滚动、滑动部件及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种在用于使用混有异物的润滑油的滚动轴承时能够获得更长寿命的滚动、滑动部件。滚动、滑动部件由以下组成的钢形成，所述钢含有Ｃ：０．７～０．９ｗｔ％、Ｓｉ：０．０５～０．７ｗｔ％、Ｍｎ：０．０５～０．７ｗｔ％、Ｃｒ：３．２～５．０ｗｔ％、Ａｌ：０．０４ｗｔ％以下、Ｐ：０．０３ｗｔ％以下、Ｓ：０．０３ｗｔ％以下、Ｔｉ：０．００５ｗｔ％以下及Ｏ：０．００１５ｗｔ％以下，并且含有Ｍｏ：不足１．０ｗｔ％及Ｖ：不足０．５０ｗｔ％中的至少一种，余量为Ｆｅ及不可避免的杂质，并且，表面具有进行了渗碳处理的表层部。表层部的全部析出碳化物的面积率为９～３０％。表层部存在的全部析出碳化物中面积率为５０％以上的碳化物为Ｍ↓［７］Ｃ↓［３］型及／或Ｍ↓［２３］Ｃ↓［６］型。表层部的碳化物的平均粒径为０．２～０．４μｍ，表层部的残留奥氏体量为３５～６０％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种滚动、滑动部件及其制备方法，更详细而言，本专利技术涉及例如用作使用混有异物的润滑油的滚动轴承的套圈及滚动体的滚动部件、或适于用作滑动轴承部件的滚动、滑动部件及其制备方法。在本说明书及权利要求书内，所谓滚动、滑动部件是指进行纯滚动接触、纯滑动接触、及混合存在滚动接触和滑动接触的部件。
技术介绍
作为使用混有异物的润滑油而进行使用的滚动轴承、或例如以提高汽车燃料费为目的谋求小型、轻质化的滚动轴承的套圈及滚动体，已知一种滚动、滑动部件，所述滚动、滑动部件可通过下述方法进行制备，即，将由JIS SUJ2等轴承钢(高碳铬轴承钢)形成规定形状得到的加工完成的部件坯料，在碳势为1.2％以上的渗碳氛围中在840～870℃下加热3小时以上实施渗碳处理后淬火，再通过实施回火处理进行制备，所述滚动、滑动部件从表面至最大剪切应力作用的深度的范围内表面部的总碳量为1.0～1.6wt％，同时所述表面部的基体中的固溶碳量为0.6～1.0wt％，并且碳化物析出于所述表层部的同时，所述碳化物的量以面积率计为5～20％且其粒径为3μm以下(参见专利文献1)。但是，在要求部件的小型化或在较苛刻环境下更长寿命的应用中，人们希望高性能化，超过专利文献1记载的滚动、滑动部件。特别是在混有异物的润滑油中使用滚动、滑动部件时，与不在上述情况下使用时相比，寿命大大地降低，人们强烈地要求获得解决该问题的对策。作为用于获得在混有异物的润滑油中的长寿命化的对策，目前，采取如下措施，使渗碳处理后的滚动、滑动部件的表层部存在20％左右的软质残留奥氏体。即，由于残留奥氏体具有缓和在噬入异物时生成的压痕周边的应力集中的效果，所以具有延迟导致压痕生成的龟裂的产生及发展的效果。因此，一般认为，为了将现有滚动、滑动部件更高性能化，可以进一步增加表层部的残留奥氏体量，例如为超过30％的较多量。但是，用JIS SUJ2增加表层部的残留奥氏体量时，存在下述比较严重的问题。即，由于残留奥氏体为软质的组织，所以其量达到40％以上时难于获得62以上的洛氏C硬度(以下，称为HRC)，不能确保作为轴承必要的强度。为了解决此问题，考虑对由JIS SUJ2构成的加工完成的部件坯料实施高浓度渗碳(使表层部的碳量例如为1.6wt％以上)。但是，使用JIS SUJ2时，通过实施渗碳处理，在表层部析出的碳化物大多为渗碳体之类维氏硬度为1150～1760的M3C型碳化物{＝Fe3C、(Fe、Cr)3C}，此M3C型碳化物与其他合金碳化物(M7C3、MC)相比，具有渗碳时碳化物的成长速度较快(参考文献高山日本金属学会誌，11，45(1981)，1195)、并且硬度较低(M7C3及MC的维氏硬度为1800以上)的性质。所以，由于碳化物的平均粒径变大，因此存在分散析出强化量降低，碳化物析出产生的硬度提高效果减小的问题。另外，诱发碳化物的粗大化，结果存在不能充分地获得滚动寿命改善效果的问题。但是，增加Cr量，利用M7C3型碳化物来改善异物混入时的滚动寿命的尝试本身已无新颖性，例如已经公开了专利文献2等中记载的专利技术。但是，此专利技术虽然记载了渗碳后的碳化物种类、面积率，但没有特别公开个数、大小等的分布状态，只简单地指出必须防止粗大化。因此，碳化物的微细化不充分、残留奥氏体量较多为50％左右时，存在不能维持高硬度、同时得不到充分的寿命改善效果的问题。另外，专利文献3中公开了延长在混有异物的润滑环境下的滚动寿命的方法，该方法使用已知的渗碳钢，全部进行渗碳或碳氮共渗处理，确保一定程度的表面硬度，进而提高残留奥氏体量，但是该方法产生与上述JIS SUJ2情况相同的问题，存在得不到优异的滚动寿命的问题。专利文献1特开2004-52101号公报专利文献2特公平6-11899号公报专利文献3特开平1-55423号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种滚动、滑动部件及其制备方法，所述滚动、滑动部件可以解决上述问题，特别是作为使用混有异物的润滑油的滚动轴承的套圈及滚动体、或滑动轴承部件等使用时，能够获得进一步的长寿命化。权利要求1的专利技术的滚动、滑动部件由钢形成，所述钢在表面具有进行了渗碳处理的表层部，表层部的全部析出碳化物的面积率为9～30％，同时在存在于表层部的全部析出碳化物中，面积率为50％以上的碳化物为M7C3型及/或M23C6型，表层部的碳化物的平均粒径为0.2～0.4μm，表层部的残留奥氏体量为35～60％。此处，所谓表层部是指通过渗碳处理，与内部相比显著含有多量C的部分，是对滚动、滑动面的寿命产生影响的深度部分，例如对于在异物油中使用的滚动、滑动部件，以最表面为基准，在0～50μm的范围内。需要说明的是，在以下内容中也是同样。权利要求1的专利技术以即使表层部的残留奥氏体量较多也能维持高硬度并且能延长在混有异物的润滑中的寿命为目的，进行详细地探讨，得到下述的结果，从而完成了该专利技术。(1)在表面高碳浓度的渗碳层内析出、渗碳处理后析出并直接残留的未固溶碳化物在一般的机械结构用钢中为M3C型碳化物，如权利要求1的专利技术所述，存在于表层部的全部析出碳化物中，面积率为50％以上的碳化物为高硬度且难于粗大化的M7C3型及/或M23C6型时，可以使渗碳后的表层部的碳化物粒径比以M3C型碳化物为主的钢更微细，从而能够大幅度地延长异物混入时的寿命。另外，如前所述，由于M7C3型、M23C6型碳化物为高硬度，所以即使存在大量的残留奥氏体也能够维持高硬度。(2)为了提高上述(1)的效果，使表层部的碳化物更加微细地析出，如权利要求2的专利技术所述，在渗碳前预先通过为了改善加工性进行的球化退火使大量含有Cr的钢处于存在大量析出物的状态，进一步进行高碳浓度的渗碳处理。结果在通过渗碳处理从坯料表面渗入的碳作为碳化物析出、成长时，可以将渗碳处理前完全析出的多个未固溶碳化物作为析出核，进行碳化物的微细析出，并且也能抑制碳化物的粗大化。通过此效果，能够获得异物混入时的寿命的提高。需要说明的是，作为球化退火后的碳化物的状态，优选平均粒径为0.1～0.5μm，大小为0.1μm以上的碳化物的析出数为1,500,000个以上/mm2。为了达到上述的微细的析出状态，必须加热到800℃左右的温度，以25℃/h以下的缓慢的速度徐徐冷却。通过对达到上述析出状态的加工完成的部件坯料进行后述的高浓度渗碳处理，可以得到具有平均粒径为0.2～0.4μm且碳化物大量析出的表层部的部件。此处，在渗碳处理中，通过此加热，渗碳处理前存在的部分碳化物固溶，其固溶量较多时，渗碳处理后的碳化物的数、量减少。所以，渗碳处理后存在的碳化物的数、量，根据渗碳处理前存在的碳化物以何种程度不固溶并残留而变化。只要测定内部的未渗碳层中存在的碳化物数，就能够大概地掌握渗碳处理后未固溶而残留的情况。具体而言，未渗碳层中的残留碳化物量优选为300,000个/mm2以上。通过渗碳处理使未渗碳层的残留碳化物量增多，可以得到以M7C3型及/或M23C6型碳化物为主的微细碳化物大量地析出于渗碳层中的状态，并且如上所述由于M7C3型、M23C6型碳化物在渗碳时的成长速度比M3C型碳化物慢，因此可以减小渗碳后的粒径，结果能够大幅提高异物混入时的寿命。需要说明的是，为了不使未固溶碳化物大量地减少，只需在对生产率无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滚动、滑动部件，所述滚动、滑动部件由钢形成，所述钢在表面具有进行了渗碳处理的表层部，表层部的全部析出碳化物的面积率为９～３０％，同时存在于表层部的全部析出碳化物中面积率为５０％以上的碳化物为Ｍ↓［７］Ｃ↓［３］型及／或Ｍ↓［２３］Ｃ↓［６］型，表层部的碳化物的平均粒径为０．２～０．４μｍ，表层部的残留奥氏体量为３５～６０％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-12-24 373658/20041.一种滚动、滑动部件，所述滚动、滑动部件由钢形成，所述钢在表面具有进行了渗碳处理的表层部，表层部的全部析出碳化物的面积率为9～30％，同时存在于表层部的全部析出碳化物中面积率为50％以上的碳化物为M7C3型及/或M23C6型，表层部的碳化物的平均粒径为0.2～0.4μm，表层部的残留奥氏体量为35～60％。2.一种滚动、滑动部件，所述滚动、滑动部件由以下组成的钢形成，所述钢含有C0.7～0.9wt％、Cr3.2～5.0wt％，并且所述钢的表面具有进行了渗碳处理的表层部，表层部的碳化物的平均粒径为0.2～0.4μm，表层部的碳化物的面积率为9～30％，表层部的残留奥氏体量为35～60％。3.如权利要求1或2所述的滚动、滑动部件，其中，表层部的总碳量为1.2～1.8wt％。4.如权利要求1、2或3所述的滚动、滑动部件，其中，表层部的碳化物的面积率为10～20％。5.如权利要求1～4中任一项所述的滚动、滑动部件，其中，表层部的残留奥氏体量为40～50％。6.如权利要求1～5中任一项所述的滚动、滑动部件，其特征为，所述滚动、滑动部件由以下组成的钢形成，所述钢含有C0.7～0.9wt％、Si0.05～0.7wt％、Mn0.05～0.7wt％、Cr3.2～5.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：木泽克彦，三上刚，西川友章，藤原辉元，
申请(专利权)人：株式会社JTEKT，
类型：发明
国别省市：JP[日本]