ES2255651T3

ES2255651T3 - Rodamiento de rodillos de tipo integral y seguidores de levas de rodillos para motor.

Info

Publication number: ES2255651T3
Application number: ES03022511T
Authority: ES
Inventors: Tadatoshi NTN Corporation Suzuki; Kenichi NTN Corporation Ichikawa; Kikuo NTN Corporation Maeda; Yukio NTN Corporation Fujii
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2006-07-01
Anticipated expiration: 2023-10-02
Also published as: DE60303849T2; US7490583B2; DE60305054T2; EP1548145A1; EP1411142B1; DE60305054D1; EP1411142A1; ES2259176T3; DE60303849D1; EP1548145B1; US20040079310A1

Abstract

Un seguidor de leva de rodillos de un motor, que comprende: un anillo exterior (4) que está en contacto de rodadura con un eje de leva del motor; un eje (2) del rodillo situado dentro de dicho anillo exterior (4) y fijado a un cuerpo (50) del seguidor de leva; y elementos (3) del rodamiento (3) situados entre dicho anillo exterior y dicho eje del rodillo; en el que al menos uno entre dichos anillo exterior (4), eje (2) del rodillo y elementos (3) del rodamiento, tiene una capa carbonitrurada caracterizada porque dicho al menos uno entre dichos anillo exterior (4), eje (2) del rodillo, y elementos (3) del rodamiento, que tienen una capa carbonitrurada, tiene un contenido de hidrógeno de cómo máximo 0, 5 ppm, en el que dicha capa carbonitrurada se produce mediante un tratamiento térmico en el que después, al menos uno entre dichos anillo exterior (4), eje (2) del rodillo y elementos (3) del rodamiento se carbonitrura a una temperatura de carbonitruración igual o más alta que la temperatura detransformación A1, se enfría a una temperatura inferior a la temperatura de transformación A1 y luego se calienta a una temperatura de temple inferior a dicha temperatura de carbonitruración y por ello se templa.

Description

Rodamiento de rodillos de tipo integral y seguidores de levas de rodillos para motor.

Antecedentes de la invención Campo de la invención

La presente invención se refiere a un rodamiento de rodillos de tipo integral y a seguidores de levas de rodillos para motores, que no tienen bastidor separador, tal como rodamientos para brazos oscilantes, seguidores de levas y rodamientos de seguidores de rodillos.

Descripción de la técnica de los antecedentes

De los recientes rodamientos de rodillo, crecen en número los rodamientos de rodillos de tipo integral, sin bastidor separador, como los rodamientos para brazos oscilantes que se van a usar en aplicaciones para cargas pesadas a alta velocidad. En los rodamientos de rodillos de tipo integral, sin bastidor separador, sucede inevitablemente que los rodillos interfieren unos con otros. Por lo tanto, a alta velocidad, lo rodillos no están controlados apropiadamente en lo que se refiere a sus posiciones, de forma que probablemente se dé una desalineación. La generación de calor resultante, debida al deslizamiento, así como un local aumento de la presión en la superficie, van a originar probablemente daños en la superficie (formación de escamas, rayado, formación de escamas iniciada en la superficie) y formación de escamas iniciada en el interior, aunque los rodamientos de rodillos de tipo integral tengan, según los cálculos, una alta capacidad de carga.

Más específicamente, en estos rodamientos de rodillos de tipo integral, tal como los seguidores de rodillos, seguidores de levas y brazos oscilantes, la interferencia entre los rodillos y el pobre suministro de lubricante en los rodamientos, originará la formación de escamas iniciada a partir de las superficies de los rodillos y de las superficies de rodadura. Además, la influencia de un error en el montaje y de una carga de desplazamiento, originará una desalineación de los rodillos, que da como resultado la formación de escamas iniciada en la superficie debido al deslizamiento y a la formación de escamas iniciada en el interior, debido a un aumento local en la presión sobre la superficie. A los rodamientos de rodillos de tipo integral se les denomina aquí rodamientos sin bastidor separador, como se describió anteriormente, y puede algunas veces abreviarse como rodamientos de rodillos integrales.

Para un seguidor de leva de rodillos de un motor que tiene un anillo exterior, estando su circunferencia en contacto de rodadura con una leva, la mayoría de las mejoras del seguidor de leva de rodillos tienen como fin mejorar la circunferencia del anillo exterior. Por ejemplo, se ha usado la tensión residual de compresión inducida por un procedimiento tal como un chorreo con granalla, y una incrementada dureza inducida por una carbonitruración a alta concentración (efectos inducidos por el procedimiento), para prolongar su tiempo de vida, principalmente para mejorar la circunferencia del anillo exterior que está en contacto de rodadura con la leva.

Aunque las mejoras con objeto de prolongar el tiempo de rodadura de un eje del rodillo que sirve como anillo interior, de los rodillos y del rodamiento completo han sido relativamente pocas, se han hecho todavía algunas mejoras, en términos de materiales, para proporcionar resistencia al calor y una estabilidad de la microestructura, así como una incrementada dureza que se obtienen mediante una carbonitruración, y que prolonga por ello el tiempo de vida del rodamiento. Se han conocido técnicas relacionadas con la prolongación del tiempo de vida del seguidor de leva de rodillos para el motor:

(d1) Para un rodamiento del seguidor de lava de un mecanismo de válvulas de un motor se consigue una vida calculada del rodamiento, a las rpm de régimen del motor, de 1000 horas o más (Patente Japonesa expuesta al público Nº 2000-38907).

(d2) Para conseguir un eje del rodamiento de un seguidor de leva con las propiedades de una proporción de carburo = 10-25%; una relación del contenido de austenita descompuesta respecto al contenido inicial de austenita retenida = 1/10-3/10; dureza final = HV 830-960; y longitud de onda media de la rugosidad superficial = 25 \mum o menos, se carbonitrura un acero para rodamientos y se chorrea con granalla dura (Patente Japonesa expuesta al público Nº 10-47334).

(d3) Se forma sobre un eje del seguidor de lava una película lubricante y sólida, de alto polímero, para mejorar la resistencia al desgaste (Patente Japonesa expuesta al público Nº 10-103339).

(d4) Se fabrica un eje del seguidor de leva, por ejemplo de un acero para herramientas, y se nitrura iónicamente o se reviste iónicamente a una temperatura inferior a una temperatura de revenido para tener una dureza más alta (Patente Japonesa expuesta al público Nº 10-110720).

(d5) Un rodamiento del seguidor de leva para un mecanismo de válvulas de un motor que tiene su eje para el que el esfuerzo de flexión es de 150 MPa o menos (Patente Japonesa expuesta al público Nº 2000-38906).

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(d6) Un seguidor de leva para un mecanismo de válvulas de un motor que tiene una película de fosfato que es excelente para la retención de aceite lubricante, y que se proporciona sobre una superficie rodante de un componente del rodamiento (Patente Japonesa expuesta al público Nº 2002-31212).

(d7) Un seguidor de leva para un mecanismo de válvulas de un motor que tiene un abombamiento en una región del eje donde ruedan los rodillos (Modelo de Utilidad Japonés expuesto al público Nº 10-47334).

(d8) Un eje cementado tiene una capa superficial rodante que está cementada o carbonitrurada a alta concentración, con una concentración de carbono de 1,2% - 1,7% y tiene una dureza interna HV de 300 (Patente Japonesa expuesta al público Nº 2002-194438).

Hay otro problema respecto al brazo oscilante como se describe más adelante. En un caso tal, en el que ambos extremos del eje del rodillo estén calafateados para que se fijen a un miembro que soporta el rodillo, aunque una superficie rodante del eje del rodillo tenga alta dureza, sus extremos serán lo suficientemente blandos para ser calafateados. Además, después de que los extremos del eje se calafatean para fijarse, la resistencia (dureza) será alta para prevenir que se afloje con el uso. El siguiente documento describe el calafateado de ambos extremos del eje del rodillo de un balancín de rodillos.

(d9) La superficie exterior de un rodillo está endurecida por inducción a alta frecuencia y luego revenida, y después de eso únicamente los extremos del eje son recocidos y, por consiguiente, ablandados (Patente Japonesa expuesta al público Nº 5-179350).

Se supone que los rodamientos de rodillos de tipo integral, como el brazo oscilante, el seguidor de rodillos y el seguidor de levas aumentarán, de forma similar a los rodamientos normales con bastidor separador, en velocidad y carga durante su uso, y por lo tanto disminuirá la viscosidad del aceite lubricante. Con el fin de alargar la vida de rodadura de los rodamientos de rodillos de tipo integral bajo tales condiciones de uso, (a1) se tomará cualquier medida, como se hace normalmente, para la vida frente a la fatiga por rodadura dependiente de la carga y (a2) se tomará además cualquier medida respecto a la vida frente al daño superficial debido al contacto metálico originado por el deslizamiento y a la pérdida de una película de aceite. Sin embargo, no ha habido una técnica para alargar notablemente, ala vez, la vida frente a la fatiga por rodadura dependiente de la carga y la vida frente al daño superficial causado por el contacto metálico. Además, junto con estas dos medidas para prolongar la vida, (a3) se tomará cualquier medida para la cuestión del acortamiento de la vida debido a la interferencia de los rodillos, unos con otros, así como a la desalineación de los mismos, que es peculiar en los rodamientos de rodillos de tipo integral.

Las técnicas conocidas, anteriormente descritas, mejoran la vida de rodadura aumentando la dureza y la tensión residual de compresión, o mejoran la superficie de rodadura donde un componente del rodamiento está en contacto rodante con un componente equivalente. Al evaluar realmente estas técnicas, se ha descubierto que son eficaces para alargar la vida en una aplicación semejante en donde se aplica flexión, como en el caso del anillo exterior, mientras que estas mejoras no son necesariamente eficaces, por sí mismas, para alargar la vida del anillo interior y de los rodillos del rodamiento de rodillos integral.

A partir del documento EP 0811789 A, se conoce una parte mecánica que tiene una superficie de contacto de rodadura con muchos descansos de minutos aislados. También se muestra un anillo exterior de un seguidor de leva que está carbonitrurado. No se da allí ninguna indicación sobre el contenido muy bajo de hidrógeno ni sobre los efectos asociados.

Compendio de la invención

Un objeto de la presente invención es, en consideración a la carga y a la velocidad incrementada durante el uso y a la viscosidad disminuida del aceite lubricante, proporcionar un rodamiento de rodillos de tipo integral y en particular un seguidor de leva de rodillos de un motor que exhibe una larga vida bajo severas condiciones de lubricación, deslizamiento y carga.

Un rodamiento de rodillos de tipo integral según la presente invención está formado por un anillo exterior, un anillo interior y rodillos que están hechos de acero, al menos uno entre el anillo exterior, el anillo interior y los rodillos, tiene una capa carbonitrurada en su capa superficial, y el índice de tamaño de grano de los cristales austeníticos de la capa superficial es superior a 10.

Para el rodamiento de rodillos de tipo integral de la presente invención, se puede usar un material con granos cristalinos finos y con resistencia al calor para alargar la vida frente al daño superficial (exfoliación iniciada en la superficie, como la formación de escamas y el rayado) así como la vida frente a la formación de escamas iniciada en el interior. Específicamente, se mejora el tratamiento de un material tal como el acero del rodamiento, o el modelo de tratamiento térmico para producir una estructura carbonitrurada que asegure un índice del tamaño de grano de los cristales austeníticos superior a 10 definido por JIS. La estructura resultante puede aumentar notablemente la resistencia a la formación y al desarrollo de grietas. Por consiguiente, se puede prevenir la generación de calor de la capa superficial debida al deslizamiento y a la formación de grietas superficiales debida a la fuerza tangencial. Además, puede alargarse notablemente la vida frente a las grietas resultantes de la formación de escamas iniciadas en el interior.

La microestructura anteriormente descrita se procesa adicionalmente y se trata térmicamente, y se impone una tensión residual de compresión sobre la capa superficial para aumentar la dureza, de forma que se pueda alargar más la vida. El procesamiento y el tratamiento térmico puede ser cualquiera de, o una combinación de: (b1) chorreo con granalla, (b2) acabado en tambor, (b3) acabado cilíndrico, (b4) laminado, (b4) barnizado, (b5) cementación y carbonitruración, (b6) carbonitruración y tratamiento sub-cero, y (b7) carbonitruración y temple secundario y tratamiento sub-cero.

Aquí, el índice del tamaño de grano de los cristales austeníticos superior a 10 significa que los granos de cristales austeníticos son lo suficientemente finos como para tener un índice superior a 10 u 11 o más, lo que se determina según el método de ensayo del tamaño de grano de los cristales austeníticos definido en JIS G 0551. Cuando se templa una estructura desde una temperatura en el intervalo de la temperatura austenítica, los límites de los granos austeníticos permanecen en la estructura templada y, por consiguiente, se mide el contenido de granos austeníticos que permanecen, lo que a veces está referido como los límites de grano austeníticos anteriores.

Al menos uno entre el anillo exterior, el anillo interior y los rodillos, se puede carbonitrurar a una temperatura de carbonitruración igual o superior a la temperatura de transformación A1, enfriar a una temperatura inferior a la temperatura de transformación A1 y calentar a una temperatura de temple inferior a la temperatura de carbonitruración y, por ello, templarse.

Una microestructura semejante es enfriada una vez a una temperatura inferior a la temperatura de carbonitruración y luego es templada desde la temperatura de temple resultante, de forma que se pueden obtener granos de cristales austeníticos considerablemente finos. Este procedimiento de templar calentando a una temperatura inferior a la temperatura de carbonitruración se denomina a veces, en términos del orden del

\hbox{procedimiento, temple secundario o temple
final.}

La temperatura de temple puede estar en un intervalo de temperatura a la que coexisten una fase austenítica, carburo y/o nitruro en la capa superficial carbonitrurada del acero.

La temperatura de temple es inferior a la temperatura de carbonitruración y, por eso, la cantidad de nitruro y/o de carburo no disuelto en la capa superficial, que está influenciada por el procedimiento de carbonitruración, aumenta si se compara con la del procedimiento de carbonitruración. Entonces, cuando la temperatura de temple está en el intervalo de temperaturas en el que coexisten los componentes, la relación de carburo/nitruro no disuelto aumenta, mientras que la relación de austenita disminuye a la temperatura de temple si se compara con las relaciones en el procedimiento de carbonitruración. Además, a partir del diagrama de fases binario Fe-C, se ve que en el intervalo en el que coexisten el carburo (cementita) y la austenita, la concentración de carbono disuelto en la austenita disminuye a medida que la temperatura de temple disminuye. Como el acero para el rodamiento tiene bajos contenidos de otros elementos aleantes, como Si y Mn, la región de temperaturas y la capa generada se pueden discutir con suficiente precisión con referencia al diagrama de fases binario. Además, el nitrógeno, como el carbono, es un elemento intersticial disuelto en el hierro y produce nitruro con el hierro, similar a la cementita, en una región de temperaturas determinada y el nitrógeno, al igual que el carbono, puede estimarse aproximadamente.

Cuando se aumenta la temperatura a la temperatura de temple, los granos de austenita de hacen finos ya que permanece allí una gran cantidad de carburo y/o nitruro no disuelto que impide el crecimiento de los granos de austenita. Además, la estructura transformada de austenita a martensita a través del temple, tiene una concentración de carbono algo baja cuando se aplica el tratamiento térmico anteriormente descrito, de forma que la estructura tiene una tenacidad algo alta comparada con la estructura templada a partir de la temperatura de carbonitruración. En otras palabras, la estructura templada tiene (c1) una cantidad mayor de carburo/nitruro no disuelto si se compara con la estructura producida mediante el procedimiento convencional, y (c2) una concentración de carbono inferior a la del convencional.

La temperatura de temple anteriormente discutida puede ser 790ºC-830ºC. Esta temperatura es aplicable a la mayoría de los materiales de acero para facilitar la gestión de la temperatura de sinterización.

Además, al menos uno entre el anillo exterior, el anillo interior y los rodillos pueden trabajarse en frío antes de ser carbonitrurados.

El trabajo en frío se puede aplicar para aumentar la densidad de nucleación de los granos de austenita en el tratamiento térmico y, por ello, producir una estructura de grano fino.

La austenita puede tener el índice del tamaño de grano de al menos 11. Con el tamaño de grano austenítico definido, los granos austeníticos que son granos austeníticos extremadamente e impensablemente finos contribuyen a la consecución de una vida establemente larga frente a la fatiga por rodadura y frente al daño superficial. Además, el tema de la viscosidad disminuida del aceite lubricante puede dirigirse satisfactoriamente.

En al menos uno entre el anillo exterior, el anillo interior y los rodillos, se puede generar una tensión residual de compresión de al menos 500 MPa.

Como se discutió anteriormente, la microestructura puede procesarse adicionalmente y tratarse térmicamente, y se puede formar una tensión residual de compresión en la capa superficial para alargar más la vida.

Un seguidor de leva de rodillos de un motor según la presente invención incluye un anillo exterior que está en contacto de rodadura con un eje de leva del motor, un eje del rodillo situado dentro del anillo exterior y fijado a un cuerpo del seguidor de leva, y elementos de rodamiento situados entre el anillo exterior y el eje del rodillo. Al menos uno entre el anillo exterior, el eje del rodillo y los elementos de rodamiento tiene una capa carbonitrurada, y los granos de cristales austeníticos, en al menos una capa superficial, se hacen finos para tener un índice de tamaño de grano superior a 10.

Los granos austeníticos en el componente se hacen lo suficientemente finos para tener un índice de tamaño de grano superior a 10 y, por consiguiente, la vida frente a la fatiga por rodadura puede mejorar considerablemente. Con el índice de tamaño de grano austenítico de 10 o menos, es imposible cualquier mejora notable de la vida frente a la fatiga por rodadura y, por eso, el índice de tamaño de grano es superior a 10, y preferiblemente 11 o más. Aunque son deseables granos austeníticos aún más finos, el índice de tamaño de grano que excede 13 es normalmente difícil de conseguir. Hay que indicar aquí que los elementos de rodamiento, anteriormente mencionados, situados entre el anillo exterior y el eje del rodillo se refieren a rodamientos que incluyen rodillos o elementos rodantes, sin embargo, los elementos de rodamiento pueden ser, en sentido estricto, rodillos o elementos rodantes.

El índice de tamaño de grano austenítico se puede determinar mediante el método usual definido por JIS, o se puede determinar según el método de interceptación para el ejemplo con el tamaño de grano medio que corresponde al anterior índice de tamaño de grano. Es deseable un tamaño de grano austenítico más pequeño y es más deseable un índice de tamaño de grano austenítico de 11 o superior. Como alternativa, el tamaño de grano medio puede ser de 6 \mum o menos. El índice de tamaño de grano austenítico se puede conseguir en la capa carbonitrurada. En general, sin embargo, la condición de finura de la austenita se satisface en el cuerpo de acero situado en el interior de la capa carbonitrurada.

Aquí, los granos austeníticos se refieren a los granos cristalinos de austenita que sufre transformación de fase durante el proceso de calentamiento, y las trazas de granos permanecen después de que la austenita se transforma en martensita mediante enfriamiento.

Para otro seguidor de leva de rodillos de un motor según la presente invención, al menos uno entre el anillo exterior, el eje del rodillo, y los elementos de rodamiento tiene una capa carbonitrurada y tiene una tensión de rotura de al menos 2650 MPa.

Los inventores de la presente invención han descubierto que se puede usar el método del tratamiento térmico (método de temple secundario a baja temperatura), aquí descrito más adelante, para aumentar la tensión de rotura de un acero que tiene una capa carbonitrurada a 2650 MPa o más, lo que no se ha conseguido por ningún método convencional. De esta forma, se puede obtener un rodamiento de rodillos de alta resistencia para conseguir una excelente durabilidad bajo una condición de carga del seguidor de leva de rodillos.

Para todavía otro seguidor de leva de rodillos de un motor según la presente invención, al menos uno entre el anillo exterior, el eje del rodillo y los elementos de rodamiento tiene una capa carbonitrurada y tiene un contenido de hidrógeno de, cómo máximo, 0,5 ppm.

El tratamiento térmico anteriormente descrito (temple secundario a baja temperatura) se puede usar para disminuir el contenido de hidrógeno en algunos de los componentes antes de montarse para formar el seguidor de leva. Luego, es posible acortar el tiempo requerido para que el hidrógeno que entra en el acero aumente y logre un punto crítico en el que se producen las grietas. Por esta razón, junto con algunas razones que no han sido aclaradas, se puede aumentar la durabilidad.

Es deseable un contenido de hidrógeno más bajo. Sin embargo, la reducción del contenido de hidrógeno a menos de 0,3 ppm requiere un tratamiento térmico a largo plazo, que da como resultado un aumento del tamaño de los granos austeníticos y, por eso, el deterioro de la tenacidad. Entonces, es deseable un contenido de hidrógeno en el intervalo de 0,3 a 0,5 ppm, y más deseablemente en el intervalo de 0,35 a 0,45 ppm.

Al medir el contenido de hidrógeno anterior, el hidrógeno difusivo no se mide y únicamente se mide el hidrógeno no difusivo liberado del acero a una temperatura predeterminada o superior. El hidrógeno difusivo en una muestra de pequeño tamaño se libera de la muestra para ser dispersado incluso a temperatura ambiente y, por lo tanto, el hidrógeno difusivo no se mide. El hidrógeno no difusivo queda atrapado en cualquier defecto del acero y se libera únicamente de la muestra a una temperatura de calentamiento determinada o superior. Incluso si se mide únicamente el hidrógeno no difusivo, el contenido de hidrógeno varía considerablemente dependiendo del método de medida. El intervalo de contenido de hidrógeno anteriormente mencionado se determina por conductividad térmica. Además, como se detalla más adelante, la medida se puede tomar por medio de un determinador de hidrógeno LECO DH-103, o un dispositivo de medida similar.

(c1) El cuerpo del seguidor de leva se puede acoplar de forma pivotante a un eje rotacional situado entre uno y otro extremo del mismo, y una válvula de apertura/cierre del motor se puede apoyar en uno de los extremos, el otro extremo puede tener una porción bifurcada de soporte del rodillo.

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(c2) El cuerpo del seguidor de leva puede montarse entre un extremo y otro del mismo, teniendo el eje del rodillo fijo en un orificio del rodillo que se extiende entre dos paredes laterales, un extremo de una válvula de apertura/cierre del motor puede apoyarse en un extremo, y puede apoyarse un pivote en el otro.

(c3) El cuerpo del seguidor de leva se puede acoplar de forma pivotante a un eje rotacional situado entre un extremo y otro extremo del mismo, un extremo de una válvula de apertura/cierre del motor puede apoyarse en un extremo, el otro extremo puede apoyarse sobre un extremo de una barra de interconexión que transmite una tensión desde el eje de leva, el cuerpo del seguidor de leva se monta en el otro extremo de la barra de interconexión, estando un extremo y otro de la barra de interconexión situados respectivamente sobre el brazo oscilante y la leva, y el eje del rodillo puede acoplarse al cuerpo del seguidor de leva y apoyarse sobre la leva.

Los cuerpos del seguidor de leva (c1), (c2) y (c3), tienen en común que transmiten una fuerza motriz desde la leva a la válvula del motor, mientras que son diferentes en la estructura que se va a aplicar a diferentes tipos de motores.

Respecto al seguidor de leva de rodillos del motor anteriormente discutido, los elementos de rodamiento pueden ser rodamientos de aguja de tipo integral. El eje del rodillo puede tener en su extremo una dureza inferior a la de su porción central. La porción central del eje del rodillo tiene, por eso, una dureza necesaria para servir como una superficie de contacto de rodadura mientras que el extremo es blando. Por consiguiente, con una durabilidad similar a la vida frente a la fatiga por rodadura asegurada, puede hacerse por ejemplo un calafateado. Todos los rodamientos de rodillos anteriormente descritos pueden tener un extremo de un eje del rodillo que esté calafateado.

Además, el cuerpo del seguidor de leva puede conformarse por presión para mejorar la eficacia de la producción.

Los objetos, características, aspectos y ventajas anteriormente mencionadas y otros, de la presente invención, se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la presente invención cuando se hace junto con los dibujos asociados.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 muestra un rodamiento de un brazo oscilante, que es un rodamiento de rodillos de tipo integral, según una realización de la presente invención.

La Figura 2 es una vista en corte transversal a lo largo de la línea II-II de la Figura 1.

La Figura 3 muestra un seguidor de leva de rodillos de un motor según una modificación de la realización de la presente invención.

La Figura 4 muestra un seguidor de leva de rodillos de un motor según otra realización de la presente invención.

La Figura 5 es una vista ampliada de una porción que incluye un rodamiento de rodillos integral que está en contacto con una leva del seguidor de leva de rodillos de un motor mostrado en la Figura 4.

La Figura 6 muestra un método de tratamiento térmico según la realización de la presente invención.

La Figura 7 muestra un método de tratamiento térmico según una modificación de la realización.

Las Figuras 8A y 8B muestran una microestructura, concretamente granos austeníticos previos, de un componente del rodamiento. Mostrando la Figura 8A un componente del rodamiento de la presente invención y la Figura 8B que muestra un componente del rodamiento convencional.

Las Figuras 9A y 9B muestran, en forma de diagrama, los límites de granos austeníticos que corresponden respectivamente a las Figuras 8A y 8B.

La Figura 10 muestra esquemáticamente un aparato para el ensayo que calcula la vida frente a la fatiga por rodadura para un anillo exterior de rodadura.

La Figura 11 muestra una pieza de ensayo para comprobar la resistencia estática a las grietas.

La Figura 12 muestra una distribución de la dureza cuando dos extremos de un eje de rodillo se ablandan por calentamiento a alta frecuencia.

La Figura 13 muestra una pieza de ensayo para comprobar la resistencia a la rotura por presión estática (midiendo la tensión de rotura).

La Figura 14A es una vista frontal de un aparato para el ensayo que calcula la vida frente a la fatiga por rodadura y la Figura 14B es una vista lateral del mismo.

La Figura 15 muestra una pieza de ensayo para comprobar la tenacidad frente a la rotura estática.

Descripción de las realizaciones preferidas

Las realizaciones de la presente invención se describen de aquí en adelante en relación a los dibujos. La Figura 1 es una vista esquemática frontal que muestra una estructura de un seguidor de leva de rodillos de un motor según una realización de la presente invención. La Figura 2 es una vista en corte transversal a lo largo de la línea II-II de la Figura 1. Haciendo referencia a las Figuras 1 y 2, un brazo oscilante 1 que es un miembro en forma de pivote está soportado de forma pivotante, en la parte central, sobre un eje 5 del brazo oscilante mediante, por ejemplo, un rodamiento metálico.

Se rosca un tornillo 7 en un extremo 1b de este brazo oscilante 1. Se fija un tornillo de ajuste 7 mediante una tuerca de seguridad 8 que tiene su extremo inferior que se acopla sobre el extremo superior de una válvula de admisión o una válvula de descarga de un motor de combustión interna. La válvula 9 se desplaza debido a la elasticidad de un resorte 10.

El brazo oscilante 1 tiene el otro extremo 1a provisto de in cuerpo 50 de un seguidor de leva (cuerpo del seguidor de leva), y el cuerpo 50 del seguidor de leva tiene una porción 14 bifurcada que soporta el rodillo que está conformado íntegramente con el cuerpo. En la porción 14 bifurcada que soporta el rodillo, ambos extremos del eje 2 del rodillo, que corresponde a un anillo interior, se fijan o se encajan por presión por medio de un anillo de retención. En la parte central de la superficie exterior del eje 2 de de rodillo, está soportado rotativamente un anillo exterior 4 mediante los rodillos 3. Los rodillos 3 están situados entre el eje 2 del rodillo y un anillo exterior 4 para servir como elementos de rodamiento. En otras palabras, los elementos de rodamiento situados entre el eje 2 del rodillo y el anillo exterior 4 son rodillos. La dirección axial de los rodillos 3 está en paralelo con la dirección axial del eje del rodillo. La superficie exterior del anillo exterior 4 se pone en contacto con la superficie de la leva 6 mediante la fuerza que se deriva del anillo 10. Hay que indicar que los términos "uno" y "el otro" aquí usados no tiene un significado específico, simplemente se usa como referencia en esta descripción.

El cuerpo 50 del seguidor de leva es un ejemplo específico de rodamientos de rodillo de tipo integral. Específicamente, se emplea un rodamiento de rodillos que incluye un anillo interior formado por un eje 2 del rodillo, elementos de rodamiento formados por rodillos 3 y un anillo exterior 4, como rodamiento de rodillos integral para un brazo oscilante. En general, un rodamiento sin bastidor separador se denomina rodamiento de rodillos integral. El rodamiento de rodillos integral, anteriormente mencionado para el brazo oscilante, gira mientras que está en contacto con la leva 6 de forma que la fuerza que hace presión y la fuerza de impacto de la leva 6 se ejercen sobre el anillo exterior 4. El seguidor de leva de rodillos de un motor en esta realización es, por eso, un miembro que incluye el rodamiento de rodillos integral para el brazo oscilante y el cuerpo del seguidor de leva.

Como el rodamiento del brazo oscilante gira mientras está en contacto con la leva 6, la fuerza que hace presión y la fuerza de impacto de la leva 6 se ejercen sobre el anillo exterior 4, dando como resultado, posiblemente, identaciones y grietas debidas al repetido esfuerzo de flexión. En particular, con la salida del motor incrementada, las rpm del motor por lo tanto aumentan de forma que aquellas fuerzas se hagan más grandes, dando como resultado un mayor riesgo de formación de grietas e identaciones, acortando así la vida de rodadura y la vida frente a daños super-
ficiales.

Es probable que se formen sobre el anillo interior identaciones debido al ejercicio de una gran fuerza sobre el rodamiento, ya que la presión en superficie entre el anillo interior y los elementos de rodamiento (rodillos) es, normalmente, más alta que la presión en superficie entre el anillo exterior y los elementos de rodamiento (rodillos). Para el seguidor de leva, sin embargo, la tensión de flexión se ejerce sobre el anillo exterior mientras que la alta carga de presión en superficie se ejerce también sobre el anillo exterior y, por eso, las identaciones se van a formar probablemente entre el anillo exterior y los elementos de rodamiento. Los inventores de la presente invención han descubierto que la vida frente al daño superficial y la vida de rodadura, se pueden prolongar formando una capa carbonitrurada en una capa superficial de al menos uno de los componentes anteriormente discutidos, siendo el índice del tamaño de grano austenítico superior a 10 por ejemplo, o al menos 11 en un caso determinado. Además, los inventores han descubierto que la extensión en que se prolonga la vida aumenta añadiendo una tensión residual de compresión a la capa superficial.

La Figura 3 muestra seguidor de leva de rodillos de un motor según otra realización de la presente invención. Un cuerpo 50 de un seguidor de leva de este seguidor de leva tiene un eje 2 del rodillo fijo en el orificio del rodillo (no mostrada) que está formado entre un extremo 1b y el otro extremo 1a de un brazo oscilante 1 y se extiende entre dos paredes laterales, y el extremo uno se apoya sobre un extremo de una válvula 9 de apertura/cierre del motor mientras que el otro extremo se apoya sobre un pivote (no mostrado). El cuerpo 50 del seguidor de leva que tiene un orificio 15 del pivote es desplazado respecto al pivote y en una dirección predeterminada mediante un resorte 10, y recibe una fuerza motriz transmitida desde una leva 6 y un anillo exterior 4 y por ello mueve la válvula 9 contra la fuerza de desplazamiento del resorte.

La Figura 4 muestra un seguidor de leva de rodillos de un motor según otra realización más de la presente invención. La Figura 5 es una vista ampliada de una porción que incluye un rodamiento de rodillos de un brazo oscilante mostrado en la Figura 4. Haciendo referencia a la Figura 4, un eje rotacional 5 está situado en la parte central de un brazo oscilante 1 y el brazo oscilante 1 pivota respecto al eje. Un extremo 1b del brazo oscilante 1 se apoya sobre un extremo de una válvula 9 del motor mientras que el otro extremo 1a del brazo se apoya sobre un extremo de una barra 16 de interconexión. Un tornillo 8 de ajuste tiene la función de ajustar la posición a la cual el otro extremo 1a del brazo oscilante se apoya sobre la barra 16 de interconexión.

Un cuerpo 50 del seguidor de leva está provisto de un accesorio hueco 16a del rodamiento situado en el extremo inferior de la barra 16 de interconexión, y se acopla un rodamiento de rodillos integral para el brazo oscilante mediante un miembro accesorio 17. Una leva 6 que se apoya sobre el anillo exterior 4 transmite una fuerza motriz a la barra de interconexión.

De los componentes del rodamiento de rodillos integral del seguidor de leva de rodillos para el motor, al menos uno entre los rodillos 3, el eje 2 del rodillo y el anillo exterior 4 está tratado térmicamente mediante un temple secundario a baja temperatura para hacer finos granos austeníticos.

Una capa carbonitrurada en la que los granos de cristales austeníticos se hacen finos se produce preferiblemente por un método del ejemplo descrito más adelante, sin embargo, se puede usar cualquier método excepto para esto. La Figura 6 muestra a modo de ejemplo un método de tratamiento térmico para producir una capa carbonitrurada que tenga en ella finos granos de cristales austeníticos según la presente invención, y la Figura 7 muestra una modificación del método. Específicamente, la Figura 6 muestra un modelo de tratamiento térmico según el cual se llevan a cabo un temple primario y un temple secundario y la Figura 7 muestra un modelo de tratamiento térmico según el cual un material es enfriado a una temperatura inferior a la temperatura de transformación A1 en un proceso de temple y después de eso calentado de nuevo para finalmente ser templado. Haciendo referencia a estos dibujos, en el proceso T1, se difunden carbono y nitrógeno a través de una matriz de acero mientras que el carbono se disuelve suficientemente en ella, y después se lleva a cabo un enfriamiento por debajo de la temperatura de transformación A1. Luego, en el proceso T2, mostrado en los dibujos, el calentamiento se lleva a cabo de nuevo a una temperatura inferior a la del proceso T1 y luego se realiza un temple en aceite. En el proceso T1, se puede calentar una capa superficial a una temperatura en un intervalo en el que coexisten la austenita, el carburo y/o el nitruro. A una temperatura en esta región de coexistencia, en la que están presentes la austenita, el carburo y/o el nitruro, los granos austeníticos son finos y la concentración de carbono (nitrógeno) en la austenita es relativamente baja. Por lo tanto, incluso si se realiza un temple, se puede producir una estructura templada que puede ser suficientemente tenaz.

Comparado con un temple ordinario o normal, por el que se lleva a cabo la carbonitruración e inmediatamente después se realiza una vez el temple, el tratamiento térmico anteriormente mencionado puede mejorar la resistencia a las grietas y prolongar tanto la vida frente a los daños superficiales como la vida frente a la fatiga por rodadura al carbonitrurar la capa superficial. Además, se puede dirigir el tema de la viscosidad disminuida del aceite lubrificante. Este tratamiento térmico puede producir también una microestructura que tenga granos de cristales austeníticos de un tamaño de grano que es más pequeño, en la mitad o más, que el convencional. Un componente del rodamiento que sufre este tratamiento térmico tiene una larga vida frente a la fatiga por rodadura y una larga vida frente a los daños superficiales, y puede dirigirse el tema de la viscosidad disminuida. El componente del rodamiento puede tener también una mejorada resistencia a las grietas y un grado disminuido del secular cambio dimensional.

Las Figuras 8A y 8B muestran una microestructura de un componente del rodamiento, concretamente granos austeníticos. La Figura 8A muestra un componente del rodamiento de la presente invención y la Figura 8B muestra un componente del rodamiento de un componente del rodamiento convencional. Concretamente, la Figura 8A muestra un tamaño de grano de austenita de un acero del rodamiento que ha sido tratado térmicamente, como se muestra en la Figura 6. Como comparación, la Figura 8B muestra un tamaño de grano de austenita de un acero del rodamiento que ha sufrido el tratamiento térmico convencional. Las Figuras 9A y 9B muestran en forma de diagrama los tamaños de grano de austenita que se muestran en las Figuras 8A y 8B. En las estructuras con los tamaños de grano de cristales de austenita, el diámetro de grano de la austenita convencional es 10 que es un índice de tamaño de grano definido por JIS, mientras que el de la presente invención mediante su tratamiento térmico es 12 y, por eso se ven granos finos. Además, el diámetro de grano medio en la Figura 8A es 5,6 \mum, medido por el método de interceptación. Con una temperatura de temple de 830ºC, el diámetro de grano medio es de aproximadamente 8 \mum.

Ejemplos

Ejemplo 1

Se prepararon rodamientos de los materiales respectivos mostrados en la Tabla 1. Estos rodamientos eran rodamientos de aguja de tipo integral incluidos en un seguidor de leva de rodillos de un motor. Un anillo interior (eje del rodillo) tenía un tamaño de 14,64 mm (diámetro exterior) \times 17,3 mm (anchura), y un anillo exterior que tenía un tamaño de 18,64 mm (diámetro interior) \times 24 mm (diámetro exterior) \times 6,9 mm (anchura). Se usaron 26 rodillos que tenían, cada uno, un tamaño de 2 mm (diámetro exterior) \times 6,8 mm (longitud). Los rodamientos eran rodamientos de tipo integral sin bastidor separador. Los rodamientos tenían un valor de carga básica de 8,6 kN y un valor de carga estática básica de 12,9 kN. Aquí, básicamente los rodamientos fueron, cada uno, una combinación de los mismos materiales, mientras que algunos eran, cada uno, una combinación de diferentes materiales y algunos fueron producidos tratándolos adicionalmente. La Tabla 1 muestra una lista de los rodamientos preparados.

1

Las muestras mostradas en la Tabla 1 son como sigue.

Nº 1: Se sometió con antelación un acero para rodamiento a un trabajo pesado en frío, haciendo después finos los granos cristalinos con un tratamiento térmico, y luego se carbonitruró.

Nº 2: Se carbonitruró un acero para rodamientos y luego se efectuó un temple secundario a una temperatura inferior a la temperatura de carbonitruración.

Nº 3: Se cementó un acero de cementación, se carbonitruró y luego se efectuó un temple secundario a una temperatura más baja. En otras palabras, el temple a temperatura más baja se llevó a cabo después del proceso de
cementación.

El tamaño de grano cristalino de la austenita de las muestras números 1-3 era al menos del Nº 11. Estos materiales se usaron como muestras base. Las siguientes muestras se prepararon mediante tratamiento adicional de las muestras base para producir una tensión residual de compresión en la capa superficial.

Nº 4: Los anillos, interior y exterior, de la muestra Nº 1 se chorrearon con granalla y los rodillos tuvieron un acabado en tambor.

Nº 5: Los anillos, interior y exterior, de la muestra Nº 2 se chorrearon con granalla y los rodillos tuvieron un acabado en tambor.

Nº 6: Los anillos, interior y exterior, de la muestra Nº 3 se chorrearon con granalla y los rodillos tuvieron un acabado en tambor.

Las muestras con su dureza superficial incrementada son como sigue.

Nº 7: A los anillos, interior y exterior, de la muestra Nº 1 se les hizo un tratamiento adicional sub-cero (-196ºC).

Nº 8: A los anillos, interior y exterior, de la muestra Nº 1 se les hizo un tratamiento adicional sub-cero (-196ºC) y luego se chorrearon con granalla, y los rodillos tuvieron un acabado en tambor.

Para las siguientes muestras, se aplicaron los métodos anteriormente descritos a los anillos, interior y exterior, y a cada uno de los rodillos, especialmente en el anillo interior y en los rodillos para los que la vida de rodadura era importante.

Nº 9: El anillo interior y lo rodillos se carbonitruraron y luego fueron sometidos a un temple secundario a una temperatura inferior a la de carbonitruración.

Nº 10: Para los anillos, interior y exterior, se cementó un acero de cementación, se carbonitruró, se enfrió y luego se le sometió a un temple secundario a una temperatura más baja, y para los rodillos se carbonitruró un acero para rodamientos.

Como Ejemplos comparativos, se prepararon cinco muestras, números 11-15, como se muestra en la parte inferior de la Tabla 1.

Nº 11: Se hicieron los anillos, interior y exterior, y los rodillos de un acero para rodamientos que se trató térmicamente de forma normal (muestra normal).

Nº 12: Se hicieron los anillos, interior y exterior, y los rodillos de un acero para rodamientos que se carboni-
truró.

Nº 13: Se hicieron los anillos, interior y exterior, de un acero de cementación que se cemento, y los rodillos se hicieron de un acero para rodamientos que se trató térmicamente de forma normal.

Nº 14: Esta muestra se hizo de un acero de cementación al que se le hizo un temple secundario.

Nº 15: Se chorrearon con granalla los anillos, interior y exterior, del ejemplo Nº 11 y los rodillos del mismo tuvieron un acabado en tambor.

Para estas muestras, se midió el tamaño de grano cristalino, la dureza y la dureza después del revenido a 500ºC (índice de la resistencia al calor), mostrándose las medidas resultantes en la Tabla 1.

Los ensayos para evaluar la vida de rodadura y la resistencia al daño superficial se detallan a continuación.

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Evaluación de la vida de rodadura

Un anillos exterior (18,64 mm (diámetro interior) \times 24 mm (diámetro exterior) \times 6,9 mm (anchura), 26 rodillos (2 mm (diámetro exterior) \times 6,8 mm (longitud) y un eje de rodillo (14,64 mm (diámetro exterior) \times 17,3 mm (longitud) se ensamblaron y fueron sometidos luego a un ensayo de fatiga por rodadura bajo una carga de 2,58 kN. En la Figura 10 se muestra la máquina del ensayo y las condiciones del ensayo se muestran en la Tabla 2. Este ensayo se hizo para la rotación del anillo exterior. Haciendo referencia a la Figura 10, se colocó una pluralidad de rodillos 53(3) en forma de agujas, de manera que pudieran rodar, entre un eje 52(2) de rodillo y un anillo exterior 54(4) que se incorporaron a una máquina de ensayos. Se hizo girar este anillo exterior 54 a una velocidad determinada bajo una carga radial ejercida sobre él por los miembros 55 y 56 para realizar un ensayo de vida. Aquí, el ensayo se hizo bajo la carga que era el 30% del régimen básico en carretera de 8,6 kN. Los resultados del ensayo se muestran en la
Tabla 3.

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TABLA 2 Ensayo de la vida de rodadura. Condiciones del rodamiento

Máquina de ensayo	Maquina de ensayo para calcular la vida de rodadura del
	anillo exterior
Pieza sometida a ensayo	Montaje del rodamiento de un brazo oscilante
Carga (N)	2580 N (0,3 C)
Rpm del anillo exterior	7000 rpm
Lubricante	Aceite de motor 10 W-30
Temperatura del aceite	100ºC
Vida	Vida frente a la formación de escamas

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(Tabla pasa a página siguiente)

2

Haciendo referencia a las muestras con los resultados de ensayo mostrados en la Tabla 3, la formación de escamas tuvo lugar principalmente en los rodillos o en el anillo interior, aunque la formación de escamas tuvo lugar parcialmente en el anillo exterior de la muestra Nº 9. A partir de la Tabla 3 se ve que las muestras de la presente invención exhiben una vida más larga comparada con los Ejemplos Comparativos y alguna de las muestras de la presente invención exhiben un tiempo de vida que es aproximadamente tres veces de larga respecto a la de la muestra tratada normalmente y aproximadamente 1,5 veces de larga respecto a la de la muestra carbonitrurada.

Ensayo de formación de escamas

La Tabla 4 muestra una lista de muestras sometidas a ensayos que incluyen un ensayo de formación de escamas así como los resultados del ensayo, y la Tabla 5 muestra las condiciones del ensayo de formación de escamas. Se prepararon las muestras números 1-3 de la presente invención y las muestras de la presente invención que fueron chorreadas con granalla o aquellas que tuvieron un tratamiento sub-cero. Las muestras de la presente invención fueron 8 en total (números 1-8) y se prepararon cinco muestras (números 11-15) como Ejemplos comparativos, y por eso el número de muestras fue de 13 en total, que fueron sometidas al ensayo de formación de escamas.

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(Tabla pasa a página siguiente)

3

TABLA 5 Condiciones del ensayo de formación de escamas

Máquina de ensayo	Máquina de ensayo del tipo anillo frente a anillo
Pieza del ensayo	\diameter 40 recta, rugosidad superficial (Rt) 0,2 \mum
Pieza de contrapartida a ensayo	\diameter 40 \times R60, rugosidad superficial (Rt) 3,0 \mum (hecho de SUJ2)
Presión de la superficie de contacto	Pmáx 2,3 GPa
Aceite lubricante	Aceite de turbina VG46
Velocidad rotacional de la pieza de	2000 rpm (la pieza del ensayo gira siguiendo la rotación de la
contrapartida del ensayo	pieza de contrapartida del ensayo)
Cuenta total de cargas	4,8 \times 10^{5} veces

Se pusieron piezas de ensayo (con acabado especular) que tenían un diámetro de 40 mm, de 13 muestras de ensayo respectivas, en contacto giratorio con una pieza de ensayo de contrapartida, de superficie rugosa bajo condiciones constante, y se midió la relación del área en la que se observó la formación de escamas (una recogida de escamas finas) sobre la pieza de ensayo (con acabado especular) de una muestra respecto al área completa, después de un cierto tiempo. El inverso de la relación de las áreas determinada se define aquí como la resistencia a la formación de escamas, y la resistencia a la formación de escamas del Ejemplo comparativo Nº 1, que es una muestra normal, está indicada por 1, como referencia.

Los resultados del ensayo se muestran en la Tabla 4. Alguna de las piezas de ensayo de la presente invención tienen una resistencia a la formación de escamas que es al menos 1,5 veces más alta que la de los Ejemplos comparativos. Se observa que los finos granos austeníticos con un índice de tamaño de grano superior a 10 aumentan la tenacidad e incrementan, por ello, la resistencia frente a la formación de grietas y a su posterior crecimiento. Además, las muestras (números 4-8) con una tensión residual de compresión proporcionada por el tratamiento sub-cero y algún tratamiento están mejoradas en términos de resistencia. Esto es debido a que la alta dureza y la tensión residual de compresión contribuyen eficazmente a la prevención de la formación y el crecimiento de grietas por formación de escamas.

Ensayo de rayado

Se usaron las mismas piezas de ensayo que las del ensayo de la formación de escamas (véase la Tabla 4) para examinar la resistencia al rayado. Las condiciones del ensayo se muestran en la Tabla 6. Una pieza de ensayo que iba a someterse a ensayo y una pieza de ensayo de contrapartida se hicieron, cada una de ellas, de una combinación de los mismos materiales.

TABLA 6 Condiciones del ensayo de rayado

Máquina de ensayo	Máquina de ensayo del tipo anillo frente a anillo
Pieza del ensayo	\diameter 40 \times R60, rugosidad superficial (Rt) 3,0 \mum
Pieza de contrapartida a ensayo	\diameter 40 \times R60, rugosidad superficial (Rt) 3,0 \mum
Presión de la superficie de contacto	Pmáx 2,1 GPa
Aceite lubricante	Aceite de turbina VG46
Velocidad rotacional de la pieza de contrapartida	200 rpm, aceleración de 100 rpm en 30 segundos
del ensayo
Velocidad rotacional de la pieza del ensayo	200 rpm

Los resultados se muestran en la Tabla 4. Aquí, la resistencia al rayado se evaluó sobre la base de la velocidad rotacional de la pieza de ensayo de contrapartida cuando tuvo lugar el rayado, y los resultados se muestran como una relación con respecto al resultado de la muestra normal (Ejemplo comparativo Nº 11) que se usó como referencia. Con respecto al rayado, se observa también que la resistencia al rayado (velocidad rotacional antes de que tenga lugar el rayado) de las muestras de la presente invención es al menos 1,5 veces más alta que la de la muestra normal del Ejemplo comparativo y es algo más alta que la resistencia al rayado que la de otros Ejemplos comparativos. El equilibrio establecido entre la finura de los granos cristalinos con el índice del tamaño de grano de al menos el Nº 11, una apropiada cantidad de austenita retenida y la presencia de carburo fino impide el flujo plástico de la capa superficial y, por consiguiente, mejora la propiedad de anti-agarrotamiento. Las muestras que se trataron adicionalmente exhiben una ligera mejora en la resistencia, comparadas con las muestras que no han sido adicionalmente tratadas.

Ensayo de resistencia estática a las grietas

Para las muestras de ensayo mostradas en la Tabla 4, se midió la resistencia a las grietas imponiendo una carga mediante una máquina de ensayo de Amsler sobre únicamente un anillo exterior (18,64 mm (diámetro interior) \times 24 mm (diámetro exterior) \times 6,9 mm (anchura)) con la forma mostrada en la Figura 11. Los resultados se muestran en la Tabla 4. Los orígenes de las grietas estuvieron en la superficie interior del anillo (superficie de contacto de rodadura). La Tabla 4 muestra que la carbonitruración deteriora la resistencia estática a las grietas como se ve en el Ejemplo comparativo Nº 12. Por el contrario, la resistencia estática de las muestras números 1-3 de la presente invención es igual a, o algo superior a, la de la muestra normal que sufre el tratamiento térmico normal y los Ejemplos de la presente invención no muestran deterioro en la resistencia estática a las grietas. Los Ejemplos números 4-6 de la presente invención que se tratan adicionalmente en comparación con los Ejemplos números 1-3 tienen todos aumentada su resistencia a las grietas. El Ejemplo Nº 7 de la presente invención que sufre un tratamiento sub-cero tiene una resistencia a las grietas ligeramente inferior a la del Ejemplo Nº 1 sin tener tratamiento sub-cero, y tiene una resistencia estática a las grietas ligeramente superior a la del Ejemplo Nº 8 que está tratada adicionalmente en comparación con el Ejemplo Nº 7.

Se considera que una razón para el deterioro de la resistencia del Ejemplo comparativo Nº 12 es un incrementado tamaño de grano cristalino de la austenita y una incrementada cantidad de austenita retenida que resulta del calentamiento a largo plazo en el proceso de difusión de la carbonitruración, de manera que se forma localmente una estructura que tiene una baja resistencia a la tracción. El Ejemplo comparativo Nº 13, por la misma razón, también se deteriora en cuanto a la resistencia.

Ensayo de resistencia a las grietas por fatiga

Se determinó la resistencia a las grietas por fatiga imponiendo repetidamente una carga, bajo las condiciones mostradas en la Tabla 7, sobre un anillo exterior de las muestras de ensayo mostradas en la Figura 4. Específicamente, se ejerció repetidamente una carga en el intervalo de 98 N (límite inferior) a 3000-5000 N (límite superior) sobre el anillo exterior, y se usó el número de repeticiones antes de que se formaran grietas para la evaluación de la resistencia. Aquí, se trazó una curva R-N con la condición de la carga cambiada, y la resistencia se evaluó basándose en una carga que podría ejercerse 10^{5} veces antes de que se formaran grietas.

TABLA 7 Condiciones del ensayo las grietas por fatiga en el anillo

Máquina de ensayo	Vibrador del tipo servo-hidráulico
Pieza del ensayo	\diameter X 18,64 \diameter 24 x L 6,9
Carga (N)	Cambiante en el intervalo de 3000-5000
Frecuencia de carga	20-50 (cambiante, dependiendo de la carga)
Evaluación	Resistencia a 10^{5} veces en la curva R/N

Los resultados se muestran en la Tabla 4. Los resultados del ensayo de resistencia a las grietas por fatiga se representan como una relación de la resistencia respecto a la resistencia de la muestra con tratamiento térmico normal del Ejemplo comparativo. Se ve que todos los Ejemplos de la presente invención están notablemente mejorados en cuanto a la resistencia a las grietas por fatiga en comparación con los Ejemplos comparativos. Haciendo referencia a la resistencia a las gritas por fatiga, el Ejemplo Nº 3 de la presente invención que tiene el acero de cementación como componente base y el Ejemplo Nº 6 de la presente invención con acero de cementación como componente base al que se le añade tensión residual de compresión, son superiores en cuanto a resistencia.

Ablandamiento de los extremos del eje del rodillo

Las superficies de los dos extremos del eje del rodillo están recocidas a alta frecuencia llevando únicamente un extremo del material del eje del rodillo, que ya ha sido apropiadamente tratado, cerca de la abertura del extremo de una bobina de alta frecuencia o manteniendo el extremo en un estado ligeramente insertado en la abertura, calentando el extremo durante un periodo de tiempo considerablemente corto mediante corriente de inducción a alta frecuencia y luego enfriando al aire. Como alternativa, después del calentamiento a alta frecuencia y el enfriamiento en un corto periodo anteriormente mencionado, se puede hacer un enfriamiento rápido vertiendo agua sobre la superficie o poniendo el material en agua. La distribución de dureza resultante se muestra en la Figura 12 y en la Tabla 8.

TABLA 8 Dureza S después del recocido a alta frecuencia del eje del rodillo

	Región A	Región B	Región C	Región D
lado Z	750	700	250	230
lado X		700	250	230

Como se muestra en la Figura 12 y en la Tabla 8, la parte central representada por la región A donde pasan los elementos de rodadura, y sus extremos representados por las regiones B que tienen dureza apropiadamente alta. Por otro lado, las regiones C y D en los extremos de la superficie exterior, que son importantes en el proceso de calafateado, aseguran de forma apropiada una dureza inferior (blandura) necesaria para el calafateado.

A partir de los resultados anteriores puede, por consiguiente, confirmarse que se mejora la durabilidad de los rodamientos de rodillos para el brazo oscilante que es probable que tenga una vida corta debido a las condiciones adversas de deslizamiento, la desviación de los rodillos y la interferencia de los rodillos unos con otros. La mejora de la durabilidad se consigue tratando el material para obtener uno que tenga finos granos cristalinos y resistencia térmica y mejorando, por ello, simultáneamente la vida frente al daño superficial (tal como la exfoliación iniciada en la superficie, como la formación de escamas y el rayado) así como la vida frente a la formación de escamas iniciada en el interior. Específicamente, el tratamiento específico del material o el modelo de tratamiento térmico se emplea para producir una estructura carbonitrurada que tenga al menos un cierto tamaño de grano cristalino de austenita que proporciona una resistencia notablemente incrementada frente a la formación y al crecimiento de grietas. De esta forma, se puede impedir que la formación de grietas superficiales sea originada por la generación de calor a partir de la capa superficial y la tensión tangencial debida al deslizamiento, y se puede conseguir además una vida considerablemente larga frente a la formación de escamas iniciada desde la parte interna. Basándonos en esto, el procesamiento y el tratamiento térmico se hacen adicionalmente para proporcionar un tensión residual de compresión a la capa superficial y aumentar la dureza, para aumentar más la vida. Este tratamiento térmico y procesamiento incluye, por ejemplo, el chorreo con granalla, acabado en tambor, laminado, barnizado, cementación y carbonitruración, carbonitruración y tratamiento sub-cero, carbonitruración, temple secundario y tratamiento sub-cero.

En el caso en el que se haga un calafateado, para el eje del rodillo que sirve como anillo interior, que es un elemento del rodamiento, se requiere que tanto la superficie exterior en el extremo del eje del rodillo como la región exterior de la superficie del extremo sean lo suficientemente blandas para deformarse plásticamente en el tratamiento de calafateado. Por otro lado, se requiere que los extremos del eje del rodillo tengan cierta dureza o más alta ya que el eje del rodillo que se calafatea se va a fijar a una porción que soporta al rodillo que podría soltarse a largo plazo con el uso del seguidor de leva, dando como resultado que se desprendiese del orifico del eje. Para el eje del rodillo que tiene propiedades añadidas mediante el procesamiento y el tratamiento térmico anterior, las condiciones de calentamiento y de enfriamiento en el recocido a alta frecuencia se ajustan únicamente para los dos extremos del eje del rodillo con el fin de ajustar la dureza de las superficies de los extremos. Entonces, se consigue el eje del rodillo que puede ser calafateado y que es excelente en durabilidad. En otras palabras, a diferencia de la carbonitruración convencional, el procesamiento y el tratamiento térmico anteriormente discutidos no deterioran la resistencia a las grietas y, por eso, se puede producir un rodamiento de rodillos integral de alta resistencia y de larga vida. Además, el recocido a alta frecuencia se realiza sobre ambos extremos del eje del rodillo, que es un elemento del rodamiento, para ajustar la dureza y permitir por ello que los extremos se puedan calafatear.

Por consiguiente, para un rodamiento de un brazo oscilante empleado para la apertura/cierre de una válvula de admisión o una válvula de descarga de un motor de un automóvil, por ejemplo, un rodamiento pequeño de tipo integral que tenga una anchura que esté entre 5 mm y 12 mm, la durabilidad del rodamiento se puede aumentar aunque se le puede hacer un calafateado.

Ejemplo 2

Para el Ejemplo 2 de la presente invención se usó JIS-SUJ2 (1,0% en peso de C - 0,25% en peso de Si - 0,4% en peso de Mn - 1,5% en peso de Cr). Las muestras mostradas en la Tabla 9 se produjeron, cada una, mediante el procedimiento descrito más adelante.

4

Muestras A-D: Ejemplos de la presente invención

Se realizó la carbonitruración a 850ºC mantenida durante 150 minutos en una atmósfera de una mezcla de gas RX y gas amoniaco. Siguiendo el modelo de tratamiento térmico mostrado en la Figura 6, se hizo un temple primario desde una temperatura de carbonitruración de 850ºC, y a continuación se hizo un temple secundario calentando a una temperatura en un intervalo de temperatura de 780ºC a 830ºC inferior a la temperatura de carbonitruración. La muestra A con una temperatura de temple secundario de 780ºC no se sometió a ensayo ya que el temple de la muestra A fue insuficiente.

Muestras E y F: Ejemplos comparativos

Estas muestras se carbonitruraron por el mismo procedimiento que el de las muestras A-D de la presente invención, y luego se realizó un temple secundario a una temperatura de 850ºC a 870ºC, igual o más alta que la temperatura de carbonitruración de 850ºC.

Muestra carbonitrurada convencional: Ejemplo comparativo

La carbonitruración se llevó a cabo a 850ºC mantenida durante 150 minutos en una atmósfera de una mezcla de gas RX y gas amoniaco. El temple se hizo sucesivamente desde la temperatura de carbonitruración y no se hizo un temple secundario.

Muestra normal templada: Ejemplo comparativo

Sin carbonitrurar, se hizo un temple aumentando la temperatura a 850ºC y no se hizo un temple secundario.

Para las muestras anteriores, se realizaron los ensayos para (1) medir la cantidad de hidrógeno, (2) medir el tamaño del grano cristalino, (3) el ensayo de impacto Charpy, (4) medir la tensión de rotura y (5) el ensayo de fatiga por rodadura, mediante los métodos descritos a continuación.

I. Métodos de ensayo del Ejemplo 2 (1) Medida de la cantidad de hidrógeno

La cantidad de hidrógeno se determinó por medio de un determinador de hidrógeno DH-103 fabricado por LECO Corporation para analizar la cantidad de hidrógeno no difusible en un acero. La cantidad de hidrógeno difusible no se midió. Las especificaciones del determinador de hidrógeno LECO DH-103 son como sigue.

: Intervalo del análisis: 0,01 - 50,00 ppm

: Precisión del análisis: \pm0,1 ppm o \pm3% de H (uno superior)

: Sensibilidad del análisis: 0,01 ppm

: Método de detección: conductimetría térmica

: Tamaño del peso de la muestra: 10 mg - 35 g (máx: 12 mm (diámetro) \times 100 mm (longitud)

: Intervalo de temperatura del horno: 50ºC - 1100ºC

: Reactivos: Mg(ClO_{4})_{2} anhidro, Ascarita y NaOH

: Gas portador: gas nitrógeno

: Gas dosificador: gas hidrógeno

(Ambos gases tienen una pureza de al menos 99,99% y una presión de 2,8 kgf/cm^{2} (40 PSI).

El procedimiento del análisis se describe aquí de forma aproximada. Se toma una muestra mediante un muestreador especializado y la muestra junto con el muestreador se puso en el determinador de hidrógeno. El hidrógeno difusible en ese caso fue dirigido por el gas portador nitrógeno hasta un detector de conductimetría térmica. El hidrógeno difusible no se midió en este ejemplo. Luego, se sacó la muestra del muestreador para calentarla en un calefactor por resistencia y el hidrógeno no difusible fue dirigido por el gas portador nitrógeno hasta el detector de conductimetría térmica. La conductividad térmica se midió mediante el detector de conductimetría térmica para determinar la cantidad de hidrógeno no difusible.

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(2) Medida del tamaño del grano cristalino

El tamaño del grano cristalino se midió según el método de ensayo del tamaño de grano cristalino de austenita en un acero definido por JIS G 0551.

(3) Ensayo de impacto Charpy

Se realizó un ensayo de impacto Charpy según el método de ensayo de impacto Charpy para un material metálico definido por JIS Z 2242. Una pieza de ensayo usada aquí era una pieza de ensayo con una entalladura en forma de U (pieza de ensayo JIS Nº 3) definida por JIS Z 2202.

(4) Medida de la tensión de rotura

La Figura 13 muestra una pieza de ensayo para un ensayo de resistencia a la rotura por presión estática (para medir la tensión de rotura). Se ejerció una carga en la dirección P de la Figura 13 y se midió la carga cuando se rompió la pieza sometida a ensayo. Luego, la carga medida, que era una carga de rotura, se convirtió en un tensión mediante la siguiente fórmula de cálculo de tensión para una viga curvada. Hay que indicar que la pieza del ensayo que se va a usar no se limita a la mostrada en la Figura 13 y puede ser cualquier que tenga una forma diferente.

Supongamos que una tensión en la fibra sobre la superficie convexa de la pieza sometida a ensayo mostrada en la Figura 13 es \sigma_{1} y una tensión en la fibra sobre la superficie cóncava es \sigma_{2}, entonces \sigma_{1} y \sigma_{2} se determinan mediante las siguientes fórmulas (JSME Mechanical Engineer's Handbook, A4-resistencia de materiales, A4-40) (Manual del Ingeniero mecánico JSME). Aquí, N indica una fuerza axial de un corte transversal que incluye el eje de la pieza anular sometida a ensayo, A indica el área de un corte transversal, e_{i} indica el radio exterior, e_{2} indica un radio interior, y \kappa es un módulo de sección de la viga curvada.

: \sigma_{1} = (N/A) + {M/(A\rho_{0})}[1 + e_{1}/{\kappa (\rho_{0} + e_{1})}]

: \sigma_{2} = (N/A) + {M/(A\rho_{0})}[1 + e_{2}/{\kappa (\rho_{0} + e_{2})}]

: \kappa = -(1/A)\intA {\eta/(\rho_{0} + \eta)}dA

(5) Ensayo de fatiga por rodadura

Las condiciones de ensayo para un ensayo para determinar la vida frente a la fatiga por rodadura se muestran en la Tabla 10. Las Figuras 14A y 14B muestran esquemáticamente un aparato de ensayo para calcular la vida frente a la fatiga por rodadura. Siendo la Figura 14A una vista en corte transversal y siendo la Figura 14B una vista lateral de él. Haciendo referencia a las Figuras 14A y 14B, una pieza de ensayo 31 que es sometida al ensayo para determinar la vida frente a la fatiga por rodadura fue accionada por un rodillo 21 conducido para que girase mientras que estaba contacto con las bolas 23. Las bolas 23 eran bolas (1,9 cm) guiadas mediante bolas guía para que rodasen. Las bolas 23 ejercieron una alta presión superficial sobre la pieza 32 sometida a ensayo mientras que la pieza de ensayo 31 ejercía también una alta presión superficial sobre las bolas 23.

II. Resultados de los ensayos del Ejemplo 2 (1) Cantidad de hidrógeno

La muestra carbonitrurada convencional sin estar tratada adicionalmente tiene una cantidad considerablemente grande de hidrógeno de 0,72 ppm. Una razón para ello es considerar que el amoníaco (NH_{3}) contenido en la atmósfera en el proceso de carbonitruración se descompone y el hidrógeno entra luego en el acero. Por otro lado, la cantidad de hidrógeno de las muestras B-D se reduce a 0,37-0,40 ppm y es, por eso, casi la mitad de la de la muestra convencional. Esta cantidad de hidrógeno es sustancialmente igual a la de la muestra templada normal.

La reducción de la cantidad de hidrógeno anteriormente mencionada puede disminuir el grado de fragilidad del acero que es debida al hidrógeno en la solución sólida. En otras palabras, mediante la reducción de la cantidad de hidrógeno, el valor de impacto Charpy de las muestras B-D de la presente invención mejora notablemente.

(2) Tamaño de grano cristalino

En lo que se refiere al tamaño de los granos cristalinos, las muestras que son sometidas a temple secundario a una temperatura inferior a la temperatura de temple en el proceso de carbonitruración (temple primario), concretamente las muestras B-D, tienen granos austeníticos que se hacen notablemente finos, es decir, el índice del tamaño de los granos cristalinos es 11-12. Las muestras E y F así como las muestras carbonitruradas convencionales y la muestra templada normal tienen granos austeníticos con un índice del tamaño de los granos cristalinos de 10, lo que significa que el tamaño de los granos cristalinos de las muestras E y F es superior a la de las muestras B-D de la presente invención.

(3) Ensayo del impacto Charpy

La Tabla 9 muestra que el valor del impacto Charpy de la muestra carbonitrurada convencional es 5,33 J/cm^{2} mientras que el de las muestras B-D de la presente invención es más alto, oscilando entre 6,30 y 6,65 J/cm^{2}. A partir de esto se ve también que una temperatura de temple secundario más baja conduce a un valor del impacto Charpy más alto. La muestra templada normal tiene un alto valor de impacto Charpy de 6,70 J/cm^{2}.

(4) Medida de la tensión de rotura

La tensión de rotura corresponde a la resistencia anti-grietas. A partir de la Tabla 9 se ve que la tensión de rotura de la muestra carbonitrurada convencional es de 2330 MPa. Por otro lado, la tensión de rotura de las muestras B-D se mejora hasta 2650-2840 MPa. La muestra templada normal tiene una tensión de rotura de 2770 MPa que está en el intervalo de la tensión de rotura de las muestras de las muestras B-F. Se considera que la reducción del contenido de hidrógeno contribuye enormemente a la mejorada resistencia anti-grietas de las muestras B-D así como la reducción del tamaño de los granos cristalinos austeníticos.

(5) Ensayo de fatiga por rodadura

Según la Tabla 9, la muestra templada normal tiene la vida (L_{10}) frente a la fatiga por rodadura más corta debido a la ausencia de capa carbonitrurada en la capa superficial. Por contra, la vida frente a la fatiga por rodadura de la muestra carbonitrurada convencional es 3,1 veces de larga comparada con la de la muestra templada normal. La vida frente a la fatiga por rodadura de las muestras B-D se mejora notablemente si se compara con la muestra carbonitrurada convencional. Las muestras E y F de la presente invención tienen una vida frente a la fatiga por rodadura casi igual a la de la muestra carbonitrurada convencional.

En resumen, las muestras B-D de la presente invención tienen el contenido de hidrógeno más bajo, los granos cristalinos austeníticos más finos con un índice del tamaño del grano cristalino de al menos 11, y unos valores mejorados del impacto Charpy, de la resistencia anti-grietas y de la vida frente a la fatiga por rodadura.

Ejemplo 3

Ahora se describe el Ejemplo 3 de la presente invención. Sobre las siguientes muestras A, B y C, se realizó una serie de ensayos. Un material para ser tratado térmicamente que se empleó comúnmente para las muestras A-C fue JIS-SUJ2 (1,0% en peso de C - 0,25% en peso de Si - 0,4% en peso de Mn - 1,5% en peso de Cr). Las muestras A-C fueron tratadas, cada una de ellas, mediante el siguiente procedimiento.

Muestra A - Ejemplo comparativo: únicamente temple normal (sin carbonitruración)

Muestra B - Ejemplo comparativo: temple directamente después de la carbonitruración (carbonitruración y temple convencional). La cabonitruración se llevó a cabo a 845ºC mantenida durante 150 minutos. La atmósfera en el proceso de carbonitruración era una mezcla de gas RX y gas amoníaco. La temperatura de temple final fue de 800ºC.

(1) Vida frente a la fatiga por rodadura

Las condiciones de ensayo y el equipo de ensayo para el ensayo para determinar la vida frente a la fatiga por rodadura son, como se muestra en la Tabla 10 y las Figuras 14A y 14B. Los resultados del ensayo para determinar la vida frente a la fatiga por rodadura se muestran en la Tabla 11.

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TABLA 10

Pieza del ensayo	Pieza de ensayo cilíndrica, \diameter 12 x L22
Número de piezas ensayadas	10
Bolas de acero de contrapartida	19,05 mm
Presión de la superficie de contacto	5,88 GPa
Velocidad de carga	46240 cpm
Aceite lubricante	Para turbina VG68 - lubricación para circulación forzada

TABLA 11

Muestra	Vida (cuentas de carga)	L_{10} relativa
	L_{10} (\times 10^{4} veces)	L_{10}(\times 10^{4} veces)
A	8017	18648	1,0
B	246565	33974	3,1
C	43244	69031	5,4

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Según la Tabla 11, la muestra B que es un Ejemplo comparativo, tiene una vida frente a la fatiga por rodadura (vida L_{10}: una de cada diez piezas está dañada) que es 3,1 veces de larga con respecto a la de la muestra A, que también es un Ejemplo comparativo y que únicamente sufre un temple normal, y por eso se ve que el efecto de alargar la vida se obtiene mediante el proceso de carbonitruración. Por contra, la muestra C de la presente invención tiene una vida más larga que es 1,74 veces de larga con respecto a la de la muestra B y 5,4 veces de larga con respecto a la de la muestra A. Se considera que esta mejora se obtiene principalmente a partir de la microestructura fina.

(2) Ensayo del impacto Charpy

Se realizó un ensayo de impacto Charpy usando una pieza de ensayo con entalladura en forma de U definida por JIS Z 2242, anteriormente mencionada. Los resultados del ensayo se muestran en la Tabla 12.

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TABLA 12

Muestra	Valor del impacto Charpy (J/cm^{2})	Valor relativo del impacto
A	6,7	1,0
B	5,3	0,8
C	6,7	1,0

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La muestra B (Ejemplo comparativo) que ha sufrido una carbonitruración tiene un valor del impacto Charpy que no es mayor que el de la muestra A (Ejemplo comparativo) que ha sufrido un temple normal, mientras que la muestra C tiene un valor del impacto Charpy equivalente al de la muestra A.

(3) Ensayo de tenacidad a la rotura estática

La Figura 15 muestra una pieza de ensayo para el ensayo de la tenacidad a la rotura estática. En la entalladura de la pieza sometida a ensayo, se hizo una pre-grieta de aproximadamente 1 mm, después de ello se añadió una carga estática mediante flexión en tres puntos, y luego se determinó una carga P de rotura. Usando la siguiente fórmula (I), se calculó un valor de la tenacidad a la rotura (valor KIc). Los resultados del ensayo se muestran en la Tabla 13.

(I)KIc = (PL\surda/BW^{2}){5,8 - 9,2(a/W) + 43,6(a/W)^{2} - 75,3(a/W)^{3} + 77,5(a/W)^{4}}

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TABLA 13

Muestra	Número ensayado	K_{1}C(MPa\surdm)	K_{1}C relativo
A	3	16,3	1,0
B	3	16,1	1,0
C	3	18,9	1,2

Puesto que la pre-grieta tiene una profundidad superior a la profundidad de la capa carbonitrurada, se obtienen por eso los mismos resultados para las muestras A y B (Ejemplos comparativos), mientras que el resultado de la muestra C (Ejemplo de la presente invención) es aproximadamente 1,2 veces más alto que el de los Ejemplos compara-
tivos.

(4) Ensayo de resistencia a la rotura por presión estática (tensión de rotura)

Se usó una pieza para el ensayo de resistencia a la rotura por presión estática como se muestra en la Figura 13 anteriormente descrita. Se ejerció una carga en la dirección P de la Figura 13 para llevar a cabo un ensayo de resistencia a la rotura por presión estática. Los resultados se muestran en la Tabla 14.

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TABLA 14

Muestra	Número ensayado	Resistencia a la rotura	Resistencia relativa
		estática (Kgf)	a la rotura estática
A	3	4200	1,00
B	3	3500	0,84
C	3	4300	1,03

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La muestra B que ha sido carbonitrurada tiene una resistencia algo más pequeña que la de la muestra A que ha sufrido un temple normal, mientras que la muestra C de la presente invención tiene una mejorada resistencia a la rotura por presión estática si se compara con la muestra B y por eso equivalente a la de la muestra A.

(5) Índice del cambio dimensional secular

La Tabla 15 muestra el índice del cambio dimensional secular medido bajo las condiciones de 130ºC (temperatura de mantenimiento) y 500 horas (tiempo de mantenimiento), junto con la dureza superficial y la cantidad de austenita retenida (0,1 mm de profundidad).

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TABLA 15

Muestra	Número	Dureza	\gamma retenida	Índice del cambio	Índice relativo
	ensayado	superficial	(%)	dimensional	del cambio
		(HRC)		(\times10^{-5})	dimensional^{*)}
A	3	62,5	9,0	18	1,0
B	3	63,6	28,0	35	1,9
C	3	60,0	11,3	22	1,2
*): el más pequeño es superior

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Comparado con el índice del cambio dimensional de la muestra B que tiene una gran cantidad de austenita retenida, la muestra C de la presente invención tiene un índice de cambio dimensional más pequeño debido a la inferior cantidad de austenita retenida que es la mitad o menos.

(6) Ensayo de vida bajo la condición de lubricante contaminado

Se usó un rodamiento de bolas 6206 para evaluar la vida frente a la fatiga por rodadura bajo la condición de un lubricante contaminado que tiene una cantidad predeterminada de contaminantes normales mezclados con él. Las condiciones del ensayo se muestran en la Tabla 16 y los resultados del ensayo se muestran en la Tabla 17.

TABLA 16

Carga	Fr = 6,86 kN
Presión de la superficie de contacto	Pmáx = 3,2 GPa
Velocidad rotacional	2000 rpm
Lubricante	Turbina 56 - lubricación en baño de aceite
Cantidad de contaminante	0,4 g/1000 cc
Contaminante	Tamaño de grano: 100 - 180 \mum, dureza: HV 800

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TABLA 17

Muestra	Vida L_{10} (h)	L_{10} relativa
A	20,0	1,0
B	50,2	2,5
C	45,8	2,3

La muestra B que ha sufrido carbonitruración convencional tiene un tiempo de vida que es aproximadamente 2,5 veces de larga comparada con la de la muestra A, y la muestra C de la presente invención tiene un tiempo de vida que es aproximadamente 2,3 veces de larga comparada con la de la muestra A. Aunque la muestra C de la presente invención tiene una cantidad más pequeña de austenita retenida que la de la muestra B del Ejemplo comparativo, la muestra C tiene un tiempo de vida largo, sustancialmente equivalente al de la muestra B debido a las influencias del nitrógeno que entra y a la microestructura fina.

Por consiguiente, a partir de los resultados anteriormente discutidos se ve que la muestra C de la presente invención, concretamente un componente de un rodamiento producido por el método de tratamiento térmico de la presente invención, puede conseguir simultáneamente tres objetivos: un alargamiento de la vida frente a la fatiga por rodadura que ha sido difícil de conseguir mediante la carbonitruración convencional, una mejora en la resistencia a la grietas, y una reducción del índice de cambio dimensional secular.

Aunque la presente invención ha sido descrita e ilustrada con detalle, resulta claro comprender que la misma es únicamente a modo de ilustración y ejemplo, y no debe ser tomada como una limitación, estando el espíritu y el alcance de la presente invención limitado únicamente por los térmicos de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. Un seguidor de leva de rodillos de un motor, que comprende:

un anillo exterior (4) que está en contacto de rodadura con un eje de leva del motor;

un eje (2) del rodillo situado dentro de dicho anillo exterior (4) y fijado a un cuerpo (50) del seguidor de leva; y

elementos (3) del rodamiento (3) situados entre dicho anillo exterior y dicho eje del rodillo; en el que al menos uno entre dichos anillo exterior (4), eje (2) del rodillo y elementos (3) del rodamiento, tiene una capa carbonitrurada caracterizada porque dicho al menos uno entre dichos anillo exterior (4), eje (2) del rodillo, y elementos (3) del rodamiento, que tienen una capa carbonitrurada, tiene un contenido de hidrógeno de cómo máximo 0,5 ppm,

en el que dicha capa carbonitrurada se produce mediante un tratamiento térmico en el que después, al menos uno entre dichos anillo exterior (4), eje (2) del rodillo y elementos (3) del rodamiento se carbonitrura a una temperatura de carbonitruración igual o más alta que la temperatura de transformación A1, se enfría a una temperatura inferior a la temperatura de transformación A1 y luego se calienta a una temperatura de temple inferior a dicha temperatura de carbonitruración y por ello se templa.

2. El seguidor de leva de rodillos de un motor según la reivindicación 1, en el que dicho cuerpo (50) del seguidor de leva está montado entre un extremo (1b) y otro extremo (1a) de un brazo oscilante (1), dicho brazo oscilante está unido de forma pivotante a un eje rotacional (5) situado entre dicho un extremo y el otro extremo (1b), un extremo de la válvula (9) de apertura/cierre de dicho motor se apoya sobre dicho otro extremo, dicho cuerpo del seguidor de leva sobre dicho un extremo tiene una porción (14) bifurcada de soporte del rodillo, y dicho eje del rodillo está fijado a dicha porción bifurcada de soporte del rodillo.

3. El seguidor de leva de rodillos de un motor según la reivindicación 1, en el que dicho cuerpo (50) del seguidor de leva de rodillos está montado entre un extremo (1b) y el otro extremo (1a) de un brazo oscilante (1), dicho eje (2) del rodillo está fijo en un orificio que se extiende entre dos paredes laterales del brazo oscilante, y el extremo de una válvula (9) de apertura/cierre de dicho motor se apoya sobre dicho un extremo (1b) de dicho brazo oscilante, y un pivote (15) se apoya sobre dicho otro extremo (1a).

4. El seguidor de leva de rodillos de un motor según la reivindicación 1, en el que un brazo oscilante (1) está unido de forma pivotante a un eje rotacional (5) situado entre un extremo (1b) y el otro extremo (1a) de dicho brazo oscilante, un extremo de la válvula (9) de apertura/cierre de dicho motor se apoya sobre dicho un extremo (1b), dicho otro extremo (1a) se apoya sobre un extremo de una barra de interconexión (16) que transmite una tensión desde dicha leva (6), dicho cuerpo (50) del seguidor de leva está montado sobre el otro extremo de dicha barra de interconexión, estando dicho un extremo y dicho otro extremo de dicha barra de interconexión situados, respectivamente, sobre dicho brazo oscilante y dicha leva (6), y dicho eje del rodillo está unido a dicho cuerpo del seguidor de leva y se apoya sobre dicha leva.

5. El seguidor de leva de rodillos de un motor según la reivindicación 1, en el que dichos elementos (3) del rodamiento son rodamientos de aguja de tipo integral.

6. El seguidor de leva de rodillos de un motor según la reivindicación 1, en el que dicho eje del rodillo tiene su extremo con una dureza inferior a la de su porción central.

7. El seguidor de leva de rodamiento de rodillos de un motor según la reivindicación 1, en el que dicho eje del rodillo tiene su extremo que está calafateado.

8. El seguidor de leva de rodillos de un motor según la reivindicación 1, en el que dicho seguidor de leva está completamente conformado por presión.