서 오일 냉각되며, 상기 냉각 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 1차 열처리되고, 조직 내 잔류 오스테나이트가 존재하지 않도록 -120℃∼-150℃의 온도에서 심냉처리되며, 상기 심냉처리 후 120℃∼150℃의 저온 뜨임으로 2차 열처리되어 제조된 내륜 및 외륜
상기 내륜과 외륜 사이에 개재되어 구름 운동하는 볼; 및
상기 볼을 원주방향으로 균등하게 유지시키는 폴리테프론 계열의 플라스틱 재질의 케이지;
를 포함하는 초저온용 베어링.Martensitic stainless steel, preheated at a temperature of 760 ° C to 790 ° C such that the surface and the deep portion are at the same temperature, heated to an osteonizing temperature of 925 ° C to 1050 ° C, and then heated at a temperature of 80 ° C to 90 ° C After the cooling, the steel sheet is subjected to a first heat treatment at a low temperature of 120 ° C to 150 ° C and subjected to ultimate cooling at a temperature of -120 ° C to -150 ° C so that residual austenite in the structure is not present. An inner ring and an outer ring manufactured by a secondary heat treatment at a low temperature of 150 캜
A ball interposed between the inner and outer rings and rolling; And
A cage made of a polytetron based plastic material which uniformly holds the balls in a circumferential direction;
The bearing for cryogenic temperature. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내륜과 외륜의 궤도면 곡률비
Figure pat00005
이고,
(f=곡률비, Da=볼의 지름, r=궤도륜 곡률 반경)
상기 내륜 및 외륜 궤도면의 곡률반경과 볼의 반경이 같은 경우 f의 값이 0.5로써 완전사상일 때,
상기 내륜 궤도면의 곡률반경은 0.505∼0.511의 곡률비를 갖고, 상기 외륜 궤도면의 곡률반경은 0.524∼0.53의 곡률비를 갖는 것을 특징으로 하는 초저온용 베어링.6. The method according to any one of claims 2 to 5,
The orbital surface curvature ratio of the inner and outer rings
Figure pat00005
ego,
(f = curvature ratio, Da = diameter of ball, r = radius of curvature of orbital wheel)
When the radius of curvature of the inner ring and the outer ring raceway is equal to the radius of the ball, the value of f is 0.5,
Wherein the curvature radius of the inner ring raceway surface is 0.505 to 0.511 and the curvature radius of the outer ring raceway surface is 0.524 to 0.53. 제 2 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내륜과 외륜의 궤도면에는 DLC(Diamond Like Carbon}코팅이 이루어진 것을 특징으로 하는 초저온용 베어링.6. The method according to any one of claims 2 to 5,
And a DLC (Diamond Like Carbon) coating is applied to the raceway surfaces of the inner ring and the outer ring.
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