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JPH09228009A - Rolling bearing - Google Patents

Rolling bearing

Info

Publication number
JPH09228009A
JPH09228009A JP3040096A JP3040096A JPH09228009A JP H09228009 A JPH09228009 A JP H09228009A JP 3040096 A JP3040096 A JP 3040096A JP 3040096 A JP3040096 A JP 3040096A JP H09228009 A JPH09228009 A JP H09228009A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steel
rolling
content
bearing
rolling bearing
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
JP3040096A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masamichi Shibata
正道 柴田
Satoharu Watanabe
聡治 渡辺
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.)
Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co 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 Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
Priority to JP3040096A priority Critical patent/JPH09228009A/en
Publication of JPH09228009A publication Critical patent/JPH09228009A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the stillness of a rolling bearing. SOLUTION: This is a ball bearing 1 provided with inner and outer both rings 2 and 3 and plural balls 4 arranged between the inner and outer both rings 2 and 3. The inner and outer both rings 2 and 3 and the balls 4 are respectively formed of steel contg., by weight, 0.60 to 0.80% C, 0.10 to 0.80% Si, 0.85 to 1.25% Mn and 9.0 to 14.0% Cr, and the balance Fe with inevitable impurities.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえばハード
ディスクドライブ装置やフロッピーディスク装置等に組
み込まれているスピンドルモータ用軸受、ビデオテープ
レコーダやデジタルオーディオテープレコーダ等に組み
込まれているシリンダ用軸受として用いられ、静粛性が
要求される転がり軸受に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used as, for example, a spindle motor bearing incorporated in a hard disk drive device, a floppy disc device or the like, or a cylinder bearing incorporated in a video tape recorder, a digital audio tape recorder or the like. , A rolling bearing that requires quietness.

【0002】[0002]

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、こ
の種転がり軸受として、内外両輪および転動体が、それ
ぞれC0.60〜0.80wt%、Si0.10〜0.8
0wt%、Mn0.30〜0.80wt%およびCr10.
5〜13.5wt%を含み、残部Feおよび不可避不純物
からなる鋼で形成されたものが知られている(特公平5
−2734号参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, as this type of rolling bearing, both the inner and outer wheels and rolling elements have C 0.60 to 0.80 wt% and Si 0.10 to 0.8, respectively.
0 wt%, Mn 0.30 to 0.80 wt% and Cr10.
It is known that a steel containing 5 to 13.5 wt% and the balance Fe and inevitable impurities is formed (Japanese Patent Publication No.
-2734).

【0003】ところが、上記電気機器では、近年、軸受
の使用条件が、負荷荷重の増大化および使用雰囲気温度
の高温化の方向に進んでおり、上述した従来の転がり軸
受では、高負荷使用条件下では転動面にミクロな圧痕が
発生し、高温使用条件下では経時変化により転動面に荒
れが発生し、その結果静粛性が十分ではないという問題
がある。なお、このような軌道面での圧痕や荒れの発生
は、特に回転側の軌道輪で顕著である。
However, in the above electric equipment, in recent years, the operating conditions of bearings have been increasing in the direction of increasing load load and increasing ambient temperature, and the above-mentioned conventional rolling bearings are operating under high load conditions. Causes microscopic indentation on the rolling surface, and under high temperature use conditions, the rolling surface becomes rough due to aging, resulting in insufficient quietness. It should be noted that the occurrence of such indentations and roughness on the raceway surface is particularly noticeable on the rotation side race ring.

【0004】そこで、本発明者等が、従来の転がり軸受
において上述した問題の発生する原因を突き止めるため
に、種々実験、研究を重ねた結果、従来の鋼では残留オ
ーステナイトの熱的安定性が悪いために、上述した問題
が発生することが判明した。すなわち、残留オーステナ
イトの熱的安定性が悪いと、転動体が通過することによ
る繰返し応力負荷により鋼の組織内の残留オーステナイ
トが分解して軌道面の表面精度が低下することがあり、
また軽荷重の予圧が付与されたり、衝撃荷重を受けたり
することにより鋼の組織内の残留オーステナイトが分解
して軌道面に圧痕が発生することがある。そして、転が
り軸受の音響特性は、上記軌道面における表面精度の低
下や圧痕の影響を受けやすく、その結果静粛性が低下す
るのである。
Therefore, the inventors of the present invention have conducted various experiments and researches to find out the cause of the above-mentioned problems in the conventional rolling bearings, and as a result, the conventional steel has poor thermal stability of retained austenite. Therefore, it was found that the above-mentioned problem occurs. That is, if the thermal stability of the retained austenite is poor, the retained austenite in the structure of the steel may be decomposed due to the repeated stress load caused by the rolling elements passing through, and the surface accuracy of the raceway surface may decrease.
Further, when a preload of a light load is applied or an impact load is applied, residual austenite in the structure of steel is decomposed and an indentation may occur on the raceway surface. Then, the acoustic characteristics of the rolling bearing are easily affected by the deterioration of the surface accuracy on the raceway surface and the impression, and as a result, the quietness is deteriorated.

【0005】この発明の目的は、上記問題を解決し、高
負荷高温使用時や、予圧付与使用時や、衝撃荷重を受け
た場合等にも、従来の転がり軸受に比べて静粛性の向上
した転がり軸受を提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above problems and to improve the quietness as compared with the conventional rolling bearing even when used under high load and high temperature, when used with preload, when subjected to impact load, etc. It is to provide a rolling bearing.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明による転がり軸
受は、内外両輪および内外両輪間に配置された複数の転
動体を備えた転がり軸受であって、内外両輪および転動
体のうち少なくとも回転側の軌道輪が、C0.60〜
0.80wt%、Si0.10〜0.80wt%、Mn0.
85〜1.25wt%およびCr9.0〜14.0wt%を
含み、残部Feおよび不可避不純物からなる鋼で形成さ
れているものである。
A rolling bearing according to the present invention is a rolling bearing provided with both inner and outer wheels and a plurality of rolling elements arranged between both inner and outer wheels, and at least the rotating side of both the inner and outer wheels and rolling elements. The bearing ring is C0.60
0.80 wt%, Si 0.10 to 0.80 wt%, Mn0.
It is formed of steel containing 85 to 1.25 wt% and 9.0 to 14.0 wt% Cr and the balance Fe and unavoidable impurities.

【0007】上記鋼における合金成分の限定理由は次の
通りである。
The reasons for limiting the alloy components in the above steel are as follows.

【0008】C:0.60〜0.80wt% Cは焼入硬さを増大させる性質を有しているが、その含
有量が0.60wt%未満であると焼入硬さが不足し、耐
摩耗性が不十分になるとともに負荷容量が小さくなると
いう問題がある。一方、Cの含有量が0.80wt%を越
えると巨大な共晶炭化物が生成し、これが表面に現れた
場合に転がり軸受の静粛性が著しく低下する。すなわ
ち、巨大共晶炭化物が表面に現れると、仕上げ面の精度
が低下し、使用初期において静粛性が低下するととも
に、巨大共晶炭化物とその周囲の部分との耐摩耗性の差
に起因して使用により表面形状が乱れたり、あるいは使
用により巨大共晶炭化物が割れて脱落したりすることに
より静粛性が低下する。しかも、転がり軸受の転がり疲
労寿命が低下するとともに、変形抵抗が増大して加工
性、特に冷間加工性が低下する。したがって、Cの含有
量は0.60〜0.80wt%の範囲内で選ぶべきである
が、特に0.65〜0.75wt%の範囲内であることが
好ましい。
C: 0.60 to 0.80 wt% C has the property of increasing the quenching hardness, but if its content is less than 0.60 wt%, the quenching hardness becomes insufficient, There is a problem that wear resistance becomes insufficient and load capacity becomes small. On the other hand, when the content of C exceeds 0.80 wt%, a huge eutectic carbide is formed, and when it appears on the surface, the quietness of the rolling bearing is significantly reduced. That is, when a giant eutectic carbide appears on the surface, the precision of the finished surface is reduced, and the quietness is reduced in the initial stage of use, and due to the difference in wear resistance between the giant eutectic carbide and the surrounding portion. Quietness is reduced due to the surface shape being disturbed by use, or the giant eutectic carbide being cracked and falling off by use. Moreover, the rolling fatigue life of the rolling bearing is shortened, and the deformation resistance is increased to deteriorate the workability, especially the cold workability. Therefore, the content of C should be selected within the range of 0.60 to 0.80 wt%, and particularly preferably within the range of 0.65 to 0.75 wt%.

【0009】Si:0.10〜0.80wt% Siは製鋼工程中での脱酸に要する時間を短縮させる性
質を有するが、その含有量が0.10wt%未満であると
脱酸に長時間を要し、コストが高くなる。一方、Siの
含有量が0.80wt%を越えると鋼の清浄度を損ねると
ともに、靭性が低下して加工性、特に冷間加工性が低下
する。したがって、Siの含有量は0.10〜0.80
wt%の範囲内で選ぶべきであるが、特に0.20〜0.
60wt%の範囲内であることが好ましい。
Si: 0.10 to 0.80 wt% Si has the property of shortening the time required for deoxidation in the steelmaking process, but if its content is less than 0.10 wt%, deoxidation takes a long time. Costly. On the other hand, if the Si content exceeds 0.80 wt%, the cleanliness of the steel is impaired, and the toughness decreases and the workability, especially cold workability, deteriorates. Therefore, the Si content is 0.10 to 0.80.
It should be selected within the range of wt%, but especially 0.20 to 0.
It is preferably in the range of 60 wt%.

【0010】Mn:0.85〜1.25wt% Mnは一般に焼入性を向上させて焼入後の鋼の硬度を高
くする性質を有する。このため、Mnは一層高温での焼
戻しを可能にし、時効処理中の組織変化を少なくして寸
法および形状の精度を向上させ、その結果転がり軸受の
静粛性を向上させる性質を有する。さらに、Mnは、残
留オーステナイトの熱的安定性を向上させて残留オース
テナイトの分解を抑制し、その結果軌道面の表面精度の
維持に貢献して転がり軸受の静粛性を向上させる性質を
有する。この発明は、特に、Mnの有する残留オーステ
ナイトの熱的安定性を向上させる性質に着目してなされ
たものである。ところが、Mnの含有量が0.85wt%
未満であると上記効果が少なくなる。一方、Mnの含有
量が1.25wt%を越えると焼入後の残留オーステナイ
ト量が増加し、焼戻し後の残留オーステナイト量も多く
なって時効処理中の組織変化が大きくなり、寸法および
形状の精度が劣化し、その結果転がり軸受の静粛性が低
下する。しかも、焼戻し後の残留オーステナイト量が多
いと、硬度が低くなり、摩耗し易くなって変形し、転が
り軸受の静粛性が低下する。したがって、Mnの含有量
は0.85〜1.25wt%の範囲内で選ぶべきである
が、特に0.85〜1.05wt%の範囲内であることが
好ましい。
Mn: 0.85-1.25 wt% Mn generally has the property of improving the hardenability and increasing the hardness of the steel after quenching. For this reason, Mn has the property of enabling tempering at a higher temperature, reducing the structural change during aging treatment, improving the accuracy of size and shape, and consequently improving the quietness of the rolling bearing. Further, Mn has the property of improving the thermal stability of the retained austenite and suppressing the decomposition of the retained austenite, thereby contributing to the maintenance of the surface accuracy of the raceway surface and improving the quietness of the rolling bearing. The present invention has been made with particular attention to the property of Mn to improve the thermal stability of retained austenite. However, the Mn content is 0.85 wt%
If it is less than the above range, the above effect is reduced. On the other hand, if the Mn content exceeds 1.25 wt%, the amount of retained austenite after quenching increases, the amount of retained austenite after tempering also increases, and the microstructural change during aging treatment increases, resulting in dimensional and shape accuracy. Deteriorates, and as a result, the quietness of the rolling bearing decreases. In addition, when the amount of retained austenite after tempering is large, the hardness becomes low, the material is easily worn and deformed, and the quietness of the rolling bearing is deteriorated. Therefore, the content of Mn should be selected within the range of 0.85 to 1.25 wt%, and particularly preferably within the range of 0.85 to 1.05 wt%.

【0011】Cr:9.0〜14.0wt% Crは鋼の硬度を高くするとともに耐食性を向上させる
性質を有するが、その含有量が9.0wt%未満であると
上記効果が少なくなる。一方、Crの含有量が14.0
wt%を越えると巨大な共晶炭化物が生成し、Cについて
述べたのと同じ理由によって転がり軸受の静粛性が著し
く低下する。しかも、転がり軸受の転がり疲労寿命が低
下するとともに、変形抵抗が増大して加工性、特に冷間
加工性が低下する。したがって、Crの含有量は9.0
〜14.0wt%の範囲内で選ぶべきであるが、特に1
0.0〜13.0wt%の範囲内であることが好ましい。
Cr: 9.0 to 14.0 wt% Cr has the property of increasing the hardness of steel and improving the corrosion resistance, but if the content is less than 9.0 wt%, the above effects are reduced. On the other hand, the content of Cr is 14.0.
If it exceeds wt%, a huge eutectic carbide is formed, and the quietness of the rolling bearing is significantly reduced for the same reason as described for C. Moreover, the rolling fatigue life of the rolling bearing is shortened, and the deformation resistance is increased to deteriorate the workability, especially the cold workability. Therefore, the Cr content is 9.0.
〜14.0wt% should be selected, especially 1
It is preferably in the range of 0.0 to 13.0 wt%.

【0012】この発明の転がり軸受によれば、内外両輪
および転動体のうち少なくとも回転側の軌道輪が、上記
の鋼で形成されているので、転がり軸受の静粛性が、従
来のものに比べて向上する。
According to the rolling bearing of the present invention, at least the inner and outer wheels and the race ring on the rotating side of the rolling elements are made of the above-mentioned steel, so that the rolling bearing is quieter than the conventional one. improves.

【0013】上記転がり軸受において、内外両輪および
転動体のうち少なくとも回転側の軌道輪を形成する鋼
に、さらにMoを0.20〜2.0wt%含ませることも
可能である。Moは焼入性および耐食性を向上せる性質
を有するが、その含有量が0.20wt%未満であるとそ
の効果が得られず、2.0wt%を越えても焼入性および
耐食性の向上効果はそれ以上優れたものにならず、しか
もコストが高くなる。したがって、Moの含有量は0.
20〜2.0wt%の範囲内で選ぶべきであるが、特に
0.30〜1.50wt%の範囲内であることが好まし
い。
In the above-mentioned rolling bearing, it is possible to further contain 0.20 to 2.0 wt% of Mo in the steel forming at least the rotating side race ring of both the inner and outer wheels and the rolling elements. Mo has the property of improving hardenability and corrosion resistance, but if its content is less than 0.20 wt%, its effect cannot be obtained, and if it exceeds 2.0 wt%, the effect of improving hardenability and corrosion resistance is obtained. Will not be better and will be more expensive. Therefore, the content of Mo is 0.
It should be selected within the range of 20 to 2.0 wt%, but particularly preferably within the range of 0.30 to 1.50 wt%.

【0014】さらに、上記転がり軸受において、鋼の残
留オーステナイト量が7vol %以下とされていることが
好ましい。残留オーステナイト量が7vol %を越えると
母相内でのマルテンサイト相との相対的な割合から硬さ
が低下して摩耗し易くなり、しかも圧痕もつき易くなっ
て転がり軸受の静粛性が低下するおそれがある。
Further, in the above rolling bearing, it is preferable that the residual austenite amount of steel is 7 vol% or less. If the amount of retained austenite exceeds 7 vol%, the hardness decreases due to the relative proportion with the martensite phase in the parent phase, and it becomes easy to wear, and indentation also easily occurs, and the quietness of the rolling bearing decreases. There is a risk.

【0015】この発明の転がり軸受において、内外両輪
および転動体が、すべて上記の鋼で形成されていること
がある。この場合、回転側の軌道輪だけが上記鋼で形成
されている場合に比べて、静粛性は一層向上する。
In the rolling bearing of the present invention, both the inner and outer wheels and the rolling elements may be made of the above steel. In this case, the quietness is further improved as compared with the case where only the bearing ring on the rotation side is made of the above steel.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を、
図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below.
This will be described with reference to the drawings.

【0017】図1はこの発明を適用した玉軸受を示す。FIG. 1 shows a ball bearing to which the present invention is applied.

【0018】図1において、玉軸受(1) は、内輪(2)
と、外輪(3) と、内外両輪(2)(3)間に配置された複数の
玉(4) とよりなる。内輪(2) 、外輪(3) および玉(4)
は、それぞれC0.60〜0.80wt%、Si0.10
〜0.80wt%、Mn0.85〜1.25wt%およびC
r9.0〜14.0wt%を含み、残部Feおよび不可避
不純物からなる鋼、またはさらにMo0.20〜2.0
wt%を含む鋼で形成されている。
In FIG. 1, the ball bearing (1) is the inner ring (2).
And an outer ring (3), and a plurality of balls (4) arranged between the inner and outer wheels (2) and (3). Inner ring (2), outer ring (3) and balls (4)
Are C 0.60 to 0.80 wt% and Si 0.10, respectively.
~ 0.80 wt%, Mn 0.85-1.25 wt% and C
steel containing r9.0 to 14.0 wt% and the balance Fe and unavoidable impurities, or Mo 0.20 to 2.0.
It is made of steel containing wt%.

【0019】内外両輪(2)(3)および玉(4) は、たとえば
次の方法で製造される。すなわち、内外両輪(2)(3)は、
上記鋼よりなる棒材から内外両輪(2)(3)の形状に旋削し
た後、焼入温度1020〜1070℃、深冷処理温度−
60〜−80℃、焼戻し温度150〜180℃の条件で
熱処理を施し、さらに最終研摩仕上げを施すことにより
製造される。玉(4) は、上記鋼よりなる棒材を冷間鍛造
して球形に成形した後、内外両輪(2)(3)の場合と同様な
熱処理を施し、さらに最終研摩仕上げを施すことにより
製造される。
The inner and outer wheels (2) (3) and the balls (4) are manufactured, for example, by the following method. That is, the inner and outer wheels (2) (3) are
After turning from the bar made of the above steel into the shape of both inner and outer wheels (2) and (3), the quenching temperature is 1020 to 1070 ° C, and the deep treatment temperature is −
It is manufactured by heat treatment under the conditions of 60 to -80 ° C and tempering temperature of 150 to 180 ° C, and further subjected to final polishing finish. Balls (4) are manufactured by cold forging a bar made of the above steel into a spherical shape, then subjecting it to the same heat treatment as in the case of both inner and outer wheels (2) and (3), and then applying a final polishing finish. To be done.

【0020】[0020]

【実施例】以下、この発明の具体的実施例を比較例とと
もに示す。
EXAMPLES Specific examples of the present invention will be described below together with comparative examples.

【0021】[0021]

【表1】 表1に示す組成を有する8種類の鋼を用い、各鋼から内
外両輪(2)(3)および玉(4) を製造し、8種類の600番
系玉軸受(1) をつくった。内外両輪(2)(3)は、各鋼より
なる棒材から内外両輪(2)(3)の形状に旋削した後、焼入
温度1050℃、深冷処理温度−60℃、焼戻し温度1
65℃の条件で熱処理を施し、さらに最終研摩仕上げを
施すことにより製造した。玉(4) は、各鋼よりなる棒材
を冷間鍛造して球形に成形した後、内外両輪(2)(3)の場
合と同様な熱処理を施し、さらに最終研摩仕上げを施す
ことにより製造した。内外両輪(2)(3)および玉(4) の表
面硬さ(ロックウェルC硬さ(HRC) )および残留オース
テナイト量は、それぞれ表1に示す通りである。
[Table 1] Eight types of steel having the compositions shown in Table 1 were used to produce both inner and outer wheels (2), (3) and balls (4) from each steel, and eight types of No. 600 series ball bearings (1) were produced. Both inner and outer wheels (2) and (3) were turned from a bar made of each steel into the shape of both inner and outer wheels (2) and (3), then the quenching temperature was 1050 ° C, the cryogenic treatment temperature was -60 ° C, and the tempering temperature was 1
It was manufactured by performing a heat treatment at 65 ° C. and further performing a final polishing finish. The balls (4) are manufactured by cold forging a bar made of each steel into a spherical shape, then subjecting it to the same heat treatment as for the inner and outer wheels (2) and (3), and then applying a final polishing finish. did. The surface hardness (Rockwell C hardness (HRC)) and the amount of retained austenite of the inner and outer wheels (2) (3) and the ball (4) are shown in Table 1, respectively.

【0022】評価試験1 まず、各鋼からなる玉軸受(1) の内輪(2) にアーバーを
挿入し、スラスト方向の予圧を0.75kgf付与した
状態で外輪(3) を1800rpmの回転速度で回転さ
せ、アーバー内に組み込まれたピックアップにより音響
値を測定した。これを高温放置前音響値とする。そし
て、比較例3の鋼からなる玉軸受の音響値を1とした場
合の音響値比を求めた。ついで、図2に示す試験治具(1
0)に各鋼からなる2つの玉軸受(1) をセットした。試験
治具(10)は、ハウジング(11)と、スリーブ(12)と、圧縮
コイルばね(13)と、おねじ部(14a) 付きシャフト(14)
と、シャフト(14)のおねじ部(14a) にねじ嵌められるナ
ット(15)とよりなり、玉軸受(1)には、ナット(15)のね
じ込みにより、スリーブ(12)およびばね(13)を介して所
定のスラスト荷重が予圧として付与されるようになって
いる。そして、予圧としてスラスト荷重0.24C0
玉軸受(1) に付与し、この状態で80℃の恒温槽内に2
0時間保持した後、試験治具(10)から玉軸受(1) を外
し、上記と同じ方法で音響値を測定した。これを高温放
置後音響値とする。ついで、比較例3の鋼からなる玉軸
受の高温放置前音響値を1とした場合の音響値比を求め
た。ここで、C0 は玉軸受の静定格荷重を表す(以下も
同じ)。試験結果を図3に示す。
Evaluation test 1 First, an arbor was inserted into the inner ring (2) of the ball bearing (1) made of each steel, and the outer ring (3) was rotated at a speed of 1800 rpm with a preload of 0.75 kgf in the thrust direction. The sound value was measured by rotating and picking up in the arbor. This is the acoustic value before being left at high temperature. Then, the acoustic value ratio when the acoustic value of the ball bearing made of steel of Comparative Example 3 was set to 1 was obtained. Then, the test jig (1
Two ball bearings (1) made of each steel were set in (0). The test jig (10) consists of a housing (11), a sleeve (12), a compression coil spring (13), and a shaft (14) with an external thread (14a).
And a nut (15) that is screwed into the male thread (14a) of the shaft (14) .The ball bearing (1) is screwed into the sleeve (12) and the spring (13). A predetermined thrust load is applied as a preload via the. Then, as a preload, a thrust load of 0.24C 0 was applied to the ball bearing (1), and in this state, 2
After holding for 0 hour, the ball bearing (1) was removed from the test jig (10), and the acoustic value was measured by the same method as above. This is the acoustic value after being left at a high temperature. Next, the acoustic value ratio when the acoustic value before high temperature leaving of the ball bearing made of the steel of Comparative Example 3 was set to 1 was obtained. Here, C 0 represents the static load rating of the ball bearing (the same applies hereafter). The test results are shown in FIG.

【0023】図3から明らかなように、いずれの玉軸受
においても高温放置後音響値は高温放置前音響値よりも
大きくなっているものの、Mn含有量が0.70wt%お
よび0.80wt%である比較例1および3の玉軸受、な
らびにMn含有量が1.35wt%である比較例2の玉軸
受では高温放置後音響値が高温放置前音響値の約2倍と
なっているのに対し、Mn含有量が0.89〜1.23
wt%である実施例1〜5の玉軸受では高温放置後音響値
は比較例1〜3の約半分程度と小さいものであった。ま
た、比較例3の鋼からなる玉軸受の高温放置後の軌道輪
の軌道面には最大0.02μmの深さの圧痕が観察され
たが、実施例1〜5の鋼からなる玉軸受の高温放置後の
軌道輪の軌道面には圧痕は観察されなかった。このよう
な結果が得られた理由は、Mn含有量を多くすることに
より、軌道輪および玉を構成する鋼内の残留オーステナ
イトの一定荷重下での熱的安定性(一種のマイクロクリ
ープのような現象に対する抵抗)、ひいてはマルテンサ
イト相と残留オーステナイト相とからなる母相の一定荷
重下での熱的安定性が優れているからであると考えられ
る。なお、Mn含有量が1.35wt%である比較例2の
鋼からなる玉軸受において、高温放置後音響値が大きく
なっているのは、残留オーステナイト量が7.8vol %
と多く、母相における硬さの低い相の割合が増加したた
め摩耗や圧痕が発生し易くなったからであると考えられ
る。上述のように、この評価試験により、高温放置によ
る音響値の増大を比較例1〜3の場合と比べて小さくす
ることのできるMn含有量の適正値が存在することが分
かった。
As is clear from FIG. 3, the acoustic value after being left at high temperature is higher than the acoustic value before being left at high temperature in all ball bearings, but the Mn contents are 0.70 wt% and 0.80 wt%. Whereas in the ball bearings of Comparative Examples 1 and 3 and the ball bearing of Comparative Example 2 in which the Mn content is 1.35 wt%, the acoustic value after being left at high temperature is about twice the acoustic value before being left at high temperature. , Mn content is 0.89 to 1.23
In the ball bearings of Examples 1 to 5 with wt%, the acoustic value after being left at high temperature was as small as about half that of Comparative Examples 1 to 3. Further, although indentations having a maximum depth of 0.02 μm were observed on the raceway surface of the bearing ring of the ball bearing made of the steel of Comparative Example 3 after being left at a high temperature, the ball bearings made of the steel of Examples 1 to 5 were observed. No indentation was observed on the raceway surface of the bearing ring after being left at high temperature. The reason why these results were obtained is that by increasing the Mn content, the thermal stability of retained austenite in the steel forming the bearing ring and balls under a constant load (such as a kind of micro creep) It is considered that this is because the resistance to the phenomenon) and, by extension, the thermal stability of the parent phase composed of the martensite phase and the retained austenite phase under a constant load is excellent. In the ball bearing made of the steel of Comparative Example 2 having a Mn content of 1.35 wt%, the acoustic value after being left at a high temperature is large because the retained austenite amount is 7.8 vol%.
It is considered that this is because the proportion of the low hardness phase in the matrix phase increased, so that abrasion and indentation were likely to occur. As described above, this evaluation test revealed that there is an appropriate value of the Mn content that can reduce the increase in the acoustic value due to being left at high temperature as compared with the cases of Comparative Examples 1 to 3.

【0024】評価試験2 上記評価試験1と同様に、表1に示す各鋼からなる2つ
の玉軸受(1) を図2に示す試験治具(10)にセットし、両
玉軸受(1) に0.24C0 のスラスト荷重を予圧として
付与し、恒温槽内において雰囲気温度60℃、回転速度
3200rpmでシャフト(14)を100時間回転させ
た。その後、玉軸受(1) を試験治具(10)から外し、上記
評価試験1と同じ方法で音響値を測定した。これを回転
後音響値とする。ついで、比較例3の鋼からなる玉軸受
の上記評価試験1の高温放置前音響値を1とした場合の
音響値比を求めた。なお、上記評価試験1における高温
放置前音響値は、回転前の音響値と同じ値である。試験
結果を図4に示す。
Evaluation Test 2 Similar to Evaluation Test 1 above, two ball bearings (1) made of each steel shown in Table 1 were set on the test jig (10) shown in FIG. A thrust load of 0.24 C 0 was applied as a preload to the shaft, and the shaft (14) was rotated for 100 hours in an oven at an ambient temperature of 60 ° C. and a rotation speed of 3200 rpm. Then, the ball bearing (1) was removed from the test jig (10), and the acoustic value was measured by the same method as in the above evaluation test 1. This is the acoustic value after rotation. Next, the acoustic value ratio of the ball bearing made of the steel of Comparative Example 3 when the acoustic value before high temperature standing in the above evaluation test 1 was set to 1 was determined. The acoustic value before being left at high temperature in the evaluation test 1 is the same as the acoustic value before rotation. The test results are shown in FIG.

【0025】図4から明らかなように、Mn含有量が
0.89〜1.23wt%である実施例1〜5の玉軸受で
は回転試験による音響値の変化はほとんど見られなかっ
た。一方、Mn含有量が0.70wt%および0.80wt
%である比較例1および3の玉軸受、ならびにMn含有
量が1.35wt%である比較例2の玉軸受では回転後音
響値は回転前音響値の約30%程度増大していた。この
ような結果が得られた理由は、Mn含有量を多くするこ
とにより、軌道輪を玉が通過することによる繰返し応力
負荷に起因する残留オーステナイトの分解が抑制され、
軌道面の表面精度の劣化が起こらなかったからであると
考えられる。すなわち、これもMn含有量を多くするこ
とにより残留オーステナイトの熱的安定性が高まった効
果の1つである。
As is clear from FIG. 4, in the ball bearings of Examples 1 to 5 in which the Mn content was 0.89 to 1.23 wt%, almost no change in the acoustic value due to the rotation test was observed. On the other hand, the Mn contents are 0.70 wt% and 0.80 wt%
%, The ball bearings of Comparative Examples 1 and 3 and the ball bearing of Comparative Example 2 having a Mn content of 1.35 wt% had a post-rotation acoustic value increased by about 30% of the pre-rotation acoustic value. The reason why such a result was obtained is that by increasing the Mn content, decomposition of retained austenite due to cyclic stress loading caused by balls passing through the bearing ring is suppressed,
It is considered that this is because the surface precision of the raceway surface did not deteriorate. That is, this is also one of the effects of increasing the thermal stability of retained austenite by increasing the Mn content.

【0026】また、Mn含有量を増加させることによ
り、硬さが高くなることが知られている(「鉄鋼と合金
元素(上)」、P488、日本学術振興会製鋼第19委
員会編、1971年誠文堂新光社発行)。このため、一
定の必要硬さを得るためにより高い温度での焼戻しが可
能となる。つまり、Mn含有量を増加させると、より高
い温度まで組織変化が少ないことになる。評価試験2で
は、玉と軌道輪との接触面近傍は試験中相当な温度上昇
があるものと推定され、この温度上昇による組織変化で
表面精度が劣化し、これが試験後の音響値の劣化につな
がるのであるが、Mn含有量を多くすると、このような
表面精度の劣化に起因する音響値の劣化も抑制される。
なお、Mn含有量が1.35wt%である比較例2の鋼か
らなる玉軸受において、回転後音響値が大きくなってい
るのは、残留オーステナイト量が7.8vol %と多く、
硬さの低い相の割合が増加したため摩耗や圧痕が発生し
易くなったからであると考えられる。
Further, it is known that the hardness is increased by increasing the Mn content ("Steel and alloy elements (above)", P488, Japan Society for the Promotion of Science, Steelmaking 19th Committee, 1971). Issued by Seibundo Shinkosha). Therefore, tempering at a higher temperature is possible to obtain a certain required hardness. That is, when the Mn content is increased, the microstructural change is small up to a higher temperature. In the evaluation test 2, it is estimated that the temperature near the contact surface between the ball and the bearing ring rises considerably during the test, and the surface accuracy deteriorates due to the microstructure change due to this temperature rise, which causes the deterioration of the acoustic value after the test. However, if the Mn content is increased, the deterioration of the acoustic value due to the deterioration of the surface accuracy is also suppressed.
In the ball bearing made of the steel of Comparative Example 2 having a Mn content of 1.35 wt%, the acoustic value after rotation was large because the retained austenite amount was as high as 7.8 vol%,
It is considered that this is because the proportion of low hardness phase was increased, so that abrasion and indentation were easily generated.

【0027】評価試験3 表1に示す各鋼からなる玉軸受に、スラスト荷重を0〜
0.8C0 kgfの範囲で約5kgfずつ増加させて負
荷し(各荷重における負荷時間は10秒である)、各負
荷荷重での玉軸受の音響値を上記評価試験1と同様にし
て測定した。そして、各負荷荷重において、比較例3の
鋼からなる玉軸受のスラスト荷重が0である場合の音響
値を1としたときの音響値比を求めた。その結果を図5
に示す。
Evaluation Test 3 A ball bearing made of each steel shown in Table 1 is loaded with a thrust load of 0 to
The load was increased by about 5 kgf in the range of 0.8 C 0 kgf (the load time at each load was 10 seconds), and the acoustic value of the ball bearing at each load was measured in the same manner as in Evaluation Test 1 above. . Then, at each load, the acoustic value ratio was calculated when the acoustic value when the thrust load of the steel ball bearing of Comparative Example 3 was 0 was set to 1. The result is shown in FIG.
Shown in

【0028】図5から明らかなように、Mn含有量0.
89〜1.23wt%である実施例1〜5の玉軸受では、
音響値はスラスト荷重が0.6C0 まではあまり変化せ
ず、0.7C0 以上で高くなり始めた。一方、Mn含有
量が0.70wt%および0.80wt%である比較例1お
よび3の玉軸受、ならびにMn含有量が1.35wt%で
ある比較例2の玉軸受では0.2〜0.3C0 のスラス
ト荷重で既に音響値が高くなり始めた。このように、音
響値の耐荷重性についてもMn含有量の適正値が存在す
ることが分かった。耐荷重性に及ぼすMn含有の効果に
付いては、固溶硬化と残留オーステナイト自身の加工硬
化率増大で説明できる。なお、Mn含有量が1.35wt
%である比較例2の鋼からなる玉軸受において、回転後
音響値が大きくなっているのは、残留オーステナイト量
が7.8vol %と多く、硬さの低い相の割合が増加した
ため摩耗や圧痕が発生し易くなったからであると考えら
れる。
As is apparent from FIG. 5, the Mn content of 0.
In the ball bearings of Examples 1 to 5, which are 89 to 1.23 wt%,
The acoustic value did not change so much until the thrust load was 0.6 C 0 , and started to increase at 0.7 C 0 or higher. On the other hand, in the ball bearings of Comparative Examples 1 and 3 having Mn contents of 0.70 wt% and 0.80 wt% and the ball bearing of Comparative Example 2 having Mn content of 1.35 wt%, 0.2 to 0. The acoustic value has already begun to increase with a thrust load of 3C 0 . Thus, it was found that there is an appropriate value for the Mn content with respect to the load bearing capacity of the acoustic value. The effect of Mn content on load bearing can be explained by solid solution hardening and increase in work hardening rate of retained austenite itself. The Mn content is 1.35 wt.
%, The acoustic value after rotation is large in the ball bearing made of the steel of Comparative Example 2, which is 7.8 vol% of retained austenite, and the proportion of low hardness phase increases, resulting in wear and indentation. It is considered that this is because the occurrence of the phenomenon becomes easier.

【0029】評価試験4 表1に示す8種類の鋼のうち実施例3および比較例3の
鋼からそれぞれ試験片を形成し、JIS Z2371の塩水
噴霧試験およびJIS K2246の湿潤試験を行ない、発
錆部の面積率を測定することにより耐食性を調べた。試
験条件は表2に示す通りである。
Evaluation Test 4 Of the eight types of steel shown in Table 1, test pieces were formed from the steels of Example 3 and Comparative Example 3, respectively, and subjected to a JIS Z2371 salt spray test and a JIS K2246 wetting test to rust. The corrosion resistance was examined by measuring the area ratio of the parts. The test conditions are as shown in Table 2.

【0030】[0030]

【表2】 塩水噴霧試験の結果を表3に示す。[Table 2] The results of the salt spray test are shown in Table 3.

【0031】[0031]

【表3】 表3から明らかなように、実施例3の鋼からなる試験片
と比較例3の鋼からなる試験片とは、発錆部の面積率が
ほぼ同じであり、両者の耐食性は同等であることが分か
る。
[Table 3] As is clear from Table 3, the test piece made of the steel of Example 3 and the test piece made of the steel of Comparative Example 3 have almost the same area ratio of the rusted portion and have the same corrosion resistance. I understand.

【0032】また、湿潤試験の結果、実施例3の鋼から
なる試験片と比較例3の鋼からなる試験片には、発錆は
認められず、耐食性は両者で同等であると判断される。
Further, as a result of the wet test, no rusting was observed in the test piece made of the steel of Example 3 and the test piece made of the steel of Comparative Example 3, and it was judged that the corrosion resistance was the same for both. .

【0033】評価試験5 表1に示す8種類の鋼のうち実施例3および比較例3の
鋼からそれぞれ円筒ころを形成するとともに、上記評価
試験1における内外両輪および玉の製造のさいの熱処理
条件と同様な条件で熱処理を施した。その表面硬さは表
1と同様である。そして、転がり寿命試験機を用いて表
4に示す条件で転がり寿命試験を行なった。円筒ころに
は、上下ロールおよび負荷ころを介してコイルばねによ
り荷重を与えた。また、円筒ころは、電動モータで駆動
ロールを回転させることにより回転させた。その結果を
図6に示す。
Evaluation test 5 Of the eight types of steel shown in Table 1, cylindrical rollers were formed from the steels of Example 3 and Comparative example 3, respectively, and heat treatment conditions for manufacturing both the inner and outer wheels and balls in the above evaluation test 1 were used. The heat treatment was performed under the same conditions as in. The surface hardness is the same as in Table 1. Then, a rolling life test was conducted under the conditions shown in Table 4 using a rolling life tester. A load was applied to the cylindrical roller by a coil spring via upper and lower rolls and a load roller. The cylindrical roller was rotated by rotating the drive roll with an electric motor. FIG. 6 shows the result.

【0034】[0034]

【表4】 図6から明らかなように、実施例3の鋼からなる円筒こ
ろと比較例3の鋼からなる円筒ころとは、L10寿命がほ
ぼ同じであり、転がり寿命については両者で同等である
と判断される。
[Table 4] As is clear from FIG. 6, the cylindrical roller made of the steel of Example 3 and the cylindrical roller made of the steel of Comparative Example 3 have almost the same L 10 life, and it is determined that the rolling life is the same for both. To be done.

【0035】[0035]

【発明の効果】この発明の転がり軸受によれば、上述の
ように、Mn含有量を、新たに見出だされた適正値にす
ることにより、十分に音響特性を高めることができる。
したがって、転がり軸受の静粛性が、従来のものに比べ
て向上する。しかも、耐食性、転がり寿命、表面硬さ等
は、従来のものと同等である。
According to the rolling bearing of the present invention, as described above, the acoustic characteristics can be sufficiently enhanced by setting the Mn content to the newly found proper value.
Therefore, the quietness of the rolling bearing is improved as compared with the conventional one. Moreover, the corrosion resistance, rolling life, surface hardness, etc. are the same as conventional ones.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の実施形態を示す玉軸受の部分拡大縦
断面図である。
FIG. 1 is a partially enlarged vertical sectional view of a ball bearing showing an embodiment of the present invention.

【図2】評価試験に用いられる試験治具に玉軸受をセッ
トした状態を示す縦断面図である。
FIG. 2 is a vertical cross-sectional view showing a state in which a ball bearing is set on a test jig used for an evaluation test.

【図3】評価試験1の結果を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the results of evaluation test 1.

【図4】評価試験2の結果を示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing the results of evaluation test 2.

【図5】評価試験3の結果を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the results of evaluation test 3.

【図6】評価試験5の結果を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing the results of evaluation test 5.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1) 玉軸受 (2) 内輪 (3) 外輪 (4) 玉 (1) Ball bearing (2) Inner ring (3) Outer ring (4) Ball

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内外両輪および内外両輪間に配置された
複数の転動体を備えた転がり軸受であって、 内外両輪および転動体のうち少なくとも回転側の軌道輪
が、C0.60〜0.80wt%、Si0.10〜0.8
0wt%、Mn0.85〜1.25wt%およびCr9.0
〜14.0wt%を含み、残部Feおよび不可避不純物か
らなる鋼で形成されている転がり軸受。
1. A rolling bearing provided with both inner and outer wheels and a plurality of rolling elements arranged between both inner and outer wheels, wherein at least the rotation-side bearing ring of both the inner and outer wheels and rolling elements has a C0.60 to 0.80 wt. %, Si 0.10 to 0.8
0 wt%, Mn 0.85-1.25 wt% and Cr 9.0
A rolling bearing made of steel containing ˜14.0 wt% and the balance Fe and unavoidable impurities.
【請求項2】 内外両輪および転動体のうち少なくとも
回転側の軌道輪を形成する鋼が、さらにMoを0.20
〜2.0wt%含んでいる請求項1記載の転がり軸受。
2. The steel forming at least the rotation-side bearing ring of both the inner and outer wheels and the rolling elements further contains 0.20 Mo.
The rolling bearing according to claim 1, wherein the rolling bearing contains ˜2.0 wt%.
【請求項3】 鋼の残留オーステナイト量が7vol %以
下とされている請求項1または請求項2記載の転がり軸
受。
3. The rolling bearing according to claim 1, wherein the retained austenite amount of steel is 7 vol% or less.
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