專利名稱：：滾子元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種滾子元件及其制造方法，并特別涉及這樣一種滾子元件，例如在凸輪設(shè)備中使用的凸輪的滾子從動(dòng)件，用于驅(qū)動(dòng)例如在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)中的閥系統(tǒng)內(nèi)的鎖定臂。
背景技術(shù)：
：例如，在用于驅(qū)動(dòng)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)閥系統(tǒng)內(nèi)的鎖定臂的凸輪設(shè)備中，潤(rùn)滑油未充分供給到凸輪與凸輪的滾子從動(dòng)件之間的接觸部分，使得潤(rùn)滑條件不好，此外，由于凸輪的滾子從動(dòng)件不是純粹與凸輪滾動(dòng)接觸，而是帶有滑動(dòng)的滾動(dòng)接觸，凸輪的滾子從動(dòng)件容易在短時(shí)間內(nèi)在作為滾動(dòng)面的外表面上產(chǎn)生脫皮，導(dǎo)致使用壽命縮短。因此，為延長(zhǎng)使用壽命，本發(fā)明的受讓人提出一種凸輪的滾子從動(dòng)件(專利公開號(hào)7—54616)，它包括經(jīng)過滲碳處理的泡鋼(表面滲碳鋼)，其表面硬度為63—68羅氏C級(jí)硬度(以下簡(jiǎn)稱"HRC")，并且含有表面殘留奧氏體為13—30vol%。確定表面硬度在HRC63一68之間的一個(gè)原因是，當(dāng)存在尖銳外物或潤(rùn)滑層損壞時(shí)，避免該損壞變成脫皮起始點(diǎn)，以及確保剛度。另外，確定表面殘留奧氏體為13—30vol^之間的一個(gè)原因是，防止剛度降低以避免裂紋發(fā)展，并且在加熱時(shí)檢查由于馬氏體形變導(dǎo)致的尺寸變化。然而，上述現(xiàn)有的凸輪滾子從動(dòng)件的表面幾乎沒有碳化物，抗磨損性不令人滿意。作為一種原材料，采用表面滲碳鋼。由于表面滲碳鋼不能進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，因此材料成本高，并且由于對(duì)表面滲碳鋼進(jìn)行滲碳處理或滲碳氮處理的熱處理，表面滲碳鋼成本高，使得凸輪滾子從動(dòng)件的整體制造成本變大。因此考慮對(duì)利用軸承鋼(高碳鉻軸承鋼)制成并成形為預(yù)定形狀的滾子元件加工毛坯進(jìn)行滲碳處理或滲碳氮處理以制造凸輪的滾子從動(dòng)件，該軸承鋼例如為JISSUJ2，但是不能同時(shí)提高表面硬度并且精化碳化物，并且例如，如果對(duì)本身就含有大量碳和碳化物的JISSUJ2進(jìn)行滲碳處理以便提高表面硬度，現(xiàn)有的碳化物會(huì)長(zhǎng)得很大，最終會(huì)導(dǎo)致使用壽命縮短。因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有比傳統(tǒng)的凸輪滾子從動(dòng)件壽命更長(zhǎng)的凸輪滾子從動(dòng)件，及其制造方法。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明第一方面的滾子元件的特征在于包括經(jīng)過滲碳處理的軸承鋼，從其滾動(dòng)表面到最大剪切應(yīng)力的作用深度之間的表面部分內(nèi)，碳的總含量在1.0—1.6wt^之間，在該表面部分的組織內(nèi)，溶質(zhì)碳(solutecarbon)的含量在0.6—1.0wtX之間，所述表面部分析出面積比為5—20%并且晶粒尺寸為3um或更小的碳化物。在本發(fā)明的第一方面，限制各個(gè)數(shù)值的理由如下所述。在表面部分碳的總含量將碳的總含量限制在1.0—1.6wt冗之間，是因?yàn)槿绻^上限，碳化物會(huì)變得很大，不能被精化。下限是根據(jù)例如為JISSUJ2的軸承鋼(高碳鉻軸承鋼)進(jìn)行的必要決定。表面部分組織中的溶質(zhì)碳的含量5溶質(zhì)碳的含量限定在0.6—1.0wt^之間，是因?yàn)槿绻陀谙孪?，就不能獲得希望的表面硬度，如果滾子元件上有尖銳的外物，例如在凸輪的滾子從動(dòng)件的滾動(dòng)面上，這會(huì)因?yàn)闈?rùn)滑狀態(tài)受損時(shí)產(chǎn)生引起會(huì)變成脫皮起始點(diǎn)的損壞，而在很短時(shí)間內(nèi)發(fā)生脫皮現(xiàn)象，并且如果超過上限，表面部分內(nèi)的細(xì)小碳化物的數(shù)量將少于5%面積比，導(dǎo)致抗磨性能降低。表面部分中的碳化物的含量碳化物的含量限定在5—20%面積比之間，是因?yàn)槿绻陀谙孪蓿鼓バ韵陆?，而如果超過上限，會(huì)出現(xiàn)粗關(guān)的涂化物，并且開始疲勞裂紋，導(dǎo)致滾子元件壽命縮短。表面部分中的碳化物的顆粒直徑將碳化物的顆粒直徑限制在3wm或更小的原因是，如果超過3ym，會(huì)開始出現(xiàn)類似于非金屬夾雜物的疲勞裂紋，并且不能確保剛度。如果表面部分中的碳化物的含量和顆粒直徑如上所述，碳化物在表面部分內(nèi)均勻分布，并且殘留奧氏體的穩(wěn)定性提高，從而防止?jié)L子元件的尺寸變化。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，由于表面硬度提高，在出現(xiàn)尖銳外物或潤(rùn)滑狀態(tài)破壞時(shí)可能防止產(chǎn)生成為脫皮起始點(diǎn)的損壞，并避免在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)脫皮，另外，避免抗磨性能下降同時(shí)確保硬度，因此，滾子元件獲得較長(zhǎng)的使用壽命。而且，滾子元件由用于軸承的大規(guī)模生產(chǎn)的軸承鋼制成，因此材料成本低，所以制造總成本低。在軸承鋼中，JISSUJ2尤其適于大規(guī)模生產(chǎn)，材料成本因而顯著降低。在本發(fā)明的第一方面中，優(yōu)選滲碳處理溫度為840—87(TC。在這種情況下，溫度低于滲碳處理或滲碳氮處理的熱處理溫度，因此，熱處理成本低。所以，制造總成本低。根據(jù)本發(fā)明第二方面的滾子元件，其特征在于，包括經(jīng)過滲碳處理的軸承鋼，從其滾動(dòng)面到最大剪切應(yīng)力的作用深度之間的表面部分內(nèi)，碳的總含量在1.0—1.6wt。^之間，wt殘留奧氏體的含量為20—35vol%，壓縮殘留應(yīng)力為150—1000Mpa，使得表面硬度為64或以上的羅氏C級(jí)硬度，并且所述表面部分有析出的10—25%面積比的碳化物，而且碳化物的顆粒直徑為3um或更小。在本發(fā)明的第二方面，限制各個(gè)數(shù)值的理由如下。在表面部分碳的總含量將碳的總含量限制在1.0—1.6wt冗之間，是因?yàn)槿绻^上限，碳化物會(huì)變得很大，不能被精化。下限是根據(jù)例如為JISSUJ2的軸承鋼進(jìn)行的必要決定。表面部分中殘留奧氏體的含量將殘留奧氏體的含量限定在20—35vol^之間，是因?yàn)樵谠摲秶鷥?nèi)，可以緩和滾動(dòng)面的表面部分內(nèi)出現(xiàn)的壓縮應(yīng)力，避免裂紋的進(jìn)一步發(fā)展，提高剛度，更加延長(zhǎng)滾子元件的使用壽命。但是，如果殘留奧氏體的量少于20volX，不能提供這些效果，如果超過35volX，表面部分的表面硬度不會(huì)超過64HRC。表面部分中的壓縮殘留應(yīng)力將壓縮殘留應(yīng)力限定在150—1000Mpa之間，是因?yàn)樵谠摲秶鷥?nèi)，可以避免裂紋發(fā)展，從而進(jìn)一步延長(zhǎng)滾子元件的使用壽命。但是，如果壓縮殘留應(yīng)力少于150Mpa，不能提供這些效果，如果超過1000Mpa，由于過多壓縮殘留應(yīng)力產(chǎn)生的時(shí)效變化就會(huì)成問題。表面部分的表面硬度將表面硬度限定在HRC64或以上，是為了避免在短時(shí)間內(nèi)在滾動(dòng)面上出現(xiàn)脫皮現(xiàn)象。表面硬度的理想的上限是大約為69，用于確保材料的剛度。表面部分碳化物的含量將碳化物含量的下限限定在10%面積比的理由是因?yàn)?，如果碳化物的含量低?0%面積比，就會(huì)缺少微米級(jí)和亞微級(jí)碳化物，可能導(dǎo)致使用壽命的延長(zhǎng)效果不令人滿意。這里，微米級(jí)碳化物能防止導(dǎo)致疲勞出現(xiàn)的滑動(dòng)區(qū)形變，盡管微米級(jí)碳化物不具有防止滑動(dòng)區(qū)形變的效應(yīng)，但是具有彌散在其中的效果。而且，將碳化物含量的上限限定在25%面積比的理由是因?yàn)椋绻^25%，碳化物的顆粒直徑會(huì)不可避免地變大，相應(yīng)碳化物之間的空間變小，而且碳化物的分布不均勻。表面部分碳化物的顆粒直徑將碳化物的顆粒直徑限制在3um或更小的原因與前述第一方面提到的相同。如果表面部分中的碳化物的含量和顆粒直徑如上所述，碳化物在表面部分內(nèi)均勻分布，并且殘留奧氏體的穩(wěn)定性提高，從而防止?jié)L子元件的尺寸變化。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，由于表面硬度提高，在出現(xiàn)尖銳外物和潤(rùn)滑狀態(tài)破壞時(shí)可能防止成為脫皮起始點(diǎn)的損壞產(chǎn)生，因此避免在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)脫皮，另外，避免抗磨性能下降同時(shí)確保剛度，因此，滾子元件獲得較長(zhǎng)的使用壽命。而且，滾子元件由用于軸承的大規(guī)模生產(chǎn)的軸承鋼制成，因此材料成本低，所以制造總成本低。在軸承鋼中，JISSUJ2尤其適于大規(guī)模生產(chǎn)，材料成本因而顯著降低。在本發(fā)明的第一方面中，優(yōu)選滲碳處理溫度為840—87(TC。在這種情況下，溫度低于滲碳處理或滲碳氮處理的熱處理溫度，因此，熱8處理成本低。所以，制造總成本低。根據(jù)本發(fā)明第三方面的滾子元件制造方法，其特征在于，包括在快速冷卻之后，對(duì)已利用軸承鋼制成并已成形為預(yù)定形狀的滾子元件加工毛坯進(jìn)行熱處理，所述熱處理在840—870'C的滲碳溫度及碳勢(shì)為1.2%或更高的滲碳?xì)夥障逻M(jìn)行3個(gè)小時(shí)或3個(gè)小時(shí)以上，從而進(jìn)行滲碳處理，然后進(jìn)行淬火，其中，在其滾動(dòng)接觸表面到最大剪切應(yīng)力的作用深度之間的表面部分內(nèi)碳的總含量為1.0—1.6wt%，在所述表面部分的組織內(nèi)溶質(zhì)碳的含量為0.6—1.0wt%，所述表面部分析出5—15%面積比的碳化物，而且其顆粒直徑為3ym或更小。在本發(fā)明的第三方面，限制滲碳處理過程中各個(gè)數(shù)字值的理由如下。關(guān)于表面部分內(nèi)碳的總含量的下限，在表面部分組織內(nèi)的溶質(zhì)碳的含量，和表面部分內(nèi)碳化物的含量和顆粒直徑，其限制理由與本發(fā)明第一方面解釋的理由相同。在表面部分碳化物含量的上限對(duì)于超過15%面積比的碳化物含量，應(yīng)當(dāng)延長(zhǎng)滲碳處理時(shí)間，結(jié)果，與面積比為15%或更低的情況相比，熱處理成本高。滲碳處理氣氛內(nèi)的碳勢(shì)將碳勢(shì)限定在1.2%或更大的理由是，因?yàn)槿绻∮?.2%，滲碳處理對(duì)含有1wt^左右碳的軸承鋼幾乎不起作用，不能獲得理想的表面部分硬度和理想的面積比，并且還不能精化碳化物。滲碳處理溫度將該溫度限制在840—87(TC之間的理由是，如果溫度低于該下限，如在碳勢(shì)中提到的，不能進(jìn)行理想的滲碳處理，而如果超過該上限，表面部分的晶粒尺寸會(huì)過大，析出巨大的碳化物會(huì)降低強(qiáng)度。即，因?yàn)榭箯垙?qiáng)度與晶粒尺寸的一l/2冪成比例，如果晶粒尺寸過大，強(qiáng)度將會(huì)下降。滲碳處理時(shí)間將時(shí)間限制在3小時(shí)或更長(zhǎng)的理由是，因?yàn)槿绻麜r(shí)間短于3小時(shí)，脫碳深度會(huì)不夠。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，由于滾子元件毛坯由主要用于軸承的軸承鋼材料制成，因此材料成本低。此外，在一次滲碳處理后進(jìn)行淬火，則熱處理變得充分，因此熱處理成本低，另外，滾子元件的制造總成本低。在軸承鋼中，JISSUJ2特別適于大規(guī)模生產(chǎn)，材料成本降低。在本發(fā)明的第三方面，優(yōu)選碳勢(shì)為1.2—1.4%。如果超過1.4%，會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)生很多煤煙的問題。而且，在本發(fā)明的第三方面，優(yōu)選加熱時(shí)間為3.5—5小時(shí)。如果超過5小時(shí)，熱處理成本高，并導(dǎo)致碳化物巨大的問題。根據(jù)本發(fā)明第四方面的制造滾子元件的方法，其特征在于，包括對(duì)已經(jīng)處理過的滾子元件加工毛坯在碳勢(shì)為0.9—1.1%的滲碳?xì)夥障?，并?30—970'C下加熱1小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，所述滾子元件由軸承鋼制成預(yù)定的形狀，因此進(jìn)行熱處理以使已有的碳化物熔入組織內(nèi)，之后進(jìn)行淬火，并且接著在1.2%或更大碳勢(shì)的滲碳?xì)夥障?，在進(jìn)行840—870。C下進(jìn)行3小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間的加熱，以便進(jìn)行滲碳處理，然后進(jìn)行淬火，因而在從滾子元件表面到最大剪切應(yīng)力作用的深度之間的表面部分內(nèi)使碳的總含量為1.0—1.6wt%，在所述表面部分的組織內(nèi)溶質(zhì)碳的含量為0.6—1.0wt%，所述表面部分析出10—20%面積比及顆粒直徑為2um或更小的碳化物。在本發(fā)明的第四方面，限制熱處理過程中各個(gè)數(shù)字值的理由如下。對(duì)于表面部分內(nèi)碳的總含量的上限，在表面部分組織內(nèi)的溶質(zhì)碳的含量，和表面部分內(nèi)碳化物的含量，其限制理由與本發(fā)明第一方面解釋的理由相同。在表面部分碳化物含量的下限將碳化物的下限限定在10%面積比的理由是，如果低于10%，微米級(jí)和亞微米級(jí)碳化物的含量少，不太可能提供延長(zhǎng)滑動(dòng)壽命的效果。這里，微米級(jí)碳化物具有防止引起疲勞的滑動(dòng)區(qū)形變的效果，而亞微米級(jí)碳化物不具有防止滑動(dòng)區(qū)形變的效果，但是具有在其中彌散的效果。表面部分內(nèi)碳化物的顆粒直徑將碳化物的顆粒直徑限定為2um或更小的理由是，如果超過2um，就會(huì)出現(xiàn)類似于非金屬內(nèi)含物的疲勞裂紋，剛度有可能不夠。將已有的碳化物熔入組織內(nèi)的過程在處理過程中將碳勢(shì)限定為0.9—1.1%的理由是，因?yàn)椴粫?huì)在滾子元件內(nèi)引起滲碳或脫碳。超過1.1%，在含有約1wt。/。碳的軸承鋼內(nèi)引起滲碳，而低于0.9%，會(huì)引起脫碳。在處理過程中將加熱溫度限定為930—97(TC的理由是，如果低于930'C，在燒結(jié)碳化物后作為第二相存在于該組織內(nèi)的碳化物不夠堅(jiān)固，而如果超過970'C，可能發(fā)生淬火裂紋。而且，在處理過程中將加熱時(shí)間限定為1小時(shí)或更長(zhǎng)的理由是，如果短于1小時(shí)，在燒結(jié)碳化物后作為第二相存在于該組織內(nèi)的碳化物不夠堅(jiān)固。滲碳處理在處理過程中將氣氛中的碳勢(shì)限定為1.2%或以上的理由是，如果低于1.2%，滲碳處理對(duì)含有1wtX左右碳的軸承鋼幾乎不起作用，不能獲得理想的表面部分硬度和理想的面積比，并且還不能精化碳化物。如果碳勢(shì)的上限最好為1.4%，以避免產(chǎn)生很多煤煙。將加熱溫度限制在840—87(TC之間的理由是，如果溫度低于該下限，如在碳勢(shì)中提到的，不能進(jìn)行理想的滲碳處理，而如果超過該上限，表面部分的晶粒尺寸會(huì)過大，析出巨大的碳化物會(huì)降低強(qiáng)度。艮P，因?yàn)榭箯垙?qiáng)度與晶粒尺寸的一l/2冪成比例，如果晶粒尺寸過大，強(qiáng)度將會(huì)下降。將加熱時(shí)間限制在3小時(shí)或更長(zhǎng)的理由是，因?yàn)槿绻麜r(shí)間短于3小時(shí)，就不能提供必要的脫碳深度。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，進(jìn)行處理以使已有的碳化物熔入組織內(nèi)，然后進(jìn)行滲碳處理，因此可以從組織內(nèi)的碳溶質(zhì)核中再次析出細(xì)小碳化物。因此，可以避免出現(xiàn)疲勞裂紋，保證剛度，并且延長(zhǎng)滾子元件的使用壽命。而且，滾子元件由用于軸承的大規(guī)模生產(chǎn)的軸承鋼制成，材料成本低，結(jié)果制造總成本低。在軸承鋼中，因?yàn)镴ISSUJ2特別適于大規(guī)模生產(chǎn)，所以理想地降低材料成本。在本發(fā)明的第四方面，經(jīng)過滲碳處理后的表面部分內(nèi)的球狀碳化物含量為理想的13—16%面積比。如果球狀碳化物的含量超過13%面積比，通微米級(jí)碳化物防止滑動(dòng)區(qū)形成的效應(yīng)及亞微米級(jí)碳化物使滑動(dòng)區(qū)層彌散的效應(yīng)更好，并且滑動(dòng)壽命提高。而且，考慮到成本，在氣體滲碳中，球狀碳化物的理想含量為16%面積比或更小。在本發(fā)明的第一到第四方面中，當(dāng)滾動(dòng)或在潤(rùn)滑狀態(tài)下時(shí)，從表面到最大剪切應(yīng)力作用深度的范圍隨載荷的改變而改變，但是意指從表面到深大約0.5mm的范圍。確定這一范圍作為上述條件的理由如下。即，該范圍內(nèi)是軸承鋼引起內(nèi)部的脫皮起點(diǎn)的最大作用范圍，如上所述，對(duì)碳的總含量、組織內(nèi)溶質(zhì)碳的含量和碳化物的含量進(jìn)行處理，從而提高強(qiáng)度，結(jié)果，實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)目的。附圖簡(jiǎn)要說明圖1為熱處理?xiàng)l件1的示圖；圖2為熱處理?xiàng)l件2的示圖；和圖3為熱處理?xiàng)l件3的示圖。具體實(shí)施例方式下面解釋本發(fā)明的特定實(shí)施例與對(duì)比示例。實(shí)施例l一4與對(duì)比示例1制備表1中示出制備兩種鋼，模仿車輛發(fā)動(dòng)機(jī)閥系統(tǒng)內(nèi)的凸輪的滾子從動(dòng)件中的滾子，制造五種滾子元件毛坯。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>接著，在圖l一圖3所示加熱條件下對(duì)這些滾子元件毛坯進(jìn)行處理，以制造用于測(cè)試脫皮的滾子(實(shí)施例l一4與對(duì)比示例1)。圖1所示的熱處理?xiàng)l件1包括在850'C，碳勢(shì)為1.3%的氣氛下，進(jìn)行3小時(shí)的熱處理，然后油冷到80'C。圖2所示的熱處理?xiàng)l件2包括在95(TC，碳勢(shì)為1.1%的氣氛下，進(jìn)行2小時(shí)的加熱，然后油冷到80。C，接著，在850。C，碳勢(shì)為1.3%的氣氛下，進(jìn)行3.5小時(shí)的加熱，然后油冷到8(TC。圖3所示的熱處理?xiàng)l件3包括在930°C，碳勢(shì)為0.8%的氣氛下，進(jìn)行5小時(shí)的加熱，接著，在850'C，碳勢(shì)為0.8%的氣氛下，進(jìn)行0.7小時(shí)的熱處理，然后油冷到8(TC。盡管未示出上述三個(gè)熱處理中的圖，在每一條件下，最后都在160'C進(jìn)行2小時(shí)的回火處理。表2示出由此制成的滾子的實(shí)施例1—4與對(duì)比示例1的鋼的類型、熱處理?xiàng)l件和熱處理成本，表2的熱處理?xiàng)l件1A僅將熱處理1的時(shí)間改為5小時(shí)，熱處理?xiàng)l件1B僅將熱處理1的時(shí)間改為3.5小時(shí)。以成本低廉的順序由1到3列出熱處理成本。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>表3示出實(shí)施例l一4與對(duì)比示例1的用于測(cè)試脫皮的滾子的滾動(dòng)面的表面硬度(HRC)，在滾動(dòng)面最上層表面內(nèi)的碳的總含量，在滾動(dòng)面最上層表面內(nèi)組織中的溶質(zhì)碳含量，從滾動(dòng)面最上層表面析出的球狀碳化物的含量(面積比)，從滾動(dòng)面最上層表面析出的球狀碳化物的最大顆粒直徑，距滾動(dòng)面最上層表面50um深度的位置處的奧氏體的含量(YR含量)，和在距滾動(dòng)面最上層表面50um深度的位置處的壓縮殘留應(yīng)力。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>評(píng)估測(cè)試實(shí)施例l一4和對(duì)比示例1中用于測(cè)試脫皮的滾子作為將被驅(qū)動(dòng)的氣缸，并將由JISFCD700(鑄鐵)構(gòu)成且經(jīng)過感應(yīng)淬火處理的滾子作為驅(qū)動(dòng)氣缸，將這二者結(jié)合成兩個(gè)氣缸測(cè)試設(shè)備。這兩個(gè)氣缸測(cè)試設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)氣缸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以便旋轉(zhuǎn)與其外周邊接觸的被驅(qū)動(dòng)氣缸，用于測(cè)試其使用壽命。在測(cè)試過程中，將潤(rùn)滑油加到兩氣缸間的接觸部分。滾動(dòng)面在測(cè)試滾子的滾動(dòng)面出現(xiàn)脫皮損耗并且振動(dòng)變大的時(shí)刻確定使用壽命。表3中也示出壽命測(cè)試結(jié)果。根據(jù)壽命測(cè)試結(jié)果，將對(duì)比實(shí)施例的壽命設(shè)為1，據(jù)此，示出壽命測(cè)試的結(jié)果。從上述結(jié)果中明顯得知，與對(duì)比示例1相比，創(chuàng)造性產(chǎn)品的實(shí)施例1一4極大提高了壽命。此外，與釆用表面滲碳鋼的對(duì)比示例相比，由于實(shí)施例l一4采用軸承鋼中最適宜大規(guī)模生產(chǎn)的JISSUJ2，材料成本特別低。此外，熱處理成本也低。權(quán)利要求1.一種由高碳鉻軸承鋼制成并經(jīng)過滲碳處理的滾子元件，所述滾子元件包括表面部分，該表面部分的范圍從滾動(dòng)面的表面到最大剪切應(yīng)力作用的深度之間，所述表面部分含有總含量為1.0—1.6wt％的碳；其中，所述表面部分的組織內(nèi)含有0.6—1.0wt％的溶質(zhì)碳；其中，在所述表面部分上析出碳化物，所述碳化物的含量為5—20％面積比，并且所有碳化物的顆粒尺寸為3μm或更小，其中，殘留奧氏體的含量為20—35vol％，其中，所述表面部分的壓縮殘留應(yīng)力為150—1000Mpa，并且其中，所述表面部分的表面硬度為64或以上的羅氏C級(jí)硬度，其中，所述高碳鉻軸承鋼為JISSUJ2。2.—種制造滾子元件的方法，包括如下步驟加熱加工毛坯，所述加熱在碳勢(shì)為1.2%或更高的滲碳?xì)夥障?、?40—870'C進(jìn)行3小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，以便進(jìn)行滲碳處理，所述加工毛坯由JISSUJ2軸承鋼制成并且已成形為預(yù)定的形狀；和淬火，用于在所述滲碳處理步驟后對(duì)所述加工毛坯進(jìn)行淬火，其中，所述滾子元件的表面部分的范圍從滾動(dòng)面的表面到最大剪切應(yīng)力作用的深度之間，所述表面部分含有1.0—1.6wt%的碳；所述表面部分的組織內(nèi)含有0.6—1.0wt。/。的溶質(zhì)碳；和在所述表面部分上析出碳化物，所述碳化物的含量為5—15%面積比，并且所有碳化物的顆粒尺寸為3um或更小，并且其中，殘留奧氏體的含量為20—35vol%，所述表面部分的壓縮殘留應(yīng)力為150—1000Mpa，并且所述表面部分的表面硬度為64或以上的羅氏C級(jí)硬度。3.—種制造滾子元件的方法，包括如下步驟用于加熱滾子元件的加工毛坯的第一加熱步驟，所述第一加熱步驟在碳勢(shì)為0.9—1.1%的滲碳?xì)夥障?、?30—970'C進(jìn)行1小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，以便將碳化物結(jié)合到所述組織內(nèi)，所述加工毛坯由JISSUJ2軸承鋼制成并且已成形為預(yù)定的形狀；第一淬火步驟，用于在所述第一加熱步驟后對(duì)所述加工毛坯進(jìn)行淬火；用于加熱所述加工毛坯的第二加熱步驟，所述第二加熱步驟在碳勢(shì)為1.2X或更高的滲碳?xì)夥障隆⒃?40—870'C進(jìn)行3小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，以便進(jìn)行滲碳處理；和第二淬火步驟，用于對(duì)所述加工毛坯進(jìn)行淬火，其中，所述滾子元件的表面部分的范圍從滾動(dòng)面的表面到最大剪切應(yīng)力作用的深度之間，所述表面部分含有1.0—1.6wt%的碳；所述表面部分的組織內(nèi)含有0.6—1.0wt%的溶質(zhì)碳；和在所述表面部分上析出碳化物，所述碳化物的含量為10—20%面積比，并且所有碳化物的顆粒尺寸為2um或更小，并且其中，殘留奧氏體的含量為20—35vol%，所述表面部分的壓縮殘留應(yīng)力為150—1000Mpa，并且所述表面部分的表面硬度為64或以上的羅氏C級(jí)硬度。全文摘要在車輛發(fā)動(dòng)機(jī)閥系統(tǒng)內(nèi)的凸輪設(shè)備的滾子元件內(nèi)，例如凸輪的滾子從動(dòng)件，避免在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生脫皮現(xiàn)象。通過對(duì)已加工滾子元件材料進(jìn)行加熱，加熱在碳勢(shì)為為1.2％或更高的滲碳?xì)夥障隆⒃?40-870℃進(jìn)行3小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間，從而進(jìn)行滲碳處理，然后進(jìn)行淬火處理，所述由軸承鋼制成的滾子元件材料已成形為預(yù)定的形狀。因此，其滾動(dòng)接觸表面到最大剪切應(yīng)力的作用深度之間的表面部分內(nèi)碳的總含量為1.0-1.6wt％，所述表面部分的組織內(nèi)含有0.6-1.0wt％的溶質(zhì)碳，且所述表面部分有析出的5-20％面積比的碳化物，而且顆粒直徑為3μm或更小。文檔編號(hào)C21D9/36GK101440724SQ20081000326公開日2009年5月27日申請(qǐng)日期2003年7月30日優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日發(fā)明者后藤將夫,木澤克彥申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特