JP2009236146A

JP2009236146A - Rolling bearing cage, rolling bearing, and rolling bearing cage manufacturing method

Info

Publication number: JP2009236146A
Application number: JP2008080002A
Authority: JP
Inventors: Kikuo Maeda; 喜久男前田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-15

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rolling bearing cage to which high durability is imparted while suppressing an increase in the weight and which secures high dimensional accuracy and dimensional stability, and also to provide its manufacturing method and a rolling bearing. SOLUTION: The cage 14 is formed of steel which contains 0.05 or more and less than 0.4 mass% carbon, 0.1-0.35 mass% silicon, and 0.1-0.9 mass% manganese, and consists of iron in the rest and impurities. In a region including a surface 14A of the cage 14, a cage nitrogen enriched layer 14B is formed which has higher nitrogen concentration than an inside 14C. The cage nitrogen enriched layer 14B includes a bainite structure where a remaining austenite amount is held down to 5 vol% or less. COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は転がり軸受用保持器、転がり軸受および転がり軸受用保持器の製造方法に関し、より特定的には、０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素を含有する鋼からなる転がり軸受用保持器とその製造方法、および当該転がり軸受用保持器を備えた転がり軸受に関するものである。 The present invention relates to a rolling bearing cage, a rolling bearing, and a method for manufacturing a rolling bearing cage, and more specifically, a rolling bearing made of steel containing 0.05% by mass or more and less than 0.4% by mass of carbon. The present invention relates to a cage, a manufacturing method thereof, and a rolling bearing provided with the rolling bearing cage.

近年、転がり軸受が用いられる機械装置の高性能化に伴い、転がり軸受が苛酷な環境下で用いられる場合が多くなっている。そのため、転がり軸受を構成する部品である軌道部材や転動体だけでなく、転動体を保持する転がり軸受用保持器の耐久性が問題となる場合がある。特に、鉄道車両の車軸や駆動モータ、自動車や産業機械用のトランスミッションなどに用いられる円錐ころ軸受やニードルころ軸受などにおいては、使用時の振動が大きいこと、急激な加減速が繰り返されること、転動体であるころにスキューが生じやすいこと等、種々の要因のため、保持器が疲労により破損する場合がある。 In recent years, with the improvement in performance of mechanical devices using rolling bearings, rolling bearings are often used in harsh environments. Therefore, the durability of the rolling bearing retainer that holds the rolling element as well as the race member and the rolling element that are components constituting the rolling bearing may be a problem. In particular, tapered roller bearings and needle roller bearings used in railway vehicle axles, drive motors, transmissions for automobiles and industrial machinery, etc. have large vibration during use, repeated rapid acceleration / deceleration, The cage may be damaged due to fatigue due to various factors such as a skew easily occurring in the moving body.

これに対し、保持器の肉厚を大きくする対策、保持器の表層部に軟窒化処理、塩浴軟窒化処理などを施し、表層部の強度を上昇させる対策などを含む種々の対策が提案されている（たとえば、特許文献１〜３参照）。
特開２００５−４８８２７号公報特開２０００−１７９５５４号公報特開２００５−１７２２００号公報 In response, various measures have been proposed, including measures to increase the thickness of the cage, and measures to increase the strength of the surface layer by applying soft nitriding or salt bath soft nitriding to the surface of the cage. (For example, see Patent Documents 1 to 3).
JP 2005-48827 A JP 2000-179554 A JP-A-2005-172200

しかしながら、近年の転がり軸受に対する要求を考慮すると、上記対策は必ずしも十分なものであるとはいえない。具体的には、上記保持器の肉厚を大きくする対策では、保持器の重量の増加や大型化により、エネルギーのロスが発生し、近年の機械装置に対する高効率化の要求に応えることができない。また、転がり軸受に対する高精度化の要求に伴い、保持器に対しても高い寸法精度および使用中の高い寸法安定性が求められている。 However, considering the recent requirements for rolling bearings, the above measures are not always sufficient. Specifically, in the measures for increasing the thickness of the cage, energy loss occurs due to an increase in the weight or size of the cage, and it is not possible to meet the recent demand for higher efficiency for mechanical devices. . In addition, with the demand for higher precision for rolling bearings, high dimensional accuracy and high dimensional stability during use are also required for cages.

そこで、本発明の目的は、重量の増加を抑制しつつ高い耐久性を付与するとともに、高い寸法精度および寸法安定性を確保することが可能な転がり軸受用保持器とその製造方法、および当該転がり軸受用保持器を備えることにより重量の増加を抑制しつつ耐久性を向上させた転がり軸受を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rolling bearing retainer capable of providing high durability while suppressing an increase in weight and ensuring high dimensional accuracy and dimensional stability, a manufacturing method thereof, and the rolling. An object of the present invention is to provide a rolling bearing having improved durability while suppressing an increase in weight by including a bearing cage.

本発明の一の局面における転がり軸受用保持器は、０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、表面を含む領域には、内部よりも窒素濃度が高い層である窒素富化層が形成されている。そして、窒素富化層は、ベイナイト組織を含み、残留オーステナイト量が５体積％以下に抑制されている。 The rolling bearing cage according to one aspect of the present invention includes 0.05 mass% or more and less than 0.4 mass% carbon, 0.1 mass% or more and 0.35 mass% or less silicon, and 0.1 mass%. In the region including the surface, a nitrogen-enriched layer that has a higher nitrogen concentration than the inside is formed. ing. The nitrogen-enriched layer includes a bainite structure and the amount of retained austenite is suppressed to 5% by volume or less.

本発明者は、転がり軸受用保持器に関し、重量の増加を抑制しつつ高い耐久性を付与し、かつ高い寸法精度および寸法安定性を確保する対策について詳細な検討を行なった。その結果、上記適切な成分組成を有する鋼からなる保持器の表面に窒素富化層を形成した上で、当該窒素富化層を構成する鋼を、ベイナイト組織を含むとともに残留オーステナイト量が５％以下に抑制された状態とすることが、有効な対策となることを見出した。すなわち、本発明の転がり軸受用保持器においては、表面を含む領域に窒素富化層が形成され、かつ当該窒素富化層がベイナイト組織を含むことにより、表層部の耐久性が向上する。また、窒素富化層がベイナイト組織を含み、残留オーステナイト量が５体積％以下に抑制されていることにより、マルテンサイトと残留オーステナイトとからなる一般的な鋼組織を有する保持器に比べて、熱処理による変形が低減されて高い寸法精度が確保されるとともに、高い寸法安定性をも確保することができる。その結果、本発明の転がり軸受用保持器によれば、保持器の重量の増加を抑制しつつ高い耐久性を付与するとともに、高い寸法精度および寸法安定性を確保することが可能な転がり軸受用保持器を提供することができる。以下、鋼の成分範囲を上記の範囲に限定した理由について説明する。 The present inventor has made a detailed study on a countermeasure for securing high dimensional accuracy and dimensional stability with respect to a rolling bearing retainer while imparting high durability while suppressing an increase in weight. As a result, after forming a nitrogen-enriched layer on the surface of the cage made of steel having the appropriate component composition, the steel constituting the nitrogen-enriched layer includes a bainite structure and a residual austenite amount of 5%. It has been found that the following measures are effective measures. That is, in the rolling bearing retainer of the present invention, a nitrogen-enriched layer is formed in a region including the surface, and the nitrogen-enriched layer includes a bainite structure, thereby improving the durability of the surface layer portion. Further, the nitrogen-enriched layer includes a bainite structure, and the amount of retained austenite is suppressed to 5% by volume or less, so that heat treatment is performed compared to a cage having a general steel structure composed of martensite and retained austenite. As a result, deformation due to the above can be reduced to ensure high dimensional accuracy, and high dimensional stability can be ensured. As a result, according to the rolling bearing retainer of the present invention, it is possible to provide high durability while suppressing an increase in the weight of the retainer and to ensure high dimensional accuracy and dimensional stability. A cage can be provided. Hereinafter, the reason which limited the component range of steel to said range is demonstrated.

炭素：０．０５質量％以上０．４質量％未満
転がり軸受用保持器を構成する鋼において、炭素が０．０５質量％未満では、硬度が不足し、強度が不十分となるおそれがある。また、表層部の強度を上昇させる目的で浸炭処理を実施する場合、当該浸炭処理に長時間を要するという問題を生じるおそれがある。一方、炭素が０．４質量％以上では、保持器の完成後に実施される加締め加工や爪曲げ加工などの塑性加工において、加工に要する荷重が限度を超えて大きくなるおそれがある。したがって、炭素は０．０５質量％以上０．４質量％未満とする必要がある。 Carbon: 0.05% by mass or more and less than 0.4% by mass In the steel constituting the rolling bearing cage, if the carbon content is less than 0.05% by mass, the hardness may be insufficient and the strength may be insufficient. Moreover, when carburizing treatment is performed for the purpose of increasing the strength of the surface layer portion, there is a concern that the carburizing treatment may take a long time. On the other hand, if the carbon content is 0.4 mass% or more, the load required for processing may increase beyond the limit in plastic processing such as caulking and claw bending performed after the cage is completed. Therefore, carbon needs to be 0.05 mass% or more and less than 0.4 mass%.

珪素：０．１質量％以上０．３５質量％以下
転がり軸受用保持器を構成する鋼において、珪素が０．１質量％未満では、耐久性が低下するおそれがある。一方、珪素が０．３５質量％を超えると、素材の硬度が上昇し、冷間加工性が低下するという問題が発生し得る。したがって、珪素は０．１質量％以上０．３５質量％とする必要がある。 Silicon: 0.1% by mass or more and 0.35% by mass or less In the steel constituting the rolling bearing retainer, if silicon is less than 0.1% by mass, durability may be lowered. On the other hand, when silicon exceeds 0.35 mass%, the problem that the hardness of a raw material will rise and cold workability will fall may generate | occur | produce. Therefore, silicon needs to be 0.1 mass% or more and 0.35 mass%.

マンガン：０．１質量％以上０．９質量％以下
転がり軸受用保持器を構成する鋼において、マンガンが０．１質量％未満では、転がり軸受用保持器の耐久性が低下するおそれがある。一方、マンガンが０．９質量％を超えると、素材の硬度が上昇して冷間加工性が低下するという問題が発生し得る。したがって、マンガンは０．１質量％以上０．９質量％とする必要がある。 Manganese: 0.1% by mass or more and 0.9% by mass or less In the steel constituting the rolling bearing cage, if the manganese content is less than 0.1% by mass, the durability of the rolling bearing cage may be lowered. On the other hand, when manganese exceeds 0.9 mass%, the problem that the hardness of a raw material will rise and cold workability will fall may generate | occur | produce. Therefore, manganese needs to be 0.1 mass% or more and 0.9 mass%.

本発明の他の局面における転がり軸受用保持器は、０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンと、０．１質量％以上０．３質量％以下のクロムとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、表面を含む領域には、内部よりも窒素濃度が高い層である窒素富化層が形成されている。そして、窒素富化層は、ベイナイト組織を含み、残留オーステナイト量が５体積％以下に抑制されている。 The rolling bearing retainer according to another aspect of the present invention includes 0.05 mass% or more and less than 0.4 mass% carbon, 0.1 mass% or more and 0.35 mass% or less silicon, and 0.1 mass%. % Containing 0.9% by mass or more and 0.1% by mass or more and 0.3% by mass or less chromium, and the region including the surface is composed of iron and impurities. A nitrogen-enriched layer that is a layer having a higher nitrogen concentration is formed. The nitrogen-enriched layer includes a bainite structure and the amount of retained austenite is suppressed to 5% by volume or less.

本発明の他の局面における転がり軸受用保持器は、基本的には上記本発明の一の局面における転がり軸受用保持器と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、本発明の他の局面における転がり軸受用保持器では、転がり軸受用保持器の使用環境等を考慮し、当該転がり軸受用保持器を構成する鋼が、さらに０．１質量％以上０．３質量％以下のクロムを含有する点で、上記本発明の一の局面における転がり軸受用保持器とは異なっている。 The rolling bearing retainer in another aspect of the present invention basically has the same configuration as the rolling bearing retainer in one aspect of the present invention, and exhibits the same operational effects. However, in the rolling bearing cage according to another aspect of the present invention, considering the usage environment of the rolling bearing cage, etc., the steel constituting the rolling bearing cage is further 0.1% by mass or more and 0.0. It differs from the rolling bearing cage in one aspect of the present invention in that it contains 3 mass% or less of chromium.

本発明の他の局面における転がり軸受用保持器によれば、保持器を構成する鋼が、０．３質量％以下のクロムを含むことにより、合金元素の添加量を抑制しつつ、表層部の耐久性を向上させるとともに、保持器の内部の強度をも向上させることができる。一方、表層部の耐久性および内部の強度を確実に向上させるためには、クロム含有量は０．１質量％以上とする必要がある。 According to the rolling bearing cage in another aspect of the present invention, the steel constituting the cage contains 0.3 mass% or less of chromium, so that the amount of the alloy element is suppressed and the surface layer portion is reduced. While improving durability, the intensity | strength inside a holder | retainer can also be improved. On the other hand, in order to reliably improve the durability and internal strength of the surface layer portion, the chromium content needs to be 0.1% by mass or more.

ここで、上記転がり軸受用保持器においては、窒素富化層の残留オーステナイト量は２体積％以下であることが好ましい。これにより、転がり軸受用保持器の寸法安定性が一層向上する。また、一般に、転がり軸受用保持器においては、表層部、具体的には表面を含む厚み０．１５ｍｍ程度の領域の強度が重要になる場合が多い。そのため、上記転がり軸受用保持器においては、窒素富化層の厚みは０．１５ｍｍ以上であることが好ましい。さらに、上記窒素富化層は、耐久性を向上させる観点から、ベイナイト組織と、マルテンサイト組織と、５体積％以下の残留オーステナイトからなっていることが好ましく、寸法安定性を向上させる観点から、ベイナイト組織が８０％体積以上を占めていることが好ましい。 Here, in the rolling bearing retainer, the amount of retained austenite of the nitrogen-enriched layer is preferably 2% by volume or less. Thereby, the dimensional stability of the cage for rolling bearings is further improved. In general, in rolling bearing cages, the strength of the surface layer portion, specifically, the region having a thickness of about 0.15 mm including the surface is often important. For this reason, in the rolling bearing retainer, the thickness of the nitrogen-enriched layer is preferably 0.15 mm or more. Furthermore, from the viewpoint of improving durability, the nitrogen-enriched layer is preferably composed of a bainite structure, a martensite structure, and 5% by volume or less of retained austenite, from the viewpoint of improving dimensional stability. It is preferable that the bainite structure occupies 80% or more volume.

上記本発明の転がり軸受用保持器において好ましくは、窒素富化層は、０．５質量％以上１．１質量％以下の炭素と、０．１質量％以上０．８質量％以下の窒素とを含んでいる。 Preferably, in the rolling bearing retainer of the present invention, the nitrogen-enriched layer comprises 0.5 mass% or more and 1.1 mass% or less of carbon, 0.1 mass% or more and 0.8 mass% or less of nitrogen. Is included.

転がり軸受用保持器を構成する鋼の炭素含有量は、当該保持器の硬度に大きな影響を及ぼす。そして、保持器の硬度は、当該保持器の耐久性を支配する重要な要因の１つである。窒素富化層における炭素含有量が０．５質量％未満では、保持器の表層部（窒素富化層）において十分な硬度を確保することが困難となるおそれがある。そのため、窒素富化層における炭素含有量は０．５質量％以上であることが好ましい。また、窒素富化層における炭素含有量が１．１質量％を超えると、保持器の完成後に実施される加締め加工や爪曲げ加工などの塑性加工、あるいは転動体の圧入などにおいて、表層部に亀裂が発生しやすくなり、加工が困難になるおそれがある。そのため、窒素富化層における炭素含有量は１．１質量％以下であることが好ましい。 The carbon content of the steel constituting the rolling bearing cage greatly affects the hardness of the cage. The hardness of the cage is one of the important factors governing the durability of the cage. If the carbon content in the nitrogen-enriched layer is less than 0.5% by mass, it may be difficult to ensure sufficient hardness in the surface layer portion (nitrogen-enriched layer) of the cage. Therefore, the carbon content in the nitrogen-enriched layer is preferably 0.5% by mass or more. Further, when the carbon content in the nitrogen-enriched layer exceeds 1.1% by mass, the surface layer portion is used in plastic processing such as caulking and claw bending performed after completion of the cage, or press-fitting of rolling elements. There is a risk that cracks are likely to occur in the film and processing becomes difficult. Therefore, the carbon content in the nitrogen-enriched layer is preferably 1.1% by mass or less.

一方、窒素富化層における窒素は、疲労強度を向上させる効果を有する。また鋼中の窒素は、鋼のＭ_Ｓ点の温度を低下させ、より低温でのベイナイト組織の形成を可能とする。低温で形成されたベイナイト組織は硬度が高く、疲労強度に優れている。このような窒素の効果を明確にするためには、窒素含有量を０．１質量％以上とすることが好ましい。また、鋼中の窒素含有量が０．８質量％を超えると、鋼中にボイドが形成され、当該鋼からなる保持器の耐久性を低下させるおそれがある。さらに、鋼中の窒素含有量が０．８質量％を超えると、鋼中への炭素の侵入が不十分となり、当該鋼からなる保持器の強度を低下させるおそれがある。そのため、窒素含有量は０．８質量％以下とすることが好ましい。 On the other hand, nitrogen in the nitrogen-enriched layer has an effect of improving fatigue strength. The nitrogen in the steel lowers the temperature of the M _S point of the steel, to allow formation of more bainite structure at low temperatures. A bainite structure formed at a low temperature has high hardness and excellent fatigue strength. In order to clarify the effect of such nitrogen, the nitrogen content is preferably 0.1% by mass or more. Moreover, when the nitrogen content in steel exceeds 0.8 mass%, a void is formed in steel and there exists a possibility of reducing the durability of the holder | retainer which consists of the said steel. Furthermore, when the nitrogen content in the steel exceeds 0.8% by mass, the penetration of carbon into the steel becomes insufficient, and the strength of the cage made of the steel may be reduced. Therefore, the nitrogen content is preferably 0.8% by mass or less.

上記本発明の転がり軸受用保持器において好ましくは、表面の硬度は４５０ＨＶ以上６５０ＨＶ以下となっている。 In the rolling bearing cage of the present invention, the surface hardness is preferably 450 HV or more and 650 HV or less.

上述のように、保持器の硬度は、当該保持器の耐久性を支配する重要な要因の１つである。そして、保持器の表面の硬度が４５０ＨＶ未満である場合、当該保持器を含む転がり軸受の使用環境等によっては、耐久性が不十分となるおそれがある。そのため、表面の硬度は４５０ＨＶ以上であることが好ましい。一方、保持器の表面の硬度が６５０ＨＶを超えると、保持器の完成後に実施される加締め加工や爪曲げ加工などの塑性加工において、表層部が破損しやすくなり、加工が困難になるおそれがある。そのため、表面の硬度は６５０ＨＶ以下であることが好ましい。 As described above, the hardness of the cage is one of the important factors governing the durability of the cage. And when the hardness of the surface of a cage | basket is less than 450HV, there exists a possibility that durability may become inadequate depending on the use environment etc. of the rolling bearing containing the said cage | basket. Therefore, the surface hardness is preferably 450 HV or higher. On the other hand, if the surface hardness of the cage exceeds 650 HV, the surface layer portion is likely to be damaged in plastic processing such as caulking and claw bending performed after the cage is completed, and the processing may be difficult. is there. Therefore, the surface hardness is preferably 650 HV or less.

上記本発明の転がり軸受用保持器において好ましくは、厚み方向における中央の硬度は、２００ＨＶ以上４００ＨＶ以下となっている。 In the rolling bearing retainer of the present invention, preferably, the central hardness in the thickness direction is 200 HV or more and 400 HV or less.

保持器の表層部が十分な強度を有している場合であっても、内部の強度が不足する場合、保持器全体として十分な強度が得られない場合がある。保持器の厚み方向における中央に代表される保持器内部（素材の成分組成が維持されている領域）における硬度が２００ＨＶ未満である場合、保持器全体として十分な強度が得られないおそれがある。一方、保持器内部の硬度が４００ＨＶを超える場合、保持器の完成後に実施される加締め加工や爪曲げ加工などの塑性加工において、加工に要する荷重が限度を超えて大きくなるおそれがある。そのため、保持器の厚み方向における中央の硬度は、２００ＨＶ以上４００ＨＶ以下であることが好ましい。 Even when the surface layer portion of the cage has sufficient strength, when the internal strength is insufficient, the cage as a whole may not have sufficient strength. When the hardness inside the cage represented by the center in the thickness direction of the cage (region where the component composition of the material is maintained) is less than 200 HV, sufficient strength may not be obtained as a whole cage. On the other hand, when the hardness inside the cage exceeds 400 HV, the load required for the processing may increase beyond the limit in plastic processing such as caulking and claw bending performed after the cage is completed. Therefore, the hardness at the center in the thickness direction of the cage is preferably 200 HV or more and 400 HV or less.

本発明に従った転がり軸受は、上記本発明の転がり軸受用保持器を備えている。本発明の転がり軸受によれば、上記本発明の転がり軸受用保持器を備えていることにより、重量の増加を抑制しつつ耐久性を向上させた転がり軸受を提供することができる。 The rolling bearing according to the present invention includes the rolling bearing cage of the present invention. According to the rolling bearing of the present invention, by providing the rolling bearing cage of the present invention, it is possible to provide a rolling bearing with improved durability while suppressing an increase in weight.

本発明の一の局面における転がり軸受用保持器の製造方法は、鋼部材を準備する工程と、窒素富化層を形成する工程と、当該窒素富化層をベイナイト変態させる工程とを備えている。鋼部材を準備する工程では、０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、成形加工された鋼部材が準備される。窒素富化層を形成する工程では、当該鋼部材がＡ_１点以上の温度において浸炭窒化されることにより、鋼部材の表面を含む領域に、内部よりも窒素濃度が高い層である窒素富化層が形成される。そして、窒素富化層をベイナイト変態させる工程では、鋼部材を、窒素富化層のＭ_Ｓ点を超え、Ｍ_Ｓ点よりも３００℃高い温度以下の温度に保持することにより、窒素富化層の残留オーステナイト量が５体積％以下となるように窒素富化層をベイナイト変態させる。 A rolling bearing retainer manufacturing method according to one aspect of the present invention includes a step of preparing a steel member, a step of forming a nitrogen-enriched layer, and a step of transforming the nitrogen-enriched layer to bainite. . In the step of preparing the steel member, 0.05 mass% or more and less than 0.4 mass% carbon, 0.1 mass% or more and 0.35 mass% or less silicon, and 0.1 mass% or more and 0.9 mass% or less. A steel member is prepared, which is made of steel containing the remaining iron and impurities, and is formed and processed. In the step of forming a nitriding layer, by which the steel member is carbonitrided at a temperature of more than ₁ point A, the region including the surface of the steel member, nitrogen-enriched nitrogen concentration than the interior is higher layers A layer is formed. Then, a nitriding layer at a step of bainite transformation, the steel members, beyond the M _S point of the nitrogen-enriched layer, by maintaining the 300 ° C. temperature higher temperature below than M _S point, the nitrogen-enriched layer The nitrogen-enriched layer is transformed to bainite so that the amount of retained austenite becomes 5% by volume or less.

本発明の一の局面における転がり軸受用保持器の製造方法では、上記適切な成分組成を有する鋼部材の表面を含む領域に窒素富化層を形成した上で、当該窒素富化層をベイナイト変態させるプロセスが採用される。これにより、表層部にベイナイト組織を含む窒素富化層が形成され、表層部の耐久性が向上した転がり軸受用保持器を製造することができる。さらに、当該窒素富化層における残留オーステナイト量が５体積％以下となるように、窒素富化層をベイナイト変態させることにより、マルテンサイトと残留オーステナイトとからなる一般的な鋼組織を有する保持器に比べて、熱処理による変形が低減されて高い寸法精度が確保されるとともに、高い寸法安定性をも確保した保持器を製造することができる。その結果、本発明の一の局面における転がり軸受用保持器の製造方法によれば、保持器の重量の増加を抑制しつつ高い耐久性を付与するとともに、高い寸法精度および寸法安定性を有する転がり軸受用保持器を製造することができる。 In the method for manufacturing a rolling bearing retainer according to one aspect of the present invention, a nitrogen-enriched layer is formed in a region including the surface of the steel member having the appropriate component composition, and then the nitrogen-enriched layer is transformed into a bainite transformation. Process is adopted. Thereby, the nitrogen enriched layer containing a bainite structure is formed in the surface layer part, and the rolling bearing retainer in which the durability of the surface layer part is improved can be manufactured. Furthermore, by carrying out the bainite transformation of the nitrogen enriched layer so that the amount of retained austenite in the nitrogen enriched layer is 5% by volume or less, a cage having a general steel structure composed of martensite and retained austenite is obtained. In comparison, it is possible to manufacture a cage in which deformation due to heat treatment is reduced, high dimensional accuracy is ensured, and high dimensional stability is ensured. As a result, according to the method for manufacturing a rolling bearing retainer in one aspect of the present invention, the rolling bearing has high dimensional accuracy and dimensional stability while imparting high durability while suppressing an increase in the weight of the retainer. A bearing cage can be manufactured.

本発明の他の局面における転がり軸受用保持器の製造方法は、鋼部材を準備する工程と、窒素富化層を形成する工程と、当該窒素富化層をベイナイト変態させる工程とを備えている。鋼部材を準備する工程では、０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンと、０．１質量％以上０．３質量％以下のクロムとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、成形加工された鋼部材が準備される。窒素富化層を形成する工程では、当該鋼部材がＡ_１点以上の温度において浸炭窒化されることにより、鋼部材の表面を含む領域に、内部よりも窒素濃度が高い層である窒素富化層が形成される。そして、窒素富化層をベイナイト変態させる工程では、鋼部材を、窒素富化層のＭ_Ｓ点を超え、Ｍ_Ｓ点よりも３００℃高い温度以下の温度に保持することにより、窒素富化層の残留オーステナイト量が５体積％以下となるように窒素富化層をベイナイト変態させる。 The manufacturing method of the rolling bearing cage in another aspect of the present invention includes a step of preparing a steel member, a step of forming a nitrogen enriched layer, and a step of transforming the nitrogen enriched layer. . In the step of preparing the steel member, 0.05 mass% or more and less than 0.4 mass% carbon, 0.1 mass% or more and 0.35 mass% or less silicon, and 0.1 mass% or more and 0.9 mass% or less. % Of manganese and 0.1 mass% or more and 0.3 mass% or less of chromium, and the steel member comprised from the steel which consists of remainder iron and an impurity, and was processed is prepared. In the step of forming a nitriding layer, by which the steel member is carbonitrided at a temperature of more than ₁ point A, the region including the surface of the steel member, nitrogen-enriched nitrogen concentration than the interior is higher layers A layer is formed. Then, a nitriding layer at a step of bainite transformation, the steel members, beyond the M _S point of the nitrogen-enriched layer, by maintaining the 300 ° C. temperature higher temperature below than M _S point, the nitrogen-enriched layer The nitrogen-enriched layer is transformed to bainite so that the amount of retained austenite becomes 5% by volume or less.

本発明の他の局面における転がり軸受用保持器の製造方法は、基本的には上記本発明の一の局面における転がり軸受用保持器の製造方法と同様の構成を有し、同様の作用効果を奏する。しかし、本発明の他の局面における転がり軸受用保持器の製造方法では、転がり軸受用保持器の使用環境等を考慮し、鋼部材を構成する鋼が、さらに０．１質量％以上０．３質量％以下のクロムを含有する点で、上記本発明の一の局面における転がり軸受用保持器の製造方法とは異なっている。 The method for manufacturing a rolling bearing retainer according to another aspect of the present invention basically has the same configuration as the method for manufacturing a rolling bearing retainer according to one aspect of the present invention, and has the same functions and effects. Play. However, in the method for manufacturing a rolling bearing cage according to another aspect of the present invention, the steel constituting the steel member is further 0.1% by mass or more and 0.3% in consideration of the usage environment of the rolling bearing cage. It differs from the method for manufacturing a rolling bearing cage in one aspect of the present invention in that it contains chromium in an amount of not more than mass%.

本発明の他の局面における転がり軸受用保持器の製造方法によれば、鋼部材を構成する鋼が、０．３質量％以下のクロムを含むことにより、合金元素の添加量が抑制されつつ、表層部の耐久性を向上させるとともに、保持器の内部の強度をも向上させることができる。一方、表層部の耐久性および内部の強度を確実に向上させるためには、クロム含有量は０．１質量％以上とする必要がある。 According to the method for manufacturing a rolling bearing retainer in another aspect of the present invention, the steel constituting the steel member contains 0.3 mass% or less of chromium, while the addition amount of the alloy element is suppressed, While improving durability of a surface layer part, the intensity | strength inside a holder | retainer can also be improved. On the other hand, in order to reliably improve the durability and internal strength of the surface layer portion, the chromium content needs to be 0.1% by mass or more.

ここで、Ａ_１点とは鋼を加熱した場合に、鋼の組織がフェライトからオーステナイトに変態を開始する温度に相当する点をいう。また、Ｍ_ｓ点とはオーステナイト化した鋼が冷却される際に、マルテンサイト化を開始する温度に相当する点をいう。 Here, the point A ₁ in the case of heating the steel refers to a point that the structure of the steel corresponds to the temperature to start the transformation from ferrite to austenite. Further, the M _s point means a point corresponding to a temperature at which martensite formation starts when the austenitized steel is cooled.

また、窒素富化層をベイナイト変態させる工程において鋼部材が保持される上記温度（以下、ベイナイト変態温度という）がＭ_Ｓ点よりも３００℃高い温度を超えると、製造される保持器の硬度が低くなり、耐久性が低下するおそれがある。そのため、ベイナイト変態温度はＭ_Ｓ点よりも３００℃高い温度以下とする必要がある。さらに、製造される保持器の耐久性を一層向上させるためには、ベイナイト変態温度はＭ_Ｓ点よりも２５０℃高い温度以下とすることが好ましい。一方、鋼がＭ_Ｓ点以下の温度に冷却されると、当該鋼はマルテンサイト変態する。そのため、ベイナイト変態温度はＭ_Ｓ点よりも高いことが必要であるが、温度制御の精度等を考慮し、Ｍ_Ｓ点よりも１０℃高い温度以上とすることが好ましい。また、保持器の使用環境等を考慮し、保持器の靭性を向上させたい場合、ベイナイト変態温度はＭ_Ｓ点よりも１５０℃高い温度以上とすることが好ましい。 Further, when the temperature at which the steel member is held in the step of transforming the nitrogen-enriched layer (hereinafter referred to as bainite transformation temperature) exceeds 300 ° C. higher than the _MS point, the hardness of the produced cage is increased. There is a risk of lowering the durability. Therefore, the bainite transformation temperature is required to be 300 ° C. higher temperatures less than M _S point. Furthermore, in order to improve the durability of the cage to be manufactured even more, the bainite transformation temperature is preferably at 250 ° C. higher temperatures less than M _S point. On the other hand, when the steel is cooled to a temperature below the _MS point, the steel undergoes martensitic transformation. Therefore, although the bainite transformation temperature needs to be higher than M _S point, considering precision of temperature control, it is preferable to 10 ° C. higher temperatures or higher than M _S point. Further, in consideration of use environment etc. of the cage, in order to improve the toughness of the cage, the bainite transformation temperature is preferably set to 0.99 ° C. higher temperatures or higher than M _S point.

さらに、窒素富化層の残留オーステナイト量が５体積％以下となるように窒素富化層をベイナイト変態させるためには、Ａ_１点以上の温度に加熱した鋼をベイナイト変態温度に十分な時間保持する必要がある。当該保持時間は、ベイナイト変態温度および鋼の成分組成などの条件により変化するため、当該条件に合わせて設定する必要があるが、上記成分組成の鋼において、残留オーステナイト量を５体積％以下とするためには、６０分間以上とすることが好ましく、１２０分間以上とすることにより、残留オーステナイト量を、より好ましい範囲である２体積％以下に低減することができる。また、ベイナイト変態温度に鋼が保持される際、当該鋼の温度は、上記温度の範囲において変動してもよいが、残留オーステナイト量を容易に制御したい場合、一定の温度とすることが望ましい。さらに、窒素富化層が形成された後、Ａ_１点からベイナイト変態温度までの冷却速度は、強度の低いパーライトの生成を抑制する観点から、パーライト変態を抑制可能な冷却速度とすることが好ましく、具体的にはＡ_１点から５００℃までの冷却速度を２００℃／秒以上とすることが好ましい。 Furthermore, in order to transform the nitrogen-enriched layer to a bainite transformation so that the amount of retained austenite in the nitrogen-enriched layer is 5% by volume or less, A steel heated to a temperature of _one point or higher is kept at the bainite transformation temperature for a sufficient time. There is a need to. Since the holding time changes depending on conditions such as the bainite transformation temperature and the steel component composition, it is necessary to set the holding time according to the conditions, but in the steel having the above component composition, the amount of retained austenite is 5% by volume or less. Therefore, it is preferable to set it for 60 minutes or more, and by setting it for 120 minutes or more, the amount of retained austenite can be reduced to 2 volume% or less which is a more preferable range. Further, when the steel is held at the bainite transformation temperature, the temperature of the steel may vary within the above temperature range, but it is desirable to keep the temperature constant when it is desired to easily control the amount of retained austenite. Furthermore, after the nitrogen-enriched layer is formed, the cooling rate from the _point A to the bainite transformation temperature, from the viewpoint of suppressing the generation of low strength perlite, be capable of suppressing cooling rate pearlite transformation preferably it is preferable that the 500 cooling rate of up to ° C. 200 ° C. / sec or more from _a point a in particular.

以上の説明から明らかなように、本発明の転がり軸受用保持器、転がり軸受、および転がり軸受用保持器の製造方法によれば、重量の増加を抑制しつつ高い耐久性を付与するとともに、高い寸法精度および寸法安定性を確保することが可能な転がり軸受用保持器とその製造方法、および当該転がり軸受用保持器を備えることにより重量の増加を抑制しつつ耐久性を向上させた転がり軸受を提供することができる。 As is apparent from the above description, according to the rolling bearing retainer, the rolling bearing, and the rolling bearing retainer manufacturing method of the present invention, high durability is provided while suppressing an increase in weight, and high A rolling bearing cage capable of ensuring dimensional accuracy and dimensional stability, a manufacturing method thereof, and a rolling bearing with improved durability while suppressing an increase in weight by including the rolling bearing cage. Can be provided.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

図１は、本発明の一実施の形態における転がり軸受用保持器を備えた転がり軸受としてのラジアルニードルころ軸受の構成を示す概略図である。また、図２は、図１の要部を拡大して示す概略部分断面図である。図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態における転がり軸受用保持器および転がり軸受について説明する。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a radial needle roller bearing as a rolling bearing provided with a rolling bearing cage in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic partial cross-sectional view showing an enlarged main part of FIG. With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the cage for rolling bearings and the rolling bearing according to one embodiment of the present invention will be described.

図１および図２を参照して、ラジアルニードルころ軸受１は、軌道輪としての環状の外輪１１と、外輪１１の内側に配置された軌道輪としての環状の内輪１２と、外輪１１と内輪１２との間に配置され、円環状の保持器１４に保持された転動体としての複数のニードルころ１３とを備えている。外輪１１の内周面には外輪転走面１１Ａが形成されており、内輪１２の外周面には内輪転走面１２Ａが形成されている。そして、内輪転走面１２Ａと外輪転走面１１Ａとが互いに対向するように、外輪１１と内輪１２とは配置されている。さらに、複数のニードルころ１３は、内輪転走面１２Ａおよび外輪転走面１１Ａにその外周面であるころ転走面１３Ａが接触し、かつ保持器１４により周方向に所定のピッチで配置されることにより円環状の軌道上に転動自在に保持されている。以上の構成により、ラジアルニードルころ軸受１の外輪１１および内輪１２は、互いに相対的に回転可能となっている。 1 and 2, a radial needle roller bearing 1 includes an annular outer ring 11 as a bearing ring, an annular inner ring 12 as a bearing ring arranged inside the outer ring 11, an outer ring 11 and an inner ring 12. And a plurality of needle rollers 13 as rolling elements held by an annular retainer 14. An outer ring rolling surface 11 A is formed on the inner circumferential surface of the outer ring 11, and an inner ring rolling surface 12 A is formed on the outer circumferential surface of the inner ring 12. And the outer ring | wheel 11 and the inner ring | wheel 12 are arrange | positioned so that 12A of inner ring | wheel rolling surfaces and 11A of outer ring | wheels may mutually oppose. Further, the plurality of needle rollers 13 are in contact with the inner ring rolling surface 12A and the outer ring rolling surface 11A in contact with the roller rolling surface 13A, which is the outer circumferential surface, and are arranged at a predetermined pitch in the circumferential direction by the cage 14. Therefore, it is held on an annular track so as to be freely rollable. With the above configuration, the outer ring 11 and the inner ring 12 of the radial needle roller bearing 1 are rotatable relative to each other.

ここで、本実施の形態における転がり軸受用保持器である保持器１４は、０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成されている。そして、図２を参照して、保持器１４の表面１４Ａを含む領域には、内部１４Ｃよりも窒素濃度が高い層である保持器窒素富化層１４Ｂが形成されている。さらに、保持器窒素富化層１４Ｂは、ベイナイト組織を含み、残留オーステナイト量が５体積％以下に抑制されている。ここで、上記不純物は、鋼の原料に由来するもの、あるいは製造工程において混入するものなどの不可避的不純物を含む。 Here, the cage 14 which is a rolling bearing cage in the present embodiment includes 0.05 mass% or more and less than 0.4 mass% of carbon and 0.1 mass% or more and 0.35 mass% or less of silicon. And 0.1 mass% or more and 0.9 mass% or less of manganese, and the balance is made of steel consisting of iron and impurities. Referring to FIG. 2, a cage nitrogen enriched layer 14 B that is a layer having a higher nitrogen concentration than the inside 14 C is formed in a region including the surface 14 A of the cage 14. Furthermore, the cage nitrogen-enriched layer 14B includes a bainite structure, and the amount of retained austenite is suppressed to 5% by volume or less. Here, the impurities include inevitable impurities such as those derived from steel raw materials or those mixed in the manufacturing process.

本実施の形態における転がり軸受用保持器としての保持器１４においては、表面１４Ａを含む領域に保持器窒素富化層１４Ｂが形成され、かつ当該窒素富化層１４Ｂがベイナイト組織を含むことにより、表層部の耐久性が向上している。また、保持器窒素富化層１４Ｂがベイナイト組織を含み、残留オーステナイト量が５体積％以下に抑制されていることにより、マルテンサイトと残留オーステナイトとからなる一般的な鋼組織を有する保持器に比べて熱処理による変形が低減されて高い寸法精度有するとともに、高い寸法安定性をも有している。その結果、本実施の形態における保持器１４は、重量の増加を抑制しつつ高い耐久性を付与するとともに、高い寸法精度および寸法安定性が確保された転がり軸受用保持器となっている。 In the cage 14 as a rolling bearing cage in the present embodiment, the cage nitrogen-enriched layer 14B is formed in a region including the surface 14A, and the nitrogen-enriched layer 14B includes a bainite structure. The durability of the surface layer is improved. Further, the cage nitrogen-enriched layer 14B includes a bainite structure, and the retained austenite amount is suppressed to 5% by volume or less, so that the cage nitrogen-enriched layer 14B has a general steel structure composed of martensite and retained austenite. As a result, deformation due to heat treatment is reduced to have high dimensional accuracy and high dimensional stability. As a result, the cage 14 in the present embodiment is a rolling bearing cage in which high durability is given while suppressing an increase in weight, and high dimensional accuracy and dimensional stability are ensured.

ここで、上記保持器１４は、上記鋼に代えて、０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンと、０．１質量％以上０．３質量％以下のクロムとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成されていてもよい。これにより、合金元素の添加量を抑制しつつ、表層部の耐久性を向上させるとともに、保持器１４の内部１４Ｃの強度をも向上させることができる。 Here, in place of the steel, the cage 14 is 0.05% by mass or more and less than 0.4% by mass of carbon, 0.1% by mass or more and 0.35% by mass or less of silicon, It may be made of a steel that contains manganese of not less than 0.9% by mass and not more than 0.9% by mass and chromium of not less than 0.1% by mass and not more than 0.3% by mass, and is composed of the remaining iron and impurities. Thereby, while suppressing the addition amount of an alloy element, while improving the durability of a surface layer part, the intensity | strength of the inside 14C of the holder | retainer 14 can also be improved.

さらに、保持器窒素富化層１４Ｂは、０．５質量％以上１．１質量％以下の炭素と、０．１質量％以上０．８質量％以下の窒素とを含んでいることが好ましい。これにより、保持器１４の表層部（保持器窒素富化層１４Ｂ）において十分な硬度を確保することが容易となるとともに、保持器１４の完成後に加締め加工や爪曲げ加工などの塑性加工が実施される場合でも、当該加工が容易となる。 Furthermore, the cage nitrogen-enriched layer 14B preferably contains 0.5% by mass or more and 1.1% by mass or less of carbon and 0.1% by mass or more and 0.8% by mass or less of nitrogen. Thereby, it becomes easy to ensure sufficient hardness in the surface layer portion (the cage nitrogen-enriched layer 14B) of the cage 14, and plastic working such as caulking and claw bending after the cage 14 is completed. Even when implemented, the processing is facilitated.

さらに、保持器１４の表面１４Ａの硬度は、４５０ＨＶ以上６５０ＨＶ以下となっていることが好ましい。これにより、保持器１４の表層部の強度が十分に確保されるとともに、保持器１４の完成後に実施され得る塑性加工が容易となる。 Further, the hardness of the surface 14A of the cage 14 is preferably 450 HV or more and 650 HV or less. Thereby, the strength of the surface layer portion of the cage 14 is sufficiently ensured, and plastic working that can be performed after the cage 14 is completed is facilitated.

さらに、保持器１４の厚み方向における中央に代表される保持器の内部１４Ｃ（素材の成分組成が維持されている領域）における硬度は、２００ＨＶ以上４００ＨＶ以下であることが好ましい。これにより、保持器１４全体として十分な強度が得られるとともに、保持器の完成後に実施され得る塑性加工において、加工に要する荷重が抑制される。 Furthermore, it is preferable that the hardness in the inside 14 C of the cage represented by the center in the thickness direction of the cage 14 (region in which the component composition of the material is maintained) is 200 HV or more and 400 HV or less. Thereby, sufficient intensity | strength is obtained as the whole holder | retainer 14, and the load required for a process is suppressed in the plastic processing which can be implemented after completion of a holder | retainer.

次に、上記本発明の一実施の形態における転がり軸受用保持器、および当該転がり軸受用保持器を備えた転がり軸受の製造方法について説明する。図３は、本発明の一実施の形態における転がり軸受用保持器、および当該転がり軸受用保持器を備えた転がり軸受の製造方法の概略を示すフローチャートである。 Next, a rolling bearing retainer according to an embodiment of the present invention and a method of manufacturing a rolling bearing provided with the rolling bearing retainer will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an outline of a rolling bearing retainer and a method of manufacturing a rolling bearing provided with the rolling bearing retainer according to an embodiment of the present invention.

図３を参照して、本実施の形態における転がり軸受用保持器および転がり軸受の製造方法では、まず、工程（Ｓ１００）として、鋼材準備工程が実施される。具体的には、この工程（Ｓ１００）では、０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼、たとえばＪＩＳ規格Ｓ３０Ｃ、ＳＰＣＣなどからなる棒鋼、鋼線、鋼板などが準備される。なお、工程（Ｓ１００）においては、０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンと、０．１質量％以上０．３質量％以下のクロムとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼からなる棒鋼、鋼線などが準備されてもよい。 Referring to FIG. 3, in the rolling bearing retainer and the rolling bearing manufacturing method according to the present embodiment, first, a steel material preparation step is performed as a step (S100). Specifically, in this step (S100), 0.05 mass% or more and less than 0.4 mass% carbon, 0.1 mass% or more and 0.35 mass% or less silicon, and 0.1 mass% or more. A steel containing 0.9% by mass or less of manganese and the balance iron and impurities, for example, a steel bar, steel wire, steel plate, etc. made of JIS standard S30C, SPCC or the like is prepared. In the step (S100), 0.05% by mass or more and less than 0.4% by mass of carbon, 0.1% by mass or more and 0.35% by mass or less of silicon, and 0.1% by mass or more and 0.9% by mass or more. A steel bar, a steel wire, or the like may be prepared, which contains manganese of not more than mass% and chromium of not less than 0.1 mass% and not more than 0.3 mass%, and is made of steel composed of the remaining iron and impurities.

次に、工程（Ｓ２００）として、成形工程が実施される。具体的には、工程（Ｓ２００）では、工程（Ｓ１００）において準備された鋼材に対して、切断、打ち抜き、旋削などの加工が実施されることにより、当該鋼材が保持器１４の概略形状に成形される。この工程（Ｓ１００）および（Ｓ２００）は、鋼からなり、転がり軸受用保持器の概略形状に成形加工された鋼部材を準備する鋼部材準備工程を構成する。 Next, a forming step is performed as a step (S200). Specifically, in step (S200), the steel material prepared in step (S100) is subjected to processing such as cutting, punching, and turning, so that the steel material is formed into the approximate shape of cage 14. Is done. This process (S100) and (S200) comprise the steel member preparation process which prepares the steel member which consists of steel and was shape-processed by the rough shape of the cage for rolling bearings.

次に、工程（Ｓ３００）として実施される浸炭窒化工程、および工程（Ｓ４００）として実施されるベイナイト変態工程を含む熱処理工程が実施される。この熱処理工程の詳細については後述する。 Next, the carbonitriding process implemented as process (S300) and the heat treatment process including the bainite transformation process implemented as process (S400) are implemented. Details of this heat treatment step will be described later.

次に、工程（Ｓ５００）として、熱処理工程が実施された鋼部材に対して、仕上げ加工などが施される仕上げ工程が実施される。具体的には、たとえば、熱処理工程が実施された鋼部材の表面１４Ａなどに対する仕上げ加工が実施される。これにより、本実施の形態における保持器１４は完成し、本実施の形態における転がり軸受用保持器の製造方法は完了する。 Next, as a process (S500), a finishing process in which a finishing process or the like is performed on the steel member that has been subjected to the heat treatment process is performed. Specifically, for example, a finishing process is performed on the surface 14A of the steel member on which the heat treatment process has been performed. Thereby, the retainer 14 in this Embodiment is completed and the manufacturing method of the rolling bearing retainer in this Embodiment is completed.

さらに、工程（Ｓ６００）として、完成した転がり軸受用保持器が組み込まれて転がり軸受が組立てられる組立て工程が実施される。具体的には、上述の手順により製造された本実施の形態における転がり軸受用保持器である保持器１４と、別途準備された外輪１１、内輪１２およびニードルころ１３とが組み合わされて、ラジアルニードルころ軸受１が組立てられる。これにより、本発明の転がり軸受が完成する。 Further, as step (S600), an assembly step in which the completed rolling bearing retainer is assembled and the rolling bearing is assembled is performed. Specifically, a radial needle is formed by combining a cage 14 which is a rolling bearing cage in the present embodiment manufactured by the above-described procedure, and an outer ring 11, an inner ring 12 and a needle roller 13 which are separately prepared. The roller bearing 1 is assembled. Thereby, the rolling bearing of the present invention is completed.

次に、上記熱処理工程の詳細について説明する。図４は、本実施の形態における転がり軸受用保持器の製造方法に含まれる熱処理工程の詳細を説明するための図である。図４において、横方向は時間を示しており右に行くほど時間が経過していることを示している。また、図４において、縦方向は温度を示しており上に行くほど温度が高いことを示している。 Next, details of the heat treatment step will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining the details of the heat treatment step included in the method of manufacturing a rolling bearing retainer in the present embodiment. In FIG. 4, the horizontal direction indicates time, and the time elapses toward the right. In FIG. 4, the vertical direction indicates the temperature, and the higher the temperature, the higher the temperature.

図３を参照して、本実施の形態における熱処理工程においては、まず、被処理物としての鋼部材が浸炭窒化処理される浸炭窒化工程（工程（Ｓ３００））が実施される。具体的には、図４を参照して、たとえば鋼部材が一酸化炭素と水素を含む浸炭ガスとアンモニアガスとの混合雰囲気中でＡ_１変態点以上の温度である温度Ｔ_１に加熱され、時間ｔ_１の間保持されることにより、鋼部材の表層部に炭素および窒素が侵入する。この工程（Ｓ３００）における浸炭窒化処理は、まず、鋼部材が一酸化炭素と水素を含む浸炭ガス中において加熱されて浸炭処理され、その後、アンモニアガスが追加されて浸炭窒化処理を実施する手順で実施されてもよいし、当初から浸炭ガスとアンモニアガスとの混合雰囲気中で鋼部材が加熱されることにより実施されてもよい。これにより、鋼部材の表面を含む領域に、当該表面を含む領域以外の領域である内部領域に比べて炭素濃度および窒素濃度の高い浸炭窒化層が形成される。この浸炭窒化層は、上記本実施の形態における保持器窒素富化層１４Ｂに相当する。 Referring to FIG. 3, in the heat treatment step in the present embodiment, first, a carbonitriding step (step (S300)) in which a steel member as an object to be processed is carbonitrided. Specifically, referring to FIG. 4, for example, a steel member is heated to a temperature T ₁ which is a temperature equal to or higher than the A ₁ transformation point in a mixed atmosphere of a carburizing gas containing carbon monoxide and hydrogen and ammonia gas, by being held for a time t _1, the carbon and nitrogen from penetrating the surface layer of the steel member. The carbonitriding process in this step (S300) is a procedure in which a steel member is first heated and carburized in a carburizing gas containing carbon monoxide and hydrogen, and then ammonia gas is added to perform the carbonitriding process. It may be implemented or may be implemented by heating the steel member in a mixed atmosphere of carburizing gas and ammonia gas from the beginning. As a result, a carbonitriding layer having a higher carbon concentration and nitrogen concentration is formed in the region including the surface of the steel member than in the internal region that is a region other than the region including the surface. This carbonitriding layer corresponds to the cage nitrogen-enriched layer 14B in the present embodiment.

次に、図４を参照して、浸炭窒化処理が終了した鋼部材が、Ａ_１点以上の温度から窒素富化層のＭ_Ｓ点以上Ｍ_Ｓ点よりも３００℃高い温度以下の温度である温度Ｔ_２に冷却される冷却工程が実施される。具体的には、浸炭窒化処理が実施された鋼部材が、たとえばソルト浴に浸漬され、温度Ｔ_２に冷却される。この冷却工程における鋼部材の冷却は、鋼部材がパーライト変態しない冷却速度で実施される。鋼部材がパーライト変態しない冷却速度は、たとえば鋼部材を構成する鋼のＣＣＴ（ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓＣｏｏｌｉｎｇＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ；連続冷却変態）線図を考慮して決定することができる。 Next, referring to FIG. 4, the steel member carbonitriding process is completed, is 300 ° C. higher temperature below the temperature than M _S point above M _S point of the nitrogen-enriched layer from _one or more points A temperature cooling step is cooled to temperature T ₂ is performed. Specifically, the steel member carbonitriding process is implemented, for example, is immersed in the salt bath, it is cooled to a temperature T _2. The cooling of the steel member in this cooling step is performed at a cooling rate at which the steel member does not undergo pearlite transformation. The cooling rate at which the steel member does not undergo pearlite transformation can be determined in consideration of, for example, the CCT (Continuous Cooling Transformation) diagram of the steel constituting the steel member.

次に、図４を参照して、鋼部材が温度Ｔ_２に保持されるベイナイト変態工程（工程（Ｓ４００））が実施される。具体的には、工程（Ｓ４００）では、冷却工程において温度Ｔ_２に冷却された鋼部材が、温度Ｔ_２に時間ｔ_２の間保持されることにより、当該鋼部材に形成された保持器窒素富化層１４Ｂがベイナイト変態し、ベイナイト組織が形成される。その後、鋼部材が窒素富化層のＭ_Ｓ点以下の温度に、たとえば空冷されることにより、本実施の形態における熱処理工程は完了する。ここで、温度Ｔ_１、Ｔ_２および時間ｔ_１、ｔ_２は、鋼部材の組成や当該熱処理工程が適用される保持器を含む転がり軸受の使用環境等に合わせて決定することができるが、たとえば温度Ｔ_１は８３０℃以上９６０℃以下、Ｔ_２は３００℃以上４００℃以下、時間ｔ_１は０．５時間以上２時間以下、時間ｔ_２は１時間以上５時間以下とすることができる。 Next, referring to FIG. 4, the bainite transformation step of the steel member is maintained at a temperature T ₂ (step (S400)) is performed. Specifically, in step (S400), steel members which are cooled to a temperature T ₂ in the cooling step, by being held for the time t ₂ to temperature T _2, the cage nitrogen formed on the steel member The enriched layer 14B undergoes bainite transformation, and a bainite structure is formed. Thereafter, the M _S point below the temperature of the steel member is a nitrogen-enriched layer, for example by being air-cooled, the heat treatment step in the present embodiment is completed. Here, the temperatures T ₁ and T ₂ and the times t ₁ and t ₂ can be determined according to the composition of the steel member and the usage environment of the rolling bearing including the cage to which the heat treatment step is applied, For example, the temperature T ₁ can be 830 ° C. or more and 960 ° C. or less, the T ₂ can be 300 ° C. or more and 400 ° C. or less, the time t ₁ can be 0.5 hours or more and 2 hours or less, and the time t ₂ can be 1 hour or more and 5 hours or less. .

以上の熱処理工程を含む転がり軸受用保持器および転がり軸受の製造方法により、上記実施の形態における保持器１４およびラジアルニードルころ軸受１を製造することができる。 The cage 14 and the radial needle roller bearing 1 according to the above embodiment can be manufactured by the rolling bearing cage and the rolling bearing manufacturing method including the heat treatment steps described above.

なお、本実施の形態においては、本発明の転がり軸受用保持器の一例として、ラジアルニードルころ軸受を構成する転がり軸受用保持器について説明したが、本発明の転がり軸受用保持器はこれに限られない。本発明の転がり軸受用保持器は、たとえばスラストニードルころ軸受、ラジアル円錐ころ軸受、スラスト円錐ころ軸受、円筒ころ軸受、大型玉軸受などを構成する保持器であってもよい。また、本発明の転がり軸受用保持器に適用可能な鋼としては、具体的には、ＪＩＳ規格Ｓ１０Ｃ、Ｓ１２Ｃ、Ｓ１５Ｃ、Ｓ１７Ｃ、Ｓ２０Ｃ、Ｓ２２Ｃ、Ｓ２５Ｃ、Ｓ２８Ｃ、Ｓ３０Ｃ、Ｓ３３Ｃ、Ｓ３５Ｃ、Ｓ３８Ｃ、Ｓ４０Ｃ、ＳＰＣＣなどの鋼、あるいはこれらの鋼においてクロムを０．３質量％以下の範囲で添加したものなどが挙げられる。 In the present embodiment, the rolling bearing cage constituting the radial needle roller bearing has been described as an example of the rolling bearing cage of the present invention. However, the rolling bearing cage of the present invention is not limited to this. I can't. The cage for a rolling bearing of the present invention may be a cage constituting, for example, a thrust needle roller bearing, a radial tapered roller bearing, a thrust tapered roller bearing, a cylindrical roller bearing, a large ball bearing, or the like. Further, as steel applicable to the rolling bearing cage of the present invention, specifically, JIS standards S10C, S12C, S15C, S17C, S20C, S22C, S25C, S28C, S30C, S33C, S35C, S38C, S40C , Steels such as SPCC, or those steels added with chromium in a range of 0.3 mass% or less.

以下、本発明の実施例１について説明する。上記実施の形態における熱処理工程により熱処理を行なったサンプルを作製し、当該サンプルの材料特性および耐久性を調査する実験を行なった。実験の手順は以下のとおりである。 Embodiment 1 of the present invention will be described below. A sample subjected to heat treatment by the heat treatment step in the above embodiment was produced, and an experiment was conducted to investigate the material characteristics and durability of the sample. The experimental procedure is as follows.

まず、サンプルの作製方法について説明する。サンプルの作製においては、まず、０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼であるＪＩＳ規格Ｓ３０Ｃからなる鋼材およびＳＰＣＣからなる鋼材を準備し、後述する各試験項目に応じたサンプルの形状に対応する鋼部材に成形した。その後、当該鋼部材に対して以下の４通りの熱処理を実施することによりサンプルを作製した。熱処理後の仕上げ加工は基本的には実施せず、必要な領域のみ研磨した。熱処理は、本発明の転がり軸受用保持器と同様の構成を有するサンプルを作製する実施例の熱処理と、本発明の範囲外のサンプルを作製する比較例Ａ〜Ｃの熱処理とを実施した。 First, a method for manufacturing a sample is described. In the preparation of the sample, first, 0.05% by mass or more and less than 0.4% by mass of carbon, 0.1% by mass or more and 0.35% by mass or less of silicon, 0.1% by mass or more and 0.9% by mass or less. % Steel and containing steel and impurities, JIS S30C steel and SPCC steel are prepared, and steel members corresponding to the shape of the sample according to each test item described later. Molded. Then, the sample was produced by implementing the following four types of heat processing with respect to the said steel member. The finishing process after the heat treatment was basically not performed, and only necessary areas were polished. For the heat treatment, the heat treatment of an example for producing a sample having the same configuration as that of the rolling bearing cage of the present invention and the heat treatment of Comparative Examples A to C for producing samples outside the scope of the present invention were performed.

（実施例）
図４に基づいて説明した上記実施の形態における熱処理工程により当該鋼部材を熱処理した。ここで、図４を参照して、浸炭窒化工程は、まず、雰囲気のカーボンポテンシャル（Ｃ_Ｐ）値を１．０に調整したＲＸガス雰囲気中の炉内に鋼部材を装入して加熱することにより浸炭処理を３時間実施した後、炉内にアンモニアガスを導入し、雰囲気のＣ_Ｐ値を１．０、未分解アンモニアの濃度を０．２体積％に制御した雰囲気の炉内において、鋼部材をさらに加熱して浸炭窒化処理を１時間実施した。ここで、温度Ｔ_１は８９０℃、時間ｔ_１は４時間（そのうち浸炭処理３時間、浸炭窒化処理１時間）とした。その後ベイナイト変態工程は、浸炭窒化が実施された鋼部材を焼入ソルト浴中に浸漬し、一定温度で保持することにより実施した。このとき、温度Ｔ_２は３００℃、時間ｔ_２は３．５時間とした。これにより、鋼部材の表面における炭素の侵入深さは０．６ｍｍ程度、窒素の侵入深さは０．３ｍｍ程度となり、窒素が侵入した表層部はベイナイト組織となっていた（浸炭窒化＋ベイナイト変態；実施例）。 (Example)
The steel member was heat-treated by the heat treatment step in the embodiment described above based on FIG. Here, referring to FIG. 4, in the carbonitriding step, first, a steel member is charged into a furnace in an RX gas atmosphere in which the carbon potential (C _P ) value of the atmosphere is adjusted to 1.0 and heated. after carrying out carburizing treatment for 3 hours by the ammonia gas is introduced into the furnace, the C _P value atmosphere 1.0, in a furnace atmosphere having a controlled concentration of undecomposed ammonia in 0.2% by volume, The steel member was further heated and carbonitriding was performed for 1 hour. Here, the temperature T ₁ was set to 890 ° C., and the time t ₁ was set to 4 hours (including carburization treatment 3 hours, carbonitriding treatment 1 hour). Thereafter, the bainite transformation step was carried out by immersing the steel member subjected to carbonitriding in a quenching salt bath and maintaining it at a constant temperature. At this time, temperature _{T 2} is 300 ° C., the time _{t 2} was set to 3.5 hours. Thereby, the penetration depth of carbon on the surface of the steel member was about 0.6 mm, the penetration depth of nitrogen was about 0.3 mm, and the surface layer portion into which nitrogen had penetrated had a bainite structure (carbonitriding + bainite transformation). ;Example).

（比較例Ａ）
上記実施例と同様に鋼部材を作製し、９４０℃で２時間の浸炭処理および拡散処理を実施した後、１００℃に保持した油中に浸漬することにより焼入を実施した。さらに、焼入が実施された鋼部材を２８０℃に加熱して２時間保持することにより、焼戻を実施した。（浸炭＋焼入＋焼戻；比較例Ａ）。 (Comparative Example A)
A steel member was prepared in the same manner as in the above example, carburized and diffused at 940 ° C. for 2 hours, and then immersed in oil kept at 100 ° C. for quenching. Furthermore, tempering was performed by heating the quenched steel member to 280 ° C. and holding it for 2 hours. (Carburization + quenching + tempering; Comparative Example A).

（比較例Ｂ）
上記実施例と同様に鋼部材を作製し、同様の条件で浸炭窒化工程を実施した。その後、当該鋼部材を焼入油中に浸漬し、Ａ_１点以上の温度からＭ_Ｓ点以下の温度に冷却することにより、焼入を実施した。さらに、当該鋼部材を２８０℃に加熱して１２０分間保持することにより焼戻を実施した（浸炭窒化＋焼入＋焼戻；比較例Ｂ）。 (Comparative Example B)
Steel members were produced in the same manner as in the above examples, and the carbonitriding process was performed under the same conditions. Then, by immersing the steel member during tempering Nyuabura, by cooling from a temperature of more than ₁ point A to M _S point below the temperature was carried out quenching. Further, the steel member was tempered by heating to 280 ° C. and holding for 120 minutes (carbonitriding + quenching + tempering; Comparative Example B).

（比較例Ｃ）
上記実施例と同様に鋼部材を作製し、５８０℃に加熱して１００分間のガス軟窒化処理を実施した。その後、空冷することにより、室温まで冷却した（ガス軟窒化；比較例Ｃ）。 (Comparative Example C)
A steel member was prepared in the same manner as in the above example, heated to 580 ° C. and subjected to gas soft nitriding for 100 minutes. Then, it cooled to room temperature by air-cooling (gas soft nitriding; the comparative example C).

次に、材料特性および耐久性の調査方法について説明する。材料特性および耐久性の調査は、（１）硬度、（２）熱処理変形量（真円度）、（３）寸法安定性、（４）割れ強度、（５）割れ疲労強度、（６）保持器の疲労強度の６項目について実施した。以下、各項目の調査方法について説明する。 Next, a method for investigating material characteristics and durability will be described. The investigation of material properties and durability is as follows: (1) hardness, (2) heat treatment deformation (roundness), (3) dimensional stability, (4) crack strength, (5) crack fatigue strength, (6) retention The test was conducted on 6 items of the fatigue strength of the vessel. Hereinafter, the investigation method for each item will be described.

（１）硬度
Ｓ３０Ｃを素材として採用し、外径φ２４ｍｍ、内径φ１８．５ｍｍ、高さ７ｍｍのリング状試験片を作製し、その硬度を測定した。測定位置は端面とし、当該端面を研磨した上でビッカース硬度計により測定した。 (1) Hardness Using S30C as a material, a ring-shaped test piece having an outer diameter of φ24 mm, an inner diameter of φ18.5 mm, and a height of 7 mm was produced, and the hardness was measured. The measurement position was an end face, and the end face was polished and measured with a Vickers hardness meter.

（２）熱処理変形量（真円度）
（１）と同様のリング状試験片について、熱処理の実施前および実施後の真円度を測定し、その差から変形量を算出した。当該実験を５個のリング状試験片について行ない、その平均値の、実施例に対する比で、熱処理による変形量を評価した。 (2) Heat treatment deformation (roundness)
About the ring-shaped test piece similar to (1), the roundness before and after the heat treatment was measured, and the deformation amount was calculated from the difference. The experiment was performed on five ring-shaped test pieces, and the deformation amount due to the heat treatment was evaluated by the ratio of the average value to the example.

（３）寸法安定性
（１）と同様のリング状試験片について、外周面を研磨した上で、当初の外径と、２３０℃に加熱し、２時間保持した後の外径との比を算出した。当該試験を３個のリング状試験片について行ない、その平均値の、実施例に対する比で、寸法安定性を評価した。 (3) Dimensional stability For the ring-shaped test piece similar to (1), after polishing the outer peripheral surface, the ratio between the original outer diameter and the outer diameter after heating to 230 ° C. and holding for 2 hours is Calculated. The test was performed on three ring-shaped test pieces, and the dimensional stability was evaluated by the ratio of the average value to the example.

（４）割れ強度
（１）と同様のリング状試験片を用いて、アムスラー型試験機により当該試験片を径方向に圧縮し、破壊した時点における応力値を割れ強度として記録した。実際の転がり軸受用保持器の状態を想定し、内周面に対する研磨は行なわなかった。当該試験を３個のリング状試験片について行ない、その平均値の、実施例に対する比で割れ強度を評価した。 (4) Crack strength Using the same ring-shaped test piece as in (1), the test piece was compressed in the radial direction with an Amsler type tester, and the stress value at the time of failure was recorded as the cracking strength. Assuming the state of the actual rolling bearing cage, the inner peripheral surface was not polished. The said test was done about three ring-shaped test pieces, and the crack strength was evaluated by the ratio with respect to the Example of the average value.

（５）割れ疲労強度
（１）と同様のリング状試験片を用いて、油圧加振機（島津製作所製サーボパルサー）により、径方向に５０Ｈｚの繰返し速度で内周面に８００〜１５００ＭＰａの応力が負荷される条件で試験片に繰返し応力を負荷した。上記（４）と同様に、実際の転がり軸受用保持器の状態を想定し、内周面に対する研磨は行なわなかった。そして、試験片が破壊した応力の繰り返し数と荷重とを記録し、これを複数回実施した上で、試験結果を統計的に処理し、試験片が１０^７回の応力負荷の繰り返しで破壊すると予測される応力値（１０^７回強度）を算出した。そして、これを実施例の１０^７回強度との比で評価した。 (5) Crack fatigue strength Using the same ring-shaped test piece as in (1), a stress of 800-1500 MPa was applied to the inner peripheral surface at a repetition rate of 50 Hz in the radial direction by a hydraulic shaker (servo pulser manufactured by Shimadzu Corporation). A stress was repeatedly applied to the test piece under the condition that is applied. As in the above (4), the actual state of the rolling bearing cage was assumed, and the inner peripheral surface was not polished. Then, the number of repeated stresses and the load at which the test piece broke was recorded, and after performing this multiple times, the test results were statistically processed, and the test piece was destroyed by repeating the stress load 10 ⁷ times. The expected stress value (10 ⁷ times strength) was calculated. Then, this was evaluated by the ratio of ¹⁰⁷ times the strength of the Example.

（６）保持器の疲労強度
保持器の疲労強度試験は、ＳＰＣＣが素材として採用された実際の保持器が作製され、以下の試験方法により実施された。図５は、保持器の疲労強度の試験片を示す概略断面図である。また、図６は、保持器の疲労強度の試験方法を説明するための概略図である。また、図７は、保持器の疲労強度の試験方法を説明するための概略断面図である。 (6) Fatigue strength of cage The fatigue strength test of the cage was carried out by the following test method after an actual cage in which SPCC was adopted as a material was produced. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a test piece for fatigue strength of a cage. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a test method for the fatigue strength of the cage. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining a method for testing the fatigue strength of the cage.

図５を参照して、ＳＰＣＣ製の鋼材が準備され、成形加工された後、上記熱処理が実施されることにより、外径φ４１．９ｍｍ、内径φ３５．８ｍｍ、高さ１９．８ｍｍのかご型保持器７１が作製された。その後、保持器のポケット部にニードルころ７２が嵌めこまれ、疲労試験片７０が組立てられた。その後、図６および図７を参照して、当該疲労試験片７０が保持器疲労試験機８０にセットされ、試験が実施された。疲労試験は、まず、疲労試験片７０の外周面が保持器疲労試験機８０の固定イケール８４に形成された円筒状の貫通孔の内周面に対向するように、疲労試験片７０が当該貫通孔に挿入され、固定側負荷片８３により両者が固定された。次に、疲労試験片７０の内径部に揺動軸８１が挿入され、当該揺動軸８１と疲労試験片７０とが揺動側負荷片８２により固定された。そして、この状態で揺動軸８１が周方向に揺動することにより試験が実施された。負荷トルクは±２９４０Ｎ・ｃｍ、負荷速度は７００ｃｐｍとし、潤滑はタービン油ＶＧ３２を塗布することにより実施した。そして、当該条件下で疲労試験片７０のかご型保持器７１が破壊するまでの時間を寿命として記録し、当該寿命の、実施例の寿命に対する比で、疲労強度を評価した。 Referring to FIG. 5, after SPCC steel material is prepared and processed, the above heat treatment is performed, so that the cage shape is held with an outer diameter of 41.9 mm, an inner diameter of 35.8 mm, and a height of 19.8 mm. A vessel 71 was made. Thereafter, the needle roller 72 was fitted into the pocket portion of the cage, and the fatigue test piece 70 was assembled. Then, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, the said fatigue test piece 70 was set to the cage fatigue tester 80, and the test was implemented. In the fatigue test, first, the fatigue test piece 70 is penetrated so that the outer peripheral surface of the fatigue test piece 70 faces the inner peripheral surface of the cylindrical through hole formed in the fixed scale 84 of the cage fatigue tester 80. They were inserted into the holes, and both were fixed by the fixed load pieces 83. Next, the swing shaft 81 was inserted into the inner diameter portion of the fatigue test piece 70, and the swing shaft 81 and the fatigue test piece 70 were fixed by the swing side load piece 82. In this state, the test was performed by swinging the swing shaft 81 in the circumferential direction. The load torque was ± 2940 N · cm, the load speed was 700 cpm, and lubrication was performed by applying turbine oil VG32. Then, the time until the cage retainer 71 of the fatigue test piece 70 broke down under the conditions was recorded as the life, and the fatigue strength was evaluated by the ratio of the life to the life of the example.

次に、試験結果について説明する。上記（１）〜（６）の試験結果を表１に示す。 Next, test results will be described. Table 1 shows the test results of the above (1) to (6).

（１）硬度
表１を参照して、実施例および比較例Ａ〜Ｃの硬度はいずれも好ましい範囲である４５０〜６５０ＨＶとなっていた。したがって、実施例および比較例Ａ〜Ｃと同様の熱処理が実施されて製造される転がり軸受用保持器は、表層部の強度が十分に確保されるとともに、保持器の完成後に実施され得る塑性加工が容易となっている。 (1) Hardness Referring to Table 1, the hardness of Examples and Comparative Examples A to C was 450 to 650 HV, which is a preferable range. Therefore, the rolling bearing cage manufactured by performing the same heat treatment as in the example and the comparative examples A to C has sufficient strength of the surface layer portion, and can be plastically processed after the cage is completed. Is easy.

（２）熱処理変形量
表１に示すように、実施例および比較例Ｃの熱処理変形量は、比較例ＡおよびＢに比べて大幅に小さくなっていた。これは、比較例ＡおよびＢはマルテンサイト変態を伴う熱処理が実施されたのに対し、実施例および比較例Ｃはマルテンサイト変態を伴う熱処理が実施されなかったためであると考えられる。特に、実施例は、熱処理においてＡ_１点以上の温度に加熱されているものの、その後ベイナイト変態温度に保持されることにより均一に変態したため、熱処理に伴う歪が小さく、変形量が抑制されたものと考えられる。また、比較例ＡおよびＢと同様の熱処理が実施されて製造される転がり軸受用保持器は、寸法精度が不十分となる可能性があり、歩留まりの低下、あるいは精度不足を解消するための矯正等が必要になるおそれがある。 (2) Heat treatment deformation amount As shown in Table 1, the heat treatment deformation amount of the example and the comparative example C was significantly smaller than those of the comparative examples A and B. This is presumably because Comparative Examples A and B were heat-treated with martensite transformation, while Examples and Comparative Example C were not heat-treated with martensitic transformation. In particular, although the examples were heated to a temperature of _one point A or higher in the heat treatment, and then transformed uniformly by being held at the bainite transformation temperature, the strain associated with the heat treatment was small and the amount of deformation was suppressed. it is conceivable that. Further, the rolling bearing retainer manufactured by performing the same heat treatment as in Comparative Examples A and B may have insufficient dimensional accuracy, and correction for resolving the decrease in yield or the lack of accuracy. Etc. may be necessary.

（３）寸法安定性
表１に示すように、実施例および比較例Ａ〜Ｃの寸法変化量には、大きな差は見られなかった。これは、実施例および比較例Ｃは、寸法変化の原因となるマルテンサイト変態を伴う熱処理が実施されなかったこと、および比較例ＢおよびＣは、熱処理においてマルテンサイト変態を伴う熱処理が実施されたものの、その後、２８０℃での焼戻が実施されたことに起因して、いずれのサンプルも非常に高い寸法安定性を有していたためであると考えられる。 (3) Dimensional stability As shown in Table 1, there was no significant difference in the amount of dimensional change between Examples and Comparative Examples A to C. This is because Example and Comparative Example C were not subjected to heat treatment with martensitic transformation causing dimensional change, and Comparative Examples B and C were subjected to heat treatment with martensitic transformation in the heat treatment. However, it is considered that all samples had very high dimensional stability due to the subsequent tempering at 280 ° C.

（４）割れ強度
表１を参照して、実施例の割れ強度は、比較例ＡおよびＢに比べてやや劣るものの、比較例Ｃに比べて高くなっていた。 (4) Crack strength With reference to Table 1, although the crack strength of the Example was slightly inferior to Comparative Examples A and B, it was higher than that of Comparative Example C.

（５）割れ疲労強度
表１を参照して、実施例の割れ疲労強度は、比較例Ａ〜Ｃに比べて高くなっていた。これは、実施例の試験片に含まれるベイナイト組織が割れ疲労強度に優れていることに起因するものと考えられる。 (5) Crack fatigue strength With reference to Table 1, the crack fatigue strength of the Example was high compared with Comparative Example AC. This is considered to be caused by the fact that the bainite structure contained in the test piece of the example is excellent in crack fatigue strength.

（６）保持器の疲労強度
表１に示すように、実施例の疲労強度は、実際の保持器の使用状態と同様の条件下においても、従来の構成を有する比較例Ａ〜Ｃを明確に上回っており、実施例の保持器は、耐久性に優れた保持器となっていることが確認された。 (6) Fatigue Strength of Cage As shown in Table 1, the fatigue strength of the examples clearly shows Comparative Examples A to C having the conventional configuration even under the same conditions as the actual use state of the cage. It was confirmed that the cage of the example was a cage having excellent durability.

以上の実験結果より、本発明の実施例によれば、高い耐久性を付与するとともに、高い寸法精度および寸法安定性を確保することが可能な転がり軸受用保持器を提供できることが確認された。 From the above experimental results, it was confirmed that according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a rolling bearing cage capable of providing high durability and ensuring high dimensional accuracy and dimensional stability.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiments and examples disclosed herein are illustrative in all respects and should not be construed as being restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明の転がり軸受用保持器、転がり軸受、および転がり軸受用保持器の製造方法は、高い耐久性とともに、優れた寸法精度および寸法安定性が要求される転がり軸受用保持器とその製造方法、および転がり軸受に、特に有利に適用され得る。 A rolling bearing cage, a rolling bearing, and a rolling bearing cage manufacturing method according to the present invention include a rolling bearing cage and a manufacturing method thereof that require high dimensional accuracy and dimensional stability as well as high durability. And can be applied particularly advantageously to rolling bearings.

転がり軸受用保持器を備えたラジアルニードルころ軸受の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the radial needle roller bearing provided with the cage for rolling bearings. 図１の要部を拡大して示す概略部分断面図である。It is a schematic fragmentary sectional view which expands and shows the principal part of FIG. 転がり軸受用保持器、および当該転がり軸受用保持器を備えた転がり軸受の製造方法の概略を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline of the manufacturing method of a rolling bearing provided with the cage for rolling bearings and the said cage for rolling bearings. 転がり軸受用保持器の製造方法に含まれる熱処理工程の詳細を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the detail of the heat treatment process included in the manufacturing method of the cage for rolling bearings. 保持器の疲労強度の試験片を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the test piece of the fatigue strength of a holder | retainer. 保持器の疲労強度の試験方法を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating the test method of the fatigue strength of a holder | retainer. 保持器の疲労強度の試験方法を説明するための概略断面図である。It is a schematic sectional drawing for demonstrating the test method of the fatigue strength of a holder | retainer.

符号の説明Explanation of symbols

１ラジアルニードルころ軸受、１１外輪、１１Ａ外輪転走面、１２内輪、１２Ａ内輪転走面、１３ニードルころ、１３Ａころ転走面、１４保持器、１４Ａ表面、１４Ｂ保持器窒素富化層、１４Ｃ内部、７０疲労試験片、７１かご型保持器、７２ニードルころ、８０保持器疲労試験機、８１揺動軸、８２揺動側負荷片、８３固定側負荷片、８４固定イケール。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radial needle roller bearing, 11 outer ring, 11A outer ring rolling surface, 12 inner ring, 12A inner ring rolling surface, 13 needle roller, 13A roller rolling surface, 14 cage, 14A surface, 14B cage nitrogen enriched layer, 14C Internal, 70 Fatigue test piece, 71 Cage type cage, 72 Needle roller, 80 Cage fatigue tester, 81 Oscillation shaft, 82 Oscillation side load piece, 83 Fixed side load piece, 84 Fixed scale

Claims

０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、
表面を含む領域には、内部よりも窒素濃度が高い層である窒素富化層が形成され、
前記窒素富化層は、ベイナイト組織を含み、残留オーステナイト量が５体積％以下に抑制されている、転がり軸受用保持器。 0.05% by mass or more and less than 0.4% by mass of carbon, 0.1% by mass or more and 0.35% by mass or less of silicon, and 0.1% by mass or more and 0.9% by mass or less of manganese. Composed of steel, the balance iron and impurities,
In the region including the surface, a nitrogen-enriched layer that is a layer having a higher nitrogen concentration than the inside is formed,
The nitrogen-enriched layer includes a bainite structure, and the retained austenite amount is suppressed to 5% by volume or less.

０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンと、０．１質量％以上０．３質量％以下のクロムとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、
表面を含む領域には、内部よりも窒素濃度が高い層である窒素富化層が形成され、
前記窒素富化層は、ベイナイト組織を含み、残留オーステナイト量が５体積％以下に抑制されている、転がり軸受用保持器。 0.05% by mass or more and less than 0.4% by mass of carbon, 0.1% by mass or more and 0.35% by mass or less of silicon, 0.1% by mass or more and 0.9% by mass or less of manganese, Containing 1% by mass or more and 0.3% by mass or less of chromium, and composed of the balance iron and impurities.
In the region including the surface, a nitrogen-enriched layer that is a layer having a higher nitrogen concentration than the inside is formed,
The nitrogen-enriched layer includes a bainite structure, and the retained austenite amount is suppressed to 5% by volume or less.

前記窒素富化層は、０．５質量％以上１．１質量％以下の炭素と、０．１質量％以上０．８質量％以下の窒素とを含んでいる、請求項１または２に記載の転がり軸受用保持器。 The nitrogen-rich layer contains carbon of 0.5 mass% or more and 1.1 mass% or less and nitrogen of 0.1 mass% or more and 0.8 mass% or less. Roller bearing cage.

前記表面の硬度は４５０ＨＶ以上６５０ＨＶ以下となっている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の転がり軸受用保持器。 The rolling bearing cage according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface has a hardness of 450 HV or more and 650 HV or less.

厚み方向における中央の硬度は、２００ＨＶ以上４００ＨＶ以下となっている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の転がり軸受用保持器。 The rolling bearing retainer according to any one of claims 1 to 4, wherein a central hardness in the thickness direction is 200HV or more and 400HV or less.

請求項１〜５のいずれか１項に記載の転がり軸受用保持器を備えた、転がり軸受。 The rolling bearing provided with the cage for rolling bearings of any one of Claims 1-5.

０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、成形加工された鋼部材を準備する工程と、
前記鋼部材をＡ_１点以上の温度において浸炭窒化することにより、前記鋼部材の表面を含む領域に、内部よりも窒素濃度が高い層である窒素富化層を形成する工程と、
前記鋼部材を、前記窒素富化層のＭ_Ｓ点を超え、前記Ｍ_Ｓ点よりも３００℃高い温度以下の温度に保持することにより、前記窒素富化層の残留オーステナイト量が５体積％以下となるように前記窒素富化層をベイナイト変態させる工程とを備えた、転がり軸受用保持器の製造方法。 0.05% by mass or more and less than 0.4% by mass of carbon, 0.1% by mass or more and 0.35% by mass or less of silicon, and 0.1% by mass or more and 0.9% by mass or less of manganese. And a step of preparing a formed steel member composed of steel composed of the remaining iron and impurities, and
Forming a nitrogen-enriched layer that is a layer having a higher nitrogen concentration than the inside in a region including the surface of the steel member by carbonitriding the steel member at a temperature of A ₁ point or higher;
It said steel member, beyond the M _S point of the nitrogen-enriched layer, the M by holding 300 ° C. higher temperature below the temperature than _the point _S, the amount of retained austenite of the nitrogen-enriched layer is 5 vol% or less And a step of transforming the nitrogen-enriched layer to a bainite transformation.

０．０５質量％以上０．４質量％未満の炭素と、０．１質量％以上０．３５質量％以下の珪素と、０．１質量％以上０．９質量％以下のマンガンと、０．１質量％以上０．３質量％以下のクロムとを含有し、残部鉄および不純物からなる鋼から構成され、成形加工された鋼部材を準備する工程と、
前記鋼部材をＡ_１点以上の温度において浸炭窒化することにより、前記鋼部材の表面を含む領域に、内部よりも窒素濃度が高い層である窒素富化層を形成する工程と、
前記鋼部材を、前記窒素富化層のＭ_Ｓ点を超え、前記Ｍ_Ｓ点よりも３００℃高い温度以下の温度に保持することにより、前記窒素富化層の残留オーステナイト量が５体積％以下となるように前記窒素富化層をベイナイト変態させる工程とを備えた、転がり軸受用保持器の製造方法。 0.05% by mass or more and less than 0.4% by mass of carbon, 0.1% by mass or more and 0.35% by mass or less of silicon, 0.1% by mass or more and 0.9% by mass or less of manganese, Containing 1% by mass or more and 0.3% by mass or less of chromium, and preparing a formed steel member made of steel composed of the remaining iron and impurities;
Forming a nitrogen-enriched layer that is a layer having a higher nitrogen concentration than the inside in a region including the surface of the steel member by carbonitriding the steel member at a temperature of A ₁ point or higher;
It said steel member, beyond the M _S point of the nitrogen-enriched layer, the M by holding 300 ° C. higher temperature below the temperature than _the point _S, the amount of retained austenite of the nitrogen-enriched layer is 5 vol% or less And a step of transforming the nitrogen-enriched layer to a bainite transformation.