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発明の名称 冷間加工性に優れた軸受鋼鋼線の製造方法並びにベアリングレースおよびボール・コロの加工方法。
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平10−166028
公開日 平成10年(1998)6月23日
出願番号 特願平8−340546
出願日 平成8年(1996)12月4日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】横井 健至
発明者 木下 斎 / 平岡 和彦
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 冷間鍛造によりベアリングレースおよびボール・コロを製造するための軸受鋼鋼線の製造において、0.6%C以上のCを含有する軸受鋼の最終仕上げ伸線率を10〜40%として伸線することを特徴とする冷間鍛造性に優れた軸受用鋼鋼線の製造方法。
【請求項2】 請求項1で製造の軸受用鋼鋼線を用いて伸線方向に圧縮して冷間鍛造することによりベアリングレースおよびボール・コロに加工することを特徴とする軸受用鋼鋼線からの冷鍛加工によるベアリングレースおよびボール・コロの製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、0.6%C以上のCを含有の軸受用鋼鋼線の製造および該鋼線からのベアリングレースおよびボール・コロの製造に関する。
【0002】
【従来の技術】ベアリングレースは、通常はSUJ2などの軸受鋼素材を切削、温間鍛造あるいは熱間鍛造した後、仕上げ加工して製造される。特に、内径10mm未満で外径9mm以上と規格されている小径ベアリングのレースは、小径鋼管を切断し、切削により加工する方法、または棒材を切削により穴をあけて加工する方法により製造される。また、ボール・コロはヘッダーと呼ばれる鍛造機で冷間鍛造により製造される。
【0003】しかし、最近はベアリングレースの製造において、さらに製造時間の短縮とコスト低減のため冷間鍛造してニアネット化が求められている。また、ボール・コロの製造においても冷間鍛造時の型寿命向上が求められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のとおりベアリングレースの製造において、加工コスト低減のために冷間鍛造が考えられるが軸受用鋼の冷間鍛造における高い変形抵抗が問題になる。そこで本発明が解決しようとする課題は、軸受鋼鋼線の圧縮変形抵抗を低減して冷鍛性を向上させることである。
【0005】また、ボール・コロは冷間鍛造によって製造されているが、本発明が解決しようとする課題は、鍛造時の圧縮変形抵抗を低減することによって型寿命を向上させることである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の本発明の目的を達成する手段は、請求項1の発明では、冷間鍛造によりベアリングレースおよびボール・コロを製造するための軸受鋼鋼線の製造において、0.6%C以上のCを含有する軸受鋼の最終仕上げ伸線率を10〜40%として伸線することを特徴とする冷間鍛造性に優れた軸受用鋼鋼線の製造方法である。
【0007】請求項2の発明では、請求項1の手段により製造の軸受用鋼鋼線を用いて伸線方向に圧縮・冷間鍛造することによりベアリングレースおよびボール・コロに加工することを特徴とする軸受用鋼鋼線からの冷鍛加工にによるベアリングレースおよびボール・コロの製造方法である。
【0008】本発明における最終仕上げ伸線率を10〜40%と限定する理由について述べる。鋼線は焼鈍−伸線の工程で製造されるが、伸線で硬化が起こるので硬さが上がる。しかし、鋼線の伸線方向への圧縮変形抵抗は、図4に示すように伸線前材の変形抵抗と同等であり、加工硬化の影響はない。むしろ伸線率を10%以上とると伸線前材より変形抵抗は低下する。しかし、40%以上の伸線を行うとこの伸線前材より変形抵抗が低下する作用は飽和する。以上の理由から最終仕上げ伸線率は10〜40%とする。さらに、伸線方向に圧縮し冷間鍛造する理由は上記したとおり、最終仕上げ伸線率を10〜40%とした軸受鋼鋼線の圧縮変形抵抗が伸線方向に最も低下していることによる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態における軸受鋼成分は、JISに規定されるSUJ1〜SUJ5、SAEに規定されるSAE52100、DINに規定されるDIN100Cr6等の0.6%以上のCを含む軸受部品用の鋼材である。図1の工程図に示すように、これらの軸受鋼の圧延材をコイル状にし、球状化焼鈍によって焼鈍硬さを十分に下げ皮膜酸洗後、仕上げ伸線工程において、伸線率を10〜40%として伸線する。
【0010】また、最終寸法、硬さ等の都合により、図2の工程図に示すように伸線を2回以上繰り返す場合においても、最終仕上げ伸線において、伸線率を10〜40%として伸線する。
【0011】次いで、上記の伸線による鋼線からベアリングレースに冷間加工する。この冷間加工には冷間横型型鍛造機を使用する。加工工程は鋼線をレース加工の適宜長さに切断した後、伸線方向のみに圧縮加工する。例えばφ14.5mm径の鋼線から外径22mmのレースに圧縮加工する。
【0012】また、ボール・コロなどに加工する際は、ヘッダーと呼ばれる機械で鋼線を適宜加工長さに切断した後、伸線方向に圧縮加工する。
【0013】
【実施例】
【0014】表1に示す化学成分を有する高炭素クロム軸受鋼を直径14.5mmの圧延材を線材圧延によって得た後、図3に示す焼鈍硬さを変化させる2種類の工程のA工程とB工程の工程で処理し焼鈍硬さを変えて鋼種を用意した。これらの工程における処理条件は、球状化焼鈍: 805℃×13h 、低温焼鈍: 720℃×6.8h、ショットブラスト伸線:伸線率 26.7%である。これらの線材を伸線率を表2に示すように変えて伸線を行った。
【0015】
【表1】

【0016】また冷間鍛造試験には、12mmφ×18mmHの試験片を作成して端面完全拘束の条件で圧縮し、圧縮率が50%に至る時の変形抵抗を測定した。結果を表2および図4、図5に示す。
【0017】
【表2】

【0018】伸線前の硬さが異なっても、伸線率が10%を超えると、硬さが上がるにもかかわらず、圧縮変形抵抗は低下する。この効果はおよそ伸線率40%で飽和することがわかる。
【0019】比較として、伸線方向に引張試験を行った。なお、径方向には圧縮力が働くとみなした。工程Aで処理したものをJIS Z 2201に規定されている引張試験の9号試験片に加工し試験を行った。この結果を表3および図6に示す。
【0020】
【表3】

【0021】伸線率が大きくなり硬さが上がるにつれ、0.2%耐力も大きくなることがわかる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、軸受鋼からのベアリングレースの製造において、本発明の方法による軸受鋼鋼線は容易に冷間鍛造することができるので、ニアネット化が図られ、切削加工を省略することができる。したがって、ベアリングレースの製造時間および製造コストが大幅に削減できる。また、ボール・コロの製造において冷間鍛造時の型寿命を向上することができる。




 

 


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