冷加工性优异的轴承用钢材及其制造方法技术

技术编号:10732458 阅读:136 留言:0更新日期:2014-12-10 10:01
一种轴承用钢材满足规定的化学成分组成,并满足母材的从与球状化渗碳体的边界面起到20nm位置的区域中(界面区域)中所含的Si(界面Si):0.6%以下(不含0%)、Ni(界面Ni):0.10%以下(不含0%)、Cu(界面Cu):0.10%以下(不含0%)、Mo(界面Mo):0.03%以下(含0%)、Mn(界面Mn):0.10%以下(不含0%)以及Cr(界面Cr):0.9%以下(不含0%),并且,球状化渗碳体的圆形度系数为0.80以上。轴承用钢材在通过冷加工制造轴承零件时,能够发挥良好的冷加工性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种轴承用钢材满足规定的化学成分组成,并满足母材的从与球状化渗碳体的边界面起到20nm位置的区域中(界面区域)中所含的Si(界面Si):0.6%以下(不含0%)、Ni(界面Ni):0.10%以下(不含0%)、Cu(界面Cu):0.10%以下(不含0%)、Mo(界面Mo):0.03%以下(含0%)、Mn(界面Mn):0.10%以下(不含0%)以及Cr(界面Cr):0.9%以下(不含0%),并且,球状化渗碳体的圆形度系数为0.80以上。轴承用钢材在通过冷加工制造轴承零件时,能够发挥良好的冷加工性。【专利说明】
本专利技术涉及用于制造汽车和各种工业机械等所使用的轴承零件的钢材,特别是在 通过冷加工制造轴承零件时,发挥良好的冷加工性的轴承用钢材及其制造方法。
技术介绍
历来,作为在汽车和各种工业机械等各种领域中使用的轴承的材料,使用JIS G 4805(1999)规定的SUJ2等高碳铬轴承钢。 本申请 申请人:进行了各种作为上述轴承用钢材能够得到优异的特性的提案,例如 专利文献1,为了使加工成制品形状时的研磨性良好,并且稳定得到良好的滚动疲劳寿命, 而特别是限定在钢中分散的A1系氮化合物的大小和密度、以及渗碳体的大小和面积率。另 夕卜,专利文献2为了进一步提高滚动疲劳寿命,而限定在条纹状偏析产生的Cr稠化部和Cr 非偏析部分别观察到的碳化物面积率之比。另外,专利文献3提出了为了得到即使进行拉 丝减面率超过大约50% (进一步为70%)这种强拉丝加工也不会断线的、适于强拉丝加工 的轴承钢线材,而控制制造条件,将球状化退火后的渗碳体的平均当量圆直径和标准偏差 限定为一定以下来抑制偏差。 另外,轴承零件是通过对线材和棒钢等的形状的轴承用钢材实施切断、锻造、切削 等冷加工而加工成最终形状而得到。但是,热轧状态的上述线材和棒材过硬而难以进行上 述冷加工,因此,为了提高冷加工性,通过在冷加工前实施球状化退火。为了确保优异的冷 加工性,重要的是控制上述球状化退火后的钢材(球状化退火材)的组织,而提出了各种方 案。 例如,在专利文献4中提出了通过控制制造工序中的热轧温度和冷却速度,来实 现网状先共析渗碳体的降低和珠光体片层间隔的粗大化。但是,在该技术中,由于使球状化 渗碳体均匀且微细地分散,因此难以说硬度得到充分的降低。 另外,在专利文献5中公开了通过限定球状化退火处理后,经冷拉丝后的铁素体 平均粒径、渗碳体平均粒径,由此提高冷加工性的专利。但是,由于存在C和Cr的含量多, 生成共晶碳化物的情况,因此,必须扩散退火,另外,在经球状化退火后,还要以20?40% 实施冷拉丝,因此,钢材的成品率恶化,制造成本变高。 但是近年来,从进一步降低成本和削减co2的观点出发,要求更优异的冷加工性。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开2011-111668号公报 专利文献2 :日本特开2010-047832号公报 专利文献3 :日本特开2007-224410号公报 专利文献4 :日本特开平6-299240号公报 专利文献5 :日本特开2001-294972号公报
技术实现思路
本专利技术鉴于上述情况而形成,其目的在于实现发挥比现有优异的冷加工性的轴承 用钢材及其制造方法。 用于解决技术课题的技术手段 能够解决上述课题的本专利技术的冷加工性优异的轴承用钢材,其特征在于,满足 C :0.95?1. 10% (质量%的意思,关于化学成分以下相同)、 Si :0· 10 ?0· 30%、 Μη :0· 1%?0· 40%、 Cr :1· 00 ?1. 50%、 Ni :0· 05 % 以下(不含 0 % )、 Cu :0· 05% 以下(不含 0% )、以及 Mo :0.03% 以下(含 0% ), 余量由铁以及不可避免的杂质构成, 母材的从与球状化渗碳体的边界面起到20nm位置的区域(界面区域)中所含的 Si (界面Si)、Ni (界面Ni)、Cu (界面Cu)、Mo (界面Mo)、Mn (界面Μη)以及Cr (界面Cr)满 足下述范围,并且,球状化渗碳体的圆形度系数为0.80以上。 界面Si :0· 6%以下(不含0% ) 界面Ni :0· 10%以下(不含0% ) 界面Cu :0· 10%以下(不含0% ) 界面 Mo :0· 〇3% 以下(含 0% ) 界面Μη :0· 10%以下(不含0% ) 界面Cr :0· 9%以下(不含0% ) 本专利技术还包括冷加工性优异的轴承用钢材的制造方法,其特征在于,是制造上述 轴承用钢材的方法,其中, 使用上述成分组成的钢材,在热轧后进行球状化退火,热轧后到740°C的平均冷却 速度为8°C /s以上,并且,在球状化退火中,从室温到780?800°C的温度区域(均热温度) 以100?150°C /hr的平均升温速度升温,在上述均热温度进行1?2小时加热后,从上述 均热温度到680°C为止以50?150°C /hr的平均冷却速度进行冷却。 专利技术效果 根据本专利技术,能够得到与现有相比发挥优异的冷加工性的轴承用钢材。如果使用 该轴承用钢材,则能够良好地进行切断、锻造。切削等冷加工。由此,在制造滚珠、滚柱、滚 针、座圈等轴承零件时,能够实现所使用的模具的长寿命化。另外,由于能够通过冷加工制 造在热态加工而成的环等,因此,能够削减零件制造工序中的C0 2排出量。另外,能够缩短 球状化时间,还能够降低成本。 【具体实施方式】 本【专利技术者】们以进一步提高轴承用钢材的冷加工性为目标,为了降低冷加工时产生 的变形阻力,在球状化退火材的组织中,特别是着眼于作为最弱部的球状化渗碳体和母相 的界面,详细地说,是与母相的球状化渗碳体的截面区域的组织(铁素体组织)进行了锐意 研究。 其结果是发现,(a)为了降低冷加工时产生的变形阻力,降低从球状化渗碳体表面 起到20nm的位置为止的母相区域(以下,将该母相区域称为"界面区域")的组织中的固溶 元素(Si、Cr、Mn、Ni、Cu、Mo)非常有效。 另外,进一步判明(b)使球状化渗碳体的圆形度系数为0. 80以上,确保优异的变 形能力也对进一步提高冷加工性有效。 以下,首先对上述(a)进行详细说明。 在现有的球状化退火材的组织中,在通过FE-TEM的EDX对界面区域的元素浓度进 行线分析时,判明在该界面区域中,Si、Cu、Ni、Mo比钢材母相的各元素浓度高而稠化,Cr、 Μη比钢材母相的各元素浓度低而匮乏。 Si、Ni、Cu、Mo均是平衡分布系数低的元素,在球状化退火中难以融入渗碳体,因 此,在渗碳体和母相的界面稠化,其结果认为,界面区域的铁素体组织强化,变形阻力增大。 由此,从降低变形阻力的观点出发,降低该界面区域的Si、Ni、Cu、Mo即可。 另一方面,Mn、Cr均是平衡分布系数高的元素,在球状化退火中容易融入渗碳体, 因此,在渗碳体和母相的界面中,生成Mn、Cr的匮乏区域。Mn、Cr匮乏时,认为铁素体组织 的强度降低,因此,能够降低变形阻力。 如上所述,为了确本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种冷加工性优异的轴承用钢材,其特征在于,满足C:0.95~1.10%(质量%的意思,关于化学成分以下相同)、Si:0.10~0.30%、Mn:0.1%~0.40%、Cr:1.00~1.50%、Ni:0.05%以下(不含0%)、Cu:0.05%以下(不含0%)、以及Mo:0.03%以下(含0%),余量由铁以及不可避免的杂质构成,母材的从与球状化渗碳体的边界面起到20nm位置的区域(界面区域)中所含的Si(界面Si)、Ni(界面Ni)、Cu(界面Cu)、Mo(界面Mo)、Mn(界面Mn)以及Cr(界面Cr)满足下述范围,并且,球状化渗碳体的圆形度系数为0.80以上,界面Si:0.6%以下(不含0%)界面Ni:0.10%以下(不含0%)界面Cu:0.10%以下(不含0%)界面Mo:0.03%以下(含0%)界面Mn:0.10%以下(不含0%)界面Cr:0.9%以下(不含0%)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:贝塚正树新堂阳介
申请(专利权)人:株式会社神户制钢所
类型:发明
国别省市:日本;JP

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