軸承部件和滾動(dòng)軸承的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及軸承部件和滾動(dòng)軸承，具體來(lái)說(shuō)，設(shè)及其表面內(nèi)形成有碳氮共滲層的 軸承部件W及包括該軸承部件的滾動(dòng)軸承。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)上業(yè)已定性地知道，碳氮共滲處理對(duì)于延長(zhǎng)滾動(dòng)軸承的滾動(dòng)接觸疲勞壽命是 有效的（例如，參見日本專利特開平第6-341441號(hào)（PTD1)化及HyojiroKur油e等人所著 的"高溫下滲碳或碳氮共滲1%銘鋼的滾動(dòng)疲勞特性（Rolling化tigue化aracteristics ofCarburizedorCarbonitrided}端CrSteelatElevatedTemperatures)"，《鐵和鋼 (IronandSteel)》，第^--卷（1967)，第 1305-1308 頁(yè)（NPD1))。此外，近年來(lái)，已經(jīng)變得 很明確的是，碳氮共滲處理在評(píng)估滾動(dòng)軸承的壓痕起點(diǎn)型剝落壽命的方法中也是有效的， 該方法是更加量化的方法（例如，參見日本專利特開平第2009-229288號(hào)（PTD2))。還已經(jīng) 變得明確是，如果產(chǎn)品最上表面內(nèi)的氮濃度不低于0. 1質(zhì)量％ (即質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0. 1% )， 則壽命會(huì)延長(zhǎng)到運(yùn)樣的程度：即，可靠地識(shí)別出該滲氮部分與非滲氮部分在統(tǒng)計(jì)上的顯著 差別。此外，還業(yè)已發(fā)現(xiàn)，如果確保產(chǎn)品最上表面（滾道表面或滾動(dòng)表面）內(nèi)的氮濃度不低 于0. 4質(zhì)量％，則與不低于0. 1質(zhì)量％的情形相比，壽命進(jìn)一步延長(zhǎng)（例如，參見化化ara 化ki等人所著的"用按受控表面氮含量進(jìn)行碳氮共滲的SUJ2鋼的人造凹痕來(lái)評(píng)價(jià)刮擦接 角蟲疲勞壽命巧stimationofScratchedContactFatigueLifewithArtificialDent ofSUJ2SteelCarbonitridedtoControlled如;rface化trogenContent)"，《鐵和鋼》， 第95卷（2009)，第695-703號(hào)（NPD2))。因此，如果能夠提供滾動(dòng)軸承的能保證在產(chǎn)品最 上面表面內(nèi)具有不低于0. 4質(zhì)量％的氮濃度的部分，則更可靠地保證滾動(dòng)軸承的安全性， 由此提供大的社會(huì)益處。
[0003] 然而，目前，鋼中的氮濃度只可通過(guò)采用諸如EPMA(電子探針顯微分析儀）和 GDS(輝光放電光譜儀）的分析設(shè)備實(shí)施的方法來(lái)進(jìn)行量化，如此的方法需要大量的人工 時(shí)。因此，如果采納如此的方法用于質(zhì)量保證，則滾動(dòng)軸承變得非常昂貴，運(yùn)是不實(shí)際的。
[0004] 此外，描述了定性地評(píng)價(jià)滲氮程度的方法（例如，參見化uichiWatan油e等人 所著的"碳氮共滲銘合金鋼回火過(guò)程中氮含量對(duì)微結(jié)構(gòu)和抗軟化性的影響巧ffectsof NitrogenContentonMicrostructureandResistancetoSofteningduringTempering ofCarbo-化tridedQiromiumAlloySteels)"，《熱處理》，第 40 卷（2000)，第 18-24 頁(yè) (NPD3))，該方法利用了W下特征，當(dāng)?shù)呀?jīng)進(jìn)入鋼內(nèi)時(shí)，高溫回火后的硬度變得高于非滲 氮部分的硬度。此外，還提出了一種提供滾動(dòng)軸承部件的方法，其通過(guò)使用上述特征來(lái)測(cè) 量高溫回火之后截面硬度分布，來(lái)確保在產(chǎn)品最上表面內(nèi)具有不低于0. 1質(zhì)量％的氮濃度 (例如，參見日本專利特開平第2011-209021號(hào)（PTD3))。 陽(yáng)00引 引用清單
[0006] 專利文獻(xiàn)
[0007] PTD1 :日本專利特開平第6-341441號(hào)
[0008] PTD2 :日本專利特開平第2009-229288號(hào)
[0009] PTD3 :日本專利特開平第2011-209021號(hào)
[0010] 非專利文獻(xiàn) W11]NPD1 :Hyoji;roKur油e等人所著的"高溫下滲碳或碳氮共滲1%銘鋼的滾動(dòng)疲勞 特性"，《鐵和鋼》，第11卷（1967)，第1305-1308頁(yè)
[0012] NPD2 :化化ara化ki等人所著的"用按受控表面氮含量進(jìn)行碳氮共滲的SUJ2鋼 的人造壓痕來(lái)評(píng)價(jià)刮擦接觸疲勞壽命"，《鐵和鋼》，第.95卷（2009)，第695-703頁(yè)
[0013] NPD3:YouichiWatan油e等人所著的"碳氮共滲銘合金鋼回火過(guò)程中氮含量對(duì)微 結(jié)構(gòu)和抗軟化性的影響，《熱處理》，第40卷（2000)，第18-24頁(yè)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 技術(shù)問(wèn)題
[0015] 根據(jù)W上描述的在PTD3中提出的方法，可W確保產(chǎn)品最上表面內(nèi)的氮濃度不低 于0. 1質(zhì)量％，而難于確保更高的氮濃度。因此，從確保滾動(dòng)軸承內(nèi)較高安全度的觀點(diǎn)來(lái) 看，需要提供確保具有較高氮濃度的軸承部件。
[0016] 鑒于上述的問(wèn)題，制造成本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種軸承部件W及包 括該軸承部件的滾動(dòng)軸承，該軸承部件定量地確保具有比傳統(tǒng)軸承部件高的氮濃度。
[0017] 解決該問(wèn)題的方案
[0018] 根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的軸承部件是運(yùn)樣的軸承部件，其是根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)SUJ2制造 的且具有形成在其表面內(nèi)的碳氮共滲層。在該軸承部件內(nèi)，在500°C的加熱溫度下持續(xù)一小 時(shí)時(shí)間進(jìn)行熱處理之后，在距該表面深度為0.02XT+0. 175(mm)的位置處的維氏硬度比在 忍部處的維氏硬度高80HVW上，該忍部是在軸承部件的厚度方向上不形成碳氮共滲層的 區(qū)域，其中，T代表形成碳氮共滲層的碳氮共滲處理的時(shí)間。
[0019] 通過(guò)利用如下的事實(shí)，傳統(tǒng)的軸承部件可確保在表面內(nèi)的氮濃度為0. 1質(zhì)量％ :在 經(jīng)受上述熱處理（在500°C的加熱溫度下持續(xù)一小時(shí)時(shí)間）的碳氮共滲層內(nèi)的維氏硬度和 氮濃度之間存在著關(guān)聯(lián)，并且由于上述的熱處理，氮濃度分布朝向厚度方向向內(nèi)部遷移預(yù) 定的距離化03mm)。目P，根據(jù)該位置處的氮濃度（即，在進(jìn)行上述熱處理之前，該表面內(nèi)的 氮濃度），與在忍部處的維氏硬度相比，距離經(jīng)受如上所述熱處理的表面深度為0. 03 (mm) 的位置處的維氏硬度得W提高預(yù)定值，所述忍部是未形成有碳氮共滲層的區(qū)域。因此，通過(guò) 在進(jìn)行上述熱處理之前，預(yù)先根據(jù)軸承部件表面內(nèi)設(shè)計(jì)的氮濃度，為上述熱處理會(huì)造成的 維氏硬度提高量設(shè)定參考值，并通過(guò)確定在距經(jīng)受如上所述熱處理的表面深度為0. 03 (mm) 的位置處的維氏硬度測(cè)量值和在忍部處的維氏硬度測(cè)量值之間的差是否滿足參考值（即， 差值是否大于參考值），則可確定該軸承部件表面內(nèi)的氮濃度是否在設(shè)計(jì)的氮濃度（0. 1質(zhì) 量％ )W上。
[0020] 然而，當(dāng)?shù)獫舛忍幱?. 1質(zhì)量％W下的范圍內(nèi)時(shí)，碳氮共滲層內(nèi)維氏硬度和氮濃 度之間的上述關(guān)聯(lián)很強(qiáng)，而當(dāng)?shù)獫舛忍幱诖笥?. 1質(zhì)量％的范圍內(nèi)時(shí)，該關(guān)聯(lián)相對(duì)較弱。因 此，在傳統(tǒng)的軸承部件內(nèi)，難于確保表面內(nèi)氮濃度在0.4質(zhì)量％W上。
[0021] 因此，通過(guò)利用如下的事實(shí)，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明：氮濃度為0.06 質(zhì)量％的深度位置和氮濃度為0.4質(zhì)量％的深度位置之間的距離用0.02XT+0. 145 (mm) 來(lái)代表（T:碳氮共滲處理的時(shí)間），并且當(dāng)?shù)獫舛忍幱?. 1質(zhì)量％W下的范圍內(nèi)時(shí)，上述 的關(guān)聯(lián)很強(qiáng)，而由于上述的熱處理，氮濃度分布沿厚度方向遷移0. 03 (mm)?；谏鲜龅年P(guān) 聯(lián)，對(duì)應(yīng)于0. 06質(zhì)量％的氮濃度的維氏硬度的提高量是80AHV。因此，通過(guò)確定距表面深 度為0. 02XT+0. 175(mmH〇. 02XT+0. 145+0. 03mm)的位置處的維氏硬度測(cè)量值和忍部處 的維氏硬度測(cè)量值之間的差是否在作為參考值的80AHVW上，則可確保在距表面深度為 0. 02XT+0. 145(mm)的位置處的氮濃度在上述熱處理之前在0. 06mass%W上，并且由此， 可W確保表面內(nèi)的氮濃度在0.4質(zhì)量％^上。因此，根據(jù)如本發(fā)明的一個(gè)方面的軸承部件， 可提供運(yùn)樣的軸承部件，即，該軸承部件定量地確保具有比傳統(tǒng)的軸承部件的氮濃度高的 氮濃度。
[0022] 在該軸承部件內(nèi)，碳氮共滲處理的時(shí)間可在4小時(shí)W上且10小時(shí)W下。此外，碳氮 共滲處理的時(shí)間可在6小時(shí)W上且8小時(shí)W下。當(dāng)碳氮共滲處理的時(shí)間在4小時(shí)W上且10 小時(shí)W下時(shí)，距表面深度在0.26 (mm)W上且0.38 (mm)W下的位置處的維氏硬度比在忍部 處的維氏硬度高80HVW上。當(dāng)碳氮共滲處理的時(shí)間在6小時(shí)W上且8小時(shí)W下時(shí)，距表面 深度在0.3(mm)W上且〇.34(mm)W下的位置處的維氏硬度比在忍部處的維氏硬度高80HV 社。
[0023] 如果碳氮共滲處理的時(shí)間少于4小時(shí)，則碳氮共滲層會(huì)不是較深地形成，因此，當(dāng) 在熱處理之后需要研磨余量時(shí)，難于設(shè)定表面內(nèi)的氮濃度在0. 4質(zhì)量％ ^上。在另一方面， 如果碳氮共滲處理的時(shí)間超過(guò)10小時(shí)，則剩余奧氏體量變得過(guò)多，且軸承部件可能具有較 低的硬度，并且此外，軸承部件還隨著時(shí)間推移經(jīng)歷顯著的尺寸變化。因此，較佳地是，將碳 氮共滲處理的時(shí)間合適地選擇在可確保軸承部件耐用性和尺寸穩(wěn)定性的范圍之內(nèi)（在4小 時(shí)W上且10小時(shí)W下）。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明另一方面的軸承部件是運(yùn)樣的軸承部件，即，其是根據(jù)JIS標(biāo)準(zhǔn)SUJ2 制造的且具有形成在其表面內(nèi)的碳氮共滲層。在該軸承部件內(nèi)，在用來(lái)形成碳氮共滲層的 碳氮共滲處理之后W及在表面研磨處理之前，在500°C的加熱溫度下持續(xù)一小時(shí)時(shí)間進(jìn)行 熱處理之后，在距表面深度為0.02XT