滚动轴承制造技术

本发明专利技术提供对氢脆的耐久性得到改善的滚动轴承

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滚动轴承


[0001]本专利技术涉及滚动轴承
。

技术介绍

[0002]专利文献
1(
日本专利特许第
5489111
号公报
)
中记载了轴承部件
。
专利文献1中记载的轴承部件是通过对钢制的加工对象部件进行渗氮
、
淬火和回火而形成的
。
专利文献1记载的轴承部件由于在表层部的钢中分散有渗碳体，因此具有高耐磨损性
。
[0003]专利文献
2(
日本专利特许第
6023422
号公报
)
中记载了轴承部件
。
专利文献2中记载的轴承部件是通过对钢制的加工对象部件进行渗氮
、
淬火和回火而形成的
。
专利文献2记载的轴承部件由于表层部的钢中的残留奥氏体量多，因此对于混入异物润滑下的压痕起点型剥离具有高耐久性
。
[0004]专利文献
3(
日本专利特开
2007
‑
263357
号公报
)
中记载了风力发电机用增速机
。
专利文献3记载的风力发电机用增速机具备行星齿轮装置
。
在行星齿轮装置中，行星齿轮通过轴承由行星轴旋转自如地支承
。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利特许第
5489111
号公报
[0008]专利文献2：日本专利特许第
6023422
号公报
[0009]专利文献3：日本专利特开
2007
‑
263357
号公报

技术实现思路

[0010]专利技术所要解决的技术问题
[0011]本专利技术人进行了认真研究，发现专利文献1记载的轴承部件及专利文献2记载的轴承部件在耐久性上仍有改善的余地
。
特别是在将使用了专利文献1记载的轴承部件及专利文献2记载的轴承部件的滚动轴承应用于专利文献3记载的风力发电机用增速机的情况下等，在容易发生油膜耗尽的条件下使用时的耐久性有改善的余地
。
具体而言，对于风力发电机用增速机中使用的滚动轴承要求
20
年以上的设计寿命
。
因此，作为该滚动轴承，为了增大负载容量，使用滚动体尺寸大的轴承
。
另一方面，风力发电机中，发电扭矩随气象条件而变动，滚动轴承所负载的载荷也会变动
。
此时，滚动轴承所负载的该载荷可能会存在不满足滚动体滚动所需的必要最小限载荷的情况
。
此时，有时会在滚动轴承中滚动体与轨道面之间发生打滑
。
由于该打滑，滚动体与轨道面之间会发生油膜耗尽，可能会发生金属接触
。
其结果是，在滚动体或轨道面上产生新生面
。
当氢从这样的新生面侵入到构成滚动体等的钢材内部时，容易发生由氢脆引起的早期剥离
。
[0012]此外，在该用途中，主要用作增速机中支承行星齿轮的圆柱滚子轴承
、
支承输出轴的圆柱滚子轴承
。
在支承行星齿轮的圆柱滚子轴承中，有可能由于变形而因滚动元件的歪斜或撞偏比较容易发生打滑
。
此外，在支承高速旋转的输出轴的圆柱滚子轴承中，由于在高
速旋转下使用，因此有时会无法追随转速或扭矩变动
(
轴承载荷
)
，成为在轴承的滚动体与轨道面之间发生打滑并促进磨损
、
容易发生氢脆剥离的条件
。
[0013]在风力发电的情况下，根据风的状况，有时也会长时间停止而不旋转
。
该情况下，向轴承的供油停止，造成轴承处于几乎没有润滑油的状态
。
这种处于长时间停止状态且几乎没有润滑油的状态下的轴承会因为风的状况变化而突然旋转
。
因此，由于润滑不良，可能会发生金属接触，从而变为容易发生氢脆的状况
。
[0014]上述的因轨道面与滚动体之间的打滑和润滑状态而发生的氢脆剥离在风力发电设备
、
机器及其所使用的轴承的设计阶段是极难预测的，而且轴承等结构方面的对策也很困难
。
另一方面，也存在改善耐氢脆性
、
提高风力发电设备的可靠性的需求，有时通过对轴承实施表面处理来应对
。
[0015]本专利技术是改善对氢脆的耐久性的专利技术
。
[0016]解决技术问题所采用的技术方案
[0017]本专利技术的滚动轴承具备轴承部件
。
轴承部件是钢制成的
、
且具有距表面的距离到
20
μ
m
为止的区域即表层部
。
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，并且残余部分为铁和不可避免的杂质
。
表层部的钢具有马氏体块状晶粒和析出物
。
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
。
表层部的钢中，比较面积率为
30
％时的马氏体块状晶粒的平均粒径在
2.0
μ
m
以下
。
[0018]上述滚动轴承中，轴承部件可以包括内圈
、
外圈和滚动体
。
滚动轴承可以支承风力发电机用增速机的构成构件
。
即
、
本专利技术的第一形态的滚动轴承具备内圈
、
外圈和滚动体
。
滚动轴承支承风力发电机用增速机的构成构件
。
内圈
、
外圈和滚动体中的至少一者是钢制成的，并且具有距表面的距离到
20
μ
m
为止的区域即表层部
。
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
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种滚动轴承，其为具备轴承部件的滚动轴承，其中，所述轴承部件是钢制成的
、
且具有距所述表面的距离到
20
μ
m
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，比较面积率为
30
％时的所述马氏体块状晶粒的平均粒径在
2.0
μ
m
以下
。2.
如权利要求1所述的滚动轴承，其中，所述轴承部件包括内圈
、
外圈和滚动体，所述滚动轴承支承风力发电机用增速机的构成构件
。3.
如权利要求2所述的滚动轴承，其中，所述滚动轴承在等效载荷与额定静载荷之比在
0.04
以下的条件下使用
。4.
如权利要求2或3所述的滚动轴承，其中，所述滚动轴承在油膜参数为
0.5
以上且
10
以下的条件下使用
。5.
如权利要求1所述的滚动轴承，其中，所述轴承部件包括内部构件
、
外部构件和滚动体中的至少一者，所述滚动轴承用于变速器
。6.
如权利要求5所述的滚动轴承，其中，所述轴承部件包括所述滚动体
、
以及所述内部构件和所述外部构件中的至少任一者，所述滚动体的滚动面与所述内部构件的轨道面或所述外部构件的轨道面的综合粗糙度在
0.06
μ
m
以上
。7.
如权利要求1所述的滚动轴承，其中，所述轴承部件包括内圈
、
外圈和滚动体，所述滚动轴承用于变速器
。8.
如权利要求7所述的滚动轴承，其中，所述滚动体的滚动面与所述内圈的轨道面或所述外圈的轨道面的综合粗糙度在
0.06
μ
m
以上
。9.
如权利要求1所述的滚动轴承，其中，所述轴承部件包括内圈
、
外圈和滚动体，所述滚动轴承安装于所述内圈相对于所述外圈正反旋转或所述内圈从静止状态相对于所述外圈旋转的机械结构上
。10.
如权利要求9所述的滚动轴承，其中，所述滚动轴承在油膜参数小于
1.2
的条件下使用
。11.
如权利要求9或
10
所述的滚动轴承，其中，所述滚动轴承在
dn
值在
200000
以下的条件下使用
。12.
如权利要求9～
11<...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田悠介，上野正典，山田昌弘，佐藤美有，三轮则晓，大木力，中杤直树，山本直太，
申请(专利权)人：NTN，
类型：发明
国别省市：