轴承部件及滚动轴承制造技术

本发明专利技术提供一种轴承部件(11、12、13)，所述轴承部件由钢组成，该钢包含0.95质量％以上且1.1质量％以下的碳、低于0.3质量％的硅、低于0.5质量％的锰、低于0.008质量％的硫和1.4质量％以上且低于1.6质量％的铬，剩余部分由铁和杂质构成；所述轴承部件在包含接触面(11A、12A、13A)的表面部分形成有碳氮共渗层，所述接触面(11A、12A、13A)是与其他部件接触的表面。所述表面部分中的氮的平均浓度为0.3质量％以上且0.6质量％以下，并且所述表面部分中的氮浓度的变动在0.1质量％以下。在上述轴承部件中，没有形成碳氮共渗层的区域内的析出物的面积比为7％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及轴承部件及滚动轴承，更具体而言，涉及耐久性提高了的轴承部件，以 及包含该轴承部件的滚动轴承。
技术介绍
作为提高滚动轴承中包含的轴承部件的耐久性的措施，已知碳氮共渗处理（参见 例如PTD 1 (日本专利公开第2007-277648号）和PTD 2 (日本专利公开第2008-267402 号））。上述碳氮共渗处理是热处理，在该热处理中，将钢加热至4转变点以上的温度，使碳 和氮扩散和渗透至钢中，然后进行淬火。上述碳氮共渗处理可有效地延长刮擦接触寿命，该 刮擦接触寿命是滚动轴承的重要性能。 引文列表 专利文献 PTD 1:日本专利公开第2007-277648号 PTD 2:日本专利公开第2008-267402号
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题 考虑到近年来对轴承部件的耐久性提高的需求，根据用途，通过传统的碳氮共渗 处理可能难以提供足够的耐久性。 本专利技术是鉴于上述问题而完成的专利技术，其目的在于提供耐久性提高了的轴承部 件，以及包含该轴承部件的滚动轴承。 解决问题的方案 本专利技术的轴承部件由钢组成，该钢包含0. 95质量％以上且1. 1质量％以下的碳、 低于0. 3质量％的娃、低于0. 5质量％的猛、低于0. 008质量％的硫和1. 4质量％以上且低 于1. 6质量％的铬，剩余部分由铁和杂质构成；所述轴承部件在包含接触面的表面部分形 成有碳氮共渗层，所述接触面是与其他部件接触的表面。在上述轴承部件中，上述表面部分 中的氮的平均浓度为〇. 3质量％以上且0. 6质量％以下，并且所述表面部分中的氮浓度的 变动在〇. 1质量％以下。在上述轴承部件中，没有形成碳氮共渗层的区域内的析出物的面 积比为7%以下。 本专利技术人对于为了提高包含滚动轴承等的轴承部件的耐久性的方案进行了认真 研究。结果，本专利技术人获得了以下发现并得到了本专利技术。 在轴承部件中，在与其他部件接触的接触面（例如滚动轴承环的滚道面，或滚珠 与滚针的滚动接触面）及该接触面的正下方的部分容易产生裂纹等损伤。为了解决该问 题，通过对接触面实施碳氮共渗处理能够提高上述轴承部件的耐久性。 根据本专利技术人的研究，当包含上述接触面的上述表面部分中的氮浓度低于0. 2质 量％时，上述轴承部件的刮擦接触寿命变短。因此，为了抑制上述轴承部件的寿命变短，上 述表面部分中的上述氮浓度需要为0. 2质量％以上。当表面部分中的氮浓度超过0. 7质 量％时，残留奥氏体的量过多，所以上述接触面的硬度降低。因此，为了抑制接触表面的硬 度的降低，上述表面部分中的氮浓度需要为0.7质量％以下。 上述轴承部件通过对成型的钢产品进行碳氮共渗处理或回火处理等热处理，然后 对上述接触面进行精整加工来制造。由于上述热处理，上述钢产品可能会变形（例如滚动 轴承环可能是椭圆形且圆形度可能会变差），并且在精整加工中磨削余量会变化。因此，在 传统的轴承部件中，上述表面部分中的氮浓度的变动成为很大的问题。 构成轴承部件的钢可通过熔入碳化物等析出物而进行固溶强化。这里，因为淬火 前的钢中的碳化物的面积比为常数，所以根据碳氮共渗处理后的内部的碳化物的面积比可 以推测碳在钢中的固溶量。根据本专利技术人的研究，通过将未形成碳氮共渗层的区域（未氮 化的区域）内的析出物的面积比设定为7%以下，内部的碳的固溶量增加，结果寿命增加。 这样的析出物的面积比可通过提高碳氮共渗处理中的温度来实现。 与此相对，在本专利技术的轴承部件中，上述表面部分中的氮的平均浓度为0.3质 量％以上且0. 6质量％以下，并且上述表面部分中的氮浓度的变动减少至0. 1质量％或更 低。因此，在上述轴承部件中，上述表面部分中的氮浓度为0. 2质量％以上且0. 7质量％以 下，抑制了刮擦接触寿命的减少和接触表面硬度的降低。在上述轴承部件中，因为未形成碳 氮共渗层的区域内的析出物的面积比为7%以下，所以寿命进一步提高。因此，根据本专利技术 中的上述轴承部件，能够更可靠地提供耐久性提高了的轴承部件。 根据本专利技术的轴承部件中，上述"表面部分"是指在上述轴承部件的厚度方向上自 上述接触面起延伸至20 μ m深度的区域。上述"表面部分中的氮的平均浓度"及"表面部分 中的氮浓度的变动"在下述的本专利技术的实施方式中进行定义。 下面，将构成本专利技术的轴承部件的钢的成分组成设定为上述范围的理由进行说 明。 碳：0.95质量％以上且1. 1质量％以下 碳含量对淬硬后的轴承部件的硬度和碳化物的量有很大影响。当钢中的碳含量为 0.95质量％以上时，无需通过热处理在钢中引入大量的碳，也能获得足够的硬度和碳化物 的量。当碳含量超过1. 1质量％时，在钢的制造时形成大的碳化物，该碳化物会严重影响轴 承部件的耐久性。因此，碳含量为0. 95质量％以上且1. 1质量％以下。 硅：低于0.3质量％ 硅使钢中的氢的吸留量增加并加速氢脆。当钢中的硅含量为0.3质量％以上时， 在氢容易进入钢中的应用中，容易发生由氢脆引起的剥落。因此，在上述轴承部件中，钢中 的娃含量低于〇. 3质量％。 锰：低于0.5质量％ 锰对钢的淬透性和淬火前的钢的硬度有贡献。但是，当锰含量为0. 5质量％以上 时，淬火前的材料的硬度高，且冷工艺中的加工性降低。因此，锰含量低于〇. 5质量％。 硫：低于0.008质量％ 硫与锰等化学键合，形成例如硫化锰等非金属夹杂物。该非金属夹杂物会严重影 响轴承的寿命。因此，在上述轴承部件中，钢中的硫含量为低于〇. 008质量％。 络：1· 4质量％以上且低于1. 6质量％ 铬有助于钢的淬透性的提高。本专利技术的轴承部件中，为了防止氢脆引起剥落而使 硅含量较低，所以淬透性也降低。于是，为了补偿因减少硅含量而引起的淬透性的降低，上 述轴承部件中，钢的铬含量为1. 4质量％以上且低于1. 6质量％。 在上述轴承部件中，上述接触面的硬度可以为700HV以上。上述接触面的硬度维 持在700HV以上。因此，根据本专利技术中的上述轴承部件，能够更可靠地提供耐久性提高了的 轴承部件。 在上述轴承部件中，原奥氏体的晶粒的粒度大小为JIS中定义的9号以上且11号 以下。由于钢组织被微细化至原奥氏体的晶粒的粒度编号为JIS中定义的9号以上且11 号以下，所以耐久性进一步提高。因此，根据本专利技术中的上述轴承部件，能够更可靠地提供 耐久性提高了的轴承部件。 在上述轴承部件中，上述轴承部件在厚度方向上的氮浓度的倾度可以为-15 (1/m) 以上。上述氮浓度的倾度按照后述的实施例中的说明进行确定。由此，能容易地减少对上 述接触面进行精整加工后的上述表面部分中的氮浓度的变动。 "氮浓度的倾度"可以是在对上述接触面进行研磨处理等精整加工之前的氮浓度 的倾度，或者是对上述接触面进行精整加工后（作为产品的状态）的氮浓度的倾度。即，在 上述轴承部件中，在对上述接触面进行精整加工前氮浓度的倾度为-15 (Ι/m)以上，或者在 精整加工后氮浓度的倾度为-15 (Ι/m)以上，或者精整加工前和精整加工后氮浓度的倾度 都为-15 (Ι/m)以上。 在上述轴承部件中，自上述接触表面起在深度为0. 05mm的位置处的残留奥氏体 的平均量为25体积％以上且35体积％以下，并且自上述接触面起在深度为0. 05mm的位置 处的残留奥氏体的量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴承部件，所述轴承部件由钢组成，该钢包含0.95质量％以上且1.1质量％以下的碳、低于0.3质量％的硅、低于0.5质量％的锰、低于0.008质量％的硫和1.4质量％以上且低于1.6质量％的铬，剩余部分由铁和杂质构成；所述轴承部件在包含接触面的表面部分形成有碳氮共渗层，所述接触面是与其他部件接触的表面，所述表面部分中的氮的平均浓度为0.3质量％以上且0.6质量％以下，并且所述表面部分中的氮浓度的变动在0.1质量％以下，以及在未形成所述碳氮共渗层的区域内的析出物的面积比为7％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤大介，大木力，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP