軸承部件、滾動(dòng)軸承以及軸承部件的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及軸承部件、滾動(dòng)軸承以及軸承部件的制造方法,更具體涉及即使在其 嚴(yán)苛的使用環(huán)境中仍能確保高度耐久性的軸承部件、滾動(dòng)軸承以及軸承部件的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為提高軸承部件耐久性的措施,在淬火之前將碳和氮引入軸承部件表面層 部分的碳氮共滲處理是已知的[參見(jiàn)例如日本專(zhuān)利公開(kāi)第5-118336號(hào)(PTD 1)和第 2012-31456號(hào)(PTD 2)]。已知該碳氮共滲處理提高了滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)疲勞壽命,特別是滾 動(dòng)軸承在硬質(zhì)異物會(huì)侵入滾動(dòng)軸承的環(huán)境(異物侵入環(huán)境)中的壽命。碳氮共滲處理是這 樣一種處理方法,即在包含氨氣、一氧化碳、二氧化碳和氫氣的氣氛中將鋼制軸承部件加熱 到Al轉(zhuǎn)變溫度以上的溫度范圍,從而將碳引入軸承部件的表面層部分,或者將氮引入表面 層部分,同時(shí)抑制表面層部分脫碳。
[0003] 關(guān)于此碳氮共滲處理,有人提出調(diào)整下式(1)定義的a。*和下式(2)定義的α,從 而將表面層部分的碳濃度保持在合適水平,并提高氮的引入速率,由此提高碳氮共滲處理 的效率[參見(jiàn)例如日本專(zhuān)利公開(kāi)第2007-277648號(hào)(PTD 3)]。 L0009J 參=考又獻(xiàn)列農(nóng)
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種由鋼制成的軸承部件,所述鋼包含0. 95質(zhì)量%以上至I. 10質(zhì)量%以下的碳, 0. 05質(zhì)量%以上至低于0. 3質(zhì)量%的娃,0. 10質(zhì)量%以上至0. 50質(zhì)量%以下的猛,以及 1. 30質(zhì)量%以上至2. 00質(zhì)量%以下的鉻,余量為鐵和雜質(zhì),其中 表面層區(qū)域具有0. 2質(zhì)量%以上至0. 7質(zhì)量%以下的平均氮濃度,所述表面層區(qū)域限 定為從所述軸承部件與另一部件滾動(dòng)接觸的接觸表面延伸到不超過(guò)20ym深度的區(qū)域;以 及 在所述表面層區(qū)域中,每100Um2存在5個(gè)以上直徑為0. 5ym以下的碳化物。
2. 如權(quán)利要求1所述的軸承部件,其特征在于,從表面延伸到不超過(guò)20ym深度的整個(gè) 區(qū)域的平均氮濃度為〇. 7質(zhì)量%以下。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的軸承部件,其特征在于,所述接觸表面具有700HV以上的硬 度。
4. 如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的軸承部件,其特征在于,所述接觸表面具有20體 積%以上至35體積%以下的殘留奧氏體。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的軸承部件,其特征在于,整個(gè)軸承部件中殘留奧氏 體的平均數(shù)量為18體積%以下。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的軸承部件,其特征在于,軸承部件硬度的最大值與 最小值之差為130HV以上,該差值由硬度分布確定,所述硬度分布在軸承部件于500°C保持 1小時(shí)后,在垂直于所述接觸表面的橫截面中沿深度方向測(cè)得。
7. 如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的軸承部件,其特征在于, 在所述表面層區(qū)域中形成碳氮共滲層;以及 在未形成所述碳氮共滲層的區(qū)域中,析出物的面積比為7%以下。
8. 如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的軸承部件,其特征在于,在所述接觸表面以外的表 面中存在析出物。
9. 如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的軸承部件,其特征在于,所述表面層區(qū)域通過(guò)進(jìn)行 碳氮共滲處理而發(fā)生氮化,使得式(1)定義的a。*為0. 88以上至1. 27以下,式(2)定義的 a為0. 012以上至0. 020以下:
其中Pn是未分解的氨氣的分壓,PH是氫氣分壓。
10. 如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的軸承部件,其特征在于, 所述表面層區(qū)域通過(guò)在820°C以上至900°C以下的溫度下進(jìn)行碳氮共滲處理而發(fā)生氮 化;以及 在所述碳氮共滲處理之后,在170°C以上至220°C以下的溫度下進(jìn)行回火處理。
11. 一種滾動(dòng)軸承,它包含: 座圈組件;以及 設(shè)置成與所述座圈組件接觸的滾動(dòng)元件,其中 所述座圈組件和所述滾動(dòng)元件中的至少一個(gè)是權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)所述的軸承部 件。
12. -種制造軸承部件的方法,它包括以下步驟: 制備鋼制成形體,所述鋼包含〇. 95質(zhì)量%以上至1. 10質(zhì)量%以下的碳,0. 05質(zhì)量%以 上至低于0. 3質(zhì)量%的娃,0. 10質(zhì)量%以上至0. 50質(zhì)量%以下的猛,以及1. 30質(zhì)量%以上 至2. 00質(zhì)量%以下的鉻,余量為鐵和雜質(zhì); 通過(guò)在包含氨氣、一氧化碳、二氧化碳和氫氣的碳氮共滲氣氛中將所述成形體加熱到 碳氮共滲溫度來(lái)對(duì)所述成形體進(jìn)行碳氮共滲處理;以及 通過(guò)在包含氨氣、一氧化碳、二氧化碳和氫氣的擴(kuò)散氣氛中將經(jīng)過(guò)碳氮共滲處理的成 形體保持在等于或低于所述碳氮共滲溫度的擴(kuò)散溫度下,在所述成形體中擴(kuò)散氮; 所述碳氮共滲氣氛具有設(shè)定為〇. 88以上至1. 27以下的a。*和設(shè)定為0. 012以上至 0. 020以下的a,所述擴(kuò)散氣氛具有設(shè)定為〇. 88以上至1. 27以下的a。*和設(shè)定為0. 003以 上至0.012以下的a,其中所述a。*和所述a分別由式(1)和式(2)定義:
其中Pn是未分解的氨氣的分壓,PH是氫氣分壓。
13. 如權(quán)利要求12所述的制造軸承部件的方法,進(jìn)一步包括在所述成形體中擴(kuò)散氮的 所述步驟之后進(jìn)行回火處理的步驟,即將所述成形體加熱到170°C以上至220°C以下的溫 度范圍,然后冷卻所述成形體。
【專(zhuān)利摘要】用鋼制備各自用作軸承部件的外圈(11)、內(nèi)圈(12)和滾珠(3),所述鋼包含0.95質(zhì)量%以上至1.10質(zhì)量%以下的碳,0.05質(zhì)量%以上至低于0.3質(zhì)量%的硅,0.10質(zhì)量%以上至0.50質(zhì)量%以下的錳,以及1.30質(zhì)量%以上至2.00質(zhì)量%以下的鉻,余量為鐵和雜質(zhì)。從外圈滾道表面(11A)、內(nèi)圈滾道表面(12A)和滾珠滾動(dòng)表面(13A)延伸不超過(guò)20μm深度的區(qū)域限定為表面層區(qū)域(11B、12B、13B),它具有0.2質(zhì)量%以上至0.7質(zhì)量%以下的平均氮濃度,其中所述表面各自是軸承部件與另一部件滾動(dòng)接觸的表面。在表面層區(qū)域(11B、12B、13B)中,每100μm2存在5個(gè)以上直徑為0.5μm以下的碳化物。
【IPC分類(lèi)】F16C33-62, C23C8-32, C21D1-06, C22C38-00, C21D9-40, F16C33-64, F16C33-56, F16C19-22, C23C8-80, C21D1-76, F16C19-02, C22C38-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104718305
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380053951
【發(fā)明人】佐藤大介, 大木力
【申請(qǐng)人】Ntn株式會(huì)社
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2013年10月16日
【公告號(hào)】EP2910657A1, WO2014061699A1