轴承构成部件及其制造方法以及具备上述轴承构成部件的滚动轴承技术

本发明专利技术提供一种可以实现滚动轴承的长寿命化且能够确保充分的静态负载能力及尺寸稳定性的轴承构成部件及制造方法、以及长寿命且显示充分的静态负载能力及尺寸稳定性的滚动轴承。对由含有３．２～５．０质量％的Ｃｒ、０．０５质量％以上且不足０．５质量％的Ｖ的钢材得到的成型原材料实施碳氮共渗处理等热处理。由此，将滚动轴承的轴承构成部件的从表面到１０μｍ的范围的表面层的Ｃ、Ｎ的各含量制成１．１～１．６质量％、０．１～１．０质量％，将距表面５０μｍ深的位置的维氏硬度制成７４０～９００（将洛氏Ｃ硬度制成６２～６７），将距表面１０μｍ深的位置的γ量制成２０～５５体积％，在从表面到１０μｍ的范围的表面层中，存在钒氮化物的粒径０．２～２μｍ的粒子及／或钒碳氮化物的粒径０．２～２μｍ的粒子，将从表面到１０μｍ的范围的表面层的该粒子的面积率制成１～１０％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及轴承构成部件及其制造方法以及具备上述轴承构成部件的滚动轴承。
技术介绍
滚动轴承在使用时承受过大的静载荷的情况下、及在极低转速下旋转时承受较大的冲击载荷的情况下，在外内圈的各滚道面和滚动体的接触部分，往往会产生局部的永久变形。该永久变形随着载荷的增大而增大，当超过临界载荷(静额定载荷)时，就会妨碍顺畅旋转。例如，在滚珠轴承的情况下，滚动体和外内圈的滚道部之间的最大接触应力为 4200Mpa左右，在滚珠轴承的设计时，要考虑这种应力，确定静额定载荷。该静额定载荷的提高为了实现滚动轴承的小型轻量化而成为重要的课题之一。另一方面，滚动轴承在承受载荷而旋转时，在外内圈的各滚道面及滚动体的滚动面上会负荷重复应力。因此，当连续使用一定时期时，就会在构成滚动轴承的轴承构成部件的材料中产生滚动疲劳，在滚道面及滚动面上发生表面剥落。直到发生这种滚道面及滚动面的表面剥落为止的滚动轴承的总转数(称为“滚动疲劳寿命”)作为滚动轴承的更换指标，该滚动疲劳寿命越长，越能减少更换滚动轴承的频率。作为提高了滚动疲劳寿命的滚动轴承，得知有具备如下内外圈的滚动轴承，例如， 将对JIS SUJ2等高碳铬轴承钢实施机械加工等而形成为规定形状的原材料，实施在碳势为 1. 2以上的渗碳气氛中在840 870°C下加热3小时以上的渗碳处理，然后进行急冷，且进一步实施回火处理，由此将从表面到最大剪切应力起作用的深度为止的范围的表层部的全部碳量制成1. 0 1. 6质量％，并且将距表面0. 5mm深的范围的表层部的基体中的固溶碳量制成0. 6 1. 0质量％，在表层部使碳化物析出，将所析出的碳化物的量制成以面积率计为5 15%，将上述碳化物粒子的粒径制成3 μ m以下(参照专利文献1)。但是，从实现零件小型化的观点来看，附加于外内圈及滚动体的载荷增大、使用温度的高温化等严酷的使用环境下的用途越来越多，正在寻求进一步的高性能化。另外，滚动轴承在例如杂质混入条件下使用时，杂质会被压入作为轴承构成部件的内外圈及滚动体，往往会在内外圈的滚道面及滚动体的表面上形成压痕。由这种杂质生成的压痕等表面损伤部成为应力集中造成的疲劳剥离的起点，成为降低滚动轴承的寿命的原因之一。因此，希望实现杂质混入条件下等的滚动轴承的寿命提高。为了提高滚动轴承的寿命，提出了如下方案，S卩，对由作为轴承钢的SUJ2构成的钢材形成了规定形状的成型原材料实施碳氮共渗处理，由此得到轴承构成部件。另外，提出了如下方案，例如，将由含有3.2质量％以上且不足5.0质量％的铬、不足1. 0质量％的钼、不足0. 5质量％的钒等的钢材形成为规定形状的成型原材料，在碳势为 1. 2 1. 5的渗碳气氛中，加热到850 930°C，然后进行急冷，由此对上述成型原材料实施渗碳处理，随后，通过回火，将滚动轴承的轴承构成部件的表层部的由碳化物构成的粒子的平均粒径制成0. 5μπι以下，将由上述碳化物构成的粒子的面积率制成9 30%，将洛氏C 硬度制成63 (维氏硬度770)以上，将表层部的残余奥氏体量制成30 50体积％ (参照专利文献2)。专利文献1 日本特开2004-52101号公报专利文献2 日本特开2006-176863号公报
技术实现思路
但是，使用由上述SUJ2构成的钢材而得到的轴承构成部件，由于内部的残余奥氏体量增大，因此残余奥氏体会时效性地变成马氏体，随着体积膨胀，易产生尺寸变化，具有时效性的尺寸稳定性低这种缺点。另外，上述专利文献2记载的轴承构成部件，由于表层部的残余奥氏体量增大，因此可以实现滚动轴承的长寿命化，但由于该轴承构成部件中的马氏体量相应减少，因此具有屈服应力低且不能确保充分的静态负载能力这种缺点。因此，具备上述专利文献2记载的轴承构成部件的滚动轴承，虽然寿命延长了，但在使用时承受过大的静载荷的情况下、及在极低转速下旋转时承受较大的冲击载荷的情况下，在内外圈的各滚道面和滚动体的接触部分会产生永久变形，当上述静载荷或冲击载荷超过临界载荷时，就会妨碍顺畅旋转。并且，上述专利文献2记载的轴承构成部件，与使用由上述SUJ2构成的钢材而得到的轴承构成部件同样，内部的残余奥氏体量增大，因此具有时效性的尺寸稳定性低这种缺点。本专利技术是鉴于这种情况而开发的，其目的在于，提供一种可以实现滚动轴承的长寿命化且能够确保充分的静态负载能力及充分的尺寸稳定性的轴承构成部件及其制造方法。另外，本专利技术的目的在于，提供一种长寿命且显示充分的静态负载能力及充分的尺寸稳定性的滚动轴承。本专利技术的轴承构成部件，由含有3. 2 5. 0质量％的铬、0. 05质量％以上且不足0. 5质量％的钒的钢材得到，具有进行了精细研磨加工的表面，其特征为，从所述表面到 10 μ m的范围的表面层中的碳含量为1. 1 1.6质量％，距所述表面50 μ m深的位置的维氏硬度为740 900 (洛氏C硬度为62 67)，距所述表面10 μ m深的位置的残余奥氏体量为20 55体积％，从所述表面到10 μ m的范围的表面层中的氮含量为0. 1 1. 0质量％， 在从所述表面到10 μ m的范围的表面层中具有由钒氮化物构成的粒径0. 2 2μπι的粒子及/或由钒碳氮化物构成的粒径0. 2 2 μ m的粒子，且，从所述表面到10 μ m的范围的表面层中的由所述钒氮化物构成的粒径0. 2 2 μ m的粒子及/或由钒碳氮化物构成的粒径 0.2 2μπι的粒子的面积率为1 10% (也称为“轴承构成部件1”)。另外，所谓从表面到10 μ m的范围的表面层，规定为表面和距表面10 μ m深的位置之间的范围。根据如上所述构成的轴承构成部件1，由于距表面50μπι深的位置的维氏硬度为 740 900 (洛氏C硬度为62 67)，且距表面10 μ m深的位置的残余奥氏体量为20 55 体积％，因此可以缓和向所述压痕等表面损伤部的应力集中。并且，所述轴承构成部件1由于从表面到10 μ m的范围的表面层中的由钒氮化物构成的粒径0. 2 2 μ m的粒子及/或由钒碳氮化物构成的粒径0. 2 2 μ m的粒子的面积率为1 10%，因此即使不减少残余奥氏体量，也可以得到较高的屈服应力。因此，根据本专利技术的轴承构成部件1，通过向所述压痕等表面损伤部的应力集中的缓和，可以确保滚动轴承的长寿命，且，通过较高的屈服应力，可以确保充分的静态负载能力。所述钢材优选为含有0. 7 0. 9质量％的碳、0. 05 0. 70质量％的硅、0. 05 0. 7 质量％的锰、3. 2 5. 0质量％的铬、0. 1 1. 0质量％的钼、0. 05质量％以上且不足0. 5质量％的钒，且剩余部分为铁及不可避免的杂质的钢材。在这种情况下，轴承构成部件的制钢时析出的粗大共晶碳化物的量减少，轴承的疲劳破坏得以抑制，并且在淬火后、碳氮共渗及回火后，得以确保充分的硬度。在本专利技术的轴承构成部件中，所述轴承构成部件为具有进行了精细研磨加工的滚道部的滚道部件，其中优选，所述钢材含有0. 7 0. 9质量％的碳；存在于所述滚道部以外的部分的非研磨部的从表面到10 μ m的范围的表面层中的碳含量优选为0. 7 1. 0质量％，且，距该表面50 μ m深的位置的维氏硬度为700 800 (也称为“轴承构成部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种轴承构成部件，由含有３．２～５．０质量％的铬、０．０５质量％以上且不足０．５质量％的钒的钢材得到，具有进行了精细研磨加工的表面，其特征在于，从所述表面到１０μｍ的范围的表面层中的碳含量为１．１～１．６质量％，距所述表面５０μｍ深的位置的维氏硬度为７４０～９００，距所述表面１０μｍ深的位置的残余奥氏体量为２０～５５体积％，从所述表面到１０μｍ的范围的表面层中的氮含量为０．１～１．０质量％，在从所述表面到１０μｍ的范围的表面层中，至少具有由钒氮化物构成的粒径０．２～２μｍ的粒子及／或由钒碳氮化物构成的粒径０．２～２μｍ的粒子，且，从所述表面到１０μｍ的范围的表面层中的由所述钒氮化物构成的粒径０．２～２μｍ的粒子及／或由钒碳氮化物构成的粒径０．２～２μｍ的粒子的面积率为１～１０％。

【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，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：JP