[发明专利]耐腐蚀性优良的轴承钢、轴承部件及精密设备部件

说明书

技术领域

本发明涉及作为在比较平稳的腐蚀环境及/或限制使用防锈剂、润滑剂的环境下使用的轴承部件或精密设备部件的材料使用的耐腐蚀性优良的轴承钢。

本发明的耐腐蚀性优良的轴承钢可用于直动式运动导向系统用的轨道和滑架、滚珠螺杆、XY工作台、旋转运动的滚动轴承、滑动轴承、钢球等全部轴承部件及具备轴承功能的全部精密设备部件。

背景技术

在轴承部件中，滚动部分虽然能以暴露在比较平稳的腐蚀环境的状态使用，但根据使用目的的要求有时不能使用防锈剂、润滑剂。现在，这样的轴承部件一直使用马氏体系不锈钢这样的高合金钢。

日本工业标准（JIS）中规定的马氏体系不锈钢是含有11.5质量%以上Cr的钢。特别是，轴承用的SUS440含有0.6质量%以上的C、16质量%以上的Cr。

这样的含有大量Cr的钢，不仅价格高，而且淬透性非常好，因此在从铸造到棒钢或线材的制造工序中，为了防止自生裂纹，确保剪切性等，需要在加热-加工后进行缓冷。

此外，含有大量Cr的钢因热轧性低或淬火温度高，所以部件制造性差，其结果是，最终部件的价格非常高。

为了解决如此的以往钢的问题，开发了比SUS440低的低合金钢、且冷加工性优良、并具备必要的耐腐蚀性和滚动疲劳强度（也称为滚动接触疲劳强度）的钢。

例如，专利文献1中公开了含有0.75～0.85质量%的C、8.0～10.5质量%的Cr，平均碳化物间的距离为0.45～1.00μm的耐腐蚀性轴承钢。

此外，专利文献2中公开了含有0.25～0.50质量%的C、10～16质量%的Cr、1.0质量%以上的Si，C/Cr大的切削性优良的高耐腐蚀高强度马氏体系不锈钢。

另一方面，关于铁素体系不锈钢，例如，专利文献3中公开了除了添加13～22质量%的Cr以外，还添加0.001～1质量%的Sn的耐腐蚀性和加工性优良的铁素体系不锈钢。专利文献3的钢具备与含Cr和Ni的SUS304同等以上的耐腐蚀性和优良的加工性。

专利文献4中公开了含有10～25质量%的Cr，同时含有0.05～2质量%的Sn的高温强度优良的铁素体系不锈钢。在专利文献4的钢中，Sn还担负着高温强度的提高。

另外，作为解决耐腐蚀性优良的、且具备充分的滚动疲劳特性的马氏体系不锈钢存在的课题，即作为解决（a）因Cr量高所以合金成本高，及（b）因淬透性非常好所以需要在钢锭、钢坯及棒钢或线材的制造工序中通过缓冷进行软质化，防止剪切性下降或延迟断裂的课题的方法，专利文献5中公开了降低Cr量的方案。

在专利文献5的轴承钢中，与以往的不锈钢相比大幅度降低Cr，同时通过限制形成作为缺陷发挥作用的第二相的合金成分，特别是通过限制S、Al、Ti及N来提高耐点腐蚀性，而且通过降低Mo及添加Si、V及Nb来降低淬透性，从而提高材料的制造性。

可是，在专利文献5的轴承钢中，非淬火部位的耐腐蚀性的下降是不可避免的。Cr量少的耐腐蚀钢是在平稳的腐蚀环境下使用的耐腐蚀钢，但从确保使用寿命的观点出发，强烈要求提高非淬火部位的耐腐蚀性。

专利文献6中公开了在表面温度1150～1250℃下对含有Cu：0.2～0.5质量%、且Sn：0.03～0.30质量%、用途之一为轴承的钢材进行热轧，以防止发生表面裂纹。可是，专利文献6中没有记载使用上述钢材作为轴承钢时的特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平09-195008号公报

专利文献2：日本特开平11-217653号公报

专利文献3：日本特开2009-174036号公报

专利文献4：日本特开2000-169943号公报

专利文献5：日本再表WO2004/057049号公报

专利文献6：日本特开2008-229652号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明的课题是，在降低Cr量的耐腐蚀性轴承钢中，将耐腐蚀性提高到含有10%的Cr的以往耐腐蚀钢的耐腐蚀性以上，且确保工业上需要的热加工性，本发明的目的是，提供一种可解决该课题的耐腐蚀性优良的轴承钢。

用于解决课题的手段

对于轴承部件要求滚动面的硬度高。所以，作为轴承部件的材料，通常为提高淬火硬度而含有0.3质量%C的轴承钢。