具有出色滚动疲劳寿命的钢构件制造技术

提供了一种具有出色滚动疲劳寿命的用于机械部件的钢构件，其中限制钢中的氧含量和硫含量，并且将夹杂物与相邻基体之间的粘附性的指标的空隙率限制为不大于特定值。钢构件是用于具有58HRC以上的表面硬度的机械部件的钢构件，所述钢构件具有出色滚动疲劳寿命，该钢构件具有8ppm以下的氧含量和0.008质量％以下的硫含量，其中从包含钢构件的滚动体在负荷下在其上滚动的滚动面平行于滚动面收集的待检测的面积为40mm2以上且400mm2以下的试样，观察所有有效有害长度4为10μm以上并且有效有害宽度6为2μm以上的夹杂物1，计算每个夹杂物1的定义为空隙率＝空隙2的面积/(空隙2的面积+夹杂物1的面积)的空隙率，所有所观察的夹杂物1的空隙率的平均值为8％以下，并且作为空隙率小于1.0％的夹杂物1与所有所观察的夹杂物1的比例的空隙零个数率为30％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】提供了一种具有出色滚动疲劳寿命的用于机械部件的钢构件，其中限制钢中的氧含量和硫含量，并且将夹杂物与相邻基体之间的粘附性的指标的空隙率限制为不大于特定值。钢构件是用于具有58HRC以上的表面硬度的机械部件的钢构件，所述钢构件具有出色滚动疲劳寿命，该钢构件具有8ppm以下的氧含量和0.008质量％以下的硫含量，其中从包含钢构件的滚动体在负荷下在其上滚动的滚动面平行于滚动面收集的待检测的面积为40mm2以上且400mm2以下的试样，观察所有有效有害长度4为10μm以上并且有效有害宽度6为2μm以上的夹杂物1，计算每个夹杂物1的定义为空隙率＝空隙2的面积/(空隙2的面积+夹杂物1的面积)的空隙率，所有所观察的夹杂物1的空隙率的平均值为8％以下，并且作为空隙率小于1.0％的夹杂物1与所有所观察的夹杂物1的比例的空隙零个数率为30％以上。【专利说明】具有出色滚动疲劳寿命的钢构件 相关申请的交叉引用 本申请要求在2012年8月10日提交的日本专利申请号2012-178515和在2013 年4月4日提交的日本专利申请号2013-78577的优先权，它们的全部内容通过引用结合在 此。
本专利技术涉及用于机械部件或装置的钢构件，对于所述机械部件或装置要求出色滚 动疲劳寿命，并且所述机械部件或装置硬化为具有58HRC以上的表面硬度并用作如轴承、 齿轮、轮毂单元、环形CVT装置、等速万向节或曲柄销。
技术介绍
近年来，随着各种机械装置日益高性能化，对其要求滚动疲劳寿命的机械部件或 装置的使用环境已变得严苛。因此，对于改善这些机械部件或装置的操作寿命和可靠性的 要求增加了。对应这样的要求，作为钢构件方面的手段，已经进行了钢成分的适当调节或者 对滚动疲劳寿命有害的杂质元素的减少，以改善操作寿命和可靠性。 作为常规的钢，已经提出轴承钢，其是具有出色滚动疲劳寿命的钢，并且其中氧化 物系非金属夹杂物的最大粒径为8 y m以下，其为用于制造机械部件的钢（例如，见专利文 献1)。 此外，已经提议了表面硬化钢，其中作为对于钢的洁净度的评价值的通过极值统 计法得到的V面积最大值为30ym以下，并且其在准高温环境下具有出色的滚动疲劳特性 (例如，参见专利文献2)。 现有技术文献1和现有技术文献2直接关注夹杂物的尺寸作为解决问题的手段。 引用清单 专利文献 专利文献1 :JP6_271982A 专利文献2 :JP2001-234275A 专利技术概述 本专利技术的专利技术人为了防止早期破损着眼于需要出色滚动疲劳寿命的机械部件的 L1(l寿命，定量评价了钢中的非金属夹杂物与钢（基体）之间的粘附性，并进行了深入研宄。 作为结果，本专利技术的专利技术人发现，如下所定义的有效有害长度和有效有害宽度中的每一个 上的降低，对于改善L 1(l寿命以及对于帮助改善轴承寿命的可靠性而言是有效的。本专利技术的 专利技术人随后发现，除了夹杂物本身的直径上的降低之外，通过消除夹杂物周围的空隙改善 夹杂物和基体之间的粘附性对于此目的而言也是有效的。上述L 1(l寿命是，在同一堆试样在 相同条件下试验时，90%的试样没有剥离地旋转的转数。 通过以下两个表达式定义有效有害长度和有效有害宽度： 有效有害长度=夹杂物长度+夹杂物长度方向上的空隙长度；以及 有效有害宽度=夹杂物宽度+夹杂物宽度方向上的空隙宽度。 长期以来，已经注意到了在非金属夹杂物中的氧化物的有害性质。这是因为氧化 物系夹杂物在任何加工温度范围中都比基体钢更硬，并且因此在加工钢的过程中很难跟随 基体且很难变形，并且因此，在加工之后，可能存在没有与基体密切接触的部分。本专利技术的 专利技术人已经发现，为了降低氧化物系夹杂物对滚动疲劳寿命的不利影响，至少必须将钢中 的氧含量限制在8ppm以下。相反，硫化物系夹杂物在加工钢的过程中容易跟随基体并且容 易变形，并且因此被认为比氧化物系夹杂物具有更低水平的有害性质。然而，钢中较高的S 含量导致容易产生大的硫化物系夹杂物，从而对滚动疲劳寿命有害。因此，为了降低硫化物 系夹杂物对滚动疲劳寿命的不利影响，至少必须将钢中的S含量限制在0. 008质量％以下。 为了允许钢具有出色滚动疲劳寿命，即出色的L1(l，必须如上所述将钢中的氧含量 限制在8ppm以下，将钢中的S含量限制在0. 008质量％以下，并且款所得到的钢的加工设 计为满足如下所示的评价方法和评价指标。 这意味着，通过以下方式进行该评价方法：从通过接收负荷而旋转的滚动体的滚 动面平行于滚动面收集和观察具有40mm2以上且400mm2以下的待检测面积的试样。在完成 本专利技术时的技术水平上，评价夹杂物周围粘附性的手段是直接观察法，并且该观察是必须 的。以这样的方式通过观察法评价夹杂物的技术包括ASTM方法等。顺带提及，至今对夹杂 物周围粘附性的定量评价尚未有提及，并且在常规技术中的关注尚未聚焦于该评价。 就此而言，本专利技术所要解决的问题是通过以下方式提供在具有出色滚动疲劳寿命 的机械部件中使用的钢构件：限制钢中的氧和硫的含量，并且在通过合适的加工制备的构 件中，观察在滚动面附近一定范围内的钢材料，以定量地评价夹杂物和相邻基体之间的粘 附性，并调节该粘附性指数至合适的范围内。 根据本专利技术的一个实施方案，提供了具有出色滚动疲劳寿命的钢构件，其用于具 有58HRC以上的表面硬度的机械部件中，所述钢构件具有8ppm以下的氧含量和0. 008质 量％以下的硫含量，其中，当从滚动体在负荷下在其上旋转的滚动面附近收集具有40mm2 以上的待检测面积的试样，且所述面积平行于所述滚动面确定时，观察所有具有10 U m以 上的有效有害长度以及2 ym以上的有效有害宽度的夹杂物；计算每个夹杂物的如下限定 的空隙率；所有所观察的夹杂物的空隙率的平均值为8%以下；并且将空隙零个数率定义 为空隙率<1. 0%的夹杂物的个数与所有所观察的夹杂物的比例，空隙零个数率为30%以 上，条件是 空隙率=空隙面积八空隙面积+夹杂物面积） 其中有效有害长度是实际夹杂物和所述夹杂物周围的空隙的长度，并且所述有效 有害宽度是实际夹杂物和所述夹杂物周围的空隙的长度。 根据本专利技术的另一个实施方案，提供了一种具有出色滚动疲劳寿命的钢构件，其 用于具有58HRC以上的表面硬度的机械部件中，所述钢构件具有8ppm以下的氧含量和 0. 008质量％以下的硫含量，其中，当从滚动体在负荷下在其上旋转的滚动面附近收集具有 40mm2以上且400mm2以下的待检测面积的试样，且所述面积平行于所述滚动面确定时，观察 所有具有10 u m以上的有效有害长度以及2 y m以上的有效有害宽度的夹杂物；计算每个夹 杂物的如下限定的空隙率；所有所观察的夹杂物的空隙率的平均值为8%以下；并且将空 隙零个数率定义为在所有所观察的夹杂物中空隙率小于1. 0%的夹杂物的个数与所有所观 察的夹杂物的个数的比例，空隙零个数率为30%以上，条件是 空隙率=空隙面积八空隙面积+夹杂物面积） 其中所述有效有害长度是实际夹杂物和所述夹杂物周围的空隙的长度，且所述有 效有害宽度是实际夹杂物和所述夹杂物周围的空隙的宽度。 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有出色滚动疲劳寿命的钢构件，所述具有出色滚动疲劳寿命的钢构件用于具有58HRC以上的表面硬度的机械部件，所述钢构件具有8ppm以下的氧含量和0.008质量％以下的硫含量，其中当从滚动体在负荷下在其上旋转的滚动面收集具有40mm2以上且400mm2以下的待检测面积的试样，并且所述面积平行于所述滚动面确定时，观察所有具有10μm以上的有效有害长度以及2μm以上的有效有害宽度的夹杂物，所述有效有害长度是实际夹杂物和所述夹杂物周围的空隙的长度，所述有效有害宽度是实际夹杂物和所述夹杂物周围的空隙的宽度；并且计算每个夹杂物的由以下表达式定义的空隙率：空隙率＝空隙面积/(空隙面积+夹杂物面积)，所有所观察的夹杂物的空隙率的平均值为8％以下；并且假如将空隙零个数率定义为在所有所观察的夹杂物中空隙率少于1.0％的夹杂物与所有所观察的夹杂物的比例，所述空隙零个数率为30％以上。

【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：中沟利尚，藤松威史，
申请(专利权)人：山阳特殊制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP