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JP3822025B2 - Needle roller bearing with cage - Google Patents

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JP3822025B2
JP3822025B2 JP2000154563A JP2000154563A JP3822025B2 JP 3822025 B2 JP3822025 B2 JP 3822025B2 JP 2000154563 A JP2000154563 A JP 2000154563A JP 2000154563 A JP2000154563 A JP 2000154563A JP 3822025 B2 JP3822025 B2 JP 3822025B2
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JP
Japan
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needle roller
treatment
film
cage
mating member
Prior art date
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JP2000154563A
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Inventor
和夫 内田
勝彦 千原
慎哉 越智
正 深尾
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.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
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Publication date
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    • 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
    • F16C2240/00Specified values or numerical ranges of parameters; Relations between them
    • F16C2240/40Linear dimensions, e.g. length, radius, thickness, gap
    • F16C2240/54Surface roughness

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、保持器付針状ころ軸受に関する。
【0002】
【従来の技術】
えば自動車の変速装置などに用いられるギヤインナー用軸受としては、内輪や外輪を用いない保持器付針状ころ軸受と呼ばれるものが用いられるが、このような保持器付針状ころ軸受では、その軌道輪が軸受使用対象に設置されるギヤや軸などとされる。
【0003】
これらの相手部材は、その表面状態が軸受軌道輪のように高精度に管理されていないので、潤滑油が希薄で潤滑条件が厳しいような環境では針状ころの表面にピーリングと呼ばれる摩耗が発生しやすくなるなど、針状ころの耐久性が低下しやすいと言える。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
これに対して従来から、針状ころ表面に特殊な熱処理を施すことにより表面硬さを高くすることが行われており、それによって耐摩耗性など一定の効果を得ている。耐摩耗性を高めるには、表面硬さを硬くすればよいのであるが、あまり硬くしすぎると、今度は相手部材を攻撃することになるなどの弊害が発生する。ここに改良の余地がある。
【0005】
このような事情に鑑み、本発明は、保持器付針状ころ軸受において、転がり接触領域の損傷を長期にわたって抑制しつつ、相手部材への攻撃性を低減できるようにすることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の転がり部品は、相手部材に対して転がり接触するころと、前記相手部材との間の潤滑油の最小油膜(μm)と相手部材の表面粗さ(Rq)とで求められる油膜係数Λ(μm/Rq)が0.48〜0.6の範囲の潤滑状態で使用されるとともに、このころの表層部分に、浸炭窒化焼入れ処理または窒化焼入れ処理を施して炭・窒化物を形成すると同時に、表層部分の基質を高炭素、高窒素とする工程と、170〜270℃の範囲で焼き戻し処理することにより深さ方向で0.5mmまでの残留オーステナイト量を2〜12%に管理する工程とを含む特殊熱処理が施され、前記ころの表面にリン酸塩皮膜処理が施されることにより表面の粗さが改変された皮膜が被覆形成されている、ことを特徴としている。
【0009】
要するに、本発明では、針状ころの表層部分に対して特殊熱処理を、また表面にリン酸塩皮膜処理を施したものとしている。
【0010】
前述の特殊熱処理では、針状ころの金属母材である高炭素鋼材の表層部分の基質を改変することにより、表層部分の残留圧縮応力が高められて適度に硬くされる。
【0011】
また、リン酸塩皮膜処理では、特殊熱処理後における高炭素鋼材の表面の面粗さや粗さの形態を改変することにより、潤滑油の保持性に優れた皮膜の付着強度が可及的高められて残存されやすくなる。
【0012】
これにより、針状ころそのものの耐熱性、耐摩耗性、転がり疲労寿命、寸法安定性を可及的に高めて、相手部材に対する攻撃性をも緩和することが可能になり、しかも、潤滑油の希薄な環境であっても、針状ころと相手部材とが油膜を介する接触となって金属母材どうしの接触にならずに済む。このため、針状ころの表面が損傷しにくくなる。
【0013】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【0014】
図1ないし図7は本発明の一実施の形態を示している。図1は、保持器付針状ころ軸受(以下、保持器付針状ころと略記する)を示す縦断面図、図2は、針状ころの表面を模式的に示す断面図、図3は、特殊熱処理後の針状ころの硬さ分布を示す図、図4は、特殊熱処理での焼入れ後の針状ころの表層部分における残留オーステナイト量を示す図、図5は、特殊熱処理での焼き戻し後の針状ころの表層部分における残留オーステナイト量を示す図、図6は、試験装置の縦断面図、図7は、試験結果を示す図表である。
【0015】
図中、10は保持器付針状ころ、11は複数の針状ころ、12は保持器である。この実施形態では、針状ころ11における表層部分の基質ならびに表面部分の性状を下記するような形態に特定していることに特徴がある。
【0016】
針状ころ11は、高炭素鋼材を母材としたものであり、それの表層部分に対して特殊熱処理を、また表面にリン酸塩皮膜処理を施したものとしている。なお、前述の高炭素鋼材としては、例えばJIS規格でのSUJ−2、SCr420H、SCM420H、SNCM220H、SNCM420H、SNCM815や、SAE規格での4320、5120などが挙げられる。
【0017】
そして、特殊熱処理とは、金属母材の表層部分に深さ方向での残留オーステナイト量を管理することにより残留圧縮応力を高めるものである。
【0018】
リン酸塩皮膜処理とは、リン酸マンガン皮膜処理、リン酸亜鉛皮膜処理、リン酸鉄皮膜処理、リン酸すず皮膜処理などを含む広義の表現であり、これらいずれを採用してもよいが、この実施形態では、リン酸マンガン皮膜処理を施す例を挙げる。
【0019】
次に、上記特殊熱処理とリン酸マンガン皮膜処理とについて詳細に説明する。
【0020】
まず、特殊熱処理では、高炭素鋼材からなる針状ころ11の表層部分に、浸炭窒化焼入れ処理または窒化焼入れ処理を施して炭・窒化物を形成すると同時に、表層部分の基質を高炭素、高窒素とする工程と、焼き戻し処理を施して残留オーステナイト量を管理する工程とを含む。
【0021】
前述した浸炭窒化焼入れ処理または窒化焼入れ処理では、炭素や窒素を含む密封空間において雰囲気温度を780〜900℃の範囲、好ましくは830℃とした状態で、3時間行う。焼き戻し処理では、雰囲気温度を170〜270℃の範囲、好ましくは220℃とした状態で、2時間行う。
【0022】
これにより、表面硬度は、HRC60〜65とすることができ、表層部分のごく浅い領域における残留オーステナイト量は約12〜2%に、その他の領域を0%にすることができる。
【0023】
ちなみに、表面硬度と、残留オーステナイト量について、処理形態別に調べたので、説明する。ここでは、実施形態品1,2と、比較品について調べている。
【0024】
実施形態品1は、JIS規格SUJ−2とし、浸炭窒化焼入れ処理を施してから230℃で焼き戻し処理を施している。
【0025】
実施形態品2は、JIS規格SUJ−2とし、浸炭焼入れ処理を施してから230℃で焼き戻し処理を施している。
【0026】
比較品は、JIS規格SUJ−2とし、普通焼入れ処理を施してから230℃で焼き戻し処理を施している。
【0027】
まず、硬さについては、図3に示すとおりであり、実施形態品1のものについて最も硬くできる。但し、比較品のみは、表面から深さ方向の全域にわたってほぼ均一な硬さになっている。
【0028】
また、残留オーステナイト量について、焼入れ後の段階では、図4に示すように表面から深さ0.5mmまでの領域で、約40〜30%となるが、焼き戻し後には、図5に示すように、約12〜2%に変化する。そして、比較品のみは、表面から深さ方向の全域にわたってほぼ均一な量になっている。
【0029】
また、リン酸マンガン皮膜処理では、例えば特開平6−159371号公報に示されるように、リン酸マンガン皮膜処理液(リン酸マンガン化合物の水溶液)を用いる。このリン酸マンガン皮膜処理を施すと、針状ころ11の表面には、例えば図2に誇張して示すように、互いに独立したくぼみ20が腐食により形成されるとともに、この表面全体にリン酸マンガンからなる皮膜21が被覆形成される。このリン酸マンガン皮膜21は、化学式で(Mn1-XFex)32(PO44・4H2Oと表され、結晶構造が単斜晶系である。
【0030】
そして、この実施形態では、リン酸マンガン皮膜処理を施すにあたって、処理対象となる金属母材の表面状態や皮膜21の膜厚や表面状態を、下記▲1▼〜▲4▼に記載の条件を満たすように管理している。
【0031】
▲1▼ 針状ころ11の表面に、粗さ中心線を基準(=0)とする深さ0.5μm以上のくぼみ20を1mm幅当たり15個以上互いに独立して設ける。
【0032】
▲2▼ 針状ころ11の表面における面粗さのパラメータSK値を0未満かつパラメータRq値を0.1以上とする。SKとは、周知のように表面粗さ分布の偏りを見るのに用いるもので、このSK値が0未満とは、マイナス値であり、凹凸分布が凹側に偏った非対称な分布になるような表面状態を示す。Rqとは、周知のように自乗平均平方根粗さのことである。
【0033】
▲3▼ 皮膜21の膜厚を、5μm以下とする。
【0034】
▲4▼ 皮膜21の表面の面粗さのパラメータRqを1.5以下、好ましくは0.3〜0.7とする。
【0035】
次に、上述した処理を施した針状ころ11についての性能を、図6に示す試験装置50を用いて調べているので、説明する。
【0036】
図6において、51は図示しないモータなどにより回転駆動される駆動軸、52は駆動軸51により回転される従動軸、53は駆動軸51の支持台、54は従動軸52の支持枠、55,56は駆動軸51のサポート軸受、57,58は従動軸52のサポート軸受、60は駆動軸51に固定される駆動試料、61は従動軸52に固定される従動試料である。
【0037】
試験では、駆動軸51の回転数を1000rpmとし、駆動試料60と従動試料61とに対して付加するラジアル荷重を最大接触面圧で換算して2.25GPaとし、運転時間を20時間(hr)とする。使用する潤滑油は、タービン油VG32とし、駆動試料60と従動試料61との間の潤滑油の最小膜厚を、0.284μmとなるように管理する。この潤滑油の最小膜厚(μm)と、下記する駆動試料60の表面粗さ(Rq)とで求められる油膜係数Λ(μm/Rq)については、0.48〜0.6の範囲に管理される。この油膜係数は、潤滑状態を示す指標であり、上述した具体数値は、例えばギヤインナー用軸受として用いる保持器付針状ころの一般的な潤滑状態に近似させ、かつ加速試験状態となるように考慮している。
【0038】
駆動試料60は、針状ころ11が転がり接触する相手部材に相当するものであり、例えば表面硬度がHRC61〜62に設定された一般的なJIS規格SUJ−2で形成し、その表面粗さを自乗平均平方根粗さ(Rq)で0.528〜0.594に設定している。
【0039】
従動試料61は、針状ころ11に相当するものである。この従動試料61について、実施形態品と、比較品1,2とを用意している。実施形態品では、例えば表面硬度がHRC61〜62に設定された一般的なJIS規格SUJ−2で形成し、その表面に種々な条件のリン酸マンガン皮膜処理による皮膜21を形成している。このリン酸マンガン皮膜処理の条件は、上述した形態とする。また、比較品1は、金属母材に対して特殊熱処理のみを施したものとし、さらに、比較品2は、金属母材に対して特殊熱処理もリン酸マンガン皮膜処理も施していないものとしている。
【0040】
そして、従動試料61の表面においてピーリング発生の有無を確認し、ピーリングが発生した時点で寿命に至ったと判定している。このピーリングとは、一般的に、微視的には表面亀裂を伴った深さ数ミクロン、大きさ数十ミクロンの微小はくりが発生する現象のことであり、巨視的には、表面の薄皮がはがれたようになる現象のことである。
【0041】
結果としては、図7に示すように、比較品1が約20時間、比較品2が約10時間であったのに対して、実施形態品は250時間と飛躍的に延びた。
【0042】
このような結果により、針状ころ11などの転がり部品について、その表層部分に特殊熱処理を施して、その表面粗さを上述したような条件に特定したうえで、この表面にリン酸マンガンからなる皮膜21を形成すれば、耐久性が飛躍的に向上して長寿命化を達成できるようになると言える。
【0043】
以上説明した実施形態では、針状ころ11そのものの耐摩耗性が向上して相手部材に対する攻撃性を緩和できるうえ、潤滑油の希薄な環境であっても、針状ころ11の表面に潤滑油の油膜が途切れることなく形成されることになって、針状ころ11と相手部材との直接的な金属接触を防止できるようになるので、針状ころ11の表面におけるピーリング損傷や疲労剥離の発生を長期にわたって抑制できるようになる。
【0044】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【0046】
上記実施の形態では、針状ころの表面にリン酸マンガン皮膜処理を施す例を挙げたがその他にも、広義の表現であるリン酸塩皮膜処理に含まれるリン酸亜鉛被膜処理、リン酸鉄皮膜処理、リン酸すず皮膜処理などとすることもできる。
【0047】
【発明の効果】
発明では、針状ころそのものの耐熱性、耐摩耗性、転がり疲労寿命、寸法安定性を可及的に高めて、相手部材に対する攻撃性をも緩和することが可能になり、しかも潤滑油の希薄な環境であっても、針状ころと相手部材とが油膜を介する接触となって金属母材どうしの接触とならずに済むから、針状ころ表面におけるピーリングや疲労剥離などの損傷を長期にわたって抑制できるようになるなど、長寿命化を達成できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる保持器付針状ころの縦断面図
【図2】針状ころの表面を模式的に示す断面図
【図3】特殊熱処理後の針状ころの硬さ分布を示す図
【図4】特殊熱処理での焼入れ後の針状ころの表層部分における残留オーステナイト量を示す図
【図5】特殊熱処理での焼き戻し後の針状ころの表層部分における残留オーステナイト量を示す図
【図6】試験装置の縦断面図
【図7】試験結果を示す図表
【符号の説明】
10 保持器付針状ころ
11 針状ころ
20 針状ころ表面のくぼみ
21 針状ころ表面の皮膜
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a needle roller bearing with a cage.
[0002]
[Prior art]
For example as gear inner bearing used in a car or transmissions, but are used what is called a needle roller bearing with a cage without using the inner ring and outer ring, in such a cage with needle roller bearings, The race is used as a gear or a shaft installed on the bearing use object.
[0003]
Since the surface condition of these mating members is not controlled with high precision like the bearing race, wear called peeling is generated on the surface of the needle rollers in an environment where the lubricating oil is dilute and the lubricating conditions are severe. It can be said that the durability of the needle rollers is likely to be lowered, for example, because it becomes easier to do.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
On the other hand, conventionally, the surface hardness is increased by applying a special heat treatment to the surface of the needle roller, thereby obtaining a certain effect such as wear resistance. In order to improve the wear resistance, the surface hardness may be increased. However, if the surface hardness is increased too much, there is an adverse effect such as attacking the mating member. There is room for improvement here.
[0005]
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to reduce the aggression of a mating member while suppressing damage to a rolling contact region over a long period in a needle roller bearing with a cage .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The rolling component of the present invention has an oil film coefficient Λ determined by a roller in rolling contact with the mating member, a minimum oil film (μm) of lubricating oil between the mating member and a surface roughness (Rq) of the mating member. (Μm / Rq) is used in a lubricated state in the range of 0.48 to 0.6, and at the same time, carbonitriding quenching treatment or nitriding quenching treatment is performed on the surface layer portion of these rollers to form charcoal / nitride. , A step of making the substrate of the surface layer portion high carbon and high nitrogen, and a step of managing the amount of retained austenite up to 0.5 mm in the depth direction by tempering in the range of 170 to 270 ° C. to 2 to 12% And a film having a modified surface roughness is formed by subjecting the surface of the roller to a phosphate film treatment.
[0009]
In short, in the present invention, a special heat treatment on the surface portion of the needle roller, also it is those subjected to phosphate conversion coating on the surface.
[0010]
In the special heat treatment described above, the residual compressive stress of the surface layer portion is increased and appropriately hardened by modifying the substrate of the surface layer portion of the high carbon steel material that is the metal base material of the needle rollers .
[0011]
Also, in phosphate coating treatment, the adhesion strength of the coating with excellent lubricating oil retention can be increased as much as possible by modifying the surface roughness and roughness of the surface of the high carbon steel after special heat treatment. It becomes easy to remain.
[0012]
As a result, the heat resistance, wear resistance, rolling fatigue life, and dimensional stability of the needle roller itself can be increased as much as possible, and the aggressiveness against the mating member can be reduced. Even in a dilute environment, the needle roller and the mating member are in contact with each other through the oil film, so that the metal base materials do not contact each other. For this reason, it becomes difficult to damage the surface of the needle roller .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
[0014]
1 to 7 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a needle roller bearing with cage (hereinafter abbreviated as needle roller with cage) , FIG. 2 is a sectional view schematically showing the surface of the needle roller, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing the hardness distribution of needle rollers after special heat treatment, FIG. 4 is a diagram showing the amount of retained austenite in the surface layer portion of needle rollers after quenching by special heat treatment, and FIG. The figure which shows the amount of retained austenite in the surface layer part of the needle roller after returning, FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view of a testing apparatus, and FIG. 7 is a chart which shows a test result.
[0015]
In the figure, 10 is a needle roller with cage, 11 is a plurality of needle rollers, and 12 is a cage. This embodiment is characterized in that the surface layer portion substrate and the surface portion properties of the needle roller 11 are specified in the following forms.
[0016]
The needle roller 11 is made of a high carbon steel material as a base material, and a special heat treatment is applied to the surface layer portion thereof, and a phosphate film treatment is applied to the surface thereof. Examples of the above-mentioned high carbon steel materials include SUJ-2, SCr420H, SCM420H, SNCM220H, SNCM420H, SNCM815 in JIS standards, and 4320, 5120 in SAE standards.
[0017]
The special heat treatment is to increase the residual compressive stress by managing the amount of retained austenite in the depth direction in the surface layer portion of the metal base material.
[0018]
The phosphate film treatment is a broad expression including a manganese phosphate film treatment, a zinc phosphate film treatment, an iron phosphate film treatment, a tin phosphate film treatment, and any of these may be adopted. In this embodiment, an example in which a manganese phosphate film treatment is performed is given.
[0019]
Next, the special heat treatment and the manganese phosphate film treatment will be described in detail.
[0020]
First, in the special heat treatment, the surface layer portion of the needle roller 11 made of a high carbon steel material is subjected to a carbonitriding quenching treatment or a nitriding quenching treatment to form carbon / nitride, and at the same time, the substrate of the surface layer portion is made of high carbon, high nitrogen. And a step of performing a tempering process to manage the amount of retained austenite.
[0021]
The aforementioned carbonitriding quenching treatment or nitriding quenching treatment is performed for 3 hours in a sealed space containing carbon and nitrogen in a state where the ambient temperature is in the range of 780 to 900 ° C, preferably 830 ° C. The tempering treatment is performed for 2 hours in a state where the atmospheric temperature is in the range of 170 to 270 ° C, preferably 220 ° C.
[0022]
Thereby, the surface hardness can be set to HRC 60 to 65, the amount of retained austenite in a very shallow region of the surface layer portion can be set to about 12 to 2%, and the other regions can be set to 0%.
[0023]
By the way, the surface hardness and the amount of retained austenite were examined for each processing form, and will be described. Here, the embodiment products 1 and 2 and the comparative product are examined.
[0024]
The embodiment product 1 is JIS standard SUJ-2, and is tempered at 230 ° C. after being subjected to carbonitriding and quenching.
[0025]
The embodiment product 2 is JIS standard SUJ-2, and is tempered at 230 ° C. after being subjected to carburizing and quenching.
[0026]
The comparative product is JIS standard SUJ-2, which has been subjected to normal quenching and then tempering at 230 ° C.
[0027]
First, the hardness is as shown in FIG. However, only the comparative product has a substantially uniform hardness over the entire region in the depth direction from the surface.
[0028]
Further, the amount of retained austenite is about 40 to 30% in the region from the surface to a depth of 0.5 mm as shown in FIG. 4 in the stage after quenching, but after tempering, as shown in FIG. To about 12-2%. Only the comparative product has a substantially uniform amount from the surface to the entire region in the depth direction.
[0029]
Further, in the manganese phosphate film treatment, a manganese phosphate film treatment solution (an aqueous solution of a manganese phosphate compound) is used as disclosed in, for example, JP-A-6-159371. When this manganese phosphate coating treatment is performed, the surface of the needle roller 11 is formed with, for example, an indentation 20 that is independent from each other as shown in an exaggerated manner in FIG. A coating 21 made of is formed. This manganese phosphate film 21 is represented by chemical formula (Mn 1-X Fex) 3 H 2 (PO 4 ) 4 .4H 2 O, and has a monoclinic crystal structure.
[0030]
In this embodiment, when performing the manganese phosphate film treatment, the surface condition of the metal base material to be treated and the film thickness and surface condition of the film 21 are set according to the conditions described in (1) to (4) below. It is managed to meet.
[0031]
(1) On the surface of the needle roller 11, 15 or more indentations 20 having a depth of 0.5 μm or more with a roughness center line as a reference (= 0) are provided independently per 1 mm width.
[0032]
(2) The parameter SK value of the surface roughness on the surface of the needle roller 11 is set to less than 0 and the parameter Rq value is set to 0.1 or more. As is well known, SK is used to see the bias of the surface roughness distribution. When this SK value is less than 0, it is a negative value so that the uneven distribution is an asymmetric distribution biased to the concave side. Surface condition. Rq is the root mean square roughness as is well known.
[0033]
(3) The film thickness of the film 21 is set to 5 μm or less.
[0034]
(4) The surface roughness parameter Rq of the film 21 is set to 1.5 or less, preferably 0.3 to 0.7.
[0035]
Next, the performance of the needle roller 11 that has been subjected to the above-described processing is examined using the test apparatus 50 shown in FIG.
[0036]
In FIG. 6, 51 is a drive shaft rotated by a motor (not shown), 52 is a driven shaft rotated by the drive shaft 51, 53 is a support base for the drive shaft 51, 54 is a support frame for the driven shaft 52, 55, 56 is a support bearing for the drive shaft 51, 57 and 58 are support bearings for the driven shaft 52, 60 is a drive sample fixed to the drive shaft 51, and 61 is a driven sample fixed to the driven shaft 52.
[0037]
In the test, the rotational speed of the drive shaft 51 is 1000 rpm, the radial load applied to the drive sample 60 and the driven sample 61 is converted to the maximum contact surface pressure to 2.25 GPa, and the operation time is 20 hours (hr). And The lubricating oil to be used is turbine oil VG32, and the minimum film thickness of the lubricating oil between the driving sample 60 and the driven sample 61 is managed to be 0.284 μm. The oil film coefficient Λ (μm / Rq) obtained from the minimum film thickness (μm) of this lubricating oil and the surface roughness (Rq) of the driving sample 60 described below is managed in the range of 0.48 to 0.6. Is done. This oil film coefficient is an index indicating the lubrication state, and the above-described specific numerical values are approximated to a general lubrication state of a needle roller with cage used as a bearing for a gear inner, for example, and are in an accelerated test state. I am considering.
[0038]
The driving sample 60 corresponds to a mating member to which the needle rollers 11 are in rolling contact. For example, the driving sample 60 is formed of a general JIS standard SUJ-2 whose surface hardness is set to HRC 61 to 62, and the surface roughness is set. The root mean square roughness (Rq) is set to 0.528 to 0.594.
[0039]
The driven sample 61 corresponds to the needle roller 11. For this driven sample 61, an embodiment product and comparative products 1 and 2 are prepared. In the embodiment product, for example, the surface hardness is formed according to a general JIS standard SUJ-2 set to HRC 61 to 62, and the coating film 21 is formed on the surface by the manganese phosphate coating treatment under various conditions. The conditions for this manganese phosphate coating treatment are as described above. Comparative product 1 is obtained by subjecting the metal base material only to special heat treatment, and Comparative product 2 is assumed that the metal base material is not subjected to special heat treatment or manganese phosphate coating treatment. .
[0040]
Then, the presence or absence of peeling is confirmed on the surface of the driven sample 61, and it is determined that the lifetime has been reached when peeling occurs. This peeling is a phenomenon in which micro-peeling with a depth of a few microns and a size of several tens of microns accompanied by a surface crack is generated microscopically. It is a phenomenon that becomes like peeling off.
[0041]
As a result, as shown in FIG. 7, the comparative product 1 was about 20 hours and the comparative product 2 was about 10 hours, while the embodiment product dramatically increased to 250 hours.
[0042]
As a result, the surface part of the rolling part such as the needle roller 11 is subjected to special heat treatment, and the surface roughness is specified as described above, and the surface is made of manganese phosphate. If the film 21 is formed, it can be said that the durability can be dramatically improved and a long life can be achieved.
[0043]
In the embodiment described above, the wear resistance of the needle roller 11 itself can be improved to reduce the aggression against the mating member, and the lubricating oil can be applied to the surface of the needle roller 11 even in a dilute environment of the lubricating oil. Since the oil film is formed without interruption, it is possible to prevent direct metal contact between the needle roller 11 and the mating member. Therefore, peeling damage and fatigue peeling on the surface of the needle roller 11 occur. Can be suppressed over a long period of time.
[0044]
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Various application and deformation | transformation can be considered.
[0046]
In the above embodiment, an example in which the surface of the needle roller is subjected to the manganese phosphate coating treatment is given. In addition, the zinc phosphate coating treatment included in the phosphate coating treatment, which is a broad expression, iron phosphate A film treatment, a tin phosphate film treatment, or the like can also be used.
[0047]
【The invention's effect】
In the present invention, the heat resistance, wear resistance, rolling fatigue life, and dimensional stability of the needle roller itself can be increased as much as possible, and the aggression against the mating member can be mitigated. even dilute environment, because requires a needle roller and the mating member is a contact through the oil film to not contact the metal base metals, long-term damage such as peeling or fatigue flaking in the needle roller surfaces It becomes possible to achieve a long life, such as being able to suppress over a long period.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a needle roller with a cage according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the surface of the needle roller. Figure showing hardness distribution [Figure 4] Figure showing the amount of retained austenite in the surface layer part of needle rollers after quenching by special heat treatment [Figure 5] Residual part in the surface layer part of needle rollers after tempering by special heat treatment Figure showing austenite amount [Fig. 6] Longitudinal cross section of test apparatus [Fig. 7] Chart showing test results [Explanation of symbols]
10 Needle Roller with Cage 11 Needle Roller 20 Indentation 21 on Needle Roller Surface 21 Film on Needle Roller Surface

Claims (1)

相手部材に対して転がり接触するころと、前記相手部材との間の潤滑油の最小油膜(μm)と相手部材の表面粗さ(Rq)とで求められる油膜係数Λ(μm/Rq)が0.48〜0.6の範囲の潤滑状態で使用されるとともに、
このころの表層部分に、浸炭窒化焼入れ処理または窒化焼入れ処理を施して炭・窒化物を形成すると同時に、表層部分の基質を高炭素、高窒素とする工程と、170〜270℃の範囲で焼き戻し処理することにより深さ方向で0.5mmまでの残留オーステナイト量を2〜12%に管理する工程とを含む特殊熱処理が施され、
前記ころの表面にリン酸塩皮膜処理が施されることにより表面の粗さが改変された皮膜が被覆形成されている、ことを特徴とする保持器付針状ころ軸受。
The oil film coefficient Λ (μm / Rq) obtained from the roller in rolling contact with the mating member and the minimum oil film (μm) of lubricating oil between the mating member and the surface roughness (Rq) of the mating member is 0. .Used in lubrication range of 48-0.6,
At this time, a carbonitriding quenching process or a nitriding quenching process is performed on the surface layer portion to form carbon / nitride, and at the same time, the substrate of the surface layer portion is made high carbon and high nitrogen, and is baked in the range of 170 to 270 ° C. A special heat treatment including a step of managing the amount of retained austenite up to 0.5 mm in the depth direction to 2 to 12% by performing a back treatment,
A needle roller bearing with a cage, wherein the surface of the roller is coated with a film whose surface roughness is modified by a phosphate film treatment.
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