传动零件、制造传动零件的方法和圆锥滚子轴承技术

一种传动零件，它结合在其中由滚动轴承可转动地支承一输入轴（１１）、一输出轴（１２）、或齿轮（１４ｃ，１４ｈ至１４ｋ）的一传动装置中。该零件在一表层有一渗氮层和最多百万分之０．５的一氢含量。这提供了具有一增加的抗裂强度、提高的尺寸稳定性和一较长的疲劳使用寿命的一传动零件。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及具有一较长的滚动接触疲劳使用寿命、提高的抗裂强度或一减少的长期的尺寸变化的一传动零件，以及构造该零件的一方法和一圆锥滚子轴承。
技术介绍
为延长一轴承的零件的使用寿命，进行一热处理。具体地，例如，在淬火零件时，将它们在带有进一步引入其中的氨气的一环境KX气体中进行加热，用于对它们的表层部分渗碳-氮，例如在日本专利公开号8-4774和11-101247中所揭示的那样。这渗碳-氮处理能硬化表层部分和产生一微观结构形式的所含奥氏体，用于延长滚动接触疲劳使用寿命。 上述渗碳-氮处理是扩展碳和氮的处理。它要求保持一较长时期的一高温。从而，例如产生了一粗化结构和几乎没有获得提高的抗裂强度。并且，随着保持更多的奥氏体，就增加了长期尺寸变化速率，这也是这渗碳-氮处理中的一问题。 通过依靠提供一调整的成份的一合金钢，防止滚动疲劳，能保证一延长的使用寿命，提供提高的抗裂强度和避免一增加的长期尺寸变化。但是，依靠设计该合金，不利地增加了原材料成本。 在一传动装置中的未来的轴承将被使用在高温下施加大载荷的环境中。此外，将要求它们使用在一缩小尺寸的传动装置中。因此，将要求该轴承可在比传统更高的温度、较大载荷之下工作。因此，要求一轴承具有较大强度、较长的防止滚动接触疲劳的使用寿命和较大的防裂强度和尺寸稳定性。
技术实现思路
本专利技术的一目的是提供具有一增加的抗裂强度、一提高的尺寸稳定性和一延长的疲劳使用寿命(或在一圆锥滚子轴承或当该零件是一滚动轴承或一滚动轴承的零件时的一延长的滚动接触疲劳使用寿命)的一传动零件和制造该零件的一方法和一圆锥滚子轴承。 本专利技术提供结合在能够通过齿轮的啮合相对于一输入轴的一转速改变一输出轴的一转速的一传动装置中的一传动零件。该零件在一表层处具有一渗氮层和带有落在超过10的一范围内的晶粒号的一奥氏体晶粒。 在按照本专利技术的传动零件中，一小的奥氏体晶粒尺寸允许显著地增加抗裂强度、尺寸稳定性和疲劳使用寿命(或当该零件是一滚动轴承或一滚动轴承的零件时的滚动接触疲劳使用寿命)。对于10或以下的奥氏体晶粒尺寸号，任何显著地改善疲劳使用寿命都是不可能的，从而该晶粒尺寸号大于10，以及较佳地为11或以上。虽然希望有进一步更细的奥氏体晶粒，但是超过13的晶粒尺寸号通常是难以实现的。应注意不论传动零件的奥氏体组织可以是在当渗碳-氮时显著影响的一表层部分内或比表层部分较内部的一部分内，该奥氏体不变化。从而，表层部分和该内部将被设定为用于上述晶粒号范围的对象的诸位置。 本专利技术提供结合在能够通过齿轮的啮合相对一输入轴的一转速改变输出轴的一转速的一传动装置内的另一传动零件。该零件具有在一表层处的一渗氮层和至少2650兆帕的一断裂应力值。 本专利技术发现能够对在超过一A1转变点的一温度进行渗碳-氮、然后冷却至低于A1转变点的一温度、随后再加热至高于A1转变点的一温度范围和进行淬火的钢提供一渗氮层，该渗氮层允许该钢提供不低于2650兆帕的一断裂应力值，该值在传统是不能实现的。从而能够获得在断裂应力方面超过传统的传动零件、因此在强度方面更大的一传动零件。 本专利技术提供结合在能够通过齿轮的啮合相对一输入轴的一转速改变一输出轴的一转速的一传动装置中的另一传动零件。该零件在一表层有一渗氮层和至多百万分之0.5的氢含量。 在按照本专利技术的又一传动零件中，能够减轻由于氢造成的钢的脆性。如果钢具有超过百万分之0.5的一氢含量，那么该钢就有较低的抗裂强度。这样的钢不大适合用于对经受重载荷的一轴的一支承结构。希望有较低的氢含量。但是，氢含量下降至低于百万分之0.3要求长时间的热处理，这造成奥氏体晶粒尺寸的增加，从而降低了韧性(toughness)。从而，希望氢含量在百万分之0.3至0.5的范围内，更较佳地在百万分之0.35至0.45的范围内。 在测量以上氢含量中，不测量可扩散的氢和仅测量在一预定温度或更高温度从钢释放的不可扩散的氢。甚至在室温下，在一小尺寸试样中的可扩散的氢从该试样释放、扩散，所以不测量可扩散的氢。不可扩散的氢包容在钢中的任何缺陷之中和仅在一预定加热温度或更高温度下从该钢释放。既使仅测量不可扩散的氢，但氢含量会依据测量方法有相当大的变化。所以由热导电率确定上述氢含量的范围。此外，如后面所述，可以由一LECO DH-103氢测定仪或类似测量装置进行该测量。 上述传动零件较佳地是可转动地支承输入轴、输出轴、或各齿轮的一滚动轴承，以及该滚动轴承是一圆锥滚子轴承。 上述传动零件较佳地是可转动地支承输入轴、输出轴、或各齿轮的一滚动轴承，以及该滚动轴承是一滚针轴承。 上述传动零件较佳地是可转动地支承输入轴、输出轴、或各齿轮的一滚动轴承，以及该滚动轴承是一球轴承。 本专利技术提供制造结合在能够通过齿轮的啮合相对一输入轴的一转速改变一输出轴的一转速的一传动装置中的一传动零件的一方法。该零件通过对一轴承的零件在高于一A1转变点的一温度渗碳-氮、然后对该钢冷却至低于A1转变点的一温度、随后对该钢再加热至不低于A1转变点和低于对钢渗碳-氮的温度的一温度范围、以及对该钢淬火而形成。 在制造传动零件的本方法中，在对钢渗碳-氮之后，将该钢冷却至低于A1转变点的一温度，然后最终淬火。能够获得一较细的奥氏体晶粒尺寸，其结果，能够改进摆锤式冲击试验值、断裂韧性、防裂强度、疲劳使用寿命(或在该零件是一滚动轴承或一滚动轴承的零件时的滚动接触疲劳使用寿命)等。 并且例如通过冷却到奥氏体转变的一温度，在渗碳-氮中的奥氏体晶粒边界能够与最后淬火中的情况无关。此外，最后淬火温度低于渗碳-氮温度，从而在受渗碳-氮处理影响的表层中的未溶解的碳素体的数量与在渗碳-氮处理中的该数量相比有了增加。从而未溶解的碳素体的比值增加，同时在最后淬火中的加热温度下奥氏体的比值较在渗碳-氮处理中的那些比值有了下降。此外，从铁-碳两相图可知，在碳素体和奥氏体共存的区域内，在碳的固态溶体中的碳和奥氏体的浓度随着淬火温度的下降而下降。 当温度上升到最后淬火温度时，由于保留了防止奥氏体晶粒增长的大量未溶解的碳素体，使奥氏体晶粒较细。而且，通过淬火从奥氏体至马丁体转变的结构具有一较低的碳浓度，从而该结构较从渗碳-氮温度淬火的结构具有较高的韧性。 在制造传动零件的本方法中，较佳地是将钢加热至790℃到830℃的一温度范围，然后对它淬火。 将钢再加热至几乎不允许奥氏体晶粒增长的一温度，然后对钢淬火。从而能够获得较细的奥氏体晶粒尺寸。 本专利技术提供了具有一内环、一外环和圆锥滚子的一圆锥滚子轴承。内环、外环和圆锥滚子的至少任何一个具有一渗氮层和带有落在超过10的一范围内的一晶粒尺寸号的一奥氏体晶粒。 在按照本专利技术的圆锥滚子轴承中，提供较小奥氏体晶粒尺寸的内环、外环、滚动体的至少任何一个允许显著地增加抗裂强度、尺寸稳定性和滚动接触疲劳使用寿命。对于10或以下的奥氏体晶粒尺寸号，任何显著地改进滚动疲劳使用寿命是不可能的，从而晶粒尺寸号是大于10，较佳地为11或以上。虽然希望有进一步更细的奥氏体晶粒，但通常很难实现超过13的晶粒尺寸号。应注意在传动装置中轴的支承结构的内环、外环和滚动体的一奥氏体组织不管它可以在当对其渗碳一氮时受显著影响的一表层内或较表层部分在内部的一部分都是不变的。从而，表层部分和内部将被设定为用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传动零件，它结合在能够通过齿轮（１４ａ至１４ｋ）的啮合相对一输入轴（１１）的一转速改变一输出轴（１２）的一转速的一传动装置中，所述传动零件在表层具有一渗氮层和最多百万分之０．５的一氢含量。

【技术特征摘要】
JP 2003-2-28 2003-053748;JP 2004-1-30 2004-0240961.一种传动零件，它结合在能够通过齿轮(14a至14k)的啮合相对一输入轴(11)的一转速改变一输出轴(12)的一转速的一传动装置中，所述传动零件在表层具有一渗氮层和最多百万分之0.5的一氢含量。2.如权利要求1所述的传动零件，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥上浩一，村松芳纪，大木力，堀径生，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]