[发明专利]滚动部件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种滚动部件及其制造方法，特别涉及适合用作在含杂质的润滑环境和润滑油中使用的滚动部件例如汽车用驱动传送单元，及其制造方法。

顺便提及，在该说明书和权利要求书中，术语“滚动部件”是指经受单独滚动接触或者滚动接触与滑动接触的组合的部件。

背景技术

作为与含有杂质的润滑油一起使用的滚动部件，例如滚动/滑动部件是已知的。所述滚动/滑动部件是通过渗碳工艺、快速冷却工艺和然后的退火工艺来制造，在所述渗碳工艺中，通过机械加工来处理轴承钢(高碳铬轴承钢)如JIS SUJ2以使其具有预定形状来获得部件原料，将所述部件原料在具有1.2重量％以上碳势的渗碳气氛中在870℃下加热3小时以上。在所述滚动/滑动部件中，在从表面至施加最大剪应力的深度的范围内总碳量为1.0～1.6重量％，并且在所述表层部以5～20％面积比率的量析出了粒径为3μm以下的碳化物。

专利文献1：特开2004～52101号公报

然而，为了抑制部件尺寸的增加，要求应付恶劣的使用环境如施加到滚动部件的负荷增加或使用温度升高，并且期望比专利文献1中所述的滚动部件更高的性能。

作为用于在含杂质的润滑环境下延长滚动部件的寿命的措施，可以考虑例如使表层的残留奥氏体量为30％以上。即，已知使用含3.2～5.0重量％的Cr以及Mo和V中至少一种的钢材，通过机械加工等来加工成具有预定形状的部件，将所述部件在具有1.0～1.5重量％碳势的渗碳气氛中于870～950℃下加热以进行渗碳处理，然后对其进行快速冷却和回火，由此在表层部上的平均碳化物粒径为0.2～0.4μm，碳化物的面积比率为9～30％，表层部的洛氏硬度C为62～67，且表层部的残留奥氏体量为30～55％(参见WO 2006/068205)。

然而，在这些措施中，钢的合金成分量太多，增加了JIS SUJ2的材料成本，这导致损害经济通用性的问题。而且，从地球资源环境的观点来看，也已经要求减少合金量。在另一方面，从节能的观点来看，期望降低处理温度来抑制渗碳成本。从这些环境中，强烈期望通过以下制造方法完成的滚动部件：使用具有最佳化学成分的钢材来最大化其功能，而不引起比JIS SUJ2更大量的合金增加。

发明内容

本发明所要解决的问题

考虑到上述常规问题而作出了本发明，并且本发明的目的在于提供一种滚动部件及其制造方法，即使当将所述滚动部件用作在含杂质的润滑环境中使用的滚动部件时，也能够获得延长的寿命而不导致大的成本增加。

解决问题的手段

根据第一发明，滚动部件包含滚动元件和滚动轨道构件，

其中所述滚动部件是通过对含有0.90质量％～1.10质量％的C、超过0.35质量％且最高为0.70质量％的Si、小于0.80质量％的Mn、1.85质量％～2.50质量％的Cr、12ppm以下的O以及余量Fe和不可避免的杂质的钢材进行球化退火、加工、碳氮共渗和精加工而形成，

其中所述滚动部件的表面含有平均量为1.20质量％～1.50质量％的C和平均量为0.10质量％～0.60质量％的N，

其中在所述表面中作为粒径0.1μm以上的析出物的碳化物、氮化物和碳氮化物的平均粒径为0.6μm以下，数目为每平方毫米700,000个粒子以上，且面积比率为10％以上，

其中所述表面的残留奥氏体量以体积比率计为25％～45％，

其中所述表面的硬度为Hv 750以上，以及

其中在所述滚动部件内部的未碳氮共渗层含有以体积比率计为20％以下的残留奥氏体量。

所述滚动部件由钢形成，所述钢包括在表面碳氮共渗的表层部和未受碳氮共渗影响的未碳氮共渗层。

所述表层部的表面含有平均量为1.20质量％～1.50质量％的C和平均量为0.10质量％～0.60质量％的N。在所述表面中粒径为0.1μm以上的析出物的平均粒径为0.6μm以下，析出物的数目为每平方毫米700,000个粒子以上，且析出物的面积比率为10％以上。所述表面的残留奥氏体量以体积比率计为25％～45％，且所述表面的硬度为Hv 750以上。

作为在这里使用的术语“表面”对应于因碳氮共渗从而与内部相比时含有明显大量的C和N的部分，及对滚动时的寿命施加影响的深部部分。例如，在用于含杂质的油的滚动部件中，所述表面对应于在精加工之后，相对于最外层表面在0～50μm的范围内的部分。术语“表层部”是指受碳氮共渗影响的范围。

所述钢材优选含有2.20质量％以下量的Cr。

在所述滚动部件表面中的N的平均量优选为0.30质量％以下。