KR20160068859A - 구름 베어링의 조형재의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는, 0.7∼1.2질량％의 탄소와, 0.8∼1.8질량％의 크롬을 함유하는 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+105℃)의 범위 내의 단조 온도로 가열하면서 소정 형상으로 단조한 후, Ae1점 이하의 온도까지 냉각하고, 얻어진 단조물을, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)의 범위 내의 균열 온도로 가열하고, 0.5시간 이상 유지한 후, 0.30℃/s 이하의 냉각 속도로 700℃ 이하로 냉각함으로써 어닐링함으로써, 구름 베어링의 조형재를 제조한다.

Description

구름 베어링의 조형재의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING PREFORM FOR ROLLING BEARING}
본 발명은 구름 베어링의 조형재의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은, 2013년 11월 7일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2013-231292호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
자동차, 산업 기계 등에 사용되고 있는 구름 베어링의 궤도륜을 형성하기 위한 조형재는, 예를 들어, 도 11의 (A)에 도시된 바와 같이, 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를, 1100∼1200℃의 범위 내의 단조 온도로 가열하여 당해 강재에 소성 가공을 실시하는 공정(열간 단조), 얻어진 단조물을 냉각하는 공정, 및 냉각 후의 단조물을 780∼810℃의 범위 내의 균열 온도로 가열한 후, 서냉하는 어닐링 처리를 행하는 공정을 포함하는 방법에 의해 제조되고 있다. 상기 방법에서는, 열간 단조 및 냉각을 행함으로써 시멘타이트를 석출시킨 후(도 11의 (B) 참조), 15∼16시간에 걸쳐 어닐링 처리를 행함으로써 시멘타이트를 구상화(도 11의 (B) 참조)시킬 필요가 있다. 따라서, 상기 방법은, 조형재의 제조에 장시간을 필요로 한다는 결점이 있다.
따라서, 본 발명자들 중의 일부는, 조형재의 제조에 필요로 하는 시간을 단축하기 위해서, 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를, 600℃ 이상의 온도 범위에서의 가열 속도를 10℃/s 이상이 되도록 가열 속도를 제어하면서 Ae1점∼(Aem점+50℃)의 범위 내의 온도 T까지 가열하고, 상기 온도 T에 도달 후 10분 이내에, (Ar1점+150℃)∼Ar1점의 범위 내의 온도에서 단조함으로써, 구상화 어닐링을 단축 또는 생략하는 방법을 제안하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1을 참조).
일본 특허 공개 제2009-24218호 공보
상기 특허문헌 1에 기재된 방법에 의하면, 종래에는 구상화 어닐링으로 형성시키고 있었던 구상 시멘타이트 조직을, 구상화 어닐링을 행함 없이, 단조를 행하는 것만으로 형성시키는 것이 가능하여, 장시간(15∼16시간)의 어닐링 처리를 단축 또는 생략할 수 있다. 그러나, 상기 특허문헌 1에 기재된 방법에서는, 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를, (Ar1점+150℃)∼Ar1점의 범위 내의 온도에서 단조한 경우, 단조 조건이나 단조에 의해 얻어진 조형재의 부위에 따라서는, 원하는 구상 시멘타이트 조직이 얻어지지만, 매트릭스 조직인 페라이트상의 결정립이 매우 미세화되고, 미세화에 수반하여 경도가 Hv350∼400 정도까지 상승하는 경우가 있어, 경도 상승에 수반하는 절삭성의 저하나, 더 한층 가공이 곤란해지는 경우가 있었다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 양호한 절삭성을 안정적으로 확보할 수 있는 조형재를 단시간에 제조할 수 있는 구름 베어링의 조형재의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 구름 베어링의 조형재의 제조 방법은, 0.7∼1.2질량％의 탄소와, 0.8∼1.8질량％의 크롬을 함유하는 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를 단조함으로써 구름 베어링의 조형재를 제조하는 방법이며, (A) 상기 강재를, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+105℃)의 범위 내의 단조 온도로 가열하면서 소정 형상으로 단조한 후, Ae1점 이하의 온도까지 냉각하는 공정, 및 (B) 상기 공정 (A)에서 얻어진 단조물을, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)의 범위 내의 균열 온도로 가열하고, 0.5시간 이상 유지한 후, 0.30℃/s 이하의 냉각 속도로 700℃ 이하로 냉각함으로써 어닐링하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 구름 베어링의 조형재의 제조 방법에 의하면, 상기 공정 (A)에 있어서, 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+105℃)의 범위 내의 단조 온도에서 단조(온간 단조)하고, Ae1점 이하의 온도까지 냉각함으로써, 미세한 구상 시멘타이트를 강재의 조직 중에 분산한 상태에서 생성시킨 후, 상기 공정 (B)에 있어서, 얻어진 단조물을, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)의 범위 내의 균열 온도에서 0.5시간 이상 유지하고, 0.30℃/s 이하의 냉각 속도로 700℃ 이하로 냉각함으로써, 상기 미세한 구상 시멘타이트를 보다 크게 성장시키므로, 1100∼1200℃의 단조 온도로 가열하여 강재에 소성 가공(열간 단조)을 실시하는 종래의 제조 방법과 비교하여 제조 시간을 단축할 수 있고, 게다가, 궤도륜 등의 제조 시에 있어서의 양호한 절삭성을 확보할 수 있는 조형재를 얻을 수 있다.
종래의 방법(특허문헌 1에 기재된 방법)에 있어서는, 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를, (Ar1점+150℃)∼Ar1점의 범위 내의 온도에서 단조하여 구상 시멘타이트를 생성시킬 수 있다. 그러나, 종래의 방법에서는, 원하는 조건 하에서 단조한 경우에도, 금형이나 공기와의 접촉에 의한 히트싱크 등에 의해, 국소적으로 미세한 페라이트 조직이 형성되어, 미세 조직에 기인한 경도의 분포, 마이크로 조직의 상태, 및 마이크로 조직의 불균일에 기인한 담금질 템퍼링 처리(이하, 「QT 처리」라고도 한다) 후의 잔류 오스테나이트량의 분포에 변동이 발생하기 쉽다. 그러나, 본 발명의 구름 베어링의 조형재의 제조 방법에 의하면, 단조 및 냉각(상기 공정 (A)) 후, 얻어진 단조물을, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)의 범위 내의 균열 온도에서 0.5시간 이상 유지하고, 0.30℃/s 이하의 냉각 속도로 700℃ 이하로 냉각하여 어닐링하므로, 경도의 분포, 마이크로 조직의 상태 및 QT 처리 후의 잔류 오스테나이트량의 분포의 변동의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
본 발명의 구름 베어링의 조형재의 제조 방법에서는, 상기 공정 (B)에 있어서의 균열 온도는, 760∼820℃인 것이 바람직하다. 이 경우, 구상 시멘타이트를 보다 효율적으로 성장시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 구름 베어링의 조형재의 제조 방법에서는, 상기 공정 (B)에 있어서의 냉각 속도는 0.30℃/s 이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 판상 또는 층상의 시멘타이트 형성을 억제하고, 구상 시멘타이트를 보다 효율적으로 성장시킬 수 있다.
본 발명의 구름 베어링의 조형재의 제조 방법에 의하면, 양호한 절삭성을 확보할 수 있는 조형재를 단시간에 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제조 방법에 의해 제조된 궤도륜용 조형재로부터 형성된 궤도륜을 구비하고 있는 구름 베어링의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제조 방법의 수순 및 열처리 조건을 도시하는 공정도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제조 방법에 있어서의 온간 단조 공정의 수순을 도시하는 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제조 방법의 각 공정에서의 조직의 상태를 관찰한 결과를 도시하는 도면 대용 사진이며, (A)는 온간 단조 공정 전의 강재의 조직의 도면 대용 사진, (B)는 온간 단조 공정 종료 시의 단조물의 조직의 도면 대용 사진, (C)는 어닐링 공정 후에 얻어진 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진이다.
도 5는 시험예 3에 있어서, 균열 온도와 경도의 관계를 조사한 결과 및 어닐링 공정 후에 얻어진 궤도륜용 조형재의 조직을 관찰한 결과를 도시하는 설명도이며, (a)는 균열 온도와 경도의 관계를 조사한 결과를 나타내는 그래프, (b)는 균열 온도가 740℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (c)는 균열 온도가 760℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (d)는 균열 온도가 820℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (e)는 균열 온도가 840℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진이다.
도 6은 시험예 5에 있어서, 냉각 속도와 경도의 관계를 조사한 결과 및 어닐링 공정 후에 얻어진 궤도륜용 조형재의 조직을 관찰한 결과를 도시하는 설명도이며, (a)는 냉각 속도와 경도의 관계를 조사한 결과를 나타내는 그래프, (b)는 냉각 속도가 7℃/min(0.12℃/s)일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (c)는 냉각 속도가 16℃/min(0.27℃/s)일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (d)는 냉각 속도가 26℃/min(0.43℃/s)일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (e)는 냉각 속도가 93℃/min(1.55℃/s)일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진이다.
도 7은 시험예 6에 있어서, 냉각 온도와 경도의 관계를 조사한 결과 및 어닐링 공정 후에 얻어진 궤도륜용 조형재의 조직을 관찰한 결과를 도시하는 설명도이며, (a)는 냉각 온도와 경도의 관계를 조사한 결과를 나타내는 그래프, (b)는 냉각 온도가 650℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (c)는 냉각 온도가 700℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (d)는 냉각 온도가 730℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진이다.
도 8은 실시예 1의 열처리 조건을 도시하는 선도이다.
도 9는 실시예 2의 열처리 조건을 도시하는 선도이다.
도 10은 시험예 7에 있어서, 어닐링 공정 후에 얻어진 단조물의 조직을 관찰한 결과를 도시하는 도면 대용 사진이며, (a)는 실시예 1의 단조물의 조직을 관찰한 결과를 도시하는 도면 대용 사진, (b)는 실시예 2의 단조물의 조직을 관찰한 결과를 도시하는 도면 대용 사진이다.
도 11은 종래의 열간 단조를 행하는 궤도륜용 조형재의 제조 방법의 열처리 조건 및 각 공정에서의 조직의 상태를 관찰한 결과를 도시하는 설명도이다.
이하, 첨부 도면에 의해 본 발명의 구름 베어링의 조형재의 제조 방법(이하, 간단히 「제조 방법」이라고도 한다)을 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제조 방법에 의해 제조된 궤도륜용 조형재로부터 형성된 궤도륜을 구비하고 있는 구름 베어링의 단면도이다. 또한, 본 실시 형태에서는, 구름 베어링의 일례로서 원뿔 롤러 베어링을 들어 설명하지만, 본 발명은 이러한 예시에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시 형태에서는, 조형재로서, 구름 베어링의 궤도륜(내륜, 외륜)을 형성하기 위한 조형재를 일례로서 설명하고 있지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니라, 구름 이동체(롤러, 구슬)를 형성하기 위한 조형재에도 적용할 수 있다.
도 1에 도시되는 구름 베어링(1)은 내륜(11) 및 외륜(12)과, 이들 내외륜(11, 12) 사이에 배열된 복수개의 롤러(구름 이동체)(13)와, 이들 복수개의 롤러(13)를 보유 지지하고 있는 보유 지지기(14)를 구비하고 있다. 구름 베어링(1)의 내륜(11) 및 외륜(12)은 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 궤도륜 조형재(내륜 조형재 및 외륜 조형재)를 소재로 하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제조 방법의 수순 및 열처리 조건을 도시하는 공정도, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제조 방법에 있어서의 온간 단조 공정의 수순을 도시하는 공정도, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제조 방법의 각 공정에서의 조직을 관찰한 결과를 도시하는 도면 대용 사진이다. 도 4 중, 스케일바는 10㎛를 나타낸다.
본 발명의 일 실시 형태에 관한 제조 방법은, (A) 0.7∼1.2질량％의 탄소와, 0.8∼1.8질량％의 크롬을 함유하는 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+105℃)의 범위 내의 단조 온도로 가열하면서 소정 형상으로 단조한 후, Ae1점 이하의 온도까지 냉각하는 공정〔도 2 중, (a) 「온간 단조 공정」 참조〕, 및 (B) 상기 공정 (A)에서 얻어진 단조물을, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)의 범위 내의 균열 온도로 가열하고, 0.5시간 이상 유지함으로써 어닐링한 후, 0.30℃/s 이하의 냉각 속도로 700℃ 이하로 냉각하는 공정〔도 2 중, (b) 「어닐링 공정」 참조〕을 포함하고 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「Ae1점」은, 오스테나이트의 존재 하한을 정의하는 평형 온도(오스테나이트화 온도)를 의미한다. 이하, 각 공정에 대하여 설명한다.
[온간 단조 공정]
온간 단조 공정에서는, 먼저, 0.7∼1.2질량％의 탄소와, 0.8∼1.8질량％의 크롬을 함유하는 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를, 그 강재의 중심부 온도가 (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+105℃)의 범위 내의 단조 온도가 될 때까지 가열한다(도 2 중, (a) 참조).
상기 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재로서는, 예를 들어, 0.7∼1.2질량％의 탄소와, 0.8∼1.8질량％의 크롬과, 0.15∼0.35질량％의 규소와, 0.25∼0.50질량％의 망간과, 0.025질량％ 이하의 인과, 0.008질량％ 이하의 황을 함유하고, 잔부가 철 및 불가피 불순물인 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를 들 수 있다.
상기 강재에 있어서의 탄소의 함유량은, 궤도륜용 조형재 중에 있어서의 시멘타이트의 양을 증가시켜, 궤도륜으로서 사용하기에 충분한 피로 수명을 확보하는 관점에서, 0.7질량％ 이상, 바람직하게는 0.98질량％ 이상이며, 궤도륜의 제조 시에 있어서의 양호한 절삭성을 확보하는 관점에서, 1.2질량％ 이하, 바람직하게는 1.05질량％ 이하이다.
상기 강재에 있어서의 크롬의 함유량은, 강의 담금질성 및 시멘타이트의 열 안정성을 확보하는 관점에서, 0.8질량％ 이상, 바람직하게는 1.4질량％ 이상이며, 담금질 시의 담금질 균열을 억제함과 함께 기계적 성질의 저하를 방지하는 관점에서, 1.8질량％ 이하, 보다 바람직하게는 1.6질량％ 이하이다.
상기 강재에 있어서의 규소의 함유량은, 궤도륜으로서 사용하기에 충분한 구름 이동 피로 수명을 확보하는 관점에서, 바람직하게는 0.15질량％ 이상이며, 궤도륜의 제조 시에 있어서의 열처리의 효율을 향상시키는 관점에서, 바람직하게는 0.35질량％ 이하이다.
상기 강재에 있어서의 망간의 함유량은, 강의 담금질성을 확보하는 관점에서, 바람직하게는 0.25질량％ 이상이다.
상기 강재에 있어서의 인은 불순물이다. 그 때문에, 상기 강재에 있어서의 인의 함유량은, 인성 확보나 구름 이동 피로 수명의 관점에서, 바람직하게는 0.025질량％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.015질량％ 이하이다. 상기 강재에 있어서의 인의 함유량은 적을수록 바람직하므로, 인의 함유량의 하한은, 0질량％여도 된다. 그러나, 인의 함유량을 0질량％로 하는 것은 기술적으로 용이하지 않고, 안정적으로 0.001질량％ 미만으로 하더라도 제강 비용이 높아진다. 따라서, 상기 강재에 있어서의 인의 함유량의 하한을 0.001질량％로 해도 된다.
상기 강재에 있어서의 황은 불순물이다. 그 때문에, 상기 강재에 있어서의 황의 함유량은, 구름 이동 피로 수명의 향상의 관점에서, 바람직하게는 0.008질량％ 이하, 보다 바람직하게는 0.005질량％ 이하이다. 상기 강재에 있어서의 황의 함유량은 적을수록 바람직하지만, 황의 함유량을 0질량％로 하는 것은 제강 기술적으로 용이하지 않고, 안정적으로 0.001질량％ 미만으로 하더라도 제강 비용이 높아진다. 따라서, 상기 강재에 있어서의 황의 함유량의 하한을 0.001질량％로 해도 된다.
상기 인 및 황 이외의 불가피 불순물로서는, 니켈, 구리, 알루미늄, 질소, 산소 등을 들 수 있다.
상기 강재에 있어서의 니켈의 함유량은 0.25질량％ 이하이다. 또한, 상기 강재에 있어서의 니켈의 함유량의 하한값은, 불가피 불순물이 될 정도의 함유량인 것이 바람직하고, 통상, 바람직하게는 0질량％이다.
또한, 상기 강재에 있어서의 철의 함유량은, 상기 강재의 전체 조성으로부터 탄소, 규소, 망간, 크롬, 인, 황 및 상기 불가피 불순물 각각의 함유량을 제외한 잔부이며, 통상, 96∼99질량％이다.
단조 온도는, 시멘타이트의 분해를 촉진하여, 판상 또는 층상의 시멘타이트 형성을 억제함과 함께 미세한 구상 시멘타이트의 생성을 촉진하는 관점에서, (Ae1점+25℃) 이상이며, 바람직하게는 (Ae1점+35℃) 이상이며, 적어도 0.5의 상당 변형을 부여하는 소성 가공을 행한다. 한편, 단조 온도는, 탄화물의 용해를 억제함과 함께, 소성 가공에 수반하는 구상 시멘타이트의 가공 유기 석출을 촉진하는 관점에서, (Ae1점+105℃) 이하, 바람직하게는 (Ae1점+95℃) 이하이다. 단조 온도는, 구체적으로는, 가열 전의 강재 내의 층상 시멘타이트(라멜라 시멘타이트)의 분해를 촉진하여, 미세한 구상 시멘타이트의 생성을 촉진하는 관점에서, 760℃ 이상, 바람직하게는 770℃ 이상이다. 한편, 단조 온도는, 구상 시멘타이트의 용해를 억제하고, 또한 구상 시멘타이트의 가공 유기 석출을 촉진하는 관점에서, 840℃ 이하, 바람직하게는 830℃ 이하이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「단조 온도」는, 강재의 중심부에 있어서의 단조 온도를 의미한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「상당 변형」은, 강재에 가해진 상당 소성 변형의 평균값을 가리킨다. 상기 상당 소성 변형은, 마스다 등의 「개정 공업 소성 역학」(1995년 2월 20일, 제15판, 가부시키가이샤 요켄도 발행)의 제 113페이지에 기재된 방법에 의해, 단조로 변형된 단면 내의 변형을 1축 인장의 소성 변형으로 환산함으로써 구할 수 있다. 또한, 강재에 가해진 상당 소성 변형의 평균값은, 유한 요소법에 의해 구할 수 있다.
강재를 상기 단조 온도까지 가열할 때의 승온 속도는, 미세한 구상 시멘타이트의 생성이 가능한 범위이면 되고, 상기 강재의 조성, 마이크로 조직 상태 등에 따라서 적절히 결정할 수 있다.
강재의 중심부의 온도가 상기 단조 온도에 달하면, 단조를 개시한다. 단조는, 상기 단조 온도의 조건 하에서 행하여진다(도 2 중, (a) 참조). 이와 같이, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+105℃)의 범위 내의 단조 온도에서 단조를 행함으로써, 강재의 조직 결정 내에 도입된 전위가 소실되기 어려워져, 그 전위가 오스테나이트의 입계 부근이나 잔존 시멘타이트의 부근에 집적되어, 구상 시멘타이트의 석출, 즉, 가공 유기 석출이 촉진된다. 상기 가공 유기 석출을 발생시키기 위해서는, 적어도 0.5의 상당 변형을 부여하는 소성 가공이 필요해진다. 단조는, 예를 들어, 업세팅 공정(도 3 중, (a) 참조), 성형 공정(도 3 중, (b) 참조) 및 분리 천공 공정(도 3 중, (c) 참조)을 포함하는 프로세스에 의해 행할 수 있다.
업세팅 공정에서는, 상기 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 원기둥 형상의 강재(도시하지 않음)를 업세팅 장치(도시하지 않음)에 세트하고, 그 원기둥 형상의 강재의 축방향 양측으로부터 가압함으로써 업세팅 성형하여, 원판 부재 B1을 얻는다(도 3 중, (a) 참조).
다음으로, 성형 공정에서는, 도시하지 않은 수형 및 암형을 포함하는 금형을 사용하여 원판 부재 B1을 소성 변형시켜, 외통부(50)와 내통부(60)와 내통부(60)의 하부에 형성된 저부(60a)를 갖는 성형 블랭크 B2를 얻는다(도 3 중, (b) 참조).
그 후, 분리 천공 공정에서는, 도시하지 않은 펀치에 의해, 성형 블랭크 B2의 내통부(60)를 펀칭함과 함께, 내통부(60)의 저부(60a)를 펀칭함으로써, 외륜용 단조물(51)과 내륜용 단조물(61)을 분리함과 함께, 내륜용 단조물(61)과 저부(61b)를 분리하고 내륜용 단조물(61)에 하부 구멍(61a)을 형성한다(도 3 중, (c) 참조).
단조 종료 후, 얻어진 단조물을 Ae1점 이하의 온도(냉각 온도)까지 냉각한다(도 2 중, (a) 참조). 이와 같이, 얻어진 단조물을 상기 냉각 온도까지 냉각함으로써, 미세한 구상 시멘타이트를 효율적으로 생성시킬 수 있다. 상기 냉각 온도는, 단조 종료 후, 오스테나이트 조직이 완전히 변태를 완료시켜, 펄라이트 조직의 형성 및 과냉 조직인 마르텐사이트나 베이나이트 조직의 형성을 억제하는 관점에서, Ae1점 이하, 바람직하게는 400℃ 이하이고, 냉각 설비의 부하의 저감, 생산 효율의 향상 및 제조 비용의 저감의 관점에서, 바람직하게는 상온(25℃) 이상이다.
강재를 상기 냉각 온도까지 냉각할 때의 냉각 속도는 상기 강재의 조성, 단조 형상 등에 따라서 적절히 결정할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「냉각 온도」는, 강재의 중심부에 있어서의 냉각 온도를 의미한다.
이러한 온간 단조 공정에 의해, 온간 단조 공정 전(도 2 중의 (A)의 단계)에 있어서의 펄라이트를 포함하는 조직(도 4의 (A) 참조)으로부터, 온간 단조 공정(도 2 중의 (B)의 단계) 후에 있어서의 미세한 구상 시멘타이트가 분산된 조직(도 2 중의 (B)의 단계, 도 4의 (B) 참조)을 생성시킬 수 있다.
[어닐링 공정]
어닐링 공정에서는, 먼저, 상기 온간 단조 공정에서 얻어진 단조물을, 그 단조물의 중심부의 온도가 (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)의 범위 내의 균열 온도가 될 때까지 가열한다(도 2 중, (b) 참조).
균열 온도는, 양호한 절삭성을 안정적으로 확보할 수 있는 조형재를 얻는 관점에서, (Ae1점+25℃) 이상이며, 바람직하게는 (Ae1점+35℃) 이상이며, 판상 또는 층상의 시멘타이트의 생성을 억제하는 관점에서, (Ae1점+85℃) 이하, 바람직하게는 (Ae1점+75℃) 이하이다. 균열 온도는, 구체적으로는, 양호한 절삭성을 확보할 수 있는 조형재를 얻는 관점에서, 760℃ 이상, 바람직하게는 770℃ 이상이며, 판상 또는 층상의 시멘타이트의 생성을 억제하는 관점에서, 820℃ 이하, 바람직하게는 810℃ 이하이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「균열 온도」는, 강재의 중심부에 있어서의 균열 온도를 의미한다.
강재를 상기 균열 온도까지 가열할 때의 승온 속도는, 상기 강재의 조성, 단조 형상 등에 따라서 적절히 결정할 수 있다.
상기 단조물의 중심부의 온도가 (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)의 범위 내의 균열 온도에 달하면, 상기 단조물을 당해 균열 온도에서 0.5시간 이상 유지한다(도 2 중, (b) 참조).
균열 온도로 유지하는 시간(균열 시간)은 양호한 절삭성을 안정적으로 확보할 수 있는 조형재를 얻는 관점에서, 바람직하게는 1.0시간 이상이다. 또한, 균열 시간을 10시간보다도 많게 해도, 균열 시간의 길이에 적당한 조형재의 특성의 추가적 향상이 보이지 않는다. 그 때문에, 제조 시간을 단축하는 관점에서, 균열 시간은, 가능한 한 짧은 것이 바람직하다. 균열 시간의 상한은, 통상, 5.0시간 이하이다.
단조물을 균열 시간으로 0.5시간 이상 유지한 후, 단조물을, 0.30℃/s 이하의 냉각 속도로 700℃ 이하의 냉각 온도로 냉각한다(도 2 중, (b) 참조).
냉각 속도는, 생산성의 향상(제조 시간의 단축)의 관점에서, 바람직하게는 0.007℃/s 이상, 보다 바람직하게는 0.020℃/s 이상이며, 판상 또는 층상의 시멘타이트의 생성을 억제하는 관점에서, 0.30℃/s 이하, 바람직하게는 0.27℃/s 이하, 보다 바람직하게는 0.25℃/s 이하이다.
냉각 온도는, 판상 또는 층상의 시멘타이트의 생성을 억제하는 관점에서, 700℃ 이하, 바람직하게는 650℃ 이하이고, 냉각 설비의 부하의 저감, 생산 효율의 향상 및 제조 비용의 저감 관점에서, 바람직하게는 상온(25℃) 이상이다.
이러한 어닐링 공정에 의해, 온간 단조 공정 후(도 2 중의 (B)의 단계)의 조직에 있어서의 미세한 구상 시멘타이트(도 4의 (B) 참조)를 효율적으로 성장시켜, 어닐링 공정 후(도 2 중의 (C)의 단계)에 있어서의 구상 시멘타이트가 분산된 조직(도 4의 (C) 참조)을 생성시킬 수 있다.
이와 같이 하여, 구름 베어링의 궤도륜용 조형재를 얻을 수 있다.
실시예
다음으로, 실시예 등에 의해, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 구름 부재 및 그 제조 방법의 작용 효과를 검증한다.
(실험예 1)
고탄소 크롬 베어링강 A(조성: 탄소 0.98질량％, 크롬 1.48질량％, 규소 0.25질량％, 망간 0.45질량％, 인 0.012질량％, 황 0.006질량％, 잔부는 철 및 불가피 불순물)를 포함하는 강재(Ae1=735℃)를 표 1에 나타나는 조건으로 단조 및 어닐링하여, 실험 번호 1∼17의 궤도륜용 조형재의 테스트 피스(형식 번호 6208)를 얻었다.
Figure pct00001
(시험예 1)
실험 번호 1∼17의 테스트 피스 중의 55개소의 비커스 경도를 JIS Z 2244에 따라서 측정하고, 측정된 55개소의 비커스 경도의 평균값을 구하였다. 또한, 실험 번호 1∼17의 테스트 피스의 중심부에 5질량％ 피크럴 부식액을 10초간 접촉시켜서 부식시키고, 부식면을 주사형 전자 현미경〔(주)시마즈 세이사쿠쇼 제조, 상품명: EPMA-1600〕에 의해 관찰하였다. 다음으로, 각 테스트 피스의 경도 및 조직의 구상화의 평가 및 종합 평가를 행하였다. 이들 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 각 테스트 피스의 경도 및 조직의 구상화의 평가 및 종합 평가의 평가 기준은 이하와 같다.
[경도의 평가 기준]
양호: 비커스 경도가 Hv240 이하이다.
불량: 비커스 경도가 Hv240을 초과한다.
[조직의 구상화의 평가 기준]
양호: 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보이지 않고, 구상 시멘타이트가 조직 중에 균일하게 분산되어 있다.
불량: 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보인다.
[종합 평가의 평가 기준]
양호: 경도 및 조직의 구상화의 평가가, 모두 양호하다.
불량: 경도 및 조직의 구상화의 평가 중 적어도 하나가 불량하다.
Figure pct00002
표 2에 나타난 결과로부터, 단조 온도가 (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+105℃)의 범위, 단조 후의 냉각 온도가 Ae1점 이하, 어닐링을 행할 때의 균열 온도가 (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)의 범위, 균열 시간이 0.5시간 이상, 균열 후의 냉각 속도가 0.30℃/s 이하 및 냉각 온도가 700℃ 이하인 조건을 만족시키는 경우(실험 번호 1∼3, 6, 10, 11, 13∼15), 얻어진 테스트 피스는, 모두 Hv240 이하(양호한 절삭성이 안정적으로 얻어지는 경도)의 비커스 경도를 갖고 있으며, 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보이지 않고, 구상 시멘타이트가 균일하게 분산된 조직을 갖고 있는 것으로부터, 경도 및 조직의 구상화 모두가 궤도륜용 조형재로서 적합한 것을 알 수 있다. 이에 비해, 균열 온도가 Ae1점+5℃(실험 번호 12), Ae1점+105℃(실험 번호 16) 또는 Ae1점+135℃(실험 번호 17)인 경우, 균열 시간이 0시간인 경우(실험 번호 9), 균열 후의 냉각 온도가 730℃(실험 번호 4) 또는 780℃(실험 번호 5), 균열 후의 냉각 속도가 0.50℃/s인 경우(실험 번호 7), 균열 후의 냉각 속도가 1.50℃/s인 경우(실험 번호 8)와 같이 상기 조건을 만족하지 않는 경우에는, 테스트 피스의 경도 및 조직의 구상화 중 적어도 한쪽이 궤도륜용 조형재로서 부적합한 것으로 되어 있는 것을 알 수 있다.
상기 고탄소 크롬 베어링강 A를 포함하는 강재 대신에 탄소 1.0질량％와 크롬 1.5질량％와 규소 0.3질량％와 망간 0.45질량％와 인 0.01질량％와 황 0.005질량％와 잔부는 철 및 불가피 불순물을 함유하는 고탄소 크롬 베어링강 B(Ae1=735℃), 탄소 0.8질량％와 크롬 1.4질량％와 규소 0.2질량％와 망간 0.4질량％와 인 0.005질량％와 황 0.004질량％와 잔부는 철 및 불가피 불순물을 함유하는 고탄소 크롬 베어링강 C(Ae1=735℃) 또는 탄소 0.9질량％와 크롬 1.7질량％와 규소 0.2질량％와 망간 0.45질량％와 인 0.005질량％와 황 0.005질량％와 잔부는 철 및 불가피 불순물을 함유하는 고탄소 크롬 베어링강 D(Ae1=745℃)를 포함하는 강재를 사용한 경우에도, 고탄소 크롬 베어링강 A를 포함하는 강재와 마찬가지의 경향이 보인다.
(실험예 2)
고탄소 크롬 베어링강(조성: 탄소 0.98질량％, 크롬 1.48질량％, 규소 0.25질량％, 망간 0.45질량％, 인 0.012질량％, 황 0.006질량％, 잔부는 철 및 불가피 불순물)을 포함하는 강재(Ae1=735℃)를 표 3에 나타나는 조건으로 단조 및 어닐링하여, 실험 번호 18∼41의 궤도륜용 조형재의 테스트 피스(형식 번호 6208)를 얻었다.
Figure pct00003
(시험예 2)
실험 번호 18 및 19의 테스트 피스 중의 55개소의 비커스 경도를 JIS Z 2244에 따라서 측정하고, 측정된 55개소의 비커스 경도의 평균값을 구하였다. 또한, 실험 번호 18 및 19의 테스트 피스의 중심부에 5질량％ 피크럴 부식액을 10초간 접촉시켜서 부식시키고, 부식면을 주사형 전자 현미경〔(주)시마즈 세이사쿠쇼 제조, 상품명: EPMA-1600〕에 의해 관찰하였다. 또한, 실험 번호 18 및 19의 테스트 피스는, 어닐링 공정에서의 승온 속도가 서로 상이한 것을 제외하고, 다른 조건은 동일한 조건으로 제조된 것이다.
그 결과, 실험 번호 18 및 19의 테스트 피스는, 모두 Hv240 이하(양호한 절삭성이 얻어지는 경도)의 비커스 경도를 갖고 있으며, 또한 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보이지 않고, 구상 시멘타이트가 균일하게 분산된 조직을 갖고 있으며, 경도 및 조직의 구상화 모두가 궤도륜용 조형재로서 적합한 것으로 되어 있었다(도시하지 않음). 따라서, 궤도륜용 조형재의 경도 및 조직의 상태에 대한 어닐링 공정에서의 승온 속도의 영향은 작은 것이 시사된다.
(시험예 3)
실험 번호 20∼27의 테스트 피스 중의 55개소의 비커스 경도를 JIS Z 2244에 따라서 측정하고, 측정된 55개소의 비커스 경도의 평균값을 구하였다. 또한, 실험 번호 20∼27의 테스트 피스의 중심부에 5질량％ 피크럴 부식액을 10초간 접촉시켜서 부식시키고, 부식면을 주사형 전자 현미경〔(주)시마즈 세이사쿠쇼 제조, 상품명: EPMA-1600〕에 의해 관찰하였다. 또한, 실험 번호 20∼27의 테스트 피스는, 어닐링 공정에서의 균열 온도가 각각 상이한 것을 제외하고, 다른 조건은 동일한 조건으로 제조된 것이다. 시험예 3에 있어서, 균열 온도와 경도의 관계를 조사한 결과 및 어닐링 공정 후에 얻어진 궤도륜용 조형재의 조직을 관찰한 결과를 도 5에 도시한다. 도 5 중, (a)는 균열 온도와 경도의 관계를 조사한 결과를 나타내는 그래프, (b)는 균열 온도가 740℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (c)는 균열 온도가 760℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (d)는 균열 온도가 820℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (e)는 균열 온도가 840℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진이다. 도면 중, 스케일바는 5㎛를 나타낸다.
도 5에 도시되는 바와 같이, 균열 온도가 760∼820℃〔(Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)〕인 경우(실험 번호 22∼25), 얻어진 테스트 피스는, 모두 Hv240 이하(양호한 절삭성이 얻어지는 경도)의 비커스 경도를 갖고 있으며, 또한 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보이지 않고, 구상 시멘타이트가 균일하게 분산된 조직을 갖는 경향이 있기 때문에, 경도 및 조직의 구상화 모두가 궤도륜용 조형재로서 적합한 것을 알 수 있다. 이에 비해, 균열 온도가 740℃(실험 번호 20), 750℃(실험 번호 21), 840℃(실험 번호 26), 850℃(실험 번호 27) 및 870℃(실험 번호 28)인 경우, 테스트 피스의 비커스 경도가 Hv240을 초과하고 있거나(절삭성이 저하되는 경도), 또는 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보인다. 따라서, 이들 결과로부터, 균열 온도는, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)인 것이 바람직한 것이 시사된다.
(시험예 4)
실험 번호 29∼33의 테스트 피스 중의 55개소의 비커스 경도를 JIS Z 2244에 따라서 측정하고, 측정된 55개소의 비커스 경도의 평균값을 구하였다. 또한, 실험 번호 29∼33의 테스트 피스의 중심부에 5질량％ 피크럴 부식액을 10초간 접촉시켜서 부식시키고, 부식면을 주사형 전자 현미경〔(주)시마즈 세이사쿠쇼 제조, 상품명: EPMA-1600〕에 의해 관찰하였다. 또한, 실험 번호 29∼33의 테스트 피스는, 어닐링 공정에서의 균열 시간이 각각 상이한 것을 제외하고, 다른 조건은 동일한 조건으로 제조된 것이다.
그 결과, 균열 시간이 0.5시간(실험 번호 30), 1시간(실험 번호 31), 1.5시간(실험 번호 32) 및 2시간(실험 번호 33)인 경우, 얻어진 테스트 피스는, 모두 Hv240 이하(양호한 절삭성이 얻어지는 경도)의 비커스 경도를 갖고 있으며, 또한 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보이지 않고, 구상 시멘타이트가 균일하게 분산된 조직을 갖고 있으며, 경도 및 조직의 구상화 모두가 궤도륜용 조형재로서 적합했다(도시하지 않음). 이에 비해, 균열 시간이 0시간(실험 번호 29)인 경우, 테스트 피스의 비커스 경도가 Hv240을 초과하고 있는(절삭성이 저하되는) 경도였다(도시하지 않음). 따라서, 이들 결과로부터, 균열 시간은, 0.5시간 이상인 것이 시사된다.
(시험예 5)
실험 번호 34∼37의 테스트 피스 중의 55개소의 비커스 경도를 JIS Z 2244에 따라서 측정하고, 측정된 55개소의 비커스 경도의 평균값을 구하였다. 또한, 실험 번호 34∼37의 테스트 피스의 중심부에 5질량％ 피크럴 부식액을 10초간 접촉시켜서 부식시키고, 부식면을 주사형 전자 현미경〔(주)시마즈 세이사쿠쇼 제조, 상품명: EPMA-1600〕에 의해 관찰하였다. 또한, 실험 번호 34∼37의 테스트 피스는, 어닐링 공정에서의 냉각 속도가 각각 상이한 것을 제외하고, 다른 조건은 동일한 조건으로 제조된 것이다. 시험예 5에 있어서, 냉각 속도와 경도의 관계를 조사한 결과 및 어닐링 공정 후에 얻어진 궤도륜용 조형재의 조직을 관찰한 결과를 도 6에 도시하였다. 도면 중, (a)는 냉각 속도와 경도의 관계를 조사한 결과를 나타내는 그래프, (b)는 냉각 속도가 7℃/min(0.12℃/s)일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (c)는 냉각 속도가 16℃/min(0.27℃/s)일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (d)는 냉각 속도가 26℃/min(0.43℃/s)일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (e)는 냉각 속도가 93℃/min(1.55℃/s)일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진이다. 도면 중, 스케일바는 5㎛를 나타낸다.
도 6에 도시하는 결과로부터, 냉각 속도가 0.12℃/s(실험 번호 34) 및 0.27℃/s(실험 번호 35)인 경우, 얻어진 테스트 피스는, 모두 Hv240 이하(양호한 절삭성이 얻어지는 경도)의 비커스 경도를 갖고 있으며, 또한 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보이지 않고, 구상 시멘타이트가 균일하게 분산된 조직을 갖고 있는 것으로부터, 경도 및 조직의 구상화 모두가 궤도륜용 조형재로서 적합한 것을 알 수 있다. 이에 비해, 냉각 속도가 1.55℃/s(실험 번호 37)인 경우, 테스트 피스의 비커스 경도가 Hv240을 초과하고 있고(절삭성이 저하되는 경도), 게다가 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보이는 것을 알 수 있다. 따라서, 이들 결과로부터, 어닐링 공정에서의 냉각 속도는 0.30℃/s 이하인 것이 바람직하고, 0.27℃/s 이하인 것이 보다 바람직한 것이 시사된다.
(시험예 6)
실험 번호 38∼43의 테스트 피스 중의 55개소의 비커스 경도를 JIS Z 2244에 따라서 측정하고, 측정된 55개소의 비커스 경도의 평균값을 구하였다. 또한, 실험 번호 38∼43의 테스트 피스의 중심부에 5질량％ 피크럴 부식액을 10초간 접촉시켜서 부식시키고, 부식면을 주사형 전자 현미경〔(주)시마즈 세이사쿠쇼 제조, 상품명: EPMA-1600〕에 의해 관찰하였다. 또한, 실험 번호 38∼43의 테스트 피스는, 어닐링 공정에서의 냉각 온도가 각각 상이한 것을 제외하고, 다른 조건은 동일한 조건으로 제조된 것이다. 시험예 6에 있어서, 냉각 온도와 경도의 관계를 조사한 결과 및 어닐링 공정 후에 얻어진 궤도륜용 조형재의 조직을 관찰한 결과를 도 7에 도시하였다. 도면 중, (a)는 냉각 온도와 경도의 관계를 조사한 결과를 나타내는 그래프, (b)는 냉각 온도가 650℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (c)는 냉각 온도가 700℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진, (d)는 냉각 온도가 730℃일 때의 궤도륜용 조형재의 조직의 도면 대용 사진이다. 도면 중, 스케일바는 5㎛를 나타낸다.
도 7에 도시하는 결과로부터, 냉각 온도가 600℃(실험 번호 38), 650℃(실험 번호 39) 및 700℃(실험 번호 40)인 경우, 얻어진 테스트 피스는, 모두 Hv240 이하(양호한 절삭성이 얻어지는 경도)의 비커스 경도를 갖고 있으며, 또한 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보이지 않고, 구상 시멘타이트가 균일하게 분산된 조직을 갖는 경향이 있기 때문에, 경도 및 조직의 구상화 모두가 궤도륜용 조형재로서 적합한 것을 알 수 있다. 이에 비해, 냉각 온도가 750℃(실험 번호 42) 및 780℃(실험 번호 43)인 경우, 테스트 피스의 비커스 경도가 Hv240을 초과하고 있고(절삭성이 저하되는 경도), 게다가 판상 또는 층상의 시멘타이트가 보이는 경향이 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 이들 결과로부터, 어닐링 공정에서의 냉각 온도는, 700℃ 이하인 것이 바람직한 것이 시사된다.
(실시예 1 및 2)
고탄소 크롬 베어링강(조성: 탄소 0.98질량％, 크롬 1.48질량％, 규소 0.25질량％, 망간 0.45질량％, 인 0.012질량％, 황 0.006질량％, 잔부는 철 및 불가피 불순물)을 포함하는 강재(Ae1=735℃)를 표 4에 나타나는 조건으로 단조 및 어닐링하였다. 얻어진 단조물에, 도 8에 도시하는 조건(실시예 1) 및 도 9에 도시하는 조건(실시예 2)으로 담금질 처리 및 템퍼링 처리를 실시하여, 궤도륜용 조형재의 테스트 피스(형식 번호 6208)를 얻었다.
Figure pct00004
(시험예 7)
실시예 1 및 2에 있어서의 어닐링 공정 후의 단조물의 중심부에 5질량％ 피크럴 부식액을 10초간 접촉시켜서 부식시키고, 부식면을 주사형 전자 현미경〔(주)시마즈 세이사쿠쇼 제조, 상품명: EPMA-1600〕에 의해 관찰하였다. 또한, 실시예 1 및 2의 테스트 피스 중의 55개소의 비커스 경도를 JIS Z 2244에 따라서 측정하고, 측정된 55개소의 비커스 경도의 평균값을 구하였다. 다음으로, 각 테스트 피스의 경도 및 어닐링 공정 후의 단조물의 조직의 구상화의 평가를 행하였다. 또한, X선 회절법에 의해, 실시예 1 및 2의 궤도륜용 조형재의 테스트 피스의 표층부 및 중앙부에 있어서 X선 회절 강도를 측정하고, 잔류 오스테나이트의 결정 구조인 fcc의 X선 회절 강도 Iγ와 템퍼링 마르텐사이트의 결정 구조인 bcc의 X선 회절 강도 Iα을 구하고, 얻어진 X선 회절 강도의 비로부터 이론식 (I):
1/Vγ=1+(Rγ/Rα)×(Iα/Iγ) (I)
(식 중 Vγ는 잔류 오스테나이트량, Rγ 및 Rα는 측정한 결정 방위에 의존한 계수, Iγ 및 Iα는 X선 회절 강도를 나타낸다)
을 사용하여, 실시예 1 및 2의 궤도륜용 조형재의 테스트 피스의 표층부 및 중앙부의 잔류 오스테나이트량을 구하였다. 시험예 7에 있어서, 어닐링 공정 후에 얻어진 단조물의 조직을 관찰한 결과를 도 10에 도시한다. 도면 중, (a)는 실시예 1의 단조물의 조직을 관찰한 결과를 도시하는 도면 대용 사진, (b)는 실시예 2의 단조물의 조직을 관찰한 결과를 도시하는 도면 대용 사진이다. 또한, 도면 중, 스케일바는 10㎛를 나타낸다. 실시예 1 및 2의 궤도륜용 조형재의 테스트 피스의 표층부 및 중앙부의 잔류 오스테나이트량, 각 테스트 피스의 경도 및 어닐링 공정 후의 단조물의 조직의 구상화를 평가한 결과를 표 5에 나타내었다. 또한, 각 테스트 피스의 경도 및 어닐링 공정 후에 얻어진 단조물의 조직의 구상화의 평가 평가 기준은, 시험예 1에서 사용된 평가 기준과 동일하다. 또한, 잔류 오스테나이트량이 구름 베어링의 궤도륜에서의 구름 이동 피로 수명의 확보와 치수 안정성의 확보를 양립하기에 적합한 양(15 체적％ 이하)인 경우를 양호로 하였다.
Figure pct00005
도 10 및 표 5에 나타난 결과로부터, 단조 온도가 (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+105℃)의 범위, 단조 후의 냉각 온도가 Ae1점 이하, 어닐링을 행할 때의 균열 온도가 (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)의 범위, 바람직하게는 어닐링을 행할 때의 균열 온도가 (Ae1점+35℃)∼(Ae1점+75℃)의 범위, 균열 시간이 0.5시간 이상, 균열 후의 냉각 속도가 0.30℃/s 이하 및 냉각 온도가 700℃ 이하인 조건을 만족하는 실시예 1 및 2은 잔류 오스테나이트량, 경도 및 조직의 구상화 모두가 궤도륜을 제조하기에 적합한 범위 내인 것을 알 수 있다.
1: 원뿔 롤러 베어링(구름 베어링)
11: 내륜(궤도륜)
12: 외륜(궤도륜)

Claims (3)

  1. 0.7∼1.2질량％의 탄소와, 0.8∼1.8질량％의 크롬을 함유하는 고탄소 크롬 베어링강을 포함하는 강재를 단조함으로써 구름 베어링의 조형재를 제조하는 방법이며,
    (A) 상기 강재를, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+105℃)의 범위 내의 단조 온도로 가열하면서 소정 형상으로 단조한 후, Ae1점 이하의 온도까지 냉각하는 공정, 및
    (B) 상기 공정 (A)에서 얻어진 단조물을, (Ae1점+25℃)∼(Ae1점+85℃)의 범위 내의 균열 온도로 가열하고, 0.5시간 이상 유지한 후, 0.30℃/s 이하의 냉각 속도로 700℃ 이하로 냉각함으로써 어닐링하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 구름 베어링의 조형재의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 균열 온도가 760∼820℃인 구름 베어링의 조형재의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각 속도가 0.27℃/s 이하인 구름 베어링의 조형재의 제조 방법.
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