本发明专利技术提供一种轴承用模铸材，通过采用如下所述的成分组成来抑制共晶碳化物在偏析部的生成，其中，作为所述成分组成，含有C：0.56质量%以上且0.70质量%以下、Si：0.15质量%以上且低于0.50质量%、Mn：0.60质量%以上且1.50质量%以下、Cr：0.50质量%以上且1.10质量%以下、P：0.025质量%以下、S：0.025质量%以下、Al：0.005质量%以上且0.500质量%以下、O：0.0015质量%以下及N：0.0030质量%以上且0.015质量%以下，余量由Fe及不可避免的杂质构成，而且共晶碳化物生成指数Ec满足0＜Ec≤0.25。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适合作为用于汽车、风力发电机(wind power)、输送机械、电气机械及精密机械或者其他一般产业机械等的轴承的原材料并且具有优良的滚动疲劳寿命(rolling contact fatigue life)特性的轴承用模铸材(ingot steel for (or using) thebearing :面向轴承用钢的模铸钢材)。此外，本专利技术涉及使用上述轴承用模铸材的轴承用钢(bearing steel)的制造方法。
技术介绍
作为这种轴承钢，大多利用高碳络钢(high carbon chromium steel JIS G4805标准SUJ2)。通常认为，对于轴承钢而言，滚动疲劳寿命特性优良是重要的性质之一，但该滚动疲劳寿命会由于钢中的非金属夹杂物或者共晶碳化物(eutectic carbide)而降低。在最近的研究中，作为给滚动疲劳寿命的降低带来的影响，认为钢中的非金属夹杂物的影响最大。因此，采取通过降低钢中的氧量来控制非金属夹杂物的量及大小而使轴承寿命提高的策略。例如，提出了专利文献I及专利文献2等的方案，这些方案是对钢中的氧化物系非金属夹杂物的组成、形状或分布状态进行控制的技术。但是，为了制造非金属夹杂物少的轴承钢，需要昂贵的熔炼设备，或者需要现有设备的大幅度改造，因而存在经济负担大的问题。另外，在专利文献3中，公开了一种通过对碳的中心偏析率以及钢中的氧量和硫含量进行控制来提高滚动疲劳寿命特性的技术。但是，如上所述，为了制造使氧含量进一步减少并且使非金属夹杂物更少的轴承钢，需要昂贵的熔炼设备或现有设备的大幅度改造，因而经济负担大成为问题。因此，不仅钢中的非金属夹杂物的降低受到关注，而且钢中的共晶碳化物的降低也受到关注。例如，高碳铬钢含有0. 95质量％以上的C而非常硬质，虽然钢的耐磨损性良好，但在铸片中心部发生的偏析(以下，简称为中心偏析)的程度增大，进而在铸片中生成巨大的共晶碳化物，因此，存在使滚动疲劳寿命降低的问题。因此，对铸片中央部进行冲裁而制成废材，或者实施长时间的扩散处理(diffusion treatment，以下简称为浸湿(soaking))而充分消除这些巨大的共晶碳化物后使用。关于这种偏析的问题，在专利文献4中，公开了使厚度为2μπι以上的碳化物的总剖面面积相对于下述纵剖面面积为0. 3%以下的方法，所述碳化物具有C :0. 6 1. 2质量％等特定的成分组成，并且出现在穿过线状或棒状轧制材料的轴心的纵剖面的中心线上包括该纵剖面的轴心在内、距该轴心线单侧各自为1/8 *D(D :该纵剖面的宽度)以内的中心区域。而且，在该文献中，定量地查明了巨大碳化物的量给滚动疲劳寿命特性带来的影响，并且指出使滚动疲劳寿命降低的巨大共晶碳化物残留在钢中。在专利文献5中，公开了具有C :0. 50 1. 50质量％及Sb :0. 0010^0. 0150质量％等特定的成分组成、脱碳层的形成少并且热处理生产率优良的轴承钢。在该文献中，其目的在于，通过添加Sb来减少钢的脱碳层的形成，从而可以省略热处理后的切削或磨削工序，使热处理生产率提高。但是，由于怀疑Sb对人体具有强毒性，因此在应用上要求慎重。另外，当添加Sb时，Sb会在中心偏析部富集，从而使中心偏析变差。在Sb富集的部分，发生局部硬化，因此，与母材产生硬度差而成为滚动疲劳破坏的起点，因而有可能使滚动疲劳寿命降低。在此，为了消除高碳铬轴承钢的铸造时发生的中心偏析以及在该中心偏析部产生的巨大共晶碳化物，例如，专利文献6中公开了一种一次性地对铸造材料进行轧制而制成坯段并且对该坯段进行浸湿的方法。但是，由于浸湿时的钢中温度不均匀，因此存在如下问题在浸湿温度局部地达到超过固相线的温度时，开始再次局部地溶解而引起共晶反应，从而生成更巨大的共晶碳化物。因此，根据轴承的用途，有时不使用上述的高碳铬钢，而是使用低碳合金钢。例如， 仅次于高碳铬钢地大量利用表面渗碳钢。但是，对于表面渗碳钢而言，为了使C量为O. 23质量％以下并且得到必要的淬透性和机械强度而添加适量的Mn、Cr、Mo及Ni等，从提高疲劳强度的观点出发，通过渗碳或渗碳氮化处理使表面硬化。例如，专利文献7中公开了通过具有C :0. 1(Γ0. 35%等特定的化学组成并且使由Q =34140-605 +183 +136 +122 定义的钢中的碳扩散的活化能为34000kcal以下而能够以短时间进行渗碳的表面渗碳钢。同样地，专利文献8中公开了涉及一种滚动疲劳特性优良的渗碳材料的技术，其中，所述渗碳材料具有c :0. Γ0. 45%等特定的化学组成，渗碳层的奥氏体晶粒度为7号以上，表面的碳含量为O. 9^1. 5%，并且表面的残余奥氏体量为25 40%。然而，虽然通过进行上述的渗碳或渗碳氮化，能够提高滚动疲劳寿命特性，但会导致制造成本上升，或者使变形及尺寸变化增加而降低成品率，因此，问题在于会导致产品成本上升。另外，根据轴承钢的用途，需要进行大截面(large section)化，因此，需要大幅度改造进行渗碳或渗碳氮化的设备，因而经济负担大也成为问题。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开平1-306542号公报专利文献2 :日本特开平3-126839号公报专利文献3 日本特开平7-127643号公报专利文献4 :日本专利第3007834号公报专利文献5 :日本特开平5-271866号公报专利文献6 :日本特开平3-75312号公报专利文献7 日本专利第4066903号公报专利文献8 日本专利第4050829号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题风力发电机、输送机械、其他一般产业机械正在逐年大型化，因而这些机械中使用的轴承钢的进一步大截面化已成为当务之急。钢锭的制造方法大致划分为模铸法(ingot casting)和连铸法(continuous casting),但就该轴承钢的大截面化而言,通过利用模铸法来制造以往通过连铸制造的原材料，能够应对从小截面到大截面的制造。但是，对于通过该模铸法制造的钢(以下，称为模铸材)而言，特别成为问题的是，在V偏析(V-segregation)部和逆V偏析(inverse V-segregation)部等偏析部生成巨大的共晶碳化物。其原因在于，与连铸材的情况相比，模铸材的偏析程度较高，因此，巨大的共晶碳化物的生成频率也增加，因而抑制共晶碳化物的生成变得重要。因此，本专利技术的目的在于提供能够抑制共晶碳化物在由模铸法得到的轴承用模铸材的上述偏析部生成的方法。用于解决问题的方法专利技术人对用于解决上述问题的方法进行了深入研究，结果发现，将以往的轴承钢的C、Si, Mn, Cr及Al的添加量限定在特定的范围内，并且重新引入共晶碳化物生成指数(eutectic carbide formation index),将其值也限定在特定的范围内。即发现,通过这些限定，能够避免特别是在模铸材中成为问题的、巨大的共晶碳化物在V偏析部和逆V偏析部的生成，因此，能够提供滚动寿命特性优良的轴承用模铸材。S卩，专利技术人制作了使C、Si、Mn、Cr及Al量改变并且使由后述的⑴式表示的共晶碳化物生成指数Ec改变而得到的轴承用模铸材，并且对其组织及滚动疲劳寿命特性进行了深入调查，结果发现，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】...
【专利技术属性】
技术研发人员：本庄稔，长谷和邦，木村秀途，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：
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