[发明专利]轴承用钢

说明书

技术领域

本发明涉及适用于机动车和各种产业机械等中使用的轴承部件和机械结构用部件的轴承用钢，特别是涉及通过冷加工制造轴承部件和机械结构用部件时发挥良好的冷加工性，并且加工后的部件发挥优异的耐磨损性和滚动疲劳特性的轴承用钢。

背景技术

轴承部件和机械结构用部件通过对线材和盘条进行切断、锻造、切削等加工而加工成最终形状。特别是在冷加工(冷轧或冷锻)时，以轧制材的状态过硬而冷加工困难，因此，通常以提高冷加工性为目的，在冷加工前先实施球状化退火。

确保良好的冷加工性，实现生产性的提高和节能化，从降低成本和消减CO₂排出量的观点出发也十分重要。为了确保良好的冷加工性，变形阻抗低和不产生加工导致的裂纹等是必要的特性。

另外，轴承和曲轴等部件是支承机械类的滚动部和滑动部的重要的部件，接触面压相当高，也有外力变动的情况，所使用的环境严酷的情况较多，对于作为其原材的钢材要求优异的耐久性。

近年来，这种要求随着机械类的高性能化和轻量化的进行，日益严格。为了提高轴部件的耐久性，涉及润滑性的技术改善十分重要，但钢材的耐磨损性和滚动疲劳特性优异是特别重要的要件。

作为用于轴承的钢材，历来JISG4805(1999)中规定的SUJ2等高碳铬轴承钢在机动车和各种产业机械等的各种领域中被使用。但是，该钢材中，碳(0.95～1.1质量％)和Cr(1.3～1.6质量％)的含量高，对于滚动疲劳特性等有不良影响的粗大的共晶碳化物(例如10μm以上的析出物)容易生成。为了防止该粗大的共晶碳化物的生成，必须在开坯轧制后实施高温(1250℃左右)而且长时间(17小时左右)的扩散退火后进行轧制，制造成本高。另外，由该钢材制造的轴承部件存在滚动疲劳特性不充分的问题。

在这种状况下，迄今作为轴承用钢提出了各种技术。

例如在专利文献1中提出了降低C(0.6～低于0.95质量％)和Cr(低于1.3质量％)的含量，含有规定量的B(0.0002～0.01质量％)，由此，省略均质化热处理并缩短球状化退火时间来抑制制造成本，并且确保优异的滚动疲劳特性和耐磨损性的技术。但是，在该技术中，没有考虑冷锻性，存在冷锻时产生裂纹等的问题。

另一方面，在专利文献2中提出了降低C(0.70～0.95质量％)含量，实现扩散退火时间的缩短，含有规定量的Sb(低于0.0010质量％)，由此，实现提高滚动疲劳特性的技术。但是，在该技术中，也没有考虑冷锻性，存在冷锻时产生裂纹等的问题。

另外，在专利文献3中公开了在球状化退火处理后，限定冷拉丝后的铁素体平均粒径、渗碳体平均粒径，提高冷加工性的专利。但是，C和Cr含量多，生成共晶碳化物，因此，必须扩散退火，进一步在球状化退火后，以20～40％实施冷拉丝，因此，钢材的成品率恶化，制造成本变高。

【专利文献1】特开2000-96185号公报

【专利文献2】特开平10-158790号公报

【专利文献3】特开2001-294972号公报

发明内容

本发明着眼于上述情况，其目的在于，提供一种轴承用钢，其在球状化退火后实施的冷加工中能够发挥良好的冷加工性，作为轴承部材等能够确保良好的耐磨损性和滚动疲劳特性。另外，本发明的其他目的在于，提供一种钢材，其即使省略扩散退火也能够生产兼具这种优异的特性的轴承用钢。

能够实现上述目的的本发明的轴承用钢，其具有如下要点，含有C：0.9～1.10％(质量％的意思，下同)、Si：0.05～0.49％、Mn：0.1～1.0％、P：0.05％以下(不含0％)、S：0.05％以下(不含0％)、Cr：0.03～0.40％、Al：0.05％以下(不含0％)、N：0.002～0.025％、Ti：0.0030％以下(不含0％)和0：0.0025％以下(不含0％)，余量是铁和不可避免的杂质，渗碳体的平均长宽比为2.00以下，渗碳体的平均当量圆直径为0.35～0.6μm，并且，当量圆直径为0.13μm以上的渗碳体的个数密度为0.45个/μm²以上。

在本发明中，作为其他元素，优选含有从Cu：0.25％以下(不含0％)、Ni：0.25％以下(不含0％)和Mo：0.25％以下(不含0％)中选择的1种以上，另外，作为其他元素，还优选含有Nb：0.5％以下(不含0％)和/或V：0.5％以下(不含0％)。