JP2007063627A - 疲労特性に優れた軸受用鋼部品およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
表層部の旧オーステナイト粒径を微細化して疲労特性を向上させ、ベアリング゛内外輪,ベアリングボールなどに好適な焼入れ処理が施される軸受用部品およびその製造方法を提供する。
【解決手段】表層において、前組織における球状化炭化物が1.15個/μm2以上、焼入れ後の旧オーステナイト粒の平均粒径を3.5μm以下とし、成分組成は好ましくはC:0.6〜1.5mass%、Si:0.1〜1.0mass%、Mn:0.1〜1.5mass%、Al:0.1mass%以下、Cr:0.05〜2.0mass%、必要に応じてS、Cu、Ni、Mo、W、Ti、Nb、B、Sb、Nの一種または二種以上を添加する。球状化炭化物の単位面積あたり個数が1.15個/μm2以上の鋼に、Ac3点-10℃〜Ac3点の温度間での平均加熱速度を0.5℃/s以上とし、Ac3点以上Ac3点+130℃以下の温度で、Ac3点以上の保持時間が500秒以下である加熱を施して焼入れ処理を行う。
【選択図】 図2
Description
C:0.6〜1.5mass%、
Si:0.1〜1.0mass%、
Mn:0.1〜1.5mass%、
Al:0.1mass%以下、
Cr:0.05〜2.0mass%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする1記載の疲労特性に優れた軸受用鋼部品。
S:0.03mass%以下、
Cu:1.0mass%以下、
Ni:1.0mass%以下、
Mo:1.0mass%以下、
W:1.0mass%以下、
Ti:0.01mass%以下、
Nb:0.5mass%以下、
B:0.01mass%以下、
Sb:0.0050mass%以下
N:0.01mass%以下
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする2記載の疲労特性に優れた軸受用鋼部品。
本発明に係る軸受用鋼部品では、焼入れ前の前組織における球状化炭化物の単位面積あたり個数を1.15個/μm2以上、表層の焼入れ組織における旧オーステナイト粒の平均粒径を3.5μm以下に規定する。
球状化炭化物密度の調整は、球状化焼鈍、低温圧延+球状化焼鈍、低温加工のいずれかの方法が好ましいが、本発明では特に規定しない。
球状化焼鈍はAe3点直上への加熱によるパーライト中の層状炭化物を溶け込ませ、球状化炭化物の種を作り、その後、徐冷却により球状化炭化物としている。Ae3点直上への加熱条件を低温、短時間均熱とすることで球状化炭化物密度を1.15個/μm2以上とする。具体的には、720℃±10℃で1〜4時間の均熱とする。
素材圧延過程において、少なくとも仕上げ加工においてパーライト変態終了温度以下で減面率10%以上の圧延を行ない、パーライト組織中の炭化物を分断させる。その後、球状化焼鈍を行ない、球状化炭化物密度を1.15個/μm2以上とする。
素材圧延過程において、パーライト変態終了温度以下の温間域で減面率30%以上の圧延を行ない、パーライト組織中の炭化物を分断させ、炭化物密度を1.15個/μm2以上とする。尚、圧延を,製品の鍛造などに変えても問題はない。
本発明に係る軸受用鋼部品は、焼入れ後において、表層以外の組織は特に規定しない。表層に限らず全厚方向において旧オーステナイト粒の平均粒径が3.5μm以下となっていてもその効果が損なわれることはない。
[成分組成]
C:0.6%〜1.5mass%
Cは,焼入れ部において部品の疲労寿命を得るために必要となる硬度確保のために必要な元素であり、0.6mass%未満では焼入れ部で十分な硬度および疲労強度が得られない。
Siは,転動疲労寿命を向上するため0.1mass%以上含有されていることが好ましい。しかし,1.0mass%を越えて添加すると,Cと同様,焼入れ前の加工性(剪断性,鍛造性)を劣化させる。よって、Siの好適含有量範囲は0.1〜1.0mass%以下とすることが好ましい。
Mnは,焼入性を向上するため,0.1mass%以上含有する。しかし,過剰に添加すると焼入れ前の加工性(剪断性,鍛造性)を劣化させる。このため,その含有量の上限は1.5mass%以下とすることが好ましい。
Crは焼入性向上および炭化物球状化を促進による焼入れ前の硬度低下・加工性向上の効果があるため0.05以上含有されていることが好ましい。しかし、2.0mass%を超えて添加しても効果が飽和してしまうため0.05〜2.0mass%の範囲で含有されていることが好ましい。
Alは、強力な脱酸作用を持ち,鋼の清浄化を向上させる効果を有する成分であるため含有されていることが好ましい。0.10mass%を超えて添加した場合には,鋼の清浄化がむしろ劣化し,疲労寿命が低下することから,その含有量を0.1mass%以下とすることが好ましい。更に好ましくは、0.005〜0.1mass%である。
SはMnと結合して,MnSを形成して被削性を向上するため添加してもよい。0.03mass%を越えて添加するとMnSが割れの起点となり疲労寿命を著しく低下するため、添加する場合は、その含有量の上限は0.03mass%とすることが好ましい。
Cuは焼入れ性向上により焼入れ部の硬度向上効果があるため添加してもよい。この効果を得るため、添加する場合には1.0mass%以下とする。
Niは焼入性増大や焼入れ部の靭性を向上させるため、添加する場合は1.0mass%を上限に添加する。また,Cu添加時には熱間脆性抑制のためにNiをCu添加量の1/2添加することが好ましい。
Moは焼入性向上効果や焼戻し軟化抵抗の効果があるため添加してもよいが,加工性が悪くなるため、添加する場合は1.0mass%以下とすることが好ましい。
Wは焼入性向上効果があるため添加してもよいが,加工性が悪くなるため、添加する場合は、1.0mass%以下とすることが好ましい。
Tiは窒化物形成によるオーステナイト粒成長抑制効果があるため添加してもよいが、0.01mass%を超えると,疲労特性が劣化するため、添加する場合は0.01mass%以下とすることが好ましい。
Nbは窒化物(もしくは炭窒化物)形成によるオーステナイト粒成長抑制効果があるため添加してもよいが、その含有量が0.5mass%を超えるとその効果は飽和するので、添加する場合は、0.5mass%以下とすることが好ましい。
Bは焼入性向上効果があるため0.01mass%を上限に添加してもよいが、その含有量が0.01mass%を超えるとその効果は飽和するため、添加する場合は、0.01mass%以下とすることが好ましい。
Sbは、ミクロ組織変化の遅延に対して効果があり、転動疲労特性の劣化を防止する作用を有するので、添加してもよい。しかし、その含有量が0.0050mass%を超えると、靭性が劣化するので、添加する場合は、0.0050mass%以下とすることが好ましい。
Nは、不可避的不純物として存在するが、窒化物(もしくは炭窒化物)を形成し,γ粒微細化に効果がある。過剰添加は鋼の加工性を劣化させるため、添加する場合は0.01mass%以下であることが好ましい。
本発明に係る軸受用鋼部品は、炭化物形態を球状化炭化物とし、その単位面積あたり個数が1.15個/μm2以上の焼入れ前の前組織を備えた鋼素材、好ましくは棒鋼あるいは線材を、鍛造工程を経てベアリング゛内外輪、ベアリングボール等の軸受用鋼部品の形状に加工した後、表層部焼入れを施す。旧オーステナイト粒の平均粒径が3.5μm以下となる表層部を得るための条件について説明する。
加熱温度は、焼入れ後、均一な焼入れ組織とするため、Ac3点以上とする。一方、Ac3点+130℃超では、球状化炭化物が存在していても、ピンニング゛効果が低減して、オーステナイトの粒成長が生じ、焼入れ後の組織の旧オーステナイト粒の平均粒径が3.5μm超となるため、Ac3点以上、Ac3点+130℃以下とする。
Claims (6)
- 表層において、前組織における球状化炭化物が1.15個/μm2以上、焼入れ後の旧オーステナイト粒の平均粒径が3.5μm以下であることを特徴とする疲労特性に優れた軸受用鋼部品。
- 前記鋼部品の成分組成が、
C:0.6〜1.5mass%、
Si:0.1〜1.0mass%、
Mn:0.1〜1.5mass%、
Al:0.1mass%以下、
Cr:0.05〜2.0mass%
を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項1記載の疲労特性に優れた軸受用鋼部品。 - 更に、
S:0.03mass%以下、
Cu:1.0mass%以下、
Ni:1.0mass%以下、
Mo:1.0mass%以下、
W:1.0mass%以下、
Ti:0.01mass%以下、
Nb:0.5mass%以下、
B:0.01mass%以下、
Sb:0.0050mass%以下
N:0.01mass%以下
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項2記載の疲労特性に優れた軸受用鋼部品。 - 前記表層部の型さがHv700以上であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載の疲労特性に優れた軸受用鋼部品。
- 球状化炭化物の単位面積あたり個数が1.15個/μm2以上の鋼に、Ac3点-10℃〜Ac3点の温度間での平均加熱速度を0.5℃/s以上とし、Ac3点以上Ac3点+130℃以下の温度で、Ac3点以上の保持時間が500秒以下である加熱を施して焼入れ処理を行うことを特徴とする疲労特性に優れた軸受用鋼部品の製造方法。
- 請求項2または3記載の成分組成を有し、球状化炭化物の単位面積あたり個数が1.15個/μm2以上の鋼に、Ac3点-10℃〜Ac3点の温度間での平均加熱速度を0.5℃/s以上とし、Ac3点以上Ac3点+130℃以下の温度で、Ac3点以上の保持時間が500秒以下である加熱を施して焼入れ処理を行うことを特徴とする疲労特性に優れた軸受用鋼部品の製造方法。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009113477A1 (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-17 | 株式会社ジェイテクト | 転動部品及びその製造方法 |
JP2009242920A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Jfe Steel Corp | 異物環境下での疲労特性に優れた軸受部品およびその製造方法 |
CN103168112A (zh) * | 2010-08-31 | 2013-06-19 | 杰富意钢铁株式会社 | 滚动接触疲劳寿命特性优异的轴承钢、轴承用铸锭件以及它们的制造方法 |
US20150041026A1 (en) * | 2011-09-30 | 2015-02-12 | Jfe Steel Corporation | Ingot for bearing and production process |
CN105671442A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-15 | 安徽同盛环件股份有限公司 | 一种轴承环合金钢及其热处理工艺 |
JP2016199786A (ja) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度鋼 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004263200A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-09-24 | Jfe Steel Kk | 疲労強度に優れた高強度鋼材およびその製造方法 |
JP2004315890A (ja) * | 2003-04-16 | 2004-11-11 | Jfe Steel Kk | 転動疲労寿命の優れた鋼材及びその製造方法 |
-
2005
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004263200A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-09-24 | Jfe Steel Kk | 疲労強度に優れた高強度鋼材およびその製造方法 |
JP2004315890A (ja) * | 2003-04-16 | 2004-11-11 | Jfe Steel Kk | 転動疲労寿命の優れた鋼材及びその製造方法 |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009113477A1 (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-17 | 株式会社ジェイテクト | 転動部品及びその製造方法 |
JP2009215597A (ja) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Aichi Steel Works Ltd | 転動部品及びその製造方法 |
JP2009242920A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Jfe Steel Corp | 異物環境下での疲労特性に優れた軸受部品およびその製造方法 |
CN103168112A (zh) * | 2010-08-31 | 2013-06-19 | 杰富意钢铁株式会社 | 滚动接触疲劳寿命特性优异的轴承钢、轴承用铸锭件以及它们的制造方法 |
US20130174945A1 (en) * | 2010-08-31 | 2013-07-11 | Ntn Corporation | Bearing steel and ingot material for bearing having excellent rolling contact fatigue life characteristics and method for manufacturing the same |
US9139887B2 (en) * | 2010-08-31 | 2015-09-22 | Jfe Steel Corporation | Bearing steel and ingot material for bearing having excellent rolling contact fatigue life characteristics and method for manufacturing the same |
CN103168112B (zh) * | 2010-08-31 | 2016-03-23 | 杰富意钢铁株式会社 | 滚动接触疲劳寿命特性优异的轴承钢、轴承用铸锭件以及它们的制造方法 |
US20150041026A1 (en) * | 2011-09-30 | 2015-02-12 | Jfe Steel Corporation | Ingot for bearing and production process |
US9732395B2 (en) * | 2011-09-30 | 2017-08-15 | Jfe Steel Corporation | Ingot for bearing and production process |
JP2016199786A (ja) * | 2015-04-09 | 2016-12-01 | 株式会社神戸製鋼所 | 高強度鋼 |
CN105671442A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-15 | 安徽同盛环件股份有限公司 | 一种轴承环合金钢及其热处理工艺 |
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Publication number | Publication date |
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