專利名稱：：差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)、差動(dòng)裝置構(gòu)件、制造差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的方法和制造差動(dòng)裝置構(gòu)件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明總體涉及差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)、差動(dòng)裝置構(gòu)件、制造差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的方法和制造差動(dòng)裝置構(gòu)件的方法，具體地涉及延長(zhǎng)壽命抵抗疲勞的差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)、差動(dòng)裝置構(gòu)件、制造差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的方法和制造差動(dòng)裝置構(gòu)件的方法。
背景技術(shù)：
：由滾動(dòng)體、軸承環(huán)和保持架形成深溝珠軸承、圓錐滾子軸承和其它類似滾動(dòng)軸承。當(dāng)滾動(dòng)體在諸軸承環(huán)之間滾動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體與軸承環(huán)中線接觸。由此，當(dāng)軸承的凸起區(qū)域較小時(shí)，能夠有利地獲得一較大的載荷支承能力和較高的剛性。因此，滾動(dòng)軸承適合用于例如較少潤(rùn)滑、高旋轉(zhuǎn)速度工作等的嚴(yán)峻條件下的支承結(jié)構(gòu)，例如用于支承一汽車的差速器的一結(jié)構(gòu)中。在這一汽車的差速器支承結(jié)構(gòu)中，軸承的諸零件隨著它們的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)生疲勞。為了增加這些零件的使用壽命，進(jìn)行一熱處理。尤其是，例如在對(duì)零件淬火時(shí)，它們?cè)谝画h(huán)境RX氣體中加熱，并進(jìn)一步用引入其中的氨氣對(duì)它們的表層進(jìn)行部分滲碳氮處理，例如在日本專利公開號(hào)8—4774和11一101247中所揭示的。這滲碳氮處理能使表層部分變硬和在一微觀結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生被保持的奧氏體，以延長(zhǎng)滾動(dòng)接觸疲勞使用壽命。但是，一汽車差速器支承結(jié)構(gòu)承受主要基本重力的徑向載荷。并且在汽車差速器支承結(jié)構(gòu)中，通過在支承差速器的滾動(dòng)體上施加一相當(dāng)大的徑向載荷來防止一小齒輪和一側(cè)向齒輪在一變化的位置嚙合。此外在汽車的差速器支承結(jié)構(gòu)中，小齒輪和側(cè)向齒輪帶有一螺旋角裝配。這產(chǎn)生推力。而且，為了允許小齒輪和側(cè)向齒輪的裝配部分平穩(wěn)，在支承差速器的滾動(dòng)件上施加一相當(dāng)大的推力預(yù)載荷。這些載荷相結(jié)合以及支承差速器的滾動(dòng)體上相當(dāng)大的推力載荷。為了獲得足夠的滾動(dòng)疲勞特性，該結(jié)構(gòu)需要有一充分大的尺寸，這是縮小差速器尺寸的障礙。此外，上述滲碳氮處理是一擴(kuò)散碳和氮的過程。這要求將一高溫保持一較長(zhǎng)的時(shí)期。由此，例如產(chǎn)生了一粗化結(jié)構(gòu)和難以得到提高的抗裂強(qiáng)度。并且，隨著獲得了較多的奧氏體，長(zhǎng)期的尺寸變化率增加了，這也是處長(zhǎng)使用壽命的一個(gè)障礙。依靠設(shè)計(jì)一合金鋼，用于提供一被調(diào)節(jié)的成分，防止?jié)L動(dòng)疲勞，能夠保證延長(zhǎng)使用壽命、提高防裂強(qiáng)度和避免一長(zhǎng)期的尺寸變化。但是，依靠設(shè)計(jì)該合金鋼不利地增加了原材料成本。隨著未來的軸承將被使用在高溫下、施加的大載荷的環(huán)境中，將要求該軸承能比傳統(tǒng)情況在更大載荷、更高溫度之下可工作。由此，要求一軸承具有較大強(qiáng)度、較長(zhǎng)使用壽命、防止?jié)L動(dòng)接觸疲勞和較高的抗裂強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性。此外，還需要延長(zhǎng)抗疲勞壽命的差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)中的軸承構(gòu)件以及差動(dòng)裝置的齒輪、軸和其它構(gòu)件。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了延長(zhǎng)抗疲勞壽命的差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)、差動(dòng)裝置構(gòu)件、制造差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的方法和制造差動(dòng)裝置構(gòu)件的方法。在一方面中，本發(fā)明提供一種可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承一差動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在差動(dòng)裝置處的一內(nèi)環(huán)、設(shè)置在被形成為圍繞該差動(dòng)裝置的一外周邊部分處的一外環(huán)以及在內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間滾動(dòng)的一滾動(dòng)體，其中內(nèi)環(huán)、外環(huán)和滾動(dòng)體中的至少一個(gè)具有一氮富集層和具有落在超過10的一范圍內(nèi)的一奧氏體晶粒號(hào)。按照本發(fā)明，在一方面中提供一較小奧氏體晶粒尺寸的內(nèi)環(huán)、外環(huán)和滾動(dòng)體中的至少任何一個(gè)，使顯著提高抗裂強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性和滾動(dòng)接觸疲勞使用壽命。此外，這還使差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)和從而差動(dòng)裝置的尺寸得以縮小。對(duì)于奧氏體晶粒尺寸號(hào)為10或以下，任何顯著的改進(jìn)滾動(dòng)疲勞使用壽命是不可能的，因此該晶粒號(hào)是大于IO，較佳的是ll或以上。雖然希望有進(jìn)一步更細(xì)的奧氏體晶粒，通常超過13的晶粒尺寸號(hào)是難以實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)注意上述氮富集層由滲碳氮處理構(gòu)成，這在下文中將予以闡述。氮富集層可以是或可以不是富集了碳。內(nèi)環(huán)、外環(huán)和/或滾動(dòng)體的奧氏體晶粒是在當(dāng)它被滲碳氮時(shí)受顯著影響的一表層部分內(nèi)或比表層部分在內(nèi)部的一部分中都是不變的。因此，將該表層部分和該內(nèi)部設(shè)定為用于上述晶粒號(hào)范圍的研究對(duì)象的位置。還應(yīng)注意奧氏體晶粒涉及在熱處理期間產(chǎn)生相變的奧氏體的晶粒和在通過冷卻奧氏體轉(zhuǎn)變成馬丁體之后晶粒保留的微量。本發(fā)明在另一方面提供一可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承一差動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在差動(dòng)裝置處的一內(nèi)環(huán)、設(shè)置在被形成為圍繞該差動(dòng)裝置的一外周邊部分的一外環(huán)以及在內(nèi)環(huán)與外形之間滾動(dòng)的一滾動(dòng)體，其中內(nèi)環(huán)、外環(huán)和滾動(dòng)體中的至少一個(gè)具有一氮富集層和提供不小于2650兆帕的一斷裂應(yīng)力。還發(fā)現(xiàn)在超過一A！轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度下進(jìn)行滲碳氮、然后冷卻至低于A,轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度、隨后再加熱至高于A,轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度范圍并被淬火的鋼可以設(shè)有一氮富集層，該氮富集層允許該鋼提供傳統(tǒng)上沒有實(shí)現(xiàn)的、不小于2650兆帕的一斷裂應(yīng)力。由此，能夠獲得在斷裂應(yīng)力方向優(yōu)越于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和在強(qiáng)度方面大于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)。本發(fā)明在又一方面提供可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承一差動(dòng)裝置的一結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在差動(dòng)裝置處的一內(nèi)環(huán)、設(shè)置在被形成為圍繞該差動(dòng)裝置的一外周邊部分處的一外環(huán)以及在內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間滾動(dòng)的一滾動(dòng)體；其中內(nèi)環(huán)、外環(huán)和滾動(dòng)件中的至少一個(gè)具有一氮富集層并具有小于百萬分之0.5的氫含量。本發(fā)明在又一方面能減少由于氫而產(chǎn)生的鋼的脆性。如果鋼具有超過百萬分之0.5的氫含量，該鋼就降低了抗裂強(qiáng)度。這樣一種鋼不充分地適用于經(jīng)受重載荷的一差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)。一低的氫含量是所希望的。但是，氫含量下降到小于百萬分之0.3要求長(zhǎng)時(shí)期的熱處理，這造成奧氏體晶粒尺寸的增加，從而損壞韌性(toughness)。因此，希望氫含量在百萬分之0.3至0.5的范圍內(nèi)，更希望在百萬分之0.35至0.45的范圍內(nèi)。在測(cè)量上述氫含量方面，不測(cè)量可擴(kuò)散的氫，僅測(cè)量在一預(yù)定溫度或更高溫度下從鋼釋放的不可擴(kuò)散的氫。在小尺寸的一試樣中的可擴(kuò)散的氫甚至在室溫下就從該試樣釋放并擴(kuò)散。不可擴(kuò)散的氫被限制在鋼中的任何缺陷之中，僅在一預(yù)定的加熱溫度或更高溫度下才從該試樣釋放。即使僅測(cè)量不可擴(kuò)散的氫，但氫含量依據(jù)測(cè)量方法顯著變化。氫含量的上述范圍由熱電導(dǎo)率確定。此外，如下面詳細(xì)地所述，可以由一LECODH—103氫測(cè)定儀或類似測(cè)量裝置進(jìn)行該項(xiàng)測(cè)定。在該差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)中，該差動(dòng)裝置較佳地由一圓錐滾子軸承或一深溝滾珠軸承(deepgrooveballbearing)可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持住。這允許使用一簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)構(gòu)造差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)，還能提供帶有提高的抗裂強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性和延長(zhǎng)的滾動(dòng)接觸疲勞使用壽命的該結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的另一方面提供了一種差動(dòng)裝置構(gòu)件，包括能以不同速率分別運(yùn)行兩個(gè)輪件的一齒輪以及連接于該齒輪的一軸。該構(gòu)件具有一氮富集層和具有超過10的奧氏體晶粒尺寸號(hào)。出于如前所述差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的相同理由，包含具有小直徑的奧氏體顆粒的構(gòu)件可以顯著地提高抗裂強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定性和抗疲勞壽命。本發(fā)明的又一個(gè)方面提供了一種差動(dòng)裝置構(gòu)件，包括能以不同速率分別運(yùn)行兩個(gè)輪件的一齒輪以及連接于該齒輪的一軸。該構(gòu)件具有一氮富集層并提供不小于2650兆帕的一斷裂應(yīng)力值。出于如前所述差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的相同理由，因而可以獲得與傳統(tǒng)裝置相比具有較高斷裂應(yīng)力值并因而強(qiáng)度大于傳統(tǒng)裝置的差動(dòng)裝置。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種差動(dòng)裝置構(gòu)件，包括能以不同速率分別運(yùn)行兩個(gè)輪件的一齒輪以及連接于該齒輪的一軸。該構(gòu)件具有一氮富集層和不大于百萬分之0.5的氫含量。因而，出于如前所述差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的相同理由，可以減少氫屬性、鋼的脆性。本發(fā)明提供一種制造可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承一差動(dòng)裝置的一結(jié)構(gòu)的方法，該結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在差動(dòng)裝置處的一內(nèi)環(huán)、設(shè)置在被形成為圍繞該差動(dòng)裝置的一外周邊部分處的一外環(huán)和在內(nèi)環(huán)與外環(huán)之間滾動(dòng)的一滾動(dòng)體；其中，在高于一A,轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度對(duì)鋼滲碳氮，然后冷卻至低于該A,轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度，隨后將該鋼再加熱至不低于該A,轉(zhuǎn)變點(diǎn)的、低于對(duì)鋼進(jìn)行滲碳氮的溫度的一溫度范圍，然后對(duì)該鋼進(jìn)行淬火，用于產(chǎn)生內(nèi)環(huán)、外環(huán)和滾動(dòng)體中的至少任何一個(gè)。本發(fā)明提供了一種制造差動(dòng)裝置構(gòu)件的方法，該差動(dòng)裝置構(gòu)件包括能以不同速率分別運(yùn)行兩個(gè)輪件的一齒輪以及連接于該齒輪的一軸。在超過一Ai轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度下對(duì)鋼進(jìn)行滲碳氮，然后冷卻至低于A!轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度，隨后將鋼再次加熱至不低于Ai轉(zhuǎn)變點(diǎn)且低于對(duì)鋼施加滲碳氮的溫度的一溫度范圍，然后鋼被淬火以制造該構(gòu)件。在制造差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)和制造差動(dòng)裝置構(gòu)件的本方法中，在對(duì)鋼滲碳氮之后，該鋼被冷卻至不高于Ai轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度，然后最終進(jìn)行淬火。能夠獲得一較細(xì)的奧氏體晶粒尺寸，其結(jié)果，能夠改進(jìn)擺錘式?jīng)_擊性能、斷裂韌性、抗裂強(qiáng)度、抗疲勞壽命等。另外，例如通過冷卻到奧氏體轉(zhuǎn)變的一溫度，在滲碳氮中的奧氏體晶粒邊界與最終淬火中的情況無關(guān)。此外，最后淬火溫度低于滲碳氮溫度，從而被滲碳氮處理所影響的、在表層中不溶解的碳素體的數(shù)量與在滲碳氮處理中的該數(shù)量相比則增加了。因此，不溶解的碳素體的比例增加了，而在最后淬火中的加熱溫度下奧氏體的比例比在滲碳氮處理中的那些比例是下降了。另外，從鐵一碳雙相圖中可知在碳素體和奧氏體共存的區(qū)域內(nèi)，隨著淬火溫度下降，在碳的固態(tài)溶體中的碳和奧氏體的濃度下降。當(dāng)增加最后淬火溫度時(shí)，由于保留了防止奧氏體晶粒增長(zhǎng)的大量的未溶解碳，使奧氏體晶粒變得較細(xì)。而且，通過淬火從奧氏體轉(zhuǎn)變到馬丁體的結(jié)構(gòu)具有一較低的碳濃度，從而該結(jié)構(gòu)與從滲碳氮溫度淬火的結(jié)構(gòu)相比有較高的韌性。在制造差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)和制造差動(dòng)裝置構(gòu)件的本方法中，較佳地將鋼加熱到790'C至83(TC的一溫度范圍，然后對(duì)它淬火。將該鋼再次加熱至一溫度，以使幾乎不允許在對(duì)鋼淬火之前奧氏體晶粒得以增長(zhǎng)。由此，能夠獲得較細(xì)的奧氏體晶粒尺寸。奧氏體晶體顆?？梢允侨魏尉哂幸活w粒邊界的奧氏體晶體顆粒，該顆粒邊界可以在經(jīng)過顯露顆粒邊界的加工之后觀察到，例如，用于感興趣構(gòu)件的金相樣本的蝕刻加工。奧氏體晶體顆?？梢员环Q為在先奧氏體顆粒，其中具有剛剛才加熱并準(zhǔn)備經(jīng)受低溫淬火的顆粒邊界。為了測(cè)量顆粒的尺寸，JIS規(guī)定的顆粒尺寸號(hào)的平均值可以轉(zhuǎn)化成獲得一平均顆粒直徑，或者可以使用攔截方法等，其中將一直線沿一任意方向放置在金相結(jié)構(gòu)上，以獲得一在直線遇到顆粒邊界處的兩點(diǎn)之間的平均長(zhǎng)度。從以下結(jié)合附圖的本發(fā)明的敘述中，本發(fā)明的上述和其它目的、特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。圖1A是在一第一實(shí)施例中、本發(fā)明的一差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的一示意剖視圖，以及，圖1B是對(duì)應(yīng)于在第一實(shí)施例中、本發(fā)明的差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的一圓錐滾子軸承的一示意剖視圖；圖2是示出在第一實(shí)施例中的一熱處理方法的過程圖；圖3是示出在第一實(shí)施例中的熱處理方法的一示例性變化情況的過程圖；圖4A示出了如在本發(fā)明的一例子中的一軸承零件中所看到的那樣，一差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的一零件的一微觀結(jié)構(gòu)，尤其是一奧氏體晶粒，以及，圖4B示出了如在一傳統(tǒng)軸承零件中所看到的情況；圖5A示出了圖4A所示的一奧氏體晶粒邊界，以及，圖5B示出了圖4B的對(duì)應(yīng)情況；圖6是對(duì)應(yīng)于在一第二實(shí)施例中、本發(fā)明的一差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的一深溝滾珠軸承的一示意剖視圖；圖7示出了用于靜態(tài)壓力疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)(測(cè)試斷裂應(yīng)力)的一樣品；圖8A是一滾動(dòng)接觸疲勞使用壽命試驗(yàn)儀的一示意正視圖，以及，圖8B是它的示意側(cè)視圖；以及圖9是用于一靜態(tài)斷裂韌性試驗(yàn)的一樣品。具體實(shí)施方式現(xiàn)在參照附圖將以實(shí)施例敘述本發(fā)明。第一實(shí)施例參照?qǐng)D1A，示出了一差動(dòng)裝置10和圍繞差動(dòng)裝置10的外周邊部分19a、19b。如該圖所示，差動(dòng)裝置10與向左側(cè)延伸的一驅(qū)動(dòng)小齒輪件20嚙合。驅(qū)動(dòng)小齒輪件20旋轉(zhuǎn)將動(dòng)力傳至差動(dòng)裝置10。另外，差動(dòng)裝置10具有與其連接的軸17a、17b，如該圖垂直方向所示。當(dāng)軸17a、17b接受來自驅(qū)動(dòng)小齒輪件20的動(dòng)力時(shí)它們就轉(zhuǎn)動(dòng)。一差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)1相對(duì)于外周邊部分19a、19b或其它類似固定件可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承差動(dòng)裝置IO、驅(qū)動(dòng)小齒輪件20和軸17a、17b。差動(dòng)裝置10主要具有驅(qū)動(dòng)小齒輪件20、軸17a和17b、一小齒輪軸18、一環(huán)齒輪8、小齒輪14a和14b、側(cè)向齒輪9a和9b以及一差動(dòng)裝置殼體15。軸17a和17b各自具有一帶有連接于其上的兩個(gè)輪件(圖中未示出)的端部。環(huán)齒輪8、小齒輪14a和14b及側(cè)向齒輪9a和9b構(gòu)造成差動(dòng)裝置10的齒輪，用于以不同的速率分別運(yùn)行兩個(gè)輪件。軸17a和17b及小齒輪軸18構(gòu)造成差動(dòng)裝置10的軸。由一螺栓16將環(huán)齒輪8固定于殼體15，環(huán)齒輪8與設(shè)置在驅(qū)動(dòng)小齒輪件20的一端處的一驅(qū)動(dòng)小齒輪20a嚙合。在殼體15內(nèi)，設(shè)置有小齒輪14a和14b以及側(cè)向齒輪9a和9b。殼體15具有與其連接的小齒輪軸18，小齒輪14a和14b都裝配在該小齒輪軸18上。由此，環(huán)齒輪8及小齒輪14a和14b連接于小齒輪軸18。如該圖所示，小齒輪14a和14b被設(shè)置成在左和右側(cè)相互相對(duì)并圍繞小齒輪軸18可轉(zhuǎn)動(dòng)。如該圖所示，側(cè)向齒輪9a和9b被設(shè)置成沿垂直方向相互相對(duì)。側(cè)向齒輪9a和9b各自與各個(gè)小齒輪14a和14b相嚙合。如該圖所示，側(cè)向齒輪9a和9b分別連接于和上軸17a和17b。在本實(shí)施例中，差動(dòng)裝置的工作將如下所述。當(dāng)驅(qū)動(dòng)小齒輪件20轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將動(dòng)力傳到環(huán)齒輪8，以使差動(dòng)裝置殼體15、環(huán)齒輪8、小齒輪14a和14b、側(cè)向齒輪9a和9b以及軸17a和17b—起圍繞軸17a和17b旋轉(zhuǎn)。例如，如果在本實(shí)施例中差動(dòng)裝置IO應(yīng)用于一汽車和該汽車在一平坦的道路上筆直向前進(jìn)，兩軸17a和17b經(jīng)受相同的阻力。因此，在殼體中小齒輪14a和14b以及側(cè)向齒輪9a和9b不轉(zhuǎn)動(dòng)。由此，兩軸17a和17b以相同的轉(zhuǎn)動(dòng)速度轉(zhuǎn)動(dòng)?？墒牵?dāng)汽車轉(zhuǎn)向或行駛在一高低不平的道路上時(shí)，兩軸17a和17b承受不同的阻力。這阻力差引起小齒輪14a和14b圍繞小齒輪軸18轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，連接于經(jīng)受較大阻力的軸(例如軸17a)的側(cè)向齒輪(例如側(cè)齒輪9a)的轉(zhuǎn)動(dòng)的下降分給連接于經(jīng)受較小阻力的軸的側(cè)向齒輪(例如側(cè)向齒輪9b)。其結(jié)果，經(jīng)受較小阻力的軸17b比經(jīng)受較大阻力的軸17a具有一更快的轉(zhuǎn)速以傳遞能量，以使連接于每根軸17a和17b的兩個(gè)輪件分別以不同速率運(yùn)行。在本實(shí)施例中，差動(dòng)裝置10由一具有氮富集層和超過10的一奧氏體晶粒尺寸號(hào)的構(gòu)件(驅(qū)動(dòng)小齒輪件20、軸17a和17b、小齒輪軸18、環(huán)齒輪8、小齒輪14a和14b、側(cè)向齒輪9a和9b以及一差動(dòng)裝置殼體15)構(gòu)成。在本實(shí)施例中，差動(dòng)裝置10由一具有氮富集層并提供不小于2650兆帕的一斷裂應(yīng)力的構(gòu)件(驅(qū)動(dòng)小齒輪件20、軸17a和17b、小齒輪軸18、環(huán)齒輪8、小齒輪14a和14b、側(cè)向齒輪9a和9b以及一差動(dòng)裝置殼體15)構(gòu)成。在本實(shí)施例中，差動(dòng)裝置10由一具有氮富集層和小于百萬分之0.5的氫含量的構(gòu)件(驅(qū)動(dòng)小齒輪件20、軸17a和17b、小齒輪軸18、環(huán)齒輪8、小齒輪14a和14b、側(cè)向齒輪9a和9b以及一差動(dòng)裝置殼體15)構(gòu)成。參照?qǐng)D1A和1B，本發(fā)明提供由一圓錐滾子軸承l(wèi)a、一圓錐滾子軸承l(wèi)b和圓錐滾子軸承l(wèi)c和ld形成的一差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)l，如該圖所示，圓錐滾子軸承l(wèi)a設(shè)置在差動(dòng)裝置10的上端部與外周邊部分19b之間，圓錐滾子軸承l(wèi)b設(shè)置在差動(dòng)裝置10的下端部分與外周邊部分19b之間，圓錐滾子軸承l(wèi)c和ld設(shè)置在驅(qū)動(dòng)齒輪件20與外周邊部分19a之間。圓錐滾子軸承l(wèi)a包括一外環(huán)2a、一內(nèi)環(huán)3a、一圓錐滾子4a和一保持架5a。外環(huán)2a被設(shè)置在外周邊部分19b的一上、內(nèi)周邊表面處。內(nèi)環(huán)3a被設(shè)置成裝配在差動(dòng)裝置IO的上端部分處。圓錐滾子4a位于上環(huán)2a與內(nèi)環(huán)3a之間，并被保持架5a可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持住。圓錐滾子軸承l(wèi)b包括一外環(huán)2b、一內(nèi)環(huán)3b、一圓錐滾子4b和一保持架5b。外環(huán)2b被設(shè)置于外周邊部分19b的一下、內(nèi)周邊表面處。內(nèi)環(huán)3b被設(shè)置成裝配在差動(dòng)裝置IO的一下端部分處。圓錐滾子4b位于外環(huán)2b與內(nèi)環(huán)3b之間，并被保持架5b可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持住。圓錐滾子軸承l(wèi)c和ld包括外環(huán)2c和2d、內(nèi)環(huán)3c和3d、圓錐滾子4c和4d以及保持架5c和5d。外環(huán)2c和2d被設(shè)置在外周邊部分19a的一內(nèi)周邊表面處。內(nèi)環(huán)3c和3d被設(shè)置成裝配在驅(qū)動(dòng)小齒輪件20處。圓錐滾子4c和4d位于外環(huán)2c和2d以及內(nèi)環(huán)3c和3d之間，并按需要地被保持架5c和5d可轉(zhuǎn)地保持住。在本實(shí)施例中，差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)1具有含一氮富集層并提供一奧氏體晶粒號(hào)在超過10的一范圍內(nèi)的內(nèi)環(huán)3a—3d、外環(huán)2a—2d和圓錐滾子4a—4d中的至少一個(gè)。在本實(shí)施例中，差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)1具有含一氮富集層并允許一斷裂應(yīng)力不小于2650兆帕的內(nèi)環(huán)3a—3d、外環(huán)2a—2d和圓錐滾子4a—4d中的至少一個(gè)。在本實(shí)施例中，差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)1具有含一氮富集層和氫含量不大于百萬分之0.5的內(nèi)環(huán)3a—3d、內(nèi)環(huán)2a—2d和圓錐滾子4a-4中的至少一個(gè)?，F(xiàn)在將敘述包括對(duì)構(gòu)成差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)1或差動(dòng)裝置10構(gòu)件的內(nèi)環(huán)3a—3d、外徑2a—2d和圓錐滾子4a—4d中的至少一個(gè)進(jìn)行滲碳氮的熱處理。圖2示出了進(jìn)行主淬火和第二次淬火的熱處理圖，圖3示出了一熱處理圖，按照此圖在一淬火處理中一材料被冷卻到A,轉(zhuǎn)變點(diǎn)之下的一溫度，然后再次被加熱進(jìn)行最后的淬火。兩者都是本發(fā)明的示范性實(shí)施例。參照這些圖形。在過程1中，碳和氮通過一鋼基體擴(kuò)散，同時(shí)其中碳充分地溶解，然后冷卻到低于A,轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度。然后，在這些圖所示的過程T2中，再次加熱到低于在過程T!的溫度的一溫度，然后進(jìn)行油冷卻。與通過進(jìn)行滲碳氮和以后立即進(jìn)行一次淬火的普通或常規(guī)淬火比較，以上所討論的熱處理能夠提供提高的斷裂強(qiáng)度和減小的長(zhǎng)期尺寸變化速率，同時(shí)對(duì)材料的表層滲碳氮。這熱處理還能產(chǎn)生具有一晶粒尺寸小于傳統(tǒng)的一晶粒尺寸的一半或以上的奧氏體晶粒的一微觀結(jié)構(gòu)。因此，在本實(shí)施例中，進(jìn)行如以上所討論的熱處理的差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)能夠提高滾動(dòng)接觸疲勞使用壽命，并提高斷裂強(qiáng)度和下降長(zhǎng)期尺寸變化速率。此外，如先前所述經(jīng)過熱處理的本實(shí)施例的差動(dòng)裝置IO構(gòu)件允許差動(dòng)構(gòu)件IO具有增加的抗疲勞壽命、增加的防裂強(qiáng)度和減少的長(zhǎng)期尺寸變化率。如果僅希望氫含量落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，不需要為T2設(shè)定一溫度，即低于一滲碳氮加熱溫度T,(或一主淬火溫度)的一第二次淬火溫度，以及第二次淬火溫度T2可以等于或高于主淬火溫度T,。換句話說，如果丁2高于T,，仍舊能夠獲得落在本發(fā)明范圍內(nèi)的一氫含量。但是，通過將第二次淬火溫度設(shè)定為低于主淬火溫度，能夠獲得一下降的氫含量，此外能夠?qū)崿F(xiàn)超過10的一奧氏體晶粒尺寸號(hào)。由此，希望T2小于Tj。上述熱處理均允許對(duì)其進(jìn)行滲碳氮處理，以制造稱為"滲碳氮層"的氮富集層。由于用于滲碳氮處理的材料，即鋼，具有高的碳濃度，正常滲碳氮處理的大氣中的碳不會(huì)容易地進(jìn)入鋼的表面。例如，使用具有高碳濃度(大約1%重量)的鋼，滲碳層可以具有比該值更高的碳濃度，或者滲碳層可以構(gòu)成為碳濃度不比該值更高。然而，在通常的鋼中，氮濃度通常低至大約不高于0.025wt^，盡管其取決于Cr等的濃度。因此，顯然可以形成氮富集層而與原鋼中的碳濃度無關(guān)。應(yīng)當(dāng)理解的是，上述氮富集層還可以富集了碳。圖4A和4B示出了差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)的一零件的微觀結(jié)構(gòu)，尤其是奧氏體晶粒。圖4A示出了本發(fā)明的一軸承零件，圖4B示出了一傳統(tǒng)軸承零件。即，圖4A示出了進(jìn)行了如圖2所示的熱處理的一軸承鋼的奧氏體的晶粒尺寸。為了比較，圖4B示出了進(jìn)行了傳統(tǒng)熱處理的一軸承鋼的奧氏體的晶粒尺寸。圖5A和4B示意地示出了圖4A和4B所示的奧氏體的晶粒尺寸。在具有奧氏體的晶粒尺寸的結(jié)構(gòu)中，傳統(tǒng)奧氏體的晶粒直徑是由JIS所規(guī)定的晶粒尺寸號(hào)為10，同時(shí)本發(fā)明的通過其熱處理的奧氏體的晶粒直徑是12號(hào)，因此看到了較細(xì)的晶粒。并且，圖4A中的平均晶粒直徑用截?cái)喾椒?interceptmethod)測(cè)量是5.6微米。第二實(shí)施例參照?qǐng)D6，本實(shí)施例提供用深溝滾珠軸承7a—7d代替圓錐滾子軸承l(wèi)a—ld的差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)。深溝滾珠軸承7a包括一外環(huán)2a、一內(nèi)環(huán)3a、一滾珠6a和一保持架5a。外環(huán)2a被設(shè)置在外周邊部分19b的一上、內(nèi)周邊表面處(見圖1A)。內(nèi)環(huán)3a被設(shè)置成裝配在差動(dòng)裝置IO的一上端部分處。滾珠6a位于外環(huán)2a與內(nèi)環(huán)3a之間、并被保持架5a可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持住。深溝滾珠軸承7b包括一外環(huán)2b、一內(nèi)環(huán)3b、一滾珠6b和一保持架5b。外環(huán)2b被設(shè)置在外周邊部分1%的一下內(nèi)周邊表面處。內(nèi)環(huán)3b被設(shè)置成裝配在差動(dòng)裝置10的一下端部分處。滾珠6a位于外環(huán)2b與內(nèi)環(huán)3b之間、并被保持架5b可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持住。深溝滾珠軸承7c和7d包括外環(huán)2c和2d、內(nèi)環(huán)3c和3d、滾珠6c和6d以及保持架5c和5d。外環(huán)2c和2d被設(shè)置在外周邊部分19a的一內(nèi)周邊表面處(見圖1A)。內(nèi)環(huán)3c和3d被設(shè)置成裝配在驅(qū)動(dòng)小齒輪件20處(見圖1A)。滾珠4c和4d位于外環(huán)2c和2d與內(nèi)環(huán)3c和3d之間，并如希望那樣被保持架5C和5d可轉(zhuǎn)動(dòng)地保持住。該結(jié)構(gòu)的其余部分基本等同于參照?qǐng)Dia和1B的第一實(shí)施例中所述的結(jié)構(gòu)。因此，相同的部分用相同的標(biāo)號(hào)表示，將不再對(duì)它們敘述。在本實(shí)施例中，差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)1具有含一氮富集層并提供一奧氏體晶粒號(hào)落在超過10的一范圍內(nèi)的內(nèi)環(huán)3a—3d、內(nèi)環(huán)2a—2d和滾珠6a—6d中的至少一個(gè)。在本實(shí)施例中，差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)具有含一氮富集層并允許一斷裂應(yīng)力不低于2650兆帕的內(nèi)環(huán)3a—3d、內(nèi)環(huán)2a—2d和滾珠6a—6d中的至少一個(gè)。在本實(shí)施例中，差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)具有含一氮富集層和氫含量不大于百萬分之0.5的內(nèi)環(huán)3a—3d、內(nèi)環(huán)2a—2d和滾珠6a—6d中的至少一個(gè)。例子將以舉例方式敘述本發(fā)明。例lJIS—SUJ2(1.0%重量的碳一0.25%重量的硅一0.4%重量的錳一1.5%重量的鉻)用于本發(fā)明的例l。表l所示的樣品是通過以下所述的步驟生產(chǎn)的樣品。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>1)由于不充分的淬火，這次不評(píng)價(jià)。樣品A—D:本發(fā)明的諸例子。于85(TC在RX氣體和氨氣的混合物的環(huán)境中保持150分鐘進(jìn)行滲碳氮。按圖6所述的熱處理圖，以85(TC的一滲碳氮溫度進(jìn)行主淬火，隨后加熱到低于滲碳氮溫度的78(TC至83(TC中的一溫度范圍中的一溫度。由于樣品A的淬火是不充分的，沒有試驗(yàn)第二次淬火溫度為78(TC的樣品A。樣品E和F:比較樣品這些樣品是通過與本發(fā)明的樣品A—D的相同步驟進(jìn)行滲碳氮，然后以等于或高于滲碳氮溫度85(TC的85(TC至870'C中的一溫度進(jìn)行第二次淬火。傳統(tǒng)的滲碳氮樣品比較例子于85(TC在RX氣體和氨氣的一混合物的一環(huán)境中保持150分鐘進(jìn)行滲碳氮。從滲碳氮溫度連續(xù)進(jìn)行淬火，不進(jìn)行第二次淬火。通常的淬火樣品比較例子沒有滲碳氮，通過加熱至85(TC進(jìn)行淬火，不進(jìn)行第二次淬火。對(duì)以上樣品，用以下所述方法進(jìn)行了以下試驗(yàn)(1)測(cè)量氫含量，(2)測(cè)量晶粒尺寸，(3)擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)，(4)測(cè)量斷裂應(yīng)力和(5)滾動(dòng)疲勞試驗(yàn)。I.關(guān)于例子l的試驗(yàn)方法(1)氫含量的測(cè)量由LECO公司制造的一DH—03氫測(cè)定儀確定氫含量，用于在一鋼材中不可擴(kuò)散的氫含量。不測(cè)量可擴(kuò)散的氫含量。LECODH—103氫測(cè)定儀的技術(shù)規(guī)格如下分析范圍0.01—50.00ppm分析精度±百萬分之0.1或±3%11(較高值)分析靈敏度0.01ppm檢測(cè)方法電導(dǎo)率樣品重量尺寸100毫克一35克(最大12毫米(直徑)X100毫米(長(zhǎng)度))爐子溫度范圍50°C—1100°C試劑無水高氯酸鎂Mg(C104)2，二氧化碳吸收劑和NaOH承載氣體氮?dú)庥?jì)量氣體氫氣(這兩氣體具有至少99.99%的純度和40磅/平方英寸的壓力(2.8公斤力/平方厘米2))試驗(yàn)步驟大致如下所述。由一專用的取樣器取得一樣品，將樣品和取樣器一起放入氫測(cè)定儀。其中可擴(kuò)散的氫被氮承載氣體引導(dǎo)至一熱電導(dǎo)率檢測(cè)器。在這例子中不測(cè)定擴(kuò)散的氫。然后，從取樣器中拿出的樣品在一電阻加熱器中加熱和由氮承載氣體將不擴(kuò)散的氫引導(dǎo)至熱電導(dǎo)率檢測(cè)儀。由熱電導(dǎo)率檢測(cè)儀測(cè)定熱導(dǎo)電率，用于確定不擴(kuò)散的氫的含量。(2)測(cè)量晶粒尺寸按照由JISG0551規(guī)定的測(cè)試一鋼材中奧氏體的晶粒尺寸的方法測(cè)量晶粒尺寸。(3)擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)按照由JISZ2242規(guī)定的關(guān)于一金屬材料的擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)方法進(jìn)行一擺錘式撞擊試驗(yàn)。其中所使用的一試件是由JISZ2202規(guī)定的一U槽口試件(JIS3號(hào)試件)。注意如以下所述，一擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)值是吸收能量E被橫截面積(0.8平方厘米)除的一數(shù)值。吸收能量E二WgR(cosp—cosa)擺錘重量W=25.438公斤重力加速度g=9.80665米/秒2從擺錘的轉(zhuǎn)動(dòng)軸中心至重心的距離=0.6569公尺擺錘提升角度a二146。擺錘上下運(yùn)動(dòng)的角度P(4)斷裂應(yīng)力的測(cè)量按圖7中的方向P施加一載荷，測(cè)量當(dāng)試件斷裂時(shí)的載荷。然后，將為一斷裂載荷的測(cè)量載荷按如下關(guān)于一彎曲梁的應(yīng)力計(jì)算公式轉(zhuǎn)換成一應(yīng)力。注意所采用的試件不局限于圖7所示的試件，可以是具有一不同形狀的任何試件。假設(shè)在如圖7所示的試件的凸起表面上的一纖維應(yīng)力(fiberstress)是q和在一凹入表面上的一纖維應(yīng)力是CT2，那么由下列公式(JSME機(jī)械工程師手冊(cè)，材料的A4強(qiáng)度，A4—40)確定(j!和a2。式中N表示包括環(huán)形試件的軸線的一剖面的一軸向力，A表示一截面面積，e,表示一外半徑，e2表示一內(nèi)半徑，以及r是彎曲梁的一截面模數(shù)。二(N/A)+{M/(Apo)}[l+e1/{r(p()+eI)}]cj2=(N/A)+{M/(APo)}[l-ei/{r(p0—ei)}]k=—(1/A)+/A{Ti/(p0+Ti)}dA(5)滾動(dòng)疲勞試驗(yàn)在表2中示出了關(guān)于一滾動(dòng)疲勞使用壽命試驗(yàn)的試驗(yàn)條件。參照?qǐng)D8A和8B，經(jīng)受滾動(dòng)疲勞使用壽命試驗(yàn)的一試件221由一驅(qū)動(dòng)輥211傳動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)與諸滾珠13接觸。諸滾珠13是由一導(dǎo)輥12引導(dǎo)而滾動(dòng)的3/4英寸滾珠。諸滾珠13在試件21上施加一大的表面壓力，同時(shí)試件21也在諸滾珠13上施加一大的表面壓力。II.關(guān)于例子1的試驗(yàn)結(jié)果(1)氫含量沒有另外被處理的傳統(tǒng)的滲碳氮試樣具有0.72ppm的一相當(dāng)大的氫含量。認(rèn)為一個(gè)原因是在滲碳氮處理的大氣中所含有氨(NH3)分解，然后氫進(jìn)入鋼內(nèi)。另一方面，試樣B-D的氫含量降低到0.37ppm—0.40ppm，這幾乎是傳統(tǒng)試樣的氫含量的一半。這氫含量大致等于通常淬火試樣的氫含量。上述氫含量的下降能夠減輕由于在固態(tài)溶體中的氫所產(chǎn)生的鋼的脆性程度。換句話說，由于氫含量的下降顯著地改進(jìn)了本發(fā)明的試樣B—D的擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)值。(2)晶粒尺寸關(guān)于晶粒尺寸，以低于滲碳氮處理中的淬火溫度(主淬火)的一溫度進(jìn)行第二次淬火的試樣、即試樣B—D具有顯著變細(xì)的奧氏體晶粒，即晶粒尺寸號(hào)是11一12。試樣E和F以及傳統(tǒng)的滲碳氮的樣品和通常淬火的樣品具有晶粒尺寸號(hào)為10的奧氏體晶粒，這意味著試樣E和F的晶粒尺寸大于本發(fā)明的試樣B—D的晶粒尺寸。(3)擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)值表9示出了傳統(tǒng)的滲碳氮試樣的擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)值是5.33焦耳/平方厘米，而本發(fā)明的試樣B—D的該值較高在6.30到6.65焦耳/平方厘米的范圍。從這可知一較低的第二次淬火溫度造成一較高的擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)值。通常淬火的試樣具有6.70焦耳/平方厘米的一較高的擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)值。(4)斷裂應(yīng)力值的測(cè)量斷裂應(yīng)力對(duì)應(yīng)于防裂強(qiáng)度。從表9可知傳統(tǒng)的滲碳氮試樣的斷裂應(yīng)力是2330兆帕。另一方面，試樣B—D的斷襲應(yīng)力被改進(jìn)至2650至2840兆帕。通常的淬火試樣具有2770兆帕的斷裂應(yīng)力，這在試樣B—F的斷裂應(yīng)力的范圍內(nèi)。并認(rèn)為氫含量的下降非常有利于改進(jìn)試樣B—D的抗裂強(qiáng)度以及奧氏體晶粒尺寸的縮小。(5)滾動(dòng)疲勞試驗(yàn)按照表9，通常淬火的試樣由于在表層不存在滲碳氮層，所以具有最短的滾動(dòng)疲勞使用壽命(L1Q)。可是，傳統(tǒng)的滲碳氮試樣的滾動(dòng)疲勞使用壽命是通常淬火試樣的3.1倍長(zhǎng)。試樣B—D的滾動(dòng)疲勞使用壽命與傳統(tǒng)的滲碳氮試樣比較有了顯著的改進(jìn)。本發(fā)明的試樣E和F具有幾乎與傳統(tǒng)的滲碳氮試樣相同的滾動(dòng)疲勞使用壽命?？傊?，本發(fā)明的試樣B—D具有較低的氫含量、晶粒尺寸號(hào)至少為11的較細(xì)的晶粒、改進(jìn)的擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)值、抗裂強(qiáng)度和滾動(dòng)疲勞使用壽命。例子2現(xiàn)在敘述本發(fā)明的例子2。在下列試樣X、Y和Z上進(jìn)行了一系列試驗(yàn)。對(duì)于試樣X—Z的通常采用的一經(jīng)過熱處理的材料是JIS—SUJ2(1%重量的碳、0.25。％重量的硅、0.4%重量的錳一1.5%重量的鉻)。通過以下步驟處理各試樣X—Z。試樣X—比較例子僅通常的淬火(沒有滲碳氮)試樣Y—比較例子在滲碳氮后直接淬火(傳統(tǒng)的滲碳氮和淬火)。其滲碳氮是在845C下保持150分鐘。滲碳氮處理的大氣是RX氣體和氨一混合物。試樣Z—本發(fā)明的例子按照?qǐng)D3的熱處理圖形處理一軸承材料。滲碳氮是在845。C下保持150分鐘。在滲碳處理中的大氣是RX氣體和氨氣的一混合物。最后淬火溫度是80(TC。(1)滾動(dòng)疲勞使用壽命表2和圖8A和8B示出了用于滾動(dòng)疲勞使用壽命的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)裝置。表3示出了滾動(dòng)疲勞使用壽命試驗(yàn)的結(jié)果。表2試件小12XL22圓柱試件試件數(shù)量10對(duì)應(yīng)的鋼滾珠3/4英寸(19.05毫米)接觸表面壓力5.88千兆帕<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>表3<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>按照表3，為一比較例子的樣品Y具有的一滾動(dòng)疲勞使用壽命(Lh)使用壽命:10個(gè)試件中有一個(gè)損壞)，是也為一比較例子的和僅進(jìn)行了通常的淬火的試樣X的3.1倍長(zhǎng)，可知通過滲碳氮處理得到延長(zhǎng)使用壽命的效果。相比較，本發(fā)明的試樣Z具有較長(zhǎng)的使用壽命，為試樣Y的1.74倍長(zhǎng)的和為試樣X的5.4倍長(zhǎng)。認(rèn)為這改進(jìn)主要來自于更細(xì)的微觀結(jié)果。(2)擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)通過使用由以上提到的JISZ2242規(guī)定的一U槽口試件進(jìn)行一擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)。表4示出了這試驗(yàn)結(jié)果。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>進(jìn)行了滲碳氮的試樣Y(比較例子)具有比進(jìn)行了通常淬火的試樣X(比較例子)的擺綞沖擊試驗(yàn)值小的一擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)值，而試樣Z具有與試樣X相等的一擺錘式?jīng)_擊試驗(yàn)值。(3)靜態(tài)斷裂韌性試驗(yàn)在圖9所示的試件的槽口，做出了約1毫米的一預(yù)裂開，然后加工發(fā)生三點(diǎn)式彎曲的一靜載荷，此后確定一斷裂載荷P。利用下列公式(I)計(jì)算一斷裂韌性值(Kk:値)。表5中示出了該試驗(yàn)結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>在預(yù)先產(chǎn)生的開裂深度大于氮富集層深度的情況下，對(duì)于試樣X和Y(比較例子)得到了相同的結(jié)果，而試樣Z(本發(fā)明的例子)的結(jié)果是約為諸比較例子的該值的1.2倍大。(4)靜壓力斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)(斷裂應(yīng)力的測(cè)定)使用以上所述的、如圖7中所示的一靜壓力斷裂強(qiáng)度試件。沿該圖的方向P施加一載荷，進(jìn)行一靜壓力斷裂強(qiáng)度試驗(yàn)。表6示出了試驗(yàn)結(jié)果。表6試驗(yàn)結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>進(jìn)行了滲碳氮試樣Y的強(qiáng)度略小于進(jìn)行了通常淬火的試樣X的強(qiáng)度，而本發(fā)明的試樣Z與試樣Y比較具有一改進(jìn)的靜壓斷裂強(qiáng)度以及與試樣X具有相同的該強(qiáng)度。(5)長(zhǎng)期尺寸變化速率(rateofseculardimensionalvariation)表7示出了在130°C(保持溫度)和500小時(shí)(保持時(shí)間)的條件下測(cè)量的長(zhǎng)期尺寸變化速率，還示出了表面硬度和所含的奧氏體量(O.l毫米深處)。表7<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>*:較小是優(yōu)越的與具有大量所含的奧氏體的樣品Y的尺寸變化速率相比較，本發(fā)明的試樣Z由于所含奧氏體量較少，是其一半或更少，所以具有較小的尺寸變化速率。(6)在污染的潤(rùn)滑條件下的使用壽命試驗(yàn)在具有預(yù)定數(shù)量的、通?；旌驮谄渲械奈廴疚锏囊晃廴緷?rùn)滑條件下，使用滾珠軸承6206評(píng)價(jià)滾動(dòng)疲勞使用壽命。表8示出了試驗(yàn)條件，表9示出了試驗(yàn)結(jié)果。表8<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>表9<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>進(jìn)行了傳統(tǒng)的滲碳氮的試樣Y的使用壽命是試樣X的2.5倍長(zhǎng)，本發(fā)明的試樣Z的使用壽命是試樣A的3.7倍長(zhǎng)。雖然本發(fā)明的試樣Z的所含奧氏體量較比例例子的試樣Y的少，但是因?yàn)闈B入氮和較細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)的影響，所以試樣Z具有較長(zhǎng)的使用壽命。因此，從以上所討論的結(jié)果可以看出，本發(fā)明的試樣Z，即用本發(fā)明的熱處理方法所產(chǎn)生的一軸承零件能夠同時(shí)獲得三個(gè)目標(biāo)延長(zhǎng)了滾動(dòng)疲勞使用壽命，這是通過傳統(tǒng)的滲碳氮難以實(shí)現(xiàn)的；提高了斷裂強(qiáng)度；以及，降低了長(zhǎng)期尺寸變化速率。注意雖然在第一和第二實(shí)施例中使用圓錐滾子軸承l(wèi)a—ld或深溝滾珠軸承7a—7d提供了差動(dòng)裝置支承結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明不局限于此，例如可以使用一傾斜接觸滾珠軸承、一圓柱滾子軸承等。雖然在第一實(shí)施例中外環(huán)2a(2b)與外周邊部分19a(19b)不是一個(gè)零件，但本發(fā)明不局限于此，外環(huán)2a(2b)可以并入外周邊部分19a(19b)之中。并且，雖然在第一實(shí)施例中內(nèi)環(huán)3a(3b)與外周邊部分19a(19b)不是一個(gè)零件，但本發(fā)明不局限于此，外環(huán)3a(3b)可以并入外周邊部分19a(19b)之中。雖然已詳細(xì)地?cái)⑹龊褪境隽吮景l(fā)明，應(yīng)清楚地理解是用示例的方法而不是限制性的方法敘述本發(fā)明，本發(fā)明的原理和范圍僅由所附權(quán)利要求書的條款限定。權(quán)利要求1.一種差動(dòng)裝置(10)的構(gòu)件(20、17a、27b、18、8、14a、14b、9a、9b、15)，包括能以不同速率分別運(yùn)行兩個(gè)輪件的一齒輪(8、14a、14b、9a、9b)以及連接于所述齒輪(8、14a、14b、9a、9b)的一軸(17a、17b、18)，所述構(gòu)件(20、17a、27b、18、8、14a、14b、9a、9b、15)具有一氮富集層和超過10的奧氏體顆粒尺寸號(hào)。2.—種差動(dòng)裝置(10)的構(gòu)件(20、17a、27b、18、8、14a、14b、9a、9b、15)，包括能以不同速率分別運(yùn)行兩個(gè)輪件的一齒輪(8、14a、14b、9a、9b)以及連接于所述齒輪(8、I4a、Nb、9a、9b)的一軸(17a、17b、18)，所述構(gòu)件(20、17a、27b、18、8、14a、14b、9a、9b、15)具有一氮富集層并提供不小于2650兆帕的一斷裂應(yīng)力值。3.—種差動(dòng)裝置(10)的構(gòu)件(20、17a、27b、18、8、14a、14b、9a、9b、15)，包括能以不同速率分別運(yùn)行兩個(gè)輪件的一齒輪(8、14a、14b、9a、9b)以及連接于所述齒輪(8、14a、14b、9a、9b)的一軸(17a、17b、18)，所述構(gòu)件(20、17a、27b、18、8、14a、14b、9a、9b、15)具有一氮富集層和不大于百萬分之0.5的氫含量。4.一種制造一差動(dòng)裝置(10)的構(gòu)件(20、17a、27b、18、8、14a、14b、9a、9b、15)的方法，所述構(gòu)件包括能以不同速率分別運(yùn)行兩個(gè)輪件的一齒輪(8、14a、14b、9a、9b)以及連接于所述齒輪(8、14a、14b、9a、9b)的一軸(17a、17b、18)，其中，在超過一A轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度下對(duì)鋼進(jìn)行滲碳氮，然后冷卻至低于所述A,轉(zhuǎn)變點(diǎn)的一溫度，隨后將鋼再次加熱至不低于所述A,轉(zhuǎn)變點(diǎn)且低于對(duì)鋼施加滲碳氮的所述溫度的一溫度范圍，然后鋼被淬火以制造所述構(gòu)件(20、17a、27b、18、8、14a、14b、9a、9b、15)。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述溫度范圍是79(TC至83(rC。全文摘要一種可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承一差動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)的結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在差動(dòng)機(jī)構(gòu)(10)處的一內(nèi)環(huán)(3a-3d)、設(shè)置在被形成為圍繞差動(dòng)裝置(10)的一外周邊部分(19a，19b)處的一外環(huán)(2a-2d)以及在內(nèi)環(huán)(3a-3d)與外環(huán)(2a-2d)之間滾動(dòng)一圓錐滾子(4a-4d)。內(nèi)環(huán)(3a-3d)、外環(huán)(2a-2d)和滾動(dòng)體(4a-4d)中的至少任何一個(gè)具有一滲碳氮層和提供落在超過10的一范圍內(nèi)的一奧氏體晶粒號(hào)。由此，該結(jié)構(gòu)能夠提高抗裂強(qiáng)度和尺寸穩(wěn)定性，并延長(zhǎng)滾動(dòng)接觸疲勞使用壽命。文檔編號(hào)F16H57/021GK101126440SQ20071014899公開日2008年2月20日申請(qǐng)日期2004年2月27日優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日發(fā)明者大木力,奧上浩一,村松芳紀(jì)申請(qǐng)人:Ntn株式會(huì)社