(57)【要約】【課題】靱性に優れるとともに耐摩耗性及び耐焼付き性に優れ長寿命な転動装置を提供する。【解決手段】深溝玉軸受の内輪１，外輪２，及び転動体３のうち少なくとも一つが、ケイ素の含有量が０．３質量％以上２．２質量％以下で且つマンガンの含有量が０．３質量％以上２質量％以下である鋼で構成されている。そして、焼入れ，軟窒化処理，浸炭焼入れ，及び焼戻しを該記載順序で行う熱処理が施されることにより、その表面には硬化された表層部が形成されている。この表層部には、前記熱処理によりＳｉ−Ｍｎ系窒化物が析出しており、このＳｉ−Ｍｎ系窒化物の量は面積率で２％以上１０％以下である。また、表層部の炭素濃度は０．８質量％以上で、窒素濃度は０．４質量％以上となっている。さらに、表層部の旧オーステナイト結晶粒の平均粒径は、５μｍ以下となっている。【選択図】図１
2008232212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、下記の４つの条件を満足することを特徴とする転動装置。
条件Ａ：前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、鋼で構成されるとともに、熱処理により硬化されてなる表層部を有している。
条件Ｂ：前記表層部には、ケイ素とマンガンとを含有する窒化物が析出しており、該窒化物の量は面積率で２％以上１０％以下である。
条件Ｃ：前記表層部の炭素濃度は０．８質量％以上で、窒素濃度は０．４質量％以上である。
条件Ｄ：前記表層部の旧オーステナイト結晶粒の平均粒径は５μｍ以下である。
【請求項２】
前記鋼中のケイ素の含有量は０．３質量％以上２．２質量％以下、マンガンの含有量は０．３質量％以上２質量％以下であり、前記熱処理は、焼入れ，軟窒化処理，浸炭焼入れ，焼戻しを該順序で行う処理であることを特徴とする請求項１に記載の転動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり軸受，ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等のような転動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、転がり軸受等の転動装置を構成する材料としては、日本工業規格ＪＩＳに規定のＳＵＪ２，ＳＵＪ３に代表される軸受鋼が用いられ、通常は焼入れ，焼戻しによって硬さがＨＲＣ６０以上とされている。
近年、転がり軸受の使用環境は多様化しており、異物が混入するような潤滑環境下や潤滑が不十分な環境下で使用されることも多いが、このような環境下では、軸受鋼で構成した転がり軸受では寿命が不十分となったり焼付きが生じたりする場合があった。
【０００３】
このため、ＳＵＪ２を素材として用いマルストレッシングと言われる浸炭窒化処理を施して、窒素を固溶させることにより、軌道面の残留オーステナイト量を増加させて異物混入潤滑下で使用された場合に生じる圧痕縁の応力緩和を図ったり、窒素の効果で耐焼付き性の改善を図っていた。しかしながら、近年においては転がり軸受の使用環境はますます過酷化しているので、ＳＵＪ２に浸炭窒化処理を施しただけでは、寿命が不十分である場合が出てきた。
【０００４】
そこで、滑り接触を伴う環境下や潤滑剤が枯渇する環境下での耐摩耗性及び耐焼付き性を改善するため、ケイ素の含有量の多い鋼を素材として用い、ケイ素とマンガンとを含有する炭化物又は炭窒化物を析出させた転がり軸受（炭化物又は炭窒化物の量は面積率で１〜３０％）が、特許文献１に提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１９３２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の転がり軸受においては、通常、８００℃以上で浸炭窒化処理が行われているが、この温度では窒素が分解しやすくなり、浸炭窒化処理時のアンモニアの流量を増加させても所望の窒素濃度が得られないおそれがあった。また、窒素の拡散深さを深く取ることができないため、熱処理終了後の研削加工における取り代が大きい場合には、表面の窒素濃度が低下してしまうおそれがあった。
【０００６】
さらに、浸炭窒化処理の処理温度が８００〜８５０℃であると、所望の窒素濃度と拡散深さとを得るためには、少なくとも数時間の処理が必要となるので、長時間の加熱処理によって旧オーステナイト結晶粒が粗大化し、その結果、靱性が不十分となって衝撃値や圧砕強度が低くなってしまうおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、靱性に優れるとともに耐摩耗性及び耐焼付き性に優れ長寿命な転動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１の転動装置は、外面に軌道面を有する内方部材と、該内方部材の軌道面に対向する軌道面を有し前記内方部材の外方に配された外方部材と、前記両軌道面間に転動自在に配された複数の転動体と、を備える転動装置において、下記の４つの条件を満足することを特徴とする。
【０００８】
条件Ａ：前記内方部材，前記外方部材，及び前記転動体のうち少なくとも一つは、鋼で構成されるとともに、熱処理により硬化されてなる表層部を有している。
条件Ｂ：前記表層部には、ケイ素とマンガンとを含有する窒化物が析出しており、該窒化物の量は面積率で２％以上１０％以下である。
条件Ｃ：前記表層部の炭素濃度は０．８質量％以上で、窒素濃度は０．４質量％以上である。
条件Ｄ：前記表層部の旧オーステナイト結晶粒の平均粒径は５μｍ以下である。
【０００９】
また、本発明に係る請求項２の転動装置は、請求項１に記載の転動装置において、前記鋼中のケイ素の含有量は０．３質量％以上２．２質量％以下、マンガンの含有量は０．３質量％以上２質量％以下であり、前記熱処理は、焼入れ，軟窒化処理，浸炭焼入れ，焼戻しを該順序で行う処理であることを特徴とする。
ケイ素とマンガンとを含有する窒化物（以降はＳｉ−Ｍｎ系窒化物と記すこともある）が表層部に析出しているため、優れた耐摩耗性及び耐焼付き性が得られ長寿命化が図られる。特に、浸炭窒化処理を用いずに、焼入れ，軟窒化処理，浸炭焼入れという工程を含む熱処理を採用することにより、高硬度を保ちつつ表層部の窒素濃度及びＳｉ−Ｍｎ系窒化物の量を高くすることができる。さらに、旧オーステナイト結晶粒の平均粒径を小さく保つことができるため、高靱性である。
【００１０】
なお、本発明は、種々の転動装置に適用することができる。例えば、転がり軸受，ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。本発明における内方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には内輪、同じくボールねじの場合にはねじ軸、同じくリニアガイド装置の場合には案内レール、同じく直動ベアリングの場合には軸をそれぞれ意味する。また、外方部材とは、転動装置が転がり軸受の場合には外輪、同じくボールねじの場合にはナット、同じくリニアガイド装置の場合にはスライダ、同じく直動ベアリングの場合には外筒をそれぞれ意味する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の転動装置は、靱性に優れるとともに耐摩耗性及び耐焼付き性に優れ長寿命である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明に係る転動装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る転動装置の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。この深溝玉軸受は、外周面に軌道面１ａを有する内輪１と、軌道面１ａに対向する軌道面２ａを内周面に有する外輪２と、両軌道面１ａ，２ａ間に転動自在に配された複数の転動体（玉）３と、内輪１及び外輪２の間に複数の転動体３を保持する保持器４と、内輪１及び外輪２の間の隙間の開口をほぼ覆うシール５，５と、を備えている。また、内輪１及び外輪２の間に形成され転動体３が配された空隙部内には、グリース，潤滑油等の潤滑剤（図示せず）が配されており、シール５，５により深溝玉軸受の内部に密封されている。なお、保持器４やシール５は備えていなくてもよい。
【００１３】
このような深溝玉軸受においては、内輪１，外輪２，及び転動体３のうち少なくとも一つが、ケイ素の含有量が０．３質量％以上２．２質量％以下で且つマンガンの含有量が０．３質量％以上２質量％以下である鋼で構成されている。そして、焼入れ，軟窒化処理，浸炭焼入れ，及び焼戻しを該記載順序で行う熱処理が施されることにより、その表面には硬化された表層部（図示せず）が形成されている。
【００１４】
この表層部には、前記熱処理によりケイ素とマンガンとを含有する窒化物（Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物）が析出しており、このＳｉ−Ｍｎ系窒化物の量は面積率で２％以上１０％以下である。また、表層部の炭素濃度は０．８質量％以上で、窒素濃度は０．４質量％以上となっている。さらに、表層部の旧オーステナイト結晶粒の平均粒径は、５μｍ以下となっている。
このような深溝玉軸受は、転動体３等の軸受部品に形成された表層部の炭素濃度及び窒素濃度が高く且つ十分な量のＳｉ−Ｍｎ系窒化物が表層部に析出しているため、耐摩耗性及び耐焼付き性に優れ長寿命である。また、表層部の旧オーステナイト結晶粒の平均粒径が５μｍ以下と微細であるため、靱性に優れている。
【００１５】
以下に、本発明における熱処理について詳細に説明する。窒素を鋼中に拡散させる場合には、一般には浸炭雰囲気ガス中にアンモニアを混合して浸炭窒化処理を施すが、アンモニアは温度が高いほど分解しやすいという性質を有しているため、浸炭処理の場合とは異なり、処理温度が高すぎると鋼中の窒素濃度が不十分となってしまうおそれがある。そこで、浸炭窒化処理の代わりに、処理温度が通常５５０℃以上６００℃以下である軟窒化処理を採用し、焼入れ，軟窒化処理，浸炭焼入れ，焼戻しという工程の熱処理を施せば、軟窒化処理によって表面に形成された窒化物の一部が浸炭処理によって分解されて拡散するため、表面の窒素濃度が高くなるとともに窒化物の量（面積率）が高くなる。
【００１６】
ただし、生の素地（球状化焼鈍し材）に軟窒化処理，浸炭焼入れを施しても上記効果が十分に得られないため、軟窒化処理の前に焼入れを施すことが好ましい。また、軟窒化処理によって表面に窒化層及び窒素拡散層が形成されるが、この部分は炭素濃度が低くなるので（図２の（ａ）を参照）、軟窒化処理の後にズブ焼入れを行っただけでは十分な硬さが得られないおそれがある。よって、軟窒化処理の後には浸炭処理を施して表面の炭素濃度を０．８質量％以上とすることが好ましい（図２の（ｂ）を参照）。浸炭処理の後に焼入れ及び焼戻しを行うが、この焼入れ温度は８００℃以上８５０℃以下が好ましい。
【００１７】
さらに、Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物の量が高いので、表層部にはＳｉ−Ｍｎ系窒化物の粒子が多数析出している。これにより、浸炭処理時に変態点を超える温度まで加熱された際にオーステナイト結晶粒の核発生サイトが増えるため、旧オーステナイト結晶粒が微細化するとともに、析出したＳｉ−Ｍｎ系窒化物のピン止め効果により、旧オーステナイト結晶粒の粗大化が抑制される。この結果、浸炭窒化処理により窒素を拡散させた場合と比べて、旧オーステナイト結晶粒が著しく微細化されるので、鋼の靱性が大きく向上する。通常、窒素を拡散させた場合は材料が脆化するが、本発明のような熱処理を採用することにより、旧オーステナイト結晶粒が微細化され靱性の低下が抑制される。
【００１８】
このように、本発明における熱処理によれば、軟窒化処理と浸炭処理とを組み合わせたので、Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物の量を高くすることができるとともに、旧オーステナイト結晶粒の微細化が可能である。よって、本実施形態の深溝玉軸受は、靱性に優れるとともに耐摩耗性及び耐焼付き性に優れ長寿命である。
【００１９】
以下に、Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物の量，旧オーステナイト結晶粒の平均粒径等の上記各数値の臨界的意義について説明する。
〔Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物について〕
ケイ素及びマンガンを含有する鋼の窒素濃度を増加させると、微細で高硬度なＳｉ−Ｍｎ系窒化物が析出し、表層部が強化される。耐摩耗性，耐焼付き性を十分に向上させるためには、析出しているＳｉ−Ｍｎ系窒化物の量は面積率で２％以上とする必要がある。ただし、表層部に析出しているＳｉ−Ｍｎ系窒化物の量が多すぎると、高硬度となり過ぎて、熱処理後の研削性が低下するおそれがある。また、靱性が低下して、割れが生じるおそれがある。このような問題を防止するためには、析出しているＳｉ−Ｍｎ系窒化物の量は面積率で１０％以下とする必要がある。
【００２０】
なお、Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物の最大径は１μｍ以下であることが好ましい。最大径が１μｍを超える窒化物は鋼の強化にあまり寄与せず、微細な窒化物が鋼中に分散していることが強化に対して有効である。この理由としては、析出強化の理論において析出粒子間の距離が小さい方が強化性能に優れることが考えられる。窒化物の量（面積率）が同じであっても、析出粒子の数が多い方が析出粒子間の距離が小さくなるため、強化の度合いが大きい。
【００２１】
すなわち、鋼中のＳｉ−Ｍｎ系窒化物の量を多く（面積率で２％以上１０％以下）するとともに、平均粒径が０．０５μｍ以上１μｍ以下の微細なＳｉ−Ｍｎ系窒化物の個数を増やす（面積３７５μｍ2 中に１００個以上）ことが好ましい。特に、平均粒径が０．０５μｍ以上０．５μｍ以下のＳｉ−Ｍｎ系窒化物の個数を、Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物全体の２０％以上とすると、強化の度合いをさらに大きくすることができる。
【００２２】
このような窒化物を得るためには、熱処理における浸炭処理温度を８００℃以上８５０℃以下とすることが好ましい。浸炭処理温度が８５０℃超過であると、窒化物が粗大化して微細なＳｉ−Ｍｎ系窒化物の個数が少なくなる場合がある。また、窒素の固溶源が大きくなるため窒化物の量が少なくなり、所望の量が得られなくなるおそれがある。浸炭処理の初期からＲＸガスとエンリッチガスとの混合ガスを雰囲気とし、カーボンポテンシャル値は１．２以上とすることが好ましい。
【００２３】
また、浸炭処理後の焼入れは、油温を６０℃以上１２０℃以下とする油焼入れが好ましい。油温が１２０℃超過であると、十分な硬さが得られないおそれがある。また、この焼入れ後の焼戻しの際の加熱温度は、１６０℃以上２７０℃以下が好ましい。そして、熱処理後の表面硬さはＨｖ７４０以上であることが好ましく、７８０以上であることがより好ましい。なお、所望により、浸炭処理後の焼入れと焼戻しとの間にサブゼロ処理を行ってもよい。
【００２４】
〔旧オーステナイト結晶粒の平均粒径について〕
旧オーステナイト結晶粒の平均粒径が５μｍ超過であると、旧オーステナイト結晶粒が粗大となるため、鋼の靱性が不十分となるおそれがある。
〔炭素濃度及び窒素濃度について〕
表層部の炭素濃度が０．８質量％未満であると、硬さが不十分となるおそれがある。また、表層部の窒素濃度が０．４質量％未満であると、十分な量のＳｉ−Ｍｎ系窒化物が得られないおそれがある。
【００２５】
〔ケイ素の含有量について〕
ケイ素（Ｓｉ）は、製鋼時に脱酸剤として作用するとともに、鋼の焼戻し軟化抵抗性を高める作用も有している。このような作用を十分に得るためには、ケイ素の含有量は０．１質量％以上とする必要がある。
また、ケイ素の含有量が多いほど、軟窒化処理や浸炭処理において表層部の炭素濃度や窒素濃度が高濃度化するため、十分な量のＳｉ−Ｍｎ系窒化物を析出させるためには、ケイ素の含有量は０．３質量％以上とする必要がある。ただし、ケイ素の含有量が多すぎると、鋼の靱性が低下したり芯部への窒素の拡散が阻害されたりするので、２．２質量％以下とすることが好ましい。
【００２６】
〔マンガンの含有量について〕
マンガン（Ｍｎ）は、製鋼時に脱酸剤として作用することから、０．１質量％以上添加する必要がある。また、マンガンは、鋼の焼入性を向上させる作用も有している。
さらに、十分な量のＳｉ−Ｍｎ系窒化物を析出させるためには、マンガンの含有量は０．３質量％以上とする必要がある。ただし、マンガンの含有量が多すぎると、鋼の鍛造性，切削性が低下したり鋼中の不純物である硫黄やリンと介在物を形成することから、マンガンの含有量の上限は２質量％とすることが好ましい。
【００２７】
〔ケイ素とマンガンの比率について〕
本発明におけるＳｉ−Ｍｎ系窒化物は、焼戻しによる窒化物とは異なり、マンガンを取り込みながら窒素がケイ素と反応して形成される。よって、鋼中のケイ素の含有量に対してマンガンの含有量が少ないと、窒素を十分に拡散させてもＳｉ−Ｍｎ系窒化物の析出が促進されない。ケイ素の含有量が０．３質量％以上２．２質量％以下で且つマンガンの含有量が０．３質量％以上２質量％以下である鋼に、窒素を０．４質量％以上侵入させる場合には、ケイ素の含有量とマンガンの含有量の比率Ｓｉ／Ｍｎを５以下とすれば、耐摩耗性及び耐焼付き性の向上に対して効果を有する量（面積率で２％以上）のＳｉ−Ｍｎ系窒化物を確保することができる。
【００２８】
〔炭素の含有量について〕
鋼には、合金成分として炭素も添加される。炭素は、焼入れにより鋼をマルテンサイト組織に変化させ、基地組織を硬化させる作用を有している。軸受部品の芯部の硬さを転動部材として必要な程度に向上させるためには、炭素の含有量は０．３質量％以上とすることが好ましい。浸炭処理の処理時間を短縮するためには、炭素の含有量は０．５質量％以上とすることがより好ましく、０．８質量％以上とすることがさらに好ましく、０．９５質量％以上とすることが特に好ましい。
一方、炭素を過剰に添加するとセメンタイトの析出が過剰となり、浸炭処理によって粗大化して鋼の靱性が低下するおそれがあるため、炭素の含有量は１．２質量％以下とすることが好ましい。
【００２９】
〔クロムの含有量について〕
鋼には、合金成分としてクロムも添加されることが多い。クロムは、焼入れ性を向上させるとともに炭化物形成元素であり、鋼を強化する炭化物の析出を促進し、さらに微細化させる作用を有している。このような作用を十分に得るためには、クロムの含有量は０．５質量％以上とすることが好ましい。０．５質量％未満であると、焼入れ性が低下して十分な硬さが得られなかったり、浸炭処理時に炭化物が粗大化するおそれがある。
【００３０】
ただし、クロムの含有量が多すぎると、浸炭処理の際に表面にクロム酸化膜が形成されて、炭素や窒素の拡散が阻害されるおそれがあるので、２質量％以下とすることが好ましい。
本発明においては、必要に応じて、鋼にモリブデン（Ｍｏ），ニッケル（Ｎｉ），バナジウム（Ｖ）等の他の合金成分をさらに添加してもよい。
【００３１】
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては転動装置の例として深溝玉軸受をあげて説明したが、本発明は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適用することができる。例えば、アンギュラ玉軸受，自動調心玉軸受，円筒ころ軸受，円すいころ軸受，針状ころ軸受，自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、スラスト玉軸受，スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。さらに、本発明は、転がり軸受に限らず、他の種類の様々な転動装置に対して適用することができる。例えば、ボールねじ，リニアガイド装置，直動ベアリング等である。
【実施例】
【００３２】
以下に、実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。表１に示すような組成（残部は鉄である）の鋼を球形に成形し、下記の４つのうちいずれかの条件の熱処理を施した後に（表２を参照）、研磨による仕上げ加工を施した。
【００３３】
【表１】
2008232212.tif 000003
【００３４】
【表２】
2008232212.tif 000004
【００３５】
（熱処理条件１）
素球を８００〜８５０℃で０．５時間保持した後に急冷して、焼入れを施した。次に、ＲＸガスとアンモニアガスからなる雰囲気（両ガスの比率は１：１）中において５５０〜６００℃で１．５〜３時間軟窒化処理を施した後、大気下で放冷した。さらに、ＲＸガスとプロパンガスからなる雰囲気（カーボンポテンシャルは１．２）中において８００〜８５０℃で１〜４時間浸炭処理を施した後、油焼入れを施した。最後に、２００℃で２時間保持した後に放冷することにより、焼戻しを施した。
【００３６】
（熱処理条件２）
素球を８００〜８５０℃で０．５時間保持した後に急冷して、焼入れを施した。次に、ＲＸガスとアンモニアガスからなる雰囲気（両ガスの比率は１：１）中において５５０〜６００℃で１．５〜３時間軟窒化処理を施した後、大気下で放冷した。さらに、窒素雰囲気中において８００〜８５０℃で０．５時間保持した後に、油焼入れを施した。最後に、２００℃で２時間保持した後に放冷することにより、焼戻しを施した。
【００３７】
（熱処理条件３）
ＲＸガスとアンモニアガスからなる雰囲気（両ガスの比率は１：１）中において素球を５５０〜６００℃で１．５〜３時間保持して軟窒化処理を施した後、大気下で放冷した。次に、ＲＸガスとプロパンガスからなる雰囲気（カーボンポテンシャルは１．２）中において８００〜８５０℃で１〜４時間浸炭処理を施した後、油焼入れを施した。最後に、２００℃で２時間保持した後に放冷することにより、焼戻しを施した。
【００３８】
（熱処理条件４）
ＲＸガス，プロパンガス，及びアンモニアガスからなる雰囲気中において素球を８２０〜９００℃で５〜１０時間保持して浸炭窒化処理を施した後に、油焼入れを施した。そして、２００℃で２時間保持した後に放冷することにより、焼戻しを施した。
このようにして得られた軸受用転動体について、表面に形成された表層部の炭素濃度，窒素濃度，Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物の量，表面硬さ，旧オーステナイト結晶粒の平均粒径を測定した。また、転動体の靱性を、圧砕強度により評価した。それぞれの測定方法を以下に示すとともに、測定結果を表２に示す。
【００３９】
Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物の量は、電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）を用いて測定した。すなわち、加圧電圧１０ｋＶで転動体の表面を観察し、５０００倍に拡大した写真を少なくとも３視野撮影し、その写真を２値化してから画像解析装置にてＳｉ−Ｍｎ系窒化物の量を面積率で算出した。
また、炭素濃度及び窒素濃度は、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用い、加速電圧１５ｋＶで測定した。さらに、表面硬さＨｖはビッカース硬度計で測定した。
【００４０】
さらに、旧オーステナイト結晶粒の平均粒径は、光学顕微鏡を用いて測定した。すなわち、ピクリン酸及び塩化第二鉄を溶解させた飽和水溶液で腐食することにより、転動体の表面を腐食して結晶粒を現出させた後、１０００倍に拡大した写真を１０視野撮影し、画像解析装置にて平均粒径を求めた。
さらに、圧砕強度は、転動体に上方から垂直に荷重をかけることにより測定した。転動体に破損が生じた荷重を圧砕強度とし、比較例４の圧砕強度を１とした場合の相対値を表２に示した。
【００４１】
次に、上記のようにして得られた転動体と一般的なＳＵＪ２製の内外輪とを組み立てた上、内部に潤滑剤を封入してスラスト玉軸受を完成した。そして、異物混入潤滑環境下において下記のような条件で回転試験を行い、寿命（Ｌ10寿命）を測定した。
荷重    ：５８８０Ｎ
回転速度：１０００ｍｉｎ-1
潤滑剤  ：ＩＳＯ粘度グレードがＩＳＯ  ＶＧ６８である潤滑油
【００４２】
ただし、潤滑油には、硬さＨｖ８７０、粒径７４〜１４７μｍの微粉を異物として２００ｐｐｍ混入してある。結果を表２に示す。なお、表２の寿命の数値は、比較例４のＬ10寿命を１とした場合の相対値で示してある。
実施例１〜４は、比較例と比べて、圧砕強度が高く、異物混入潤滑環境下で使用されても長寿命であった。
【００４３】
比較例１，２は、軟窒化処理の後に浸炭焼入れではなくズブ焼入れを行った例であるが、表層部の炭素濃度が低く表面硬さが低いため、寿命が不十分であった。なお、表層部の炭素濃度と寿命との関係を図３のグラフに示す。
また、比較例３は、軟窒化処理の前に焼入れを行わなかった例であるが、旧オーステナイト結晶粒の微細化が不十分であるため圧砕強度が低かった。
【００４４】
さらに、比較例４は、浸炭窒化処理を施した例であるが、長時間にわたる加熱処理であるため旧オーステナイト結晶粒の平均粒径が大きくなり、圧砕強度が低かった。なお、旧オーステナイト結晶粒の平均粒径と圧砕強度との関係を図４のグラフに示す。
さらに、比較例５は、鋼中のケイ素の含有量が少ないため、熱処理により析出したＳｉ−Ｍｎ系窒化物の量が少なかった。その結果、短寿命であった。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る転動装置の一実施形態である深溝玉軸受の構造を示す部分縦断面図である。
【図２】熱処理条件による炭素濃度及び窒素濃度の分布の差異を説明する概念的グラフである。
【図３】表層部の炭素濃度と表面硬さとの関係を示すグラフである。
【図４】旧オーステナイト結晶粒の平均粒径と圧砕強度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１      内輪
１ａ    軌道面
２      外輪
２ａ    軌道面
３      転動体
【図１】
2008232212.tif 000005
【図２】
2008232212.tif 000006
【図３】
2008232212.tif 000007
【図４】
2008232212.tif 000008