(57)【要約】【課題】  転がり支持装置の転がり疲れ寿命を長くするために、その構成部品をなす鋼の結晶粒径のさらなる微細化を図る。【解決手段】  第一部品、第二部品、及び転動体のうち少なくとも一つを、表層部のＣ含有率が０．６質量％以上、又は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５６１で規定されたＤＩ値が５．０以上となっている鋼材に対して、窒化処理を行う窒化工程と、Ａ１変態点以上の温度に加熱して保持した後に急冷処理を行う第一の焼入れ工程と、再度Ａ１変態点以上の温度に加熱して保持した後に加工熱処理を行い、その後急冷処理を行う第二の焼入れ工程と、焼戻し処理を行う焼戻し工程と、をこの順で施すことにより、転がり面をなす表層部の旧オーステナイト結晶の平均粒径を２．０μｍ以下とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定形状の鋼材に対して、窒化処理を行う窒化工程と、Ａ１変態点以上の温度に加熱して保持した後に急冷処理を行う第一の焼入れ工程と、再度Ａ１変態点以上の温度に加熱して保持した後に加工熱処理を行い、その後急冷処理を行う第二の焼入れ工程と、焼戻し処理を行う焼戻し工程と、をこの順で施すことを特徴とする鋼の熱処理方法。
【請求項２】
前記鋼材は、表層部のＣ含有率が０．６質量％以上となっていることを特徴とする請求項１に記載の鋼の熱処理方法。
【請求項３】
前記鋼材は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５６１の焼入れ性試験方法で規定されたＤＩ値が５．０以上となっていることを特徴とする請求項１に記載の鋼の熱処理方法。
【請求項４】
互いに対向配置された転がり面を有する第一部品及び第二部品と、前記第一部品及び前記第二部品の間に転動自在に配設され、前記第一部品及び前記第二部品の転がり面に対する転がり面を有する転動体と、を備え、前記転動体が転動することにより前記第一部品及び前記第二部品のうち一方が他方に対して相対運動する転がり支持装置を構成する前記第一部品、前記第二部品、及び前記転動体を製造する方法において、
表層部のＣ含有率が０．６質量％以上、又は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５６１の焼入れ性試験法で規定されたＤＩ値が５．０以上である所定形状の鋼材に対して、窒化処理を行う窒化工程と、Ａ１変態点以上に加熱して保持した後に急冷処理を行う第一の焼入れ工程と、再度Ａ１変態点上に加熱して保持した後に加工熱処理を行い、その後急冷処理を行う第二の焼入れ工程と、焼戻し処理を行う焼戻し工程と、をこの順で施すことにより、その転がり面をなす表層部の旧オーステナイト結晶の平均粒径を２．０μｍ以下とすることを特徴とする転がり支持装置の構成部品の製造方法。
【請求項５】
前記転がり面をなす表層部において、粒径２．０μｍ以下の旧オーステナイト結晶の面積率を７０％以上とすることを特徴とする請求項４に記載の転がり支持装置の構成部品の製造方法。
【請求項６】
互いに対向配置された転がり面を有する第一部品及び第二部品と、前記第一部品及び前記第二部品の間に転動自在に配設され、前記第一部品及び前記第二部品の転がり面に対する転がり面を有する転動体と、を備え、前記転動体が転動することにより前記第一部品及び前記第二部品のうち一方が他方に対して相対運動する転がり支持装置において、
前記第一部品、前記第二部品、及び前記転動体のうち少なくとも一つは、
表層部のＣ含有率が０．６質量％以上、又は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５６１の焼入れ性試験法で規定されたＤＩ値が５．０以上となっている所定形状の鋼材に対して、熱処理が施されて得られ、
その転がり面をなす表層部の旧オーステナイト結晶粒径が２．０μｍ以下となっていることを特徴とする転がり支持装置。
【請求項７】
前記転がり面をなす表層部において、粒径が２．０μｍ以下の旧オーステナイト結晶の面積率が７０％以上となっていることを特徴とする請求項６に記載の転がり支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼の熱処理方法、転がり支持装置（例えば、転がり軸受、ボールねじ、リニアガイド）の製造方法、及び転がり支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり支持装置の構成部品の素材としては、高炭素クロム軸受鋼２種（ＳＵＪ２）等の軸受鋼が用いられている。一般に、軸受鋼の強度Ｈｖは、下記式（１）に示すＨａｌｌ−Ｐｅｔｃｈ則に従い、結晶粒径ｄの−１／２乗に比例して増加することが知られている。  Ｈｖ＝Ａ＋ｄ-1/2                  ・・・（１）
但し、上記式（１）中のＡは結晶粒径が無限大の場合の硬度（すなわち、単結晶の硬度）を示す。すなわち、上記式（１）によれば、例えば、軸受鋼の結晶粒径を１５μｍから８μｍに微細化すると、その強度Ｈｖは約１．４倍になることが分かる。
【０００３】
このような結晶粒径の微細化による鋼の強化方法は、鋼の組成を変えることなく、鋼の結晶粒径を微細化することで鋼の強度を高くすることができるため、近年注目を集めている。
特許文献１には、所定形状の鋼材に対して、Ａ１変態点を超える浸炭窒化処理温度で浸炭窒化処理を施した後、Ａ１変態点未満に冷却し、その後、Ａ１変態点以上で且つ浸炭窒化処理温度未満で再加熱した後、焼入れを行うことにより、構成品の表層部及び芯部の旧オーステナイト結晶の平均粒径を８μｍ以下とすることが提案されている。
【０００４】
特許文献２には、内輪、外輪、及び転動体のうち少なくとも一つの構成部品において、浸炭窒化処理層を有し、その表層部及び芯部の旧オーステナイト結晶の平均粒径が粒度番号１０を超えるようにすることが提案されている。
特許文献３には、内輪、外輪、及び転動体のうち少なくとも一つの構成部品において、浸炭窒化処理を施すとともに、破壊応力値を２６５０ＭＰａ以上とすることで、その表層部及び芯部の旧オーステナイト結晶の平均粒径が粒度番号１２以上となるようにすることが提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２２６９１８号公報
【特許文献２】特開２００３−２２５９１９号公報
【特許文献３】特開２００３−２２７５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、転がり支持装置の使用条件が過酷になるにつれて、その構成部品をなす鋼の結晶粒径のさらなる微細化を図ることで、転がり支持装置の寿命を長くすることが要求されている。しかしながら、上述した特許文献１〜特許文献３に記載の技術には、鋼の結晶粒径のさらなる微細化を図るという点で未だ改善の余地がある。
そこで、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、転がり支持装置の転がり疲れ寿命を長くするために、その構成部品をなす鋼の結晶粒径のさらなる微細化を図ることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するために、本発明は、所定形状の鋼材に対して、窒化処理を行う窒化工程と、Ａ１変態点以上の温度に加熱して保持した後に急冷処理を行う第一の焼入れ工程と、再度Ａ１変態点以上の温度に加熱して保持した後に加工熱処理を行い、その後急冷処理を行う第二の焼入れ工程と、焼戻し処理を行う焼戻し工程と、をこの順で施すことを特徴とする鋼の熱処理方法を提供する。
【０００７】
以下、本発明に係る鋼の熱処理方法について詳細に説明する。
＜窒化工程について＞
所定形状の鋼材に対して、例えばアンモニアガス雰囲気下で、所定温度（例えば、５００〜６００℃）に加熱して、所定時間（例えば、３〜４８時間）保持することにより、窒化処理を行う。この窒化処理により、鋼材の表層部（表面から所定深さ、例えば５００μｍの深さまでの部分）に、高濃度（例えば、Ｎ含有率が０．１質量％以上）の窒素富化領域を形成する。ここで、熱処理後の研削加工性の低下を抑制するために、窒素富化領域のＮ含有率は３．０質量％以下とすることが好ましい。
なお、肌焼鋼のように、芯部のＣ含有率が低い鋼材を用いる場合には、上述した窒化処理を行う前に浸炭処理を行ったり、窒化処理としてＣとＮを同時に導入できる浸炭窒化処理を行うことで、第一の焼入れ工程前の表層部のＣ含有率を０．６質量％以上とすることが好ましい。
【０００８】
＜第一の焼入れ工程について＞  
窒化工程後の鋼材に対して、Ａ１変態点以上の温度（例えば、８００〜１０００℃）に加熱して所定時間（例えば、１０〜６０分）保持した後に、急冷処理を行う。
ここで、上述した窒化工程前に浸炭処理を行ったり、上述した窒化工程として浸炭窒化処理を行った場合、第一の焼入れ工程時における炭化物の粗大化を抑制するために、第一の焼入れ工程の加熱温度を、浸炭処理又は浸炭窒化処理と同一又はより高温とすることが好ましい。
【０００９】
また、下述する第二の焼入れ工程後の表層部における旧オーステナイト結晶粒径を２μｍ以下とするために、第一の焼入れ工程は２回以上行うことが好ましく、第一の焼入れ工程の二回目以降の加熱温度は、Ａ１変態点に近い温度（例えば、７５０〜８８０℃、好ましくは７５０〜８４０℃）とすることが好ましい。
一方、第一の焼入れ工程前に、浸炭処理や浸炭窒化処理が行われていない場合には、第一の焼入れ工程時における炭化物の粗大化を抑制するために、第一の焼入れ工程の加熱温度を、Ａ１変態点に近い温度（例えば、７５０〜８８０℃、好ましくは７５０〜８４０℃）とすることが好ましい。
【００１０】
＜第二の焼入れ工程について＞
第一の焼入れ工程後の鋼材に対して、再度Ａ１変態点以上の温度（例えば、７５０〜８８０℃）に加熱して所定時間（例えば、５〜２０分間）保持した後に、加工熱処理（オースフォーム）を行い、その後、急冷処理を行う。なお、加工熱処理としては、例えば、圧延、鍛造、ローリング加工が挙げられる。
【００１１】
ここで、第二の焼入れ工程後の表層部（表面から所定深さ、例えば５００μｍの深さまでの部分）の旧オーステナイト結晶の平均粒径を２．０μｍ以下とするために、加工熱処理は、Ｍｓ変態点以上の温度（例えば、２００〜８００℃）で、パーライト等の不完全焼入れ層が生じ難い時間（例えば、１０分間）行う加工処理を２回以上、好ましくは３回以上行うことが好ましい。なお、鉄合金におけるＭｓ変態点（℃）は、下記式（２）に示されるように、合金成分の含有率（質量％）により略決定する。
【００１２】
Ｍｓ変態点＝５５０−３６１×（Ｃ含有率）−３９×（Ｍｎ含有率）−３５×（Ｖ含有率）−２０×（Ｃｒ含有率）−１７×（Ｎｉ含有率）−１０×（Ｃｕ含有率）−５×（Ｍｏ含有率＋Ｗ含有率）＋１５×（Ｃｏ含有率）＋３０×（Ａｌ含有率）・・・（２）
また、加工熱処理により所定の歪みを付与した後には、出来るだけ速やかにＡ１変態点以上に加熱する必要がある。
【００１３】
＜焼戻し工程について＞
第二の焼入れ工程後の鋼材に対して、Ａ１変態点未満の温度（例えば、１５０〜２５０℃）に加熱して所定時間（例えば、０．５〜３時間）保持した後に冷却処理を行う。
本発明に係る鋼の熱処理方法によれば、所定形状の鋼材に対して、窒化処理を行った後に、Ａ１変態点以上の温度に加熱して、鋼材の金属組織をフェライトからオーステナイトに相変態させる処理を二回以上行い、その後、オーステナイト状態の鋼材に対して加工を施すことにより、鋼材の表層部における旧オーステナイト結晶粒径を微細化することができる。
【００１４】
本発明に係る鋼の熱処理方法を用いて、必要な転がり疲れ寿命を有する転がり支持装置の構成部品を得るためには、窒化工程の条件（処理雰囲気、加熱温度、保持時間）や、第一及び第二の焼入れ工程の条件（例えば、加熱温度、保持時間、冷却速度、Ａ１変態点以上の温度への加熱回数）や、第二の焼入れ工程における加工熱処理の条件（例えば、加工熱処理前の加熱温度・熱保持時間や、加工熱処理の処理温度・処理回数）を調節することで、熱処理後の鋼材の表層部の硬さをＨｖ６００以上とともに、表層部の旧オーステナイト結晶の平均粒径を２．０μｍ以下、好ましくは１．０μｍ以下とすることが好ましい。
【００１５】
また、表層部の旧オーステナイト結晶は、その平均粒径を２．０μｍ以下とするだけでなく、粒径が２．０μｍ以下の面積率を大きくし、表層部の７０％以上とすることが好ましい。
このような鋼の熱処理方法において、熱処理後の鋼材の表層部の硬さをＨｖ６００以上とするとともに、表層部の旧オーステナイト結晶の平均粒径を２．０μｍ以下とし、且つ、表層部において粒径が２．０μｍ以下の旧オーステナイト結晶の面積率を７０％以上とするためには、表層部のＣ含有率が０．６質量％以上となっている鋼材や、ＪＩＳ  Ｇ  ０５６１（鋼の焼入れ性試験方法）で規定されたたＤＩ値が５．０以上となっている鋼材を用いることが好ましい。
【００１６】
本発明はまた、互いに対向配置された転がり面を有する第一部品及び第二部品と、前記第一部品及び前記第二部品の間に転動自在に配設され、前記第一部品及び前記第二部品の転がり面に対する転がり面を有する転動体と、を備え、前記転動体が転動することにより前記第一部品及び前記第二部品のうち一方が他方に対して相対運動する転がり支持装置を構成する前記第一部品、前記第二部品、及び前記転動体を製造する方法において、表層部のＣ含有率が０．６質量％以上、又は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５６１の焼入れ性試験法で規定されたＤＩ値が５．０以上となっている所定形状の鋼材に対して、窒化処理を行う窒化工程と、Ａ１変態点以上に加熱して保持した後に急冷処理を行う第一の焼入れ工程と、再度Ａ１変態点上に加熱して保持した後に加工熱処理を行い、その後急冷処理を行う第二の焼入れ工程と、焼戻し処理を行う焼戻し工程と、をこの順で施すことにより、その転がり面をなす表層部の旧オーステナイト結晶の平均粒径を２．０μｍ以下とすることを特徴とする転がり支持装置の構成部品の製造方法を提供する。
また、本発明に係る転がり支持装置の構成部品の製造方法においては、その転がり面をなす表層部において、粒径が２．０μｍ以下の旧オーステナイト結晶の面積率を７０％以上とすることがい好ましい。
【００１７】
本発明はさらに、互いに対向配置された転がり面を有する第一部品及び第二部品と、前記第一部品及び前記第二部品の間に転動自在に配設され、前記第一部品及び前記第二部品の転がり面に対する転がり面を有する転動体と、を備え、前記転動体が転動することにより前記第一部品及び前記第二部品のうち一方が他方に対して相対運動する転がり支持装置において、前記第一部品、前記第二部品、及び前記転動体のうち少なくとも一つは、表層部のＣ含有率が０．６質量％以上、又は、ＪＩＳ  Ｇ  ０５６１の焼入れ性試験法で規定されたＤＩ値が５．０以上となっている所定形状の鋼材に対して、熱処理が施されて得られ、その転がり面をなす表層部の旧オーステナイト結晶の平均粒径が２．０μｍ以下となっていることを特徴とする転がり支持装置を提供する。
【００１８】
また、本発明に係る転がり支持装置においては、その転がり面をなす表層部において、粒径が２．０μｍ以下の旧オーステナイト結晶の面積率が７０％以上となっていることが好ましい。
なお、本発明に係る転がり支持装置とは、転がり軸受、ボールねじ、及びリニアガイド等を指す。ここで、転がり支持装置が転がり軸受の場合には、第一部品及び第二部品は内輪及び外輪を指し、転がり支持装置がボールねじの場合には、第一部品及び第二部品はねじ軸及びナットを指し、転がり支持装置がリニアガイドの場合には、第一部品及び第二部品は案内レール及びスライダを指す。
【００１９】
また、本発明における転がり面とは、他の部品と転がり接触する面を指し、第一部品及び第二部品の軌道面や、転動体の転動面を指し、転がり面をなす表層部とは、表面から所定深さ（例えば、５００μｍ）までの部分を指す。
さらに、本発明において「表層部のＣ含有率が０．６質量％以上の鋼」としては、例えば、ＳＵＪ３や、浸炭したＳＮＣＭ８１５が挙げられる。また、本発明において「ＪＩＳ  Ｇ  ０５６１の焼入れ性試験法で規定されたＤＩ値が５．０以上の鋼」としては、例えば、ＳＮＣＭ８１５や、ＳＣＭ４４０が挙げられる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る鋼の熱処理方法によれば、所定形状の鋼材に対して、窒化処理を行う窒化工程と、Ａ１変態点以上の温度に加熱して保持した後に急冷処理を行う第一の焼入れ工程と、再度Ａ１変態点以上の温度に加熱して保持した後に加工熱処理を行い、その後急冷処理を行う第二の焼入れ工程と、焼戻し処理を行う焼戻し工程と、をこの順で施すことにより、鋼材の表層部における旧オーステナイト結晶粒径の微細化を図ることができる。
したがって、本発明に係る鋼の熱処理方法を用いて、転がり支持装置の構成部品を作製することにより、転がり疲れ寿命の長い転がり支持装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
＜第一実施形態＞
本実施形態では、所定形状に加工した肌焼鋼（ＳＮＣＭ８１５）又は高炭素クロム軸受鋼２種（ＳＵＪ２）の鋼材に対して、表１に示す各方法の熱処理を施すことにより、平板状の試験片Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１を作製した。
【００２２】
なお、表１に示す熱処理方法「浸炭→窒化→焼入れＡ→オースフォーム→焼戻し」は、図１に示す条件で行った。また、表１に示す熱処理方法「浸炭窒化→焼入れＡ→オースフォーム→焼戻し」は、図２に示す条件で行った。さらに、表１に示す熱処理方法「窒化→焼入れＢ→オースフォーム→焼戻し」は、図３に示す条件で行った。さらに、表１に示す熱処理方法「窒化→焼入れＢ→焼戻し」は、図４に示す条件で行った。さらに、表１に示す熱処理方法「焼入れＡ→オースフォーム→焼戻し」は、図５に示す条件で行った。
なお、本実施形態では、オースフォーム（加工熱処理）時の加工処理を圧延により行い、この圧延時における試験片の断面減少率を、オースフォームの加工量として表１に併せて示した。
【００２３】
次に、得られた試験片のうち破壊検査用のサンプルを用いて、転がり面となる試験片の表層部（表面から５００μｍの深さまでの部分）における旧オーステナイト（γ）結晶の平均粒径を以下に示す手順で測定した。
まず、試験片の表層部を塩化第二鉄と塩酸の混合溶液でエッチングすることにより、上面の旧オーステナイト粒界を現出させて、走査型電子顕微鏡（２０００〜１００００倍）で用いて撮影した。次に、得られた写真を用いて旧オーステナイト結晶粒径を測定し、一視野中において、旧オーステナイト結晶の平均粒径を算出した。この結果を、表１に併せて示した。
【００２４】
また、熱処理後の試験片において、転がり面をなす表層部のＣ含有率を、公知の電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）を用いて測定した。この結果、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１１のいずれの試験片においても、表層部のＣ含有率は０．６質量％以上となっていた。
次に、得られた試験片のうち非破壊検査用のサンプルを用いて、これらの試験片を転がり軸受の構成部品として使用する場合を想定した以下に示す条件で寿命試験を行った。
【００２５】
この寿命試験は、図６に示すスラスト型寿命試験機を用いて行った。このスラスト型寿命試験機は、図６に示すように、潤滑油１が入った潤滑油槽２内に試験片である固定板７を配置し、この固定板７の上面に、保持器３で保持された複数個の鋼球４を介して、回転軸５が一体に取り付けられた回転板６を配置するように構成されている。そして、スラスト荷重を負荷しつつ回転軸５を回転させることにより、寿命試験を行うように構成されている。
【００２６】
この試験は、試験片の転がり面となる表層部に剥離が生じるまで行い、剥離が生じるまでの総回転数を寿命とした。そして、各試験片について、ワイブル分布関数に基づくＬ１０寿命を算出し、試験片Ｎｏ．９の寿命を１とした時の比を表１に併せて示した。
〔寿命試験条件〕
荷重：４９００ＭＰａ
回転速度：１０００ｍｉｎ-1
潤滑油：♯６８タービン油（油浴）
【００２７】
【表１】
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【００２８】
表１に示すように、試験片の表層部における旧オーステナイト結晶の平均粒径が２μｍ以下であるＮｏ．１〜Ｎｏ．５の試験片では、Ｎｏ．６〜Ｎｏ．１１と比較して、長寿命が得られた。
また、表１に示す結果に基づいて、試験片の表層部における旧オーステナイト結晶の平均粒径と、寿命との関係を示す図７のグラフを作成した。
図７に示すように、試験片の表層部における旧オーステナイト結晶の平均粒径を２μｍ以下とすると、Ｎｏ．９の２．０倍以上の寿命が得られていることが分かる。
さらに、表１に示す結果に基づいて、試験片に対するオースフォームの加工量と、試験片の表層部における旧オーステナイト結晶の平均粒径との関係を示す図８のグラフを作成した。
【００２９】
図８に示すように、試験片の表層部における旧オーステナイト結晶の平均粒径を２μｍ以下にするためには、試験片に対するオースフォームの加工量を４０％以上とすればよいことが分かる。
以上の結果より、転がり支持装置の転動部品を上述したＮｏ．１〜Ｎｏ．５に示す試験片と同様の条件（鋼の組成、熱処理方法、転がり面となる表層部の旧オーステナイト結晶の平均粒径）とすることにより、転がり支持装置の寿命を長くできることが分かった。
【００３０】
＜第二実施形態＞
本実施形態では、表２に示す各組成で、鋼の焼入れ性試験方法を示すＪＩＳ  Ｇ  ０５６１で規定されたＤＩ値が表２に示す値である鋼材を用意した。
なお、ＤＩ値は、以下に示す手順で決定する。まず、ＪＩＳ  Ｇ  ０５６１で規定された試験片に対して硬度プロファイルを取り、焼入れ端から、５０％の金属組織がマルテンサイト組織となっている位置までの距離をＤｏ値として測定する。このＤｏ距離は、冷却溶媒の種類によって変化する値であるため、Ｄｏ値が無限大の冷却速度となる理想的な状態を仮定することで、鋼の焼入れ性を示す理想臨界直径ＤＩ値を決定する。
【００３１】
次に、これらの鋼材に対して、図９に示す熱処理を施すことにより、平板状の試験片Ｎｏ．２１〜Ｎｏ．３５を作製した。なお、図９に示す浸炭処理は、表層部のＣ含有率が０．８〜１．０質量％となるような条件で行った。また、図９において、オースフォームは以下に示す加工条件で行った。
＜オースフォーミング加工条件＞
加工処理数：３回
一処理の加工量：２０〜３０％
一処理の加工時間：１分以内
総加工量：７０％
加工温度：７７０℃
加工方法：（非破壊試験用のサンプル）圧延
（破壊試験用のサンプル）鍛造
加工速度：（非破壊試験用のサンプル）４ｍ／ｍｉｎ
（破壊試験用のサンプル）２ｍ／ｍｉｎ
【００３２】
次に、得られた試験片のうち破壊検査用のサンプルを用いて、上述した第１実施形態と同様の手順で、転がり面となる表層部における旧オーステナイトの結晶粒径を測定した。そして、試験片の表層部において、粒径が２．０μｍ以下の旧オーステナイト結晶の面積率を算出し、得られた面積率を表２に併せて示した。
次に、得られた試験片のうち非破壊検査用のサンプルを用いて、上述した第１実施形態と同様の条件で寿命試験を行った。この結果は、上述した第１実施形態と同様に、各試験片についてワイブル分布関数に基づくＬ１０寿命を算出し、試験片Ｎｏ．３３の寿命を１とした時の比を表２に併せて示した。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
表２に示すように、試験片の表層部における旧オーステナイト結晶粒径が２．０μｍ以下の面積率が７０％以上であるＮｏ．２１〜Ｎｏ．３２の試験片では、Ｎｏ．３３〜Ｎｏ．３５の試験片と比較して、長寿命であり、Ｎｏ．３３の２．１倍以上の寿命が得られていることが分かる。
また、表２に示す結果に基づいて、試験片をなす鋼のＤＩ値と、寿命との関係を示す図１０のグラフを作成した。
図１０に示すように、試験片をなす鋼のＤＩ値を５以上とすると、Ｎｏ．３３の１．２５倍以上の寿命が得られていることが分かる。
さらに、表２に示す結果に基づいて、試験片をなす鋼のＤＩ値と、試験片の表層部において旧オーステナイト結晶粒径が２μｍ以下の面積率との関係を示す図１１のグラフを作成した。
【００３５】
図１１に示すように、試験片の表層部において旧オーステナイト結晶粒径が２μｍ以下の面積率を７０％以上とするためには、試験片をなす鋼のＤＩ値を５以上とすればよいことが分かる。また、試験片の表層部において旧オーステナイト結晶粒径が２μｍ以下の面積率を略１００％とするためには、試験片をなす鋼のＤＩ値を１０以上とすればよいことが分かる。
以上の結果より、転がり支持装置の転動部品を上述したＮｏ．２１〜Ｎｏ．３３に示す試験片と同様の条件（鋼のＤＩ値、熱処理方法、転がり面をなす表層部において粒径が２．０μｍ以下の旧オーステナイト結晶の面積率）とすることにより、転がり支持装置の寿命を長くできることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る鋼の熱処理方法の一例を示す模式図である。
【図２】本発明に係る鋼の熱処理方法の一例を示す模式図である。
【図３】本発明に係る鋼の熱処理方法の一例を示す模式図である。
【図４】従来の鋼の熱処理方法の一例を示す模式図である。
【図５】従来の鋼の熱処理方法の一例を示す模式図である。
【図６】スラスト型寿命試験機の一例を示す構成図である。
【図７】試験片の表層部における旧オーステナイト結晶の平均粒径と、寿命との関係を示すグラフである。
【図８】試験片に対するオースフォームの加工量と、試験片の表層部における旧オーステナイト結晶の平均粒径との関係を示すグラフである。
【図９】本発明に係る鋼の熱処理方法の一例を示す模式図である。
【図１０】試験片をなす鋼のＤＩ値と、寿命との関係を示すグラフである。
【図１１】試験片をなす鋼のＤＩ値と、試験片の表層部において旧オーステナイト結晶粒径が２．０μｍ以下の面積率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３７】
１        潤滑油
２        潤滑油槽
３        保持器
４        鋼球
５        回転軸
６        回転板
７        固定板（試験片）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007113027.tif 000007
【図４】
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【図５】
2007113027.tif 000009
【図６】
2007113027.tif 000010
【図７】
2007113027.tif 000011
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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