[go: up one dir, main page]

JP2004307986A - Rolling member and rolling device provided therewith - Google Patents

Rolling member and rolling device provided therewith Download PDF

Info

Publication number
JP2004307986A
JP2004307986A JP2003113271A JP2003113271A JP2004307986A JP 2004307986 A JP2004307986 A JP 2004307986A JP 2003113271 A JP2003113271 A JP 2003113271A JP 2003113271 A JP2003113271 A JP 2003113271A JP 2004307986 A JP2004307986 A JP 2004307986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cemented carbide
rolling
weight
tic
rolling member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003113271A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toyohisa Yamamoto
豊寿 山本
Takeshi Nakai
毅 中井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2003113271A priority Critical patent/JP2004307986A/en
Publication of JP2004307986A publication Critical patent/JP2004307986A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/38Ball cages
    • F16C33/3837Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages
    • F16C33/3843Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages
    • F16C33/3856Massive or moulded cages having cage pockets surrounding the balls, e.g. machined window cages formed as one-piece cages, i.e. monoblock cages made from plastic, e.g. injection moulded window cages

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

【課題】腐食環境下、無潤滑条件下、高温条件下、或いは磁場環境下であっても、優れた耐食性、耐摩耗性及び耐焼付き性を備えるとともに、非磁性及び長寿命化を実現し、さらに、外部環境への汚染を抑制することを可能とした転動部材及びそれを備えた転動装置を提供する。
【解決手段】転がり軸受10を構成する内輪1、外輪2、転動体3の少なくとも一つを、硬質相を構成するWC中の合金炭素量が5.7〜7.3重量%となっている超硬合金で形成する。
【選択図】 図1
[PROBLEMS] To provide excellent corrosion resistance, abrasion resistance and seizure resistance even under a corrosive environment, a non-lubricated condition, a high temperature condition, or a magnetic field environment, and realize non-magnetic and long life. Further, the present invention provides a rolling member capable of suppressing contamination of an external environment and a rolling device including the rolling member.
At least one of an inner ring (1), an outer ring (2) and a rolling element (3) constituting a rolling bearing (10) has a carbon content of 5.7 to 7.3% by weight in WC constituting a hard phase. Formed with cemented carbide.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネル製造工程、半導体製造工程、ハードディスク製造工程、コンデンサー製造工程の各種洗浄装置のような腐食環境下や、鉄鋼設備、窯炉内搬送用台車、連続熱処理用コンベア、焼付け塗装機用トロリーなど高温炉内搬送システムのような高温環境下や、工作機械、タービン、各種ポンプなどのような無潤滑条件下や、或いは半導体製造装置の電子線利用露光・描画装置、検査装置などのような磁場環境下で好適に使用可能な転動部材及びそれを備えた転動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
転がり軸受などの転動装置においては、例えば、液晶パネル、半導体、ハードディスクの製造工程など多種多様な環境で好適に利用可能とするために、腐食環境下、高温環境下、無潤滑条件下、或いは磁場環境下などの過酷な環境に耐えうるための様々な提案がなされている。
【0003】
例えば、上述の製造工程では、半導体素子などの表面に付着する微細な粒子やガスなどが製品の性能、信頼性、歩留まりなどに悪影響を及ぼすおそれがある。このため、粒子やガスの原因となる潤滑油やグリースなどの潤滑剤を十分に封入して潤滑を行う構造ではなく、微量な潤滑剤や固形潤滑剤により潤滑を行ったり、或いは無潤滑下で転動装置を用いる手段が各種提案されている。
【0004】
また、上記装置の各種洗浄工程では、様々な薬品が使用されることにより、その薬品の雰囲気など腐食環境下で好適に利用可能な転動装置が各種提案されている。
このような腐食環境下で適用される転がり軸受として、外輪を常温焼結法で製造したセラミックス材料から構成し、且つ、内輪をガス圧焼結法又はHIP法で製造したセラミックス材料から構成するという手段が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
同様に、内輪、外輪及び転動体のそれぞれをセラミックス材料(炭化ケイ素)から構成するという手段が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
さらに、上述の製造工程で用いられる電子線を利用する露光・描画装置や検査装置などにおいては、電子銃が照射されるシリコンウェハを移動する手段として転動装置が適用されている。ここで、この転動装置を構成する転動部材に磁性材を用いると、磁場を乱し、測定精度や製造精度(描画精度)が低下してしまうおそれがあるため、非磁性材料からなる転動装置が切望されている。
【0006】
このような磁場環境下で適用される転がり軸受として、軌道輪及び転動体のうち少なくとも一つをMn−Ni−Cu合金から構成するという手段が提案されている(例えば、特許文献3参照)。
同様に、軌道輪をベリリウム銅から構成し、且つ、転動体をセラミックス(窒化ケイ素、炭化ケイ素、アルミナ)から構成するという手段が提案されている(例えば、特許文献4参照)。
同様に、内輪、外輪、及び転動体の少なくとも一つをWC−Ni(炭化タングステン−ニッケル)系超硬合金から構成する、或いは内輪及び外輪をWC−Ni系超硬合金から構成するとともに、転動体をセラミックスから構成するという手段が提案されている(例えば、特許文献5参照)。
【0007】
【特許文献1】
特開平8−121488号公報
【特許文献2】
特開平10−82426号公報
【特許文献3】
特開2000−130439号公報
【特許文献4】
特開平11−336755号公報
【特許文献5】
特開2000−154825号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1で開示された手段においては、外輪及び内輪をセラミックスから構成したことによって、優れた耐食性を備えるようになるが、外輪が常温焼結法で製造されたセラミックスから構成されているため、強度や破壊靭性が低く、表面や内部の欠陥を基点として微小クラックが伝播しやすいという不具合があった。このため、多量の摩耗粉が発生して外部環境を汚染してしまうとともに、割れが生じ、寿命を低減させてしまうおそれがあった。特に、ラジアル荷重を支持する場合においては、外輪の負荷圏が荷重に集中するため、軽荷重下であっても、常温焼結法で製造された外輪にはクラックが容易に伝播し、寿命を大幅に低減させてしまうおそれがあった。
【0009】
また、上記特許文献2で開示された手段においては、内輪、外輪、及び転動体のそれぞれをセラミックス材料(炭化ケイ素)から構成したことによって、優れた耐食性を備えるようになるが、特許文献1と同様に、強度や破壊靭性は低く、荷重がある程度負荷されると、内輪、外輪、及び転動体のそれぞれの表面或いは全体にクラックが伝播し、剥離や割れが生じてしまう不具合があった。特に、ラジアル荷重を支持するような場合においては、特許文献1と同様に、寿命を大幅に低減させてしまうおそれがあった。
【0010】
さらに、上記特許文献3及び特許文献4で開示された手段においては、軌道輪をMn−Ni−Cu合金(Hv=340程度)やベリリウム銅(Hv=400程度)から構成し、且つ、転動体をセラミックスから構成したことによって、軌道輪と転動体との硬さが約3倍以上異なるため、無潤滑条件下や低粘度油などの使用で過酷な潤滑条件である場合においては、硬い転動体によるアブレッシブ摩耗が生じ、柔らかい軌道輪が著しく摩耗し、転動装置としての寿命を低減させるとともに、外部環境を汚染してしまうおそれがあった。また、上記Mn−Ni−Cu合金やベリリウム銅などの軟質合金から構成した軌道輪は、比較的軽荷重であっても塑性変形が生じてしまうため、軽荷重条件下でしか適用できないという問題もあった。
【0011】
さらに、上記特許文献5で開示された手段においては、硬質相を結合させるための結合相であるNiの含有率によって、強度、硬さ或いは焼結性が異なるおそれがあった。このため、Niの含有量によっては、硬さや耐摩耗性が不十分であるため、特に、無潤滑条件下或いは過酷な潤滑条件下においては、摩耗が著しく進行してしまったり、焼結性が悪くポアが大量に発生し、クラックが導入・伝播しやすくなってしまう。このため、寿命を大幅に低減させてしまうとともに、生じた摩耗粉により外部環境を汚染してしまうおそれがあった。
【0012】
また、WC−Ni系超硬合金は、高温における硬さや耐摩耗性が比較的低く、連続熱処理用コンベヤや焼付け塗装機用トロリーなどの高温炉内炉内搬送システムのような高温環境下で作動する場合、或いは無潤滑条件下などの過酷な潤滑条件下で固体接触が生じ、軌道輪と転動体との接触点で局部的に温度が著しく上昇する場合には、凝着摩耗やアブレッシブ摩耗により極端に摩耗が生じてしまう。このため、転動装置の寿命を大幅に低減させてしまったり、生じた摩耗粉により外部環境を汚染してしまったり、或いは焼付きが生じて作動不能になってしまうおそれがあった。
【0013】
さらに、WC−Ni系超硬合金は全て非磁性ではなく、硬質相の主成分であるWC中の合金炭素量によっては、強磁性になる場合もあった。このため、強磁性を有するWC−Ni系超硬合金を磁場中で使用すると磁場を乱し、測定精度や製造精度(描画精度)が低下してしまうおそれがあった。
このように、上記特許文献5で開示された公報には、非磁性や、転動装置に要求される機械的強度及び耐摩耗性を実現させるために必要な技術内容に関しては開示されておらず、未だ改善の余地があった。
【0014】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、腐食環境下、無潤滑条件下、高温条件下、或いは磁場環境下であっても、優れた耐食性、耐摩耗性及び耐焼付き性を備えるとともに、非磁性及び長寿命化を実現し、さらに、外部環境への汚染を抑制することを可能とした転動部材及びそれを備えた転動装置を提供することを課題としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために、本発明者らは、転動部材を構成する材料として超硬合金に着目し、その硬質相を構成するWC中の合金炭素量と、結合相を構成する金属材料及びその含有量と、超硬合金中に添加させる添加剤とをそれぞれ検討することによって、上記課題を解決できることを見出した。
【0016】
すなわち、本発明の転動部材は、転動装置を構成する転動部材であって、硬質相と該硬質相を結合させる結合相とからなる超硬合金で構成されているとともに、前記硬質相を構成するWC中の合金炭素量が、5.7〜7.3重量%となっていることを特徴としている。
また、本発明の転動部材は、前記超硬合金として、前記結合相がCoのWC−Co系超硬合金であるようにしてもよい。
【0017】
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Co系超硬合金として、前記WC中の合金炭素量が5.9〜6.2重量%で、且つ、前記結合相の含有量が6〜25重量%となっていることが好ましい。
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Co系超硬合金として、前記WCの粒度が2μm以下で、且つ、前記結合相の含有量が6重量%以下となっていることが好ましい。
【0018】
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Co系超硬合金として、TiC、TiN、TaC、VC、Crの少なくとも一つを含有していることが好ましい。
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Co系超硬合金として、VC及びCrをともに含有しているようにしてもよい。
【0019】
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Co系超硬合金として、TiC及びTaCを含有しているとともに、前記WC−Co系超硬合金の表面に、WC−TiC−TiN固溶体に富む表面硬化層が、2〜16μmの厚さで形成されているようにしてもよい。
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Co系超硬合金として、その表面に、TiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜が形成されているようにしてもよい。
【0020】
ここで、前記TiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜は、化学蒸着法によって形成されていることが好ましい。
また、前記TiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜は、2〜10μmの厚さで形成されていることが好ましい。
さらに、本発明の転動部材は、前記超硬合金として、TiC、TiN、TaCの少なくとも一つを含有しているとともに、前記WCの粒度が2μm以下で、Coからなる結合相の含有量が1.5重量%以下となっているようにしてもよい。ただし、この場合のWC中の合金炭素量は、6.4〜6.6重量%になっていることが好ましい。
【0021】
さらに、本発明の転動部材は、前記超硬合金として、前記結合相がCo−NiのWC−Co−Ni系超硬合金であるようにしてもよい。
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Co−Ni系超硬合金として、前記結合相の含有量が10〜20重量%となっていることが好ましい。
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Co−Ni系超硬合金として、0.5〜3.0重量%のCrを含有していることが好ましい。
【0022】
さらに、本発明の転動部材は、前記超硬合金として、前記結合相がNiのWC−Ni系超硬合金であるようにしてもよい。
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Ni系超硬合金として、前記結合相の含有量が6〜15重量%となっていることが好ましい。
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Ni系超硬合金として、前記結合相中に17重量%以上のWが固溶していることが好ましい。
【0023】
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Ni系超硬合金として、2.0重量%以下のCrと0.7重量%以下のVCとを含有しているようにしてもよい。
さらに、本発明の転動部材は、前記WC−Ni系超硬合金として、2.0重量%以下のCrと2.0重量%以下のMoCとを含有しているようにしてもよい。
【0024】
本発明の第一の転動装置は、回転運動又は直線運動可能な可動子と、当該可動子を回転運動又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子及び前記支持体の間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備えた転動装置において、前記可動子、前記支持体、及び前記転動体の少なくとも一つを、本発明の転動部材で構成したことを特徴としている。
【0025】
また、本発明の第一の転動装置において、前記転動体が、セラミックス、サーメット、ステンレス鋼から選択される少なくとも一つで構成されていてもよい。本発明の第二の転動装置は、回転運動又は直線運動可能な可動子と、当該可動子を回転運動又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子及び前記支持体の間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備えた転動装置において、前記可動子及び前記支持体の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成するとともに、前記転動体を、請求項1乃至6又は請求項11乃至19のいずれか一項に記載の転動部材で構成することを特徴としている。
【0026】
本発明の第三の転動装置は、回転運動又は直線運動可能な可動子と、当該可動子を回転運動又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子及び前記支持体の間に転動自在に配設された複数の転動体と、当該転動体を転動可能に保持する保持器と、を備えた転動装置において、前記可動子、前記支持体、及び前記保持器の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成するとともに、前記転動体を、請求項1乃至6又は請求項11乃至19のいずれか一項に記載の転動部材で構成することを特徴としている。
【0027】
本発明の転動部材によれば、硬質相を構成するWC中の合金炭素量が5.7〜7.3重量%となっている超硬合金から構成したことによって、耐摩耗性、耐焼付き性、耐熱性、及び耐食性を向上させることが可能となる。このため、無潤滑条件下、高温環境下、腐食環境下、及び磁場環境下において使用される転動装置にも好適に利用することが可能となる。
【0028】
なお、硬質相を構成するWC中の合金炭素量は、下記の式で定義される。式中全成分とは、硬質相であるWCと結合相などとを全て合計したものを指す。また、Cとは遊離炭素も含む値であり、遊離炭素が析出したか否かは、断面組織の観察と、強度測定(遊離炭素が析出すると著しく強度が低下する)とによって判断した。
【0029】
合金炭素量(C/WC重量%)=(C/全成分)×(全成分/WC)×100ここで、このWC中における合金炭素量が5.7%重量未満となると、η相(CoC相)又はθ相(NiC相)が析出するため、強度が著しく低下し、クラックが導入・伝播しやすくなってしまう。このため、寿命を大幅に低減させてしまうとともに、比較的軽荷重でも割れが生じてしまうおそれがあった。一方、WC中における合金炭素量が7.3重量%を超えると、遊離炭素が生じるため、強度が低下し、寿命を大幅に低減させてしまうおそれがあった。このため、WC中における合金炭素量は、5.7〜7.3重量%の範囲としている。
【0030】
また、本発明の転動部材によれば、超硬合金として、結合相がCoであるWC−Co系超硬合金から構成することによって、十分な硬さを備え、耐摩耗性を向上させることが可能となる。よって、無潤滑条件下や過酷な潤滑条件下においても、接触点におけるアブレッシブ摩耗を効果的に抑制できるため、安定した作動性を確保できるとともに、摩耗粉による外部環境への汚染を抑制することが可能となる。このCoを結合相とするWC−Co系超硬合金における破壊靱性値は、転動装置の構成部材として用いても表面及び内部においてクラックが伝播しにくく、剥離や摩耗が生じやすくするために、5MPa・m1/2 以上であることが好ましい。ここで、破壊靭性値(超硬合金材料の平坦面を対象にして、JIS R1607、IF法に基づき算出)が5MPa・m1/2 未満であると、表面や内部の欠陥を基点としてクラックが伝播しやすいとともに、摩耗粉が多量に発生したり割れが生じたりして転動装置の寿命を低減させてしまうおそれがある。
【0031】
特に、WC−Co系超硬合金として、WC中の合金炭素量が5.9〜6.2重量%で、且つ、前記結合相の含有量が6〜25重量%となっているようにすることによって、転動装置として必要な硬さ及び耐摩耗性を備えることが可能となる。ここで、WC中の合金炭素量が5.9%未満であると、η相(CoC相)が析出して強度が著しく低下し、且つ、クラックの導入・伝播がしやすくなるため、比較的軽荷重でも割れた生じたり、寿命を低減させたりしてしまう。一方、WC中の合金炭素量が6.2重量%を超えると、遊離炭素が生じて強度が著しく低下し、大幅に寿命が低減してしまう。このため、WC−Co系超硬合金を構成するWC中の合金炭素量は、5.9〜6.2重量%の範囲とし、より好ましくは5.95〜6.15%とするのがよい。また、結合相の含有量を6%未満或いは25%を超えると、耐久性が低下してしまうため、結合相の含有量は、6〜25%の範囲としている。
【0032】
また、WC−Co系超硬合金として、WCの粒度が2μm以下で、且つ、結合相の含有量が6重量%以下とすることによって、WC−Co系超硬合金の中でも、耐食性及び耐摩耗性をより向上させることが可能となる。つまり、WCを、粒度が2μm以下の微細な粒子としたことによって、超硬合金の耐食性に大きく影響を及ぼすCo結合相をより薄くすることができ、耐食性を向上させるとともに、結合相であるCoの含有量が少なくても転動装置に必要な強度や耐摩耗性を確保することができるようになる。ここで、WCの粒度が2μmを超えると、Co結合相が厚くなるため、腐食されやすくなるとともに、転動装置として必要とされる強度や耐摩耗性を確保できなくなってしまう。また、結合相の含有量を6重量%以下としたことによって、超硬合金の耐食性を効果的に向上させることが可能となる。ここで、結合相の含有量が6.0重量%を超えると、十分な耐食性を確保できなくなってしまう場合がある。
【0033】
さらに、WC−Co系超硬合金として、TiC、TiN、TaC、VC、Crの少なくとも一つを含有するようにすることで、WC−Co系超硬合金の中でも、耐食性、耐熱性、及び耐酸化性のみならず、硬さ及び耐摩耗性をさらに向上させることが可能となる。なお、転動装置として必要な耐食性及び耐熱性を向上させ、硬さ、耐摩耗性、及び耐焼付き性をより向上させるために、TiC或いはTiNの含有量を3〜25重量%、TaCの含有量を1〜20重量%、VCの含有量を0.2〜5.0重量%、Crの含有量を0.2〜5.0重量%とするのが好ましい。ここで、それぞれの添加物の含有量が上記範囲未満であると、耐食性や耐熱性に対する十分な改善効果を得られない。一方、TiC或いはTiNや、TaCの含有量が上記範囲を超えると、これらの炭化物が燒結時に凝集粗大化し、強度や耐摩耗性が低下してしまうため、寿命が低減してしまうおそれがある。そして、この場合のWC中合金炭素量は、6.9〜7.3重量%になっていることが好ましい。また、VCやCrの含有量が上記範囲を超えると、粗大な晶出相(M相)が晶出し、強度が著しく低下するため、比較的軽荷重でも割れが生じたり、寿命が低減したりするおそれがある。
【0034】
この耐食性及び耐熱性が向上する理由は、上述の添加元素とWCとの固溶体(例えば、WC−TiCやWC−TiC−TaCなど)であるβ相或いはβt相との界面に、β酸化物が生じ、このβ酸化物が酸素の拡散を抑制するためである。また、硬さや耐摩耗性が向上する理由は、TaC(ビッカース硬さHv1900)やTiN(ビッカース硬さHv2000)、或いはTiC(ビッカース硬さHv3200)とWCとの固溶体の硬さが、WC(ビッカース硬さHv1800)単独よりも高くなるためであり、これらの硬い粒子が存在することにより、耐摩耗性が向上する。このため、より厳しい腐食性環境下や高温環境下においても、良好な作動性を確保することが可能となる。また、無潤滑条件下或いは過酷な潤滑条件下においても、凝着摩耗やアブレッシブ摩耗を効果的に抑制し、良好な作動性を確保できるとともに、外部環境への汚染を抑制することが可能となる。
【0035】
さらに、WC−Co系超硬合金として、VC及びCrを含有していることによって、硬質相であるWCの焼結時における粒子成長を抑制し、WCの粒子を微細化するため、耐食性、強度及び耐摩耗性をさらに向上させることが可能となる。ここで、VCは0.2〜1.0重量%の範囲であり、Crは1.0〜3.0重量%の範囲とすることが好ましい。ここで、VC及びCrをそれぞれ上述の範囲を超えて添加すると、M相が晶出し、強度が著しく低下するため、比較的軽荷重で割れが生じたり、寿命を低減させたりしてしまう。
【0036】
さらに、WC−Co系超硬合金として、TiC及びTaCを含有しているとともに、WC−Co系超硬合金の表面に、WC−TiC−TiN固溶体に富む表面硬化層が形成されていることによって、硬さ、耐摩耗性及び耐焼き付け性をさらに向上させることが可能となる。なお、Coの含有量は、上述したように6〜25重量%の範囲とすることが好ましいが、ここではWC−Co系超硬合金の表面に表面硬化層が形成されていることより、その含有量が6〜18重量%の範囲内であっても、転動部材として十分な硬度、耐摩耗性及び耐食性を確保することができる。また、表面硬化層の厚さは、2〜16μmの範囲とすることが好ましい。ここで、WC−Co系超硬合金の表面に形成される表面硬化層の厚さを上記範囲外とすると、表面硬化層のビッカース硬さは母材であるWC−Co系超硬合金の本来の硬さ(ビッカース硬さHv1350程度)となってしまうため、好ましくない。
【0037】
さらに、WC−Co系超硬合金として、その表面に、TiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜が形成されていることによって、硬さ及び耐摩耗性をより向上させることが可能となる。また、WC−Co系超硬合金は、超硬合金の中でも通常の鋼材やステンレス鋼材に近い熱膨張係数を有するとともに、高負荷時であっても母材が硬く高いヤング率を有するため、このWC−Co系超硬合金を母材として用いることで、被膜を剥がれにくくすることができる。
【0038】
特に、WC−Co系超硬合金の表面に形成されるTiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜が、化学蒸着法によって形成されていることによって、物理蒸着(PVD:Physical vapor deposition)法を用いて形成するよりも処理温度が高く、拡散層ができるため、WC−Co系超硬合金と被膜との密着強度を向上させることが可能となる。
【0039】
そして、WC−Co系超硬合金の表面に形成されるTiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜が、2〜10μmの厚さで形成されていることによって、耐久性を大幅に向上させることが可能となる。ここで、被膜の厚さが2μm未満であると、拡散層の厚さも薄くなるため、WC−Co系超硬合金との密着強度も小さくなり、被膜がはがれてしまうおそれがある。また、被膜の厚さが10μmを超えると、脆さの影響が大きくなり、被膜の部分より割れが発生しやすくなってしまうとともに、全体的な強度が低下してしまうおそれがある。
【0040】
また、本発明の転動部材は、超硬合金として、TiC、TiN、TaCの少なくとも一つを含有しているとともに、WCの粒度が2μm以下で、Coからなる結合相の含有量が1.5重量%以下としたことによって、転動装置として必要な硬さ及び耐摩耗性を確保できるとともに、耐食性を向上させることが可能となる。ここで、WCの粒度が2μmを超えると、Co結合相が厚くなるため、腐食されやすくなるとともに、転動装置として必要とされる強度や耐摩耗性を確保できなくなってしまう。また、Coからなる結合相の含有量を1.5重量%以下としたことによって、洗浄工程などで使用される各種薬品により主に腐食される結合相の量を極力抑制することで、耐食性を一段と向上させることが可能となる。
【0041】
また、本発明の転動部材によれば、超硬合金として、結合相がCo−NiのWC−Co−Ni系超硬合金とすることによって、転動装置として必要な強度及び耐摩耗性が確保できるため、無潤滑条件下や過酷な潤滑条件下においても、好適に使用することが可能となる。このCo−Niを結合相とするWC−Co−Ni系超硬合金の破壊靭性値は、10〜15MPa・m1/2 程度であり、セラミックス(窒化ケイ素の場合、7MPa・m1/2 程度)と比較して非常に高い。したがって、より高い応力下においても、クラックが導入・伝播しにくく、より高い荷重下で安定した作動性を確保することができる。
【0042】
特に、WC−Co−Ni系超硬合金として、結合相の含有量を10〜20重量%とすることによって、転動装置として必要な強度、耐摩耗性及び耐焼付き性をより確保することが可能となる。ここで、結合相の含有量を10重量%未満とすると、破壊靭性が低下し、クラックが導入・伝播しやすくなるため、寿命を低減させてしまうおそれがある。一方、結合相の含有量が20重量%を超えると、硬さ、耐摩耗性及び耐焼付き性が低下し、寿命を低減させてしまったり、摩耗粉が大量に生じて外部環境を汚染してしまうおそれがあった。このため、WC−Co−Ni系超硬合金を構成する結合相の含有量(CoとNiとの合計)は、10〜20重量%の範囲とし、より好ましくはこの内Niの含有量が15重量%以下とするのがよい。
【0043】
また、WC−Co−Ni系超硬合金として、0.5〜3.0重量%のCrを含有することによって、耐食性をさらに向上させることが可能となる。ここで、Crの含有量を0.5重量%未満とすると、耐食性の十分な改善効果が得られず、一方、Crの含有量が3.0重量%を超えると、WCの粒度が粗大化したり、M相(Cr)が晶出し、強度や耐摩耗性が低下してしまうため、寿命を低減させてしまうおそれがある。
【0044】
また、本発明の転動部材によれば、超硬合金として、結合相がNiであるWC−Ni系超硬合金とすることによって、転動装置として必要な強度及び耐摩耗性を確保できるため、無潤滑条件下或いは過酷な潤滑条件下においても、好適に使用することが可能となる。このNiを結合相とするWC−Ni系超硬合金における破壊靱性値は、10〜20MPa・m1/2 程度であり、セラミックス(窒化ケイ素の場合、7MPa・m1/2 程度)と比較して非常に高い。よって、より高い応力下においても、クラックが導入・伝播しにくく、より高い荷重下で安定した作動性を確保することが可能となる。
【0045】
特に、WC−Ni系超硬合金として、結合相の含有量を6〜15重量%とすることによって、転動装置として必要な硬さ、耐摩耗性、及び耐食性をより確保することが可能となる。ここで、結合相の含有量を6重量%未満とすると、焼結性が悪く、ポアが著しく多くなるため、強度が大幅に低減し、クラックが導入・伝播し、比較的軽荷重でも割れが生じてしまったり、寿命を低減させてしまったりする。一方、結合相の含有量が15重量%を超えると、転動装置に必要な硬さ及び耐摩耗性が著しく低下してしまう。このため、特に、無潤滑条件下で適用すると、接触点におけるアブレッシブ摩耗或いは凝着摩耗が急激に増加し、生じた多量の摩耗粉により外部環境を汚染したり、表面あらさが増大して著しく振動が発生し、寿命を低減させてしまうおそれがあった。また、結合相を構成するNiの含有量が15重量%を超えると、各種酸に対する腐食の起因となる結合相の選択的溶解が著しく増加し、極端に耐食性が低下するおそれがあった。
【0046】
また、WC−Ni系超硬合金として、結合相であるNi中に17重量%以上のWを固溶させることによって、確実に非磁性を確保することができるため、磁場環境条件下で好適に適用することが可能となる。
さらに、WC−Ni系超硬合金として、2.0重量%以下のCrと0.7重量%以下のVC、或いは2.0重量%以下のCrと2.0重量%以下のMoCを含有することによって、WC粒子の粒子成長を抑制するとともに、炭化物が結合相中に固溶するため、硬さ及び耐食性をさらに向上させることが可能となる。ここで、Cr、VC、及びMoCが、それぞれ上記範囲を超えると、M相が晶出し、強度が著しく低下するため、比較的軽荷重でも割れが生じてしまったり、寿命を低減させてしまったりするおそれがある。
【0047】
本発明の第一の転動装置によれば、可動子、支持体、及び転動体の少なくとも一つを、本発明の転動部材で構成することによって、無潤滑条件下、高温環境下、腐食環境下、及び磁場環境下においても好適に利用することが可能となる。
また、本発明の第一の転動装置によれば、転動体を、セラミックス、サーメット、ステンレス鋼から選択される少なくとも一つで構成することによって、十分な耐食性を得ることができるとともに、内方部材及び外方部材と、転動体とを異種材料で構成することで耐摩耗性を向上させることが可能となる。
【0048】
本発明の第二の転動装置によれば、可動子及び支持体の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成するとともに、転動体を、表面硬化層や被膜が表面に形成されていない超硬合金で構成された本発明の転動部材で構成することによって、自己潤滑性に優れる樹脂組成物が可動子及び支持体の少なくとも一つから転動体に転移し、転動体の表面に潤滑膜を形成することができる。よって、耐摩耗性及び耐食性が向上するため、潤滑条件が厳しい環境下においても転動装置の長期にわたる安定した作動を確保することが可能となる。
【0049】
本発明の第三の転動装置によれば、可動子、支持体、及び保持器の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成するとともに、転動体を、表面効果層や被膜が表面に形成されていない超硬合金で構成された本発明の転動部材で構成したことによって、自己潤滑性に優れる樹脂組成物が可動子、支持体、及び保持器の少なくとも一つから転動体に転移し、転動体の表面に潤滑膜を形成することができる。よって、耐摩耗性及び耐食性が向上するため、潤滑条件が厳しい環境下においても転動装置の長期にわたる安定した作動を確保することが可能となる。
【0050】
なお、本発明における転動部材とは、転動装置を構成する部材、すなわち、外方部材や内方部材、或いは外方部材及び内方部材との間に転動自在に配設された転動体を指す。
また、本発明における転動装置とは、転動部材を備え、転動体が転動することにより、内方部材及び外方部材の一方が他方に対して相対的に転動する装置を指し、例えば、転がり軸受、リニアガイド、或いはボールねじ等の装置を指す。ここで、転動装置が転がり軸受の場合、外方部材は外輪を、内方部材は内輪をそれぞれ指す。また、転動装置がリニアガイドの場合、外方部材はスライダを、内方部材は案内レールをそれぞれ指す。さらに、転動装置がボールねじの場合、外方部材はナットを、内方部材はねじ軸をそれぞれ指す。
【0051】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔第一実施形態〕
図1は、本発明における転動装置の一例として転がり軸受の一構成例を示す断面図である。
本実施形態における転がり軸受10は、図1に示すように、内輪(可動子)1と、外輪(支持体)2と、内輪1及び外輪2の間に転動自在に配設される転動体3(転動体)と、この転動体3を部分的に取り巻き、円周方向に一定間隔を保持する保持器4と、から構成されている。
【0052】
この内輪1、外輪2、転動体3の少なくとも一つは、硬質相と該硬質相を結合させる結合相とからなる超硬合金から構成されているとともに、硬質相を構成するWC中の合金炭素量は5.7〜6.2重量%となっている。
この超硬合金としては、特に限定されないが、例えば、結合相がCoであるWC−Co系超硬合金や、結合相がCo−NiからなるWC−Co−Ni系超硬合金や、TiC、TiN、TaCの少なくとも一つを含有する、例えばWC−Ti(C、N)系超硬合金或いはWC−Ti(C、N)−TaC系超硬合金や、結合相がNiからなるWC−Ni系超硬合金などが挙げられる。
【0053】
ここで、WC−Co系超硬合金としては、特に限定されないが、例えば、WC−Co系、WC−Cr−Co系、WC−TaC−Co系、WC−TiC−Co系、WC−NbC−Co系、WC−TaC−NbC−Co系、WC−TiC−TaC−NbC−Co系、WC−TiC−TaC−Co系、WC−ZrC−Co系、WC−TiC−ZrC−Co系、WC−TaC−VC−Co系、WC−Cr−VC−Co系、WC−TiC−Cr−Co系等が挙げられる。
【0054】
このWC−Co系超硬合金の場合、硬さ及び耐摩耗性を向上させるために、Co含有量が6〜25重量%となっていることが好ましい。
また、WC−Co系超硬合金の中でも、耐食性及び耐摩耗性をより向上させるために、WCの粒度が2μm以下で、且つ、結合相の含有量が6重量%以下となっていることが好ましい。
【0055】
さらに、WC−Co系超硬合金の中でも、硬さ及び耐摩耗性のみならず、耐食性及び耐熱性(耐酸化性)をより向上させるために、WC−Co系超硬合金中に、TiC、TiN、TaC、VC、Crの少なくとも一つを含有させることが好ましい。特に、WC−Co系超硬合金中に、VC及びCrをともに含有させることで、耐食性、強度及び耐摩耗性をさらに向上させることが可能となる。
【0056】
さらに、WC−Co系超硬合金の中でも、特に耐摩耗性をより向上させるために、TiC及びTaCを含有させ、且つ、WC−Co系超硬合金の表面に、WC−TiC−TiN固溶体に富む表面硬化層を2〜16μmの厚さで形成することが好ましい。また、同様に、WC−Co系超硬合金の表面に、TiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜を化学蒸着法によって2〜10μmの厚さで形成するようにしてもよい。
【0057】
また、WC−Co−Ni系超硬合金としては、特に限定されないが、WC−Co−Ni系やWC−Cr−Co−Ni系等が挙げられる。
このWC−Co−Ni系超硬合金の場合、硬さ、耐摩耗性及び耐焼付き性をより向上させるために、Co−Ni結合相の含有量が10〜20重量%となっていることが好ましく、さらに好ましくはこのCo−Ni結合相のうち、Niが15重量%以下とするのがよい。
【0058】
また、WC−Co−Ni系超硬合金には、耐食性をさらに向上させるために、0.5〜3.0重量%のCrを含有させることが好ましい。
さらに、WC−Ti(C、N)系或いはWC−Ti(C、N)−TaC系超硬合金としては、転がり軸受10として必要な硬さ及び耐摩耗性を確保し、且つ、耐食性を向上させるために、WCの粒度が2μm以下で、Coからなる結合相の含有量が1.5重量%以下とするのが好ましい。
さらに、WC−Ni系超硬合金としては、特に限定されないが、例えば、WC−Ni系、WC−Cr−Ni系、WC−MoC−Ni系、WC−MoC−Cr−Ni系、WC−Cr−VC−Ni系等が挙げられる。
【0059】
このWC−Ni系超硬合金において、十分な強度を有し、且つ、確実に非磁性を確保するために、WC中の合金炭素量(重量%)をそれぞれ以下の範囲とするのが好ましい。例えば、WC−10重量%Ni系超硬合金では5.77〜6.06重量%、WC−1.5重量%Cr−15重量%Ni系超硬合金では5.75〜6.12重量%、WC−1重量%MoC−15重量%Ni系超硬合金では5.78〜6.02重量%、WC−0.5重量%MoC−1重量%Cr−10重量%Ni系超硬合金では5.90〜6.12重量%、WC−0.8重量%Cr−0.4重量%VC−10重量%Ni系超硬合金では5.96〜6.19重量%、WC−1重量%MoC−1重量%Cr−15重量%Ni系超硬合金では5.80〜6.20重量%、WC−2.5重量%MoC−3.0重量%Cr−10重量%Ni系超硬合金では5.75〜6.25重量%、WC−0.7重量%Cr−0.3重量%VC−15重量%Ni系超硬合金では5.90〜6.22重量%、WC−2.5重量%Cr−1.0重量%VC−10重量%Ni系超硬合金では5.85〜6.25重量%の範囲とする。
【0060】
このWC−Ni系超硬合金の場合、硬さ、耐摩耗性、及び耐食性をより向上させ、且つ、確実に非磁性を確保するために、Niの含有量を6〜15重量%とすることが好ましい。また、結合相であるNi中に約17%重量以上のWを固溶させることが、硬さ、耐磨耗性、及び耐食性をより向上させ、且つ、確実に非磁性を確保するために好ましい。
【0061】
また、WC−Ni系超硬合金には、硬さ及び耐食性をさらに向上させるために、2.0重量%以下のCr及び0.7重量%以下のVC、或いは、2.0重量%以下のCr及び2.0重量%以下のMoCを含有させることが好ましい。
次に、上記超硬合金の製造方法について、詳細に説明する。
【0062】
まず、超硬合金の原料材料である硬質相形成材料と、結合相形成材料とを所定の組成となるように均一に混合した後、成形体の強度を維持するためのバインダーを少量添加し、型にいれて油圧或いは機械プレスで成形する。このとき、最終形状によっては、その後、さらに旋盤などで機械加工してもよい。
次に、この成形体を脱脂した後、真空炉内で焼結(1350〜1550℃程度の温度)する。このとき、より強度を必要とする場合には、その後、熱間静水圧加圧焼結(HIP:hot iso−stactic pressing)処理を行うことが好ましい。
【0063】
次いで、超硬合金を転がり軸受に適用可能な所定寸法や表面粗さにするために、研削や研磨を行い、内輪1、外輪2、及び転動体3の少なくとも一つを超硬合金から構成する。
なお、上述の超硬合金から構成される以外の転動部材の形成材料は、特に限定されないが、例えば、液晶パネル製造工程、半導体製造工程、ハードディスク製造工程等各種洗浄工程など腐食環境下で適用される場合においては、耐食性材料で形成されることが好ましい。
【0064】
この耐食性材料としては、特に限定されないが、例えば、各種セラミックス、サーメット、ステンレス鋼、樹脂などが挙げられる。特に、転動体を軽量で且つ硬くし、高速回転時の消費電力を低下させることで、耐焼付き性を向上させるために、セラミックスから構成することが好ましい。
【0065】
セラミックスとしては、特に限定されないが、例えば、窒化ケイ素(Si)系、ジルコニア(ZrO)系、アルミナ(Al)系、炭化ケイ素(SiC)系、窒化アルミ(AlN)系、炭化ホウ素(BC)系、ホウ化チタン(TiB)系、窒化ホウ素(BN)、炭化チタン(TiC)系、窒化チタン(TiN)系を単独或いはこれらの化合物を複合させたセラミックス系複合材料などが挙げられる。特に、軽量で、且つ、比較的高い破壊靭性値を有する窒化ケイ素を用いることが好ましい。また、比強度や破壊靭性などを向上させるために、例えば、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、アルミナウィスカー、窒化アルミニウムウィスカーなどの繊維状充填材を配合するようにしてもよい。
【0066】
サーメットとしては、特に限定されないが、TiC−Ni系、TiC−Mo−Ni系、TiC−Co系、TiC−MoC−Ni系、TiC−MoC−ZrC−Ni系、TiC−MoC−Co系、MoC−Ni系、Ti(C,N)−MoC−Ni系、TiC−TiN−MoC−Ni系、TiC−TiN−MoC−Co系、TiC−TiN−MoC−TaC−Ni系、TiC−TiN−MoC−WC−TaC−Ni系、TiC−WC−Ni系、Ti(C,N)−WC−Ni系、TiC−Mo系、Ti(C,N)−Mo系、ホウ化物系(MoB−Ni系、BC/(W,Mo)B系など)が挙げられる。ここで、非磁性サーメットとしては、Cr−Ni系、TiC−Ni系、TiC−Mo−Ni系、Ti−MoC−Ni系、Ti−MoC−ZrC−Ni系、MoC−Ni系、Ti(C,N)−MoC−Ni系、TiC−TiN−MoC−Ni系、TiC−TiN−MoC−TaC−Ni系、TiC−TiN−MoC−WC−TaC−Ni系、TiC−WC−Ni系、Ti(C,N)−WC−Ni系、ホウ化物系(MoB−Ni系、BC/(W,Mo)B系など)が挙げられる。
【0067】
ステンレス鋼としては、特に限定されないが、例えば、SUS630に代表される析出効果型ステンレス鋼や、非磁性ステンレス鋼としてSUS316LやSUS304に代表されるマルテンサイト系ステンレス鋼などが挙げられる。
樹脂としては、特に限定されないが、例えば、含フッ素樹脂、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、PEEKとポリベンゾイゾミダールのコポリマー(PEEK−PBI)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、熱可塑性芳香族ポリアミドイミド、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂などから選択される一種或いは二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0068】
ここで、含フッ素樹脂としては、特に限定されないが、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFEと称す)、ポリビニリデンフルオライド(PVDF)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(以下、FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン(以下、PCTFE)、クロロトリフルオロエチレン・エチレン共重合体(ECTFE)などから選択される一種或いは二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0069】
上述の樹脂においては、機械的強度、耐熱性、寸法安定性などを向上させるために、繊維状充填剤を配合するようにしてもよい。繊維状充填剤としては、特に限定されないが、例えば、ホウ酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー、カーボンウィスカー、アラミド繊維、芳香族ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維、グラファイトウィスカー、ガラス繊維、炭素繊維、ボロン繊維、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、アルミナウィスカー、窒化アルミニウムウィスカー、ウォラストナイトなどが挙げられる。
【0070】
また、上述の樹脂においては、潤滑性を向上させるために、四フッ化エチレン樹脂粉末(PTFE)、黒鉛、六方晶窒化ホウ素(hBN)、フッ素雲母、メラミンシアヌレート(MCA)、層状の結晶構造を有するアミノ酸化合物(N−ラウロ・L−リジン)、フッ化黒鉛、フッ化ピッチ、二硫化モリブデン(MoS)などの固体潤滑剤を適量配合するようにしてもよい。
【0071】
このように、本実施形態における転がり軸受10によれば、内輪1、外輪2、転動体3の少なくとも一つを、WCの合金炭素量が5.7〜7.3重量%となっている超硬合金から構成したことによって、耐摩耗性及び耐焼付き性を向上させることが可能となる。
また、超硬合金の結合相を構成する金属元素の含有量を調整することによって、耐食性を向上させることが可能となる。
【0072】
さらに、超硬合金に添加される添加剤を調整することによって、耐食性、耐熱性、耐磨耗性をさらに向上させることが可能となる。
すなわち、本発明によれば、無潤滑条件下、高温環境下、腐食環境下、及び磁場環境下においても好適に利用することができる転がり軸受10を提供することができる。
【0073】
なお、本実施形態において、内輪1、外輪2、転動体3の少なくとも一つが上述の超硬合金から構成されるのであればよく、その全てが超硬合金から構成されてもかまわない。
〔第二実施形態〕
本実施形態は、第一実施形態で示した転がり軸受10の内輪1、外輪2、及び保持器4の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物から構成するとともに、転動体3を、第一実施形態で示した超硬合金から構成したものである。
【0074】
ここで、内輪1及び外輪2を構成する樹脂組成物としては、特に限定されないが、例えば、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、PEEKとポリベンゾイゾミダールのコポリマー(PEEK−PBI)、ポリエーテルニトリル(PEN)、芳香族ポリイミド(PI)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリアミドイミド(PAI)、芳香族ポリエステル(LCP)、及び各種含フッ素樹脂などから選択される一種或いは二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0075】
また、保持器4を構成する樹脂組成物としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂、ポリアセタール(POM)樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂に代表されるポリアリーレンスルフィド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、PEEKとポリベンゾイゾミダールのコポリマー(PEEK−PBI)、ポリエーテルニトリル(PEN)、芳香族ポリイミド(PI)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリアミドイミド(PAI)、芳香族ポリエステル(LCP)、及び含フッ素樹脂などから選択される一種或いは二種以上を組み合わせて用いることができる。
【0076】
なお、含フッ素樹脂としては、いずれも特に限定されないが、例えば、第一実施形態において耐食性材料として適用される樹脂と同様の材料を用いることができる。
上述の樹脂組成物においては、機械的強度、耐熱性、寸法安定性などを向上させるために、繊維状充填剤を配合するようにしてもよい。繊維状充填剤としては、特に限定されないが、例えば、第一実施形態において耐食性材料として挙げられた樹脂に用いられる材料に加えて、気相法微細炭素繊維やカーボンナノファイバーなどを用いることができる。
【0077】
ここで、繊維状充填材のアスペクト比は、3〜200であることが好ましい。アスペクト比が3未満の繊維状充填材では、溶融成形の可能な含フッ素樹脂の補強効果が十分発揮されず、一方、アスペクト比が200を超えると、樹脂組成物との混合時における均一分散が極めて困難となってしまう場合があるからである。
【0078】
また、繊維状充填材の繊維径は、特に限定されないが、平均繊維径が0.2〜30μmであるものが好ましく、より好ましくは0.3〜20μmであるのがよい。
さらに、樹脂組成物に対する繊維状充填材の含有率は、特に限定されないが、40重量%以下であることが好ましく、より好ましくは5〜30重量%であるのがよい。繊維状充填材を、樹脂組成物に対して40重量%を超えて含有させても、さらなる機械的強度の向上が期待できないとともに、樹脂組成物を溶融成形する際の流動性が著しく低下してしまう場合があるからである。
【0079】
また、上述の樹脂組成物においては、潤滑性を向上させるために、上述した耐食性材料として挙げられた樹脂に用いられる材料と同様の固体潤滑材を適量配合するようにしてもよい。
ここで、樹脂組成物に対する固体潤滑材の含有率は、40重量%以下が好ましく、より好ましくは30重量%以下であるのがよい。固体潤滑材を、樹脂組成物に対して40重量%を超えて含有させても、さらなる潤滑性の向上が期待できないとともに、樹脂組成物自体の機械的強度が低下し、樹脂組成物からなる転動部材の摩耗が増加してしまうため、軸受の寿命が短くなってしまう場合があるからである。
【0080】
また、固体潤滑材の平均粒径は、特に限定されないが、0.1〜60μmであるのが好ましく、より好ましくは0.1〜20μm、さらに好ましくは0.1〜10μmであるのがよい。固体潤滑材を、平均粒径が0.1μm未満の小さな粒子とすると、母材である樹脂組成物に混合した際に凝集が起こり、粒子の分散が不均一になる場合がある。一方、固体潤滑材を、平均粒径が60μmを超える大きな粒子とすると、成形体である内輪1、外輪2、及び保持器4の表面の平滑性が低下するとともに、強度が低下するため、軸受の寿命が短くなってしまう場合があるからである。
【0081】
なお、樹脂組成物に対する繊維状充填材と固体潤滑材との合計の含有率は、60重量%以下であることが好ましく、より好ましくは5〜50重量%であるのがよい。樹脂組成物に対する繊維状充填材と固体潤滑材との合計の含有率が、60重量%を超えると、樹脂組成物を溶融成形する際の流動性及び樹脂組成物の機械的強度が著しく低下する場合があるからである。
【0082】
また、樹脂組成物を構成する耐熱性樹脂、繊維状充填材、及び固体潤滑材の混合方法は、特に限定されず、例えば、各々の材料を別々に溶融混練機に投入して混合してもよいし、予めこれらの材料をヘンシェルミキサー、タンブラー、リボンミキサー、ボールミルなどの混合機で予備混合した後、溶融混合機へ投入して混合してもよい。ここで、溶融混合機としては、短軸又は二軸押し出し機、混練ロール、加圧ニーダー、バンバリーミキサー、ブラベンダープラストグラフなどの公知の溶融混練装置が使用できる。また、溶融混合する際の温度は、特に限定されないが、耐熱性樹脂の溶融が十分進行し、且つ、分解しない温度の範囲内で適宜選定すればよい。
【0083】
さらに、上述の樹脂組成物においては、本発明の目的を損なわない範囲内で、各種添加材を配合させてもよい。添加材としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光保護剤、難燃剤、帯電防止剤、流動性改良剤、非粘着性付与剤、結晶化促進剤、増核剤、顔料、染料などが挙げられる。
なお、上記樹脂組成物から内輪1、外輪2、及び保持器4の少なくとも一つを製造する方法は、特に限定されないが、例えば、射出成形、圧縮成形、トランスファー成形などの通常の方法で成形することができる。特に、安価な転がり軸受を提供するために、生産性に優れる射出成形法によって製造することが好ましい。
【0084】
このように、本実施形態によれば、内輪1、外輪2、及び保持器4の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物から構成するとともに、転動体3を、第一実施形態と同様の超硬合金から構成したことによって、第一実施形態と同様の効果に加えて、自己潤滑性に優れる樹脂組成物が内輪1、外輪2、或いは保持器4から転動体3に転移し、転動体3の表面に潤滑膜を形成することができる。よって、水や各種洗浄溶液が侵入しやすい環境下やドライ環境下など、潤滑条件が厳しい環境下においても、耐摩耗性及び耐食性を向上させ、軸受寿命を向上させることが可能となる。
【0085】
すなわち、本実施形態によれば、上述したような厳しい潤滑条件下であっても、長期にわたって安定して作動できる転がり軸受を提供することができる。
なお、本実施形態においては、内輪1、外輪2、及び保持器4の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成するようにしたが、少なくとも転動体3が本発明の範囲内である超硬合金から構成するのであれば、内輪1、外輪2、及び保持器4の全てが樹脂組成物で構成されても構わない。
また、第一及び第二実施形態においては、転動装置の一例として転がり軸受10について説明したが、これに限らず、ボールねじ、リニアガイドなどいずれの転動装置に適用することができる。
【0086】
【実施例】
次に、本発明の効果を、以下の実施例及び比較例に基づいて検証する。
転がり軸受としての耐久性を評価するために、転がり軸受(型番:6000、内径:φ10mm、外径:φ26mm、幅:8mm)を作製した。そして、この転がり軸受を構成する内輪、外輪、及び転動体の構成材料を様々変更し、本発明の効果を検証した。
【0087】
〔第一実施例〕
転がり軸受を構成する内輪及び外輪を、結合相がCoであるWC−Co系超硬合金から構成し、表1に示すように、硬質相であるWC中の合金炭素量と、結合相であるCoの含有量をそれぞれ変更させて、試験軸受を作製した。
まず、結合相となるCo(粒度:0.5〜2.0μm)と、硬質相となるWC(粒度:2.0〜8.0)との原料粉末を所定量混合して、金型プレスで成型した。
次に、この成型体を脱脂した後、真空炉内で焼結(1350〜1550℃)し、研削、研磨を行い、試験軸受を完成させた。
【0088】
ここで、硬質相を構成するWC中の合金炭素量の調整は、タングステン或いはカーボンブラックを添加することで行った。また、WC中における合金炭素量の同定は、粉砕・粉末状にしたWCを、酸素気流中、高温の条件下燃焼させて発生するガス(COガス)濃度を赤外線吸収法で測定することにより行った。
なお、この転がり軸受を構成する転動体は、いずれも窒化ケイ素からなるセラミックスから構成するとともに、保持器は、いずれも冠型フッ素系樹脂保持器(PVdF+20体積%チタン酸カリウム繊維製)から構成した。
【0089】
そして、実施例1〜6と、比較例1としてNiからなる結合相を有するWC−Ni系超硬合金とにおける耐久性を、図2に示す軸受回転試験機(日本精工株式会社製)を用いて、以下の条件下で回転試験を行った。なお図2中の符号100は軸受回転試験機、11は支持軸受、12は評価対象の試験軸受、13は回転軸をそれぞれ示し、支持軸11に支持された回転軸13の回転に伴い、試験軸受12の内輪が回転するようになっている。
【0090】
ここで、耐久性は、振動値が初期値の3倍に上昇した時点を転がり軸受の寿命として測定し、各実施例及び比較例における転がり軸受の寿命は、比較例の耐久性を1とした相対値として表1に示す。
<耐久性試験条件>
・回転速度:3000min−1
・ラジアル荷重:98N
・潤滑条件:無潤滑
【0091】
【表1】

Figure 2004307986
【0092】
図3は、WC−Co系超硬合金において、結合相であるCoの含有量と、寿命との関係を示す。このとき、WC中の合金炭素量は、5.9〜6.2重量%の範囲内とした。
図4は、WC−Co系超硬合金において、硬質相であるWC中の合金炭素量と、寿命との関係を示す。このとき、Coの含有量は一定(15重量%)とした。表1に示すように、実施例1〜6における転がり軸受においては、比較例1と比べて、無潤滑条件という過酷な潤滑条件下であっても、良好な耐久性を示し、寿命を向上させていることが分かる。
【0093】
特に、実施例3及び4においては、WC中の合金炭素量が好ましい範囲内であるが、Co含有量が好ましい範囲外であることにより、高い耐久性が得られていないことが分かる。
また、実施例5及び6においては、Co含有量が好ましい範囲内であるが、WC中の合金炭素量は好ましい範囲外であることにより、高い耐久性が得られていないことが分かる。
【0094】
さらに、図3に示す結果より、WC−Co系超硬合金において、結合相を構成するCo含有量が、6重量%以上、25重量%以下の範囲であると、非常に優れた耐久性が確保できていることが確認できた。
さらに、図4に示す結果より、WC−Co系超硬合金において、硬質相を構成するWC中の合金炭素量が、5.9重量%以上、6.2重量%の範囲であると、非常に優れた耐久性が確保できていることが確認できた。
【0095】
以上の結果より、特に、無潤滑条件下或いは過酷な潤滑条件下で適用される転がり軸受において、その構成部材の少なくとも一つを、Co含有量を6〜25重量%とし、且つ、WC中の合金炭素量を5.9〜6.2重量%としたWC−Co系超硬合金から構成するようにすれば、高い耐久性を確保することが可能となる。
〔第二実施例〕
転がり軸受を構成する内輪及び外輪を、Coからなる結合相を有するWC−Co系超硬合金から構成し、表2に示すように、添加剤として添加されるTiC、TiN、TaC、VC、Crをそれぞれ変更させて試験軸受を作製した。
【0096】
まず、それぞれの粒度が0.5〜2.0μmの範囲であるCo、Cr、VC、TiC、TiN、TaCと、粒度が1.5〜7.0μmのWCとの原料粉末を、表2に示すように所定量混合し、金型プレスで成形した。
次に、第一実施例と同様の工程を経て、それぞれの試験軸受を完成させた。
なお、この転がり軸受を構成する転動体は、いずれも窒化ケイ素からなるセラミックスから構成するとともに、保持器は、いずれも冠型フッ素系樹脂保持器(PVdF+20体積%チタン酸カリウム繊維製)から構成した。
【0097】
そして、実施例11〜18と、比較例11として添加物を一切含まないWC−Ni系超硬合金とにおける耐久性を、図5に示す軸受回転試験機(日本精工株式会社製)を用いて、以下の条件下で回転試験を行った。なお、図5中の符号200は軸受回転試験機、21はモータ、22は連結継ぎ手、23はスピンドル、24はシャフト、25は振動計、26はワイヤ、27は滑車、28はおもり、29はプレート、30は試験軸受、31は容器をそれぞれ示し、腐食環境状態が形成された容器31中で回転試験を行った。
【0098】
ここで、耐久性は、振動値が初期値の3倍に上昇した時点を転がり軸受の寿命として測定し、各実施例及び比較例における転がり軸受の寿命は、比較例の耐久性を1とした相対値として表2に示す。
【0099】
【表2】
Figure 2004307986
【0100】
<耐久性試験条件>
・回転速度:2000min−1
・ラジアル荷重:98N
・回転条件:塩酸0.5規定水溶液中
図6は、WC−TiC−TaC−Co系超硬合金において、TaC含有量と、寿命との関係を示す図である。このとき、TiC含有量は10重量%、Co含有量は10重量%の一定とした。
【0101】
表2に示すように、実施例11〜18の転がり軸受においては、比較例11と比べて、本発明の添加物を含有したことによって、腐食環境条件下であっても、良好な耐久性を示し、寿命を向上させていることが分かる。
特に、実施例13〜15においては、二種の添加物を含有していることによって、一種の添加物を含有している実施例11、12、16、17よりも、さらに高い耐久性を示していることが分かる。このとき、実施例18においては、二種の添加物を含有しているが、その含有量が上述した好適範囲外であるため、実施例13〜15の耐久性よりも劣っていたことが分かる。
【0102】
また、図6に示す結果より、添加剤としてTaCの含有量が1〜20重量%の範囲においては、非常に優れた耐久性が確保できていることが確認された。
以上の結果より、特に、腐食環境下で適用される転がり軸受において、その転動部材の少なくとも一つを、TiC、TiN、TaC、VC、Crの少なくとも一種が添加されたWC−Co系超硬合金から構成するようにすれば、より優れた耐食性を確保することが可能となる。
【0103】
〔第三実施例〕
転がり軸受を構成する内輪及び外輪を、Coからなる結合相を有するWC−Co系超硬合金から構成し、表3に示すように、添加剤としてCr及びVCの添加量と、硬質相であるWCの粒度と、結合相としての機能を有するCoの含有量とをそれぞれ変更変更させて、試験軸受を作製した。また、TiC−TaCを含有するWC−TiC−TaC系超硬合金を構成し、硬質相であるWCの粒度と、結合相としての機能を有するCoの含有量をそれぞれ変更させて、試験軸受を作製した。
まず、それぞれの粒度が0.5〜2.0μmの範囲であるCo、Cr、VC、TiC、TaCの原料粉末を、表3に示すように、所定量混合し、金型プレスで成形する。
【0104】
次に、第一実施例と同様の工程を経て、それぞれの試験軸受を完成させた。具体的には、本発明における実施例21〜24のように、結合相としてCoを有するとともに、WCの粒度が2μm以下で、且つ、Co含有量が6重量%以下である超硬合金としては、日本タングステン株式会社製の商品名FN20、FN30、或いはFN40などが適用できる。また、本発明における実施例25及び26のように、TiC、TiN、TaCの少なくとも一つを含有するとともに、WCの粒度が2μm以下で、且つ、Coからなる結合相の含有量が1.5重量%以下である超硬合金としては、日本タングステン株式会社製の商品名RCCLやRCCFN或いはダイジェット工業株式会社製の商品名FB01などが適用される。
【0105】
なお、この転がり軸受を構成する転動体は、いずれも窒化ケイ素からなるセラミックスから構成するとともに、保持器は、いずれも冠型フッ素系樹脂保持器(PVdF+20体積%チタン酸カリウム繊維製)から構成した。
そして、実施例21〜26と、比較例21〜24としてそれぞれWCの粒度が3〜8μmの範囲とした、WC−Ni系超硬合金、WC−Co系超硬合金、WC−Cr−VC−Co、及びWC−TiC−Tac系超硬合金とにおける耐久性を、第二実施例と同様の図5に示す軸受回転試験機を用いて、以下の条件下で回転試験を行った。
【0106】
ここで、耐久性は、第二実施例と同様の条件で測定し、結果を表3に示す。
<耐久性試験条件>
・回転速度:1000min−1
・ラジアル荷重:98N
・回転条件:塩酸2規定水溶液中
【0107】
【表3】
Figure 2004307986
【0108】
図7は、WC−Cr−VC−Co系超硬合金において、結合相であるCoの含有量と、寿命との関係を示す。ここで、Crの含有量は2重量%、VCの含有量は0.7重量%、残部WCは一定、WCの粒度は0.5〜1.0μmの一定とした。
表3に示すように、実施例21〜26における転がり軸受においては、比較例21〜24と比べて、WC粒度及びCoの含有量を本発明の範囲内としたことによって、腐食環境条件下であっても、良好な耐久性を示し、寿命を向上させていることが分かる。
【0109】
特に、実施例22〜24においては、WC−Co系超硬合金に添加物としてCr及びVCを添加したことによって、これらの添加物が添加されていない実施例21よりも高い耐久性を示していることが分かる。このうち、実施例22及び23においては、VCの添加量を0.2〜1.0重量%の範囲内とし、且つ、Crの添加量を1.0〜3.0重量%の範囲内としたことによって、その範囲外とした実施例24よりもさらに高い耐久性が得られていた。
【0110】
また、実施例25及び26においては、Coの含有量を1.5重量%以下の範囲内とするのであれば、まったく含有されない場合よりも高い耐久性を示していることが分かる。
さらに、図7に示す結果より、WC−Cr−VC−Co系超硬合金において、結合相を構成するCo含有量が、6重量%以下の範囲であると、非常に優れた耐久性が確保できていることが確認できた。
【0111】
以上の結果より、特に、腐食環境下で適用される転がり軸受において、その転動部材の少なくとも一つを、WCの粒度が2μm以下で、且つ、Coの含有量が6重量%以下であるWC−Cr−VC−Co系超硬合金から構成するようにすれば、より優れた耐食性を確保することが可能となる。
また、同様に、その転動部材の少なくとも一つを、WCの粒度が2μm以下で、且つ、Coの含有量が1.5重量%以下であるWC−TiC−TaC系超硬合金から構成するようにしても、より優れた耐食性を確保することが可能となる。
【0112】
〔第四実施例〕
転がり軸受を構成する内輪及び外輪を、Coからなる結合相を有し、添加剤としてTiC及びTaCを含有するWC−TiC−TaC−Co系超硬合金から構成し、このWC−TiC−TaC−Co系超硬合金の表面に、WC−TiC−TiNからなる表面硬化層を10μmの厚さで形成した試験軸受を作製した。
まず、結合相となるCo(粒度:1μm)を10重量%と、添加物としてTiC(粒度:1.5μm)を10重量%及びTaC(粒度:1.5μm)を12重量%と、硬質相となるWC(粒度:1.5μm)を68重量%との原料粉末をアルコール中で混合した後、乾燥し、得られた混合粉末を金型プレスで成型した。
【0113】
次に、この成型体を脱脂した後、真空炉内で焼結(1400℃)し、WC−TiC−TaC−Co系超硬合金を得た。
続いて、0.9気圧、N雰囲気中、1250℃×4hr焼結し、WC−TiC−TaC−Co系超硬合金の表面に、厚さ10μm程度のWC−TiC−TiN表面硬化層を形成した。このとき、表面硬化層の厚さは、N雰囲気中での焼結時間で調整する。その後、表面硬化層が形成されたWC−TiC−TaC−Co系超硬合金に研削、研磨を行い、実施例1と同様の試験軸受を完成させた。
【0114】
そして、上述した図5に示す軸受回転試験機を用いて、以下の条件下で回転試験を行った。ここで、耐久性は、振動値が初期値の3倍に上昇した時点を転がり軸受の寿命として測定し、各実施例及び比較例における転がり軸受の寿命は、比較例の耐久性を1とした相対値として表4に示す。
【0115】
【表4】
Figure 2004307986
【0116】
<耐久性試験条件>
・回転速度:1000min−1
・ラジアル荷重:98N
・回転条件:塩酸2規定水溶液中
表4に示すように、実施例31における転がり軸受においては、比較例31及び32と比べて、添加物としてTiC及びTaCが含有され、且つ、WC−TiC−TiNからなる表面硬化層が形成されていることから、良好な耐久性を示していることが分かる。また、実施例32は、添加物TiC及びTaCが含有されていることから比較例31及び32よりも良好な耐久性を示しているが、表面硬化層が形成されていないため、実施例31よりも耐久性が劣っていることが分かる。
【0117】
図8は、表面に表面硬化層が形成されたWC−TiC−TaC−Co系超硬合金において、表面からの距離と、表面硬化層のビッカース硬さとの関係を示す。ここで、図8は、焼結時間を1時間として、厚さ16μmの表面硬化層を形成した試料軸受断面において、その表面からのビッカース硬さ分布(荷重9.8×10−1 N)の場合を示した。
【0118】
図8に示す結果より、試料軸受の表面から厚さ2μmまでの表面硬化層は、ビッカース硬さはHv1450〜1500程度であり、母材であるWC−TiC−TaC−Co系超硬合金のビッカース硬さであるHv1350よりも若干高くなっていることが分かる。また、試料軸受の表面からの厚さが2μmを超えると、ビッカース硬さは上昇傾向を示し、厚さが6μmでのビッカース硬さはHv1600まで到達している。そして、試料軸受の表面からの厚さが14μmを超えると、ビッカース硬さは低下し、厚さが16μmの時点で母材であるWC−TiC−TaC−Co系超硬合金と同一のビッカース硬さHv1350に戻っていることが分かる。すなわち、表面硬化層を2〜16μmの厚さで形成すると、母材であるWC−TiC−TaC−Co系超硬合金よりも優れた硬さを確保できることが確認できた。
【0119】
図9は、表面に表面硬化層が形成されたWC−TiC−TaC−Co系超硬合金において、WC−TiC−TiNからなる表面硬化層の層厚と、寿命との関係を示す。
図9に示す結果より、WC−TiC−TiNからなる表面硬化層の厚さを、2〜16μmの範囲とすることで、優れた耐久性を確保できていることが確認できた。
【0120】
〔第五実施例〕
転がり軸受を構成する内輪及び外輪を、Coからなる結合相を有するWC−Co系超硬合金から構成し、このWC−Co系超硬合金の表面に、TiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜を形成した試験軸受を作製した。
まず、結合相となるCo(粒度:1μm)を10重量%と、硬質相となるWC(粒度:1.5μm)を90重量%との原料粉末をアルコール中で混合した後、乾燥し、得られた混合粉末を金型プレスで成型した。
次に、この成型体を脱脂した後、真空炉内で焼結(1400℃)し、WC−Co系超硬合金を得る。
【0121】
続いて、化学蒸着(CVD:Chemical vapor deposition)装置を用いて、温度1000℃、10〜10Pa減圧雰囲気下の条件で、WC−Co系超硬合金の表面に、TiCからなる被膜とTiNからなる被膜とを総厚さ5μmとなるように順に形成した。ここで、TiCからなる被膜を形成する場合には、TiCl+H+CHの混合ガスを使用した。また、TiNからなる被膜を形成する場合には、TiCl+H+Nの混合ガスを使用した。その後、TiC及びTiNからなる被膜が形成されたWC−TiC−TaC−Co系超硬合金に研削、研磨を行い、表5に示すように、実施例1と同様の試験軸受を完成させた。
【0122】
そして、上述した図5に示す軸受回転試験機を用いて、以下の条件下で回転試験を行った。ここで、耐久性は、振動値が初期値の3倍に上昇した時点を転がり軸受の寿命として測定し、各実施例及び比較例における転がり軸受の寿命は、比較例の耐久性を1とした相対値として表5に示す。
【0123】
【表5】
Figure 2004307986
【0124】
<耐久性試験条件>
・回転速度:1000min−1
・ラジアル荷重:98N
・回転条件:塩酸2規定水溶液中
表5に示すように、実施例41及び42における転がり軸受においては、比較例41及び42と比べて、TiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜が形成されていることから、良好な耐久性を示していることが分かる。
【0125】
図10は、表面に被膜が形成されたWC−Co系超硬合金において、TiC及びTiNからなる被膜の膜厚と、寿命との関係を示す。ここで、Co含有量は10重量%、WC含有量は90重量%と一定とした。
図10に示すように、TiC及びTiNからなる被膜の厚さを2〜10μmの範囲とすることで、優れた耐久性を確保できていることが確認できた。
【0126】
なお、本実施例では、WC−Co系超硬合金の表面に、TiCからなる被膜とTiNからなる被膜とを二層形成するようにしたが、TiCからなる被膜のみを形成するようにしてもよい。
〔第六実施例〕
転がり軸受を構成する内輪及び外輪を、Co及びNiからなる結合相を有するWC−Co−Ni系超硬合金から構成し、表6に示すように、添加剤としてCrの添加量と、結合相であるCoやNiの含有量とをそれぞれ変更して試験軸受を作製した。
【0127】
まず、それぞれの粒度が0.5〜2.0μmの範囲であるCo、Ni、Crと、粒度が1.5〜7.0μmであるWCとの原料粉末を、表4に示すように、所定量混合し、金型プレスで成形する。
次に、第一実施例と同様の工程を経て、それぞれの試験軸受を完成させた。
なお、この転がり軸受を構成する転動体は、いずれも窒化ケイ素からなるセラミックスから構成するとともに、保持器は、いずれも冠型フッ素系樹脂保持器(PVdF+20体積%チタン酸カリウム繊維製)から構成した。
【0128】
そして、実施例51〜58と、比較例51であるNiの含有量を20重量%としたWC−Ni系超硬合金とにおける耐久性を、第一実施例と同様の図2に示す軸受回転試験機を用いて、以下の条件下で回転試験を行った。
ここで、耐久性は、第一実施例と同様に測定し、結果を表6に示す。
<耐久性試験条件>
・回転速度:7000min−1
・ラジアル荷重:98N
・潤滑条件:無潤滑
【0129】
【表6】
Figure 2004307986
【0130】
図11は、WC−Co−Ni系超硬合金において、Niの含有量と寿命との関係を示す。このとき、Coの含有量は6.5重量%、Crの含有量は0.7重量%の一定とした。
表6に示すように、実施例51〜58においては、比較例51と比べて、Co及びNiからなる結合相の含有量を10〜20重量%とし、且つ、そのうちのNiの含有量を15重量%以下としたことによって、無潤滑条件下であっても、良好な耐久性を示し、寿命を向上させていることが分かる。
特に、実施例57、58においては、WC−Co−Ni系超硬合金中に、添加剤としてCrを添加することで、さらに高い耐久性を示していることが分かる。
【0131】
また、図11に示すように、結合相であるCo及びNiの合計含有量が10〜20重量%の範囲内であると、非常に優れた耐久性が確保できていることが確認できた。
以上の結果より、特に、無潤滑条件下或いは過酷な潤滑条件下で適用される転がり軸受において、その構成部材の少なくとも一つを、結合相であるCo及びNiの含有量を10〜20重量%とし、且つ、Crを添加させたWC−Co−Ni系超硬合金から構成するようにすれば、高い耐久性を確保することが可能となる。
【0132】
〔第七実施例〕
転がり軸受を構成する内輪及び外輪を、Niからなる結合相を有するWC−Ni系超硬合金から構成し、表7に示すように、添加剤としてCr、MoC、VCの添加量と、結合相であるCoやNiの含有量とをそれぞれ変更して試験軸受を作製した。
まず、結合相となるNi(粒度:1.0〜1.5μm)と、添加剤であるCr(粒度:0.5〜2.0)、VC(粒度:0.5〜2.0重量%)、MoC(粒度:0.5〜2.0μm)と、硬質相となるWC(粒度:1.0〜1.5μm)との原料粉末を、表5に示すように、所定量混合し、金型プレスで成形した。
【0133】
次に、第一実施例と同様の工程を経て、それぞれの試験軸受を完成させた。
なお、この転がり軸受を構成する転動体は、実施例61をWC−Ni系超硬合金から構成した以外は全て窒化ケイ素からなるセラミックスから構成するとともに、保持器は、いずれも冠型フッ素系樹脂保持器(PVdF+20体積%チタン酸カリウム繊維製)から構成した。
【0134】
そして、実施例61〜73と、比較例61〜63とにおける耐久性を、第二実施例と同様の図5に示す軸受回転試験機を用いて、以下の条件下で回転試験を行った。
ここで、耐久性は、第一実施例と同様に測定し、結果を表7に示す。
<耐久性試験条件>
・回転速度:3000min−1
・ラジアル荷重:98N
・潤滑条件:無潤滑
【0135】
また、非磁性が要求される環境下で好適に使用可能であるか否かを評価するために、図12に示す軸受回転試験機(日本精工株式会社製)を用いて、回転試験を行った。なお、図12中の符号300は軸受回転試験機、41は回転軸、42は試験軸受、43は永久磁石、44はガウスメーターをそれぞれ示し、永久軸受43を近づけた状態で回転軸41を回転させ、それに伴い試験軸受42を回転させた。
【0136】
ここで、磁性の有無は、回転の際に生じる磁束密度の変化をガウスメーター44で測定し、試験軸受42が回転する際の周辺磁場への影響を評価した。なお、軸受を回転させた際に生じる磁束密度の変化が、0.1mT以下である場合には磁性(○)とし、それ以外は非磁性(×)として、結果を表7に示す。
【0137】
【表7】
Figure 2004307986
【0138】
図13は、WC−Cr−VC−Ni系超硬合金において、Niの含有量と、寿命との関係を示す。このとき、Crの含有量は0.8重量%、VCの含有量は0.4重量%、WC中合金炭素量は6.05重量%の一定とした。
表7に示すように、実施例61〜73においては、比較例61〜63と比べて、Niからなる結合相の含有量を6〜15重量%とし、且つ、Ni中に17重量%以上のWが固溶させたことによって、腐食条件下であっても、良好な耐久性を示し、寿命を向上させていることが分かる。
特に、実施例64、65、70、71においては、添加剤として、Cr、MoC、VCを上述の好適範囲内で添加させたことによって、さらに耐久性を向上させていることが分かる。
【0139】
また、実施例68、69、72、73においては、WC中の合金炭素量がそれぞれの最適範囲外であることより、非磁性を確保できていないことが分かる。
さらに、図13に示すように、結合相としてのNiの含有量が、6〜15重量%の範囲内であると、非常に優れた耐久性が確保できていることが確認できた。
以上の結果より、特に、無潤滑条件下や磁場環境下で適用される転がり軸受において、その構成部材の少なくとも一つを、結合相であるNiの含有量を6〜15重量%とし、且つ、Cr、MoC、VCを添加させたWC−Ni系超硬合金から構成するようにすれば、非磁性及び高い耐久性を確保することが可能となる。
【0140】
〔第八実施例〕
転がり軸受を構成する内輪及び外輪を、下記(1)〜(11)に示す耐熱性樹脂を用いて、主成分となる耐熱性樹脂がそれぞれ異なる樹脂組成物で構成するとともに、転動体を、本発明の範囲内における超硬合金で構成した試験軸受を作製した。
(1)PPS(フィリップスペトローリアム社製ポリフェニレンサルファイド樹脂:ライトンR−6
(2)PVDF(呉羽化学工業社製:クレハKFポリマーT−♯1000)
(3)TPI(三井東圧化学社製:オーラム 400)
(4)PEEK(ビクトレックス社製:ビクトレックスPEEK 150G)
(5)PEEK−PBI(ヘキストーセラニーズ社製:セラゾール TU−60)
(6)PEN(出光マテリアル社製:ID300)
(7)炭素繊維(呉羽化学工業社製:クレカチョップM−102S,繊維径14.5μm,長さ0.2mm)
(8)チタン酸カリウムウィスカー(大塚化学社製:ティスモD−101,繊維径0.3〜0.6μm,長さ10〜20μm)
(9)アラミド繊維(群栄化学工業社製:カイノール繊維KF02BT,繊維径14μm,長さ0.2mm)
(10)微細炭素繊維(昭和電工社製:気相法炭素繊維VGCF,繊維径100〜200mm,長さ10〜20μm)
(11)黒鉛(中越黒鉛工業社製:CLX,平均粒径4.5μm)
【0141】
なお、この転がり軸受を構成する保持器は、いずれも射出成形によって作製した冠型樹脂組成物製保持器(テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(ETFE)樹脂+20体積%チタン酸カリウムウィスカー)を用いた。
そして、実施例81〜89と、比較例81及び82とにおける耐久性を、第二実施例と同様の図5に示す軸受回転試験機を用いて、以下の条件下で回転試験を行った。
ここで、耐久性は、第一実施例と同様に測定し、結果を表8に示す。
<耐久性試験条件>
・回転速度:1000min−1
・ラジアル荷重:49N
・温度:常温
【0142】
【表8】
Figure 2004307986
【0143】
表8に示すように、実施例81〜89においては、比較例81及び82と比べて、内輪及び外輪を耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成し、且つ、転動体を本発明の範囲における超硬合金で構成したことによって、良好な耐摩耗性及び耐食性を示し、寿命を向上させていることが分かる。
【0144】
特に、実施例81及び88においては、これらの実施例で転動体を構成している超硬合金で内輪及び外輪を構成した実施例22や実施例61よりも、さらに耐久性を向上させていることが分かる。
以上の結果より、特に、潤滑条件が厳しい環境下においても、内輪及び外輪を耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成し、且つ、転動体を本発明の範囲における超硬合金で構成するようにすれば、より高い耐久性を確保することが可能となる。
【0145】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の転動部材によれば、内方部材、外方部材、転動体の少なくとも一つを、硬質相を構成するWC中の合金炭素量が5.7〜7.3重量%となっている超硬合金で構成したことによって、耐摩耗性、耐焼付き性、耐熱性、及び耐食性を向上させることが可能となる。このため、無潤滑条件下、高温環境下、腐食環境下、及び磁場環境下などの過酷な環境であっても好適に利用することが可能となる。
【0146】
本発明の第一の転動装置によれば、可動子、支持体、及び転動体の少なくとも一つを、本発明の転動部材で構成することによって、無潤滑条件下、高温環境下、腐食環境下、及び磁場環境下などの過酷な環境であっても好適に利用することが可能となる。
本発明の第二の転動装置によれば、可動子及び支持体の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物から構成するとともに、転動体を、本発明の転動部材で構成することによって、潤滑条件が厳しい環境であっても好適に利用することが可能となる。
【0147】
本発明の第三の転動装置によれば、可動子、支持体、及び保持器の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成するとともに、転動体を、本発明の転動部材で構成することによって、潤滑条件が厳しい環境であっても好適に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における転動装置の一例として転がり軸受の一構成例を示す断面図である。
【図2】軸受回転試験機を示す断面図である。
【図3】WC−Co系超硬合金において、結合相であるCoの含有量と、寿命との関係を示す図である。
【図4】WC−Co系超硬合金において、WC中の合金炭素量と、寿命との関係を示す図である。
【図5】軸受回転試験機を示す模式図である。
【図6】WC−TiC−TaC−Co系超硬合金において、TaC含有量と、寿命との関係を示す図である。
【図7】WC−Cr−VC−Co系超硬合金において、Coの含有量と、寿命との関係を示す図である。
【図8】表面に表面硬化層が形成されたWC−TiC−TaC−Co系超硬合金において、表面からの距離と、表面硬化層のビッカース硬さとの関係を示す。
【図9】表面に表面硬化層が形成されたWC−TiC−TaC−Co系超硬合金において、WC−TiC−TiNからなる表面硬化層の層厚と、寿命との関係を示す。
【図10】表面に被膜が形成されたWC−Co系超硬合金において、TiC及びTiNからなる膜厚の膜厚と、寿命との関係を示す。
【図11】WC−Co−Ni系超硬合金において、Niの含有量と寿命との関係を示す図である。
【図12】軸受回転試験機を示す断面図である。
【図13】WC−Cr−VC−Ni系超硬合金において、Niの含有量と、寿命との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 内輪(可動子)
2 外輪(支持体)
3 転動体
4 保持器
10 転がり軸受(転動装置)[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention is applicable to a corrosive environment such as various cleaning devices in a liquid crystal panel manufacturing process, a semiconductor manufacturing process, a hard disk manufacturing process, and a capacitor manufacturing process, steel and steel equipment, a kiln transfer truck, a continuous heat treatment conveyor, and a baking coating machine. Trolleys and other high-temperature furnace-like transfer systems, under non-lubricated conditions such as machine tools, turbines, and various pumps, or electron beam exposure / drawing equipment and inspection equipment for semiconductor manufacturing equipment. The present invention relates to a rolling member suitably usable in such a magnetic field environment and a rolling device including the same.
[0002]
[Prior art]
In rolling devices such as rolling bearings, for example, liquid crystal panels, semiconductors, in order to be suitably usable in a variety of environments such as hard disk manufacturing process, under corrosive environment, high temperature environment, non-lubricated conditions, or Various proposals have been made to withstand a severe environment such as a magnetic field environment.
[0003]
For example, in the above-described manufacturing process, fine particles or gas adhering to the surface of a semiconductor element or the like may adversely affect product performance, reliability, yield, and the like. Therefore, instead of lubricating by lubricating oil or grease that causes particles or gas, the lubrication is not performed by lubricating with a small amount of lubricant or solid lubricant, or without lubrication. Various means using a rolling device have been proposed.
[0004]
In addition, various types of rolling devices that can be suitably used in a corrosive environment such as an atmosphere of the chemicals by using various chemicals in various cleaning processes of the above-described devices have been proposed.
As a rolling bearing applied under such a corrosive environment, the outer ring is made of a ceramic material manufactured by a normal temperature sintering method, and the inner ring is made of a ceramic material manufactured by a gas pressure sintering method or a HIP method. Means have been proposed (for example, see Patent Document 1).
[0005]
Similarly, a means has been proposed in which each of the inner ring, the outer ring, and the rolling elements is made of a ceramic material (silicon carbide) (for example, see Patent Document 2).
Further, in an exposure / drawing apparatus or an inspection apparatus using an electron beam used in the above-described manufacturing process, a rolling device is applied as a means for moving a silicon wafer irradiated with an electron gun. Here, if a magnetic material is used for the rolling members constituting the rolling device, the magnetic field may be disturbed and measurement accuracy and manufacturing accuracy (drawing accuracy) may be reduced. There is a long-awaited need for motion devices.
[0006]
As a rolling bearing applied under such a magnetic field environment, a means has been proposed in which at least one of a bearing ring and a rolling element is made of a Mn-Ni-Cu alloy (for example, see Patent Document 3).
Similarly, a means has been proposed in which the bearing ring is made of beryllium copper and the rolling elements are made of ceramics (silicon nitride, silicon carbide, alumina) (for example, see Patent Document 4).
Similarly, at least one of the inner ring, the outer ring and the rolling elements is made of a WC-Ni (tungsten carbide-nickel) cemented carbide, or the inner and outer rings are made of a WC-Ni cemented carbide. Means in which the moving body is made of ceramics has been proposed (for example, see Patent Document 5).
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-112488
[Patent Document 2]
JP-A-10-82426
[Patent Document 3]
JP-A-2000-130439
[Patent Document 4]
JP-A-11-336755
[Patent Document 5]
JP 2000-154825 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the means disclosed in Patent Document 1, although the outer ring and the inner ring are made of ceramics, they have excellent corrosion resistance. However, the outer ring is made of ceramics manufactured by a normal temperature sintering method. Therefore, there is a problem that the strength and the fracture toughness are low, and minute cracks are easily propagated based on the surface or internal defect. For this reason, a large amount of abrasion powder is generated, contaminating the external environment, cracking occurs, and the life may be shortened. In particular, when supporting a radial load, the load zone of the outer ring concentrates on the load, so even under a light load, cracks easily propagate to the outer ring manufactured by the room temperature sintering method, and the life is extended. There was a possibility that it would be significantly reduced.
[0009]
Further, in the means disclosed in Patent Document 2, the inner ring, the outer ring, and the rolling elements are each formed of a ceramic material (silicon carbide), thereby providing excellent corrosion resistance. Similarly, the strength and fracture toughness are low, and when a load is applied to some extent, cracks propagate on the surface or the entire surface of the inner ring, the outer ring, and the rolling elements, and there is a problem that peeling or cracking occurs. In particular, in the case where a radial load is supported, there is a possibility that the service life may be significantly reduced as in Patent Document 1.
[0010]
Further, in the means disclosed in Patent Document 3 and Patent Document 4, the race is made of a Mn-Ni-Cu alloy (Hv = about 340) or beryllium copper (Hv = about 400), and the rolling element Is made of ceramics, the hardness of the raceway and the rolling element differs by about 3 times or more. Therefore, under non-lubricated conditions or under severe lubricating conditions using low-viscosity oil, the hard rolling element Abrasion occurs, and the soft bearing ring wears remarkably, shortening the life of the rolling device and contaminating the external environment. In addition, the bearing ring made of a soft alloy such as the above-mentioned Mn-Ni-Cu alloy or beryllium copper causes plastic deformation even at a relatively light load, so that it can be applied only under light load conditions. there were.
[0011]
Furthermore, in the means disclosed in Patent Document 5, there is a possibility that strength, hardness or sinterability may vary depending on the content of Ni, which is a binder phase for binding a hard phase. For this reason, depending on the content of Ni, the hardness and wear resistance are insufficient, and particularly under non-lubricated conditions or severe lubricated conditions, wear significantly progresses or sinterability is deteriorated. Poorly, a large number of pores are generated, and cracks are easily introduced and propagated. For this reason, the service life is significantly reduced, and the external environment may be contaminated by the generated wear powder.
[0012]
In addition, WC-Ni-based cemented carbide has relatively low hardness and wear resistance at high temperatures, and operates in high-temperature environments such as high-temperature furnace transfer systems such as conveyors for continuous heat treatment and trolleys for baking coating machines. If contact occurs or solid contact occurs under severe lubrication conditions such as non-lubrication conditions and the temperature rises significantly locally at the point of contact between the race and the rolling element, adhesion wear or abrasive wear Extreme wear occurs. For this reason, the life of the rolling device may be significantly reduced, the external environment may be contaminated by the generated wear powder, or seizure may occur to make the operation inoperable.
[0013]
Further, WC-Ni-based cemented carbides are not all non-magnetic, and may become ferromagnetic depending on the amount of alloy carbon in WC which is a main component of the hard phase. Therefore, when a WC-Ni-based cemented carbide having ferromagnetism is used in a magnetic field, the magnetic field is disturbed, and there is a possibility that measurement accuracy and manufacturing accuracy (drawing accuracy) may be reduced.
As described above, the gazette disclosed in Patent Document 5 does not disclose the non-magnetic properties and the technical contents necessary to realize the mechanical strength and wear resistance required for the rolling device. There was still room for improvement.
[0014]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has excellent corrosion resistance, abrasion resistance, and seizure resistance even under a corrosive environment, under non-lubricated conditions, under high temperature conditions, or under a magnetic field environment. It is another object of the present invention to provide a rolling member that realizes non-magnetism and has a long life, and that can suppress contamination to an external environment, and a rolling device including the rolling member.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve such a problem, the present inventors have focused on a cemented carbide as a material constituting a rolling member, and have formed an alloy carbon amount in WC constituting a hard phase thereof and a binder phase. It has been found that the above problem can be solved by examining the metal material and its content and the additive to be added to the cemented carbide.
[0016]
That is, the rolling member of the present invention is a rolling member that constitutes a rolling device, and is made of a cemented carbide made of a hard phase and a binding phase that couples the hard phase, and Is characterized in that the amount of alloy carbon in WC constituting 5.7 to 5.7% by weight.
In the rolling member of the present invention, the cemented carbide may be a WC-Co cemented carbide in which the binder phase is Co.
[0017]
Further, in the rolling member of the present invention, as the WC-Co-based cemented carbide, the carbon content of the alloy in the WC is 5.9 to 6.2% by weight, and the content of the binder phase is 6 to 6%. It is preferably 25% by weight.
Further, in the rolling member of the present invention, it is preferable that the WC-Co-based cemented carbide has a WC particle size of 2 μm or less and a binder phase content of 6% by weight or less.
[0018]
Further, the rolling member according to the present invention includes, as the WC-Co-based cemented carbide, TiC, TiN, TaC, VC, Cr3C2It is preferable to contain at least one of the following.
Further, the rolling member according to the present invention includes VC and Cr as the WC-Co-based cemented carbide.3C2May be contained together.
[0019]
Further, the rolling member of the present invention contains TiC and TaC as the WC-Co-based cemented carbide, and the surface of the WC-Co-based cemented carbide is rich in WC-TiC-TiN solid solution. The surface hardened layer may be formed with a thickness of 2 to 16 μm.
Further, in the rolling member of the present invention, a film made of TiC or a film made of TiC and TiN may be formed on the surface of the WC-Co cemented carbide.
[0020]
Here, the film made of TiC or the film made of TiC and TiN is preferably formed by a chemical vapor deposition method.
Further, it is preferable that the film made of TiC or the film made of TiC and TiN is formed to have a thickness of 2 to 10 μm.
Furthermore, the rolling member of the present invention contains at least one of TiC, TiN, and TaC as the cemented carbide, and the WC has a particle size of 2 μm or less, and the content of the binder phase composed of Co is 2 μm or less. It may be set to 1.5% by weight or less. However, in this case, the amount of alloy carbon in WC is preferably 6.4 to 6.6% by weight.
[0021]
Further, in the rolling member of the present invention, the cemented carbide may be a WC-Co-Ni-based cemented carbide in which the binder phase is Co-Ni.
Further, in the rolling member of the present invention, it is preferable that the content of the binder phase is 10 to 20% by weight as the WC-Co-Ni-based cemented carbide.
Further, the rolling member of the present invention is characterized in that the WC-Co-Ni-based cemented carbide has a Cr content of 0.5 to 3.0% by weight.3C2It is preferred to contain.
[0022]
Further, in the rolling member of the present invention, the cemented carbide may be a WC-Ni-based cemented carbide in which the binder phase is Ni.
Further, in the rolling member of the present invention, it is preferable that the content of the binder phase is 6 to 15% by weight as the WC-Ni-based cemented carbide.
Further, in the rolling member of the present invention, as the WC-Ni-based cemented carbide, it is preferable that 17% by weight or more of W is dissolved in the binder phase.
[0023]
Further, the rolling member according to the present invention is characterized in that, as the WC-Ni-based cemented carbide,3C2And 0.7% by weight or less of VC.
Further, the rolling member according to the present invention is characterized in that, as the WC-Ni-based cemented carbide,3C2And Mo of 2.0% by weight or less2C may be contained.
[0024]
The first rolling device of the present invention includes a movable element capable of rotating or linearly moving, a support for supporting the movable element capable of rotating or linearly moving, and a rolling element between the movable element and the support. A plurality of rolling elements movably disposed, wherein at least one of the mover, the support, and the rolling elements is configured by a rolling member of the present invention. Features.
[0025]
In the first rolling device of the present invention, the rolling element may be made of at least one selected from ceramics, cermet, and stainless steel. A second rolling device according to the present invention includes a movable element capable of rotating or linearly moving, a support for supporting the movable element capable of rotating or linearly moving, and a rolling element between the movable element and the support. A plurality of rolling elements movably disposed, and in a rolling device comprising: at least one of the mover and the support body is made of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component; The rolling element is constituted by the rolling member according to any one of claims 1 to 6 or 11 to 19.
[0026]
A third rolling device of the present invention includes a movable element capable of rotating or linearly moving, a support for supporting the movable element capable of rotating or linearly moving, and a rolling element between the movable element and the support. A rolling device, comprising: a plurality of rolling elements movably arranged; and a retainer for rotatably holding the rolling elements, wherein at least one of the movable element, the support, and the retainer is provided. One is made of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component, and the rolling element is made of the rolling member according to any one of claims 1 to 6 or 11 to 19. It is characterized by.
[0027]
According to the rolling member of the present invention, wear resistance and seizure resistance are achieved by using a cemented carbide having a carbon content of 5.7 to 7.3% by weight in the WC constituting the hard phase. , Heat resistance, and corrosion resistance can be improved. Therefore, the present invention can be suitably used for a rolling device used under a non-lubricated condition, a high temperature environment, a corrosive environment, and a magnetic field environment.
[0028]
Note that the amount of alloy carbon in WC constituting the hard phase is defined by the following equation. In the formula, all components refer to the sum of all of the hard phase WC and the binder phase. Further, C is a value including free carbon, and whether or not free carbon was precipitated was determined by observing a cross-sectional structure and measuring the strength (the strength is significantly reduced when free carbon is precipitated).
[0029]
Alloy carbon content (C / WC weight%) = (C / all components) × (all components / WC) × 100 Here, if the alloy carbon content in the WC is less than 5.7% by weight, the η phase (Co3W3C phase) or θ phase (Ni3W3Because the (C phase) is precipitated, the strength is significantly reduced, and cracks are easily introduced and propagated. For this reason, the service life is significantly reduced, and there is a possibility that cracks may occur even with a relatively light load. On the other hand, if the amount of alloy carbon in WC exceeds 7.3% by weight, free carbon is generated, so that the strength is reduced and the life may be greatly reduced. For this reason, the alloy carbon content in WC is set in the range of 5.7 to 7.3% by weight.
[0030]
Further, according to the rolling member of the present invention, by forming the cemented carbide from a WC-Co-based cemented carbide whose binder phase is Co, it is possible to provide sufficient hardness and improve wear resistance. Becomes possible. Therefore, even under non-lubricated conditions or severe lubricated conditions, abrasive wear at the contact points can be effectively suppressed, so that stable operability can be ensured and contamination of the external environment by wear powder can be suppressed. It becomes possible. The fracture toughness value of the WC-Co cemented carbide having Co as a binder phase is such that cracks hardly propagate on the surface and inside even when used as a component of a rolling device, and peeling and abrasion are likely to occur. 5MPa ・ m1/2It is preferable that it is above. Here, the fracture toughness value (calculated based on JIS R1607, IF method for a flat surface of a cemented carbide material) is 5 MPa · m.1/2If it is less than 1, cracks are likely to propagate based on surface or internal defects, and a large amount of abrasion powder may be generated or cracks may occur, which may shorten the life of the rolling device.
[0031]
In particular, as the WC-Co cemented carbide, the carbon content of the alloy in the WC is 5.9 to 6.2% by weight, and the content of the binder phase is 6 to 25% by weight. This makes it possible to provide the required hardness and wear resistance of the rolling device. Here, when the amount of alloy carbon in WC is less than 5.9%, the η phase (Co3W3(C phase) is precipitated, the strength is remarkably reduced, and cracks are easily introduced and propagated. Therefore, even under a relatively light load, cracks occur or the life is shortened. On the other hand, if the alloy carbon content in the WC exceeds 6.2% by weight, free carbon is generated, the strength is significantly reduced, and the life is greatly reduced. For this reason, the amount of carbon in the WC constituting the WC-Co cemented carbide is preferably in the range of 5.9 to 6.2% by weight, more preferably 5.95 to 6.15%. . Further, if the content of the binder phase is less than 6% or more than 25%, the durability is reduced. Therefore, the content of the binder phase is set in the range of 6 to 25%.
[0032]
Further, as the WC-Co-based cemented carbide, by setting the particle size of WC to 2 μm or less and the content of the binder phase to 6% by weight or less, the corrosion resistance and the wear resistance of the WC-Co-based cemented carbide are increased. Performance can be further improved. That is, by using WC as fine particles having a particle size of 2 μm or less, the Co binder phase which greatly affects the corrosion resistance of the cemented carbide can be made thinner, and the corrosion resistance is improved and the Co phase as the binder phase is improved. , The strength and wear resistance required for the rolling device can be secured. Here, if the particle size of WC exceeds 2 μm, the Co bonding phase becomes thick, so that it is easily corroded, and the strength and wear resistance required for the rolling device cannot be secured. Further, by setting the content of the binder phase to 6% by weight or less, the corrosion resistance of the cemented carbide can be effectively improved. Here, if the content of the binder phase exceeds 6.0% by weight, it may not be possible to secure sufficient corrosion resistance.
[0033]
Furthermore, TiC, TiN, TaC, VC, Cr3C2By containing at least one of the following, among WC-Co cemented carbides, it is possible to further improve not only corrosion resistance, heat resistance, and oxidation resistance, but also hardness and wear resistance. Become. In addition, in order to improve the corrosion resistance and heat resistance required for the rolling device, and to further improve the hardness, abrasion resistance, and seizure resistance, the content of TiC or TiN is 3 to 25% by weight, and the content of TaC is Amount of 1 to 20% by weight, VC content of 0.2 to 5.0% by weight, Cr3C2Is preferably 0.2 to 5.0% by weight. Here, if the content of each additive is less than the above range, a sufficient improvement effect on corrosion resistance and heat resistance cannot be obtained. On the other hand, if the content of TiC, TiN, or TaC exceeds the above range, these carbides are agglomerated at the time of sintering, and the strength and wear resistance are reduced, so that the service life may be reduced. In this case, the carbon content of the alloy in WC is preferably 6.9 to 7.3% by weight. In addition, VC and Cr3C2If the content exceeds the above range, a coarse crystallization phase (M7C3Phase) is crystallized and the strength is significantly reduced, so that cracking may occur even under a relatively light load, or the life may be shortened.
[0034]
The reason that the corrosion resistance and heat resistance are improved is that β oxide is formed at the interface between β phase or βt phase which is a solid solution (for example, WC-TiC or WC-TiC-TaC) of the above-mentioned additive element and WC. This is because the β oxide suppresses diffusion of oxygen. The reason why the hardness and abrasion resistance are improved is that the hardness of the solid solution of TaC (Vickers hardness Hv1900) or TiN (Vickers hardness Hv2000) or TiC (Vickers hardness Hv3200) and WC is WC (Vickers hardness Hv3200). This is because the hardness is higher than the hardness Hv1800) alone, and the presence of these hard particles improves the wear resistance. Therefore, good operability can be ensured even in a more severe corrosive environment or a high-temperature environment. Further, even under non-lubricated conditions or severe lubricated conditions, adhesive wear and abrasive wear can be effectively suppressed, good operability can be ensured, and contamination to the external environment can be suppressed. .
[0035]
Further, as WC-Co-based cemented carbides, VC and Cr3C2When WC, which is a hard phase, is contained, the particle growth during sintering is suppressed and the WC particles are refined, so that the corrosion resistance, strength and wear resistance can be further improved. Here, VC is in the range of 0.2 to 1.0% by weight,3C2Is preferably in the range of 1.0 to 3.0% by weight. Where VC and Cr3C2Is added outside of the above range, M7C3Since the phase is crystallized and the strength is remarkably reduced, cracks are generated under a relatively light load, and the life is shortened.
[0036]
Furthermore, by containing TiC and TaC as a WC-Co cemented carbide, a surface hardened layer rich in WC-TiC-TiN solid solution is formed on the surface of the WC-Co cemented carbide. , Hardness, abrasion resistance and seizure resistance can be further improved. The content of Co is preferably in the range of 6 to 25% by weight as described above. However, here, the surface hardened layer is formed on the surface of the WC-Co cemented carbide. Even if the content is within the range of 6 to 18% by weight, sufficient hardness, wear resistance and corrosion resistance as rolling members can be secured. The thickness of the surface hardened layer is preferably in the range of 2 to 16 μm. Here, when the thickness of the surface hardened layer formed on the surface of the WC-Co-based hard metal is out of the above range, the Vickers hardness of the surface hardened layer is essentially the same as that of the WC-Co-based hard metal as the base material. (Vickers hardness Hv about 1350) is not preferred.
[0037]
Furthermore, by forming a coating made of TiC or a coating made of TiC and TiN on the surface of the WC-Co cemented carbide, it is possible to further improve the hardness and wear resistance. In addition, the WC-Co-based cemented carbide has a thermal expansion coefficient close to that of ordinary steel and stainless steel among cemented carbides, and the base material is hard and has a high Young's modulus even under a high load. By using a WC-Co-based cemented carbide as a base material, the coating can be hardly peeled off.
[0038]
In particular, the physical vapor deposition (PVD) method can be performed by forming a film made of TiC or a film made of TiC and TiN formed on the surface of a WC-Co cemented carbide by a chemical vapor deposition method. Since the treatment temperature is higher than that of forming by using a diffusion layer, a diffusion layer is formed, so that the adhesion strength between the WC-Co-based cemented carbide and the coating film can be improved.
[0039]
In addition, the durability is greatly improved by forming the coating made of TiC or the coating made of TiC and TiN on the surface of the WC-Co cemented carbide with a thickness of 2 to 10 μm. Becomes possible. Here, if the thickness of the coating is less than 2 μm, the thickness of the diffusion layer is also reduced, so that the adhesion strength with the WC-Co-based cemented carbide is reduced, and the coating may be peeled off. On the other hand, if the thickness of the coating exceeds 10 μm, the effect of brittleness increases, cracks are more likely to occur in the coating, and the overall strength may be reduced.
[0040]
In addition, the rolling member of the present invention contains at least one of TiC, TiN, and TaC as a cemented carbide, has a WC particle size of 2 μm or less, and has a Co phase content of 1. By setting the content to 5% by weight or less, the hardness and wear resistance required for the rolling device can be secured, and the corrosion resistance can be improved. Here, if the particle size of WC exceeds 2 μm, the Co bonding phase becomes thick, so that it is easily corroded, and the strength and wear resistance required for the rolling device cannot be secured. Further, by reducing the content of the binder phase composed of Co to 1.5% by weight or less, the amount of the binder phase mainly corroded by various chemicals used in the cleaning step or the like is suppressed as much as possible, thereby reducing the corrosion resistance. It is possible to further improve.
[0041]
Further, according to the rolling member of the present invention, by using a WC-Co-Ni-based cemented carbide having a binder phase of Co-Ni as the cemented carbide, the strength and wear resistance required for the rolling device are reduced. Because it can be ensured, it can be suitably used even under non-lubricated conditions or severe lubricated conditions. The fracture toughness value of the WC-Co-Ni-based cemented carbide having Co-Ni as a binder phase is 10 to 15 MPa · m.1/2Ceramics (in the case of silicon nitride, 7 MPa · m1/2Very high compared to the degree). Therefore, even under a higher stress, cracks are less likely to be introduced and propagated, and stable operability can be ensured under a higher load.
[0042]
In particular, by setting the content of the binder phase to 10 to 20% by weight as a WC-Co-Ni-based cemented carbide, it is possible to further secure the strength, wear resistance and seizure resistance required for a rolling device. It becomes possible. Here, if the content of the binder phase is less than 10% by weight, the fracture toughness is reduced, and cracks are easily introduced and propagated, so that the life may be shortened. On the other hand, if the content of the binder phase exceeds 20% by weight, the hardness, abrasion resistance and seizure resistance are reduced, and the life is reduced, and a large amount of abrasion powder is generated to contaminate the external environment. There was a risk. For this reason, the content of the binder phase (the total of Co and Ni) constituting the WC-Co-Ni-based cemented carbide is in the range of 10 to 20% by weight, and more preferably, the Ni content is 15% by weight. % By weight or less.
[0043]
Further, as a WC-Co-Ni-based cemented carbide, 0.5 to 3.0% by weight of Cr3C2, It is possible to further improve the corrosion resistance. Where Cr3C2If the content of is less than 0.5% by weight, a sufficient effect of improving corrosion resistance cannot be obtained.3C2If the content exceeds 3.0% by weight, the WC particle size becomes coarse,7C3Phase (Cr7C3) Is crystallized and the strength and wear resistance are reduced, so that the life may be shortened.
[0044]
Further, according to the rolling member of the present invention, since the cemented carbide is a WC-Ni-based cemented carbide whose bonding phase is Ni, the strength and wear resistance required for the rolling device can be secured. It can be suitably used under no lubrication conditions or severe lubrication conditions. The fracture toughness value of the WC-Ni cemented carbide having Ni as a binder phase is 10 to 20 MPa · m.1/2Ceramics (in the case of silicon nitride, 7 MPa · m1/2Very high compared to the degree). Therefore, even under a higher stress, cracks are less likely to be introduced and propagated, and stable operability under a higher load can be secured.
[0045]
In particular, by setting the content of the binder phase to 6 to 15% by weight as a WC-Ni-based cemented carbide, it is possible to further secure the hardness, wear resistance, and corrosion resistance required for a rolling device. Become. Here, when the content of the binder phase is less than 6% by weight, the sinterability is poor and the number of pores is remarkably increased, so that the strength is significantly reduced, cracks are introduced and propagated, and cracks are generated even under relatively light load. It may occur or shorten its life. On the other hand, when the content of the binder phase exceeds 15% by weight, the hardness and wear resistance required for the rolling device are significantly reduced. Therefore, especially when applied under non-lubricated conditions, the abrasive wear or adhesive wear at the contact point sharply increases, contaminating the external environment with a large amount of generated abrasion powder, and the surface roughness increases, causing significant vibration. Occurs, and the life may be shortened. When the content of Ni constituting the binder phase exceeds 15% by weight, the selective dissolution of the binder phase, which causes corrosion to various acids, is significantly increased, and the corrosion resistance may be extremely reduced.
[0046]
Further, as a WC-Ni-based cemented carbide, non-magnetic properties can be reliably ensured by dissolving 17% by weight or more of W in Ni as a binder phase, so that it is preferably used under magnetic field environment conditions. It can be applied.
Further, as a WC-Ni-based cemented carbide, Cr of not more than 2.0% by weight is used.3C2And 0.7% by weight or less of VC or 2.0% by weight or less of Cr3C2And Mo of 2.0% by weight or less2By containing C, it is possible to suppress the particle growth of the WC particles and to further improve the hardness and the corrosion resistance because the carbide is dissolved in the binder phase. Where Cr3C2, VC, and Mo2When C exceeds the above range, M7C3Since the phase is crystallized and the strength is remarkably reduced, cracking may occur even under a relatively light load, or the life may be shortened.
[0047]
According to the first rolling device of the present invention, by configuring at least one of the mover, the support, and the rolling member with the rolling member of the present invention, the non-lubricated condition, the high temperature environment, the corrosion It can be suitably used under an environment and a magnetic field environment.
Further, according to the first rolling device of the present invention, by forming the rolling element with at least one selected from ceramics, cermet, and stainless steel, sufficient corrosion resistance can be obtained, and By configuring the member, the outer member, and the rolling element with different materials, it is possible to improve wear resistance.
[0048]
According to the second rolling device of the present invention, at least one of the mover and the support is formed of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component, and the rolling element is formed of a surface hardened layer or a coating. By comprising the rolling member of the present invention composed of a cemented carbide not formed on the surface, the resin composition having excellent self-lubricating properties is transferred from at least one of the mover and the support to the rolling element, A lubricating film can be formed on the surface of the rolling element. Therefore, the wear resistance and the corrosion resistance are improved, so that it is possible to secure a long-term stable operation of the rolling device even under an environment where lubrication conditions are severe.
[0049]
According to the third rolling device of the present invention, at least one of the mover, the support, and the retainer is made of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component, and the rolling element has a surface effect. The resin composition having excellent self-lubricating properties can be obtained by forming the resin composition having excellent self-lubricating properties by using at least one of the mover, the support, and the cage by forming the rolling member of the present invention made of a cemented carbide having no layer or coating formed on the surface. From one to the rolling element, and a lubricating film can be formed on the surface of the rolling element. Therefore, the wear resistance and the corrosion resistance are improved, so that it is possible to secure a long-term stable operation of the rolling device even under an environment where lubrication conditions are severe.
[0050]
The rolling member according to the present invention is a member constituting a rolling device, that is, an outer member or an inner member, or a rolling member disposed so as to freely roll between an outer member and an inner member. Refers to the moving body.
Further, the rolling device in the present invention refers to a device that includes a rolling member, and one of an inner member and an outer member rolls relatively to the other by rolling a rolling element, For example, it refers to a device such as a rolling bearing, a linear guide, or a ball screw. Here, when the rolling device is a rolling bearing, the outer member indicates the outer ring, and the inner member indicates the inner ring. When the rolling device is a linear guide, the outer member indicates a slider, and the inner member indicates a guide rail. Further, when the rolling device is a ball screw, the outer member indicates a nut, and the inner member indicates a screw shaft.
[0051]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one configuration example of a rolling bearing as an example of a rolling device according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the rolling bearing 10 according to the present embodiment includes an inner ring (movable element) 1, an outer ring (support) 2, and a rolling element that is arranged to be rollable between the inner ring 1 and the outer ring 2. 3 (rolling element) and a retainer 4 that partially surrounds the rolling element 3 and maintains a constant interval in the circumferential direction.
[0052]
At least one of the inner ring 1, the outer ring 2, and the rolling elements 3 is made of a cemented carbide composed of a hard phase and a binder phase for bonding the hard phase, and the alloy carbon in the WC constituting the hard phase. The amount is between 5.7 and 6.2% by weight.
The cemented carbide is not particularly limited. For example, a WC-Co-based cemented carbide in which the binder phase is Co, a WC-Co-Ni-based cemented carbide in which the binder phase is Co-Ni, TiC, For example, a WC-Ti (C, N) -based cemented carbide or a WC-Ti (C, N) -TaC-based cemented carbide containing at least one of TiN and TaC, or WC-Ni having a binding phase of Ni Series hard metal and the like.
[0053]
Here, the WC-Co-based cemented carbide is not particularly limited. For example, WC-Co-based, WC-Cr-based3C2-Co system, WC-TaC-Co system, WC-TiC-Co system, WC-NbC-Co system, WC-TaC-NbC-Co system, WC-TiC-TaC-NbC-Co system, WC-TiC-TaC -Co, WC-ZrC-Co, WC-TiC-ZrC-Co, WC-TaC-VC-Co, WC-Cr3C2-VC-Co, WC-TiC-Cr3C2—Co type and the like.
[0054]
In the case of this WC-Co cemented carbide, it is preferable that the Co content be 6 to 25% by weight in order to improve hardness and wear resistance.
Further, among WC-Co-based cemented carbides, in order to further improve corrosion resistance and wear resistance, the WC particle size is 2 μm or less, and the content of the binder phase is 6% by weight or less. preferable.
[0055]
Further, among WC-Co-based cemented carbides, in order to further improve not only hardness and wear resistance but also corrosion resistance and heat resistance (oxidation resistance), TiC, TiN, TaC, VC, Cr3C2It is preferable to include at least one of the following. In particular, VC and Cr are contained in WC-Co-based cemented carbide.3C2, It is possible to further improve corrosion resistance, strength and wear resistance.
[0056]
Further, among WC-Co-based cemented carbides, in order to further improve wear resistance in particular, TiC and TaC are contained, and on the surface of the WC-Co-based cemented carbide, a WC-TiC-TiN solid solution is used. It is preferable to form a rich surface hardened layer with a thickness of 2 to 16 μm. Similarly, a coating made of TiC or a coating made of TiC and TiN may be formed on the surface of the WC-Co cemented carbide in a thickness of 2 to 10 μm by a chemical vapor deposition method.
[0057]
The WC-Co-Ni-based cemented carbide is not particularly limited, but may be WC-Co-Ni-based or WC-Cr-based.3C2-Co-Ni type and the like.
In the case of the WC-Co-Ni-based cemented carbide, the content of the Co-Ni binder phase may be 10 to 20% by weight in order to further improve the hardness, wear resistance, and seizure resistance. Preferably, more preferably, the content of Ni in the Co—Ni bonded phase is 15% by weight or less.
[0058]
Further, in order to further improve the corrosion resistance, the WC-Co-Ni-based cemented carbide has a Cr content of 0.5 to 3.0% by weight.3C2Is preferably contained.
Furthermore, as a WC-Ti (C, N) -based or WC-Ti (C, N) -TaC-based cemented carbide, the hardness and wear resistance required for the rolling bearing 10 are secured, and the corrosion resistance is improved. For this purpose, it is preferable that the particle size of WC is 2 μm or less and the content of the binder phase composed of Co is 1.5% by weight or less.
Further, the WC-Ni-based cemented carbide is not particularly limited, and for example, WC-Ni-based, WC-Cr3C2-Ni-based, WC-Mo2C-Ni, WC-Mo2C-Cr3C2-Ni-based, WC-Cr3C2-VC-Ni-based and the like.
[0059]
In this WC-Ni-based cemented carbide, in order to have sufficient strength and ensure non-magnetic properties, it is preferable that the amount of carbon (wt%) in the WC be in the following ranges. For example, 5.7% to 6.06% by weight of WC-10% by weight Ni-based cemented carbide, and 1.5% by weight of WC-Cr3C25.75 to 6.12% by weight for -15% by weight Ni-based cemented carbide, WC-1% by weight Mo25.78 to 6.02% by weight of C-15% by weight Ni-based cemented carbide, 0.5% by weight of WC-Mo2C-1% by weight Cr3C25.90 to 6.12% by weight for -10% by weight Ni-based cemented carbide, WC-0.8% by weight Cr3C2-0.4% by weight VC-10% by weight 5.96 to 6.19% by weight for Ni-based cemented carbide, WC-1% by weight Mo2C-1% by weight Cr3C25.80 to 6.20% by weight for -15% by weight Ni-based cemented carbide, WC-2.5% by weight Mo2C-3.0% by weight Cr3C25.75 to 6.25% by weight of -10% by weight Ni-based cemented carbide, 0.7% by weight of WC-Cr3C2-0.3% by weight VC-15% by weight 5.90 to 6.22% by weight for Ni-based cemented carbide, WC-2.5% by weight Cr3C2-1.0% by weight VC-10% by weight Ni-based cemented carbide has a range of 5.85 to 6.25% by weight.
[0060]
In the case of the WC-Ni-based cemented carbide, the content of Ni is set to 6 to 15% by weight in order to further improve hardness, wear resistance, and corrosion resistance, and to ensure non-magnetic properties. Is preferred. Further, it is preferable to dissolve about 17% by weight or more of W in Ni as a binder phase in order to further improve hardness, abrasion resistance, and corrosion resistance, and to ensure nonmagnetic properties. .
[0061]
In order to further improve the hardness and corrosion resistance, the WC-Ni-based cemented carbide has a Cr content of 2.0% by weight or less.3C2And 0.7% by weight or less of VC or 2.0% by weight or less of Cr3C2And 2.0% by weight or less of Mo2It is preferable to contain C.
Next, a method for producing the above-mentioned cemented carbide will be described in detail.
[0062]
First, a hard phase forming material, which is a raw material of a cemented carbide, and a binder phase forming material are uniformly mixed so as to have a predetermined composition, and then a small amount of a binder for maintaining the strength of the compact is added. It is put into a mold and molded by hydraulic or mechanical press. At this time, depending on the final shape, machining may be further performed using a lathe or the like.
Next, after the formed body is degreased, it is sintered (at a temperature of about 1350 to 1550 ° C.) in a vacuum furnace. At this time, if more strength is required, it is preferable to perform hot isostatic pressing (HIP) thereafter.
[0063]
Next, in order to make the cemented carbide have a predetermined size and surface roughness applicable to the rolling bearing, grinding and polishing are performed, and at least one of the inner ring 1, the outer ring 2, and the rolling elements 3 is made of a cemented carbide. .
The material for forming the rolling members other than the above-mentioned cemented carbide is not particularly limited, but may be applied in a corrosive environment such as various cleaning processes such as a liquid crystal panel manufacturing process, a semiconductor manufacturing process, and a hard disk manufacturing process. In such a case, it is preferable to be formed of a corrosion resistant material.
[0064]
The corrosion-resistant material is not particularly limited, and examples thereof include various ceramics, cermets, stainless steel, and resins. In particular, it is preferable that the rolling elements are made of ceramics in order to improve the seizure resistance by reducing the weight and hardness of the rolling elements and reducing the power consumption during high-speed rotation.
[0065]
The ceramic is not particularly limited. For example, silicon nitride (Si3N4) -Based, zirconia (ZrO)2) -Based, alumina (Al2O3) -Based, silicon carbide (SiC) -based, aluminum nitride (AlN) -based, boron carbide (B4C), titanium boride (TiB)2) -Based, boron nitride (BN), titanium carbide (TiC) -based, and titanium nitride (TiN) -based materials alone or in a composite form of ceramics. In particular, it is preferable to use silicon nitride which is lightweight and has a relatively high fracture toughness value. Further, in order to improve specific strength, fracture toughness, and the like, for example, a fibrous filler such as a silicon carbide whisker, a silicon nitride whisker, an alumina whisker, or an aluminum nitride whisker may be blended.
[0066]
The cermet is not particularly limited, but includes TiC-Ni, TiC-Mo-Ni, TiC-Co, and TiC-Mo.2C-Ni-based, TiC-Mo2C-ZrC-Ni, TiC-Mo2C-Co system, Mo2C-Ni-based, Ti (C, N) -Mo2C-Ni-based, TiC-TiN-Mo2C-Ni-based, TiC-TiN-Mo2C-Co system, TiC-TiN-Mo2C-TaC-Ni, TiC-TiN-Mo2C-WC-TaC-Ni system, TiC-WC-Ni system, Ti (C, N) -WC-Ni system, TiC-Mo system, Ti (C, N) -Mo system, boride system (MoB-Ni) System, B4C / (W, Mo) B2System). Here, the nonmagnetic cermet is Cr3C2-Ni, TiC-Ni, TiC-Mo-Ni, Ti-Mo2C-Ni, Ti-Mo2C-ZrC-Ni, Mo2C-Ni-based, Ti (C, N) -Mo2C-Ni-based, TiC-TiN-Mo2C-Ni-based, TiC-TiN-Mo2C-TaC-Ni, TiC-TiN-Mo2C-WC-TaC-Ni system, TiC-WC-Ni system, Ti (C, N) -WC-Ni system, boride system (MoB-Ni system, B4C / (W, Mo) B2System).
[0067]
Examples of the stainless steel include, but are not particularly limited to, precipitation effect type stainless steel represented by SUS630 and martensitic stainless steel represented by SUS316L and SUS304 as nonmagnetic stainless steel.
Examples of the resin include, but are not particularly limited to, fluorine-containing resin, polyether nitrile (PEN), polyether ether ketone (PEEK), a copolymer of PEEK and polybenzizomidal (PEEK-PBI), and thermoplastic polyimide (TPI). ), A thermoplastic aromatic polyamide-imide, a polyethylene (PE) resin, a polyacetal (POM) resin, a polyarylene sulfide resin represented by a polyphenylene sulfide (PPS) resin, or a combination of two or more selected from the group. Can be.
[0068]
Here, the fluorine-containing resin is not particularly limited, but polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene / perfluoroalkylvinyl ether copolymer (PFA), tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (referred to as ETFE) , Polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (hereinafter, FEP), polychlorotrifluoroethylene (hereinafter, PCTFE), chlorotrifluoroethylene / ethylene copolymer (ECTFE), etc. One selected type or a combination of two or more types can be used.
[0069]
In the above-mentioned resin, a fibrous filler may be blended in order to improve mechanical strength, heat resistance, dimensional stability and the like. The fibrous filler is not particularly limited, but includes, for example, aluminum borate whiskers, potassium titanate whiskers, carbon whiskers, aramid fibers, aromatic polyimide fibers, liquid crystal polyester fibers, graphite whiskers, glass fibers, carbon fibers, and boron fibers. , Silicon carbide whiskers, silicon nitride whiskers, alumina whiskers, aluminum nitride whiskers, wollastonite, and the like.
[0070]
Further, in the above-mentioned resin, in order to improve lubricity, in order to improve lubricity, graphite tetrafluoroethylene resin (PTFE), graphite, hexagonal boron nitride (hBN), fluoromica, melamine cyanurate (MCA), layered crystal structure Amino acid compound (N-lauro-L-lysine) having, graphite fluoride, pitch fluoride, molybdenum disulfide (MoS2) May be blended in an appropriate amount.
[0071]
As described above, according to the rolling bearing 10 of the present embodiment, at least one of the inner ring 1, the outer ring 2, and the rolling element 3 has a WC alloy carbon content of 5.7 to 7.3% by weight. By being made of a hard alloy, it becomes possible to improve wear resistance and seizure resistance.
Further, by adjusting the content of the metal element constituting the binder phase of the cemented carbide, it becomes possible to improve the corrosion resistance.
[0072]
Further, the corrosion resistance, heat resistance, and abrasion resistance can be further improved by adjusting the additives added to the cemented carbide.
That is, according to the present invention, it is possible to provide the rolling bearing 10 that can be suitably used under a non-lubricated condition, a high temperature environment, a corrosive environment, and a magnetic field environment.
[0073]
In the present embodiment, it is sufficient that at least one of the inner ring 1, the outer ring 2, and the rolling elements 3 is made of the above-mentioned cemented carbide, and all of them may be made of a cemented carbide.
(Second embodiment)
In this embodiment, at least one of the inner ring 1, the outer ring 2, and the retainer 4 of the rolling bearing 10 shown in the first embodiment is made of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component, and a rolling element is used. No. 3 is made of the cemented carbide shown in the first embodiment.
[0074]
Here, the resin composition constituting the inner ring 1 and the outer ring 2 is not particularly limited. For example, polyarylene sulfide resin represented by polyphenylene sulfide (PPS) resin, polyetheretherketone (PEEK), PEEK and Benzoisomidal copolymer (PEEK-PBI), polyether nitrile (PEN), aromatic polyimide (PI), thermoplastic polyimide (TPI), polyamide imide (PAI), aromatic polyester (LCP), and various fluorine-containing compounds One type selected from resins and the like, or a combination of two or more types can be used.
[0075]
Further, the resin composition constituting the retainer 4 is not particularly limited, but for example, a resin represented by polyethylene (PE) resin, polypropylene (PP) resin, polyacetal (POM) resin, polyphenylene sulfide (PPS) resin Arylene sulfide resin, polyetheretherketone (PEEK), copolymer of PEEK and polybenzizomidal (PEEK-PBI), polyethernitrile (PEN), aromatic polyimide (PI), thermoplastic polyimide (TPI), polyamideimide (PAI), an aromatic polyester (LCP), a fluorine-containing resin or the like, or a combination of two or more thereof.
[0076]
The fluorine-containing resin is not particularly limited, and for example, the same material as the resin applied as the corrosion-resistant material in the first embodiment can be used.
In the above-mentioned resin composition, a fibrous filler may be blended in order to improve mechanical strength, heat resistance, dimensional stability and the like. The fibrous filler is not particularly limited. For example, in addition to the materials used for the resins listed as the corrosion-resistant materials in the first embodiment, a vapor-phase method fine carbon fiber or carbon nanofiber can be used. .
[0077]
Here, the aspect ratio of the fibrous filler is preferably from 3 to 200. In the fibrous filler having an aspect ratio of less than 3, the effect of reinforcing the melt-moldable fluororesin is not sufficiently exhibited. On the other hand, when the aspect ratio exceeds 200, uniform dispersion at the time of mixing with the resin composition is not achieved. This is because it may be extremely difficult.
[0078]
The fiber diameter of the fibrous filler is not particularly limited, but preferably has an average fiber diameter of 0.2 to 30 μm, and more preferably 0.3 to 20 μm.
Furthermore, the content of the fibrous filler in the resin composition is not particularly limited, but is preferably 40% by weight or less, and more preferably 5 to 30% by weight. Even if the fibrous filler is contained in an amount exceeding 40% by weight with respect to the resin composition, further improvement in mechanical strength cannot be expected, and fluidity during melt molding of the resin composition is significantly reduced. This is because there is a case where it is lost.
[0079]
Further, in the above-mentioned resin composition, in order to improve lubricity, an appropriate amount of a solid lubricant similar to the material used for the resin mentioned above as the corrosion-resistant material may be blended.
Here, the content of the solid lubricant in the resin composition is preferably 40% by weight or less, more preferably 30% by weight or less. Even if the solid lubricant is contained in an amount exceeding 40% by weight with respect to the resin composition, further improvement in lubricity cannot be expected, and the mechanical strength of the resin composition itself decreases, and the solid composition containing the resin composition is converted. This is because the wear of the moving member increases, which may shorten the life of the bearing.
[0080]
The average particle size of the solid lubricant is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 60 μm, more preferably 0.1 to 20 μm, and further preferably 0.1 to 10 μm. If the solid lubricant is small particles having an average particle diameter of less than 0.1 μm, aggregation may occur when the solid lubricant is mixed with the resin composition as the base material, and the dispersion of the particles may be non-uniform. On the other hand, if the solid lubricant is large particles having an average particle size exceeding 60 μm, the smoothness of the surfaces of the inner ring 1, the outer ring 2, and the cage 4, which are formed bodies, is reduced, and the strength is reduced. This is because the life of the device may be shortened.
[0081]
In addition, the total content of the fibrous filler and the solid lubricant with respect to the resin composition is preferably 60% by weight or less, more preferably 5 to 50% by weight. When the total content of the fibrous filler and the solid lubricant with respect to the resin composition exceeds 60% by weight, the fluidity when the resin composition is melt-molded and the mechanical strength of the resin composition are significantly reduced. This is because there are cases.
[0082]
The method of mixing the heat-resistant resin, the fibrous filler, and the solid lubricant constituting the resin composition is not particularly limited. For example, each material may be separately charged into a melt kneader and mixed. Alternatively, these materials may be preliminarily mixed by a mixer such as a Henschel mixer, a tumbler, a ribbon mixer, a ball mill, or the like, and then charged into a melt mixer to be mixed. Here, as the melt mixer, a known melt kneader such as a short axis or twin screw extruder, a kneading roll, a pressure kneader, a Banbury mixer, and a Brabender plastograph can be used. The temperature at which the melt-mixing is performed is not particularly limited, but may be appropriately selected within a temperature range in which the melting of the heat-resistant resin sufficiently proceeds and does not decompose.
[0083]
Furthermore, in the above-mentioned resin composition, various additives may be blended within a range that does not impair the object of the present invention. Examples of additives include antioxidants, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, light protectants, flame retardants, antistatic agents, fluidity improvers, non-tackifiers, crystallization accelerators, nucleating agents, Examples include pigments and dyes.
The method for producing at least one of the inner ring 1, the outer ring 2, and the retainer 4 from the resin composition is not particularly limited, but is molded by a normal method such as, for example, injection molding, compression molding, or transfer molding. be able to. In particular, in order to provide an inexpensive rolling bearing, it is preferable to manufacture the bearing by an injection molding method having excellent productivity.
[0084]
As described above, according to the present embodiment, at least one of the inner ring 1, the outer ring 2, and the retainer 4 is made of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component, and the rolling element 3 is made of a first material. The resin composition having excellent self-lubricating properties is applied to the rolling element 3 from the inner ring 1, the outer ring 2 or the cage 4 in addition to the same effects as those of the first embodiment by being formed from the same cemented carbide as in the embodiment. The lubricating film can be formed on the surface of the rolling element 3 by transferring. Therefore, even in an environment where lubrication conditions are severe, such as an environment where water or various cleaning solutions are likely to enter or a dry environment, it is possible to improve wear resistance and corrosion resistance and to improve the bearing life.
[0085]
That is, according to the present embodiment, it is possible to provide a rolling bearing that can operate stably for a long period of time even under severe lubrication conditions as described above.
In the present embodiment, at least one of the inner ring 1, the outer ring 2, and the retainer 4 is made of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component. The inner ring 1, the outer ring 2, and the retainer 4 may all be formed of a resin composition as long as they are made of a cemented carbide within the range described above.
Further, in the first and second embodiments, the rolling bearing 10 has been described as an example of the rolling device. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to any rolling device such as a ball screw and a linear guide.
[0086]
【Example】
Next, the effects of the present invention will be verified based on the following examples and comparative examples.
In order to evaluate the durability as a rolling bearing, a rolling bearing (model number: 6000, inner diameter: 10 mm, outer diameter: 26 mm, width: 8 mm) was produced. The constituent materials of the inner ring, the outer ring, and the rolling elements constituting the rolling bearing were variously changed, and the effect of the present invention was verified.
[0087]
(First embodiment)
The inner ring and the outer ring constituting the rolling bearing are made of a WC-Co cemented carbide having a binder phase of Co. As shown in Table 1, the amount of the carbon alloy in the hard phase WC and the binder phase are as shown in Table 1. Test bearings were produced with different Co contents.
First, a predetermined amount of a raw material powder of Co (particle size: 0.5 to 2.0 μm) as a binder phase and WC (particle size: 2.0 to 8.0) as a hard phase are mixed, and a die press is performed. Molded with.
Next, after the molded body was degreased, it was sintered (1350 to 1550 ° C.) in a vacuum furnace, ground and polished to complete a test bearing.
[0088]
Here, the amount of alloy carbon in the WC constituting the hard phase was adjusted by adding tungsten or carbon black. In addition, the amount of alloy carbon in WC is identified by measuring the concentration of gas (CO gas) generated by burning crushed and powdered WC under high temperature conditions in an oxygen stream by an infrared absorption method. Was.
The rolling elements constituting the rolling bearing were all made of ceramics made of silicon nitride, and the cages were all made of crown-type fluororesin cages (PVdF + 20% by volume potassium titanate fiber). .
[0089]
The durability of Examples 1 to 6 and the WC-Ni-based cemented carbide having a binder phase of Ni as Comparative Example 1 was measured using a bearing rotation tester (manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd.) shown in FIG. A rotation test was performed under the following conditions. In FIG. 2, reference numeral 100 denotes a bearing rotation tester, 11 denotes a support bearing, 12 denotes a test bearing to be evaluated, and 13 denotes a rotating shaft. The test is performed with the rotation of the rotating shaft 13 supported by the supporting shaft 11. The inner ring of the bearing 12 rotates.
[0090]
Here, the durability was measured as the life of the rolling bearing when the vibration value increased to three times the initial value, and the life of the rolling bearing in each of the examples and the comparative examples was set to 1 as the durability of the comparative example. The relative values are shown in Table 1.
<Durability test conditions>
・ Rotation speed: 3000min-1
・ Radial load: 98N
・ Lubrication condition: no lubrication
[0091]
[Table 1]
Figure 2004307986
[0092]
FIG. 3 shows the relationship between the content of Co as a binder phase and the life in a WC-Co-based cemented carbide. At this time, the alloy carbon content in the WC was in the range of 5.9 to 6.2% by weight.
FIG. 4 shows the relationship between the amount of carbon in the WC, which is the hard phase, and the life of the WC-Co cemented carbide. At this time, the content of Co was constant (15% by weight). As shown in Table 1, the rolling bearings of Examples 1 to 6 exhibited better durability and improved life even under severe lubricating conditions of no lubrication, as compared with Comparative Example 1. You can see that.
[0093]
In particular, in Examples 3 and 4, although the amount of alloy carbon in WC is within a preferable range, it is understood that high durability is not obtained because the Co content is out of the preferable range.
In Examples 5 and 6, the Co content was within the preferred range, but the high carbon content in the WC was out of the preferred range, indicating that high durability was not obtained.
[0094]
Further, from the results shown in FIG. 3, in the WC-Co cemented carbide, when the Co content constituting the binder phase is in the range of 6% by weight or more and 25% by weight or less, extremely excellent durability is obtained. It was confirmed that it was secured.
Further, from the results shown in FIG. 4, in the WC-Co cemented carbide, if the amount of alloy carbon in the WC constituting the hard phase is in the range of 5.9% by weight or more and 6.2% by weight, the It was confirmed that excellent durability was secured.
[0095]
From the above results, in particular, in a rolling bearing applied under no lubrication conditions or severe lubrication conditions, at least one of the components has a Co content of 6 to 25% by weight, High durability can be ensured by using a WC-Co-based cemented carbide having an alloy carbon content of 5.9 to 6.2% by weight.
(Second embodiment)
The inner race and the outer race constituting the rolling bearing are made of a WC-Co cemented carbide having a binder phase of Co, and as shown in Table 2, TiC, TiN, TaC, VC, Cr3C2Were changed to produce test bearings.
[0096]
First, Co, Cr each having a particle size in the range of 0.5 to 2.0 μm.2C3, VC, TiC, TiN, TaC and WC having a particle size of 1.5 to 7.0 μm were mixed in a predetermined amount as shown in Table 2, and molded by a die press.
Next, through the same steps as in the first embodiment, each test bearing was completed.
The rolling elements constituting the rolling bearing were all made of ceramics made of silicon nitride, and the cages were all made of crown-type fluororesin cages (PVdF + 20% by volume potassium titanate fiber). .
[0097]
The durability of Examples 11 to 18 and the WC-Ni-based cemented carbide containing no additive as Comparative Example 11 was measured using a bearing rotation tester (manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd.) shown in FIG. A rotation test was performed under the following conditions. In FIG. 5, reference numeral 200 denotes a bearing rotation tester, 21 denotes a motor, 22 denotes a coupling joint, 23 denotes a spindle, 24 denotes a shaft, 25 denotes a vibrometer, 26 denotes a wire, 27 denotes a pulley, 28 denotes a weight, and 29 denotes a weight. A plate, 30 indicates a test bearing, and 31 indicates a container, and a rotation test was performed in the container 31 in which a corrosive environment was formed.
[0098]
Here, the durability was measured as the life of the rolling bearing when the vibration value increased to three times the initial value, and the life of the rolling bearing in each of the examples and the comparative examples was set to 1 as the durability of the comparative example. The relative values are shown in Table 2.
[0099]
[Table 2]
Figure 2004307986
[0100]
<Durability test conditions>
・ Rotation speed: 2000min-1
・ Radial load: 98N
・ Rotating condition: 0.5N aqueous hydrochloric acid
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the TaC content and the life in a WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide. At this time, the TiC content was constant at 10% by weight, and the Co content was constant at 10% by weight.
[0101]
As shown in Table 2, in the rolling bearings of Examples 11 to 18, compared with Comparative Example 11, the inclusion of the additive of the present invention provided good durability even under corrosive environmental conditions. It can be seen that the life is improved.
In particular, in Examples 13 to 15, by containing two kinds of additives, it shows higher durability than Examples 11, 12, 16, and 17 containing one kind of additives. You can see that. At this time, in Example 18, although two kinds of additives were contained, since the content was outside the above-mentioned preferred range, it was found that the durability was inferior to the durability of Examples 13 to 15. .
[0102]
Also, from the results shown in FIG. 6, it was confirmed that when the content of TaC as an additive was in the range of 1 to 20% by weight, extremely excellent durability could be secured.
From the above results, in particular, in a rolling bearing applied in a corrosive environment, at least one of the rolling members is made of TiC, TiN, TaC, VC, Cr3C2If it is made of a WC-Co cemented carbide to which at least one of the above is added, more excellent corrosion resistance can be secured.
[0103]
(Third embodiment)
The inner ring and the outer ring constituting the rolling bearing are made of a WC-Co cemented carbide having a binder phase of Co. As shown in Table 3, Cr is used as an additive.3C2A test bearing was manufactured by changing and changing the addition amount of VC, the particle size of WC as a hard phase, and the content of Co having a function as a binder phase. Further, a test bearing is formed by forming a WC-TiC-TaC-based cemented carbide containing TiC-TaC, changing the particle size of WC as a hard phase, and the content of Co having a function as a binder phase. Produced.
First, Co, Cr each having a particle size in the range of 0.5 to 2.0 μm.2C3, VC, TiC, and TaC are mixed in a predetermined amount as shown in Table 3 and molded by a die press.
[0104]
Next, through the same steps as in the first embodiment, each test bearing was completed. Specifically, as in Examples 21 to 24 in the present invention, a cemented carbide having Co as a binder phase, a WC particle size of 2 μm or less, and a Co content of 6% by weight or less includes , Nippon Tungsten Co., Ltd. product names FN20, FN30, FN40 and the like can be applied. Further, as in Examples 25 and 26 of the present invention, while containing at least one of TiC, TiN, and TaC, the WC particle size is 2 μm or less, and the content of the binder phase of Co is 1.5 μm. As the cemented carbide having a content of not more than% by weight, RCCL or RCCFN (trade name, manufactured by Nippon Tungsten Co., Ltd.) or FB01 (trade name, manufactured by Dijet Industries, Ltd.) is applied.
[0105]
The rolling elements constituting the rolling bearing were all made of ceramics made of silicon nitride, and the cages were all made of crown-type fluororesin cages (PVdF + 20% by volume potassium titanate fiber). .
Then, WC-Ni-based cemented carbide, WC-Co-based cemented carbide, WC-Cr were used as Examples 21 to 26 and Comparative Examples 21 to 24, each having a WC particle size in the range of 3 to 8 μm.3C2-VC-Co and WC-TiC-Tac cemented carbide were subjected to a rotation test under the following conditions using a bearing rotation tester shown in FIG. 5 similar to that of the second embodiment. .
[0106]
Here, the durability was measured under the same conditions as in the second example, and the results are shown in Table 3.
<Durability test conditions>
・ Rotation speed: 1000min-1
・ Radial load: 98N
・ Rotating conditions: 2N aqueous hydrochloric acid
[0107]
[Table 3]
Figure 2004307986
[0108]
FIG. 7 shows WC-Cr3C2The relationship between the content of Co, which is a binder phase, and the life of a -VC-Co cemented carbide is shown. Where Cr3C2Was 2% by weight, the content of VC was 0.7% by weight, the balance WC was constant, and the particle size of WC was constant at 0.5 to 1.0 μm.
As shown in Table 3, in the rolling bearings in Examples 21 to 26, by setting the WC particle size and the content of Co within the range of the present invention, as compared with Comparative Examples 21 to 24, under corrosive environmental conditions. It can be seen that even with this, good durability was exhibited and the life was improved.
[0109]
Particularly, in Examples 22 to 24, Cr was added as an additive to the WC-Co-based cemented carbide.3C2It can be seen that the addition of VC and VC exhibited higher durability than Example 21 in which these additives were not added. Of these, in Examples 22 and 23, the amount of VC added was in the range of 0.2 to 1.0% by weight, and3C2By setting the amount of addition within the range of 1.0 to 3.0% by weight, higher durability was obtained than in Example 24, which was out of the range.
[0110]
In addition, in Examples 25 and 26, when the content of Co is within the range of 1.5% by weight or less, it can be seen that the durability is higher than when no Co is contained.
Furthermore, from the results shown in FIG.3C2In the case of the -VC-Co based cemented carbide, it was confirmed that when the Co content constituting the binder phase was within the range of 6% by weight or less, extremely excellent durability could be secured.
[0111]
From the above results, in particular, in a rolling bearing used in a corrosive environment, at least one of the rolling members has a WC particle size of 2 μm or less and a Co content of 6% by weight or less. −Cr3C2If it is made of a -VC-Co cemented carbide, more excellent corrosion resistance can be secured.
Similarly, at least one of the rolling members is made of a WC-TiC-TaC cemented carbide having a WC particle size of 2 μm or less and a Co content of 1.5% by weight or less. Even if it does so, it becomes possible to ensure more excellent corrosion resistance.
[0112]
(Fourth embodiment)
The inner race and the outer race constituting the rolling bearing are made of a WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide having a binder phase of Co and containing TiC and TaC as additives, and the WC-TiC-TaC- A test bearing was manufactured in which a surface hardened layer made of WC-TiC-TiN was formed on the surface of a Co-based cemented carbide with a thickness of 10 µm.
First, 10% by weight of Co (particle size: 1 μm) as a binder phase, 10% by weight of TiC (particle size: 1.5 μm) and 12% by weight of TaC (particle size: 1.5 μm) as additives, The raw material powder containing 68% by weight of WC (particle size: 1.5 μm) was mixed in alcohol, dried, and the obtained mixed powder was molded by a die press.
[0113]
Next, this molded body was degreased and then sintered (1400 ° C.) in a vacuum furnace to obtain a WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide.
Subsequently, 0.9 atm, N2It was sintered at 1250 ° C. for 4 hours in an atmosphere to form a WC-TiC-TiN surface hardened layer having a thickness of about 10 μm on the surface of the WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide. At this time, the thickness of the surface hardened layer is N2It is adjusted by the sintering time in the atmosphere. Thereafter, the WC-TiC-TaC-Co cemented carbide on which the surface hardened layer was formed was ground and polished to complete the same test bearing as in Example 1.
[0114]
Then, a rotation test was performed using the bearing rotation tester shown in FIG. 5 described above under the following conditions. Here, the durability was measured as the life of the rolling bearing when the vibration value increased to three times the initial value, and the life of the rolling bearing in each of the examples and the comparative examples was set to 1 as the durability of the comparative example. The relative values are shown in Table 4.
[0115]
[Table 4]
Figure 2004307986
[0116]
<Durability test conditions>
・ Rotation speed: 1000min-1
・ Radial load: 98N
・ Rotating conditions: 2N aqueous hydrochloric acid
As shown in Table 4, in the rolling bearing in Example 31, compared with Comparative Examples 31 and 32, a surface hardened layer containing TiC and TaC as an additive and formed of WC-TiC-TiN was formed. It can be seen from the result that good durability was exhibited. Further, Example 32 shows better durability than Comparative Examples 31 and 32 because it contains the additives TiC and TaC, but has no surface hardened layer. It can also be seen that the durability was poor.
[0117]
FIG. 8 shows the relationship between the distance from the surface and the Vickers hardness of the surface hardened layer in a WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide having a surface hardened layer formed on the surface. Here, FIG. 8 shows a Vickers hardness distribution (load of 9.8 × 10 3) from the surface of a sample bearing cross section having a surface hardened layer having a thickness of 16 μm with a sintering time of 1 hour.-1    N).
[0118]
From the results shown in FIG. 8, the surface hardened layer from the surface of the sample bearing to the thickness of 2 μm has a Vickers hardness of about Hv 1450 to 1500, and the Vickers base material of the WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide. It can be seen that the hardness is slightly higher than Hv1350. When the thickness from the surface of the sample bearing exceeds 2 μm, the Vickers hardness tends to increase, and the Vickers hardness at a thickness of 6 μm reaches Hv1600. When the thickness from the surface of the sample bearing exceeds 14 μm, the Vickers hardness decreases, and at the time when the thickness is 16 μm, the same Vickers hardness as the base metal WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide is used. Hv1350. That is, it was confirmed that when the surface hardened layer was formed to have a thickness of 2 to 16 μm, it was possible to secure hardness superior to that of the WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide as the base material.
[0119]
FIG. 9 shows the relationship between the thickness of the surface hardened layer made of WC-TiC-TiN and the life in a WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide having a surface hardened layer formed on the surface.
From the results shown in FIG. 9, it was confirmed that by setting the thickness of the surface hardened layer made of WC-TiC-TiN in the range of 2 to 16 μm, excellent durability could be secured.
[0120]
(Fifth embodiment)
The inner ring and the outer ring constituting the rolling bearing are composed of a WC-Co-based cemented carbide having a binder phase composed of Co, and the surface of this WC-Co-based cemented carbide is composed of a coating made of TiC or composed of TiC and TiN. A test bearing having a coating formed thereon was manufactured.
First, raw material powders of 10% by weight of Co (particle size: 1 μm) as a binder phase and 90% by weight of WC (particle size: 1.5 μm) as a hard phase are mixed in alcohol, and then dried to obtain a powder. The obtained mixed powder was molded by a mold press.
Next, after this molded body is degreased, it is sintered (1400 ° C.) in a vacuum furnace to obtain a WC-Co cemented carbide.
[0121]
Subsequently, using a chemical vapor deposition (CVD) apparatus, the temperature was set to 1000 ° C. and 10 ° C.3-104Under a condition of a reduced pressure atmosphere of Pa, a coating made of TiC and a coating made of TiN were sequentially formed on the surface of the WC-Co cemented carbide so as to have a total thickness of 5 μm. Here, when forming a film made of TiC, TiCl4+ H2+ CH4Was used. When forming a film made of TiN, TiCl4+ H2+ N2Was used. Thereafter, the WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide on which the film made of TiC and TiN was formed was polished and polished to complete the same test bearing as in Example 1 as shown in Table 5.
[0122]
Then, a rotation test was performed using the bearing rotation tester shown in FIG. 5 described above under the following conditions. Here, the durability was measured as the life of the rolling bearing when the vibration value increased to three times the initial value, and the life of the rolling bearing in each of the examples and the comparative examples was set to 1 as the durability of the comparative example. The relative values are shown in Table 5.
[0123]
[Table 5]
Figure 2004307986
[0124]
<Durability test conditions>
・ Rotation speed: 1000min-1
・ Radial load: 98N
・ Rotating conditions: 2N aqueous hydrochloric acid
As shown in Table 5, in the rolling bearings of Examples 41 and 42, a film made of TiC or a film made of TiC and TiN was formed as compared with Comparative Examples 41 and 42, so that good durability was obtained. It turns out that it shows.
[0125]
FIG. 10 shows the relationship between the film thickness of the film made of TiC and TiN and the life in a WC-Co-based cemented carbide having a film formed on the surface. Here, the Co content was fixed at 10% by weight, and the WC content was fixed at 90% by weight.
As shown in FIG. 10, it was confirmed that by setting the thickness of the film made of TiC and TiN in the range of 2 to 10 μm, excellent durability could be secured.
[0126]
In the present embodiment, two layers of the film made of TiC and the film made of TiN are formed on the surface of the WC-Co cemented carbide, but only the film made of TiC may be formed. Good.
(Sixth embodiment)
The inner ring and the outer ring constituting the rolling bearing were made of a WC-Co-Ni-based cemented carbide having a binder phase composed of Co and Ni. As shown in Table 6, Cr was used as an additive.3C2Test bearings were manufactured by changing the amount of Co and the contents of Co and Ni as binder phases, respectively.
[0127]
First, Co, Ni, and Cr having respective particle sizes in the range of 0.5 to 2.0 μm.2C3And a raw material powder of WC having a particle size of 1.5 to 7.0 μm are mixed in a predetermined amount as shown in Table 4, and molded by a die press.
Next, through the same steps as in the first embodiment, each test bearing was completed.
The rolling elements constituting the rolling bearing were all made of ceramics made of silicon nitride, and the cages were all made of crown-type fluororesin cages (PVdF + 20% by volume potassium titanate fiber). .
[0128]
The durability of Examples 51 to 58 and the WC-Ni-based cemented carbide of Comparative Example 51 having a Ni content of 20% by weight is shown in FIG. Using a test machine, a rotation test was performed under the following conditions.
Here, the durability was measured in the same manner as in the first example, and the results are shown in Table 6.
<Durability test conditions>
・ Rotation speed: 7000 min-1
・ Radial load: 98N
・ Lubrication condition: no lubrication
[0129]
[Table 6]
Figure 2004307986
[0130]
FIG. 11 shows the relationship between the Ni content and the life of the WC-Co-Ni-based cemented carbide. At this time, the content of Co was 6.5% by weight,3C2Was constant at 0.7% by weight.
As shown in Table 6, in Examples 51 to 58, as compared with Comparative Example 51, the content of the binder phase composed of Co and Ni was set to 10 to 20% by weight, and the Ni content thereof was set to 15%. It can be seen that by setting the content by weight to not more than 5%, even under non-lubricated conditions, good durability is exhibited and the life is improved.
In particular, in Examples 57 and 58, in the WC-Co-Ni-based cemented carbide, Cr was added as an additive.3C2It can be seen that the addition of C. shows higher durability.
[0131]
Further, as shown in FIG. 11, it was confirmed that when the total content of Co and Ni as binder phases was within the range of 10 to 20% by weight, extremely excellent durability could be secured.
From the above results, in particular, in a rolling bearing applied under non-lubricating conditions or severe lubricating conditions, at least one of the constituent members has a Co and Ni content of the binder phase of 10 to 20% by weight. And Cr3C2If it is made of a WC-Co-Ni-based cemented carbide to which is added, high durability can be ensured.
[0132]
(Seventh embodiment)
The inner race and the outer race constituting the rolling bearing are made of a WC-Ni cemented carbide having a binder phase of Ni, and as shown in Table 7, Cr is used as an additive.3C2, Mo2Test bearings were prepared by changing the amounts of C and VC and the contents of Co and Ni as binder phases, respectively.
First, Ni serving as a binder phase (particle size: 1.0 to 1.5 μm) and Cr as an additive3C2(Particle size: 0.5 to 2.0), VC (particle size: 0.5 to 2.0% by weight), Mo2A predetermined amount of raw material powder of C (particle size: 0.5 to 2.0 μm) and WC (particle size: 1.0 to 1.5 μm) to be a hard phase are mixed in a predetermined amount as shown in Table 5, and a mold is prepared. It was formed by pressing.
[0133]
Next, through the same steps as in the first embodiment, each test bearing was completed.
The rolling elements constituting this rolling bearing were all made of ceramics made of silicon nitride except that the example 61 was made of a WC-Ni cemented carbide, and the retainers were all crown-type fluororesin. It consisted of a retainer (PVdF + 20% by volume potassium titanate fiber).
[0134]
Then, a rotation test was performed on the durability in Examples 61 to 73 and Comparative Examples 61 to 63 using the same bearing rotation tester shown in FIG. 5 as in the second example under the following conditions.
Here, the durability was measured in the same manner as in the first example, and the results are shown in Table 7.
<Durability test conditions>
・ Rotation speed: 3000min-1
・ Radial load: 98N
・ Lubrication condition: no lubrication
[0135]
In addition, in order to evaluate whether or not it can be suitably used in an environment where non-magnetism is required, a rotation test was performed using a bearing rotation tester (manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd.) shown in FIG. . In FIG. 12, reference numeral 300 denotes a bearing rotation tester, 41 denotes a rotating shaft, 42 denotes a test bearing, 43 denotes a permanent magnet, and 44 denotes a Gauss meter. The rotating shaft 41 rotates with the permanent bearing 43 approached. The test bearing 42 was rotated accordingly.
[0136]
Here, the presence or absence of magnetism was measured by measuring a change in magnetic flux density generated at the time of rotation with a Gauss meter 44 to evaluate the influence on the peripheral magnetic field when the test bearing 42 rotates. In addition, when the change in magnetic flux density generated when the bearing is rotated is 0.1 mT or less, the result is shown in Table 7 as being magnetic (○), and otherwise as non-magnetic (×).
[0137]
[Table 7]
Figure 2004307986
[0138]
FIG. 13 shows WC-Cr3C2The relationship between the content of Ni and the life in a VC-Ni-based cemented carbide is shown. At this time, Cr3C2Of 0.8% by weight, 0.4% by weight of VC, and 6.05% by weight of alloy carbon in WC.
As shown in Table 7, in Examples 61 to 73, as compared with Comparative Examples 61 to 63, the content of the binder phase composed of Ni was 6 to 15% by weight, and 17% by weight or more in Ni. It can be seen that the solid solution of W shows good durability even under corrosive conditions and improves the life.
In particular, in Examples 64, 65, 70 and 71, Cr was used as an additive.3C2, Mo2It can be seen that the durability was further improved by adding C and VC in the preferred ranges described above.
[0139]
Further, in Examples 68, 69, 72, and 73, it can be seen that non-magnetism could not be secured because the amount of alloy carbon in WC was outside the respective optimum ranges.
Further, as shown in FIG. 13, it was confirmed that when the content of Ni as the binder phase was in the range of 6 to 15% by weight, extremely excellent durability could be secured.
From the above results, in particular, in a rolling bearing applied under a non-lubricated condition or under a magnetic field environment, at least one of the constituent members has a Ni content of 6 to 15% by weight as a binder phase, and Cr3C2, Mo2If it is made of a WC-Ni-based cemented carbide to which C and VC are added, it is possible to ensure non-magnetism and high durability.
[0140]
(Eighth embodiment)
The inner ring and the outer ring constituting the rolling bearing are made of a heat-resistant resin shown in the following (1) to (11) with a resin composition in which the heat-resistant resin as a main component is different from each other. Test bearings made of cemented carbide within the scope of the invention were made.
(1) PPS (Polyphenylene sulfide resin manufactured by Philips Pertrolium: Ryton R-6
(2) PVDF (Kureha Chemical Industry Co., Ltd .: Kureha KF Polymer T- # 1000)
(3) TPI (Mitsui Toatsu Chemicals: Aurum 400)
(4) PEEK (Victrex: Victrex PEEK 150G)
(5) PEEK-PBI (manufactured by Hexto Celanese: Cerazole TU-60)
(6) PEN (ID300, manufactured by Idemitsu Materials Co., Ltd.)
(7) Carbon fiber (Kureha Chemical Industry Co., Ltd .: Crecachop M-102S, fiber diameter 14.5 μm, length 0.2 mm)
(8) Potassium titanate whisker (manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd .: Tismo D-101, fiber diameter 0.3 to 0.6 μm, length 10 to 20 μm)
(9) Aramid fiber (Kinei fiber KF02BT, fiber diameter 14 μm, length 0.2 mm, manufactured by Gunei Chemical Industry Co., Ltd.)
(10) Fine carbon fiber (manufactured by Showa Denko KK: Vapor-grown carbon fiber VGCF, fiber diameter 100 to 200 mm, length 10 to 20 μm)
(11) Graphite (manufactured by Chuetsu Graphite Industry Co., Ltd .: CLX, average particle size 4.5 μm)
[0141]
In addition, as the cage constituting this rolling bearing, a cage made of an crown-shaped resin composition (tetrafluoroethylene / ethylene copolymer (ETFE) resin + 20% by volume potassium titanate whisker) manufactured by injection molding is used. Was.
Then, a rotation test was performed on the durability of Examples 81 to 89 and Comparative Examples 81 and 82 under the following conditions using a bearing rotation tester shown in FIG. 5 similar to that of the second example.
Here, the durability was measured in the same manner as in the first example, and the results are shown in Table 8.
<Durability test conditions>
・ Rotation speed: 1000min-1
・ Radial load: 49N
・ Temperature: room temperature
[0142]
[Table 8]
Figure 2004307986
[0143]
As shown in Table 8, in Examples 81 to 89, compared with Comparative Examples 81 and 82, the inner ring and the outer ring were formed of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component, and the rolling elements were formed of the present invention. It can be seen that the use of a cemented carbide in the range of (1) shows good wear resistance and corrosion resistance and improves the life.
[0144]
In particular, in Examples 81 and 88, the durability is further improved compared to Examples 22 and 61 in which the inner ring and the outer ring are formed of the cemented carbide forming the rolling elements in these examples. You can see that.
From the above results, in particular, even in an environment where lubrication conditions are severe, the inner ring and the outer ring are formed of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component, and the rolling elements are formed of a cemented carbide within the scope of the present invention. By doing so, it is possible to ensure higher durability.
[0145]
【The invention's effect】
As described above, according to the rolling member of the present invention, at least one of the inner member, the outer member, and the rolling element has an alloy carbon content in the WC constituting the hard phase of 5.7 to 7.0. By using a cemented carbide of 3% by weight, it is possible to improve wear resistance, seizure resistance, heat resistance, and corrosion resistance. For this reason, it is possible to suitably use even under severe environments such as a non-lubricated condition, a high temperature environment, a corrosive environment, and a magnetic field environment.
[0146]
According to the first rolling device of the present invention, by forming at least one of the mover, the support, and the rolling member with the rolling member of the present invention, it is possible to perform corrosion under a high-temperature environment under non-lubricated conditions. It can be suitably used even in severe environments such as an environment and a magnetic field environment.
According to the second rolling device of the present invention, at least one of the mover and the support is made of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component, and the rolling element is a rolling member of the present invention. With such a configuration, it is possible to suitably use even an environment where lubrication conditions are severe.
[0147]
According to the third rolling device of the present invention, at least one of the mover, the support, and the retainer is made of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component, and the rolling element is made of the present invention. By using the rolling members described above, it is possible to suitably use even in an environment where lubrication conditions are severe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one configuration example of a rolling bearing as an example of a rolling device according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing a bearing rotation tester.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the content of Co as a binder phase and the life in a WC—Co-based cemented carbide.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of alloy carbon in WC and the life in a WC-Co-based cemented carbide.
FIG. 5 is a schematic view showing a bearing rotation tester.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the TaC content and the life of a WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide.
FIG. 7: WC-Cr3C2It is a figure which shows the relationship between Co content and life in a -VC-Co cemented carbide.
FIG. 8 shows the relationship between the distance from the surface and the Vickers hardness of the surface-hardened layer in a WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide having a surface hardened layer formed on the surface.
FIG. 9 shows the relationship between the thickness of the surface hardened layer made of WC-TiC-TiN and the life in a WC-TiC-TaC-Co-based cemented carbide having a surface hardened layer formed on the surface.
FIG. 10 shows the relationship between the thickness of a film made of TiC and TiN and its life in a WC-Co-based cemented carbide having a film formed on the surface.
FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the Ni content and the life in a WC-Co-Ni-based cemented carbide.
FIG. 12 is a sectional view showing a bearing rotation tester.
FIG. 13: WC-Cr3C2It is a figure which shows the relationship between Ni content and life in a -VC-Ni type cemented carbide.
[Explanation of symbols]
1 inner ring (movable element)
2 Outer ring (support)
3 rolling elements
4 cage
10 Rolling bearings (rolling devices)

Claims (23)

転動装置を構成する転動部材であって、硬質相と該硬質相を結合させる結合相とからなる超硬合金で構成されているとともに、前記硬質相を構成するWC中の合金炭素量が、5.7〜7.3重量%となっていることを特徴とする転動部材。A rolling member that constitutes the rolling device, and is made of a cemented carbide that includes a hard phase and a binder phase that couples the hard phase, and the amount of alloy carbon in WC that constitutes the hard phase is reduced. 5.7 to 7.3% by weight. 前記超硬合金は、前記結合相がCoのWC−Co系超硬合金であることを特徴とする請求項1に記載の転動部材。The rolling member according to claim 1, wherein the cemented carbide is a WC-Co-based cemented carbide in which the binder phase is Co. 前記WC−Co系超硬合金は、前記WC中の合金炭素量が5.9〜6.2重量%で、且つ、前記結合相の含有量が6〜25重量%となっていることを特徴とする請求項2に記載の転動部材。The WC-Co based cemented carbide is characterized in that the alloy carbon content in the WC is 5.9 to 6.2% by weight, and the content of the binder phase is 6 to 25% by weight. The rolling member according to claim 2, wherein 前記WC−Co系超硬合金は、前記WCの粒度が2μm以下で、且つ、前記結合相の含有量が6重量%以下となっていることを特徴とする請求項2に記載の転動部材。The rolling member according to claim 2, wherein the WC-Co cemented carbide has a particle size of the WC of 2 µm or less and a content of the binder phase of 6% by weight or less. . 前記WC−Co系超硬合金は、TiC、TiN、TaC、VC、Crの少なくとも一つを含有していることを特徴とする請求項2に記載の転動部材。The WC-Co-based cemented carbide, TiC, TiN, TaC, VC , rolling member according to claim 2, characterized by containing at least one of Cr 3 C 2. 前記WC−Co系超硬合金は、VC及びCrをともに含有していることを特徴とする請求項2に記載の転動部材。The WC-Co-based cemented carbide, rolling member according to claim 2, characterized in that it is containing both VC and Cr 3 C 2. 前記WC−Co系超硬合金は、TiC及びTaCを含有しているとともに、前記WC−Co系超硬合金の表面に、WC−TiC−TiN固溶体に富む表面硬化層が、2〜16μmの厚さで形成されていることを特徴とする請求項2に記載の転動部材。The WC-Co-based cemented carbide contains TiC and TaC, and a surface hardened layer rich in a WC-TiC-TiN solid solution has a thickness of 2 to 16 µm on the surface of the WC-Co-based cemented carbide. The rolling member according to claim 2, wherein the rolling member is formed by a hook. 前記WC−Co系超硬合金は、その表面に、TiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の転動部材。The rolling member according to claim 2, wherein the WC-Co cemented carbide has a coating made of TiC or a coating made of TiC and TiN formed on a surface thereof. 前記TiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜は、化学蒸着法によって形成されていることを特徴とする請求項8に記載の転動部材。The rolling member according to claim 8, wherein the coating made of TiC or the coating made of TiC and TiN is formed by a chemical vapor deposition method. 前記TiCからなる被膜又はTiC及びTiNからなる被膜は、2〜10μmの厚さで形成されていることを特徴とする請求項8又は9に記載の転動部材。The rolling member according to claim 8, wherein the coating made of TiC or the coating made of TiC and TiN is formed to have a thickness of 2 to 10 μm. 前記超硬合金は、TiC、TiN、TaCの少なくとも一つを含有しているとともに、前記WCの粒度が2μm以下で、Coからなる結合相の含有量が1.5重量%以下となっていることを特徴とする請求項1に記載の転動部材。The cemented carbide contains at least one of TiC, TiN, and TaC, has a WC particle size of 2 μm or less, and has a Co binder phase content of 1.5% by weight or less. The rolling member according to claim 1, wherein: 前記超硬合金は、前記結合相がCo−NiのWC−Co−Ni系超硬合金であることを特徴とする請求項1に記載の転動部材。The rolling member according to claim 1, wherein the cemented carbide is a WC-Co-Ni cemented carbide in which the binder phase is Co-Ni. 前記WC−Co−Ni系超硬合金は、前記結合相の含有量が10〜20重量%となっていることを特徴とする請求項12に記載の転動部材。The rolling member according to claim 12, wherein the content of the binder phase in the WC-Co-Ni-based cemented carbide is 10 to 20% by weight. 前記WC−Co−Ni系超硬合金は、0.5〜3.0重量%のCrを含有していることを特徴とする請求項12又は13に記載の転動部材。The WC-Co-Ni-based cemented carbide, rolling member according to claim 12 or 13, characterized in that it contains 0.5 to 3.0 wt% of Cr 3 C 2. 前記超硬合金は、前記結合相がNiであるWC−Ni系超硬合金であることを特徴とする請求項1に記載の転動部材。The rolling member according to claim 1, wherein the cemented carbide is a WC-Ni-based cemented carbide in which the binder phase is Ni. 前記WC−Ni系超硬合金は、前記結合相の含有量が6〜15重量%となっていることを特徴とする請求項15に記載の転動部材。The rolling member according to claim 15, wherein the WC-Ni-based cemented carbide has a content of the binder phase of 6 to 15% by weight. 前記WC−Ni系超硬合金は、前記結合相中に17重量%以上のWが固溶していることを特徴とする請求項15又は16に記載の転動部材。17. The rolling member according to claim 15, wherein, in the WC-Ni-based cemented carbide, 17 wt% or more of W is dissolved in the binder phase. 18. 前記WC−Ni系超硬合金は、2.0重量%以下のCrと0.7重量%以下のVCとを含有していることを特徴とする請求項15乃至17のいずれか一項に記載の転動部材。The WC-Ni-based cemented carbide, 2.0 wt% or less of Cr 3 C 2 with any one of claims 15 to 17, characterized in that it contains 0.7% by weight of VC The rolling member according to Item. 前記WC−Ni系超硬合金は、2.0重量%以下のCrと2.0重量%以下のMoCとを含有していることを特徴とする請求項15乃至17のいずれか一項に記載の転動部材。The WC-Ni-based cemented carbide, either of claims 15 or 17, characterized in that it contains 2.0 wt% or less of Cr 3 C 2 and 2.0 wt% and less Mo 2 C The rolling member according to claim 1. 回転運動又は直線運動可能な可動子と、当該可動子を回転運動又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子及び前記支持体の間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備えた転動装置において、
前記可動子、前記支持体、及び前記転動体の少なくとも一つを、請求項1乃至19のいずれか一項に記載の転動部材で構成したことを特徴とする転動装置。
A mover capable of rotating or linear movement, a support for supporting the mover for rotational or linear movement, and a plurality of rolling elements rotatably disposed between the mover and the support And a rolling device comprising:
A rolling device, wherein at least one of the mover, the support, and the rolling element is configured by the rolling member according to any one of claims 1 to 19.
前記転動体を、セラミックス、サーメット、ステンレス鋼から選択される少なくとも一つで構成したことを特徴とする請求項20に記載の転動装置。21. The rolling device according to claim 20, wherein the rolling element is made of at least one selected from ceramics, cermet, and stainless steel. 回転運動又は直線運動可能な可動子と、当該可動子を回転運動又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子及び前記支持体の間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備えた転動装置において、
前記可動子及び前記支持体の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成するとともに、
前記転動体を、請求項1乃至6又は請求項11乃至19のいずれか一項に記載の転動部材で構成したことを特徴とする転動装置。
A mover capable of rotating or linear movement, a support for supporting the mover for rotational or linear movement, and a plurality of rolling elements rotatably disposed between the mover and the support And a rolling device comprising:
At least one of the mover and the support is made of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component,
A rolling device, characterized in that the rolling element is constituted by the rolling member according to any one of claims 1 to 6 or 11 to 19.
回転運動又は直線運動可能な可動子と、当該可動子を回転運動又は直線運動可能に支持する支持体と、前記可動子及び前記支持体の間に転動自在に配設された複数の転動体と、当該転動体を転動可能に保持する保持器と、を備えた転動装置において、
前記可動子、前記支持体、及び前記保持器の少なくとも一つを、耐熱性樹脂を主成分とする樹脂組成物で構成するとともに、
前記転動体を、請求項1乃至6又は請求項11乃至19のいずれか一項に記載の転動部材で構成したことを特徴とする転動装置。
A mover capable of rotating or linear movement, a support for supporting the mover for rotational or linear movement, and a plurality of rolling elements rotatably disposed between the mover and the support And a retainer that rotatably holds the rolling element,
At least one of the mover, the support, and the retainer is made of a resin composition containing a heat-resistant resin as a main component,
A rolling device, characterized in that the rolling element is constituted by the rolling member according to any one of claims 1 to 6 or 11 to 19.
JP2003113271A 2002-07-03 2003-04-17 Rolling member and rolling device provided therewith Pending JP2004307986A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003113271A JP2004307986A (en) 2002-07-03 2003-04-17 Rolling member and rolling device provided therewith

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002194239 2002-07-03
JP2003039164 2003-02-18
JP2003113271A JP2004307986A (en) 2002-07-03 2003-04-17 Rolling member and rolling device provided therewith

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2004307986A true JP2004307986A (en) 2004-11-04

Family

ID=33479495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003113271A Pending JP2004307986A (en) 2002-07-03 2003-04-17 Rolling member and rolling device provided therewith

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2004307986A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008025671A (en) * 2006-07-19 2008-02-07 Nsk Ltd Rolling bearings used in molten metal
JP2010018264A (en) * 2008-06-09 2010-01-28 Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence Parachute mounting device
CN110125198A (en) * 2019-06-24 2019-08-16 株洲艾美新材料有限公司 A kind of beallon line take-up roller

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008025671A (en) * 2006-07-19 2008-02-07 Nsk Ltd Rolling bearings used in molten metal
JP2010018264A (en) * 2008-06-09 2010-01-28 Technical Research & Development Institute Ministry Of Defence Parachute mounting device
CN110125198A (en) * 2019-06-24 2019-08-16 株洲艾美新材料有限公司 A kind of beallon line take-up roller
CN110125198B (en) * 2019-06-24 2024-02-13 株洲艾美新材料有限公司 Beryllium copper alloy wire take-up roller

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3724480B2 (en) Rolling device
US6367981B1 (en) Retainer and rolling bearing having the same
JP5635352B2 (en) Compound plain bearing
JP5759239B2 (en) Non-lubricated plain bearing with self-lubricating liner
JPWO2002070910A1 (en) Rolling device
JP2002295479A (en) Cage for bearing
JPH04102718A (en) Rolling bearing
KR100355138B1 (en) rolling bearing
JP2008133954A (en) Valve device-sliding member and sliding bearing using the same
JPH11125257A (en) Rolling bearing device
JP2000240666A (en) Rolling bearing
JPWO2003029669A1 (en) Rolling device
JP2004307986A (en) Rolling member and rolling device provided therewith
JP3821976B2 (en) Rolling bearings for energizing applications
JP5841186B2 (en) Compound plain bearing
JP5806363B2 (en) Manufacturing method of compound plain bearing
JP2006046373A (en) Rolling bearing
JP2004003633A (en) Rolling device
JP2004183075A (en) Wear resistant member, and rolling member using it
JP5418873B2 (en) Resin ball bearing
JP2002188641A (en) Sliding member, cage and rolling device
JP2015148285A (en) slide bearing
JP2006077965A (en) Rolling device and rolling bearing for capping head
JP2000065068A (en) Rolling bearing
JP2002081448A (en) Rolling bearing

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090414

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090811