滚动构件和滚动轴承制造技术

滚动构件是具有接触面的进行了淬火的钢制成的。滚动构件在从接触面到深度20μm为止的区域具备表层部。钢含有0.70质量％以上1.10质量％以下的碳、0.15质量％以上0.35质量％以下的硅、0.30质量％以上0.60质量％以下的锰、1.30质量％以上1.60质量％以下的铬、0.01质量％以上0.50质量％以下的钼、和0.01质量％以上0.50质量％以下的钒，并且残余部分由铁和不可避免的杂质构成。表层部中的氮的含量为0.2质量％以上0.8质量％以下。质量％以上0.8质量％以下。质量％以上0.8质量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滚动构件和滚动轴承


[0001]本专利技术涉及滚动构件和滚动轴承。

技术介绍

[0002]以往，滚动轴承的轨道圈、滚动体等滚动构件由JIS标准(JIS G 4805:2008)规定的高碳铬轴承钢(SUJ2、SUJ3等)形成。此外，为了改善滚动构件表面的耐久性，以往在表层部进行了渗氮处理。
[0003]近年来，滚动轴承的使用环境变得越来越严酷。因此，仅用SUJ2、SUJ3等普通的钢材形成滚动构件、并在其表层部实施渗氮处理的情况下，有时不能获得充分的耐久性。
[0004]专利文献1(日本专利特许第3873741号公报)及专利文献2(日本专利特许第5372316号公报)中记载的滚动轴承中，通过用硅(Si)、锰(Mn)的添加量多的钢材形成滚动构件，期待伴随滑动接触的环境下和润滑油干涸的情况下的耐磨耗性和耐烧结性的改善。
[0005]专利文献3(日本专利特开2000
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282178号公报)中记载的滚动轴承中，通过在滚动构件所用的钢材中添加较多的铬(Cr)以在表面形成钝化膜，从而抑制氢侵入钢中。现有技术文献专利文献
[0006]专利文献1：日本专利特许第3873741号公报专利文献2：日本专利特许第5372316号公报专利文献3：日本专利特开2000
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282178号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0007]但是，考虑到近年来对滚动构件的耐久性提高的要求时，专利文献1～专利文献3记载的滚动轴承的情况下，根据用途有时会有滚动构件的耐久性不足的情况。
[0008]例如，在专利文献3记载的滚动轴承中，通过在钢材中添加铬，有时钢中的碳化物变得粗大。粗大的碳化物成为应力集中源，有时会成为早期剥离的起点。
[0009]此外，钝化膜具有抑制氢向钢中扩散的效果，但同时也具有促进氢吸附的效果。专利文献3中记载的滚动轴承是间歇使用的滚动轴承的情况下，在停止时氢散逸，因此藉由钝化膜延缓氢侵入钢中对于防止早期剥离是有效的。但是，专利文献3记载的滚动轴承是连续使用的滚动轴承的情况下，钝化膜上吸附大量的氢，侵入钢中的氢的量增加，结果是容易发生早期剥离。
[0010]今后，预想无人连续运转的滚动轴承增加，但对于这种用途，包括专利文献3中记载的滚动轴承在内的现有的滚动轴承的耐久性都是不足够的。
[0011]本专利技术基于如上所述的现有技术的问题点而完成。更具体而言，本专利技术提供能够实现更长寿命的滚动构件和滚动轴承。解决技术问题所采用的技术方案
[0012]本专利技术的一种形态的滚动构件是由具有接触面的进行了淬火的钢制成的。滚动构件在从接触面到深度20μm为止的区域具备表层部。钢含有0.70质量％以上1.10质量％以下的碳、0.15质量％以上0.35质量％以下的硅、0.30质量％以上0.60质量％以下的锰、1.30质量％以上1.60质量％以下的铬、0.01质量％以上0.50质量％以下的钼、和0.01质量％以上0.50质量％以下的钒，并且残余部分由铁和不可避免的杂质构成。表层部中的氮的含量为0.2质量％以上0.8质量％以下。
[0013]上述的滚动构件中，钢可以含有0.90质量％以上1.10质量％以下的碳、0.20质量％以上0.30质量％以下的硅、0.40质量％以上0.50质量％以下的锰、1.40质量％以上1.60质量％以下的铬、0.20质量％以上0.30质量％以下的钼、和0.20质量％以上0.30质量％以下的钒，并且残余部分由铁和不可避免的杂质构成。表层部中的氮的含量可以为0.3质量％以上0.5质量％以下。
[0014]上述的滚动构件中，在与接触面正交的剖面视角下，表层部中可以在每100μm2中存在合计60个以上的粒径为0.50μm以下的析出物、且表层部中的析出物的面积率的合计为1％以上10％以下。距接触面深度为50μm的位置处的残留奥氏体量的体积率可以为20％以上40％以下。距接触面深度为50μm的位置处的硬度可以为653Hv以上800Hv以下。
[0015]上述的滚动构件中，在与接触面正交的剖面视角下，表层部中可以在每100μm2中存在合计80个以上的粒径为0.50μm以下的析出物、且表层部中的析出物的面积率的合计为2％以上7％以下。距接触面深度为50μm的位置处的残留奥氏体量的体积率可以为25％以上35％以下。距接触面深度为50μm的位置处的硬度可以为653Hv以上800Hv以下。
[0016]本专利技术的一种形态的滚动轴承具备轨道构件、和与轨道构件接触地配置的滚动体。轨道构件和滚动体中的至少一者是上述的滚动构件。专利技术效果
[0017]根据本专利技术的一种形态的滚动构件和滚动轴承，能够实现长寿命化。附图的简要说明
[0018]图1是滚动轴承100的剖视图。图2是示出滚动轴承100的制造方法的工序图。图3是示出样品1的内圈和外圈的表层部中的碳和氮的含量的分布图。图4是示出样品2的内圈和外圈的表层部中的碳和氮的含量的分布图。图5是样品1的内圈和外圈的表层部中的代表性的剖面FE
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SEM图像。图6是样品2的内圈和外圈的表层部中的代表性的剖面FE
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SEM图像。图7是示出滚动疲劳寿命试验结果的图。图8是内圈210的剖视图。图9是图8中的IX处的放大图。图10是示出内圈210的制造方法的工序图。图11是滚动轴承200的剖视图。图12是示出样品4的垫圈的轨道面附近的氮浓度和碳浓度的测定结果的图。图13是示出样品5的垫圈的轨道面附近的氮浓度和碳浓度的测定结果的图。图14是样品4的垫圈的表层部的SEM图像。图15是样品5的垫圈的表层部的SEM图像。
图16是样品4的垫圈的表层部的EBSD的相图。图17是样品5的垫圈的表层部的EBSD的相图。图18是样品6的垫圈的表层部的EBSD的相图。图19是示出样品4～样品6的垫圈的表层部中的马氏体块状晶粒的平均粒径的柱状图。图20是示出滚动疲劳寿命试验结果的图。
具体实施方式
[0019]参照附图对于本专利技术的实施方式进行详细说明。在以下附图中，对相同或相应部分标以相同参照符号，不重复进行说明。
[0020](第一实施方式的滚动轴承的构成)以下，对第一实施方式的滚动轴承(以下记为“滚动轴承100”)的构成进行说明。滚动轴承100例如是带平面座圈的单向推力滚珠轴承。但是，滚动轴承100并不限定于此。
[0021]滚动轴承100例如用于车辆(燃料电池车、电动汽车等)的变速驱动桥、车辆的传动(无级变速器等)、或车辆的电机(用于驱动装置、用于变速器)。滚动轴承100可以用于燃料电池车的氢减压阀或用于燃料电池车的氢循环器。滚动轴承100也可以用于车辆的电气部件或车辆的辅助机器(交流发电机、汽车空调的电磁离合器、风扇耦合装置、中间皮带轮、电风扇电机、压缩机等)。
[0022]滚动轴承100可以是轮毂轴承。滚动轴承100可以用于机床(用于主轴等)、风力发电装置(用于增速器等)、铁路车辆(用于车轴、驱动装置、主电机等)、建筑机械(用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种滚动构件，其为具有接触面的进行了淬火的钢制成的滚动构件，其中，所述滚动构件在从所述接触面到深度20μm为止的区域具备表层部，所述钢含有0.70质量％以上1.10质量％以下的碳、0.15质量％以上0.35质量％以下的硅、0.30质量％以上0.60质量％以下的锰、1.30质量％以上1.60质量％以下的铬、0.01质量％以上0.50质量％以下的钼、和0.01质量％以上0.50质量％以下的钒，并且残余部分由铁和不可避免的杂质构成，所述表层部中的氮的含量为0.2质量％以上0.8质量％以下。2.如权利要求1所述的滚动构件，其中，所述钢含有0.90质量％以上1.10质量％以下的碳、0.20质量％以上0.30质量％以下的硅、0.40质量％以上0.50质量％以下的锰、1.40质量％以上1.60质量％以下的铬、0.20质量％以上0.30质量％以下的钼、和0.20质量％以上0.30质量％以下的钒，并且残余部分由铁和不可避免的杂质构成，所述表层部中的氮的含量为0.3质量％以上0.5质量％以下。3.如权利要求1或2所述的滚动构件，其中，在与所述接触面正交的剖面视角下，所述表层部中在每100μm2中存在合计60个以上的粒径为0.50μm以下的析出物，且所述表层部中的所述析出物的面积率的合计在1％以上10％以下，距所述接触面深度为50μm的位置处的残留奥氏体量的体积率为20％以上40％以下，距所述接触面深度为50μm的位置处的硬度为653Hv以上800Hv以下。4.如权利要求1或2所述的滚动构件，其中，在与所述接触面正交的剖面视角下，所述表层部中在每100μm2中存在合计80个以上的粒径为0.50μm以下的析出物，且所述表层部中的所述析出物的面积率的合计在2％以上7％以下，距所述接触面深度为50μm的位置处的残留奥氏体量的体积率为25％以上35％以下，距所述接触面深度为50μm的位置处的硬度为653Hv以上800Hv以下。5.一种滚动轴承，其中，具备轨道构件、和与所述轨道构件接触地配置的滚动体，所述轨道构件和所述滚动体中的至少一者是权利要求1～4中的任一项记载的所述滚动构件。6.一种轴承部件，其为具有表面的钢制成的轴承部件，其中，具备距所述表面的距离到20μm为止的区域、即、表层部，所述钢包含0.70质量％以上1.10质量％以下的碳、0.15质量％以上0.35质量％以下的硅、0.30质量％以上0.60质量％以下的锰、1.30质量％以上1.60质量％以下的铬、0.50质量％以下的钒、和0.50质量％以下的钼，并且残余部分是铁和不可避免的杂质，所述表层部的所述钢具有马氏体块状晶粒和析出物，所述析出物是以铬或钒为主成分的氮化物或者以铬或钒为主成分的碳氮化物，在所述表层部的所述钢中，所述马氏体块的最大粒径为5.0μm以下，在所述表层部的所述钢中，所述马氏体块的{011}面的晶体取向密度的最大值为3.25倍随机以下。7.如权利要求6所述的轴承部件，其中，所述钢包含0.90质量％以上1.10质量％以下的碳、0.20质量％以上0.30质量％以下的硅、0.40质量％以上0.50质量％以下的锰、1.40质
量％以上1.60质量％以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤美有，三轮则晓，山田昌弘，大木力，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：