JPH06293939A - 高温転動疲労性に優れた軸受部品 - Google Patents
高温転動疲労性に優れた軸受部品Info
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- JPH06293939A JPH06293939A JP8093893A JP8093893A JPH06293939A JP H06293939 A JPH06293939 A JP H06293939A JP 8093893 A JP8093893 A JP 8093893A JP 8093893 A JP8093893 A JP 8093893A JP H06293939 A JPH06293939 A JP H06293939A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の高炭素クロム軸受鋼や肌焼鋼を素材と
したときよりも優れた高温転動疲労性を有する様な軸受
部品を提供する。 【構成】 Ｃ：０．７〜１．３％，Ｓｉ：０．５％未
満，Ｍｎ：０．３〜２％，Ｓ：０．０２％以下，Ｃｒ：
０．５１〜６％，Ａｌ：０．０１５〜０．０６％，Ｎ：
０．００３〜０．０２％を夫々含有し、必要によって所
定量のＭｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ等を含有
し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、該不可避不
純物中Ｐ：０．０２％以下，Ｔｉ：０．００３％以下，
Ｏ：０．００３％以下に夫々抑制してなる鋼を素材と
し、該素材によって作製された部品に、焼入れ、焼戻し
処理を施したものであり、炭化物の平均粒径が２μｍ以
下である。
したときよりも優れた高温転動疲労性を有する様な軸受
部品を提供する。 【構成】 Ｃ：０．７〜１．３％，Ｓｉ：０．５％未
満，Ｍｎ：０．３〜２％，Ｓ：０．０２％以下，Ｃｒ：
０．５１〜６％，Ａｌ：０．０１５〜０．０６％，Ｎ：
０．００３〜０．０２％を夫々含有し、必要によって所
定量のＭｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ等を含有
し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなり、該不可避不
純物中Ｐ：０．０２％以下，Ｔｉ：０．００３％以下，
Ｏ：０．００３％以下に夫々抑制してなる鋼を素材と
し、該素材によって作製された部品に、焼入れ、焼戻し
処理を施したものであり、炭化物の平均粒径が２μｍ以
下である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高炭素クロム軸受部品
や肌焼軸受部品より優れた転動疲労性を有する軸受部品
に関し、殊に高温下の使用環境においても軸受寿命が低
下しない優れた転動疲労性を示す軸受部品に関するもの
である。
や肌焼軸受部品より優れた転動疲労性を有する軸受部品
に関し、殊に高温下の使用環境においても軸受寿命が低
下しない優れた転動疲労性を示す軸受部品に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】自動車や産業機械等に用いられる軸受部
品には、従来から高炭素クロム軸受用鋼が素材として汎
用されており、例えばＳＵＪ１（ＪＩＳＧ ４８０５）
のＣｒ量を増やしたＳＵＪ２が中・小型軸受部品に、ま
たＭｎやＳｉ量を増やしたＳＵＪ３が大型軸受部品に夫
々多用されてきた。またＳＣｒ４２０（ＪＩＳＧ ４１
０４）に代表される肌焼軸受鋼も、軸受部品の素材とし
て使用されてきた。
品には、従来から高炭素クロム軸受用鋼が素材として汎
用されており、例えばＳＵＪ１（ＪＩＳＧ ４８０５）
のＣｒ量を増やしたＳＵＪ２が中・小型軸受部品に、ま
たＭｎやＳｉ量を増やしたＳＵＪ３が大型軸受部品に夫
々多用されてきた。またＳＣｒ４２０（ＪＩＳＧ ４１
０４）に代表される肌焼軸受鋼も、軸受部品の素材とし
て使用されてきた。
【０００３】しかしながら近年になって、エンジンの高
出力化、高回転化、機械部品の小型化等に伴なって軸受
まわりの温度が上昇していく傾向にあり、こうした状況
のもとでは、ＳＵＪ２やＳＣｒ４２０等を素材とした軸
受部品では、高温の使用環境における十分な転動疲労寿
命が得られないという問題があった。
出力化、高回転化、機械部品の小型化等に伴なって軸受
まわりの温度が上昇していく傾向にあり、こうした状況
のもとでは、ＳＵＪ２やＳＣｒ４２０等を素材とした軸
受部品では、高温の使用環境における十分な転動疲労寿
命が得られないという問題があった。
【０００４】一方過酷な条件下で使用される軸受部品に
は、ＡＩＳＩ Ｍ５０等が素材として使用される様にな
っている。ＡＩＳＩ Ｍ５０を素材とする軸受部品で
は、高温環境下の使用においても優れた転動疲労性が得
られるが、ＡＩＳＩ Ｍ５０は合金元素を多量に含むこ
とから素材費が高くなり、また加工性の点で問題があ
り、加工費も高くなるという欠点がある。
は、ＡＩＳＩ Ｍ５０等が素材として使用される様にな
っている。ＡＩＳＩ Ｍ５０を素材とする軸受部品で
は、高温環境下の使用においても優れた転動疲労性が得
られるが、ＡＩＳＩ Ｍ５０は合金元素を多量に含むこ
とから素材費が高くなり、また加工性の点で問題があ
り、加工費も高くなるという欠点がある。
【０００５】こうしたことから、高温下（３００℃以
下）での転動疲労性に優れ、従来のＡＩＳＩ Ｍ５０と
比較して素材費や加工費が安価な軸受部品の実現が要望
されている。
下）での転動疲労性に優れ、従来のＡＩＳＩ Ｍ５０と
比較して素材費や加工費が安価な軸受部品の実現が要望
されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした状況
のもとになされたものであって、その目的は、従来の高
炭素クロム軸受鋼や肌焼鋼を素材としたときよりも優れ
た高温転動疲労性を有し、且つＡＩＳＩ Ｍ５０と比較
して素材比や加工費が安価である様な軸受部品を提供す
ることにある。
のもとになされたものであって、その目的は、従来の高
炭素クロム軸受鋼や肌焼鋼を素材としたときよりも優れ
た高温転動疲労性を有し、且つＡＩＳＩ Ｍ５０と比較
して素材比や加工費が安価である様な軸受部品を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、Ｃ：０．７〜１．３％，Ｓｉ：０．５％未
満，Ｍｎ：０．３〜２％，Ｓ：０．０２％以下，Ｃｒ：
０．５１〜６％，Ａｌ：０．０１５〜０．０６％，Ｎ：
０．００３〜０．０２％を夫々含有し、残部Ｆｅおよび
不可避不純物からなり、該不可避不純物中Ｐ：０．０２
％以下，Ｔｉ：０．００３％以下，Ｏ：０．００３％以
下に夫々抑制してなる鋼を素材とし、該素材によって作
製された部品に、焼入れ・焼戻し処理を施したものであ
り、炭化物の平均粒径が２μｍ以下である点に要旨を有
するものである。
発明とは、Ｃ：０．７〜１．３％，Ｓｉ：０．５％未
満，Ｍｎ：０．３〜２％，Ｓ：０．０２％以下，Ｃｒ：
０．５１〜６％，Ａｌ：０．０１５〜０．０６％，Ｎ：
０．００３〜０．０２％を夫々含有し、残部Ｆｅおよび
不可避不純物からなり、該不可避不純物中Ｐ：０．０２
％以下，Ｔｉ：０．００３％以下，Ｏ：０．００３％以
下に夫々抑制してなる鋼を素材とし、該素材によって作
製された部品に、焼入れ・焼戻し処理を施したものであ
り、炭化物の平均粒径が２μｍ以下である点に要旨を有
するものである。
【０００８】また本発明に係る軸受部品は、上記の元素
を基本成分とするものであるが、必要に応じてＭｏ，
Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ等を含有するものであ
ってもよい。更に、本発明に係る軸受部品において、焼
入れ加熱時に、窒素を表層部に浸入させる処理を施した
ものであり、炭窒化物の平均粒径が２μｍ以下であるも
のは、高温転動疲労性をさらに向上させることができ
る。
を基本成分とするものであるが、必要に応じてＭｏ，
Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ等を含有するものであ
ってもよい。更に、本発明に係る軸受部品において、焼
入れ加熱時に、窒素を表層部に浸入させる処理を施した
ものであり、炭窒化物の平均粒径が２μｍ以下であるも
のは、高温転動疲労性をさらに向上させることができ
る。
【０００９】
【作用】本発明は上述の如く構成されるが、要するに、
高温下での使用で問題となる硬さの低下を抑制するため
に、各種合金元素量を調整して焼戻し軟化抵抗性を向上
させるとともに、炭化物形成元素であるＣｒ（必要によ
って、Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ）を添加すことによって積極
的に炭化物を折出させ、且つ焼入れ・焼戻し処理によっ
て炭化物の平均粒径を２μｍ以下に調整した軸受部品
は、高温での使用条件下でも優れた転動疲労性を示すこ
とを見出し、本発明を完成した。また上記軸受部品にお
いて、焼入れ加熱時に窒素を表層部に浸入させる処理を
施して炭窒化物の平均粒径を２μｍ以下に調整したもの
は、該軸受部品の高温転動疲労性を更に向上させること
ができることも判明した。まず、本発明に係る軸受部品
における化学成分限定理由は下記の通りである。
高温下での使用で問題となる硬さの低下を抑制するため
に、各種合金元素量を調整して焼戻し軟化抵抗性を向上
させるとともに、炭化物形成元素であるＣｒ（必要によ
って、Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ）を添加すことによって積極
的に炭化物を折出させ、且つ焼入れ・焼戻し処理によっ
て炭化物の平均粒径を２μｍ以下に調整した軸受部品
は、高温での使用条件下でも優れた転動疲労性を示すこ
とを見出し、本発明を完成した。また上記軸受部品にお
いて、焼入れ加熱時に窒素を表層部に浸入させる処理を
施して炭窒化物の平均粒径を２μｍ以下に調整したもの
は、該軸受部品の高温転動疲労性を更に向上させること
ができることも判明した。まず、本発明に係る軸受部品
における化学成分限定理由は下記の通りである。
【００１０】Ｃ：０．７〜１．３％ Ｃはマトリックスに固溶してマルテンサイトを強化し、
また炭化物を増加させて焼戻し後の硬さを向上させるの
に必要な元素である。この様な効果を発揮させる為に
は、Ｃの含有量は０．７％以上とする必要がある。しか
しながら、Ｃ含有量が１．３％を超えると、炭化物が粗
大化し、転動疲労性が低下し、また靭性，切削性，冷間
加工性および温間加工性等が低下する。
また炭化物を増加させて焼戻し後の硬さを向上させるの
に必要な元素である。この様な効果を発揮させる為に
は、Ｃの含有量は０．７％以上とする必要がある。しか
しながら、Ｃ含有量が１．３％を超えると、炭化物が粗
大化し、転動疲労性が低下し、また靭性，切削性，冷間
加工性および温間加工性等が低下する。
【００１１】Ｓｉ：０．５％未満 Ｓｉは焼戻しの第１段階（マルテンサイト中に固溶して
いるＣが炭化物として折出する階段）の終了と第２段階
（残留オーステナイトが分解する段階）の開始を遅ら
せ、焼戻し軟化抵抗生を向上させる元素であるが、０．
５％以上含有させてもその効果は飽和し、切削性，冷間
加工性および温間加工性が著しく低下する。従って、Ｓ
ｉの含有量は０．５％未満とする必要がある。
いるＣが炭化物として折出する階段）の終了と第２段階
（残留オーステナイトが分解する段階）の開始を遅ら
せ、焼戻し軟化抵抗生を向上させる元素であるが、０．
５％以上含有させてもその効果は飽和し、切削性，冷間
加工性および温間加工性が著しく低下する。従って、Ｓ
ｉの含有量は０．５％未満とする必要がある。
【００１２】Ｍｎ：０．３〜２％ Ｍｎは脱酸・脱硫元素であり、また焼入性を向上させる
元素である。Ｍｎ含有量が０．３％未満ではこのような
効果は期待できず、また２％を超えて含有してもその効
果は飽和し、かえって切削生，冷温間加工性が低下す
る。
元素である。Ｍｎ含有量が０．３％未満ではこのような
効果は期待できず、また２％を超えて含有してもその効
果は飽和し、かえって切削生，冷温間加工性が低下す
る。
【００１３】Ｓ：０．０２％以下 Ｓは鋼中において殆どがＭｎＳの形で含有されており、
切削性を向上させる元素である。しかしながら、Ｏ含有
量が少ない場合には却って転動疲労性を低下させ、また
冷間加工性や温間加工性にも悪影響を及ぼす。よって、
これらの点を考慮してＳ含有量は０．０２％以下とす
る。
切削性を向上させる元素である。しかしながら、Ｏ含有
量が少ない場合には却って転動疲労性を低下させ、また
冷間加工性や温間加工性にも悪影響を及ぼす。よって、
これらの点を考慮してＳ含有量は０．０２％以下とす
る。
【００１４】Ｃｒ：０．５１〜６％ ＣｒはＣと結合して微細な炭化物を生成し、高温での硬
さを向上させて高温転動疲労性を向上させる。Ｃｒ含有
量が０．５１％未満では炭化物が粗大化し、転動疲労性
が低下する。またＣｒ含有量が６％を超えると、切削
性，冷間加工性および温間加工性を低下させる。よっ
て、Ｃｒ含有量は０．５１〜６％とする。
さを向上させて高温転動疲労性を向上させる。Ｃｒ含有
量が０．５１％未満では炭化物が粗大化し、転動疲労性
が低下する。またＣｒ含有量が６％を超えると、切削
性，冷間加工性および温間加工性を低下させる。よっ
て、Ｃｒ含有量は０．５１〜６％とする。
【００１５】Ａｌ：０．０１５〜０．０６％ Ａｌは脱酸と結晶粒の微細化に有効な元素であり、Ａｌ
含有量が０．０１５％未満ではこのような効果はなく、
また０．０６％を超えると結晶粒の微細化効果は飽和し
てしまい、さらに多く含有量させると逆に結晶粒が成長
しやすくなる。よって、Ａｌは含有量は０．０１５〜
０．０６％とする。
含有量が０．０１５％未満ではこのような効果はなく、
また０．０６％を超えると結晶粒の微細化効果は飽和し
てしまい、さらに多く含有量させると逆に結晶粒が成長
しやすくなる。よって、Ａｌは含有量は０．０１５〜
０．０６％とする。
【００１６】Ｎ：０．００３〜０．０２％ ＮはＡｌ，Ｖ，Ｎｂ等と結合して窒化物を生成し、結晶
粒を微細化して鋼の強靭化を図るのに有効な元素であ
る。Ｎ含有量が０．００３％未満ではこのような効果は
少なく、また０．０２％を超えて含有すると冷間加工性
および温間加工性を低下させる。よってＮ含有量は、
０．００３〜０．０２％とする。
粒を微細化して鋼の強靭化を図るのに有効な元素であ
る。Ｎ含有量が０．００３％未満ではこのような効果は
少なく、また０．０２％を超えて含有すると冷間加工性
および温間加工性を低下させる。よってＮ含有量は、
０．００３〜０．０２％とする。
【００１７】本発明の軸受部品は、以上の元素を基本成
分とし残部鉄および不可避不純物からなるものである
が、該不可避不純物中Ｐ，Ｔｉ，Ｏ等は夫々下記の如く
抑制する必要がある。
分とし残部鉄および不可避不純物からなるものである
が、該不可避不純物中Ｐ，Ｔｉ，Ｏ等は夫々下記の如く
抑制する必要がある。
【００１８】Ｐ：０．０２％以下 Ｐは靭性を低下させる元素であるから、このＰ含有量は
極力低減させる必要があり、Ｐ含有量は０．０２％以下
とする。
極力低減させる必要があり、Ｐ含有量は０．０２％以下
とする。
【００１９】Ｔｉ：０．００３％以下 ＴｉはＮと結合して粗大なＴｉＮを生成し、転動疲労
性、冷間加工性および温間加工性を低下させる元素であ
り、極力低くする必要がある。こうした観点から、Ｔｉ
含有量は、０．００３％以下とする。
性、冷間加工性および温間加工性を低下させる元素であ
り、極力低くする必要がある。こうした観点から、Ｔｉ
含有量は、０．００３％以下とする。
【００２０】Ｏ：０．００３％以下 ＯはＡｌやＳｉと結合し、鋼中において酸化物系介在物
を生成する元素であり、鋼中における含有量が多くなる
と転動疲労性を低下させると共に、切削性、冷間加工性
にも悪影響を及ぼすので極力低減する必要がある。よっ
て、Ｏ含有量
を生成する元素であり、鋼中における含有量が多くなる
と転動疲労性を低下させると共に、切削性、冷間加工性
にも悪影響を及ぼすので極力低減する必要がある。よっ
て、Ｏ含有量
【００２１】は０．００３％以下とする。
【００２２】本発明の軸受部品には、必要に応じてＭ
ｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ等を含有してもよ
い。これらの元素を添加するときの含有量は下記の通り
である。
ｏ，Ｗ，Ｖ，Ｎｂ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｃｏ等を含有してもよ
い。これらの元素を添加するときの含有量は下記の通り
である。
【００２３】Ｍｏ：２％以下およびＷ：１％以下よりな
る群から選ばれる１種または２種 ＭｏおよびＷは、Ｃｒと同じく炭化物を生成し、分散強
化によって硬さを大きくするのに有効な元素である。し
かしながらＭｏ含有量が２％およびＷ含有量が１％を夫
々超えて含有されると効果が飽和すると共に、切削性，
冷間加工性および温間加工性が低下する。
る群から選ばれる１種または２種 ＭｏおよびＷは、Ｃｒと同じく炭化物を生成し、分散強
化によって硬さを大きくするのに有効な元素である。し
かしながらＭｏ含有量が２％およびＷ含有量が１％を夫
々超えて含有されると効果が飽和すると共に、切削性，
冷間加工性および温間加工性が低下する。
【００２４】Ｖ：０．０３〜２％およびＮｂ：０．０１
〜０．５％よりなる群から選ばれる１種または２種 ＶおよびＮｂは共に鋼中のＣ，Ｎと結合して炭窒化物を
生成し、結晶粒を微細化し、且つ焼戻し軟化抵抗性を向
上させるのに有効な元素である。Ｖの含有量が０．０３
％未満およびＮｂ含有量が０．０１％未満ではその様な
効果は発揮されず、逆にＶの含有量が２％およびＮｂの
含有量が０．５％をそれぞれ超えて含有されてもその効
果が飽和する。
〜０．５％よりなる群から選ばれる１種または２種 ＶおよびＮｂは共に鋼中のＣ，Ｎと結合して炭窒化物を
生成し、結晶粒を微細化し、且つ焼戻し軟化抵抗性を向
上させるのに有効な元素である。Ｖの含有量が０．０３
％未満およびＮｂ含有量が０．０１％未満ではその様な
効果は発揮されず、逆にＶの含有量が２％およびＮｂの
含有量が０．５％をそれぞれ超えて含有されてもその効
果が飽和する。
【００２５】Ｎｉ：３％以下 Ｎｉは焼入性を向上させる元素であり、質量の大きな部
品における焼入れ・焼戻し処理を容易にする元素であ
る。また靭性をを向上させる元素でもある。しかしなが
ら、３％を超えて含有されると、切削性，冷間加工性お
よび温間加工性を低下させ、更に焼入れ・焼戻し後に残
留オーステナイトが多量に生成し、寸法安定性が劣化す
る。
品における焼入れ・焼戻し処理を容易にする元素であ
る。また靭性をを向上させる元素でもある。しかしなが
ら、３％を超えて含有されると、切削性，冷間加工性お
よび温間加工性を低下させ、更に焼入れ・焼戻し後に残
留オーステナイトが多量に生成し、寸法安定性が劣化す
る。
【００２６】Ｃｕ：１％以下 Ｃｕは焼入性，耐蝕性を増加させる元素であり、且つ耐
摩耗性を向上させる元素であるが、１％を超えると赤熱
脆性を助長して熱間加工時に割れが発生する。よって、
Ｃｕの含有量は１％以下とする必要がある。
摩耗性を向上させる元素であるが、１％を超えると赤熱
脆性を助長して熱間加工時に割れが発生する。よって、
Ｃｕの含有量は１％以下とする必要がある。
【００２７】Ｃｏ：０．０３〜３％ Ｃｏは耐蝕性を向上させる元素であり、且つ共析点温度
を上げて炭化物および炭窒化物を微細化させる元素であ
る。この様な効果を発揮させるためには、０．０３％以
上含有させる必要があるが、３％を超えるとその効果は
飽和する。よって、Ｃｏの含有量は，０．０３〜３％と
する必要がある。
を上げて炭化物および炭窒化物を微細化させる元素であ
る。この様な効果を発揮させるためには、０．０３％以
上含有させる必要があるが、３％を超えるとその効果は
飽和する。よって、Ｃｏの含有量は，０．０３〜３％と
する必要がある。
【００２８】尚本発明の軸受部品においては、焼入れ加
熱時に、窒素を表層部に浸入させる処理を施したもの
は、高温転動疲労性を更に向上させることができる。以
下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記
実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後
記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明の
技術的範囲に含まれるものである。
熱時に、窒素を表層部に浸入させる処理を施したもの
は、高温転動疲労性を更に向上させることができる。以
下本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記
実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後
記の趣旨に徴して設計変更することはいずれも本発明の
技術的範囲に含まれるものである。
【００２９】
【実施例】表１に示す化学成分の本発明鋼Ｎo.1 〜９お
よび比較鋼Ｎo.１０〜１８を、小型真空炉にて溶製し
た。尚比較鋼Ｎo.１７はＪＩＳのＳＵＪ２であり、また
比較鋼Ｎo.１８はＪＩＳ ＳＣｒ４２０である。
よび比較鋼Ｎo.１０〜１８を、小型真空炉にて溶製し
た。尚比較鋼Ｎo.１７はＪＩＳのＳＵＪ２であり、また
比較鋼Ｎo.１８はＪＩＳ ＳＣｒ４２０である。
【００３０】
【表１】
【００３１】上記の鋼を熱間鍛造によって、直径６０ｍ
ｍおよび２０ｍｍの丸棒に鍛伸した後、比較鋼Ｎo.１〜
１７については鍛造後ソーキング処理を行い、巨大炭化
物の拡散消失処理を行後、球状化焼鈍を行った。また鋼
Ｎo.１８については、熱間鍛造後焼鈍を行なった。
ｍおよび２０ｍｍの丸棒に鍛伸した後、比較鋼Ｎo.１〜
１７については鍛造後ソーキング処理を行い、巨大炭化
物の拡散消失処理を行後、球状化焼鈍を行った。また鋼
Ｎo.１８については、熱間鍛造後焼鈍を行なった。
【００３２】その後、直径６０ｍｍの丸棒については、
直径６０ｍｍ，厚さ５ｍｍの試験片に加工し、下記の熱
処理を行ない、表面をラッピング加工した後、面圧５３
０ｋｇｆ／ｍｍ2 の条件で１３０℃の温度下で転動疲労
試験を実施した。
直径６０ｍｍ，厚さ５ｍｍの試験片に加工し、下記の熱
処理を行ない、表面をラッピング加工した後、面圧５３
０ｋｇｆ／ｍｍ2 の条件で１３０℃の温度下で転動疲労
試験を実施した。
【００３３】一方直径２０ｍｍの丸棒については、直径
２０ｍｍ，厚さ５ｍｍの試験片に加工し、下記の熱処理
を行なった後、高温硬さ（３００℃）の測定、表層部に
おける炭化物の平均粒径を測定した。尚炭化物の平均粒
径の測定は、ＳＥＭ写真撮影を行ない、その後画像解析
によって平均粒径を求めた。
２０ｍｍ，厚さ５ｍｍの試験片に加工し、下記の熱処理
を行なった後、高温硬さ（３００℃）の測定、表層部に
おける炭化物の平均粒径を測定した。尚炭化物の平均粒
径の測定は、ＳＥＭ写真撮影を行ない、その後画像解析
によって平均粒径を求めた。
【００３４】＜各鋼の熱処理条件＞ (1) 鋼Ｎo.１〜１７ 焼入れ：８４０℃×４０ｍｉｎ／油冷 焼戻し：２２０℃×２ｈｒ／空冷 (2) 鋼Ｎo.１８ 焼入れ：９２５℃×１０ｈｒ（浸炭処理）／油冷（カー
ボンポテンシャル：０．８重量％） 焼戻し：２５０℃×２ｈｒ／空冷 これら試験片の高温硬さと高温転動疲労試験結果を表２
に示す。尚転動疲労試験結果についてはＬ10（１０％累
積被損率）寿命で評価した。
ボンポテンシャル：０．８重量％） 焼戻し：２５０℃×２ｈｒ／空冷 これら試験片の高温硬さと高温転動疲労試験結果を表２
に示す。尚転動疲労試験結果についてはＬ10（１０％累
積被損率）寿命で評価した。
【００３５】
【表２】
【００３６】これらの結果より次の様に考察できる。本
発明の実施例（鋼Ｎo.１〜９）のものは、いずれも転動
疲労寿命が鋼Ｎo.１７，１８の従来鋼を用いたものより
も優れている。これに対し、Ｃ含有量の多い比較鋼Ｎo.
１０を用いたものは、鋼Ｎo.１を用いたものに比べ、粗
大炭化物の生成によって高温硬さが低下し、転動疲労寿
命が低下している。またＣ含有量の少ない比較鋼Ｎo.１
１を用いたものは、鋼Ｎo.１を用いたものに比べ、高温
硬さが低下しており、鋼Ｎo.１６，１７の従来鋼を用い
たものよりも転動疲労寿命が短くなっている。Ｃｒ含有
量の多い鋼Ｎo.１２を用いたものは、鋼Ｎo.２を用いた
ものに比べ、高温硬さおよび転動疲労寿命とも差がな
く、効果が飽和している。Ｍｏ含有量の多い鋼Ｎo.１３
を用いたものは、鋼Ｎo.３を用いたものに比べ、高温硬
さおよび転動疲労寿命とも差がなく、効果が飽和してい
る。Ｖ含有量の多い鋼Ｎo.１４を用いたものは、鋼Ｎo.
４を用いたものに比べ、高温硬さおよび転動疲労寿命と
も差がなく、効果が飽和している。更にＴｉ含有量また
はＯ含有量の多い鋼Ｎo.１５，１６を用いたものは、鋼
Ｎo.１７，１８の従来鋼を用いたものよりも転動疲労寿
命が短くなっている。
発明の実施例（鋼Ｎo.１〜９）のものは、いずれも転動
疲労寿命が鋼Ｎo.１７，１８の従来鋼を用いたものより
も優れている。これに対し、Ｃ含有量の多い比較鋼Ｎo.
１０を用いたものは、鋼Ｎo.１を用いたものに比べ、粗
大炭化物の生成によって高温硬さが低下し、転動疲労寿
命が低下している。またＣ含有量の少ない比較鋼Ｎo.１
１を用いたものは、鋼Ｎo.１を用いたものに比べ、高温
硬さが低下しており、鋼Ｎo.１６，１７の従来鋼を用い
たものよりも転動疲労寿命が短くなっている。Ｃｒ含有
量の多い鋼Ｎo.１２を用いたものは、鋼Ｎo.２を用いた
ものに比べ、高温硬さおよび転動疲労寿命とも差がな
く、効果が飽和している。Ｍｏ含有量の多い鋼Ｎo.１３
を用いたものは、鋼Ｎo.３を用いたものに比べ、高温硬
さおよび転動疲労寿命とも差がなく、効果が飽和してい
る。Ｖ含有量の多い鋼Ｎo.１４を用いたものは、鋼Ｎo.
４を用いたものに比べ、高温硬さおよび転動疲労寿命と
も差がなく、効果が飽和している。更にＴｉ含有量また
はＯ含有量の多い鋼Ｎo.１５，１６を用いたものは、鋼
Ｎo.１７，１８の従来鋼を用いたものよりも転動疲労寿
命が短くなっている。
【００３７】次に、鋼Ｎo.１を用い、球状化処理条件お
よび焼入れ条件を変化させることによって、炭化物の平
均粒径を変化させ、炭化物の平均粒径と高温硬さ（３０
０℃）の関係を調査した。その結果を、図１に示す。こ
れにより炭化物の平均粒径を２μｍ以下に制御すること
は、高温硬さを高めて転動疲労寿命の向上に有効である
ことがわかる。
よび焼入れ条件を変化させることによって、炭化物の平
均粒径を変化させ、炭化物の平均粒径と高温硬さ（３０
０℃）の関係を調査した。その結果を、図１に示す。こ
れにより炭化物の平均粒径を２μｍ以下に制御すること
は、高温硬さを高めて転動疲労寿命の向上に有効である
ことがわかる。
【００３８】更に、本発明鋼Ｎo.１，２および比較鋼Ｎ
o.１５について、以下に示す熱処理を行なった後、高温
硬さの測定と転動疲労試験を行った。その結果を表３に
示す。表３から明らかな様に、窒素を表層部に侵入させ
ることによって、より優れた転動疲労性が得られること
がわかる。 ＜熱処理条件＞ 浸炭窒化・焼入れ：８７０℃×５ｈｒ／油冷（カーボン
ポテンシャル：１．０％，アンモニア流量：２リッター
／ｍｉｎ） 焼戻し：２２０℃×２ｈｒ／空冷
o.１５について、以下に示す熱処理を行なった後、高温
硬さの測定と転動疲労試験を行った。その結果を表３に
示す。表３から明らかな様に、窒素を表層部に侵入させ
ることによって、より優れた転動疲労性が得られること
がわかる。 ＜熱処理条件＞ 浸炭窒化・焼入れ：８７０℃×５ｈｒ／油冷（カーボン
ポテンシャル：１．０％，アンモニア流量：２リッター
／ｍｉｎ） 焼戻し：２２０℃×２ｈｒ／空冷
【００３９】
【表３】
【００４０】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
のＭ５０等の高合金の軸受鋼を使用することなく、高温
下でも優れた転動疲労性を有する軸受部品が実現でき
た。また本発明の軸受部品は、炭化物または炭窒化物が
微細化して硬さが高いので、自動車の歯車粉等の異物が
混入する様な潤滑条件化で使用しても、異物噛み込みに
よる圧痕がつきにくいという利点もある。
のＭ５０等の高合金の軸受鋼を使用することなく、高温
下でも優れた転動疲労性を有する軸受部品が実現でき
た。また本発明の軸受部品は、炭化物または炭窒化物が
微細化して硬さが高いので、自動車の歯車粉等の異物が
混入する様な潤滑条件化で使用しても、異物噛み込みに
よる圧痕がつきにくいという利点もある。
【図１】炭化物の平均粒径と高温硬さの関係を示すグラ
フである。
フである。
Claims (7)
- 【請求項１】 Ｃ：０．７〜１．３％（重量％の意味、
以下同じ），Ｓｉ：０．５％未満，Ｍｎ：０．３〜２
％，Ｓ：０．０２％以下，Ｃｒ：０．５１〜６％，Ａ
ｌ：０．０１５〜０．０６％，Ｎ：０．００３〜０．０
２％を夫々含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からな
り、該不可避不純物中Ｐ：０．０２％以下，Ｔｉ：０．
００３％以下，Ｏ：０．００３％以下に夫々抑制してな
る鋼を素材とし、該素材によって作製された部品に、焼
入れ、焼戻し処理を施したものであり、炭化物の平均粒
径が２μｍ以下であることを特徴とする高温転動疲労性
に優れた軸受部品。 - 【請求項２】 請求項１に記載の軸受部品において、更
にＭｏ：２％以下およびＷ：１％以下から選ばれる１種
または２種を含有する鋼を素材とするものである軸受部
品。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の軸受部品おい
て、更にＶ：０．０３〜２％およびＮｂ：０．０１〜
０．５％から選ばれる１種または２種を含有する鋼を素
材とするものである軸受部品。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の軸受部
品において、更にＮｉ：３％以下を含有する鋼を素材と
するものである軸受部品。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかに記載の軸受部
品において、更にＣｕ：１％以下を含有する鋼を素材と
するものである軸受部品。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の軸受部
品おいて、更にＣｏ：０．０３〜３％を含有する鋼を素
材とするものである軸受部品。 - 【請求項７】 焼入れ加熱時に窒素を表層部に浸入させ
る処理を施したものであり、炭窒化物の平均粒径が２μ
ｍ以下である請求項１〜６のいずれかに記載の軸受部
品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8093893A JPH06293939A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 高温転動疲労性に優れた軸受部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8093893A JPH06293939A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 高温転動疲労性に優れた軸受部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06293939A true JPH06293939A (ja) | 1994-10-21 |
Family
ID=13732417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8093893A Withdrawn JPH06293939A (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 高温転動疲労性に優れた軸受部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06293939A (ja) |
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-
1993
- 1993-04-07 JP JP8093893A patent/JPH06293939A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000704 |