[发明专利]传动零件、制造传动零件的方法和圆锥滚子轴承

说明书

本申请是申请日为2004年2月27日、申请号为200410008286.4、题为“传动零件、制造传动零件的方法和圆锥滚子轴承”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及具有一较长的滚动接触疲劳使用寿命、提高的抗裂强度或一减少的长期的尺寸变化的一传动零件，以及构造该零件的一方法和一圆锥滚子轴承。

背景技术

为延长一轴承的零件的使用寿命，进行一热处理。具体地，例如，在淬火零件时，将它们在带有进一步引入其中的氨气的一环境KX气体中进行加热，用于对它们的表层部分渗碳-氮，例如在日本专利公开号8-4774和11-101247中所揭示的那样。这渗碳-氮处理能硬化表层部分和产生一微观结构形式的所含奥氏体，用于延长滚动接触疲劳使用寿命。

上述渗碳-氮处理是扩展碳和氮的处理。它要求保持一较长时期的一高温。从而，例如产生了一粗化结构和几乎没有获得提高的抗裂强度。并且，随着保持更多的奥氏体，就增加了长期尺寸变化速率，这也是这渗碳-氮处理中的一问题。

通过依靠提供一调整的成份的一合金钢，防止滚动疲劳，能保证一延长的使用寿命，提供提高的抗裂强度和避免一增加的长期尺寸变化。但是，依靠设计该合金，不利地增加了原材料成本。

在一传动装置中的未来的轴承将被使用在高温下施加大载荷的环境中。此外，将要求它们使用在一缩小尺寸的传动装置中。因此，将要求该轴承可在比传统更高的温度、较大载荷之下工作。因此，要求一轴承具有较大强度、较长的防止滚动接触疲劳的使用寿命和较大的防裂强度和尺寸稳定性。

发明内容

本发明的一目的是提供具有一增加的抗裂强度、一提高的尺寸稳定性和一延长的疲劳使用寿命(或在一圆锥滚子轴承或当该零件是一滚动轴承或一滚动轴承的零件时的一延长的滚动接触疲劳使用寿命)的一传动零件和制造该零件的一方法和一圆锥滚子轴承。

本发明提供结合在能够通过齿轮的啮合相对于一输入轴的一转速改变一输出轴的一转速的一传动装置中的一传动零件。该零件在一表层处具有一渗氮层和带有落在超过10的一范围内的晶粒号的一奥氏体晶粒。

在按照本发明的传动零件中，一小的奥氏体晶粒尺寸允许显著地增加抗裂强度、尺寸稳定性和疲劳使用寿命(或当该零件是一滚动轴承或一滚动轴承的零件时的滚动接触疲劳使用寿命)。对于10或以下的奥氏体晶粒尺寸号，任何显著地改善疲劳使用寿命都是不可能的，从而该晶粒尺寸号大于10，以及较佳地为11或以上。虽然希望有进一步更细的奥氏体晶粒，但是超过13的晶粒尺寸号通常是难以实现的。应注意不论传动零件的奥氏体组织可以是在当渗碳-氮时显著影响的一表层部分内或比表层部分较内部的一部分内，该奥氏体不变化。从而，表层部分和该内部将被设定为用于上述晶粒号范围的对象的诸位置。

本发明提供结合在能够通过齿轮的啮合相对一输入轴的一转速改变输出轴的一转速的一传动装置内的另一传动零件。该零件具有在一表层处的一渗氮层和至少2650兆帕的一断裂应力值。

本发明发现能够对在超过一A₁转变点的一温度进行渗碳-氮、然后冷却至低于A₁转变点的一温度、随后再加热至高于A₁转变点的一温度范围和进行淬火的钢提供一渗氮层，该渗氮层允许该钢提供不低于2650兆帕的一断裂应力值，该值在传统是不能实现的。从而能够获得在断裂应力方面超过传统的传动零件、因此在强度方面更大的一传动零件。

本发明提供结合在能够通过齿轮的啮合相对一输入轴的一转速改变一输出轴的一转速的一传动装置中的另一传动零件。该零件在一表层有一渗氮层和至多百万分之0.5的氢含量。

在按照本发明的又一传动零件中，能够减轻由于氢造成的钢的脆性。如果钢具有超过百万分之0.5的一氢含量，那么该钢就有较低的抗裂强度。这样的钢不大适合用于对经受重载荷的一轴的一支承结构。希望有较低的氢含量。但是，氢含量下降至低于百万分之0.3要求长时间的热处理，这造成奥氏体晶粒尺寸的增加，从而降低了韧性(toughness)。从而，希望氢含量在百万分之0.3至0.5的范围内，更较佳地在百万分之0.35至0.45的范围内。