滚动部件及其制造方法技术

通过对含有０．９０质量％～１．１０质量％的Ｃ、超过０．３５质量％且最高为０．７０质量％的Ｓｉ、小于０．８０质量％的Ｍｎ、１．８５质量％～２．５０质量％的Ｃｒ、１２ｐｐｍ以下的Ｏ以及余量Ｆｅ和不可避免的杂质的钢材，进行球化退火、加工、碳氮共渗和精加工来形成滚动部件。表面上的平均Ｃ量为１．２０质量％～１．５０质量％，且平均Ｎ量为０．１０质量％～０．６０质量％。表面上粒径为０．１μｍ以上的析出物具有０．６μｍ以下的平均粒径，以每平方毫米７００，０００个粒子以上而存在，并且具有１０％以上的面积比率。表面的残留奥氏体量以体积比率计为２５％～４５％。表面硬度为Ｈｖ?７５０以上。滚动部件的内部具有以体积比率计为２０％以下的残留奥氏体量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，特别涉及适合用作在含杂质的润滑环境 和润滑油中使用的滚动部件例如汽车用驱动传送单元，及其制造方法。 顺便提及，在该说明书和权利要求书中，术语“滚动部件”是指经受单独滚动接触 或者滚动接触与滑动接触的组合的部件。
技术介绍
作为与含有杂质的润滑油一起使用的滚动部件，例如滚动/滑动部件是已知的。 所述滚动/滑动部件是通过渗碳工艺、快速冷却工艺和然后的退火工艺来制造，在所述渗 碳工艺中，通过机械加工来处理轴承钢(高碳铬轴承钢)如Jis SUJ2以使其具有预定形状 来获得部件原料，将所述部件原料在具有1. 2重量％以上碳势的渗碳气氛中在870°C下加 热3小时以上。在所述滚动/滑动部件中，在从表面至施加最大剪应力的深度的范围内总 碳量为1. 0 1. 6重量％，并且在所述表层部以5 20%面积比率的量析出了粒径为3 μ m 以下的碳化物。专利文献1 特开2004 52101号公报然而，为了抑制部件尺寸的增加，要求应付恶劣的使用环境如施加到滚动部件的 负荷增加或使用温度升高，并且期望比专利文献1中所述的滚动部件更高的性能。作为用于在含杂质的润滑环境下延长滚动部件的寿命的措施，可以考虑例如使表 层的残留奥氏体量为30%以上。S卩，已知使用含3. 2 5. 0重量％的Cr以及Mo和V中至 少一种的钢材，通过机械加工等来加工成具有预定形状的部件，将所述部件在具有1. 0 1. 5重量％碳势的渗碳气氛中于870 950°C下加热以进行渗碳处理，然后对其进行快速冷 却和回火，由此在表层部上的平均碳化物粒径为0. 2 0. 4μ m，碳化物的面积比率为9 30%，表层部的洛氏硬度C为62 67，且表层部的残留奥氏体量为30 55% (参见WO 2006/068205)。然而，在这些措施中，钢的合金成分量太多，增加了 JIS SUJ2的材料成本，这导致 损害经济通用性的问题。而且，从地球资源环境的观点来看，也已经要求减少合金量。在另 一方面，从节能的观点来看，期望降低处理温度来抑制渗碳成本。从这些环境中，强烈期望 通过以下制造方法完成的滚动部件使用具有最佳化学成分的钢材来最大化其功能，而不 引起比JIS SUJ2更大量的合金增加。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题考虑到上述常规问题而作出了本专利技术，并且本专利技术的目的在于提供一种滚动部件 及其制造方法，即使当将所述滚动部件用作在含杂质的润滑环境中使用的滚动部件时，也 能够获得延长的寿命而不导致大的成本增加。解决问题的手段根据第一专利技术，滚动部件包含滚动元件和滚动轨道构件，其中所述滚动部件是通过对含有0.90质量％ 1. 10质量％的C、超过0.35质 量％且最高为0. 70质量％的Si、小于0. 80质量％的胞、1. 85质量％ 2. 50质量％的Cr、 12ppm以下的0以及余量Fe和不可避免的杂质的钢材进行球化退火、加工、碳氮共渗和精加 工而形成，其中所述滚动部件的表面含有平均量为1. 20质量％ 1. 50质量％的(和平均量 为0. 10质量％ 0. 60质量％的N，其中在所述表面中作为粒径0. Ιμπι以上的析出物的碳化物、氮化物和碳氮化物 的平均粒径为0.6μπι以下，数目为每平方毫米700,000个粒子以上，且面积比率为10%以 上， 其中所述表面的残留奥氏体量以体积比率计为25% 45%，其中所述表面的硬度为Hv 750以上，以及其中在所述滚动部件内部的未碳氮共渗层含有以体积比率计为20%以下的残留 奥氏体量。所述滚动部件由钢形成，所述钢包括在表面碳氮共渗的表层部和未受碳氮共渗影 响的未碳氮共渗层。所述表层部的表面含有平均量为1.20质量％ 1.50质量％的(和平均量为 0. 10质量％ 0. 60质量％的N。在所述表面中粒径为0. 1 μ m以上的析出物的平均粒径 为0. 6 μ m以下，析出物的数目为每平方毫米700，000个粒子以上，且析出物的面积比率为 10 %以上。所述表面的残留奥氏体量以体积比率计为25 % 45 %，且所述表面的硬度为Hv 750以上。作为在这里使用的术语“表面”对应于因碳氮共渗从而与内部相比时含有明显大 量的C和N的部分，及对滚动时的寿命施加影响的深部部分。例如，在用于含杂质的油的滚 动部件中，所述表面对应于在精加工之后，相对于最外层表面在0 50 μ m的范围内的部 分。术语“表层部”是指受碳氮共渗影响的范围。所述钢材优选含有2. 20质量％以下量的Cr。在所述滚动部件表面中的N的平均量优选为0. 30质量％以下。所述滚动部件表面的残留奥氏体量以体积比率计优选为40%以下。在所述滚动部件内部的残留奥氏体量以体积比率计优选为15%以下。通过最优化所述表面的残留奥氏体量，减少了由杂质导致的表面损害所引起的应 力集中，从而提高了滚动寿命。而且，通过最优化具有特定粒径的析出物的平均粒径、其每平方毫米的数目以及 面积比率，能够改进所述滚动部件的材料强度。而且，通过确保表面硬度，能够保持和显示所述滚动部件的功能，并且即使在含杂 质的润滑环境中，也能够抑制所述损害。而且，在所述滚动部件内部的未碳氮共渗层是使残留奥氏体量以体积比率计为 20%以下的层。另外，所述未碳氮共渗层的硬度期望地为Hv 700以上。因此，即使当大量软质残留奥氏体存在于表面中时，具有最佳尺寸的析出物也在 表面上大量析出以确保表面硬度。因此，能够防止在含杂质的润滑下的损害，从而提高了寿命。而且，通过抑制内部的残留奥氏体量，能够抑制部件的经年变形，从而使制造优异的滚 动部件成为可能。所述滚动部件使用含有0. 90质量％ 1. 10质量％的C、超过0. 35质量％且最高 为0. 70质量％的Si、小于0. 80质量％的Mn、l. 85质量％ 2. 50质量％的Cr、12ppm以下 的0以及余量Fe和不可避免的杂质的钢材。另外，将合金元素的增量保持在用于改进寿命 的最低限度。因此，在材料成本上没有大的增加。因此，本专利技术能够提供一种滚动部件，所述滚动部件能够抑制经年变形或者由于 负荷而引起的变形或破坏而不导致大的成本增加，并且能够获得延长的寿命。第二专利技术是用于制造包含滚动元件和滚动轨道构件的滚动部件的方法，所述 方法 包含对含有0. 90质量％ 1. 10质量％的C、超过0. 35质量％且最高为0. 70质量％的 Si、小于0. 80质量％的胞、1. 85质量％ 2. 50质量％的Cr、12ppm以下的0以及余量Fe 和不可避免的杂质的钢材进行球化退火的球化退火步骤，将所述钢材成形为预定形状的加工步骤，在830°C 880°C下，以2% 10%的NH3气体流量对渗碳转化气体流量之比进行 3小时以上处理的碳氮共渗步骤，以及精加工步骤。根据所述滚动部件制造方法，能够制造出这样的滚动部件，即使当将其用作在含 杂质的润滑环境中使用的滚动部件时，也能获得延长的寿命而不导致大的成本增加。附图说明图1是示出在实施例1中碳氮共渗温度为850°C以上时的加热曲线图。图2是示出在实施例1中碳氮共渗温度小于850°C时的加热曲线图。具体实施例方式如上所述，通过对含有0.90质量％ 1. 10质量％的C、超过0.35质量％且最高 为0. 70质量％的Si、小于0. 80质量％的M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含滚动元件和滚动轨道构件的滚动部件，其中所述滚动部件是通过对含有０．９０质量％～１．１０质量％的Ｃ、超过０．３５质量％且最高为０．７０质量％的Ｓｉ、小于０．８０质量％的Ｍｎ、１．８５质量％～２．５０质量％的Ｃｒ、１２ｐｐｍ以下的Ｏ以及余量Ｆｅ和不可避免的杂质的钢材进行球化退火、加工、碳氮共渗和精加工而形成，其中所述滚动部件的表面含有平均量为１．２０质量％～１．５０质量％的Ｃ和平均量为０．１０质量％～０．６０质量％的Ｎ，其中在所述表面中作为粒径０．１μｍ以上的析出物的碳化物、氮化物和碳氮化物的平均粒径为０．６μｍ以下，数目为每平方毫米７００，０００个粒子以上，且面积比率为１０％以上，其中所述表面的残留奥氏体量以体积比率计为２５％～４５％，其中所述表面的硬度为Ｈｖ　７５０以上，以及其中在所述滚动部件内部的未碳氮共渗层含有以体积比率计为２０％以下的残留奥氏体量。

【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：木泽克彦，西川友章，宇田川毅志，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：JP[日本]