(57)【要約】【課題】表面起点型剥離の発生を抑制するとともに、寸法安定性にも優れた転がり軸受を安価に提供する。【解決手段】内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つが、鋼材を浸炭窒化焼入れ、焼戻してなり、かつ、前記の熱処理後に下記（Ａ）〜（Ｅ）を満足する転がり軸受。（Ａ）軌道面表面の硬さがＨｖ７５０〜８８０（Ｂ）軌道面表面のＳｉ−Ｍｎ系窒化物が、面積率で１〜５％（Ｃ）軌道面表面のＮ量が０．２質量％以上（Ｄ）軌道面表面の残留オーステナイト量が２５〜４０体積％（Ｅ）芯部の残留オーステナイト量が２８体積％以下【選択図】図１
2016108616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪と外輪との間に、保持器を介して配設される転動体を備える転がり軸受において、
内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つが、鋼材を浸炭窒化焼入れ、焼戻してなり、かつ、前記の処理後に下記（Ａ）〜（Ｅ）を満足することを特徴とする転がり軸受。
（Ａ）軌道面表面の硬さがＨＶ７５０〜８８０
（Ｂ）軌道面表面のＳｉ−Ｍｎ系窒化物が、面積率で１〜５％
（Ｃ）軌道面表面のＮ量が０．２質量％以上
（Ｄ）軌道面表面の残留オーステナイト量が２５〜４０体積％
（Ｅ）芯部の残留オーステナイト量が２８体積％以下
【請求項２】
前記内輪、前記外輪及び前記転動体の少なくとも１つが、
Ｃ  ：０．８５〜１．１５質量％
Ｓｉ：０．４０〜０．９０質量％
Ｍｎ：０．５５〜１．５１質量％
Ｃｒ：１．０６〜１．９０質量％
を必須成分として含み、任意成分として
Ｍｏ：０．３０質量％以下（０質量％を含む）
Ｎｉ：０．３０質量％以下（０質量％を含む）
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）
Ｓ  ：０．０２５質量％以下（０質量％を含む）
Ｐ  ：０．０２０質量％以下（０質量％を含む）
Ｏ  ：１５質量ｐｐｍ以下（０質量ｐｐｍを含む）
を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼材からなるとともに、下記関係式を満足することを特徴とする請求項１記載の転がり軸受。
２．７≦２［Ｓｉ］＋［Ｍｎ］＋（［Ｃｒ］−７［ＭＣ］／１００）／（１−［ＭＣ］
／１００）＋［Ｍｏ］≦４．４
（式中、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］及び［Ｃｒ］は鋼材中のＳｉ量、Ｍｎ量またはＣｒ量（質量％）であり、［ＭＣ］は浸炭窒化焼入れ、焼戻し後の鋼中に残存している球状炭化物の割合（面積％）である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定組成の鋼材からなり、表面起点型剥離寿命を延長し、寸法安定性にも優れた転がり軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
転がり軸受では、荷重が負荷されて長時間使用されることにより金属疲労が生じ、軌道面表面が剥離することがあり、上記のように荷重が大きい方の軸受では剥離が起こりやすい。剥離の種類には、内輪や外輪、転動体を形成する鋼材の内部の介在物を起点として生じる「介在物起点型剥離」、ゴミ等の異物を噛み込んだ圧痕を起点として生じる「表面起点型剥離」、水素が鋼材中に侵入して水素脆性を生じ、白色組織と呼ばれる組織変化を起点として生じる「白色組織剥離」に大別される。
【０００３】
剥離の種類に応じて対策が異なり、「表面起点型剥離」については、鋼材の合金組成を特定化し、浸炭または浸炭窒化処理して表面の残留オーステナイト量を多くすることにより、長寿命化できることが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００４】
一方で、残留オーステナイト量を多くすると、表面起点型剥離寿命が延びるものの、使用条件によっては残留オーステナイトの分解が徐々に起こり、寸法安定性が低下して軸受の回転に支障を来すようになる。このような寸法安定性に関して、残留オーステナイト量を減らすことが有効であることも指摘されている（例えば、特許文献３、４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２５４１１６０号公報
【特許文献２】特許第２５９０６４５号公報
【特許文献３】特開平１１−３０２２４号公報
【特許文献４】特開２０００−５５１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
低炭素の合金鋼に浸炭または浸炭窒化すると、表面の残留オーステナイト量を高めながら芯部の残留オーステナイト量を低く抑えることができ、表面起点型剥離寿命と寸法安定性とを両立させることは可能である。しかし、転がり軸受に要求される硬さを満足するために、高温で長時間浸炭または浸炭窒化処理することが必要であり、生産性が著しく低下して工業上広く利用することが難しい。また、寸法安定性を重視して残留オーステナイト量を少なくすると、表面起点型剥離寿命が短くなる。
【０００７】
このように、表面起点型剥離寿命、生産性及び寸法安定性の全てをバランスよく満足することは従来困難であり、本発明は、表面起点型剥離の発生を抑制するとともに、寸法安定性にも優れた転がり軸受を安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明者らが検討したところ、鋼材を浸炭窒化焼入れ、焼戻し処理することにより残留オーステナイトを好適な範囲に管理し、軌道面表面に硬いＳｉ−Ｍｎ系窒化物を微細に析出すること、好ましくは特定の合金組成にして残留オーステナイトの分解を抑制することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は下記の転がり軸受を提供する。
（１）内輪と外輪との間に、保持器を介して配設される転動体を備える転がり軸受において、
内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つが、鋼材を浸炭窒化焼入れ、焼戻してなり、かつ、前記の処理後に下記（Ａ）〜（Ｅ）を満足することを特徴とする転がり軸受。
（Ａ）軌道面表面の硬さがＨＶ７５０〜８８０
（Ｂ）軌道面表面のＳｉ−Ｍｎ系窒化物が、面積率で１〜５％
（Ｃ）軌道面表面のＮ量が０．２質量％以上
（Ｄ）軌道面表面の残留オーステナイト量が２５〜４０体積％
（Ｅ）芯部の残留オーステナイト量が２８体積％以下
（２）前記内輪、前記外輪及び前記転動体の少なくとも１つが、
Ｃ  ：０．８５〜１．１５質量％
Ｓｉ：０．４０〜０．９０質量％
Ｍｎ：０．５５〜１．５１質量％
Ｃｒ：１．０６〜１．９０質量％
を必須成分として含み、任意成分として
Ｍｏ：０．３０質量％以下（０質量％を含む）
Ｎｉ：０．３０質量％以下（０質量％を含む）
Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）
Ｓ  ：０．０２５質量％以下（０質量％を含む）
Ｐ  ：０．０２０質量％以下（０質量％を含む）
Ｏ  ：１５質量ｐｐｍ以下（０質量ｐｐｍを含む）
を含み、残部が鉄及び不可避的不純物からなる鋼材からなるとともに、下記関係式を満足することを特徴とする上記（１）記載の転がり軸受。
２．７≦２［Ｓｉ］＋［Ｍｎ］＋（［Ｃｒ］−７［ＭＣ］／１００）／（１−［ＭＣ］
／１００）＋［Ｍｏ］≦４．４
（式中、［Ｓｉ］、［Ｍｎ］及び［Ｃｒ］は鋼材中のＳｉ量、Ｍｎ量またはＣｒ量（質量％）であり、［ＭＣ］は浸炭窒化焼入れ、焼戻し後の鋼中に残存している球状炭化物の割合（面積％）である。）
【発明の効果】
【００１０】
本発明の転がり軸受では、内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つを構成する鋼材に浸炭窒化焼入れ、焼戻しを行い、軌道面表面に硬いＳｉ−Ｍｎ系窒化物を析出させて特定の硬さにするとともに、軌道面表面及び芯部の残留オーステナイト量を特定の範囲にすることにより、表面起点型剥離の抑制と寸法安定性の向上とを両立する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】表面のＮ量と寿命比との関係を示すグラフである。
【図２】式（１）の値と寸法安定性との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に関して詳細に説明する。
【００１３】
本発明では、転がり軸受の種類や構成には制限はないが、内輪、外輪及び転動体の少なくとも１つを構成する鋼材に浸炭窒化焼入れ、焼戻しを行い、下記（Ａ）〜（Ｅ）を満足する。（Ａ）〜（Ｄ）は、軌道面の最表面を測定して得る品質である。（Ｅ）は、浸炭窒化の影響を受けていない炭素・窒素濃度が一定である深さの部分を測定して得る品質である。
（Ａ）軌道面表面の硬さがＨＶ７５０〜８８０
（Ｂ）軌道面表面のＳｉ−Ｍｎ系窒化物が、面積率で１〜５％
（Ｃ）軌道面表面のＮ量が０．２質量％以上
（Ｄ）軌道面表面の残留オーステナイト量が２５〜４０体積％
（Ｅ）芯部の残留オーステナイト量が２８体積％以下
【００１４】
［軌道面表面の硬さがＨＶ７５０〜８８０］
潤滑剤中に異物が混入すると、転動体と軌道輪が異物を噛み込み、軌道面に圧痕が生じる。そして、圧痕の上を転動体が転がり接触すると、圧痕周辺に応力集中が生じ、疲労亀裂が発生して剥離の起点となる。このとき、硬さが高いほど、異物を噛み込んだ際に生じる圧痕の大きさが小さくなる。あるいは、圧痕が生じにくくなる。その結果、その後の疲労亀裂が発生難くなり、転がり軸受は長寿命となる。しかし、焼入れ焼戻し後の硬さがＨＶ７５０未満では圧痕が生じやすくなる。また、ＨＶ８８０を超えると、研削性が低下して生産性が低下する。好ましくは、軌道面表面の硬さをＨｖ８００〜８５０にする。
【００１５】
［軌道面表面のＳｉ−Ｍｎ系窒化物が面積率で１〜５％］
Ｓｉ量及びＭｎ量が多い鋼に浸炭窒化を行うことにより、ＳｉとＭｎとを含んだ窒化物（Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物）が析出する。このＳｉ−Ｍｎ系窒化物は、熱的に安定であり、窒化物中のＳｉとＭｎとの組成比（Ｓｉ：Ｍｎ）が約５：１であり、０．０１〜１μｍの微細物となって析出する。Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物は、表面を硬化する作用があり、軌道面を強化して表面起点型剥離寿命を向上し、耐摩耗性や耐焼付き性を向上させる。そのため、Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物の面積率が１％未満ではこれらの効果が十分に得られない。但し、５％を超えると表面硬さが過剰になり、研削性が低下する。好ましくは、Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物の面積率を２〜５％にする。
【００１６】
［軌道面表面のＮ量が０．２質量％以上］
Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物を析出させるには、浸炭窒化によって侵入するＮ量を多くする必要があり、上記したＳｉ−Ｍｎ系窒化物の析出量１％を得るためには、軌道面表面のＮ量を０．２質量％以上にする必要がある。
【００１７】
［軌道面表面の残留オーステナイト量が２５〜４０体積％〕
残留オーステナイトは、基地組織のマルテンサイトよりも軟質であるため、変形能に優れる。そのため、圧痕が生じて、その上を転動体が転がり接触する際に、残留オーステナイトが多い場合は圧痕形状が変形し、応力集中を緩和することができる。但し、残留オーステナイト量が２５体積％未満ではこの効果が得られない。また、残留オーステナイトが多いほど表面起点型剥離寿命にはよいが、４０体積％を超えると表面の硬さが低くなりすぎて圧痕が大きくなる。好ましくは、軌道面表面の残留オーステナイト量を３０〜４０体積％にする。
【００１８】
［芯部の残留オーステナイト量が２８体積％以下］
残留オーステナイトは、使用中に徐々に分解するため、寸法変化の原因となる。そのため、芯部の残留オーステナイト量が２８体積％よりも多くなると、分解が進んで寸法安定性が低くなる。芯部の残留オーステナイト量は、２４体積％以下が好ましく、２０体積％以下がより好ましい。このような芯部の残留オーステナイト量にするには、鋼材を後述するような合金成分とすることが好ましい。
【００１９】
即ち、鋼材の合金組成を以下のようにすることが好ましい。鋼材はＣ、Ｓｉ、Ｍｎ及びＣｒを必須成分として、それぞれ特定量を含む。
【００２０】
［Ｃ：０．８５〜１．１５質量％］
Ｃは焼入れによって基地に固溶し、硬さを向上させる元素であるが、鋼材中の含有量が０．８５質量％未満であると焼入れ後の硬さが低下して、耐摩耗性や転がり疲労寿命が低下する。安定的に耐摩耗性や転がり疲労寿命を得るためには、Ｃ量を０．９５質量％以上にすることが好ましい。但し、Ｃ量が１．１５質量％を超えると、研削性の低下や破壊靭性値の低下が生じる。安定的に研削性を得るためには、Ｃ量を１．１０質量％以下とすることが好ましい。
【００２１】
［Ｓｉ：０．４０〜０．９０質量％］
Ｓｉは基地に固溶して焼入れ性及び焼戻し軟化抵抗性を向上させる効果がある。また、本発明において重要な残留オーステナイトの分解を遅延させる効果もある。そのため、Ｓｉ量が０．４０質量％未満ではこれらの効果が得られない。しかし、０．９０質量％を超えると球状化焼鈍後の硬さが上昇するため、旋削性及び冷間加工性が低下する。安定的に旋削性と冷間加工性を得るためには、Ｓｉ量を０．７０質量％以下とすることが好ましい。
【００２２】
［Ｍｎ：０．５５〜１．５１質量％］
Ｍｎは基地に固溶して焼入れ性を向上させる効果があり、本発明においては重要な残留オーステナイト量を安定化させる効果がある。残留オーステナイトは、表面起点型剥離に対して長寿命化する効果がある。また、Ｓｉと共存してＳｉ−Ｍｎ系窒化物の析出を促進する作用もある。しかし、Ｍｎ量が０．５５質量％未満ではこれらの効果が十分に得られない。但し、１．５１質量％を超えると熱間鍛造時の変形抵抗が上昇して熱間鍛造性を低下させたり、残留オーステナイト量が過多になり、分解抑制効果をもってしても寸法安定性が低下する。安定的に熱間鍛造性と寸法安定性とを得るために、Ｍｎ量を０．５５〜１．４質量％とすることが好ましく、０．８〜１．２質量％とすることがより好ましい。
【００２３】
［Ｃｒ：１．０６〜１．９０質量％］
Ｃｒは基地のマルテンサイト中に固溶する分と、球状化炭化物中に固溶する分とに分配される。基地に固溶したＣｒは、焼入れ性を向上させる効果があり、更に基地組織のマルテンサイトを安定化させる効果があるため転動疲労寿命を延長させる。但し、Ｃｒ量が１．０６質量％未満ではこれらの効果が得られない。好ましくは、Ｃｒ量を１．３０質量％以上にする。また、１．９０質量％を超えると球状化焼鈍後の硬さが上昇するため、旋削性及び冷間加工性が低下する。安定的に旋削性と冷間加工性を得るためには、Ｃｒ量を１．７０質量％以下とすることが好ましい。
【００２４】
また、鋼材は任意成分としてＭｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓ、Ｐ及びＯを含有する。
【００２５】
［Ｍｏ：０．３０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｍｏは基地に固溶して焼入れ性及び焼戻し軟化抵抗性を向上させる効果がある。また、基地組織のマルテンサイトを安定化させる効果があるため、転動疲労寿命を延長させる。しかし、Ｍｏ量が０．３０質量％を超えると、Ｍｏの一部が硬い炭化物を形成し、切削性を低下させる。また、Ｍｏは高価な元素であるため、素材のコストアップを生じることから、本発明では選択的に添加する。
【００２６】
［Ｎｉ：０．３０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｎｉは焼入れ性と向上させる効果とオーステナイトを安定化させる効果とを有し、多量に添加することにより靭性を向上させる。しかし、Ｎｉは非常に高価な元素であるため、鋼材コストを上昇させる。そのため、本発明ではＮｉを積極的に添加せず、０．３０質量％以下とする。
【００２７】
［Ｃｕ：０．２０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｃｕは焼入れ性と粒界強度を向上させる効果があるが、過多になると熱間鍛造性が低下する。そのため、本発明では積極的に添加せず、Ｃｕ量を０．２０質量％以下とする。
【００２８】
［Ｓ：０．０２５質量％以下（０質量％を含む）］
ＳはＭｎＳを形成し、介在物として作用するため、鋼材中のＳ量は少ない方が好ましい。しかし、Ｓ量を少なくするには鋼材の生産性が下がり、鋼材コストが上昇するため、工業上広く利用することが難しくなる。そのため、本発明ではＳ量を０．０２５質量％以下とする。
【００２９】
［Ｐ：０．０２０質量％以下（０質量％を含む）］
Ｐは結晶粒界に偏析して粒界強度や破壊靭性値を低下させるため、鋼材中のＰ量は少ない方が好ましい。そのため、本発明ではＰ量を０．０２０質量％以下とする。
【００３０】
［Ｏ：１５質量ｐｐｍ以下（０質量ｐｐｍを含む）］
Ｏは、鋼材中でＡｌ２Ｏ３等の酸化物系の介在物を形成する。酸化物系介在物は剥離の起点となり、転動疲労寿命に影響を及ぼすのでＯ量は少ない方が好ましい。しかし、Ｏ量を少なくするには鋼材の生産性が下がり、鋼材コストが上昇するため、工業上広く利用することが難しくなる。そのため、本発明ではＯ量を１５質量ｐｐｍ以下とする。
【００３１】
そして、鋼材の残部は鉄及び不可避的不純物であり、更には下記（１）式の値が２．７以上４．４以下を満足する。尚、[Ｓｉ]、[Ｍｎ] 及び[Ｃｒ]は鋼材中のＳｉ量、Ｍｎ量またはＣｒ量（質量％）であり、[ＭＣ]は焼入れ焼戻し後の鋼中に残存している球状炭化物の割合（面積％）である。
（１）式：２［Ｓｉ］＋［Ｍｎ］＋（［Ｃｒ］−７［ＭＣ］／１００）／
（１−［ＭＣ］／１００）＋［Ｍｏ］
【００３２】
本発明者らは、合金組成の異なる鋼材を用いて転がり疲労寿命試験を行い、残留オーステナイト分解による寸法変化に及ぼす各合金元素の抑制効果を数値化したところ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｃｒ及びＭｏのそれぞれの効果が２：１：１：１になることが判明した。また、（１）式の値が大きいほど、基地のマルテンサイト組織に雇用する合金元素の量が多くなり、残留オーステナイトがより安定化し、寸法変化が小さくなることが判明した。
【００３３】
但し、Ｃｒは基地のマルテンサイト組織に固溶する分と、球状化炭化物に固溶する分とに分配され、球状化炭化物中では７質量％程度にまで濃化する。従って、球状化炭化物の割合が多いとＣｒが球状化炭化物中により多く分配されることになり、基地のマルテンサイト組織中のＣｒ量が少なくなる。球状化焼鈍後、鋼材中の炭化物が約１５質量％存在するが、焼入れ処理により球状化炭化物の一部が基地のマルテンサイト組織に固溶する。即ち、基地組織に固溶しているＣｒ量は、鋼材中のＣｒ量と焼入れ焼戻し後に残存している球状化炭化物量で決まり、（［Ｃｒ］−７［ＭＣ］／１００）／（１−［ＭＣ］／１００）で概算される。尚、本発明において、残存する球状化炭化物の面積率［ＭＣ］は５〜９％が好ましい。
【００３４】
そして、（１）式の値が２．７未満では残留オーステナイトの分解抑制効果が安定的に得られない。また、４．４を超えると残留オーステナイト量が過多になり、残留オーステナイトの分解抑制効果が実質的に得られない。安定的に残留オーステナイトの分解抑制効果を向上させ、安定した寸法安定性を得るためには、（１）式の値を２．８以上４．４以下にすることが好ましく、３．３以上３．９以下にすることがより好ましい。
【００３５】
本発明の転がり軸受を作製するには、好ましくは上記の合金組成の鋼材を用い、熱間加工及び旋削加工により内輪や外輪、転動体を完成形状に近づけた後、浸炭窒化焼入れ、焼戻しを行って上記した（Ａ）〜（Ｅ）を満足するように処理する。その後、研削加工を行い、完成形状に仕上げる。
【００３６】
尚、浸炭窒化焼入れ、焼戻しは、生産性への影響を最小限に留めるために、極端に高温・長時間となる条件で行わないことが好ましく、焼入れは８２０〜８６０℃で２〜６時間、ＲＸガス、プロパンガス及びアンモニアガスの混合ガスにより浸炭窒化処理した後、油冷する。油冷する際の油温は、４０〜１２０℃が好ましい。焼戻しは、１６０〜２００℃で所定の時間保持した後、空冷あるいは徐冷する。
【００３７】
本発明において転がり軸受の種類に制限はなく、深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受、スラスト玉軸受等の玉軸受、円筒ころ軸受や円錐ころ軸受、自動調心ころ軸受等のころ軸受、あるいはニードル軸受等に適用可能である。
【実施例】
【００３８】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【００３９】
（１）転動疲労要素試験
表１に示す合金組成の鋼材（残部は鉄及び不可避的不純物）を、旋削加工して円板状とし、表２に示す浸炭窒化焼入れ、焼戻し処理を施した後、研削研磨及びラップ加工を行い完成形状として円板試験片を作製した。そして、円板試験片と、スラスト玉軸受５１３０５の上レース、直径３／８インチの鋼球６個及び黄銅製保持器とを組み合わせてスラスト型転動疲労試験機にセットし、下記条件にて転動疲労寿命試験を行った。本試験は各５回行い、累積破損確率が５０％になる寿命（Ｌ５０）の平均値を求めた。
・最大接触面圧：５．０ＧＰａ
・回転速度：１０００ｍｉｎ−１
・潤滑油：ＩＳＯ−ＶＧ６８（大きさ１００μｍ程度、硬さＨＶ８７０の鉄粉を０．００９ｇ含む）
【００４０】
結果を表２に、比較例５（鋼種Ｊ：ＳＵＪ２）に対する相対値で示す。また、図１に、表面Ｎ量と寿命比との関係をグラフ化して示す。試験の結果、表面Ｎ量が０．２質量％以上であれば、２倍を超える長寿命が得られることがわかる。特に、実施例１〜５は３倍以上の長寿命が得られている。但し、実施例１０は鋼材のＣｒ量が本発明の好ましい量の下限であり、比較例よりも長寿命であるものの、他の実施例に比べると短くなっている。また、比較例２では、鋼材のＣ量が本発明の好ましい量よりも少なく、表面の硬さが低下して寿命が短い。
【００４１】
また、表２には、表面Ｎ量の他に、浸炭窒化焼入れ、焼戻し後の各鋼材の表面硬さ、Ｓｉ−Ｍｎ系窒化物の面積率、表面の残留オーステナイト量（γＲ）、芯部の残留オーステナイト量（γＲ）を併記するが、実施例では何れも（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｅ）も同時に満足している。これに対し、比較例１では、表面のＳｉ−Ｍｎ系窒化物の面積率及びＮ量が本発明の範囲外であり、表面の残留オーステナイト量が不足して十分な寿命が得られていない。
【００４２】
（２）寸法安定性試験
表１に示す合金組成の鋼材（残部は鉄及び不可避的不純物）を、旋削加工して所定の外輪形状とし、表２に示す熱処理を施した後、研削加工して完成形状として深溝玉軸受６２０６用の外輪を作製した。そして、この外輪を１３０℃で５０００時間保持し、保持前との寸法変化率を求めた。
【００４３】
結果を表２に示す。尚、表２には、［ＭＣ］及び（１）式の値を併記する。また、図２に、（１）式の値と寸法変化率との関係をグラフ化して示す。試験の結果、（１）式の値が２．７〜４．４の範囲であれば、寸法安定性に優れることがわかる。尚、実施例１１では、鋼材のＭｎ量が本発明の好ましい量の下限であり、芯部の残留オーステナイト量も規定の上限であることから、他の実施例に比べると寸法安定性が悪くなっている。また、実施例１２では、（１）式の値が下限であり、残留オーステナイトの分解抑制効果が十分ではなく、他の実施例に比べると寸法安定性が悪くなっている。
【００４４】
（３）深溝玉軸受寿命試験
上記した（１）転動疲労要素試験及び（２）寸法安定性試験において優れた結果を示した実施例１、３、５を基に、深溝玉軸受６２０６用の内輪及び外輪を作製した。即ち、表１に示す合金組成の鋼材（残部は鉄及び不可避的不純物）を、旋削加工して所定の内輪形状または外輪形状とし、表２に示す浸炭窒化焼入れ、焼戻しを施した後、研削加工して完成形状とし、ＳＵＪ２製３／８インチ鋼球及び樹脂製保持器と組み合わせて試験軸受を作製した。また、比較のために、比較例４、５についても同様にして試験軸受を作製した。そして、試験軸受をラジアル型軸受寿命試験機に装着し、下記条件にて転動疲労寿命試験を行った。本試験は各５回行い、累積破損確率が５０％になる寿命（Ｌ５０）の平均値を求めた。
・最大接触面圧：３．０ＧＰａ
・回転速度：３０００ｍｉｎ−１
・潤滑油：ＩＳＯ−ＶＧ６８（大きさ１００μｍ程度、硬さＨＶ８７０の鉄粉を０．０５ｇ含む）
【００４５】
結果を表２に、比較例５に対する相対値で示すが、実施例１、３、５は良好な寿命を示している。これに対し比較例４では、表面のＮ量や残留オーステナイト量が本発明で規定する値よりも少なく、更に鋼材中のＳｉ量及びＭｎ量が少ないため浸炭窒化焼入れ、焼戻しを行っても本発明で規定するＳｉ−Ｍｎ系窒化物の面積率とはならず、芯部の残留オーステナイト量及び（１）式の値も満足しないため、残留オーステナイトの分解抑制効果が不足して寸法安定性が悪くなっている。また、比較例３でも試験軸受の作製を試みたが、表面のＳｉ−Ｍｎ系炭化物の面積率が多く、硬さ過剰となって軸受への加工ができなかった。
【００４６】
【表１】
2016108616.tif 000003
【００４７】
【表２】
2016108616.tif 000004
【００４８】
以上より、（Ａ）〜（Ｅ）を満足し、好ましくは特定の合金組成で（１）式を満足することにより、長寿命で、寸法安定性に優れる転がり軸受を提供できることがわかる。
【図１】
2016108616.tif 000005
【図２】
2016108616.tif 000006