JPH07110988B2 - 転がり軸受 - Google Patents
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- JPH07110988B2 JPH07110988B2 JP19225889A JP19225889A JPH07110988B2 JP H07110988 B2 JPH07110988 B2 JP H07110988B2 JP 19225889 A JP19225889 A JP 19225889A JP 19225889 A JP19225889 A JP 19225889A JP H07110988 B2 JPH07110988 B2 JP H07110988B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動車、農業機械、建設機械及び鉄鋼機械等
に使用される転がり軸受に係り、特に、トランスミッシ
ョンやエンジ用として求められる長寿命な転がり軸受に
関する。
に使用される転がり軸受に係り、特に、トランスミッシ
ョンやエンジ用として求められる長寿命な転がり軸受に
関する。
転がり軸受は高面圧下で繰り返しせん断応力を受けると
いう厳しい使われ方をするため、そのせん断応力に耐え
て転がり疲労寿命（以下、転がり寿命又は寿命、とも言
う）を確保するために、高炭素クロム鋼軸受（SUJ2）を
用いて、それに焼入れ・焼戻しをしてロックウェル硬さ
をHRC58〜64としていた。また、肌焼鋼を用いた転がり
軸受においては、接触面圧に起因する内部せん断応力分
布に合わせて、硬さカーブを設定する必要から、焼入性
の良好な低炭素素肌焼鋼SCR420H,SCM420H,SAE8620H,SAE
4320H等を用い、これに浸炭又は浸炭窒化処理、焼入
れ、焼戻し、を施すことにより、内外輪及び転動体の表
面部硬さがHRC58〜64であり、かつその芯部硬さがHRC30
〜48になるようにして必要とされる寿命を確保してき
た。
いう厳しい使われ方をするため、そのせん断応力に耐え
て転がり疲労寿命（以下、転がり寿命又は寿命、とも言
う）を確保するために、高炭素クロム鋼軸受（SUJ2）を
用いて、それに焼入れ・焼戻しをしてロックウェル硬さ
をHRC58〜64としていた。また、肌焼鋼を用いた転がり
軸受においては、接触面圧に起因する内部せん断応力分
布に合わせて、硬さカーブを設定する必要から、焼入性
の良好な低炭素素肌焼鋼SCR420H,SCM420H,SAE8620H,SAE
4320H等を用い、これに浸炭又は浸炭窒化処理、焼入
れ、焼戻し、を施すことにより、内外輪及び転動体の表
面部硬さがHRC58〜64であり、かつその芯部硬さがHRC30
〜48になるようにして必要とされる寿命を確保してき
た。
しかしながら、軸受寿命の延長が望まれている今日で
は、より厳しい条件例えば、軸受潤滑油中に混入する異
物により、転動体及び内外輪に損傷が生ずることもあ
り、上記従来の軸受硬さでは不十分の場合があった。そ
こで、軸受の表面硬さを向上する必要がある。
は、より厳しい条件例えば、軸受潤滑油中に混入する異
物により、転動体及び内外輪に損傷が生ずることもあ
り、上記従来の軸受硬さでは不十分の場合があった。そ
こで、軸受の表面硬さを向上する必要がある。
軸受表面硬さを向上するための従来例として、例えば、
酸化物形成元素を加え、炭化物を数多く析出した析出硬
化型の工具鋼（SKH,SKD）を用いて軸受を製造する従来
例が存在する（金属便覧、日本金属学会編、改定３版、
第780〜797頁）。
酸化物形成元素を加え、炭化物を数多く析出した析出硬
化型の工具鋼（SKH,SKD）を用いて軸受を製造する従来
例が存在する（金属便覧、日本金属学会編、改定３版、
第780〜797頁）。
しかし、上記従来の工具鋼を用いて製造された軸受は、
転動表面硬さが高くなり、潤滑油中の異物による圧痕が
付きにくくなるという利点がある反面、炭化物を形成す
る合金元素の含有量の如何によっては、析出する炭化物
が粗大となるため、炭化物の回りにおいて応力集中が起
こり、その部分を起点としてフレーキングを生じ、かえ
って寿命が低下すると云う欠点があった。
転動表面硬さが高くなり、潤滑油中の異物による圧痕が
付きにくくなるという利点がある反面、炭化物を形成す
る合金元素の含有量の如何によっては、析出する炭化物
が粗大となるため、炭化物の回りにおいて応力集中が起
こり、その部分を起点としてフレーキングを生じ、かえ
って寿命が低下すると云う欠点があった。
また、軸受表面の残留オーステナイト量を所定の範囲に
することにより、異物圧痕の縁での応力集中を緩和して
寿命を長くすることができる（特願昭62−209167号）
が、例えば自動車用に求められる高面圧状態では、従来
よりもより一層の寿命向上が求められている。
することにより、異物圧痕の縁での応力集中を緩和して
寿命を長くすることができる（特願昭62−209167号）
が、例えば自動車用に求められる高面圧状態では、従来
よりもより一層の寿命向上が求められている。
本発明は、このような従来からの未解決の課題を解決す
る為に、従来の転がり軸受にも増して長寿命な転がり軸
受を提供することを目的とする。
る為に、従来の転がり軸受にも増して長寿命な転がり軸
受を提供することを目的とする。
上記目的を達成する為の請求項（１）記載の発明では、
軌道輪と転動体とからな−がり軸受において、当該軌道
輪と転動体との少なくとも一つが、C:0.3〜0.6重量％、
Cr:3〜14重量％を少なくとも含む合金鋼からなり、且つ
浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理されてなる表面層部
を有し、前記軌道輪と転動体との少なくとも一つの表面
層部に存在する微細炭化物の量が20〜50vol％であり、
その表面層部内の残留オーステナイト量が10〜25vol％
であることを特徴とする。
軌道輪と転動体とからな−がり軸受において、当該軌道
輪と転動体との少なくとも一つが、C:0.3〜0.6重量％、
Cr:3〜14重量％を少なくとも含む合金鋼からなり、且つ
浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理されてなる表面層部
を有し、前記軌道輪と転動体との少なくとも一つの表面
層部に存在する微細炭化物の量が20〜50vol％であり、
その表面層部内の残留オーステナイト量が10〜25vol％
であることを特徴とする。
また、請求項（２）では、前記表面層部内に存在する微
細炭化物の平均粒径を、0.5〜1.0μｍとした。
細炭化物の平均粒径を、0.5〜1.0μｍとした。
そしてまた、請求項（３）では、前記表面層部の表面硬
さを、HrC.65〜70とした。
さを、HrC.65〜70とした。
更に、請求項（４）の発明のように、軌道輪と転動体と
の少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化されそして硬化熱処理
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイト量
が10〜25vol％とすることもできる。
の少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化されそして硬化熱処理
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイト量
が10〜25vol％とすることもできる。
この発明でも、請求項（５）のように、前記表面層部の
微細炭化物の平均粒径が、0.5〜1.0μｍとし、また、請
求項（６）のように、前記軌道輪と転動体との少なくと
も一つの前記表面層部の表面硬さをHrC65〜70とするこ
ともできる。
微細炭化物の平均粒径が、0.5〜1.0μｍとし、また、請
求項（６）のように、前記軌道輪と転動体との少なくと
も一つの前記表面層部の表面硬さをHrC65〜70とするこ
ともできる。
また、請求項（７）の発明のように、軌道輪と転動体か
らなる転がり軸受において前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 Si:0.9重量％以下 Mo:0.4〜2.0重量％ Mn:2.0重量％以下 O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイトを1
0〜25vol％とした。
らなる転がり軸受において前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 Si:0.9重量％以下 Mo:0.4〜2.0重量％ Mn:2.0重量％以下 O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイトを1
0〜25vol％とした。
この発明も、請求項（８）のように、前記表面層部内に
存在する微細炭化物の平均粒径を、0.5〜1.0μｍするこ
とができ、また請求項（９）のように、前記軌道輪と転
動体との少なくとも一つの前記表面層部の表面硬さをHr
C65〜70することもある。
存在する微細炭化物の平均粒径を、0.5〜1.0μｍするこ
とができ、また請求項（９）のように、前記軌道輪と転
動体との少なくとも一つの前記表面層部の表面硬さをHr
C65〜70することもある。
そして、請求項（10）の発明のように、軌道輪と転動体
とからなる転がり軸受において前記軌道輪と転動体との
少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 Si:0.9重量％以下 Mn:2.0重量％以下 V:0.03〜１重量％ O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイトが1
0〜25vol％とすることもできる。
とからなる転がり軸受において前記軌道輪と転動体との
少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 Si:0.9重量％以下 Mn:2.0重量％以下 V:0.03〜１重量％ O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイトが1
0〜25vol％とすることもできる。
この発明も、請求項（11）のように、前記表面層部内に
存在する微細炭化物の平均粒径を、0.5〜1.0μｍとした
り、請求項（12）のように、前記軌道輪と転動体との少
なくとも一つの前記表面層部の表面硬さを、HrC65〜70
とする態様もある。
存在する微細炭化物の平均粒径を、0.5〜1.0μｍとした
り、請求項（12）のように、前記軌道輪と転動体との少
なくとも一つの前記表面層部の表面硬さを、HrC65〜70
とする態様もある。
更に、請求項（13）の発明のように、軌道輪と転動体と
からなる転がり軸受において前記軌道輪と転動体との少
なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 Si:0.9重量％以下 Mo:0.4〜2.4重量％ Mn:2.0重量％以下 V:0.03〜１重量％ O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイトを1
0〜25vol％とすることもできる。
からなる転がり軸受において前記軌道輪と転動体との少
なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 Si:0.9重量％以下 Mo:0.4〜2.4重量％ Mn:2.0重量％以下 V:0.03〜１重量％ O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイトを1
0〜25vol％とすることもできる。
この発明も、請求項（14）のように、前記表面層部内に
存在する微細炭化物の平均粒径を、0.5〜1.0μｍとし、
また請求項（15）のように、前記軌道輪と転動体との少
なくとも一つの前記表面層部の表面硬さを、HrC65〜70
とする実施態様もある。
存在する微細炭化物の平均粒径を、0.5〜1.0μｍとし、
また請求項（15）のように、前記軌道輪と転動体との少
なくとも一つの前記表面層部の表面硬さを、HrC65〜70
とする実施態様もある。
更にまた、請求項（16）の発明のように、軌道輪と転動
体とからなる転がり軸受において、前記軌道輪と転動体
との少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Si:0.9重量％以下 Mn:2.0重量％以下 Ti:40ppm以下 O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイトを1
0〜25vol％とすることもある。
体とからなる転がり軸受において、前記軌道輪と転動体
との少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Si:0.9重量％以下 Mn:2.0重量％以下 Ti:40ppm以下 O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイトを1
0〜25vol％とすることもある。
この発明の場合も、請求項（17）のように、前記表面層
部内に存在する微細炭化物の平均粒径を、0.5〜1.0μｍ
とし、また、請求項（18）のように、前記軌道輪と転動
体との少なくとも一つの前記表面層部の表面硬さを、Hr
C65〜70にすることができる。
部内に存在する微細炭化物の平均粒径を、0.5〜1.0μｍ
とし、また、請求項（18）のように、前記軌道輪と転動
体との少なくとも一つの前記表面層部の表面硬さを、Hr
C65〜70にすることができる。
本願発明者らは、不純物含量の少ない合金鋼である高清
浄度鋼を用いて製造された転がり軸受の長寿命化につい
て種々の検討を行った結果、軸受表面層部における炭化
物の微細化、及びその存在量、軸受表面層部における残
留オーステナイト量と寿命との関係、Ｓ含有量と鍛造時
の割れ発生率との関係について、種々の知見を得るに至
り、この知見に基づき特許請求の範囲に記載の如くの本
発明に到達したのである。
浄度鋼を用いて製造された転がり軸受の長寿命化につい
て種々の検討を行った結果、軸受表面層部における炭化
物の微細化、及びその存在量、軸受表面層部における残
留オーステナイト量と寿命との関係、Ｓ含有量と鍛造時
の割れ発生率との関係について、種々の知見を得るに至
り、この知見に基づき特許請求の範囲に記載の如くの本
発明に到達したのである。
本発明に用いられる含有元素の作用及びその含有量の臨
界的意義について説明する。
界的意義について説明する。
C;0.3〜0.6重量％ Ｃは焼入れ、焼戻し後の硬さを向上する為に必要な元素
である。
である。
炭素の含有濃度が0.6重量％を越えると、芯部での靱性
が低下し、破壊強度が低下する。
が低下し、破壊強度が低下する。
一方、0.3重量％未満であると浸炭又は浸炭窒化処理時
間が長くなり熱処理生産性が低下するため、炭素の含有
量を上記の範囲内に限定した。特に、0.35〜0.45重量％
であることが好ましい。
間が長くなり熱処理生産性が低下するため、炭素の含有
量を上記の範囲内に限定した。特に、0.35〜0.45重量％
であることが好ましい。
Cr;3〜14重量％ この発明にかかる転がり軸受は、軸受の表面層部に硬い
炭化物を形成して軸受表面硬度を向上しようとするもの
である。この際、Crは炭化物形成元素として必要であ
り、CrはＣと結合して、微細な炭化物を形成する。
炭化物を形成して軸受表面硬度を向上しようとするもの
である。この際、Crは炭化物形成元素として必要であ
り、CrはＣと結合して、微細な炭化物を形成する。
Cr含有量が３重量％未満であると、必要な表面硬さ（HR
C65〜70）を得るための炭化物量が少なくなる。一方、1
4重量％を越えて含有されると、素材の段階で巨大炭化
物ができてしまい、この炭化物の回りで応力集中が生
じ、寿命の低下を来すため、Crの含有量を上記範囲内に
限定した。特に、11.0〜13.0重量％であることが好まし
い。
C65〜70）を得るための炭化物量が少なくなる。一方、1
4重量％を越えて含有されると、素材の段階で巨大炭化
物ができてしまい、この炭化物の回りで応力集中が生
じ、寿命の低下を来すため、Crの含有量を上記範囲内に
限定した。特に、11.0〜13.0重量％であることが好まし
い。
Ti;40ppm以下 Tiは、TiNの形で非金属化合物として出現する。このTiN
は硬度が高く、塑性変形能が小さいため、応力集中源と
なり、寿命を低下させる結果、Ti含有量をできるだけ低
下することが必要である。そこで、Tiの含有量を上記値
に限定した。
は硬度が高く、塑性変形能が小さいため、応力集中源と
なり、寿命を低下させる結果、Ti含有量をできるだけ低
下することが必要である。そこで、Tiの含有量を上記値
に限定した。
Si;0.9重量％以下 鋼中のSiは、固溶強化及び焼戻し軟化抵抗の向上に有効
である。しかし、含有量が大きくなると、熱処理による
脱炭が著しくなって、表面硬度が低下するため、含有量
の上限を上記値に限定したものである。したがって、Si
を含有することにより、固溶強化及び焼戻し軟化抵抗の
向上を達成している。
である。しかし、含有量が大きくなると、熱処理による
脱炭が著しくなって、表面硬度が低下するため、含有量
の上限を上記値に限定したものである。したがって、Si
を含有することにより、固溶強化及び焼戻し軟化抵抗の
向上を達成している。
Mo;0.4〜2.0重量％ Moは前記Crと同様に、軸受表面に炭化物を形成するため
に必要であり、且つ焼入れ性を向上するので有効であ
る。
に必要であり、且つ焼入れ性を向上するので有効であ
る。
Moによる微細炭化物形成の効果は、前記Crの含有量の範
囲では、Moが0.4重量％以上含有された時に著しくなる
ため、Mo含有量の下限をこの値とした。
囲では、Moが0.4重量％以上含有された時に著しくなる
ため、Mo含有量の下限をこの値とした。
一方、Moの含有量が2.0重量％を越えると、Crと同様
に、素材の段階で巨大炭化物が形成して、軸受の寿命を
低下させるため、上限と上記値とした。特に、1.5〜2.0
重量％であることが好ましい。
に、素材の段階で巨大炭化物が形成して、軸受の寿命を
低下させるため、上限と上記値とした。特に、1.5〜2.0
重量％であることが好ましい。
したがって、Moを含有することによりモリブデンの炭化
物を発生させて、軸受の表面硬さのより一層の向上を図
っている。
物を発生させて、軸受の表面硬さのより一層の向上を図
っている。
Mn;2.0重量％以下 鋼中のMnは、焼入れ性の向上に大きな役割を有し、しか
も廉価であることから含有される。
も廉価であることから含有される。
しかし、その含有量が多くなると非金属介在物が多く生
じ易く、且つ硬度が向上し、鍛造性，被削性等の機械加
工性が低下するため、Mn含有量の上限を上記値とした。
じ易く、且つ硬度が向上し、鍛造性，被削性等の機械加
工性が低下するため、Mn含有量の上限を上記値とした。
したがって、ここにMnを含有させるのは、焼入れ性の向
上を図ったものである。
上を図ったものである。
V;0.03〜１重量％ Ｖは結晶粒界に析出して結晶粒の粗大化を抑制し、その
微細化を図ると共に、鋼中の炭素と結合して、微細な炭
化物を形成する元素であり、その添加によって軸受表面
層部の硬さが向上して耐摩耗性が良好となるため添加さ
れる。
微細化を図ると共に、鋼中の炭素と結合して、微細な炭
化物を形成する元素であり、その添加によって軸受表面
層部の硬さが向上して耐摩耗性が良好となるため添加さ
れる。
その効果は、Ｖ含有量が0.03重量％以上において顕著と
なるため、含有量の下限をこの値とした。
なるため、含有量の下限をこの値とした。
一方、含有量の上限が１重量％を越えると、結晶粒界に
Ｖの炭化物が析出して、加工性及び種々の機械的性質を
劣化させるため、含有量の上限を上記値に限定した。特
に、0.8〜１重量％であることが好ましい。
Ｖの炭化物が析出して、加工性及び種々の機械的性質を
劣化させるため、含有量の上限を上記値に限定した。特
に、0.8〜１重量％であることが好ましい。
したがって、Ｖを含有することにより軸受の表面硬さの
より一層の向上を図っている。
より一層の向上を図っている。
O;12ppm以下 Ｏは酸化物系非金属介在物（特に、Al2O3）発生元素と
して転がり疲労寿命を低下させるためには、その含有量
を極力低下させる必要があり、そこで上限を12ppmとし
た。
して転がり疲労寿命を低下させるためには、その含有量
を極力低下させる必要があり、そこで上限を12ppmとし
た。
P;200ppm以下 Ｐは、合金鋼の耐衝撃性を低下させる元素である。した
がって、その含有量を低下させる必要があり、上限を20
0ppmとした。
がって、その含有量を低下させる必要があり、上限を20
0ppmとした。
S;80ppm以下 ＳはMnSなどの硫化物系非金属介在物生成の原因とな
る。MnSは硬度が低く、塑性変形能が大きいことから圧
延、鍛造などの前加工時割れ発生の起点として作用す
る。したがって、鍛造等の前加工時に割れ発生を防止
し、より強加工を可能にするためＳ含有量を低下させる
必要があり、上限を80ppmとした。
る。MnSは硬度が低く、塑性変形能が大きいことから圧
延、鍛造などの前加工時割れ発生の起点として作用す
る。したがって、鍛造等の前加工時に割れ発生を防止
し、より強加工を可能にするためＳ含有量を低下させる
必要があり、上限を80ppmとした。
このような組成を有する合金鋼を用いてφ20×30mmの円
柱試料を作成し、据込率80％で冷間加工（鍛造）を行
い、割れ発生率を調べた。第２図に鋼中のＳ含有量と割
れ発生率との関係を示す。第２図から供試材中のＳ含有
量が少なくなる程割れ発生率が低下していることがわか
り、Ｓ含有量80ppm以下で割れ発生率が０％であること
が分かる。したがって、Ｓ含有量を80ppm以下とすれ
ば、より強加工が可能となる。
柱試料を作成し、据込率80％で冷間加工（鍛造）を行
い、割れ発生率を調べた。第２図に鋼中のＳ含有量と割
れ発生率との関係を示す。第２図から供試材中のＳ含有
量が少なくなる程割れ発生率が低下していることがわか
り、Ｓ含有量80ppm以下で割れ発生率が０％であること
が分かる。したがって、Ｓ含有量を80ppm以下とすれ
ば、より強加工が可能となる。
次に、本発明の特徴である残留オーステナイトの作用及
びその存在量の臨界的意義について説明する。
びその存在量の臨界的意義について説明する。
異物混入潤滑下で軸受を使用する場合、異物との繰り返
し接触により内外輪及び転動体の各転動表面には、凹状
の圧痕が発生する。この圧痕にはエッジ部分が存在す
る。
し接触により内外輪及び転動体の各転動表面には、凹状
の圧痕が発生する。この圧痕にはエッジ部分が存在す
る。
残留オーステナイトは、軟らかく、例えばHv300ぐらい
（但し素材の炭素の含有率によっても異なる）であり、
低炭素マルテンサイトのように単に硬さが低いのとは異
なり、加工誘起変態しながらマルテンサイト化、すなわ
ち硬化する。したがって、軸受表面層部に適量存在した
残留オーステナイトは、転動時に圧痕を通過する相手部
材（例えば、転動体に対する軌道輪）の相対通過回数の
所定数を過ぎると、表面に加わる変形エネルギによりマ
ルテンサイト化して硬化する。その過程において、潤滑
油中に混入した異物による圧痕のエッジ部に集中する転
がり荷重を緩和して、マイクロクラックの発生を防止し
て寿命を向上する。
（但し素材の炭素の含有率によっても異なる）であり、
低炭素マルテンサイトのように単に硬さが低いのとは異
なり、加工誘起変態しながらマルテンサイト化、すなわ
ち硬化する。したがって、軸受表面層部に適量存在した
残留オーステナイトは、転動時に圧痕を通過する相手部
材（例えば、転動体に対する軌道輪）の相対通過回数の
所定数を過ぎると、表面に加わる変形エネルギによりマ
ルテンサイト化して硬化する。その過程において、潤滑
油中に混入した異物による圧痕のエッジ部に集中する転
がり荷重を緩和して、マイクロクラックの発生を防止し
て寿命を向上する。
軸受用素材の異物混入潤滑下試験における寿命は、第１
図のグラフに示される軸受寿命と残留オーステナイトγ
Ｒ（vol％）との関係から明らかなように、応力繰り返
し数で示される寿命L10は残留オーステナイト量の変化
に応じて変化する。
図のグラフに示される軸受寿命と残留オーステナイトγ
Ｒ（vol％）との関係から明らかなように、応力繰り返
し数で示される寿命L10は残留オーステナイト量の変化
に応じて変化する。
すなわち、残留オーステナイト量が40％以下の範囲では
量が増すにつれて異物混入潤滑下での寿命は長くなる。
量が増すにつれて異物混入潤滑下での寿命は長くなる。
他方、転動表面の硬さを向上するために表面層部におけ
る炭化物量を20〜50vol％とすることにより、残留オー
ステナイト量が25vol％を越えるとすると素材としての
機械的強度が低下し実用に耐えない。また、Cr,Mo,Vな
どの炭化物形成元素を添加しているので、マトリックス
へのＣの固溶が少なく、残留オーステナイトが25vol％
を越えるのは困難である。
る炭化物量を20〜50vol％とすることにより、残留オー
ステナイト量が25vol％を越えるとすると素材としての
機械的強度が低下し実用に耐えない。また、Cr,Mo,Vな
どの炭化物形成元素を添加しているので、マトリックス
へのＣの固溶が少なく、残留オーステナイトが25vol％
を越えるのは困難である。
残留オーステナイト量は10vol％未満では異物混入潤滑
下での寿命延長硬化が少ないため、残留オーステナイト
量を10〜25vol％とした。
下での寿命延長硬化が少ないため、残留オーステナイト
量を10〜25vol％とした。
第１図において、曲線及びはクリーンな潤滑下の寿
命L10及びL50をそれぞれ示す。また、曲線及びは、
異物混入潤滑下の寿命L10及びL50をそれぞれ示す。
命L10及びL50をそれぞれ示す。また、曲線及びは、
異物混入潤滑下の寿命L10及びL50をそれぞれ示す。
なお、第１図の実験条件は以下の通りである。
『特殊鋼便覧（第１版）電気製鋼研究所編，理工学社,1
965年,5月25日，第10頁〜21頁』記載の試験機を用い、
タービン油〔日本石油（株）製FBKオイルRO68〕に鋼粉
（硬さHRC66.3,粉径80〜160μｍのFe3C）を300ppmの混
合比で加えた潤滑剤を用い、最大面圧500kgf/mm2,応力
繰り返し速度3000cpmで試験した。
965年,5月25日，第10頁〜21頁』記載の試験機を用い、
タービン油〔日本石油（株）製FBKオイルRO68〕に鋼粉
（硬さHRC66.3,粉径80〜160μｍのFe3C）を300ppmの混
合比で加えた潤滑剤を用い、最大面圧500kgf/mm2,応力
繰り返し速度3000cpmで試験した。
次に、軸受表面層部に存在する炭化物の作用及びその含
有量を臨界的意義について説明する。
有量を臨界的意義について説明する。
本発明において、軌道輪及び転動体の少なくとも一つの
表面層部には、浸炭又は浸炭窒化処理，焼入れ，焼戻し
の処理によって、微細な炭化物が生ずる。
表面層部には、浸炭又は浸炭窒化処理，焼入れ，焼戻し
の処理によって、微細な炭化物が生ずる。
この炭化物は硬く耐摩耗性に優れ、その結果軸受の寿命
を向上する。しかも、その大きさは微細であるため、負
荷荷重に基づく応力集中を来すこともなく軸受の寿命を
向上することができる。
を向上する。しかも、その大きさは微細であるため、負
荷荷重に基づく応力集中を来すこともなく軸受の寿命を
向上することができる。
本発明において、炭化物とは、例えば、Cr7C3,Cr3C6,Mo
2C,VC,V4C3及びFe3C又はこれらの複炭化物が挙げられ
る。
2C,VC,V4C3及びFe3C又はこれらの複炭化物が挙げられ
る。
本発明において、炭化物の大きさ（最大直径と最小直径
の和の1/2）は、0.5〜1.0μｍにあることが望ましい。
の和の1/2）は、0.5〜1.0μｍにあることが望ましい。
本発明において、軸受の表面層部における炭化物の存在
量は、20〜50vol％であるが、この臨界的意義は次の通
りである。
量は、20〜50vol％であるが、この臨界的意義は次の通
りである。
軸受の長寿命化を達成する上で表面硬さは、HRC65〜70
を有することが望ましいが、炭化物の存在量が20vol％
未満であると、上記望ましい硬さを得ることができな
い。一方、50vol％を越えて存在すると、微細な炭化物
同士が結合して、炭化物が粗大化して応力集中が生ずる
ので好ましくない。そこで、表面層部における炭化物の
存在量を上記範囲内としたのである。
を有することが望ましいが、炭化物の存在量が20vol％
未満であると、上記望ましい硬さを得ることができな
い。一方、50vol％を越えて存在すると、微細な炭化物
同士が結合して、炭化物が粗大化して応力集中が生ずる
ので好ましくない。そこで、表面層部における炭化物の
存在量を上記範囲内としたのである。
微細な炭化物を上記範囲内で軸受の表面層部に存在させ
ることにより、表面硬さをHRC65〜70の高硬度の軸受を
得ることができる。
ることにより、表面硬さをHRC65〜70の高硬度の軸受を
得ることができる。
上記本発明において、特許請求の範囲に記載の組成を有
する合金鋼に、浸炭又は浸炭窒化を行うことにより、第
３図に示すように、固溶炭素又は固溶炭素窒素量を0.6
〜0.8重量％（表面の全炭素濃度2.5〜3.8重量％）に
し、これを焼入れ，焼戻しをすることにより、表面層部
における残留オーステナイト量を10〜25vol％にするこ
とができる。
する合金鋼に、浸炭又は浸炭窒化を行うことにより、第
３図に示すように、固溶炭素又は固溶炭素窒素量を0.6
〜0.8重量％（表面の全炭素濃度2.5〜3.8重量％）に
し、これを焼入れ，焼戻しをすることにより、表面層部
における残留オーステナイト量を10〜25vol％にするこ
とができる。
また、上記熱処理の過程において、A1変態点を越えて加
熱される際に炭化物の核を発生させ、その後の焼入れ及
び焼戻しの過程において微細な球状炭化物を表面層部に
析出することができる。しかも、固溶炭素量を0.6〜0.8
重量％（表面の全炭素濃度2.5〜3.8重量％）にすること
により、表面層部の炭化物の存在量を20〜50vol％にす
ることができる。
熱される際に炭化物の核を発生させ、その後の焼入れ及
び焼戻しの過程において微細な球状炭化物を表面層部に
析出することができる。しかも、固溶炭素量を0.6〜0.8
重量％（表面の全炭素濃度2.5〜3.8重量％）にすること
により、表面層部の炭化物の存在量を20〜50vol％にす
ることができる。
次に、本発明の実施例について説明する。
次の第１表に示す試験片の合金鋼を浸炭処理し次いで均
熱処理，焼入れ，焼戻しを行うことにより、供試片１〜
12を作成した。
熱処理，焼入れ，焼戻しを行うことにより、供試片１〜
12を作成した。
次に、本実施例における熱処理条件について説明する。
浸炭熱処理のうちダイレクト焼入れタイプの熱処理は、
第４図に示すグラフのように、Rxガス＋エンリッチガス
の雰囲気で約３〜５時間、920〜960℃で浸炭熱処理を行
ない、その後680℃×１時間の均熱処理を行い、次いで8
40℃×１時間の油焼入れを行い、更に180℃×２時間の
焼戻しを行った。更に、浸炭窒化熱処理については、第
５図のグラフに示すように、Rxガス＋エンリッチガス＋
アンモニアガス５％の雰囲気で、約３〜５時間、830〜8
70℃で浸炭窒化熱処理を行ない、その後、上記浸炭処理
の場合と同様な処理を行った。第4,5図において、均熱
処理から焼入れ処理の過程においてA1変態点（約726
℃）を越える際、炭化物の核が発生し、その後この核を
中心として微細な球状炭化物が供試片の表面層に析出す
る。
第４図に示すグラフのように、Rxガス＋エンリッチガス
の雰囲気で約３〜５時間、920〜960℃で浸炭熱処理を行
ない、その後680℃×１時間の均熱処理を行い、次いで8
40℃×１時間の油焼入れを行い、更に180℃×２時間の
焼戻しを行った。更に、浸炭窒化熱処理については、第
５図のグラフに示すように、Rxガス＋エンリッチガス＋
アンモニアガス５％の雰囲気で、約３〜５時間、830〜8
70℃で浸炭窒化熱処理を行ない、その後、上記浸炭処理
の場合と同様な処理を行った。第4,5図において、均熱
処理から焼入れ処理の過程においてA1変態点（約726
℃）を越える際、炭化物の核が発生し、その後この核を
中心として微細な球状炭化物が供試片の表面層に析出す
る。
次いで、各供試片について、表面硬さ（HRC），表面層
部に存在する炭化物の存在量（vol％），表面層部に存
在する残留オーステナイト量，炭化物の平均粒度、を測
定した。また、前記浸炭熱処理を行った各供試片を用い
て転がり軸受の軌道輪つまり内輪及び外輪の何方にでも
適用できる円盤状試験片を作成し、この各々の円盤状試
験片について応力繰り返し数（cycle）で示される転が
り寿命（L10）を測定した。これらの結果を前記第１表
に併せて示す。
部に存在する炭化物の存在量（vol％），表面層部に存
在する残留オーステナイト量，炭化物の平均粒度、を測
定した。また、前記浸炭熱処理を行った各供試片を用い
て転がり軸受の軌道輪つまり内輪及び外輪の何方にでも
適用できる円盤状試験片を作成し、この各々の円盤状試
験片について応力繰り返し数（cycle）で示される転が
り寿命（L10）を測定した。これらの結果を前記第１表
に併せて示す。
また、第６図に硬さ（HRC）と転がり寿命（L10）との関
係及び第７図に残留オーステナイト量（vol％）と転が
り寿命（L10）との関係を示す。
係及び第７図に残留オーステナイト量（vol％）と転が
り寿命（L10）との関係を示す。
なお、寿命の測定は、下記の条件に基づいた。
軸受寿命試験は、『特殊鋼便覧、（第１版）電気製鋼研
究所編，理工学者,1965年５月25比，第10頁〜21頁』記
載のスラスト試験機を用いタービン油〔日本石油（株）
製FBKオイルRO68〕に鋼粉（硬さ、HRC66.3,粉径80〜160
μｍのFe3C）を300ppmの混合比で加えた潤滑剤を用い、
最大面圧500kgf/mm2応力繰り返し速度3000cpmで試験し
た。そして、表面にフレーキングが生じた時点で寿命と
判定した。
究所編，理工学者,1965年５月25比，第10頁〜21頁』記
載のスラスト試験機を用いタービン油〔日本石油（株）
製FBKオイルRO68〕に鋼粉（硬さ、HRC66.3,粉径80〜160
μｍのFe3C）を300ppmの混合比で加えた潤滑剤を用い、
最大面圧500kgf/mm2応力繰り返し速度3000cpmで試験し
た。そして、表面にフレーキングが生じた時点で寿命と
判定した。
前記第１表において、供試片１は、請求項（４）記載の
発明の実施例に相当するものであり、表面層部における
表面炭化物濃度も22vol％と良好な値であるため、表面
硬さもHRC66と良好な値となり、しかも、異物混入潤滑
下であっても良好な転がり寿命を達成することができ
る。なお、試験片１において、Si及びMnは不可避の不純
物として含有されることを避けられないものであるが、
Si及びMnの含有量を極力低減してその含有量を０にして
も供試片１と同様に良好な表面硬さ及び転がり寿命を得
ることができる。
発明の実施例に相当するものであり、表面層部における
表面炭化物濃度も22vol％と良好な値であるため、表面
硬さもHRC66と良好な値となり、しかも、異物混入潤滑
下であっても良好な転がり寿命を達成することができ
る。なお、試験片１において、Si及びMnは不可避の不純
物として含有されることを避けられないものであるが、
Si及びMnの含有量を極力低減してその含有量を０にして
も供試片１と同様に良好な表面硬さ及び転がり寿命を得
ることができる。
供試片2,3は請求項（16）記載の発明の実施例であり、
良好な表面硬さ及び転がり寿命を達成することが可能と
なる。
良好な表面硬さ及び転がり寿命を達成することが可能と
なる。
供試片４は請求項（７）記載の発明の実施例であり供試
材５は請求項（10）記載の発明の実施例であり、更には
供試片6,7は請求項（13）記載の発明の実施例であり、
前記各供試片と同様に良好な表面硬さ及び転がり寿命を
達成することができる。
材５は請求項（10）記載の発明の実施例であり、更には
供試片6,7は請求項（13）記載の発明の実施例であり、
前記各供試片と同様に良好な表面硬さ及び転がり寿命を
達成することができる。
供試片８はＣの含有量が本発明範囲を越え、また、Crの
含有量が本発明範囲を下回る、ことを内容とする請求項
（16）記載の発明の比較例（SUJ−２）である。
含有量が本発明範囲を下回る、ことを内容とする請求項
（16）記載の発明の比較例（SUJ−２）である。
この供試片８において、Cr含有量が少ないため、表面層
部Cr炭化物の生成量が8vol％と低下し、その結果、表面
硬さの向上が不十分でHRC62強程度にしか満たない。よ
って、L10寿命は前記各供試片と対比して１×106と小さ
い値となる。また、Ｃ含有量が多いため、深部での靱性
が低下し破壊強度が低下する。
部Cr炭化物の生成量が8vol％と低下し、その結果、表面
硬さの向上が不十分でHRC62強程度にしか満たない。よ
って、L10寿命は前記各供試片と対比して１×106と小さ
い値となる。また、Ｃ含有量が多いため、深部での靱性
が低下し破壊強度が低下する。
供試片９は、Crの含有量が本発明範囲を下回ることを内
容とする、前記供試片８と同様に請求項（16）記載の発
明の比較例である。
容とする、前記供試片８と同様に請求項（16）記載の発
明の比較例である。
この供試片９において、前記供試片８と同様に表面層部
におけるCr炭化物の生成量が11vol％と低下し、その結
果、表面硬さの向上が不十分でHRC64程度にしかならな
い。よって、L10寿命も前記各供試片と対比して3.5×10
6と小さい値となる。
におけるCr炭化物の生成量が11vol％と低下し、その結
果、表面硬さの向上が不十分でHRC64程度にしかならな
い。よって、L10寿命も前記各供試片と対比して3.5×10
6と小さい値となる。
供試片10は、Moの含有量が本発明範囲を越えることを内
容とする請求項（７）記載の発明の比較例である。この
供試片10では、Moの含有量が本発明範囲を越えても、軸
受の転動表面に微細なMo炭化物を形成する効果には大差
がなくてコスト高となるとともに、炭化物が巨大化して
請求項（７）記載の発明の実施例である供試片４に比較
すると転がり寿命が低下する傾向となる。
容とする請求項（７）記載の発明の比較例である。この
供試片10では、Moの含有量が本発明範囲を越えても、軸
受の転動表面に微細なMo炭化物を形成する効果には大差
がなくてコスト高となるとともに、炭化物が巨大化して
請求項（７）記載の発明の実施例である供試片４に比較
すると転がり寿命が低下する傾向となる。
供試片11は、Ｖの含有量が本発明の範囲を越えることを
内容とする請求項（10）記載の発明の比較例である。こ
の供試片11では、Ｖの含有量が本発明の範囲を越えても
結晶粒微細化効果に差がなく、コスト高になると共に加
工性及び種々の機械的性質を劣化するので好ましくな
い。
内容とする請求項（10）記載の発明の比較例である。こ
の供試片11では、Ｖの含有量が本発明の範囲を越えても
結晶粒微細化効果に差がなく、コスト高になると共に加
工性及び種々の機械的性質を劣化するので好ましくな
い。
供試片12はMo及びＶの含有量が本発明の範囲を越えるこ
とを内容とする請求項（13）記載の発明の比較例であ
る。この供試片12では、Mo,Vの含有量が本発明の範囲を
越えても、軸受の表面層部に微細の炭化物を形成する効
果に差は無く、また、Ｖの含有量が本発明の範囲を越え
ても結晶粒の微細化効果に差が無く何れの場合でもコス
ト的に不利となる。さらに、炭化物が巨大化する傾向と
なって転がり寿命も低下して好ましくない。
とを内容とする請求項（13）記載の発明の比較例であ
る。この供試片12では、Mo,Vの含有量が本発明の範囲を
越えても、軸受の表面層部に微細の炭化物を形成する効
果に差は無く、また、Ｖの含有量が本発明の範囲を越え
ても結晶粒の微細化効果に差が無く何れの場合でもコス
ト的に不利となる。さらに、炭化物が巨大化する傾向と
なって転がり寿命も低下して好ましくない。
なお、上記各供試片１〜７について、φ20×30mmの円柱
試料を各10個作成し、据込率80んで冷間加工（鍛造）を
行い、割れ発生率を調べたところ、いずれの供試片でも
割れ発生率は０％であった。
試料を各10個作成し、据込率80んで冷間加工（鍛造）を
行い、割れ発生率を調べたところ、いずれの供試片でも
割れ発生率は０％であった。
次に、供試片1,2,4〜6,8の各々を用いて、内径6mmの小
型球軸受（686）を試作し、この軸受について耐摩耗性
の試験を行った。試験条件は次の通りである。
型球軸受（686）を試作し、この軸受について耐摩耗性
の試験を行った。試験条件は次の通りである。
予圧…2kgf,揺動角…８゜，スピード…20HZ,グリース潤
滑，評価サイクル…２×107回，温度…常温，試作数…
８個 この耐摩耗性試験結果を次の第2,3表に示して説明す
る。
滑，評価サイクル…２×107回，温度…常温，試作数…
８個 この耐摩耗性試験結果を次の第2,3表に示して説明す
る。
（フレッチングの有無） 上記第2,3表に示すように、供試片1,2は表面炭化物濃度
がそれぞれ22,23vol％のようにいずれも本発明の範囲内
であるため、表面炭化物濃度が8vol％と本発明の範囲よ
り低い供試片８と比較して、フレッチングの発生個数が
少なく、かつ摩耗量も少ない量となっている。
がそれぞれ22,23vol％のようにいずれも本発明の範囲内
であるため、表面炭化物濃度が8vol％と本発明の範囲よ
り低い供試片８と比較して、フレッチングの発生個数が
少なく、かつ摩耗量も少ない量となっている。
また、表面炭化物濃度が供試片1,2より更に高い値とな
っている供試片４〜６では、さらにフレッチングの発生
個数及び摩耗量とも少ない値となっている。
っている供試片４〜６では、さらにフレッチングの発生
個数及び摩耗量とも少ない値となっている。
次に、前記供試片により試作された内径6mmの小型球軸
受（686）の20個について、圧痕が付きにくくその結果
音響特性が良好であることの確認試験を、静定格荷重2C
0で圧痕を付け、JIS B 1548に準じて行った。第８図に
この試験結果を図示する。
受（686）の20個について、圧痕が付きにくくその結果
音響特性が良好であることの確認試験を、静定格荷重2C
0で圧痕を付け、JIS B 1548に準じて行った。第８図に
この試験結果を図示する。
第８図から分かるように、供試片1,2,4〜６はいずれも
供試片８に対して、音圧（dB）の平均値‖が低い値とな
っている。これは、供試片1,2,4〜６が供試片８より表
面炭化物濃度が高く転動表面硬度が高いために、圧痕が
表面に付きに難いことによるものである。特に、表面炭
化物濃度が供試片1,2より高い供試片４〜６は音圧レベ
ルがより低い値となっている。
供試片８に対して、音圧（dB）の平均値‖が低い値とな
っている。これは、供試片1,2,4〜６が供試片８より表
面炭化物濃度が高く転動表面硬度が高いために、圧痕が
表面に付きに難いことによるものである。特に、表面炭
化物濃度が供試片1,2より高い供試片４〜６は音圧レベ
ルがより低い値となっている。
なお、本発明で云う表面層部とは、転がり軸受を構成す
る内輪、外輪及び転動体の軌道面の接触面にかかる接触
圧から計算で求まる。すなわち、最大せん断応力位置
（表面からの深さ）をZ0とすると、表面からZ0〜2Z0の
深さ迄の部分を云う。オーダとして、例えば表面から0.
2〜0.5mm程度の深さとなる。
る内輪、外輪及び転動体の軌道面の接触面にかかる接触
圧から計算で求まる。すなわち、最大せん断応力位置
（表面からの深さ）をZ0とすると、表面からZ0〜2Z0の
深さ迄の部分を云う。オーダとして、例えば表面から0.
2〜0.5mm程度の深さとなる。
また、上記第１表に示した転がり寿命試験では内輪及び
外輪の何方にも適用できる円盤状試験片についての寿命
を示したが、同様の材料で転動体を形成し、これについ
て上記転がり寿命試験を行っても同様の結果を得ること
ができる。
外輪の何方にも適用できる円盤状試験片についての寿命
を示したが、同様の材料で転動体を形成し、これについ
て上記転がり寿命試験を行っても同様の結果を得ること
ができる。
またさらに、耐摩耗性試験及び音響特性試験に際して
は、転がり軸受全体、即ち、内外輪及び転動体を前記供
試片で作成したが、内輪、外輪及び転動体の少なくとも
一つが本発明に係わる合金鋼で構成されれば、前記実施
例と同様に良好な耐摩耗性及び音響特性を得ることが可
能となる。
は、転がり軸受全体、即ち、内外輪及び転動体を前記供
試片で作成したが、内輪、外輪及び転動体の少なくとも
一つが本発明に係わる合金鋼で構成されれば、前記実施
例と同様に良好な耐摩耗性及び音響特性を得ることが可
能となる。
以上説明したように、本発明に係わる転がり軸受によれ
ば、内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つの表面層部
に適量の微細炭化物を形成して表面硬さを向上すると共
に、表面層部に適量の残留オーステナイトを存在させて
異物が混入した潤滑下でのマイクロクラックの発生を防
止する。
ば、内輪、外輪及び転動体の少なくとも一つの表面層部
に適量の微細炭化物を形成して表面硬さを向上すると共
に、表面層部に適量の残留オーステナイトを存在させて
異物が混入した潤滑下でのマイクロクラックの発生を防
止する。
従って、クリーンな潤滑下で軸受を使用する場合におい
ては、従来の軸受と比べて、より一層の長寿命を有し、
且つ異物混入の潤滑下で軸受を使用する場合は、従来の
軸受に比べて遥かに長寿命となる。
ては、従来の軸受と比べて、より一層の長寿命を有し、
且つ異物混入の潤滑下で軸受を使用する場合は、従来の
軸受に比べて遥かに長寿命となる。
その結果、上記両潤滑下で軸受を使用する場合のいずれ
においても、転がり荷重が高い状態での軸受の寿命を向
上することができる。
においても、転がり荷重が高い状態での軸受の寿命を向
上することができる。
第１図は軸受寿命と残留オーステナイトγＲ（vol％）
との関係を示す特性図、第２図は鋼中のＳ含有量と割れ
発生率との関係を示す特性図、第３図は、固溶炭素又は
固溶炭素窒素量と残留オースナイト量との関係を示す特
性図、第4,5図は、本発明に係わる転がり軸受を製造す
る為の熱処理条件を説明する工程図、第６図は、供試片
の表面硬さ（HRC）と応力繰り返し数で示される軸受寿
命L10との関係を示す特性図、第７図は残留オーステナ
イト量と軸受の疲労寿命の応力繰り返し数との関係を示
す特性図、第８図は各供試片の音響特性を示す特性図で
ある。
との関係を示す特性図、第２図は鋼中のＳ含有量と割れ
発生率との関係を示す特性図、第３図は、固溶炭素又は
固溶炭素窒素量と残留オースナイト量との関係を示す特
性図、第4,5図は、本発明に係わる転がり軸受を製造す
る為の熱処理条件を説明する工程図、第６図は、供試片
の表面硬さ（HRC）と応力繰り返し数で示される軸受寿
命L10との関係を示す特性図、第７図は残留オーステナ
イト量と軸受の疲労寿命の応力繰り返し数との関係を示
す特性図、第８図は各供試片の音響特性を示す特性図で
ある。
Claims (18)
- 【請求項１】軌道輪と転動体とからなる転がり軸受にお
いて、当該軌道輪と転動体との少なくとも一つが、C:0.
3〜0.6重量％、Cr:3〜14重量％を少なくとも含む合金鋼
からなり、且つ浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、前記軌道輪と転動体との少
なくとも一つの表面層部に存在する微細炭化物量が20〜
50vol％であり、その表面層部内の残留オーステナイト
量が10〜25vol％であることを特徴とする、転がり軸
受。 - 【請求項２】前記表面層部内に存在する微細炭化物の平
均粒径が、0.5〜1.0μｍである請求項１記載の転がり軸
受。 - 【請求項３】前記表面層部の表面硬さが、HrC65〜70で
ある請求項１記載の転がり軸受 - 【請求項４】軌道輪と転動体とからなる転がり軸受にお
いて、前記軌道輪と転動体との少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物量が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイト
量が10〜25vol％であることを特徴とする、転がり軸
受。 - 【請求項５】前記表面層部内に存在する微細炭化物の平
均粒径が、0.5〜1.0μｍである請求項４記載の転がり軸
受。 - 【請求項６】前記軌道輪と転動体との少なくとも一つの
前記表面層部の表面硬さが、HrC65〜70である請求項４
記載の転がり軸受。 - 【請求項７】軌道輪と転動体とからなる転がり軸受にお
いて、前記軌道輪と転動体との少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 Si:0.9重量％以下 Mo:0.4〜2.0重量％ Mn:2.0重量％以下 O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物量が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイト
量が10〜25vol％であることを特徴とする、転がり軸
受。 - 【請求項８】前記表面層部内に存在する微細炭化物の平
均粒径が、0.5〜1.0μｍである請求項７記載の転がり軸
受。 - 【請求項９】前記軌道輪と転動体との少なくとも一つの
前記表面層部の表面硬さが、HrC65〜70である請求項７
記載の転がり軸受。 - 【請求項１０】軌道輪と転動体とからなる転がり軸受に
おいて、前記軌道輪と転動体との少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 Si:0.9重量％以下 Mn:2.0重量％以下 V:0.03〜１重量％ O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物量が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイト
量が10〜25vol％であることを特徴とする、転がり軸
受。 - 【請求項１１】前記表面層部内に存在する微細炭化物の
平均粒径が、0.5〜1.0μｍである請求項10記載の転がり
軸受。 - 【請求項１２】前記軌道輪と転動体との少なくとも一つ
の前記表面層部の表面硬さが、HrC65〜70である請求項1
0記載の転がり軸受。 - 【請求項１３】軌道輪と転動体とからなる転がり軸受に
おいて、前記軌道輪と転動体との少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Ti:40ppm以下 Si:0.9重量％以下 Mo:0.4〜2.4重量％ Mn:2.0重量％以下 V:0.03〜１重量％ O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物量が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイト
量が10〜25vol％であることを特徴とする、転がり軸
受。 - 【請求項１４】前記表面層部内に存在する微細炭化物の
平均粒径が、0.5〜1.0μｍである請求項13記載の転がり
軸受。 - 【請求項１５】前記軌道輪と転動体との少なくとも一つ
の前記表面層部の表面硬さが、HrC65〜70である請求項1
3記載の転がり軸受。 - 【請求項１６】軌道輪と転動体とからなる転がり軸受に
おいて、前記軌道輪と転動体との少なくとも一つが、 C:0.3〜0.6重量％ Cr:3〜14重量％ Si:0.9重量％以下 Mn:2.0重量％以下 Ti:40ppm以下 O:12ppm以下 P:200ppm以下 S:80ppm以下 残がFeの合金鋼からなり、前記軌道輪と転動体との少な
くとも一つが、浸炭又は浸炭窒化そして硬化熱処理が施
されてなる表面層部を有し、その表面層部に存在する微
細炭化物量が20〜50vol％で、且つ残留オーステナイト
量が10〜25vol％であることを特徴とする、転がり軸
受。 - 【請求項１７】前記表面層部内に存在する微細炭化物の
平均粒径が、0.5〜1.0μｍである請求項16記載の転がり
軸受。 - 【請求項１８】前記軌道輪と転動体との少なくとも一つ
の前記表面層部の表面硬さが、HrC65〜70である請求項1
6記載の転がり軸受。
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-
1989
- 1989-07-25 JP JP19225889A patent/JPH07110988B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19950813C2 (de) * | 1998-10-22 | 2003-10-02 | Nsk Ltd | Wälzlager |
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