滚子轴承用轴承圈、制造滚子轴承用轴承圈的方法和滚子轴承技术

本发明专利技术涉及滚子轴承用轴承圈，具有：内层部(15)，包括回火马氏体或索氏体；和表面层部(14)，围绕所述内层部(15)的整个外围，具有比内层部(15)大的表面维氏硬度，且包括回火马氏体。表面层部(14)包括：滚道部(16)，具有与轴承(30)滚动接触的滚道表面(11)；和除了滚道部(16)之外的非滚道部(17A、17B)。滚道部(16)包括：第一滚道部(16A)，具有用于滚道表面(11)的相对高的压缩残余应力；和第二滚道部(16B)，具有比第一滚道部(16A)低的压缩残余应力。第一滚道部(16A)的滚道表面(11)具有与轴承(30)的滚动表面(31)的至少一个轴向方向端部分(31a)接触的部分。

Bearing Ring for Roller Bearing, Method of Manufacturing Bearing Ring for Roller Bearing and Roller Bearing

The present invention relates to bearing rings for roller bearings, comprising an inner layer (15), including tempered martensite or sorbite, and a surface layer (14), with a surface Vickers hardness larger than that of the inner layer (15) and including tempered martensite, surrounding the entire outer periphery of the inner layer (15). The surface layer (14) comprises a raceway section (16), a raceway surface (11) having rolling contact with a bearing (30), and a non-raceway section (17A, 17B) other than the raceway section (16). The raceway part (16) includes: the first raceway part (16A), which has relative compressive residual stress for the raceway surface (11); and the second raceway part (16B), which has lower compressive residual stress than the first raceway part (16A). The raceway surface (11) of the first raceway portion (16A) has at least one portion of the axial direction end portion (31a) in contact with the rolling surface (31) of the bearing (30).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滚子轴承用轴承圈、制造滚子轴承用轴承圈的方法和滚子轴承
本专利技术的形态涉及滚子轴承用轴承圈、制造滚子轴承用轴承圈的方法以及包括滚子轴承用轴承圈的滚子轴承。
技术介绍
组成在车辆、工业机器等中使用的滚子轴承的滚子轴承用轴承圈包括与滚动元件(滚子)相对滚动接触的滚道部。滚道部是由于与滚动元件滚动接触而从滚动元件接收负荷的部分，并且其机械特征对滚子轴承的滚动疲劳寿命有很大影响。因此，研究了一种改善滚道部的机械特性和改善滚子轴承的滚动疲劳寿命的方法。例如，作为一种用于使滚道部(滚道面)的硬度更高，提高滚子轴承的滚动疲劳寿命提高的方法，已知使用对其进行碳氮共渗过程的轴承钢作为滚子轴承的轴承圈的钢材料。例如，专利文献1提出了一种轴承的轴承圈，其中，在对诸如SUJ2(JIS(日本工业标准)G4805)的高碳铬轴承钢进行回火之后，仅通过在表面上进行高频淬火，表面的硬度被设为700HV以上，并且内部硬度被设为340至490HV的低硬度，并且提出了一种通过使用这种轴承的轴承圈来改善轴承的滚动寿命的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：JP-A-2013-238274
技术实现思路
专利技术要解决的问题根据上述方法，能够改善滚子轴承的滚动疲劳寿命。然而，期望进一步改善滚动疲劳寿命。碳氮共渗过程需要长时间的热处理，并且不能避免由于这种热处理而导致的成本增加。因此，期望一种以低成本改善滚子轴承的滚动疲劳寿命的方法。同时，在滚子轴承用轴承圈的滚道部中，滚道部的一部分从滚子的滚动接触表面接收高负荷，这导致一定区域受到与滚子的高接触压力(所谓的边缘负荷)，因而滚子轴承的滚动疲劳寿命取决于滚道部的接收高负荷的区域的寿命。鉴于这些情况，本专利技术人已经进行了认真的研究，以提供具有优异的滚动疲劳寿命的滚子轴承。作为结果，专利技术人已经发现，在滚子轴承用轴承圈的滚道部处提供具有高压缩残余应力的区域能够改善使用该滚子轴承用轴承圈的滚子轴承的滚动疲劳寿命，并且已经完成了本专利技术。解决问题的手段根据本专利技术的一种形态的滚子轴承用轴承圈是具有环形形状且由高碳铬轴承钢形成的滚子轴承用轴承圈，并且所述轴承圈包括：内层部，所述内层部由回火马氏体或索氏体形成，且具有450HV以上且小于550HV的维氏硬度；和表面层部，所述表面层部包围所述内层部的整个周边，在所述表面层部的表面处具有700HV以上且小于800HV的维氏硬度，且由回火马氏体形成，其中所述表面层部包括滚道部和除了所述滚道部之外的非滚道部，所述滚道部具有与滚子滚动接触的滚道表面，所述滚道部包括第一滚道部和第二滚道部，在所述第一滚道部处，所述滚道表面的压缩残余应力相对高，在所述第二滚道部处，压缩残余应力低于所述第一滚道部的压缩残余应力，并且所述第一滚道部的所述滚道表面具有与所述滚子的滚动接触表面的在轴向方向上的至少一个端部接触的部分。根据本专利技术该形态的滚子轴承用轴承圈包括具有规定成份和硬度的所述内层部和包围内层部的整个周边的所述表面层部，表面层部的表面的硬度比内层部硬，并且具有规定的成份。因此，通过该滚子轴承用轴承圈，能够提高滚子轴承的抗压强度和耐冲击性。此外，在组成表面层部的滚道部的一部分处，滚子轴承用轴承圈具有第一滚道部，在第一滚道部处，滚道表面的压缩残余应力与另一部分滚道部相比较高。这里，第一滚道部被设置在一位置处，该位置具有与滚子的滚动接触表面的至少一个轴向端部接触的部分。由于该原因，在使用该滚子轴承用轴承圈的滚子轴承中，使得滚子轴承用轴承圈的滚道表面的一个区域(以下称为边缘负荷区域)的压缩残余应力较高，其中由于接收到来自滚子的高负荷，该区域受到与滚子的滚动接触表面的高接触压力。作为结果，在使用滚子轴承用轴承圈的滚子轴承中，能够实现更长的滚动疲劳寿命。在滚子轴承用轴承圈中，第一滚道部的滚道表面的压缩残余应力优选是250MPa以上。在这种情况下，使用滚子轴承用轴承圈的滚子轴承能够实现可以与使用被进行碳氮共渗过程的滚子轴承用轴承圈的滚子轴承相比的滚动疲劳寿命。第一滚道部的滚道表面的压缩残余应力优选是320MPa以上。在这种情况下，在使用滚子轴承用轴承圈的滚子轴承中，能够实现极好的滚动疲劳寿命。根据本专利技术的一种形态的制造滚子轴承用轴承圈的方法是一种制造上述滚子轴承用轴承圈的方法，该方法包括：(A)对由高碳铬轴承钢形成的环形工件进行淬火处理的过程；(B)对已经进行淬火处理的工件进行回火处理、将整个所述工件浸渍在冷却液中并在该状态下加热所述工件的过程；以及(C)对已经进行回火处理的工件进行精整加工的过程，其中在浸渍已经进行所述淬火处理的工件的冷却液中产生冷却液流使得冷却液集中在形成有所述工件的所述第一滚道部的部分上的状态下，进行所述过程(B)。在根据本专利技术的一种形态的制造滚子轴承用轴承圈的方法中，由于在工件浸渍在冷却液中的情况下进行回火处理，因此工件在回火的情况下具有比表面温度高的内部温度。由于该原因，能够制造根据本专利技术的形态的滚子轴承用轴承圈，其包括：内层部；和覆盖内层部的周边的表面层部，并且其中内层部和表面层部每一个均具有预定的结构和硬度。在回火处理中，在工件的表面层附近的位置进行与小体积收缩相关的低温回火，在工件的内部进行与大体积收缩相关的高温回火。因此，由于体积收缩的不同，能够对所获得的滚子轴承用轴承圈的表面层部赋予压缩残余应力。此外，在浸渍工件的冷却液中产生冷却液流使得冷却液集中在形成有工件的第一滚道部的部分上的状态下，进行回火处理。因此，在该回火处理中，形成有第一滚道部的部分比其它部分被以更高的冷却能力冷却。作为结果，所形成的第一滚道部的滚道表面被构造成具有比其它部分高的压缩残余应力。根据这种制造方法，能够制造根据本专利技术的形态的滚子轴承用轴承圈。在滚子轴承用轴承圈的制造方法中，在过程(B)中，优选地使用被构造成喷射冷却液的喷射喷嘴，喷射喷嘴的喷射口优选地面对形成有第一滚道部的部分，并且优选从喷射口朝向形成有第一滚道部的部分喷射冷却液。在这种情况下，由于从喷射喷嘴喷射的冷却液，能够在浸渍工件的冷却液中高效地产生冷却液流并且该冷却液流集中于形成有第一滚道部的部分上，并且尤其适合以比其它部分高的冷却能力冷却形成有第一滚道部的部分。根据本专利技术的一种形态的滚子轴承包括：内圈，在所述内圈的外周表面上包括滚道部；外圈，在所述外圈的内周表面上包括滚道部；以及多个滚子，所述多个滚子被布置在所述内圈的滚道部和所述外圈的滚道部之间，其中所述内圈和所述外圈中的至少一个是根据本专利技术的形态的滚子轴承用轴承圈。根据本专利技术的形态的滚子轴承具有优异的滚动疲劳寿命。本专利技术的优点根据本专利技术的该形态，能够以低成本提供具有优异滚动疲劳寿命的滚子轴承。附图说明图1是示出根据本专利技术的实施例的圆锥滚子轴承的主要部分的截面图。图2是示出图1中所示的圆锥滚子轴承的内圈的主要部分的截面图。图3(a)至3(e)是制造图2中所示的内圈的方法的流程图。图4(a)和4(b)是示出图3(c)和3(d)中所示的淬火处理和回火处理的流程图。图5(a)是示出在制造根据本专利技术的实施例的滚子轴承用轴承圈的方法中使用的热处理设备的示例的示意说明图，并且图5(b)是图5(a)的主要部分的放大图。图6是示出在制造根据本专利技术的实施例的滚子轴承用轴承圈的方法中使用的热处理设备的另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滚子轴承用轴承圈，所述轴承圈具有环形形状且由高碳铬轴承钢形成，所述轴承圈包括：内层部，所述内层部由回火马氏体或索氏体形成，且具有450HV以上且小于550HV的维氏硬度；和表面层部，所述表面层部包围所述内层部的整个周边，在所述表面层部的表面处具有700HV以上且小于800HV的维氏硬度，且由回火马氏体形成，其中所述表面层部包括滚道部和除了所述滚道部之外的非滚道部，所述滚道部具有与滚子滚动接触的滚道表面，其中所述滚道部包括第一滚道部和第二滚道部，在所述第一滚道部处，所述滚道表面的压缩残余应力相对高，在所述第二滚道部处，压缩残余应力低于所述第一滚道部的压缩残余应力，并且其中所述第一滚道部的所述滚道表面包括与所述滚子的滚动接触表面的在轴向方向上的至少一个端部接触的部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.05 JP 2016-0757531.一种滚子轴承用轴承圈，所述轴承圈具有环形形状且由高碳铬轴承钢形成，所述轴承圈包括：内层部，所述内层部由回火马氏体或索氏体形成，且具有450HV以上且小于550HV的维氏硬度；和表面层部，所述表面层部包围所述内层部的整个周边，在所述表面层部的表面处具有700HV以上且小于800HV的维氏硬度，且由回火马氏体形成，其中所述表面层部包括滚道部和除了所述滚道部之外的非滚道部，所述滚道部具有与滚子滚动接触的滚道表面，其中所述滚道部包括第一滚道部和第二滚道部，在所述第一滚道部处，所述滚道表面的压缩残余应力相对高，在所述第二滚道部处，压缩残余应力低于所述第一滚道部的压缩残余应力，并且其中所述第一滚道部的所述滚道表面包括与所述滚子的滚动接触表面的在轴向方向上的至少一个端部接触的部分。2.根据权利要求1所述的滚子轴承用轴承圈，其中所述第一滚道部的滚道表面的压缩残余应力是250MPa以上。3.根据权利要求1所述的滚子轴承用轴承圈，其中所述第一滚道部的滚道表面的压缩残余...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木健介，吉田亘，尼古拉·文森·巴尔比，三上刚，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：日本,JP