[发明专利]环状构件的热处理方法、环状构件的制造方法、环状构件、轨道圈、滚动轴承及轨道圈的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及环状构件的热处理方法、环状构件的制造方法、环状构件、轨道圈、滚动轴承及轨道圈的制造方法。

背景技术

作为滚动轴承相对于轨道圈等由钢构成的环状构件进行的淬火硬化处理，有时采用高频感应加热淬火。与将环状构件在炉内加热后浸在油等冷却液中的一般的淬火硬化处理相比，上述高频感应加热淬火具有能简化设备且能在短时间内进行处理等优势。

但是，在高频感应加热淬火中，为了同时对沿着环状构件周向上所要固化的环状区域进行加热，需要以与该区域相对的方式配置用于对上述环状构件进行感应加热的线圈等感应加热构件。因此，在对大型环状构件进行淬火硬化的情况下，需要有与之相适的大型线圈和与该线圈相应的大容量的电源，因而存在淬火装置的制造成本变高这样的问题。

作为避免上述问题的措施，有时采用使用小型感应加热线圈的移动淬火。在上述移动淬火中，通过使用与环状构件所要加热的环状区域的一部分相对配置并可沿该区域相对移动的线圈实施高频感应加热，并在线圈经过之后对加热后的区域喷射水等冷却液，藉此依次对该区域进行淬火硬化。但是，在单纯采用这种移动淬火的情况下，线圈从开始淬火的区域(淬火开始区域)绕一圈，当对最后所要实施淬火的区域(淬火结束区域)进行淬火硬化时，淬火开始区域与淬火结束区域局部重叠。因此，可能因对重叠的区域进行再次淬火而导致出现淬裂。此外，与上述重叠的区域相邻的区域会在对淬火结束区域加热的同时被加热至A₁点以下的温度而进行回火，因此，可能会使与上述重叠的区域相邻的区域的硬度降低。因此，在采用移动淬火的情况下，一般采用如下措施：使没有实施淬火的区域(软带(soft zone))残留在淬火开始区域与淬火结束区域之间。上述软带由于硬度低，因此，屈服强度低，另外，耐磨损性也不够。因此，例如在滚动轴承的轨道圈上形成软带的情况下，需要考虑使该软带不会成为负载区域。

对此，提出如下方法：在实施了形成软带的上述移动淬火之后，在切除相当于软带的区域的同时，将实施了淬火的栓体嵌入上述区域(例如参照日本专利特开平6-17823号公报(专利文献1))。藉此，能避免残留硬度较低的软带。

此外，还提出如下方法：使用朝环状构件的周向相反方向移动的两个线圈来避免形成软带(例如参照日本专利特开平6-200326号公报(专利文献2))。在上述方法中，通过以两个线圈相互相邻的方式配置的状态开始淬火，并在再次对接的位置上结束淬火，从而不仅能避免形成软带，也能避免出现再次淬火的区域。

此外，在大型滚动轴承的轨道圈中，有时淬火硬化层会沿滚走面而形成。通过采用如上所述结构，与对轨道圈整体进行淬火硬化的情况相比，能降低热处理所需的时间及费用。此外，由于仅对轨道圈的表面即滚走面附近进行淬火硬化，因此，压缩应力残留在滚走面上，从而能提高轨道圈的耐久性。另一方面，作为形成上述淬火硬化层的方法，列举出高频感应加热淬火处理。目前，正在进行各种有关对大型轨道圈进行高频感应加热淬火处理的研究(例如参照日本专利特开平6-17823号公报(专利文献1)及日本专利特开平6-200326号公报(专利文献2))。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开平6-17823号公报

专利文献2：日本专利特开平6-200326号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

但是，在上述专利文献1所公开的方法中，存在如下问题：用于制造环状构件的工时数大幅增加。此外，在上述专利文献2所公开的方法中，伴随淬火硬化而产生的残余应力集中在最后被淬火的区域中，从而可能出现热处理应变或淬裂。

此外，在现有的轨道圈的高频感应加热淬火中，线圈中面向轨道圈且有助于加热轨道圈的区域(感应加热区域)具有与轨道圈的形状相应的曲面形状。因此，在实施大小或形状不同的轨道圈的淬火时，需要与各个轨道圈的形状相应的线圈，从而使得淬火装置的制造成本变高。

此外，单纯只沿着滚走面形成淬火硬化层存在轨道圈无法具有足够的耐久性这样的问题。