(57)【要約】【課題】高制振性を有するとともに製造コストが安価である軸受部品を提供する。【解決手段】Ｃ０．２〜０．６重量％、Ｃｒ５．０〜１５．０重量％、Ｓｉ０．２〜１．３重量％、Ｎ０．０５〜０．２０重量％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる制振鋼よりなる。普通焼入処理が施して表面硬さをロックウェルＣ硬さで５７以上とする。【選択図】　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ０．２〜０．６重量％、Ｃｒ５．０〜１５．０重量％、Ｓｉ０．２〜１．３重量％、Ｎ０．０５〜０．２０重量％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる制振鋼よりなる軸受部品。
【請求項２】
上記制振鋼に普通焼入処理が施されて表面硬さがロックウェルＣ硬さで５７以上となされている請求項１の軸受部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、高い制振性を要求される軸受の転動体、軌道輪などの軸受部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の機械装置においては、高性能化、高精度化と相俟って、静粛性も品質評価の上で重要な要因となっており、この静粛性に対し、軸受での対応要請が強まっている。
【０００３】
たとえば、変速機のギア支持用転がり軸受において、軸受を振動伝達経路としてギアの噛み合い振動がケースに伝わり、振動騒音として顕在化する事象がある。変速機の設計上、軸受とケースとの間に振動減衰効果を有する部材を設置することは、スペースの点や、剛性低下による噛み合い振動の増加などの点で困難である。
【０００４】
そこで、本出願人は、先に、Ｃ０．２〜０．６重量％、Ｃｒ５．０〜１５．０重量％、Ｓｉ０．２〜１．３重量％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる制振鋼よりなり、浸炭処理または浸炭窒化処理が施されて表面に硬化層が形成された軸受部品を提案した（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１２５４８８号公報（請求項１）
上述した従来の軸受部品は、Ｃ０．２〜０．６重量％、Ｃｒ５．０〜１５．０重量％、Ｓｉ０．２〜１．３重量％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる制振鋼よりなるので、高制振性が得られる。しかも、浸炭処理または浸炭窒化処理が施されて表面に硬化層が形成されているので、この軸受部品を備えた軸受を、たとえば変速機のギア支持用転がり軸受などのように、潤滑油中に異物が混入しているというような条件下で使用した場合にも、十分な転がり疲労寿命が得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題と発明の効果】
しかしながら、従来の軸受部品では、浸炭処理または浸炭窒化処理により表面硬化層を形成する必要があるので、熱処理コストが高くなり、その結果製造コストが高くなるという問題がある。
【０００７】
この発明の目的は、上記問題を解決し、高制振性を有するとともに製造コストが安価である軸受部品を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段と発明の効果】
この発明による軸受部品は、Ｃ０．２〜０．６重量％、Ｃｒ５．０〜１５．０重量％、Ｓｉ０．２〜１．３重量％、Ｎ０．０５〜０．２０重量％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる制振鋼よりなるものである。
【０００９】
上記合金成分の限定理由は次の通りである。
【００１０】
Ｃ：０．２〜０．６重量％
Ｃの含有量が０．２重量％未満では普通焼入により所望の表面硬さを得ることができず、０．６重量％を越えると、上記量のＣｒを含有する鋼においては、巨大炭化物が生じ易くなり、十分な靭性を得られず、剥離起点となる微小亀裂が発生、進展し易くなって転がり疲労寿命が短くなる。しかも、Ｃ含有量の増加とともに内部摩擦値が低下して制振性を阻害する。したがって、Ｃ含有量は０．２〜０．６重量％の範囲内で選ぶべきである。
【００１１】
Ｃｒ：５．０〜１５．０重量％
Ｃｒは制振性を向上させる性質を有するが、その含有量が５．０重量％未満ではこの効果は得られず、１５．０重量％を越えると巨大炭化物が生じ易くなり、十分な靭性を得られず、剥離起点となる微小亀裂が発生、進展し易くなって転がり疲労寿命が短くなる。したがって、Ｃｒ含有量は５．０〜１５．０重量％の範囲内で選ぶべきであるが、１０重量％程度が好ましい。
【００１２】
Ｓｉ：０．２〜１．３重量％
Ｓｉは製鋼時の脱酸のために必要な元素であり、また固溶強化、焼戻し軟化抵抗性を向上させて軸受寿命を延ばすのに有効な元素である。脱酸が不十分であると酸化物系非金属介在物が増加し、これが応力集中源となって剥離起点となる微小亀裂が発生、進展し、転がり疲労寿命の低下に繋がる。しかしながら、Ｓｉの含有量が０．２重量％未満であると製鋼時の脱酸が十分に行われず、１．３重量％を越えると機械的強度が低下し、しかも鍛造性および被切削性などの加工性が低下する。したがって、Ｓｉ含有量は０．２〜１．３重量％の範囲内で選ぶべきである。
【００１３】
Ｎ：０．０５〜０．２０重量％
Ｎは普通焼入によって表面硬さをロックウェルＣ硬さ（ＨＲＣ）で５７以上にするために必要な元素であるが、その含有量が０．０５重量％未満ではこの効果は得られず、０．２０重量％を越えると内部摩擦値が低下して制振性を阻害する。したがって、Ｎ含有量は０．０５〜０．２０重量％の範囲内で選ぶべきであるが、Ｎ含有量は０．０９〜０．１５重量％の範囲内であることが好ましい。
【００１４】
また、この発明の軸受部品においては、上記鋼の特性を損なわない範囲内でＭｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏなどを含有させることもできる。
【００１５】
この発明の軸受部品は、Ｃ０．２〜０．６重量％、Ｃｒ５．０〜１５．０重量％、Ｓｉ０．２〜１．３重量％、Ｎ０．０５〜０．２０重量％を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる制振鋼よりなるので、優れた靭性および制振性が得られる。また、普通焼入処理によっても高い表面硬さが得られ、優れた靭性を有していることと相俟って、表面硬さをＨＲＣ６３以上とした場合には、トランスミッションなどのように潤滑油中に異物が混入している条件下においても十分な転がり寿命が得られる。しかも、普通焼入処理を施すだけであるから、上述した従来の軸受部品のように浸炭処理や浸炭窒化処理を施す必要がなく、熱処理コスト、ひいては製造コストが安価になる。
【００１６】
この発明の軸受部品において、上記制振鋼に普通焼入処理が施されて表面硬さがロックウェルＣ硬さで５７以上となされていることがある。表面硬さがＨＲＣで５７以上であれば、転がり寿命向上効果は優れたものになる。
【００１７】
【発明の実施形態】
以下、この発明の実施例を比較例とともに示す。
【００１８】
表１に示す組成の７種類の鋼を用意し、各鋼から通常の方法で転がり軸受の軌道輪をつくり、各軌道輪に同じく表１に示す熱処理を施した。そして、表面のＨＲＣ　を測定した。その結果も表１に示す。
【００１９】
【表１】
2004143533.tif 000002
表１の熱処理の欄の各熱処理条件は次の通りである。
【００２０】
浸炭窒化焼入…９３０℃×３時間浸炭処理後、続いて８５０℃×５時間窒化処理して油冷し、ついで１８０℃×２時間焼戻し。
【００２１】
普通焼入１…１０５０℃×４０分間加熱してオーステナイト化した後油冷し、ついで深冷処理を施した後１８０℃×２時間焼戻し。
【００２２】
浸炭焼入…９３０℃×４．５時間浸炭処理後、８２０℃×２０分間加熱して油冷し、ついで１８０℃×２時間焼戻し。
【００２３】
普通焼入２…８４０℃×４０分間加熱してオーステナイト化した後油冷し、ついで１８０℃×２時間焼戻し。
【００２４】
表１から明らかなように、実施例１の表面硬さは比較例１〜２の表面硬さと同等であり、比較例３〜６の表面硬さよりも大きくなっている。
【００２５】
次に、実施例１および比較例１〜６の各軌道輪と、ＳＰＢ１からなる保持器と、ＳＵＪ２からなる転動体を用いて軸受を組立て、潤滑油としてタービン油ＶＧ６８を使用し、ラジアル荷重９１８ｋｇｆ　、回転数２５００ｒｐｍ　、Ｎ数１０で寿命試験を行った。
【００２６】
その結果、実施例１の軌道輪を用いた軸受の寿命は１０×１０７以上（１０×１０７で打ち切り）であった。一方、比較例３〜６の軌道輪を用いた軸受のＢ１０寿命は９×１０６であり、実施例１の軌道輪を用いた軸受の寿命は比較例３〜６の軌道輪を用いた軸受の寿命の１０倍以上であった。また、比較例１〜２の軌道輪を用いた軸受の寿命は、実施例１の軌道輪を用いた軸受と同様に１０×１０７以上であった。
【００２７】
さらに、上記実施例１および比較例３の軌道輪を用いた各軸受について打撃試験による振動減衰を調べた。振動減衰は、外輪（外径６２ｍｍ）のハンマリングによる加振入力と、この外輪に取付けたピックアップからの出力比（伝達関数）から求めた。
【００２８】
その結果。実施例１の軌道輪を用いた軸受の振動減衰比は０．０００３７、比較例３の軌道輪を用いた軸受の振動減衰比は０．０００２２であり、実施例１の軌道輪を用いた軸受の振動減衰効果が優れていた。しかも、実施例１の軌道輪を用いた軸受の振動減衰効果は、比較例１〜２の軌道輪を用いた軸受の振動減衰効果と同程度であった。