JPH0649623A - タフトライド処理をした転がり軸受の保持器 - Google Patents

タフトライド処理をした転がり軸受の保持器

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JPH0649623A
JPH0649623A JP22462392A JP22462392A JPH0649623A JP H0649623 A JPH0649623 A JP H0649623A JP 22462392 A JP22462392 A JP 22462392A JP 22462392 A JP22462392 A JP 22462392A JP H0649623 A JPH0649623 A JP H0649623A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 深みぞ玉軸受の打抜き保持器を、0.12%
C以下の低炭素鋼であって、かつTi含有量を0.00
15%以下に規制したAlキルド鋼板から窒化処理をし
て形成する。 【効果】 鋼中Ti含有量を規制するので、タフトライ
ド処理の際の鋼板内質部の脆化がなく、保持器の靭性を
確保し、その破壊強度を高める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板から形成される転
がり軸受用の保持器の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】深みぞ玉軸受には、内輪及び外輪の転走
面に介装される数個の玉転動体を、転走溝内周に等間隔
に保持するための打抜き保持器が使用されている。打抜
き保持器は、薄鋼板を円環状に打抜き、板面に凹湾部と
鋲穴を交互に設けた一対の環板を対向して鋲止めして成
形されたもので、対向した凹湾部が形成するポケットに
玉を収容した状態で、内輪の外周と外輪の内周との間に
介装される。
【0003】このような打抜き保持器を形成する鋼板
は、冷間加工性が要求され、保持器自体は軸受荷重が作
用するものでないから、通常は軟質の低炭素鋼板例え
ば、0.12%以下のリムド鋼、セミキルド鋼或いはア
ルミニウムキルド鋼による熱延板や冷延板が利用されて
きた。
【0004】他方、保持器の玉収容ポケット内面は、転
動する玉と接触するので、摩擦抵抗を減じ、また耐摩耗
性を付与するため、表面硬化処理として、プレス成形後
にタフトライド処理を行い、表面表層に窒化層を形成し
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述の打抜き保持器
は、上記のように一対の円環板を冷間鋲着して固定され
るが、鋲着後に鋲穴周辺部に応力集中を生じるので靭性
を確保しておく必要がある。
【0006】他方、タフトライド処理を行うと鋼板が脆
化する現象が見出され、この脆化により、保持器は玉軸
受に装着して使用中に鋲穴周辺部よりクラックが発生
し、これが進展すると玉が転走溝中に片寄るなどして、
軸受の振動や偏心ずれなどが生じ、軸受の機能を阻害す
る虞があった。
【0007】本発明は、タフトライド処理による脆化の
原因が鋼中Tiによることを見出し、深みぞ玉軸受や円
錐ころ軸受、その他転がり軸受に使用される鋼板製保持
器のタフトライド処理による脆化を防止して、軟質かつ
靭性の高い保持器を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の転がり軸受用保
持器は、0.25%C以下の低炭素鋼板より形成され、
表面窒化層を有する転がり軸受用保持器において、当該
鋼板中のTi含有量を0.0050%以下としたことを
特徴とするものである。また、保持器は、Ti含有量
0.0050%以下のアルミキルド鋼板により形成さ
れ、窒化処理による窒化層を有する打抜き保持器が採用
され、特にTi含有量0.0015%以下に低減するの
が好ましい。
【0009】Tiは、鋼板の非歪時効の微細粒鋼とな
り、深絞り性を改善する目的で添加される。他方、窒化
処理の過程で表面から侵入したNが表層部に窒化層を形
成すると共に更に内質部に拡散して窒素が濃化するの
で、鋼中Tiが多いと、内質部の窒素と反応して、Ti
Nとなって析出する。タフトライド処理温度で、過剰の
Tiは、TiNを阻大化させ、内質部を脆化させ、保持
器の引張強さ、伸びを低下させる。
【0010】本発明において、鋼中Tiを0.0050
%以下に規制するので、窒化処理によって脆化せず、保
持器の割れ、亀裂は防止できる。そこで、上記組成の低
炭素低Tiのリムド鋼、セミキルド鋼、又は、Siキル
ド鋼若しくはAlキルド鋼の鋼板を以てプレス成形し、
タフトライド処理により表面窒化層を形成し、鋲据え込
み加工して、保持器とする。
【0011】本発明の保持器は、玉軸受だけでなく、円
錐ころ軸受など他の軸受にも広く適用できる。また、鉄
道車両用円錐ころ軸受の保持器に利用して、タフトライ
ド処理による疲労強度向上と靭性の確保とを両立させる
ことができる。
【0012】他の成分につき、Si含有量は鋼の脱酸状
態により0.35%以下に調整され、又、Mn含有量は
適宜0.65%以下に調整される。鉄道車両用円錐ころ
軸受の保持器には、例えば、0.10〜0.25%C、
0.35%以下Si、0.25〜0.60%Mn、0.
0015%以下Tiの組成のAlキルド鋼が利用され
る。
【0013】
【実施例】図1は、深みぞ玉軸受用の波型打抜き保持器
の外観図であるが、同図(A)は、環板1に10個の凹
湾部2を8個等間隔にプレス成形し、凹湾部2の相互間
に鋲孔3が設けられている。図1(B)は、このような
一対の環板1a,1bを対向して鋲孔に鋲31を挿通し
て鋲着固定した保持器の側面図であるが、一対の環板1
a,1bの対向した凹湾部2a、2bが形成する空所2
0をもって、玉4の保持ポケットとされる。
【0014】このような保持器を形成する環板は、一例
を挙げると、以下に示すような低炭(0.12%C以
下)のAlキルド鋼の冷延鋼板(厚み1.4mm)であ
って、高Ti材と低Ti材とによって製作した。保持器
は玉軸受(型番6307)用で、内径51mm、外径6
4.5mmのものである。
【0015】保持器用の環板1には、凹湾部2と鋲孔3
をプレス形成した後、溶融塩浴によるタフトライド処理
を570℃×40minの処理条件で行い、表面窒化層
(厚み6〜10μm)を形成した。次いで、鋲31のす
え込み鍛造を行って保持器に組み立てた。
【0016】鋲着固定した保持器につき、保持器の内周
を外径方向に引張り拡張する引張試験を行い、破断に至
る引張荷重を測定した。表1に、成分組成と引張試験結
果をまとめた。
【0017】
【表1】
【0018】表1から鋼中Ti含有量の高い鋼板の保持
器(試験番号2)は、破断強度が著しく低いことがわか
る。その破断は、鋲孔を含む環板を横断し、その破断面
は、完全な脆性破面を示していた。これは、低Ti材が
塑性変形後の延性破断であるのと顕著な差異があった。
【0019】次に、鋲孔及びポケット部を形成しない円
環板を、窒化処理をしたものと未処理のものにつき、同
様に引張試験を行い、破断荷重を測定した。その結果を
表2に示す。
【0020】
【表2】
【0021】表2から、いずれも鋼中Ti含有量の高い
鋼板の保持器は、破断強度が低いことがわかる。高Ti
鋼板は、窒化処理をしないときは靭性が高く破断荷重も
大きいが、窒化処理により著しく脆化する。以上によ
り、Ti含有量を0.0050%以下に調整して靭性を
確保する必要がある。
【0022】図2は、窒化処理をした高Ti材と低Ti
材の保持器の鋼板断面でのマイクロヴィッカース硬度分
布曲線であるが、低Ti材の硬度分布は図中a曲線(試
料番号3)に示すように、表層の窒化層の高硬度(Hv
400以上)が、内質部で急激に低下するが、他方、高
Ti材の硬度分布は、図中b曲線(試料番号2)に示す
ように、表層部及び表面から0.4mmの範囲の内質部
の硬度が高く、内質部での脆化が進行していることが判
る。
【0023】
【発明の効果】本発明の保持器は、保持器を構成する鋼
板のTi含有量が0.0050%以下に規制されている
からタフトライド処理による表面窒化処理によっても、
脆化せず破壊強度が高く、靭性が高いので、転がり軸受
の信頼性の保持に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】打抜き保持器の正面図(A)と、側面図
(B)。
【図2】保持器の構成鋼板の厚み方向断面におけるヴィ
ッカース硬度分布曲線を示す図。
【符号の説明】
1 保持器の環板 2 凹湾部 3 鋲孔 31 鋲 4 玉

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 0.25%C以下の低炭素鋼板より形成
    され、表面窒化層を有する転がり軸受用保持器におい
    て、当該鋼板中のTi含有量を0.0050%以下とし
    たことを特徴とする転がり軸受用保持器。
  2. 【請求項2】 上記鋼板がアルミニウムキルド鋼である
    請求項1記載の転がり軸受用保持器。
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