滚动部件的制造方法、滚动轴承的制造方法、滚动轴承的滚道部件以及滚动轴承的制作方法

专利名称：滚动部件的制造方法、滚动轴承的制造方法、滚动轴承的滚道部件以及滚动轴承的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滚动部件的制造方法、滚动轴承的制造方法、滚动轴承的
滚道部件以及滚动轴承，尤其涉及由含O. 7质量％以上的碳的钢形成的滚动 部件的制造方法、滚动轴承的制造方法、滚动轴承的滚道部件以及滚动轴 承。
背景技术：
一般而言，构成滚动轴承的滚动部件的材料广泛使用高碳铬轴承钢即 SUJ2 (JISG4805)等。另外，在使用由SUJ2那样的高碳钢形成的钢棒等坯料 来制造滚动部件时，大多是在对该坯料进行了热加工后实施球化退火，然后在 冷加工后实施淬火硬化。
下面说明以往的滚动部件和滚动轴承的制造方法的一例。参照图11，首 先，在工序(S111)中准备好由SUJ2那样的高碳钢形成的钢棒等坯料。接 着，在工序(S112)中将坯料切断后，并在工序(S113)中在大气中对被 切断的坯料进行热锻，由此来制作毛坯环。之后，在工序(S114A)中通过 将毛坯环在大气中加热至规定温度来实施球化退火。由此，毛坯环软化， 且构成毛坯环的钢的显微组织的状态改善，加工性(加工的容易性)提高。 接着，在工序(S116)中对该毛坯环进行冷锻，制作用于形成滚动轴承的 内圈和外圈的带台阶环。接着，在工序(S117)中使该带台阶环分离成内 圈部分和外圈部分，之后，在工序(S118A)中对内圈部分和外圈部分的整 个面进行旋削加工。由此来制作具有滚动轴承的内圈和外圈的概略形状的 成形环。
然后，该成形环在工序(S119)中进行淬火硬化，之后，在工序(S120)中实施回火，接着在工序(S121)中实施磨削加工等精加工。由此来完成 作为滚动部件的滚动轴承的内圈和外圈。接着，在工序(S122)中将该内 圈和外圈与另行准备好的滚动体等组合，从而完成滚动轴承。
在此，工序(S113)的热锻和工序(S114A)的退火是通过在大气中对 毛坯环进行加热来实施的。因此，会在毛坯环的表层部形成氧化铁层(氧 化皮)，并在氧化皮的正下方形成碳含量比内部低的脱碳层。此时，由于 形成氧化皮，毛坯环表面的凹凸变大。因此，在工序(S116)的冷锻时， 可能会发生毛坯环的表面被巻入内部的现象(内陷，日文法〈tt込^)。 一旦发生内陷，该部分便会成为完成后的滚动部件的缺陷，给耐久性带来 不良影响。另外，若表层部的碳含量因形成脱碳层而降低，则不仅无法通 过工序(S119)的淬火硬化来确保足够的硬度，而且还会在表层部残留拉 伸应力，给耐久性带来不良影响。
因此，在工序(S118A)中对被分离的带台阶环的整个面进行旋削加工， 将氧化皮、因其而引起的内陷以及脱碳层除去，避免因上述氧化皮和脱碳 层的形成而给滚动部件的耐久性带来不良影响。然而，在上述制造工序中， 由于对被分离的带台阶环的整个面进行旋削加工，因此不但加工工序数变 多，而且坯料的利用率下降，存在滚动部件和滚动轴承的制造成本上升的 问题。
下面说明以往的滚动部件和滚动轴承的制造方法的另一例。参照图12， 以往的滚动部件和滚动轴承的制造方法的另一例与参照图ll说明的以往的 滚动部件和滚动轴承的制造方法基本相同。不过，在图12的制造方法中， 作为工序(S114B)实施增碳退火来代替图11的制造方法中工序(S114A) 的在大气中进行的退火，通过对退火中氛围的碳势(Cp)值进行控制， 一边 对在工序(S113)中产生的脱碳层进行增碳一边进行退火。由此，脱碳层 在工序(S114B)中消失，从而不需要为了除去脱碳层而进行上述整个面旋 削。另外，代替图ll的工序(S118A)，实施工序(S118B)，仅对因形状 复杂等原因而很难用冷锻来成形的部位进行旋削加工。其结果是，可减少 被分离的带台阶环中的实施旋削加工的区域，可降低制造成本。此外，还提出了各种抑制脱碳层形成的方法或使形成的脱碳层消失的方法(日本专
利特开2002-285233号公报(专利文献1)、日本专利特开2003-194072 号公报(专利文献2)、日本专利特开平9-176740号公报(专利文献3) 以及日本专利特开平11-347673号公报(专利文献4))。
专利文献1:日本专利特开2002-285233号公报
专利文献2:日本专利特开2003-194072号公报
专利文献3:日本专利特开平9-176740号公报
专利文献4:日本专利特开平11-347673号公报
然而，参照上述图12说明的滚动部件的制造方法和专利文献1 4所 公开的制造方法虽然能防止因脱碳层而引起的问题，但不能在充分消除因 形成氧化皮而引起的问题的同时降低制造成本。

发明内容
本发明的一个目的在于，通过同时避免因形成脱碳层而引起的问题以 及因形成氧化皮而引起的问题并减少滚动部件的在热锻和退火后实施的旋 削加工等切削加工的实施区域，来提供一种可降低制造成本的滚动部件和 滚动轴承的制造方法。本发明的另一个目的在于，提供一种可同时避免因 形成脱碳层而引起的问题以及因形成氧化皮而引起的问题并降低制造成本 的滚动轴承的滚道部件和滚动轴承。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的滚动部件的制造方法包括钢制部件准备工序、热锻工序、切削 工序、以及冷锻工序。在钢制部件准备工序中，准备好由含0.7质量％以上 的碳的钢形成的钢制部件。在热锻工序中，通过对在钢制部件准备工序中准 备好的钢制部件进行热锻来制作第一锻造部件。切削工序中，通过对在热锻 工序中制作好的第一锻造部件进行切削加工将第一锻造部件的一部分除 去。在此，所谓第一锻造部件的一部分是指例如对在产品状态下不必形成 有凹凸的面除去氧化皮和脱碳层而言足够的区域(距离表面的深度为0.2mm 左右的区域)。在冷锻工序中，通过对在切削工序中进行了切削加工的第一锻造部件进行冷锻来制作第二锻造部件。另外，在冷锻工序后面的工序中 不对第二锻造部件的在切削工序中经切削加工后的部位进行切削加工。
采用本发明的滚动部件的制造方法，通过在切削工序中对第一锻造部件的 一部分进行切削加工，将该部分的氧化皮和脱碳层除去。在冷锻工序中，将第 一锻造部件的在切削工序中除去了氧化皮和脱碳层的部分成形成产品的形状 而成为第二锻造部件，之后，在滚动部件完成之前的工序中，不对该部分进 行切削加工。
艮P，在本发明的滚动部件的制造方法中，对于要进行制造的滚动部件 的形状中凹凸较少、与可通过冷锻而加工成该形状的部分相当的部分，在 实施冷锻前的具有较简单形状的第一锻造部件的阶段，通过对该部分进行旋 削加工将脱碳层和氧化皮除去。随后，通过在冷锻工序中实施冷锻，在该 部分消除了因脱碳层而引起的不充分的淬火硬化和拉伸应力的残留、因氧 化皮而引起的内陷的发生等问题的状态下成形成滚动部件的形状。因此， 该部分可通过实施磨削加工、超精加工等精加工来完成，从而无需在冷锻 工序后实施切削加工(同时复合成形)。
另一方面，对于滚动部件的因凹凸多等原因而很难通过冷锻加工成该 形状的部分，需要在冷锻工序后进行旋削加工等切削加工。对于这样的部 分，即使在冷锻后残留有内陷和脱碳层，也可通过在冷锻工序后面实施的 切削加工将它们除去。因此，在切削工序中，即使不对这样的部分进行切 削加工，也不会发生因形成脱碳层而引起的问题和因形成氧化皮而引起的 问题。
如上所述，采用本发明的滚动部件的制造方法，通过同时避免因形成 脱碳层而引起的问题以及因形成氧化皮而引起的问题并减少滚动部件的在 冷锻后实施的旋削加工等切削加工的实施区域，可降低制造成本。
在此，所谓切削加工是指利用刀具(车刀)对旋削加工等的被加工物 进行切除加工，并不包括磨削、研磨、超精加工等加工。
本发明的滚动轴承的制造方法包括制造滚道部件的滚道部件制造工 序、制造滚动体的滚动体制造工序、以及通过将在滚道部件制造工序中制造的滚道部件和在滚动体制造工序中制造的滚动体组合来装配滚动轴承的 装配工序。滚道部件制造工序通过上述滚动部件的制造方法来实施。
采用本发明的滚动轴承的制造方法，滚道部件制造工序通过可同时避 免因形成脱碳层而引起的问题以及因形成氧化皮而引起的问题并可降低制 造成本的上述滚动部件的制造方法来实施。因此，能制造一种滚道部件可 同时避免因形成脱碳层和氧化皮而引起的问题、并且能降低制造成本的滚 动轴承。
本发明的滚动轴承的滚道部件通过上述滚动部件的制造方法来制造。 采用本发明的滚动轴承的滚道部件，可提供一种能同时避免因形成脱碳层 和氧化皮而引起的问题、并能降低制造成本的滚动轴承的滚道部件。
本发明的圆锥滚子轴承的套圈通过上述滚动部件的制造方法来制造。 具有较简单形状的圆锥滚子轴承的套圈在冷锻后不需要进行切削加工的区
域大，通过利用上述滚动部件的制造方法进行制造，降低制造成本的效果 显著。
本发明的滚动轴承包括滚道部件、以及与滚道部件接触并配置在圆 环状的滚道上的多个滚动体。滚道部件是上述本发明的滚动轴承的滚道部 件。采用本发明的滚动轴承，可提供一种滚道部件可同时避免因形成脱碳 层和氧化皮而引起的问题、并且能降低制造成本的滚动轴承。
发明效果
由上面的说明可以明确，采用本发明的滚动部件和滚动轴承的制造方 法，通过同时避免因形成脱碳层而引起的问题以及因形成氧化皮而引起的 问题并减少滚动部件的在热锻和退火后实施的旋削加工等切削加工的实施 区域，可降低制造成本。另外，采用本发明的滚动轴承的滚道部件和滚动 轴承，可提供一种能同时避免因形成脱碳层而引起的问题以及因形成氧化 皮而引起的问题并降低制造成本的滚动轴承的滚道部件和滚动轴承。


图1是表示作为本发明一实施形态的包括滚动轴承的滚道部件的滚动轴承的圆锥滚子轴承的结构的概略剖视图。
图2是表示作为本发明另一实施形态的包括滚动轴承的滚道部件的滚动 轴承的深槽滚珠轴承的结构的概略剖视图。
图3是表示本发明一实施形态的滚动轴承的制造方法的概况的图。
图4是表示本发明一实施形态的滚动轴承的制造方法中的滚动部件的制
造方法的概况的图。
图5是表示作为滚动部件和滚动轴承的坯料的钢制部件的概略剖视图。
图6是表示在滚动部件和滚动轴承的制造方法中制作的作为第一锻造部 件的毛坯环的概略剖视图。
图7是表示在滚动部件和滚动轴承的制造方法中制作的作为第二锻造部 件的带台阶环的概略剖视图。
图8是比较例1的试验面附近的显微组织的光学显微镜照片。
图9是比较例2的试验面附近的显微组织的光学显微镜照片。
图10是本发明实施例的试验面附近的显微组织的光学显微镜照片。
图11是表示以往的滚动部件和滚动轴承的制造方法的一例的图。
图12是表示以往的滚动部件和滚动轴承的制造方法的另一例的图。 (符号说明)
1圆锥滚子轴承
2深槽滚珠轴承 .5钢制部件
6毛坯环
6A端面
6B内周面
6C端面表层部
6D内周表层部
7带台阶环
7A大环部
7B小环部11、 21外圈
11A、 21A外圈滚道面
12、 22内圈
12A、 22A内圈滚道面
12B内圈内周面
13滚子
14、 24保持架
23滚珠
90试验面
91内陷
具体实施例方式
下面参照附图对本发明的实施形态进行说明。在下面的附图中，对相同或 相当的部分标记相同的符号，不再赘述。
首先，对作为本发明一实施形态的滚动轴承的圆锥滚子轴承进行说明。
参照图1，圆锥滚子轴承1包括作为滚道部件的环状外圈11;配置在外 圈11内侧的作为滚道部件的环状内圈12;以及配置在外圈11与内圈12之间、 被圆环状的保持架14保持的作为滚动体的多个滚子13。在外圈11的内周面上 形成有外圈滚道面IIA，在内圈12的外周面上形成有内圈滚道面12A。外圈11 和内圈12配置成使内圈滚道面12A和外圈滚道面IIA彼此相对。多个滚子13 与内圈滚道面12A和外圈滚道面11A接触，并利用保持架14在周向上以规定 的间距进行配置，可自由滚动地保持在圆环状的滚道上。在该圆锥滚子轴承l 中，包含外圈滚道面11A的圆锥、包含内圈滚道面12A的圆锥以及包含滚子13 滚动时转轴的轨迹的圆锥各自的顶点相交于轴承中心线上的一点。采用上述结 构时，圆锥滚子轴承l的外圈ll和内圈12彼此可相对旋转。
在此，作为本实施形态的滚动轴承的滚道部件的外圏11和内圈12利 用后述本发明一实施形态的滚动部件的制造方法进行制造。其结果是，可 同时避免因形成脱碳层而引起的问题以及因形成氧化皮而引起的问题，并可降低制造成本。
下面对作为本发明另一实施形态的滚动轴承的深槽滚珠轴承进行说明。
参照图2，深槽滚珠轴承2基本上具有与参照图1说明的圆锥滚子轴
承1相同的结构。不过，深槽滚珠轴承2在滚道部件和滚动体的结构上与
圆锥滚子轴承l不同。即，深槽滚珠轴承2包括作为滚道部件的环状外圈 21;配置在外圈21内侧的作为滚道部件的环状内圈22;以及配置在外圈21 与内圈22之间、被圆环状的保持架24保持的作为滚动体的多个滚珠23。在外 圈21的内周面上形成有外圈滚道面21A，在内圈22的外周面上形成有内圈滚 道面22A。外圈21和内圈22配置成使内圈滚道面22A和外圈滚道面21A彼此 相对。多个滚珠23与内圈滚道面22A和外圈滚道面21A接触，并利用保持架 24在周向上以规定的间距进行配置，可自由滚动地保持在圆环状的滚道上。采 用上述结构时，深槽滚珠轴承2的外圈21和内圈22彼此可相对旋转。
在此，作为本实施形态的滚动轴承的滚道部件的外圈21和内圈22利 用后述本发明一实施形态的滚动部件的制造方法进行制造。其结果是，可 同时避免因形成脱碳层而引起的问题以及因形成氧化皮而引起的问题，并 可降低制造成本。
下面对本发明一实施形态的滚动部件和滚动轴承的制造方法进行说 明。下面，以上述本发明的滚动轴承的一实施形态即圆锥滚子轴承1为例 对制造方法进行说明，但对包括上述深槽滚珠轴承2在内的具有其它形状 的滚动部件和滚动轴承也可同样地进行制造。
参照图3，在作为本发明一实施形态的滚动轴承的圆锥滚子轴承1的 制造方法中，首先实施制造滚道部件的滚道部件制造工序以及制造滚动体 的滚动体制造工序。具体而言，在滚道部件制造工序中，制造作为滚动部 件的外圈11、内圈12等。另一方面，在滚动体制造工序中，制造滚子13
等o
另外，通过组合在滚道部件制造工序中制造的滚道部件以及在滚动体 制造工序中制造的滚动体，来实施装配圆锥滚子轴承1的装配工序。具体而言，例如通过组合外圈11、内圈12和滚子13、以及另行备好的保持架 14，来装配圆锥滚子轴承1。上述滚道部件制造工序例如利用下面的滚动部 件的制造方法来实施。
参照图4，在本实施形态的滚动部件的制造方法中，首先实施钢制部 件准备工序，准备好由含0.7质量％以上的碳的钢形成的钢制部件。钢制 部件准备工序包括准备好含0.7质量％以上的碳的钢棒等钢材的钢材准 备工序(S11)、以及通过将工序(S11)中准备好的钢材切断来制作钢制 部件的切断工序。具体而言，通过将与长度方向垂直的截面呈圆形的钢棒 沿与长度方向垂直的面切断，来制作图5所示的圆盘状的钢制部件5。
在此，作为含O. 7质量％以上的碳的钢，例如有JIS规格SUJ2、 SUJ3 等的轴承钢、SUP3等的弹簧钢、SK3、 SK4等的碳素工具钢等，特别地，最 好是采用适于作为滚动部件坯料的轴承钢。
接着，参照图4，实施热锻工序(S13)，通过在大气中对在工序(S11) 和工序(S12)中准备好的钢制部件5进行热锻来制作第一锻造部件。具体 而言，参照图5和图6，将钢制部件5加热至构成钢制部件5的钢的再结晶 温度以上的温度即95(TC以上115(TC以下的温度(例如105(TC)，实施镦 锻和冲裁等加工。由此，如图6所示，形成贯穿两侧的主面的贯穿孔，制 作具有圆环状形状的作为第一锻造部件的毛坯环6。
然后，参照图4，在大气中实施退火工序(S14)，进行用于提高在工 序(S13)中制作好的毛坯环6的加工性的退火。具体而言，例如当在工序 (S11)中准备好的钢材是轴承钢(JIS规格)时，实施球化退火，将钢材 加热至A,点正上方的温度域即74(TC以上82(TC以下的温度(例如780°C)， 在保持了 30分钟以上180分钟以下的时间(例如60分钟)后，使钢材慢 慢冷却至A,点以下的温度域。由此，毛坯环6的硬度下降至90HRB以下， 且构成毛坯环6的钢的显微组织的状态改善，加工性提高。在此，如上所 述，工序(S13)和工序(S14)通过在大气中对钢制部件5或毛坯环6进 行加热来实施，因此，会在毛坯环6的表面上形成氧化皮，并在氧化皮的 正下方形成脱碳层。接着，参照图4，实施作为切削工序的第一旋削工序(S15)，通过对
在工序(S13)中制作、在工序(S14)中进行了退火的毛坯环6进行切削 加工将毛坯环6的一部分除去。具体而言，参照图1和图6，对要作为圆锥 滚子轴承1的外圈滚道面11A的部分即毛坯环6的一个端面6A以及要作为 圆锥滚子轴承1的内圈滚道面12A的部分即毛坯环6的内周面6B进行旋削 加工。由此，将毛坯环6的一部分即端面表层部6C和内周表层部6D除去， 从而将该部位上形成的氧化皮和脱碳层除去。
在此，在工序(S15)中被除去的毛坯环6的表层部的厚度可根据构成 毛坯环的钢的种类、取决于热加工、退火的条件的脱碳层的厚度来适当确 定。具体而言，脱碳层的厚度通常为O. 1 0.2ram左右，考虑到毛坯环的精 度，被除去的毛坯环6的表层部的厚度至少需要是0. 2mm以上，最好是0. 3腿 以上。另外，从提高材料利用率的角度出发，被除去的毛坯环6的厚度最 好是1. 5mm以下。在工序(S15)中，既可对毛坯环6的一个端面6A的一 部分进行旋削加工，也可对全部进行旋削加工。同样，在工序(S15中)， 既可对毛坯环6的内周面6B的一部分进行旋削加工，也可对全部进行旋削 加工。
然后，参照图4，实施冷锻工序(S16)，通过对在工序(S15)中经 切削加工后的毛坯环6进行冷锻来制作作为第二锻造部件的带台阶环。具 体而言，参照图1和图7，通过对毛坯环6进行冷锻，来制作可形成圆锥滚 子轴承1的一个外圈11和一个内圈12的带台阶环7。
带台阶环7具有圆环状的形状，包括用于形成外圈11的内径大的大 环部7A、以及用于形成内圈12的内径比大环部小的小环部7B。大环部7A 的内周面与上述毛坯环6的一个端面6A对应，是要作为外圈滚道面11A的 部分。小环部7B的内周面与毛坯环6的内周面6B对应，是要作为内圈内 周面12B的部分。
在此，在外圈11和内圈12中，要作为无需形成凹凸而具有较简单的 形状的外圈滚道面IIA和内圈内周面12B的部分可在不保留旋削加工用的 切削余量的情况下进行成形。如上所述，该部分已通过旋削加工除去了氧化皮和脱碳层，成为脱碳层被除去、抑制了内陷发生的良好的表面状态。
因此，在工序(S16)后面的工序中，带台阶环7的在工序(S15)中经旋 削加工后的部位即要作为外圈滚道面11A和内圈内周面12B的部分不进行 切削加工。
接着，参照图4，实施分离工序(S17)，使带台阶环7分离成作为外 圈11的部分和作为内圈12的部分。具体而言，参照图7，将在工序(S16) 中制作好的带台阶环7在沿着线段A的面处切断、分离。然后，实施作为 第二切削工序的第二旋削工序(S18)，通过切削加工将在工序(S16)中 制作、在工序(S17)中分离后的带台阶环7的一部分除去。具体而言，参 照图7，对被分离后的带台阶环7，通过仅对在第一旋削加工中经旋削加工 (切削加工)的部位以外的部分进行旋削加工，来制作具有与外圈ll和内 圈12相同的形状的成形环。
接着，参照图4，实施热处理工序，对在工序(S18)中制作好的成形 环进行热处理。热处理工序包括淬火硬化工序(S19)和回火工序(S20)。 在工序(S19)中，通过对成形环进行加热，并使其从构成成形环的钢(例 如SUJ2)的A,点以上的温度冷却至Ms点以下的温度，来使成形环进行淬火 硬化。具体而言，将成形环加热至A,点以上的温度即80(TC以上IOO(TC以 下的温度(例如85(TC)，在保持了 30分钟以上150分钟以下的时间(例 如60分钟)后，将其浸渍在油中(油冷)，使其冷却至Ms点以下的温度， 进行淬火硬化。
在此，所谓A,点是指相当于对钢进行加热时钢的组织开始从铁素体转 变成奥氏体的温度的点。所谓Ms点是指相当于奥氏体化后的钢在冷却时开 始马氏体化的温度的点。
然后，在工序(S20)中，通过将淬火硬化后的成形环加热至未满A, 点的温度来进行回火。具体而言，将淬火硬化后的成形环加热至未满A，的 温度即15(TC以上35(TC以下的温度(例如180°C)，并保持30分钟以上 240分钟以下的时间(例如120分钟)，之后使其在室温的空气中冷却(空 冷)。接着，参照图4，实施精加工工序(S21)。具体而言，对实施了热处 理工序的成形环实施磨削加工、超精加工等精加工。在此，即使在工序(S16) 中发生了内陷，其量也极小，因此，可通过精加工将其充分除去。由此， 完成作为滚动轴承的套圈(滚动部件)的外圈11和内圈12。
如上所述，采用本实施形态的滚动轴承的套圈(滚动部件)和滚动轴 承的制造方法，通过在工序(S15)中对毛坯环6的一个端面6A和内周面 6B进行旋削加工，将该部分的氧化皮和脱碳层除去。此时，毛坯环6具有 较简单的形状，且旋削加工中保持毛坯环6的部位的选择范围也大。因此， 上述旋削加工较为容易，并可低成本地实施。
另外，在工序(S16)中，毛坯环6的在工序(S15)中除去了氧化皮 和脱碳层的部分被成形成外圈ll和内圈12的形状而成为带台阶环7，之后， 该部分在外圈ll和内圈12完成之前不进行切削加工。
艮口，在本实施形态的滚动部件和滚动轴承的制造方法中，对于要制造 的外圈11和内圈12的形状中没有凹凸、可通过冷锻而加工成该形状的与 外圈滚道面IIA和内圈内周面12B相当的一个端面6A和内周面6B，在实施 冷锻前的具有较简单形状的毛坯环6的阶段，通过对该部分进行旋削加工 将脱碳层和氧化皮除去。另外，通过在工序(S16)中实施冷锻，在该部分 消除了因脱碳层而引起的不充分的淬火硬化和拉伸应力的残留、因氧化皮 而引起的内陷的发生等问题的状态下成形成外圈11和内圈12的形状。因 此，该部分在热处理后仅通过实施磨削加工、超精加工等精加工即可完成， 无需在工序(S16)后实施切削加工。由于冷锻的精加工面精度和表面粗糙 度由模具精度来确定，可维持目前的旋削加工精度以上的精度，因此，不 会发生冷锻精加工的精度方面的问题。
另一方面，对于外圈11和内圈12上的因需要形成凸缘等之类的原因 而很难通过冷锻加工成该形状的部分，需要在工序(S16)后进行旋削加工 等切削加工。对于这样的部分，即使在冷锻后残留有内陷和脱碳层，也可 在工序(S18)中将它们除去。因此，在工序(S15)中，即使不对这样的 部分进行旋削加工，也不会发生因形成脱碳层而引起的问题和因形成氧化皮而引起的问题。
艮卩，采用本实施形态的滚动部件和滚动轴承的制造方法，可同时避免 因形成脱碳层而引起的问题以及因形成氧化皮而引起的问题，而且，在外
圈11和内圈12中，可减少在冷锻后实施的工序(S18)中进行旋削加工的 区域。在此，在工序(S18)中进行旋削加工的成形环与毛坯环6相比形状 复杂，且接近产品的形状，因此，在旋削加工中进行保持的部位的选择范 围小，工序(S18)的旋削加工具有成本上升的倾向。因此，如上所述，通 过减少在工序(S18)中进行旋削加工的区域，可提高材料的利用率，并抑 制滚动部件和滚动轴承的制造成本。 (实施例1)
下面对本发明的实施例l进行说明。针对刚冷锻后的带台阶环的表层 部的状态，进行实验，对本发明的滚动轴承的滚道部件和以往的滚动轴承 的滚道部件进行比较。实验的顺序如下所述。
首先对作为试验对象的试验片的制作方法进行说明。先准备好JIS规 格SUJ2的钢棒。接着，将其作为坯料，实施参照图4说明的本发明的一实 施形态的滚动部件的制造方法，直至工序(S16)。接着，将得到的带台阶 环作为试验片(本发明的实施例)。另一方面，将同样准备好的SUJ2的钢 棒作为坯料，分别实施参照图11和图12说明的以往的滚动轴承的制造方 法，直至工序(S116)。接着，将得到的带台阶环分别作为试验片(比较 例1和比较例2)。
接着，将带台阶环沿着与要作为外圈滚道面的表面(试验面)垂直的 面切断。然后，在对该截面进行了磨削后，利用苦醇(苦味酸酒精溶液)进 行腐蚀，并利用光学显微镜对试验面附近进行观察。
下面参照图8 图IO对实施例1的实验结果进行说明。在图8 图10 中，上侧为外圈滚道面侧，白色区域为钢的基体，黑点为渗碳体(碳化铁， Fe3C)。
参照图8，在比较例1中，如上所述，对于试验面90，工序(S113) 和工序(S114A)的热锻和退火在大气中进行实施，此时的表面直接通过冷锻而形成。因此，在比较例1中，在试验面90附近可观察到渗碳体较少的
脱碳层。在比较例1中，由于形成氧化皮，因此不但能观察到内陷91，而 且试验面90的凹凸也大。因此，若不将该试验面90通过旋削加工等除去 就完成滚动轴承的套圈，则磨削时就无法除尽脱碳层，在外圈滚道面上会 产生因脱碳层而导致残留有拉伸应力以及淬火硬化不充分的问题。另外， 内陷91作为缺陷起作用，还可能会縮短套圈的滚动疲劳寿命。
另一方面，参照图9，在比较例2中，工序(S113)的热加工时形成 的脱碳层在工序(S114B)的增碳退火中消失。因此，在比较例2中，在试 验面90附近观察不到脱碳层。但是，在比较例2中，在工序(S113)中产 生的氧化皮未被完全除去的状态下在工序(S116)中实施冷锻。因此，在 比较例2中，不但能观察到内陷91，而且试验面90的凹凸也大。因此，若 不将该试验面90通过旋削加工等除去就完成滚动轴承的套圈，则在磨削加 工余量不充分时，因凹凸的影响而无法除尽的内陷91会作为缺陷起作用， 可能会縮短套圈的滚动疲劳寿命。
与此相对，参照图10，在本发明的实施例中，试验面90在工序(S15) 中进行了旋削加工后通过在工序(S16)中进行冷锻而形成。因此，在本发 明的实施例中，在试验面90附近观察不到脱碳层。而且，在本发明的实施 例中，不但观察不到内陷，试验面90的表面也平滑。因此，之后无需对该 试验面90实施旋削加工等切削加工，可知，通过根据参照图4说明的本发 明的一实施形态一直实施至工序(S21)，可同时避免因形成脱碳层而引起 的问题以及因形成氧化皮而引起的问题。即，已经确认，采用本发明的滚 动部件的制造方法，可同时避免因形成脱碳层而引起的问题以及因形成氧 化皮而引起的问题，并可减少滚动部件的在热锻和退火后实施的旋削加工 等切削加工的实施区域，从而可降低制造成本。
应当理解，上面公开的实施形态以及实施例在所有方面均只是例示， 而并不构成限制。本发明的范围是由权利要求书来表示的，而不是由上述 说明来表示的，旨在包括与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。
工业上的可利用性本发明的滚动部件的制造方法、滚动轴承的制造方法、滚动轴承的滚 道部件以及滚动轴承尤其适用于由含0.7质量％以上的碳的钢形成的滚动 部件的制造方法、滚动轴承的制造方法、滚动轴承的滚道部件以及滚动轴 承。
权利要求
1. 一种滚动部件的制造方法，其特征在于，包括钢制部件准备工序，在该钢制部件准备工序中，准备好由含0.7质量％以上的碳的钢形成的钢制部件；热锻工序，在该热锻工序中，通过对在所述钢制部件准备工序中准备好的所述钢制部件进行热锻来制作第一锻造部件；切削工序，在该切削工序中，通过对在所述热锻工序中制作好的所述第一锻造部件进行切削加工将所述第一锻造部件的一部分除去；以及冷锻工序，在该冷锻工序中，通过对在所述切削工序中进行了切削加工的所述第一锻造部件进行冷锻来制作第二锻造部件，在所述冷锻工序后面的工序中，不对所述第二锻造部件的在所述切削工序中经切削加工后的部位进行切削加工。
2. —种滚动轴承的制造方法，其特征在于，包括制造滚道部件的滚道部件制造工序、制造滚动体的滚动体制造工序、以及 .通过将在所述滚道部件制造工序中制造的所述滚道部件和在所述滚动 体制造工序中制造的所述滚动体组合来装配滚动轴承的装配工序，所述滚道部件制造工序通过权利要求1所述的滚动部件的制造方法来 实施。
3. —种滚动轴承的滚道部件(11、 12、 21、 22)，其特征在于，通过 权利要求1所述的滚动部件的制造方法来制造。
4. 一种圆锥滚子轴承的套圈(11、 12)，其特征在于，通过权利要求 1所述的滚动部件的制造方法来制造。
5. —种滚动轴承(1、 2)，其特征在于，包括 滚道部件(11、 12、 21、 22)、以及与所述滚道部件(11、 12、 21、 22)接触并配置在圆环状的滚道上的 多个滚动体(13、 23)，所述滚道部件(11、 12、 21、 22)是权利要求3所述的滚动轴承的滚 道部件(11、 12、 21、 22)。
全文摘要
一种能同时避免因形成脱碳层而引起的问题以及因形成氧化皮而引起的问题并降低制造成本的滚动部件的制造方法，包括准备好由含0.7质量％以上的碳的钢形成的钢制部件的钢制部件准备工序、通过对在钢制部件准备工序中准备好的钢制部件进行热锻来制作作为第一锻造部件的毛坯环的热锻工序、通过对在热锻工序中制作好的毛坯环进行旋削加工将毛坯环的一部分除去的第一旋削工序、以及通过对在第一旋削工序中经旋削加工后的毛坯环进行冷锻来制作带台阶环的冷锻工序。在冷锻工序后面的工序中，不对带台阶环的在第一旋削工序中经切削加工后的部位进行切削加工。
文档编号F16C33/64GK101460754SQ20078002011
公开日2009年6月17日 申请日期2007年5月21日 优先权日2006年6月1日
发明者冈本裕二, 前田喜久男 申请人:Ntn株式会社