轴承部件、滚动轴承以及轴承部件的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轴承部件、滚动轴承以及轴承部件的制造方法，更具体涉及即使在其 严苛的使用环境中仍能确保高度耐久性的轴承部件、滚动轴承以及轴承部件的制造方法。
【背景技术】
[0002] 作为提高轴承部件耐久性的措施，在淬火之前将碳和氮引入轴承部件表面层 部分的碳氮共渗处理是已知的[参见例如日本专利公开第5-118336号（PTD 1)和第 2012-31456号（PTD 2)]。已知该碳氮共渗处理提高了滚动轴承的滚动疲劳寿命，特别是滚 动轴承在硬质异物会侵入滚动轴承的环境（异物侵入环境）中的寿命。碳氮共渗处理是这 样一种处理方法，即在包含氨气、一氧化碳、二氧化碳和氢气的气氛中将钢制轴承部件加热 到Al转变温度以上的温度范围，从而将碳引入轴承部件的表面层部分，或者将氮引入表面 层部分，同时抑制表面层部分脱碳。
[0003] 关于此碳氮共渗处理，有人提出调整下式（1)定义的a。*和下式（2)定义的α，从 而将表面层部分的碳浓度保持在合适水平，并提高氮的引入速率，由此提高碳氮共渗处理 的效率[参见例如日本专利公开第2007-277648号（PTD 3)]。 L0009J 参=考又献列农
【主权项】
1. 一种由钢制成的轴承部件，所述钢包含0. 95质量％以上至I. 10质量％以下的碳， 0. 05质量％以上至低于0. 3质量％的娃，0. 10质量％以上至0. 50质量％以下的猛，以及 1. 30质量％以上至2. 00质量％以下的铬，余量为铁和杂质，其中 表面层区域具有0. 2质量％以上至0. 7质量％以下的平均氮浓度，所述表面层区域限 定为从所述轴承部件与另一部件滚动接触的接触表面延伸到不超过20ym深度的区域；以 及 在所述表面层区域中，每100Um2存在5个以上直径为0. 5ym以下的碳化物。
2. 如权利要求1所述的轴承部件，其特征在于，从表面延伸到不超过20ym深度的整个 区域的平均氮浓度为〇. 7质量％以下。
3. 如权利要求1或2所述的轴承部件，其特征在于，所述接触表面具有700HV以上的硬 度。
4. 如权利要求1-3中任一项所述的轴承部件，其特征在于，所述接触表面具有20体 积％以上至35体积％以下的残留奥氏体。
5. 如权利要求1-4中任一项所述的轴承部件，其特征在于，整个轴承部件中残留奥氏 体的平均数量为18体积％以下。
6. 如权利要求1-5中任一项所述的轴承部件，其特征在于，轴承部件硬度的最大值与 最小值之差为130HV以上，该差值由硬度分布确定，所述硬度分布在轴承部件于500°C保持 1小时后，在垂直于所述接触表面的横截面中沿深度方向测得。
7. 如权利要求1-6中任一项所述的轴承部件，其特征在于， 在所述表面层区域中形成碳氮共渗层；以及 在未形成所述碳氮共渗层的区域中，析出物的面积比为7%以下。
8. 如权利要求1-7中任一项所述的轴承部件，其特征在于，在所述接触表面以外的表 面中存在析出物。
9. 如权利要求1-8中任一项所述的轴承部件，其特征在于，所述表面层区域通过进行 碳氮共渗处理而发生氮化，使得式（1)定义的a。*为0. 88以上至1. 27以下，式（2)定义的 a为0. 012以上至0. 020以下：
其中Pn是未分解的氨气的分压，PH是氢气分压。
10. 如权利要求1-9中任一项所述的轴承部件，其特征在于， 所述表面层区域通过在820°C以上至900°C以下的温度下进行碳氮共渗处理而发生氮 化；以及 在所述碳氮共渗处理之后，在170°C以上至220°C以下的温度下进行回火处理。
11. 一种滚动轴承，它包含： 座圈组件；以及 设置成与所述座圈组件接触的滚动元件，其中 所述座圈组件和所述滚动元件中的至少一个是权利要求1-10中任一项所述的轴承部 件。
12. -种制造轴承部件的方法，它包括以下步骤： 制备钢制成形体，所述钢包含〇. 95质量％以上至1. 10质量％以下的碳，0. 05质量％以 上至低于0. 3质量％的娃，0. 10质量％以上至0. 50质量％以下的猛，以及1. 30质量％以上 至2. 00质量％以下的铬，余量为铁和杂质； 通过在包含氨气、一氧化碳、二氧化碳和氢气的碳氮共渗气氛中将所述成形体加热到 碳氮共渗温度来对所述成形体进行碳氮共渗处理；以及 通过在包含氨气、一氧化碳、二氧化碳和氢气的扩散气氛中将经过碳氮共渗处理的成 形体保持在等于或低于所述碳氮共渗温度的扩散温度下，在所述成形体中扩散氮； 所述碳氮共渗气氛具有设定为〇. 88以上至1. 27以下的a。*和设定为0. 012以上至 0. 020以下的a，所述扩散气氛具有设定为〇. 88以上至1. 27以下的a。*和设定为0. 003以 上至0.012以下的a，其中所述a。*和所述a分别由式（1)和式（2)定义：
其中Pn是未分解的氨气的分压，PH是氢气分压。
13. 如权利要求12所述的制造轴承部件的方法，进一步包括在所述成形体中扩散氮的 所述步骤之后进行回火处理的步骤，即将所述成形体加热到170°C以上至220°C以下的温 度范围，然后冷却所述成形体。
【专利摘要】用钢制备各自用作轴承部件的外圈(11)、内圈(12)和滚珠(3)，所述钢包含0.95质量％以上至1.10质量％以下的碳，0.05质量％以上至低于0.3质量％的硅，0.10质量％以上至0.50质量％以下的锰，以及1.30质量％以上至2.00质量％以下的铬，余量为铁和杂质。从外圈滚道表面(11A)、内圈滚道表面(12A)和滚珠滚动表面(13A)延伸不超过20μm深度的区域限定为表面层区域(11B、12B、13B)，它具有0.2质量％以上至0.7质量％以下的平均氮浓度，其中所述表面各自是轴承部件与另一部件滚动接触的表面。在表面层区域(11B、12B、13B)中，每100μm2存在5个以上直径为0.5μm以下的碳化物。
【IPC分类】F16C33-62, C23C8-32, C21D1-06, C22C38-00, C21D9-40, F16C33-64, F16C33-56, F16C19-22, C23C8-80, C21D1-76, F16C19-02, C22C38-18
【公开号】CN104718305
【申请号】CN201380053951
【发明人】佐藤大介, 大木力
【申请人】Ntn株式会社
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2013年10月16日
【公告号】EP2910657A1, WO2014061699A1