JP2002323051A - Rolling bearing for hot metal plating equipment - Google Patents
Rolling bearing for hot metal plating equipmentInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、溶融金属めっき装
置において溶融金属めっき浴中に浸漬された状態で使用
されるロールを支持するために使用される耐食性及び耐
摩耗性に優れた転がり軸受に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rolling bearing having excellent corrosion resistance and wear resistance used for supporting a roll used in a molten metal plating apparatus while being immersed in a molten metal plating bath. .
【0002】[0002]
【従来の技術】溶融金属めっき装置においてロールを支
持するために使用される転がり軸受は、常に溶融金属と
接触することとなるため、溶融金属に対する耐食性が優
れている材料で製造する必要がある。溶融金属めっき装
置用転がり軸受を構成する材料としては、一般には、鉄
鋼が使用されているが、溶融金属の鉄鋼材料に対する浸
食性は非常に強い。2. Description of the Related Art Rolling bearings used for supporting rolls in a hot-dip metal plating apparatus always come into contact with the molten metal, and therefore must be made of a material having excellent corrosion resistance to the molten metal. Steel is generally used as a material for forming a rolling bearing for a hot-dip metal plating apparatus, but the erosion of the hot-dip metal to the steel material is very strong.
【0003】溶融金属めっき装置に使用される転がり軸
受においては、溶融金属に対する耐食性の善し悪しが転
動寿命に直接影響を与えるので、優れた転動寿命を付与
するために、転がり軸受のうち溶融金属と接触する部分
をセラミックス材料で構成した転がり軸受が提案されて
いる(実開昭61−90852号公報)。また、特開昭
61−37955号公報には、セラミックス材料をプラ
ズマ溶射することによって耐食性,耐熱性,耐摩耗性等
に優れた溶融金属用ロールを製造する技術が開示されて
おり、特開昭62−127457号公報には、金属母材
の表面に形成されたセラミックス材料やサーメットの皮
膜をレーザ光線の照射によって部分溶融させることによ
り、金属母材の高温耐食性を向上させる技術が開示され
ている。In a rolling bearing used for a hot-dip metal plating apparatus, the degree of corrosion resistance to the molten metal directly affects the rolling life. A rolling bearing has been proposed in which a portion in contact with a roller is made of a ceramic material (Japanese Utility Model Laid-Open No. 61-90852). Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-37955 discloses a technique for producing a roll for molten metal having excellent corrosion resistance, heat resistance, abrasion resistance and the like by plasma spraying a ceramic material. Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-127457 discloses a technique for improving the high-temperature corrosion resistance of a metal base material by partially melting a ceramic material or a cermet film formed on the surface of the metal base material by irradiating a laser beam. .
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶融金
属めっき装置に使用される軸やハウジングは、一般に耐
食性に優れたステンレス鋼等の金属材料で構成されてい
るため、転がり軸受(特に、軌道輪)がセラミックス材
料で構成されている場合は、軸,ハウジングを構成する
材料と転がり軸受を構成する材料とで、線膨張係数に差
が生じることとなる(例えば、SUS304の線膨張係
数は10×10-6/℃、窒化ケイ素は3×10-6/
℃)。However, since a shaft and a housing used in a hot-dip metal plating apparatus are generally made of a metal material such as stainless steel having excellent corrosion resistance, a rolling bearing (particularly, a bearing ring) is used. Is made of a ceramic material, there is a difference in linear expansion coefficient between the material forming the shaft and the housing and the material forming the rolling bearing (for example, the linear expansion coefficient of SUS304 is 10 × 10 -6 / ° C, silicon nitride is 3 × 10 -6 /
° C).
【0005】そうすると、転がり軸受を溶融金属中に浸
漬した際、あるいはメンテナンス等のために溶融金属中
から取り出した際に、前述の線膨張係数の差に起因して
発生する繰り返し荷重が転がり軸受に作用して、軌道輪
に割れや欠け等が生じ、転がり軸受が短寿命となるおそ
れがあるという問題があった。また、セラミックス,サ
ーメット等の皮膜をプラズマ溶射等によって母材の表面
に被覆した場合は、該皮膜に細孔が存在するため、その
細孔から溶融金属が侵入して母材を腐食するという問題
があることが判った。When the rolling bearing is immersed in the molten metal or taken out of the molten metal for maintenance or the like, a repetitive load generated due to the difference in linear expansion coefficient described above is applied to the rolling bearing. As a result, there is a problem that the bearing ring may be cracked or chipped, and the rolling bearing may have a short life. In addition, when a coating of ceramics, cermet, or the like is coated on the surface of the base material by plasma spraying or the like, since the coating has pores, the molten metal enters through the pores and corrodes the base material. It turned out that there was.
【0006】さらに、セラミックス,サーメット等の皮
膜は母材である金属材料と物理的性質や機械的性質が大
きく異なるため、ロールが450〜460℃の溶融亜鉛
中に浸漬されると、皮膜と母材との界面において剥離が
生じる場合があり、転がり軸受が非常に不安定で信頼性
に乏しいことが判った。一方、表面改質する方法として
PVD,CVDあるいはめっき等の被覆法があるが、こ
れらの方法により得られた硬質皮膜は、高いせん断応力
が作用する転動部材に適用するには、母材との密着性や
皮膜強度が不十分であるという問題点を有している。ま
た、複雑な形状を有する部材へ適用することに対して限
界がある点が問題となることが多い。[0006] Further, since the coating of ceramics, cermets and the like greatly differs in physical properties and mechanical properties from the metal material as the base material, when the roll is immersed in molten zinc at 450 to 460 ° C, the coating and the base material are formed. In some cases, peeling occurred at the interface with the material, and it was found that the rolling bearing was extremely unstable and poor in reliability. On the other hand, there are coating methods such as PVD, CVD or plating as a method of surface modification, but the hard coating obtained by these methods requires a base material and a base material to be applied to rolling members on which high shear stress acts. Have insufficient adhesion and film strength. In addition, there is often a problem that there is a limit to application to a member having a complicated shape.
【0007】そこで、本発明は、このような従来技術が
有する問題点を解決し、溶融金属に対する耐食性と耐摩
耗性とに優れていて、溶融金属めっき装置に好適に使用
可能な転がり軸受を提供することを課題とする。Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems of the prior art, and provides a rolling bearing which is excellent in corrosion resistance and abrasion resistance to molten metal and can be suitably used in a molten metal plating apparatus. The task is to
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発
明に係る請求項1の溶融金属めっき装置用転がり軸受
は、外輪と、内輪と、前記外輪と前記内輪との間に転動
自在に配設された複数の転動体と、を備え、溶融金属め
っき装置に用いられる転がり軸受において、前記外輪の
軌道面,前記内輪の軌道面,及び前記転動体の転動面の
うち少なくとも前記外輪の軌道面と前記内輪の軌道面と
に、ホウ素拡散浸透処理によるビッカース硬さがHv1
000以上のホウ化層を設けたことを特徴とする。In order to solve the above problems, the present invention has the following arrangement. In other words, the rolling bearing for a molten metal plating apparatus according to claim 1 of the present invention includes an outer ring, an inner ring, and a plurality of rolling elements rotatably disposed between the outer ring and the inner ring. In a rolling bearing used for a hot-dip metal plating apparatus, at least one of the raceway surface of the outer ring, the raceway surface of the inner ring, and the raceway surface of the rolling element, the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring, Vickers hardness by diffusion infiltration treatment is Hv1
000 or more boride layers are provided.
【0009】また、本発明に係る請求項2の溶融金属め
っき装置用転がり軸受は、請求項1記載の溶融金属めっ
き装置用転がり軸受において、前記転動体を窒化ケイ素
系セラミックス材料で構成したことを特徴とする。この
ような構成の転がり軸受は、前記軌道面及び前記転動面
のうち少なくとも前記軌道面に、ビッカース硬さHvが
1000以上という高硬度のホウ化層を備えているの
で、溶融金属に対する耐食性に優れている。よって、溶
融金属と常に接触する溶融金属めっき装置用転がり軸受
として好適に使用可能である。また、前記ホウ化層によ
り耐摩耗性も優れている。このホウ化層のビッカース硬
さHvが1000未満であると、ホウ化層を主に形成し
ているFeB及びFe2 Bの含有量が減少するので、耐
食性及び耐摩耗性が低下する。According to a second aspect of the present invention, there is provided a rolling bearing for a molten metal plating apparatus according to the first aspect, wherein the rolling element is made of a silicon nitride ceramic material. Features. Since the rolling bearing having such a configuration is provided with a high-hardness boride layer having a Vickers hardness Hv of 1000 or more on at least the raceway surface of the raceway surface and the rolling surface, the rolling bearing has high corrosion resistance to molten metal. Are better. Therefore, it can be suitably used as a rolling bearing for a molten metal plating apparatus which is always in contact with a molten metal. In addition, the boride layer has excellent wear resistance. If the Vickers hardness Hv of the boride layer is less than 1000, the contents of FeB and Fe 2 B, which mainly form the boride layer, decrease, so that the corrosion resistance and wear resistance decrease.
【0010】また、軌道面(又は転動面)に形成された
ホウ化層(拡散性硬質層)は、軌道輪(又は転動体)の
母材との間に明確な界面が存在しないため剥離しにく
い。このようなホウ化層は、炭素含有量が0.3〜1.
0%である鋼で構成された軌道輪(又は転動体)にホウ
素拡散浸透処理を施すことによって形成することができ
る。Further, the boride layer (diffusible hard layer) formed on the raceway surface (or rolling surface) is peeled off because there is no clear interface with the base material of the raceway (or rolling body). Hard to do. Such a boride layer has a carbon content of 0.3-1.
It can be formed by subjecting a raceway (or rolling element) made of 0% steel to a boron diffusion and infiltration treatment.
【0011】前記鋼で軌道輪が構成されていれば、溶融
金属めっき装置に使用される軸やハウジングの線膨張係
数と転がり軸受を構成する軌道輪の線膨張係数とが近い
ために、転がり軸受を溶融金属中に浸漬した際、あるい
はメンテナンス等のために溶融金属中から取り出した際
に、線膨張係数の差に起因して発生する繰り返し荷重が
転がり軸受に作用することがほとんどない。よって、軌
道輪に割れや欠け等が生じにくいので、転がり軸受の寿
命が低下することがほとんどない。If the bearing ring is made of steel, the linear expansion coefficient of the shaft or housing used in the hot-dip metal plating apparatus is close to the linear expansion coefficient of the bearing ring constituting the rolling bearing. When immersed in the molten metal or taken out of the molten metal for maintenance or the like, the repeated load generated due to the difference in linear expansion coefficient hardly acts on the rolling bearing. As a result, the bearing ring is unlikely to be cracked or chipped, so that the life of the rolling bearing is hardly reduced.
【0012】さらに、前記ホウ化層は拡散性硬化層であ
るため、従来のプラズマ溶射による皮膜や被覆法による
皮膜のように剥離するおそれがない。さらにまた、前記
ホウ化層を形成するホウ素拡散浸透処理は、複雑な形状
を有する部材にも適用することが可能である。このよう
なホウ化層は、被処理物である前記鋼で構成された軌道
輪(又は転動体)にホウ素拡散浸透処理を施して、前記
被処理物の表面にホウ素を拡散浸透させた後に焼入れ,
焼戻しを施すことによって、前記被処理物の表面に均一
に形成される。Further, since the boride layer is a diffusible hardened layer, there is no possibility that the boride layer is peeled off unlike a film formed by a conventional plasma spraying or a film formed by a coating method. Furthermore, the boron diffusion and penetration treatment for forming the boride layer can be applied to a member having a complicated shape. Such a boride layer is subjected to boron diffusion and infiltration treatment on a raceway (or a rolling element) made of the steel to be processed to diffuse and infiltrate boron into the surface of the processing target, and then quenched. ,
By performing tempering, it is formed uniformly on the surface of the object to be processed.
【0013】ホウ素拡散浸透処理には、ガス法,粉末
法,浸漬法等がある。ガス法は、処理剤としてジボラン
と水素との混合ガス又は三塩化ボロンと水素との混合ガ
スを用いるものであり、処理温度750〜950℃で2
〜6時間処理を行なうことにより、およそ50〜250
μmのホウ化層が形成される。また、粉末法は処理剤と
してボロン又はフェロボロンとアルミナ及び塩化アンモ
ンとの混合粉末を用いるものであり、処理温度950〜
1050℃で1〜5時間処理を行なうことにより、およ
そ100〜300μmのホウ化層が形成される。The boron diffusion and infiltration treatment includes a gas method, a powder method, an immersion method and the like. The gas method uses a mixed gas of diborane and hydrogen or a mixed gas of boron trichloride and hydrogen as a treatment agent.
Approximately 50 to 250 hours by performing the treatment for 6 hours.
A μm boride layer is formed. The powder method uses a mixed powder of boron or ferroboron, alumina and ammonium chloride as a treating agent, and has a treating temperature of 950 to 950.
By performing the treatment at 1050 ° C. for 1 to 5 hours, a boride layer of about 100 to 300 μm is formed.
【0014】しかしながら、ガス法は処理剤に毒性があ
り、粉末法は処理コストが高い等の問題点がある。ま
た、一般に、ホウ化層は2層(表層がFeB層で、内層
がFe 2 B層)となる場合があるが、表層のFeB層は
ビッカース硬さHvが1700〜2000にも達し非常
に脆いため、ホウ化層はFe2 B単層であることが好ま
しい。However, the gas method is toxic to the treating agent.
In addition, the powder method has problems such as high processing cost. Ma
Generally, the boride layer has two layers (the surface layer is an FeB layer,
Is Fe TwoB layer), but the surface FeB layer
Vickers hardness Hv reaches 1700-2000
The boride layer is FeTwoB single layer is preferred
New
【0015】したがって、ホウ素拡散浸透処理としては
浸漬法が好ましい。処理剤としてはホウ砂と酸化ナトリ
ウム,酸化カリウムとを用い、処理温度900〜100
0℃で3〜6時間処理することにより、Fe2 B単層の
ホウ化層が形成される。ただし、ホウ素拡散浸透処理後
は徐冷されることになるので、ホウ化層の下地(心部)
は一般にフェライト,パーライト,又はフェライトとパ
ーライトとの混合組織のいずれかとなる。このような組
織であると、転動部材に求められる強度が得られず、高
い接触応力に耐えることができない。したがって、ホウ
素拡散浸透処理したままの状態では、摺動部材には使用
できても転がり軸受等の転動部材には適用できない。そ
こで、母材となる前記鋼には焼入れによって硬化するよ
うな材料を使用する必要があり、ホウ素拡散浸透処理後
にさらに焼入れ,焼戻しを施して、高い接触応力に耐え
るに十分な強度を付与する必要がある。Therefore, the immersion method is preferable as the boron diffusion and penetration treatment. Borax, sodium oxide and potassium oxide are used as the treating agent, and the treating temperature is 900 to 100.
By performing the treatment at 0 ° C. for 3 to 6 hours, a single boride layer of Fe 2 B is formed. However, since it is gradually cooled after the boron diffusion and infiltration treatment, the base of the boride layer (core)
Is generally either ferrite, pearlite, or a mixed structure of ferrite and pearlite. With such a structure, the strength required for the rolling member cannot be obtained, and it cannot withstand high contact stress. Therefore, in a state in which the boron diffusion and infiltration treatment is performed, it can be used for a sliding member but cannot be applied to a rolling member such as a rolling bearing. Therefore, it is necessary to use a material that is hardened by quenching for the base steel, and it is necessary to further quench and temper after the boron diffusion infiltration treatment to impart sufficient strength to withstand high contact stress. There is.
【0016】焼入れ,焼戻しによって母材に十分な強度
を付与して、ホウ化層の下地を支えるに十分な心部の強
度を得るためには、前記鋼の炭素含有量は多い方が好ま
しい。しかし、ホウ素拡散浸透処理時には原子半径が炭
素原子よりも大きいホウ素原子が母材表面から進入する
ため、母材の炭素含有量が1.0%超過であるとホウ化
性が阻害され、ホウ化層が形成しにくくなるという傾向
がある。In order to impart sufficient strength to the base material by quenching and tempering, and to obtain sufficient core strength to support the base of the boride layer, the steel preferably has a high carbon content. However, at the time of boron diffusion infiltration treatment, boron atoms having an atomic radius larger than carbon atoms enter from the surface of the base material, so that if the carbon content of the base material exceeds 1.0%, the boriding property is hindered, and There is a tendency that a layer is difficult to form.
【0017】一方、炭素含有量が0.3%未満である
と、ホウ化層の下地を支えるに十分な心部の強度が得ら
れなくなる。このように、ホウ化層の厚さ及び硬さと心
部の硬さとのすべてを満足するためには、母材には炭素
含有量が0.3〜1.0%である鋼を使用することが好
ましい。前記鋼の炭素含有量を0.4〜0.9%とすれ
ば、ホウ化層の厚さ及び硬さと心部の硬さとのすべてを
より好ましいものとすることができる。On the other hand, if the carbon content is less than 0.3%, the strength of the core portion sufficient to support the base of the boride layer cannot be obtained. As described above, in order to satisfy all of the thickness and hardness of the boride layer and the hardness of the core, it is necessary to use steel having a carbon content of 0.3 to 1.0% as the base material. Is preferred. If the carbon content of the steel is 0.4 to 0.9%, all of the thickness and hardness of the boride layer and the hardness of the core can be made more preferable.
【0018】また、このホウ化層の厚さは、30〜20
0μmとすることが好ましい。厚さが30μm未満の場
合には十分な耐食性が得られず、また、転がり軸受を使
用するに伴ってホウ化層が減耗していき、素地が露出し
てしまうおそれがある。一方、長期にわたって安定した
耐食性を確保するためにはホウ化層は厚い方が好ましい
が、そのためには高温で長時間処理しなければならない
ので高コストとなり、また、200μm超過としてもさ
らなる耐食性の向上は期待できない。上記のような不都
合がより生じにくくするためには、ホウ化層の厚さは5
0〜200μmとすることがより好ましい。The thickness of the boride layer is 30 to 20.
Preferably, the thickness is 0 μm. If the thickness is less than 30 μm, sufficient corrosion resistance may not be obtained, and the boride layer may be depleted as the rolling bearing is used, exposing the substrate. On the other hand, in order to ensure stable corrosion resistance over a long period of time, it is preferable that the boride layer is thick. However, for this purpose, it is necessary to perform treatment at a high temperature for a long time, so that the cost becomes high. Can not expect. In order to make the above disadvantages less likely to occur, the thickness of the boride layer should be 5
More preferably, it is 0 to 200 μm.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】本発明に係る溶融金属めっき装置
用転がり軸受の実施の形態を、図面を参照して詳細に説
明する。図1は、本発明の溶融金属めっき装置用転がり
軸受の一実施形態であるスラスト玉軸受の構造を示す縦
断面図である。図1のスラスト玉軸受(日本精工株式会
社製、呼び番号51305、外径52mm,内径25m
m,幅18mm)は、外輪1と、内輪2と、外輪1と内
輪2との間に転動自在に配設された複数の玉3と、外輪
1と内輪2との間に複数の玉3を保持するTa製のもみ
抜き型保持器4と、で構成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a rolling bearing for a hot-dip metal plating apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a thrust ball bearing which is one embodiment of a rolling bearing for a hot-dip metal plating apparatus of the present invention. Thrust ball bearing of FIG. 1 (manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd., identification number 51305, outer diameter 52 mm, inner diameter 25 m
m, width 18 mm) are an outer ring 1, an inner ring 2, a plurality of balls 3 arranged to be able to roll between the outer ring 1 and the inner ring 2, and a plurality of balls between the outer ring 1 and the inner ring 2. And a Ta-made machined die holder 4 for holding the holder 3.
【0020】そして、外輪1の軌道面と内輪2の軌道面
とには、ビッカース硬さがHv1000以上のホウ化層
5,5が、ホウ素拡散浸透処理によって設けられてい
る。このホウ化層5の厚さは30〜200μmである。
なお、外輪1及び内輪2は炭素含有量が0.3〜1.0
%である鋼で構成されており、玉3は窒化ケイ素系セラ
ミックス材料で構成されている。On the raceway surface of the outer race 1 and the raceway surface of the inner race 2, boride layers 5, 5 having Vickers hardness of Hv1000 or more are provided by boron diffusion and penetration treatment. The thickness of the boride layer 5 is 30 to 200 μm.
The outer ring 1 and the inner ring 2 have a carbon content of 0.3 to 1.0.
%, And the ball 3 is made of a silicon nitride ceramic material.
【0021】このようなスラスト玉軸受は、外輪1及び
内輪2の軌道面に高硬度のホウ化層5を備えているの
で、溶融金属に対する耐食性に優れている。よって、溶
融金属と常に接触する溶融金属めっき装置用転がり軸受
(例えば、連続溶融亜鉛めっき装置の亜鉛浸漬ロールに
使用される転がり軸受)として好適に使用可能である。
また、このスラスト玉軸受は、ホウ化層5により耐摩耗
性も優れている。Since such a thrust ball bearing is provided with the high hardness boride layer 5 on the raceway surfaces of the outer ring 1 and the inner ring 2, it has excellent corrosion resistance to molten metal. Therefore, it can be suitably used as a rolling bearing for a hot-dip galvanizing apparatus (for example, a rolling bearing used for a zinc immersion roll of a continuous hot-dip galvanizing apparatus) which is always in contact with a molten metal.
The thrust ball bearing also has excellent wear resistance due to the boride layer 5.
【0022】なお、本実施形態は本発明の一例を示した
ものであって、本発明は本実施形態に限定されるもので
はない。例えば、本実施形態においては、外輪1の軌道
面と内輪2の軌道面の双方にホウ化層5を設けたが、い
ずれか一方のみでもよい。また、玉3を前記鋼で構成し
て、その転動面にホウ化層を設けてもよい。The present embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the present embodiment. For example, in the present embodiment, the boride layer 5 is provided on both the raceway surface of the outer ring 1 and the raceway surface of the inner ring 2, but only one of them may be provided. Further, the ball 3 may be made of the above-mentioned steel, and a boride layer may be provided on a rolling surface thereof.
【0023】また、本実施形態においては、転がり軸受
としてスラスト玉軸受を例示して説明したが、本発明の
転がり軸受は、他の種類の様々な転がり軸受に対して適
用することができる。例えば、深みぞ玉軸受,アンギュ
ラ玉軸受,円筒ころ軸受,円すいころ軸受,針状ころ軸
受,自動調心ころ軸受等のラジアル形の転がり軸受や、
スラストころ軸受等のスラスト形の転がり軸受である。Further, in the present embodiment, the thrust ball bearing has been described as an example of the rolling bearing. However, the rolling bearing of the present invention can be applied to various other types of rolling bearings. For example, radial rolling bearings such as deep groove ball bearings, angular ball bearings, cylindrical roller bearings, tapered roller bearings, needle roller bearings, and self-aligning roller bearings,
This is a thrust type rolling bearing such as a thrust roller bearing.
【0024】(実施例)ホウ化層の耐食性を評価するた
め、溶融亜鉛浴への浸漬試験を行った。試験材は転動体
用の玉とし、JIS等級G5まで仕上げ加工した3/8
インチボールの表面にホウ化層を設けたものを用いた。
その材質は、表1に示すように、実施例1は炭素含有量
が0.3%の鋼、実施例2は炭素含有量が1.0%の
鋼、比較例1はSUS440C(ホウ化層は設けていな
い)である。(Example) In order to evaluate the corrosion resistance of the boride layer, an immersion test in a molten zinc bath was performed. The test material was a ball for rolling elements and was finished to JIS grade G5.
A boring layer provided on the surface of an inch ball was used.
As shown in Table 1, the materials were as follows: Example 1 was a steel having a carbon content of 0.3%, Example 2 was a steel having a carbon content of 1.0%, and Comparative Example 1 was SUS440C (bored layer). Is not provided).
【0025】このような試験材を亜鉛浴(450℃)中
に50日間浸漬して、表面の侵食の度合いを調査した。
その結果を表1に示す。表1の減肉度とは、ボールの表
面からの最大侵食深さを示すものである。表1から分か
るように、ホウ化層を備える実施例1及び実施例2は、
表面の侵食はほとんど見られなかった。それに対して、
ホウ化層を備えていない比較例1は表面が溶損してお
り、侵食を受けていた。Such a test material was immersed in a zinc bath (450 ° C.) for 50 days, and the degree of surface erosion was examined.
Table 1 shows the results. The wall thickness reduction in Table 1 indicates the maximum erosion depth from the surface of the ball. As can be seen from Table 1, Examples 1 and 2 provided with a boride layer
Little surface erosion was observed. On the other hand,
The surface of Comparative Example 1 having no boride layer was melted and eroded.
【0026】[0026]
【表1】 [Table 1]
【0027】次に、前述のスラスト玉軸受とほぼ同様の
構成の軸受を用いて、回転試験により寿命の評価を行っ
た結果について説明する。試験に用いたスラスト玉軸受
は、表2に示すような材質で内輪,外輪,及び玉が構成
され(鋼(C0.3%)は炭素含有量が0.3%の鋼を
意味し、鋼(C1.0%)は炭素含有量が1.0%の鋼
を意味する)、内輪の軌道面と外輪の軌道面とには表2
に示すような厚さのホウ化層が設けられている。そし
て、内輪,外輪の表面硬さ(軌道面すなわちホウ化層の
硬さ)と内輪,外輪の心部硬さとは表2に示す通りであ
る。Next, a description will be given of the result of evaluating the life by a rotation test using a bearing having substantially the same configuration as the above-described thrust ball bearing. The thrust ball bearing used in the test is composed of the inner ring, outer ring, and balls of the materials shown in Table 2 (steel (C 0.3%) means steel with a carbon content of 0.3%, (C1.0%) means steel having a carbon content of 1.0%). The raceway surfaces of the inner ring and the outer ring are shown in Table 2
A boride layer having a thickness as shown in FIG. Table 2 shows the surface hardness of the inner ring and the outer ring (the hardness of the raceway surface, that is, the hardness of the boride layer) and the core hardness of the inner ring and the outer ring.
【0028】このようなスラスト玉軸受を日本精工株式
会社製の軸受回転試験機に取り付け、アキシアル荷重を
980Nとし、亜鉛浴(450℃)に浸漬した状態で2
00rpmの回転速度で回転させた。なお、亜鉛浴の成
分は、Al:0.1〜5%、Fe:0.1%以下、P
b:0.1%以下、残部がZnである。そして、トルク
値が初期値の3倍に上昇するまでの回転時間をスラスト
玉軸受の寿命とした。その結果を表2に示す。なお、実
施例3〜5のトルク寿命は、比較例2のトルク寿命を1
とした場合の相対値で示してある。Such a thrust ball bearing was mounted on a bearing rotation tester manufactured by Nippon Seiko Co., Ltd., with an axial load of 980 N, and immersed in a zinc bath (450 ° C.).
It was rotated at a rotation speed of 00 rpm. The components of the zinc bath are as follows: Al: 0.1 to 5%, Fe: 0.1% or less, P:
b: 0.1% or less, with the balance being Zn. The rotation time until the torque value increased to three times the initial value was defined as the life of the thrust ball bearing. Table 2 shows the results. In addition, the torque life of Examples 3 to 5 is 1 times the torque life of Comparative Example 2.
It is shown as a relative value when.
【0029】[0029]
【表2】 [Table 2]
【0030】ホウ化層を備えた実施例3〜5のスラスト
玉軸受は、ホウ化層を備えていない比較例2のスラスト
玉軸受よりも寿命が優れていることが分かる。そして、
実施例3〜5のスラスト玉軸受の中では、玉の材質が窒
化ケイ素である実施例5の寿命が最も優れていた。内
輪,外輪,及び玉を構成する鋼の炭素含有量とトルク寿
命との相関を図1に示し、ホウ化層の厚さとトルク寿命
との相関を図2に示す。なお、図1,図2のグラフ中の
曲線11及び21は、内輪,外輪,及び転動体の全てが
鋼で構成され且つ表面にホウ化層を備えている場合の結
果であり、曲線12及び22は、内輪及び外輪が鋼で構
成され且つ表面にホウ化層を備えていて、玉が窒化ケイ
素で構成されている場合の結果である。It can be seen that the life of the thrust ball bearings of Examples 3 to 5 having the boride layer is better than that of the thrust ball bearing of Comparative Example 2 having no boride layer. And
Of the thrust ball bearings of Examples 3 to 5, the life of Example 5 in which the material of the ball was silicon nitride was the best. FIG. 1 shows the correlation between the carbon content of the steel constituting the inner ring, the outer ring, and the balls and the torque life, and FIG. 2 shows the correlation between the thickness of the boride layer and the torque life. The curves 11 and 21 in the graphs of FIGS. 1 and 2 are the results when the inner ring, the outer ring, and the rolling element are all made of steel and have a boride layer on the surface, and the curves 12 and 21 are the same. 22 is the result when the inner and outer rings are made of steel and have a boride layer on the surface, and the balls are made of silicon nitride.
【0031】図1のグラフから分かるように、炭素含有
量が0.3〜0.1%の場合はトルク寿命が優れてい
て、特に、0.3〜0.9%の場合に優れていた。炭素
含有量が1.0%を超えるとトルク寿命が劣っている。
これは、炭素含有量が1.0%超過であるとホウ化層が
形成しにくくなるため、内輪,外輪等の転動部材が十分
な耐食性を有していないことが原因であると考えられ
る。また、ホウ化層の厚さが十分でないため、軸受の回
転とともにホウ化層が減耗していき、素地が露出する異
常摩耗が生じることも原因であると考えられる。As can be seen from the graph of FIG. 1, when the carbon content was 0.3 to 0.1%, the torque life was excellent, and especially when the carbon content was 0.3 to 0.9%. . If the carbon content exceeds 1.0%, the torque life is inferior.
This is considered to be due to the fact that if the carbon content exceeds 1.0%, a boride layer is difficult to form, and the rolling members such as the inner ring and the outer ring do not have sufficient corrosion resistance. . It is also considered that the thickness of the boride layer is not sufficient, so that the boride layer wears down with the rotation of the bearing, resulting in abnormal wear that exposes the substrate.
【0032】一方、炭素含有量が0.3%未満の場合も
トルク寿命が劣っている。これは、心部の硬さが不十分
であることが原因であると考えられる。図1及び図2か
ら、内輪,外輪,及び転動体の転動部材が、炭素含有量
が0.3〜1.0%の鋼で構成され、且つ表面に30μ
m以上のホウ化層を有していれば、前記転動部材は優れ
た耐食性と強靱な心部とを備えることとなり、その結
果、スラスト玉軸受は優れた寿命を有することとなる。On the other hand, when the carbon content is less than 0.3%, the torque life is inferior. This may be due to insufficient hardness of the core. 1 and 2, the inner ring, the outer ring, and the rolling members of the rolling elements are made of steel having a carbon content of 0.3 to 1.0%, and have a surface of 30 μm.
With a boride layer of m or more, the rolling member will have excellent corrosion resistance and a strong core, and as a result, the thrust ball bearing will have an excellent life.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上のように、本発明の溶融金属めっき
装置用転がり軸受は、外輪の軌道面,内輪の軌道面,及
び転動体の転動面のうち少なくとも前記外輪の軌道面と
前記内輪の軌道面とに、ホウ素拡散浸透処理によるビッ
カース硬さがHv1000以上のホウ化層を備えている
ので、溶融金属に対する耐食性と耐摩耗性とに優れてい
て、溶融金属めっき装置に好適に使用可能である。As described above, the rolling bearing for a hot-dip metal plating apparatus according to the present invention has at least one of the raceway surface of the outer race, the raceway surface of the inner race, and the raceway surface of the rolling element. Since the bearing surface has a boride layer with a Vickers hardness of at least Hv1000 due to boron diffusion and infiltration treatment, it has excellent corrosion resistance and abrasion resistance to molten metal, and can be used suitably for molten metal plating equipment. It is.
【図1】本発明の溶融金属めっき装置用転がり軸受の一
実施形態であるスラスト玉軸受の構造を示す縦断面図で
ある。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a structure of a thrust ball bearing which is one embodiment of a rolling bearing for a hot-dip metal plating apparatus of the present invention.
【図2】トルク寿命と炭素含有量との相関を示すグラフ
である。FIG. 2 is a graph showing a correlation between a torque life and a carbon content.
【図3】ホウ化層の厚さとトルク寿命との相関を示すグ
ラフである。FIG. 3 is a graph showing a correlation between a thickness of a boride layer and a torque life.
1 外輪 2 内輪 3 玉 5 ホウ化層 1 outer ring 2 inner ring 3 ball 5 boride layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16C 33/32 F16C 33/32 Fターム(参考) 3J101 AA02 AA32 AA42 AA53 AA62 BA10 BA70 DA01 EA02 EA44 EA78 FA08 FA31 GA60 4K027 AA02 AB42 AD11 AD17 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) F16C 33/32 F16C 33/32 F-term (Reference) 3J101 AA02 AA32 AA42 AA53 AA62 BA10 BA70 DA01 EA02 EA44 EA78 FA08 FA31 GA60 4K027 AA02 AB42 AD11 AD17
Claims (2)
の間に転動自在に配設された複数の転動体と、を備え、
溶融金属めっき装置に用いられる転がり軸受において、 前記外輪の軌道面,前記内輪の軌道面,及び前記転動体
の転動面のうち少なくとも前記外輪の軌道面と前記内輪
の軌道面とに、ホウ素拡散浸透処理によるビッカース硬
さがHv1000以上のホウ化層を設けたことを特徴と
する溶融金属めっき装置用転がり軸受。An outer race, an inner race, and a plurality of rolling elements rotatably disposed between the outer race and the inner race;
In a rolling bearing used in a hot-dip metal plating apparatus, boron diffusion is performed on at least the raceway surface of the outer ring and the raceway surface of the inner ring among the raceway surface of the outer ring, the raceway surface of the inner ring, and the rolling surface of the rolling element. A rolling bearing for a hot-dip metal plating apparatus, wherein a boride layer having a Vickers hardness of Hv1000 or more by infiltration treatment is provided.
材料で構成したことを特徴とする請求項1記載の溶融金
属めっき装置用転がり軸受。2. The rolling bearing according to claim 1, wherein the rolling element is made of a silicon nitride ceramic material.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001125245A JP2002323051A (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Rolling bearing for hot metal plating equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001125245A JP2002323051A (en) | 2001-04-24 | 2001-04-24 | Rolling bearing for hot metal plating equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002323051A true JP2002323051A (en) | 2002-11-08 |
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ID=18974496
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002323051A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012500767A (en) * | 2008-08-29 | 2012-01-12 | アクティエボラゲット・エスコーエッフ | Large ceramic parts and manufacturing method |
-
2001
- 2001-04-24 JP JP2001125245A patent/JP2002323051A/en active Pending
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