JPH0611899B2 - 高クロム系軸受鋼 - Google Patents
高クロム系軸受鋼Info
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- JPH0611899B2 JPH0611899B2 JP2285901A JP28590190A JPH0611899B2 JP H0611899 B2 JPH0611899 B2 JP H0611899B2 JP 2285901 A JP2285901 A JP 2285901A JP 28590190 A JP28590190 A JP 28590190A JP H0611899 B2 JPH0611899 B2 JP H0611899B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は自動車、建設機械、農業機械等における異物
が混入した潤滑環境下で使用される転がり軸受の高負荷
に耐える内輪、外輪および転動体を製造する、特に転が
り疲労寿命の改善を図った軸受鋼に関するものである。
が混入した潤滑環境下で使用される転がり軸受の高負荷
に耐える内輪、外輪および転動体を製造する、特に転が
り疲労寿命の改善を図った軸受鋼に関するものである。
〈従来の技術〉 近年、機械の小型、軽量化、低コスト化が要求されてお
り、これに応じて従来よりも一層軸受けの使用条件が苛
酷化している。また、これに加えて、長寿命化が要求さ
れる状況にある。
り、これに応じて従来よりも一層軸受けの使用条件が苛
酷化している。また、これに加えて、長寿命化が要求さ
れる状況にある。
従来高負荷用に使われる軸受を製造をするころ軸受用鋼
としては、ＪＩＳに規定される高炭素クロム軸受鋼のSU
J2やSUJ3、または肌焼き合金鋼を用いるのが一般であ
る。これを、潤滑油中に異物が混入する環境下で使用し
た場合、転がり軸受寿命は清浄な潤滑油の環境下で使用
した場合の１／５〜１／１０に低下する。
としては、ＪＩＳに規定される高炭素クロム軸受鋼のSU
J2やSUJ3、または肌焼き合金鋼を用いるのが一般であ
る。これを、潤滑油中に異物が混入する環境下で使用し
た場合、転がり軸受寿命は清浄な潤滑油の環境下で使用
した場合の１／５〜１／１０に低下する。
この様な異物が混入した環境下で使用される転がり軸受
では、異物の侵入に対してシールを取付ることにより侵
入防止を図るのが一般的である。
では、異物の侵入に対してシールを取付ることにより侵
入防止を図るのが一般的である。
特に苛酷な環境下にあっては完全に異物の侵入を阻止す
ることは難しく、転がり接触の荷重を下げるために、軸
受けの寸法を大きくとるのが一般的である。
ることは難しく、転がり接触の荷重を下げるために、軸
受けの寸法を大きくとるのが一般的である。
〈発明が解決しようとする課題〉 上記のように異物が混入した潤滑環境下で使用される転
がり軸受に、異物が侵入するのを防止するためにシール
を取付けると、軸受の回転運動がエネルギーの損失を生
じさせたり、製造コストを増大させ、更に、軸受の形状
を複雑化させる。
がり軸受に、異物が侵入するのを防止するためにシール
を取付けると、軸受の回転運動がエネルギーの損失を生
じさせたり、製造コストを増大させ、更に、軸受の形状
を複雑化させる。
一方、転がり軸受において硬い異物が潤滑油中に混入し
ていると、軌道面と転動体の接触面にこの異物の噛込み
が見られ、軌道面は塑性変形して、これに圧痕を発生す
る。また、この圧痕の縁に応力集中が生じ、かかる繰返
し応力により疲労亀裂の起点になって剥離が発生し、こ
れら軸受の短寿命の原因となる。この様に潤滑油中に異
物が混入するような場合は、球軸受に比べてころ軸受は
異物の噛込む確率が高まり、球軸受以上に耐久寿命が低
下し、従来のSUJ2等の軸受では極端に寿命が低下してし
まい、かかる過酷な使用条件では対応出来ないと言う問
題点がある。
ていると、軌道面と転動体の接触面にこの異物の噛込み
が見られ、軌道面は塑性変形して、これに圧痕を発生す
る。また、この圧痕の縁に応力集中が生じ、かかる繰返
し応力により疲労亀裂の起点になって剥離が発生し、こ
れら軸受の短寿命の原因となる。この様に潤滑油中に異
物が混入するような場合は、球軸受に比べてころ軸受は
異物の噛込む確率が高まり、球軸受以上に耐久寿命が低
下し、従来のSUJ2等の軸受では極端に寿命が低下してし
まい、かかる過酷な使用条件では対応出来ないと言う問
題点がある。
〈課題を解決するための手段〉 そこで、本発明は、重量％で、Ｃ含有量が0.4〜0.8未
満、Si含有量が0.3〜1.2％、Nn含有量が1.0％以下、Cr
含有量が4.0〜8.0％、Mo含有量が0.1〜1.0％、残りがFe
および不可避な不純成分からなり、浸炭または浸炭窒化
処理をして、表面に面積率で２０〜３０％の炭化物また
は炭窒化物を有する転がり疲労寿命特性の優れた高クロ
ム系軸受鋼を提供することを目的とするものである。
満、Si含有量が0.3〜1.2％、Nn含有量が1.0％以下、Cr
含有量が4.0〜8.0％、Mo含有量が0.1〜1.0％、残りがFe
および不可避な不純成分からなり、浸炭または浸炭窒化
処理をして、表面に面積率で２０〜３０％の炭化物また
は炭窒化物を有する転がり疲労寿命特性の優れた高クロ
ム系軸受鋼を提供することを目的とするものである。
かかる構成により、ころ軸受等の高負荷に耐えられる靱
性と焼入焼戻硬さと焼戻軟化抵抗を高めて、硬い異物の
噛込みによる塑性変形を起こり難くして、亀裂の発生と
亀裂の進行を抑制して、異物が混入した潤滑油中にあっ
ても、靱性と転がり疲労寿命が優れることを特徴とし
た、高炭素クロム系軸受鋼としたのである。
性と焼入焼戻硬さと焼戻軟化抵抗を高めて、硬い異物の
噛込みによる塑性変形を起こり難くして、亀裂の発生と
亀裂の進行を抑制して、異物が混入した潤滑油中にあっ
ても、靱性と転がり疲労寿命が優れることを特徴とし
た、高炭素クロム系軸受鋼としたのである。
本発明は、基地は高負荷に耐える靱性と焼戻軟化抵抗を
高めた合金成分配合とし、更に、表面に実用深さで0.5m
m程度の浸炭層または、浸炭窒化層を形成させて、表面
に面積率で２０〜３５％の炭化物または炭窒化物を微細
に分散折出させることにより、基地を強化して転がり疲
労強度を増し、異物が混入した潤滑油中にあって転がり
疲労寿命が優れるのであって、この問題の解決を図った
（ここで実用深さとは、硬さＨＶ７５０以上になってい
る深さを言う）。
高めた合金成分配合とし、更に、表面に実用深さで0.5m
m程度の浸炭層または、浸炭窒化層を形成させて、表面
に面積率で２０〜３５％の炭化物または炭窒化物を微細
に分散折出させることにより、基地を強化して転がり疲
労強度を増し、異物が混入した潤滑油中にあって転がり
疲労寿命が優れるのであって、この問題の解決を図った
（ここで実用深さとは、硬さＨＶ７５０以上になってい
る深さを言う）。
次に、この発明鋼においてＣ含有量を0.4〜0.8％未満に
限定した理由を述べる。
限定した理由を述べる。
Ｃ含有量の下限を0.4％としたのはFe-Cr−Ｃ系の９００
゜Cにおける等温切断状態図においてγ相と未溶解炭化物
の混合組織として、浸炭または、浸炭窒化処理によるオ
ーステナイト結晶粒の粗大化を防止するためと、機械的
強度の低下を防ぐためである。上限を0.8未満としたの
は、これ以上含有すると、靱性を低下させるからであ
る。
゜Cにおける等温切断状態図においてγ相と未溶解炭化物
の混合組織として、浸炭または、浸炭窒化処理によるオ
ーステナイト結晶粒の粗大化を防止するためと、機械的
強度の低下を防ぐためである。上限を0.8未満としたの
は、これ以上含有すると、靱性を低下させるからであ
る。
Si含有量を0.3〜1.2％に限定した理由を述べる。
Siは溶製時の脱酸に必要であるとともに基地に固溶し焼
戻軟化抵抗を高め、また、浸炭または浸炭窒化層の炭化
物または炭窒化物の網状化を防止する効果があり、転が
り疲労寿命を向上させるに有効な元素である。Si含有量
の下降を0.3％としたのは、それ以下ではその効果が小
さいためで、また上限を1.2％としたのは、これ以上含
有すると塑性加工性を低下させるからである。
戻軟化抵抗を高め、また、浸炭または浸炭窒化層の炭化
物または炭窒化物の網状化を防止する効果があり、転が
り疲労寿命を向上させるに有効な元素である。Si含有量
の下降を0.3％としたのは、それ以下ではその効果が小
さいためで、また上限を1.2％としたのは、これ以上含
有すると塑性加工性を低下させるからである。
Mn含有量を1.0％以下とした理由を述べる。
Mnは焼入性を向上させるのに必要であり、上限を1.0％
としたのはMnを多くすると残留オーステナイト量を著し
く増大させ転がり疲労寿命を低下させるためである。
としたのはMnを多くすると残留オーステナイト量を著し
く増大させ転がり疲労寿命を低下させるためである。
Cr含有量を4.0〜8.0％とした理由を述べる。
Crは焼入性を向上させる他、焼入により基地の固溶強化
と浸炭または浸炭窒化の促進に有効な元素である。ま
た、炭化物形成元素としてCrの多量添加は、浸炭または
浸炭窒化後生成する主たる炭化物、または炭窒化物を硬
くして、粒成長の遅いM7C3に変え炭化物の微細分散を可
能にし、転がり疲労寿命を向上させるに有効である。Cr
含有量の下限を4.0％としたのは、基地を強化させ、ま
た、浸炭または浸炭窒化により、主たる炭化物または炭
窒化物をM7C3型にするに必要なためである。上限を8.0
％としたのは、これを超えたCr添加では、塑性加工性を
低下させることと、高価になることからである。
と浸炭または浸炭窒化の促進に有効な元素である。ま
た、炭化物形成元素としてCrの多量添加は、浸炭または
浸炭窒化後生成する主たる炭化物、または炭窒化物を硬
くして、粒成長の遅いM7C3に変え炭化物の微細分散を可
能にし、転がり疲労寿命を向上させるに有効である。Cr
含有量の下限を4.0％としたのは、基地を強化させ、ま
た、浸炭または浸炭窒化により、主たる炭化物または炭
窒化物をM7C3型にするに必要なためである。上限を8.0
％としたのは、これを超えたCr添加では、塑性加工性を
低下させることと、高価になることからである。
Mo含有量を0.1〜1.0％とした理由を述べる。
Moは焼入後の到達硬さと焼戻軟化抵抗を高め、転がり疲
労寿命を向上させるに有効な元素である。
労寿命を向上させるに有効な元素である。
Mo含有量の下限を0.1％としたのは、それ以下では添加
効果が少なく、また、上限を1.0％としたのはそれを超
えると高価となるためである。
効果が少なく、また、上限を1.0％としたのはそれを超
えると高価となるためである。
次に浸炭による炭化物または浸炭窒化による炭窒化物の
面積率を規定した理由に述べる。
面積率を規定した理由に述べる。
面積率２０％以下では異物の噛込みによる軌道面の塑性
変形を阻止する効果が小さく、また、上限を３５％にし
たのは、それ以上の炭化物または炭窒化物が生成しても
かえって靱性が損なわれ転がり疲労寿命の向上の効果が
期待できないからである。従って、炭化物または炭窒化
物の面積率を20〜３５％とすることによって耐異物圧痕
特性と耐亀裂伝播性を高めることができる。
変形を阻止する効果が小さく、また、上限を３５％にし
たのは、それ以上の炭化物または炭窒化物が生成しても
かえって靱性が損なわれ転がり疲労寿命の向上の効果が
期待できないからである。従って、炭化物または炭窒化
物の面積率を20〜３５％とすることによって耐異物圧痕
特性と耐亀裂伝播性を高めることができる。
〈実施例〉 実施例の化学成分は第１表に示す。材料は熱間圧延にて
６５に加工して試験材とした。また、比較従来例には
ＪＩＳ鋼種SUJ2を用いた。なお、熱処理は本発明の実施
例では９００〜９５０゜Cで３〜４時間浸炭窒化処理を施
しそのまま焼入したものである。また、比較例では８２
０〜８６０゜Cで３〜４時間浸炭窒化処理を施しそのまま
焼入したものである。更に従来例では８４０゜Cから塩浴
焼入を行なった後、それぞれ１８０゜Cで1.5時間の焼戻
を行ったものを用いた。
６５に加工して試験材とした。また、比較従来例には
ＪＩＳ鋼種SUJ2を用いた。なお、熱処理は本発明の実施
例では９００〜９５０゜Cで３〜４時間浸炭窒化処理を施
しそのまま焼入したものである。また、比較例では８２
０〜８６０゜Cで３〜４時間浸炭窒化処理を施しそのまま
焼入したものである。更に従来例では８４０゜Cから塩浴
焼入を行なった後、それぞれ１８０゜Cで1.5時間の焼戻
を行ったものを用いた。
○転がり疲労寿命特性 転がり疲労寿命試験には森式スラスト型転がり寿命試験
機を使用した。試験条件として最大接触面圧５００Kgf/
mm2、回転数１８００rpm、異物混入は４５〜１００μｍ
のセメンタイト系粉末を0.2ｇ／の割合で♯６０スピ
ンドル油中に混入させた潤滑油中で行った。
機を使用した。試験条件として最大接触面圧５００Kgf/
mm2、回転数１８００rpm、異物混入は４５〜１００μｍ
のセメンタイト系粉末を0.2ｇ／の割合で♯６０スピ
ンドル油中に混入させた潤滑油中で行った。
また、Ｌ１０寿命は資料の累積破損率が１０％となるの
に要する前記最大接触面圧の繰返し回数で示す。
に要する前記最大接触面圧の繰返し回数で示す。
試験結果を第２表に示す。
第２表においてNo.５の比較例では、表面浸炭窒化によ
って炭窒化物量が増加し、Ｌ１０寿命は従来例に比較し
て約2.5倍向上する。しかし、転がり疲労の長寿命化に
はまだ不十分である。
って炭窒化物量が増加し、Ｌ１０寿命は従来例に比較し
て約2.5倍向上する。しかし、転がり疲労の長寿命化に
はまだ不十分である。
実施例１は、Crを約4.5％としSi,Moを添加したもので、
主たる生成炭窒化物はM7C3型となり炭窒化物の成長を抑
え粒状の微細な炭窒化物を生成し、また基地を固溶強化
して、焼戻軟化抵抗を高めることにより、転がり疲労寿
命を向上させたものである。実施例２は、Crを約６％高
めたものであるが、更に転がり疲労寿命の向上が認めら
れた。実施例３は、Crを約7.5％に高め、Moを高くした
ものであるが実施例２同様の転がり疲労寿命の向上が認
められた。No.４の比較例では、Crを約６％と高めたも
のであるが、表面のクロム酸化物皮膜がＣ，Ｎ浸透を阻
害したため、転がり疲労寿命の向上は認められなかっ
た。
主たる生成炭窒化物はM7C3型となり炭窒化物の成長を抑
え粒状の微細な炭窒化物を生成し、また基地を固溶強化
して、焼戻軟化抵抗を高めることにより、転がり疲労寿
命を向上させたものである。実施例２は、Crを約６％高
めたものであるが、更に転がり疲労寿命の向上が認めら
れた。実施例３は、Crを約7.5％に高め、Moを高くした
ものであるが実施例２同様の転がり疲労寿命の向上が認
められた。No.４の比較例では、Crを約６％と高めたも
のであるが、表面のクロム酸化物皮膜がＣ，Ｎ浸透を阻
害したため、転がり疲労寿命の向上は認められなかっ
た。
○浸炭窒化層の炭窒化物量 浸炭窒化層の0.1mm内部の炭窒化物量は第２表に面積率
で示す。
で示す。
すなわち、本発明鋼の炭窒化物量は面積率で２０〜３０
％で従来鋼より格段に多く、転がり疲労寿命に優れる。
％で従来鋼より格段に多く、転がり疲労寿命に優れる。
○シャルビー衝撃試験 １０Ｒノッチ試験片によるシャルピー衝撃値を第２表に
示す。
示す。
No.５，６に示されるように、表面浸炭窒化層を形成す
ると衝撃値に低下が認められるが、本発明例では、従来
例と遜色がないかそれ以上の値を示し、靱性が高いこと
が示されている。
ると衝撃値に低下が認められるが、本発明例では、従来
例と遜色がないかそれ以上の値を示し、靱性が高いこと
が示されている。
〈発明の効果〉 本発明によれば、高クロム系軸受鋼は配合成分を中炭
素、高Crに、Si,Moを添加することにより基地の強度、
靱性と焼戻軟化抵抗を高め、更に表面に浸炭または浸炭
窒化処理を施すことによって、微細なM7C3型の炭化物ま
たは炭窒化物を分散折出させることにより表層を強化し
て、特に高負荷の下で異物が混入した潤滑環境下の転が
りを軸受として、転がり疲労寿命に優れた特性を有して
いる。
素、高Crに、Si,Moを添加することにより基地の強度、
靱性と焼戻軟化抵抗を高め、更に表面に浸炭または浸炭
窒化処理を施すことによって、微細なM7C3型の炭化物ま
たは炭窒化物を分散折出させることにより表層を強化し
て、特に高負荷の下で異物が混入した潤滑環境下の転が
りを軸受として、転がり疲労寿命に優れた特性を有して
いる。
第１図はFe-Cr−Ｃ系の９００゜Cにおける等温切断状態
図である。
図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｃ 33/62 7403−3Ｊ (72)発明者 赤江 貞雄 富山県富山市石金20番地 株式会社不二越 内 (56)参考文献 特公 昭50−17175（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭55−32777（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (1)
- 【請求項１】重量％で、Ｃ含有量が0.4〜0.8％未満、Si
含有量が0.3〜1.2％、Mn含有量が1.0％以下、Cr含有量
が4.0〜8.0％、Mo含有量が0.1〜1.0％、残りがFeおよび
不可避な不純成分からなり、浸炭または浸炭窒化処理を
して、表面に面積率で20〜35％の炭化物または炭窒化物
を有する転がり疲労寿命特性の優れた高クロム系軸受
鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285901A JPH0611899B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 高クロム系軸受鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2285901A JPH0611899B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 高クロム系軸受鋼 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04165048A JPH04165048A (ja) | 1992-06-10 |
| JPH0611899B2 true JPH0611899B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=17697490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2285901A Expired - Fee Related JPH0611899B2 (ja) | 1990-10-25 | 1990-10-25 | 高クロム系軸受鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611899B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19950813C2 (de) * | 1998-10-22 | 2003-10-02 | Nsk Ltd | Wälzlager |
| JP2005207453A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Nsk Ltd | 転がり軸受及びこれを用いたベルト式無段変速機 |
| JP2005314794A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-11-10 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2349647B (en) * | 1998-12-21 | 2003-04-09 | Nsk Ltd | Rolling bearing |
| JP2009084699A (ja) * | 2008-12-08 | 2009-04-23 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01205063A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Daido Steel Co Ltd | 耐摩耗ステンレス鋼部品 |
| JPH07110988B2 (ja) * | 1989-01-13 | 1995-11-29 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受 |
| JP2870831B2 (ja) * | 1989-07-31 | 1999-03-17 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受 |
-
1990
- 1990-10-25 JP JP2285901A patent/JPH0611899B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19950813C2 (de) * | 1998-10-22 | 2003-10-02 | Nsk Ltd | Wälzlager |
| JP2005207453A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Nsk Ltd | 転がり軸受及びこれを用いたベルト式無段変速機 |
| JP2005314794A (ja) * | 2004-03-30 | 2005-11-10 | Nsk Ltd | 転がり軸受 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04165048A (ja) | 1992-06-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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|
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