KR20240054970A - 롤러 베어링 - Google Patents
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Abstract
백색 조직 박리의 발생을 억제할 수 있는, 롤러 베어링을 제공하는 것. 열처리 후의 마텐자이트 조직 중의 고용 탄소량이 0.35질량％ 이상 0.65질량％ 이하이고, 또한 직경이 200nm 이상인 구상화 탄화물 체적률이 4.5％ 이하인 조직으로 이루어지는, 롤러 베어링.
Description
본 발명은, 롤러 베어링에 관한 것이다.
롤러 베어링에서는, 하중이 부하되어 장시간 사용되는 것에 의해 금속 피로가 발생하여, 궤도면 표면이 박리되는 경우가 있다. 궤도면 표면의 박리의 메커니즘으로는, 종래부터 “내부 기점형 박리”와 “표면 기점형 박리”가 잘 알려져 있다. “내부 기점형 박리”는, 재료 내부의 비금속 개재물 주변에 응력 집중이 발생하고, 그것을 기점으로 하여 피로 균열이 발생하여 박리에 이르는 현상이다. 또, “표면 기점형 박리”는, 윤활유 중에 이물질이 혼입되면 궤도면에 압흔이 발생하여 압흔 가장자리에 응력이 집중되고, 그것을 기점으로 하여 피로 균열이 발생하여 박리에 이르는 현상이다.
그러나, 일부의 용도로는, 윤활유의 분해에 의해 수소가 발생하고, 발생한 수소가 강 중에 침입하여 금속 조직의 변화를 일으키는 경우가 있다. 금속 조직의 변화가 발생하면, 조직 변화부와 정상부의 계면으로부터 피로 균열이 발생하여 박리가 발생하기 때문에, 롤러 베어링의 수명이 현저하게 저하된다. 이 금속 조직 변화는, 베어링강의 기지 조직인 마텐자이트가, 침입한 수소에 의해 미세한 페라이트립으로 변화하는 현상이다. 금속 조직 변화가 발생한 롤러 베어링에 에칭을 실시하여 금속 조직을 관찰하면, 조직 변화부가 하얗게 보이는 점에서, 이러한 조직은 “백색 조직”이라고도 불리고 있고, 이후의 설명에서는 이 백색 조직에 의한 박리를 “백색 조직 박리”라고 부른다. 이 백색 조직 박리는, 상기의 “내부 기점형 박리” 및 “표면 기점형 박리”와는 상이한 메커니즘으로 발생하기 때문에, 박리의 발생을 억제하기 위한 대책도 전혀 상이하다.
백색 조직 박리의 대책으로는, 예를 들면 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이, Cr을 다량으로 첨가한 강재를 이용하는 것이 행해지고 있다. 그러나, Cr을 다량으로 첨가하면, 강재의 제조 공정에서 균열되기 쉬워지고, 나아가 베어링의 제조 공정에 있어서도 필요한 경도를 얻기 위한 베이킹 온도를 높게 해야 하여, 베어링의 제조에 있어서의 생산성이 저하된다. 특허문헌 2~4에서는, Cr량과 함께 C량, Si량, Mn량 및 Mo량을 조정하여, 생산성을 유지하면서, 백색 조직 박리의 발생을 억제하고 있다.
또, 특허문헌 5에서는, Cr을 기지 조직과 탄화물에 최적으로 분배하는 것에 의해 기지의 마텐자이트 조직 및 구상화 탄화물의 양방을 강화하여 백색 조직의 형성을 늦추고 있다.
특허문헌 6, 7에서는 기지 조직 중에 고용된 Si, Mn, Cr, Ni 및 Mo의 양에 주목하고 있고, 전동 피로 특성을 저하시키는 탄화물의 석출이나 대폭적인 소재 비용 증가로 이어지는 기술에 의존하지 않고, 강재에 수소가 침입하는 환경에서 우수한 전동 피로 수명을 가지는 고청정도 베어링용 강을 제공하고 있다.
그러나, 특허문헌 1~7에 개시된 기술에서는, 백색 조직 박리의 발생의 억제가 충분하지 않아, 백색 조직 박리의 발생을 더욱 억제 가능한 기술이 요구되고 있다.
그래서, 본 발명은, 상기의 과제에 주목하여 이루어진 것으로, 백색 조직 박리의 발생을 억제할 수 있는, 롤러 베어링을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 적어도 전동면을 포함하는 표면의 조직이, 열처리 후의 마텐자이트 조직 중의 고용 탄소량이 0.35질량％ 이상 0.65질량％ 이하이고, 또한 직경이 200nm 이상인 구상화 탄화물 체적률이 4.5％ 이하인 조직으로 이루어지는, 롤러 베어링이 제공된다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 백색 조직 박리의 발생을 억제할 수 있는, 롤러 베어링이 제공된다.
도 1은, 마텐자이트 조직 중에 고용된 C량과 G-1품의 수명비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는, 마텐자이트 조직 중에 고용된 Si, Mn, Cr 및 Mo의 합계량과 G-1품의 수명비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 구상화 탄화물 체적률과 G-1품의 수명비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는, 마텐자이트 조직 중에 고용된 Si, Mn, Cr 및 Mo의 합계량과 G-1품의 수명비의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 구상화 탄화물 체적률과 G-1품의 수명비의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하의 상세한 설명에서는, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하에 나타내는 실시형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치나 방법을 예시하는 것으로, 본 발명의 기술적 사상은, 구성 부품의 재질, 구조, 배치 등을 하기와 같은 것에 특정하는 것이 아니다. 본 발명의 기술적 사상은, 특허 청구의 범위에 기재된 청구항이 규정하는 기술적 범위 내에 있어서 여러 가지 변경을 추가할 수 있다.
본 발명자들은, 롤러 베어링의 사용 중에 백색 조직이 발생하여 조기 박리에 이르는 용도에 대해, 열처리 후에 얻어지는 조직의 상태, 특히 마텐자이트 조직 중에 고용되는 원소량과 구상화 탄화물에 주목하여, 마텐자이트 조직 중에 고용되는 원소량과 구상화 탄화물을 적절히 제어함으로써, 백색 조직의 생성을 억제할 수 있는 것을 지견하였다.
＜전동 피로 수명 시험＞
여기서, 본 발명에 앞서, 본 발명자들은, 롤러 베어링의 기지 중에 고용되는 C나 Cr, Mn 등의 첨가 원소를 바꾸어 전동 피로 수명 시험을 실시했다. 본 시험에서는, 먼저, 표 1에 나타내는 합금 조성의 강재를 선삭(旋削) 가공하여 깊은 홈 볼 베어링 6206용의 내륜 및 외륜을 제작했다. 또한, 표 1에 있어서, O의 단위는 질량ppm이고, O 이외의 원소의 단위는 질량％이다. 이어서, 작성한 내륜 및 외륜에 베이킹 처리 또는 고주파 열처리를 실시한 후, 템퍼링 처리를 실시했다. 또한, 처리를 실시한 내륜 및 외륜을 연삭 가공하여 완성 형상으로 하고, SUJ2제 3/8 인치 강구 및 수지제 유지기와 조합하여 시험 베어링을 제작했다. 그리고, 시험 베어링을 레디얼형 수명 시험기에 장착하고, 하기 조건에서 전동 피로 수명 시험을 실시했다. 본 시험은 각 7회 실시하여, 누적 파손 확률이 50％가 되는 수명(L50)의 평균치를 구했다.
·시험 하중(레이디얼 하중) : 910kgf
·회전 속도 : 3000min-1
·윤활유 : 윤활유의 분해에 의해 수소가 발생하기 쉬운 특수 윤활유
열처리 후의 마텐자이트 조직 중에 고용된 C, Si, Mn, Cr 및 Mo의 양, 탄화물 체적률, 경도, 잔류 오스테나이트량 γR 및 전동 피로 수명 시험한 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2에 있어서, 고용된 C, Si, Mn, Cr 및 Mo의 양인 고용 C, 고용 Si, 고용 Mn, 고용 Cr 및 고용 Mo의 단위는 질량％이고, 잔류 오스테나이트의 단위는 체적％이다. 마텐자이트 조직 중의 고용 원소량은, 구상화 탄화물의 체적률 및 EDS 분석에 의한 구상화 탄화물 중의 각 고용 원소량을 측정하여, 강 중에 함유되는 각 원소의 첨가량에서 빼서 산출했다. 또, 백색 조직의 발생수에 대해서는, (백색 조직이 보였던 베어링의 수)/(전동 피로 시험을 실시한 베어링의 수)로 표기하고 있다. 또한, 탄화물 체적률은 직경이 200nm 이상인 탄화물을 대상으로 하고 있다. 또한, 자료 No의 알파벳은 강재 No의 알파벳에 대응한다. 또한, 열처리란의 Q는 베이킹 처리인 것을 나타내고, IH는 고주파 베이킹 처리인 것을 나타낸다. 또, 도 1~도 3에는, SUJ2재의 표준 열처리품인 G-1과의 수명비를 마텐자이트 조직 중에 고용된 C량, 고용된 C 이외의 합금 원소의 총량 및 탄화물 체적률로 정리한 결과를 각각 나타낸다. 체적률에 대해서는, 측정의 대상이 거의 구상이기 때문에, 단면에 나타나는 면적률로부터 구할 수 있고, 면적률과 거의 동일한 값(비율)이 된다.
마텐자이트 조직에 고용되는 원소에 주목하여 백색 조직의 발생의 유무를 조사한 결과, 고용된 Si, Mn, Cr 및 Mo의 양에 관계없이, 마텐자이트 조직 중에 고용된 C량과 구상화 탄화물의 체적률이 백색 조직의 발생에 영향을 미치고 있는 것을 알 수 있다(표 2). 예를 들면, 마텐자이트 조직 중에 Cr이 다량으로 고용(2.86질량％)되어 있는 시료 E-2는, 모든 베어링에서 백색 조직이 발생하고 있는 것에 대해, 시료 A-1, B-1, C-1, D-1 및 D-2와 같이 고용 C량이 0.65질량％ 이하이고 또한 구상화 탄화물의 체적률이 4.5％ 이하인 조직은 고용된 Si, Mn, Cr 및 Mo의 양에 관계없이 백색 조직이 관찰되고 있지 않다. 한편, 시료 B-1과 같이 고용된 Si, Mn, Cr 및 Mo의 양이 비교재의 G-1과 동등하거나 혹은 그 이하인 경우에는, 다소 수명은 연장되어 있지만, 그밖의 시료 A-1, C-1, D-1 및 D-2와 비교하여 수명 연장 효과가 없는 것을 알 수 있다. 이것은, 마텐자이트 조직 중에 고용된 Si, Mn, Cr 및 Mo가 균열의 발생이나 진전에 영향을 주고 있기 때문인 것으로 생각된다.
이상의 결과로부터, 수소 침입에 의한 백색 조직 박리의 대책으로서, 열처리 후의 마텐자이트 조직 중에 고용되는 탄소량이 0.35질량％ 이상 0.65질량％ 이하이고 또한 직경 200nm 이상인 구상화 탄화물의 체적률이 4.5％ 이하인 것이 필수 조건인 것이 지견되었다. 또한, 고용 탄소량의 하한치는, 베어링에 필요한 최소 경도 650HV를 얻는 데에 필요한 C량을 “MaterialsScience and Engineering : A Vol.273-275No.15 P.40-57(1999) 제목 : Martensite in steel:strength and structure)”에 기재된 방법에 의해 결정할 수 있다. 또한, C 이외의 고용 원소량에 대해서는, 적어도, Si, Mn, Cr 및 Mo의 고용량이 합계로 1.0질량％ 이상인 것이 바람직하고, 2.0질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. C 이외의 고용 원소량에 대해서 이러한 범위로 한 조직으로 함으로써, 장수명 효과를 더욱 얻을 수 있다. 또한, C 이외의 고용 원소량으로서 상기와 같이 고용량이 규정되는 원소에는, Si, Mn, Cr 및 Mn 이외에, 예를 들면 N이나 Ni, V, Cu가 함유되어도 된다. 또한, 본 조사는, 베이킹 처리 또는 고주파 베이킹 처리 후에, 템퍼링 처리한 베어링으로 평가하고 있지만, 열처리 수법에 대해서는 상기 이외의 예를 들면, 침탄 처리나 침탄 질화 처리 등이어도 상관없다.
＜롤러 베어링＞
즉, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 롤러 베어링은, 상기의 지견에 기초한 것이다. 본 실시형태에 관련된 롤러 베어링은, 적어도 전동면을 포함하는 표면의 조직에 대해서, 열처리 후의 마텐자이트 조직 중의 고용 탄소량이 0.35질량％ 이상 0.65질량％ 이하이고, 또한 직경이 200nm 이상인 구상화 탄화물의 체적률이 4.5％ 이하인 조직으로 이루어진다. 또, 고용 탄소량 및 구상화 탄화물의 체적률이 규정되는 롤러 베어링의 표면이란, 롤러 베어링의 경화 영역이며, 예를 들면 표면으로부터 1mm 이내 등과 같이, 용도나 규격에 따라 적절히 설정된다. 또한, 롤러 베어링에 대한 열처리의 수법은, 베이킹 처리, 침탄 처리, 침탄 질화 처리, 고주파 베이킹 처리 중 어느 것이어도 된다.
여기서, 인용 문헌 1~7에 기재된 바와 같은 종래의 기술에서는, 기지 조직 중에 고용된 탄소량에 대해서는 명확하지 않고, 이 고용 탄소량를 제어하는 것은 실시되어 있지 않았다. 그러나, 본 실시형태에서는, 롤러 베어링의 고용 탄소량와 구상 탄화물의 체적률을 상기와 같이 제어함으로써, 백색 조직 박리의 발생을 더욱 억제할 수 있게 되어, 우수한 전동 피로 수명을 얻을 수 있다.
또, 롤러 베어링의 상기 조직에 대해서, 철 및 탄소 이외의 원소로서, Si, Mn, Cr, Mo, N, Ni, V 및 Cu가, 마텐자이트 조직 중에 합계로 1.0질량％ 이상 고용되어 있는 것이 바람직하고, 2.0질량％ 이상 고용되어 있는 것이 보다 바람직하다. 또한, 롤러 베어링의 상기 조직에 대해서, 고용 탄소량이 0.40질량％ 이상 0.60질량％ 이하이고, 고용 Cr량이 2.40질량％ 이상 2.95질량％ 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 고용 탄소량 및 고용 Cr량이 상기 범위의 조직에 있어서, 적어도 전동면을 포함하는 표면의 경도가 640HV 이상인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 구성으로 함으로써, 롤러 베어링의 추가적인 장기 수명화를 실현할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관련된 롤러 베어링은, 예를 들면, 자동차, 농업 기계, 건설 기계, 철강 기계, 직동 장치 등의 베어링으로서 적용된다. 보다 구체적으로는, 자동차의 전장 보기, 풍력 발전 장치, 예를 들면 얼터네이터용 베어링이나 풍차용 베어링 등에 적합하다.
Claims (5)
- 적어도 전동면을 포함하는 표면의 조직이, 열처리 후의 마텐자이트 조직 중의 고용 탄소량이 0.35질량％ 이상 0.65질량％ 이하이고, 또한 직경이 200nm 이상인 구상화 탄화물 체적률이 4.5％ 이하인 조직으로 이루어지는, 롤러 베어링.
- 제1항에 있어서,
상기 마텐자이트 조직 중에, Si, Mn, Cr, Mo, N, Ni, V 및 Cu가 합계로 1.0질량％ 이상 고용되어 있는, 롤러 베어링. - 제2항에 있어서,
상기 고용 탄소량이 0.40질량％ 이상 0.60질량％ 이하이고, 고용 Cr량이 2.40질량％ 이상 2.95질량％ 이하인, 롤러 베어링. - 제3항에 있어서,
적어도 전동면을 포함하는 표면의 경도가 640HV 이상인, 롤러 베어링. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열처리는, 베이킹 처리, 침탄 처리, 침탄 질화 처리, 고주파 베이킹 처리 중 어느 수법인, 롤러 베어링.
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|---|---|---|---|---|
| JPS5018995B1 (ko) | 1970-06-08 | 1975-07-03 | ||
| JPS583618U (ja) | 1981-06-30 | 1983-01-11 | キンセキ株式会社 | クシ形フイルタ |
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| JPH0339839A (ja) | 1989-07-06 | 1991-02-20 | Morimatsu Kogyo Kk | タンク底面の保温構造 |
| JPH0546901A (ja) | 1991-08-09 | 1993-02-26 | Victor Co Of Japan Ltd | 記録トラツクの直線性測定方法及び装置 |
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Patent Citations (7)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5018995B1 (ko) | 1970-06-08 | 1975-07-03 | ||
| JPS583618U (ja) | 1981-06-30 | 1983-01-11 | キンセキ株式会社 | クシ形フイルタ |
| JPH0181652U (ko) | 1987-11-18 | 1989-05-31 | ||
| JPH0339839A (ja) | 1989-07-06 | 1991-02-20 | Morimatsu Kogyo Kk | タンク底面の保温構造 |
| JPH0546901A (ja) | 1991-08-09 | 1993-02-26 | Victor Co Of Japan Ltd | 記録トラツクの直線性測定方法及び装置 |
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