滾動軸承的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及滾動軸承，更詳細而言，設及如風力發電機、建設機械、鋼鐵設備、工業 用機器人等那樣在施加高載荷、沖擊性的載荷的用途中使用的滾動軸承。
【背景技術】
[0002] 對于滾動軸承要求壽命和初性，特別是對于如風力發電機、建設機械、鋼鐵設備、 工業用機器人等那樣在施加高載荷、沖擊性的載荷的用途中使用的滾動軸承，重視兩者的 平衡。
[0003] 軸承的滾動壽命大體上分為內部起點型的剝離和表面起點型的剝離。內部起點 型剝離W鋼材中所含有的非金屬雜質為起點，因此，通過使鋼材的含氧量降低的方法進行 長壽命化。迄今為止，通過各種各樣的鋼鐵工藝的改善而實現了含氧量的降低，但是，公知 的是，在化學成分方面，在含氧量的降低時，期望含碳量多，與作為中碳鋼的S53C相比，W SUJ2為代表的軸承鋼表現出高純凈度。
[0004] 在表面起點型剝離中，由于因油中所含有的金屬粉等異物的咬入而產生的壓痕的 邊緣的應力集中導致產生剝離，因此，W緩和該剝離為目的，控制殘留奧氏體量而實現長壽 命化。另外，通常，與內部起點型剝離相比，表面起點型剝離明顯地使軸承短壽命化，因此， 很多長壽命軸承的開發與表面起點型剝離的降低相關。但是，為了大量產生殘留奧氏體，需 要在表面形成碳、氮的富化區域，為此，需要進行滲碳、碳氮共滲等在特殊氣體介質下進行 的澤火處理。而且，由于多量的殘留奧氏體的析出導致滾動軸承所最需要的表面硬度的降 低，因此，需要用硬質的碳氮化物來補償該析出，為此，很多情況下，添加Mo等高價格的合 金兀素。 陽0化]另一方面，初性與材料的硬度處于折衷的關系，為了使初性提高，基本的方針是盡 量多地確保硬度低的區域。從運樣的視點而言，開發了對低、中碳鋼實施滲碳或者碳氮共 滲處理而僅使表面硬化的滲碳軸承。但是，滲碳鋼很多情況下被使用在如鋼鐵設備用的軸 承那樣的比較的大型的軸承中，為了確保澤火性，主流是添加Ni、Mo、化等高價格的合金元 素，現狀是招致滲碳處理等熱處理的煩瑣和生產成本的增大。
[0006] 基于運樣的背景，也進行利用高頻感應加熱僅使鋼材的表面硬化的處理（例如參 照專利文獻1、2)。利用高頻感應加熱，得到如下的軸承：在同一零件中，在表面存在承受高 的表面壓力的硬化層，在內部（屯、部）存在初性優良的非硬化層，使壽命和初性兼顧。
[0007] 現有技術文獻 陽00引專利文獻
[0009] 專利文獻1:日本國日本特開2009 - 270172號公報
[0010] 專利文獻2:日本國特許第4208426號公報
【發明內容】
1 ] 本發明欲解決的技術問題
[0012] 但是，在現有的滾動軸承中，如專利文獻1那樣，高頻感應加熱所進行的硬化處理 僅是滾道面，其他部分仍然柔軟。因此，在組裝時需要細屯、謹慎，運直接關系到產品的生產 率降低。另外，軸承一般被組裝于軸承座來使用，但是，為了抑制載荷所造成的變形，將軸承 座與軸承的間隙抑制為必要的最小限度。因此，例如在將外圈的外徑面組裝于軸承座的情 況下，如果在外圈的外徑面上有損傷，則損傷的周圍隆起，向軸承座的組裝變得非常困難。
[0013]另外，如專利文獻2那樣，對使用S53C等低合金鋼的滾道圈進行高頻感應加熱處 理，特別是對于使化等在碳化物中稠化，阻礙碳的溶入那樣的合金成分采取回避的傾向。 在溶入有較多的碳的區域中，殘存有殘留奧氏體，具有易于維持壓縮的殘留應力的優點，但 是，在S53C那樣的低合金鋼中，得不到運樣的作用。
[0014] 因此，本發明目的在于提供一種滾動軸承，其也能夠對應在如風力發電機、建設機 械、工業用機器人等那樣施加高載荷、沖擊性的載荷那樣的用途中使用的滾動軸承，兼顧了 優良的壽命和初性。
[0015] 用于解決問題的技術方案
[0016] 為了解決上述問題，本發明提供下述的滾動軸承。
[0017] (1) 一種滾動軸承，其包含一對滾道圈及滾動體的任意1個W上的零件，其特征在 于，
[0018] 所述滾道圈的至少一者是對下述（1)式所示的DI值為1.0W上且被球化退火處 理后的鋼材進行高頻感應加熱處理，而至少在滾道面及嵌合面上形成有硬度550HVW上的 硬化層，并且，
[0019] 在高頻感應加熱處理后的滾道圈中，（A)平均殘留奧氏體量為12體積％ ^下，度） 滾道面的殘留奧氏體量為12體積％^上，殘留壓縮應力為一lOOMPaW下，（C)滾道面的硬 度與硬度不足550HV的區域的最低硬度之差為150HVW上，
[0020] DI=DOXfSiXfMnXfNiXfCrXfMo? ? ? (1)
[0021] DO= 0. 2X(C)+0. 14
[0022] fSi= 1+0. 64X(Si)
[0023] fMn= 1+4. 1X(Mn)
[0024] fNi= 1+0. 52X(Ni) 陽0巧]fCr= 1+2. 33X(Cr)
[0026]fMo= 1+3. 14X(Mo) 陽027] 其中，（C)、（SU、（Mn)、（W)、（化）及（Mo)是鋼材中的各元素的含量（質量％ )。 陽02引 似所述（1)所述的滾動軸承，其特征在于，所述鋼材含有C:0. 7~1. 1質量％、 Si:0. 15 ~0. 7 質量％、Mn:0. 01 ~1. 15 質量％、Cr:0. 9 ~1. 6 質量％、Mo:0 ~2. 0 質 量％及Ni:0~2. 0質量％，其余部分為鐵及不可避免的雜質。
[0029] 做所述（1)或似所述的滾動軸承，其特征在于，高頻感應加熱處理后的滾道 圈的滾道面的硬度550HVW上的區域的深度為Y。(mm)，與滾動體接觸的區域的平均壁厚為 T(mm)，硬度不足550HV的區域的壁厚為W(mm)，滾道面相反面的硬度550HVW上的區域的深 度為Y。'（mm)，所述滾動體的直徑為D,(mm)，此時，滿足W下各項：
[0030] (a)Y〇含0. 07Dw 陽03U (b)Y〇>Y〇，
[0032] (c)Y〇/T蘭 30%
[0033] (d)W/T含55%。
[0034] 此外，在W下的說明中，將"硬度不足550HV的區域"也稱作'乂、部"。
[00對發明效果
[0036] 本發明的滾動軸承通過對于滾道圈材料使用球化退火處理后的含碳量為0. 7質 量％ ^上的鋼材，并且通過高頻感應加熱處理僅在滾道面、嵌合面及與密封件的接觸部上 形成特定物理性質的硬化層，并在屯、部存在非硬化層，從而壽命和初性變得優異。因此，即 使在風力發電機、建設機械、工業用機器人等施加高載荷、沖擊載荷那樣的用途中使用，也 能夠抑制剝離的發生而實現壽命的延長。
【附圖說明】
[0037] 圖1是用于說明（A)例示的圓柱滾子軸承、做例示的圓錐滾子軸承、似例示的 自動調屯、滾子軸承的滾道圈的壁厚T的規定方法的圖。
[0038] 圖2是用于說明球軸承的滾道圈的壁厚T的規定方法的圖。
[0039] 附圖標記說明
[0040] 1滾子
[0041] la滾動面
[0042] 10 內圈
[0043]10a內圈外徑面
[0044]10b內圈內徑面
[0045] 12外圈
[0046]12a外圈內徑面
[0047]12b外圈外徑面
[0048]2滾珠
[0049] 2a滾動面 陽化0] 20內圈 陽0川 21滾道槽
[0052] L垂線
【具體實施方式】
[0053] W下，參照附圖詳細說明本發明。
[0054] 本發明的滾動軸承在一對滾道圈間轉動自如地保持有多個滾動體，利用高頻感應 加熱在某一個滾道圈、優選為兩個的滾道圈的至少滾道面及嵌合面上形成有硬度550HVW 上的硬化層。
[0055] 如上所述，W往，由于僅對滾道面實施高頻感應加熱處理，因此，例如向軸承座的 組裝時所使用的外圈的外徑面等未被硬化，與之相對，在本發明中，不僅在滾道面還在嵌合 面上、優選進一步在與密封潤滑油、潤滑脂等潤滑劑的密封件的接觸部分、滾道圈的整個表 面上形成高頻感應加熱所形成的硬化層。
[0056] 作為滾道圈的初始材料，優選使用含碳量為0. 7質量％ ^上且被球化退火處理的 鋼材。在本發明中，主要的對象是風力發電機、建設機械、工業用機器人等所使用的大型的、 具體而言是外圈外徑為180mmW上的滾動軸承，但基本上，由于軸承變大，滾動體也變大， 所W，剪切應力也變大，必然所需的澤火深度變深。但是，若硬化層變深，則表面附近的殘留 壓縮應力具有在一度變大之后復原的傾向，在中碳鋼（含碳量為0. 30~0. 45質量％ )的 情況下，若暴露在某個一定W上的溫度下而碳化物完全溶化，則在奧氏體的成分方面，不會 引起更大的變化。與此相對，在含碳量多的高碳鋼中，碳的供給量充分，而且，在溶入有較多 的碳的區域中，殘存有殘留奧氏體而使殘留壓縮應力變得易于維持。因此，為了確保殘留奧 氏體量，在本發明中，優選使含碳量為0. 7質量％ ^上，更優選為0. 95質量％ ^上。但是， 為了抑制巨大的碳化物的產生，優選含碳量為1. 2質量％ ^下，更優選為1. 1質量％W下。
[0057] 能夠將其余成分作為不可避免的雜質，但是，為了確保澤火性，優選含有0.1~ 2. 0質量％的Si、0. 01~2. 0質量％的胞、0. 1~2. 0質量％的化，在澤火性不足的情況下， 更優選含有2質量％W下的Mn、2.0質量％W下的Ni。
[0058] 為了確保澤火性，優選Si為0. 1質量％ ^上，更優選為0. 15質