轴承部件及其制造方法技术

在本发明专利技术的一个方面，一种轴承部件的制造方法包括：准备钢制的环状构件(1)的准备步骤(S10)，所述环状构件具有径向内表面(12)、径向外表面(11)和作为径向内表面与径向外表面之间距离的厚度；以及热处理步骤(S20)，所述热处理步骤进行热处理以将径向内表面和径向外表面中的一面局部加热至热处理温度、随后冷却所述径向内表面和径向外表面中的一面；该方法满足S≥930/(0.3477W

Bearing components and their manufacturing methods

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轴承部件及其制造方法
本专利技术涉及轴承部件及其制造方法。
技术介绍
滚动轴承具有轴承环和滚动元件。轴承环由内环和外环构成。内环设置在外环的径向内侧。滚动元件设置在内环与外环之间。以上基于申请人已获知的本领域通用信息描述了与本专利技术相关的常规技术，但在申请人的记忆范围内，申请人并没有本申请提交前作为现有技术文献信息而公开的信息。
技术实现思路
技术问题轴承环(例如内环)可能发生环向应力(内环的圆周方向上的拉伸应力)。如果过大的环向应力作用在轴承环上，则会导致轴承环开裂。为了抑制由过大的环向应力导致开裂，预先将压缩残余应力施加到轴承环的滚道表面是有效的。原则上，通过进行表面硬化(或仅对表面进行淬火)可以将压缩残余应力施加到轴承环的滚道表面。然而，当使用薄的轴承环时，不仅被加热表面而且与其相对的表面都容易硬化，因此难以实现表面硬化。所以，一般不将压缩残余应力施加到内环的滚道表面。这是因为，常规技术中表面硬化的合适条件尚未明确。本专利技术鉴于常规技术中的上述问题完成了本专利技术。更具体而言，提供了一种能够抑制由环向应力所引起的开裂等的轴承部件及其制造方法。解决技术问题的技术方案根据本专利技术的一个方面，轴承部件包括具有径向内表面和径向外表面的环状钢制构件。该环状构件仅在径向内表面和径向外表面中的一面上具有淬火硬化层。根据本专利技术的一个方面，一种用于制造轴承部件的方法包括：准备钢制的环状构件的准备步骤，该环状构件具有径向内表面、径向外表面和作为径向内表面与径向外表面之间距离的厚度；以及热处理步骤，该热处理步骤进行热处理以将径向内表面和径向外表面中的一面局部加热至热处理温度、随后冷却所述径向内表面和径向外表面中的一面；该方法满足S≥930/(0.3477W2-1.594W-0.804)，其中S表示加热表面时所施加的平均升温速率(单位：℃/秒)，W表示厚度(单位：mm)。专利技术的有利效果根据本专利技术的一个方面的轴承部件及其制造方法能够抑制由环向应力所引起的开裂等。附图说明图1是第一实施方式的轴承部件的俯视图。图2是沿图1中所示的II-II线剖开的剖视图。图3是第一实施方式的轴承部件的制造方法的流程图。图4是第二实施方式的轴承部件的制造方法的流程图。图5是显示氢释放量的测量结果的图。图6是第三实施方式的轴承部件的制造方法的流程图。图7是显示热处理步骤进行之后碳化物面积率与热处理温度之间关系的图。图8是显示第三实施方式的轴承部件的制造方法中热处理步骤中的加热模式的一例的曲线图。图9是显示第三实施方式的轴承部件的制造方法中热处理步骤中的加热模式的另一例的曲线图。具体实施方式下面参照附图来描述实施实施方式。附图中，任何相同或等同的部件均标以同样的附图标记，不再赘述。(第一实施方式)下面描述第一实施方式的轴承部件的构造。图1是第一实施方式的轴承部件的俯视图。图2是沿图1中所示的II-II线剖开的剖视图。如图1和图2所示，第一实施方式的轴承部件例如是滚动轴承的内环。但第一实施方式的轴承部件不限于此。第一实施方式的轴承部件也可以是滚动轴承的外环。第一实施方式的轴承部件具有环状构件1。环状构件1由钢制成。此外，构成环状构件1的钢例如是高碳铬轴承钢。高碳铬轴承钢是JIS4805:2008中规定的一种钢。环状构件1具有径向外表面11、径向内表面12、顶面13和底面14。径向外表面11是位于环状构件1径向外侧的表面。径向内表面12是位于环状构件1径向内侧的表面。顶面13是垂直于环状构件1的轴线的表面。底面14是与顶面13相反的表面。环状构件1具有外径D和内径d。外径D在径向外表面11与径向内表面12之间具有最小距离的位置处测得。环状构件1具有厚度W和宽度T。厚度W是径向外表面11与径向内表面12之间距离的最小值。从不同观点来看，厚度W具有外径D与内径d之差除以2而得的值。宽度T是顶面13与底面14之间的距离。厚度W优选在5mm以上。厚度W优选在100mm以下。环状构件1具有淬火硬化层15。淬火硬化层15仅形成在环状构件1的径向外表面11和径向内表面12中的一面、而不形成在另一面上。第一实施方式的轴承部件是滚动轴承的内环时，淬火硬化层15仅形成在环状构件1的径向外表面11侧、而不形成在环状构件1的径向内表面12侧上。淬火硬化层15是构成环状构件1的钢经马氏体化的层。是否形成有淬火硬化层15可通过结构观察来确定。淬火硬化层15优选具有8％～12％的碳化物面积率。碳化物面积率通过对由显微镜拍得的图像应用图像处理来测定。下面描述第一实施方式的轴承部件的制造方法。图3是第一实施方式的轴承部件的制造方法的流程图。如图3所示，第一实施方式的轴承部件的制造方法包括材料准备步骤S10和热处理步骤S20。第一实施方式的轴承部件的制造方法还可包括后处理步骤S30。第一实施方式的轴承部件的制造方法还可包括组装步骤S40。在第一实施方式的轴承部件的制造方法中，首先，进行材料准备步骤S10。在材料准备步骤S10中，准备钢制的工件。工件例如是要制成轴承部件如轴承的外环、内环等的钢制的构件。工件是环状构件1。用于工件的钢例如是高碳铬轴承钢。然后，进行热处理步骤S20。热处理步骤S20包括加热步骤S21和冷却步骤S22。在热处理步骤S20中，先进行加热步骤S21。在热处理步骤S20中，冷却步骤S22在加热步骤S21之后进行。热处理步骤S20还可包括回火步骤S23。回火步骤S23在冷却步骤S22之后进行。在热处理步骤S20中，环状构件1被加热。环状构件1被局部加热。环状构件1在径向外表面11和径向内表面12中的一面侧被加热。例如，在第一实施方式的轴承部件的制造方法中所制成的轴承部件是滚动轴承的内环时，环状构件1在径向外表面11侧被加热。局部加热环状构件1是指仅环状构件1的表面附近为被加热区域。环状构件1可用任何常规的公知方法来局部加热。更具体而言，环状构件1可通过利用例如感应加热、激光照射、电加热等来局部加热。优选地，环状构件1通过感应加热来局部加热。被加热区域的温度称为热处理温度。注意此处所述的热处理温度是指环状构件1的被加热部分的表面温度。热处理温度可使用例如辐射温度计等来测定。热处理温度是等于或高于A1点的温度即可。热处理温度也可以是等于或高于A3点的温度。热处理温度优选为900℃～1000℃。此处，A1点是钢开始奥氏体化的温度，A3点是钢完全奥氏体化的温度。环状构件1以平均升温速率S来加热。平均升温速率S是热处理温度除以室温升温至热处理温度所需的时间而得的值。平均升温速率S可通过例如使用用于测量工件温度的手段和PLC(可编程逻辑控制器)来控制。环状构件1的平均升温速率S(单位：℃)和厚度W(单位：mm)满足S≥930/(0.3477W2-1.594W-0.804)的关系。平均升温速率S与环状构件1的厚度W之间的关系通过电磁场热传导分析来导出。热处理步骤S20中，在达到热处理温度之后，将环状构件1保持在该条件下一段规定的时间(以下称为均热时间)。均热时间优选为环状构件1的径向外表面11达到8％～12％的碳化物面积率所需的时间。具体而言，均热时间优选为2秒～200秒。在冷却步骤S22中，环状构件1被冷却。环状构件1使用任何常规的公知制冷剂来冷却。用于冷却环状构件1的制冷剂例如是油本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.轴承部件的制造方法，包括：准备钢制的环状构件的准备步骤，所述环状构件具有径向内表面、径向外表面和作为径向内表面与径向外表面之间距离的厚度；以及热处理步骤，所述热处理步骤进行热处理以将径向内表面和径向外表面中的一面局部加热至热处理温度、随后冷却所述径向内表面和径向外表面中的一面；该方法满足S≥930/(0.3477W

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.28 JP 2016-256637;2016.12.28 JP 2016-256631.轴承部件的制造方法，包括：准备钢制的环状构件的准备步骤，所述环状构件具有径向内表面、径向外表面和作为径向内表面与径向外表面之间距离的厚度；以及热处理步骤，所述热处理步骤进行热处理以将径向内表面和径向外表面中的一面局部加热至热处理温度、随后冷却所述径向内表面和径向外表面中的一面；该方法满足S≥930/(0.3477W2-1.594W-0.804)，其中S表示热处理温度除以室温升温至热处理温度所需的时间而获得的平均升温速率(单位：℃/秒)，W表示厚度(单位：mm)。2.如权利要求1所述的轴承部件的制造方法，其中，所述热处理温度为900℃～1000℃，在所述热处理步骤中，所述热处理的条件满足以下关系：6.600×10-4X2-1.205X+5.539×102<Y，和1.160×10-3X2-2.094X+9.472×102<Y，其中Y(单位：％)表示热处理步骤后环状构件的碳化物面积率，X(单位：℃)表示热处理温度。3.如权利要求2所述的轴承部件的制造方法，其中，在所述热处理步骤中，所述热处理的条件满足以下关系：900℃≤X≤950℃，和8％≤Y≤12％。4.如权利要求1～3中任一项所述的轴承部件的制造方法，其中，在所述热处理步骤中，所述环状构件通过感应加热来加热。5.如权利要求1～4中任一项所述的轴承部件的制造方法，其中，构成所述环状构件的钢是高碳铬轴承钢。6.如权利要求1～5中任一项所述的轴承部件的制造方法，其中，所述厚度为5mm～100mm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：结城敬史，佐藤美有，大木力，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP