專利名稱：滾動軸承及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適于供例如空調(diào)風(fēng)扇馬達(dá)或壓縮機等的被變換(inverter)控制 的馬達(dá)用、硬盤驅(qū)動器(HDD)的搖臂支撐用樞軸桿、伺服馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)等進(jìn)行擺動運動 的馬達(dá)用的滾動軸承。
背景技術(shù)：
空調(diào)風(fēng)扇馬達(dá)、冰箱的壓縮機等的馬達(dá)等為節(jié)能化而被變換控制的情況較多。但 是有時從變換電路發(fā)生高頻率的電流而還向馬達(dá)內(nèi)的軸承的內(nèi)外輪、滾動體流入，并且在 滾動面(擋圈面)發(fā)生電蝕。為了防止電蝕而做出了多個提案，例如提出了在軌道輪的軌道面設(shè)置由合成樹 脂、熱塑性彈性體、合成橡膠或陶瓷構(gòu)成的絕緣層的提案(例如參照專利文獻(xiàn)1)。并且，使 用采用了陶瓷制滾動體的滾動軸承也可以防止電蝕，但是陶瓷在使用一般的氮化硅制滾動 體的滾動軸承上有改善音響特性以及轉(zhuǎn)矩性能的余地。即，氮化硅制滾動體的表面因為原 油的可濕性差，所以如果為降低滾動軸承的轉(zhuǎn)矩而使用低粘度的潤滑劑，會使在滾動體的 表面形成的油膜過薄且易于生成油膜片。為此，如果使用低粘度的潤滑劑，比起氮化硅對由硬度低的軸承鋼制成的軌道面 更易于發(fā)生損壞。因此，如果沒有進(jìn)行定期供給潤滑劑等的保養(yǎng)工作，使用氮化硅制滾動體 的滾動軸承可能在高速時構(gòu)成內(nèi)外輪的鋼和構(gòu)成滾動體的氮化硅中利用線膨脹系數(shù)的差 而釋放預(yù)壓，并產(chǎn)生空隙(專利文獻(xiàn)2)。并且，作為陶瓷也使用氧化鋯。氧化鋯存在線膨脹系數(shù)接近構(gòu)成軸承的鋼，在滾動 軸承難于發(fā)生預(yù)壓釋放的優(yōu)點。并且使MgO、CaO, Y2O3, CeO2等穩(wěn)定化劑分散的氧化鋯具有 高強度和高韌性(非專利文獻(xiàn)1)，因此也可以實現(xiàn)滾動軸承的長壽命化。而且激活氧化鋯 的高強度、高韌性，添加廉價的氧化鋁，也進(jìn)行使用氧化鋯-氧化釔氧化鋁=100 1 60 40添加的處理(專利文獻(xiàn)幻。但是在使用低粘度的潤滑劑時產(chǎn)生與氮化硅一樣的油 膜片，并且作為潤滑劑使用具有極性的酯系潤滑油的情況下，有加速滾動體的磨損的傾向。專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本國特開平07-310748號公報專利文獻(xiàn)2 日本國特開2002-139048號公報專利文獻(xiàn)3 日本國特開2002-106570號公報非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1 宗宮重行、吉村昌弘編寫，氧化鋯陶瓷9、內(nèi)田老鶴圃，p47 69及 p73 79

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種滾動軸承，即其電蝕防止效果好，且減少潤滑劑 的使用量，或適于要求使用低粘度的潤滑劑滿足軸承的低轉(zhuǎn)扭矩化的用途，并且音響特性、
3持久性優(yōu)異。為了解決上述課題，本發(fā)明提供下述的滾動軸承以及它的制造方法。(1) 一種滾動軸承，至少具有內(nèi)輪、外輪、滾動體以及保持器，其特征在于，上述滾動體由如下的氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料制成，該氧化鋁-氧化鋯系復(fù) 合材料包括含有1. 5 5%摩爾的氧化鋁成分和氧化鋯成分或氧化釔的氧化釔-氧化鋯 成分，其中以質(zhì)量比計時上述的氧化鋁成分氧化鋯成分或氧化釔-氧化鋯成分=5 50 50 95。(2)如上述⑴所述的滾動軸承，其特征在于，滾動體的氧化鋁粒子、氧化鋯粒子或氧化釔-氧化鋯粒子平均粒徑均為2μπι以 下。(3)如上述(1)或⑵所述的滾動軸承，其特征在于，滾動體中的Si02、Na2O以及 Fe2O3的各含量均為0. 3%質(zhì)量以下。(4)如上述(1)至(3)中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，在滾動體的表面中，10 30 μ m的氧化鋯塊或氧化釔-氧化鋯塊的個數(shù)為5個 /300mm2 以下。(5)如上述(1)至中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，滾動體的楊氏模量 為 215 280GPa。(6)如上述(1)至(5)中任一項記載的滾動軸承，其特征在于，滾動體的密度為 4. 5 6g/cm3。(7)如上述⑴至(6)中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，保持器由合成樹脂 組合物構(gòu)成。(8)如上述(1)至(7)中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，將內(nèi)輪和外輪中至 少一個進(jìn)行滲炭氮化處理。(9)如上述⑴至⑶中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，以成為軸承空間的20%體積以下的方式封入40°C的運動粘度為80mm2/S以下的 酯油或以該酯油作為基礎(chǔ)油的潤滑脂。(10)如上述⑴至⑶中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，以成為軸承空間的20%體積以下的方式封入40°C的運動粘度為80mm2/S以下且 分子中不具有極性基的無極性潤滑油或以該無極性潤滑油作為基礎(chǔ)油的潤滑脂。(11) 一種滾動軸承的制造方法，其為至少具有內(nèi)輪、外輪、滾動體以及保持器的滾 動軸承的制造方法，其特征在于，包括如下的工序以按質(zhì)量比計時氧化鋁原料粉末氧化鋯原料粉末或氧化 釔-氧化鋯原料粉末=5 50 50 95的比例混合含有1. 5 5%摩爾的氧化鋁原料粉 末和氧化鋯原料粉末或氧化釔的氧化釔-氧化鋯原料粉末，并將它們成形為滾動體的形狀 后，對成形物進(jìn)行燒結(jié)而制作成滾動體。(12)如上述(11)所述的滾動軸承的制造方法，其特征在于，將氧化鋁原料粉末和氧化鋯原料粉末或氧化釔-氧化鋯原料粉末與Φ Imm以下的 氧化鋯系珠一起投入到珠磨混合機中進(jìn)行粉碎混合。發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明提供一種滾動軸承，即具有與使用氮化硅制滾動體的滾動軸承同等的 電蝕防止效果，并且以低粘度、少量的潤滑劑可以確保充分的潤滑性，且適于滿足低轉(zhuǎn)矩要 求的用途，并且音響特性、持久性優(yōu)異。


圖1是表示作為本發(fā)明的滾動軸承的一個實施方式的球軸承的剖視圖。圖2是表示珠磨混合機的一例的示意圖。圖3是表示利用試驗4得到使用由SUJ2制成的球試驗片時的摩擦系數(shù)的隨時間 推移(經(jīng)時)變化的圖表。圖4是表示利用試驗4得到使用由SUJ2制成的球試驗片時的磁盤試驗片的比磨 損量的曲線圖。圖5是表示利用試驗4得到使用氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料的球試驗片時的摩擦 系數(shù)隨時間推移變化的圖表。圖6是表示利用試驗4得到由氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料制成的球試驗片時的磁 盤試驗片的比磨損量的曲線圖。圖7是表示利用試驗4得到測量氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料的球試驗片的表面狀 態(tài)隨時間推移變化的圖表。圖8是表示利用試驗4得到測量氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料的球試驗片的表面狀 態(tài)隨時間推移變化的圖表。圖9是表示利用試驗4得到比磨損量之比的曲線圖。圖10是說明試驗5的推力試驗法的示意圖。圖11是表示利用試驗5得到氧化鋁成分和氧化鋯成分的比率與壽命比之間的關(guān) 系的曲線圖。圖12是表示利用試驗6得到氧化鐵的含量與壽命之間的關(guān)系的曲線圖。圖13是表示利用試驗6得到氧化鐵的含量和振動值之間的關(guān)系的曲線圖。圖14是表示利用試驗7得到平均粒徑與壽命之間的關(guān)系的曲線圖。圖15是表示利用試驗8得到氧化鋯塊的直徑尺寸與壽命之間的關(guān)系的曲線圖。圖16是表示利用試驗9得到的、求出滾動體表面中的各種大小的氧化鋯塊的個數(shù) 的曲線圖。圖17是表示利用試驗9得到每300mm2的10 30 μ m的氧化鋯塊的個數(shù)與壽命 之間的關(guān)系的曲線圖。圖18是表示利用試驗10得到每300mm2的10 30 μ m的氧化鋯塊的個數(shù)與壽命 之間的關(guān)系的曲線圖。圖19是表示利用試驗11得到使用球試驗片B的軸承的壽命試驗的結(jié)果的曲線 圖。圖20是表示利用試驗11得到拍攝到球試驗片A的內(nèi)部組織的掃描電子顯微鏡 (SEM)照片(A)以及拍攝到球試驗片B的內(nèi)部組織的掃描電子顯微鏡(SEM)照片(B)。附圖標(biāo)記說明1 內(nèi)輪
2 外輪3 球4保持器5 密封6軸承空間G潤滑劑
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的滾動軸承，只要是例如被用于空調(diào)風(fēng)扇馬達(dá)或壓縮機等的被變換控制的 馬達(dá)用、硬盤驅(qū)動器(HDD)的搖臂支撐用樞軸桿、伺服馬達(dá)或步進(jìn)馬達(dá)等進(jìn)行擺動運動的 馬達(dá)上的滾動軸承，將不限于滾動軸承的結(jié)構(gòu)，可以例示如圖1中的剖視圖所示的球軸承。圖示的球軸承通過在內(nèi)輪1的外周面形成的內(nèi)輪軌道面Ia與在外輪2的內(nèi)周面 形成的外輪軌道面加之間以保持器4保持作為多個滾動體的球3，且由密封5密封填充于 由內(nèi)輪1、外輪2與球3形成的軸承空間6內(nèi)的潤滑劑G而大體構(gòu)成。此外，附圖標(biāo)記2b 是設(shè)置在外輪2的密封嵌合槽。在本發(fā)明中，將內(nèi)輪1和外輪2作為由SUJ2鋼、SUS鋼、 13Cr鋼等的金屬制成，球3由含有氧化鋁成分和氧化鋯成分或氧化釔-氧化鋯成分的氧化 鋁-氧化鋯系復(fù)合材料形成。如此，根據(jù)內(nèi)輪1、外輪2和球3的不同種類材料的組合，為低 轉(zhuǎn)扭矩化而減少潤滑劑G的量，或在使用低粘度的潤滑劑G的情況下，也可以防止內(nèi)輪1與 球3、外輪2與球3之間的粘合。并且，球3作為電絕緣性的氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料可 以防止電蝕。作為軸承材料的一般性的陶瓷材料即氮化硅是針狀結(jié)晶相互纏繞的微細(xì)晶，其粒 徑的最大直徑為30 50 μ m，寬高比大約為2。對此氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料以下述的 比率包含氧化鋁成分和氧化鋯成分或氧化釔-氧化鋯成分，燒結(jié)得到的氧化鋁的燒結(jié)粒 子(以下稱為氧化鋁燒結(jié)粒子)、氧化鋯的燒結(jié)粒子(以下稱為氧化鋯燒結(jié)粒子)或氧化 釔-氧化鋯的燒結(jié)粒子(以下稱為氧化釔-氧化鋯燒結(jié)粒子)是平均粒徑均在2 μ m以下 的微細(xì)的大致球狀物。為此，如果長時間運轉(zhuǎn)軸承，則球3的表面的結(jié)晶粒會磨損和脫落， 因而存在表面的凹凸會使粒徑大的氮化硅比粒徑小的氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料變大，且 有加劇軌道面IaJa損壞的傾向。此外，氧化鋁成分與氧化鋯成分或氧化釔-氧化鋯成分之間的比率按質(zhì)量比優(yōu)選 為氧化鋁成分氧化鋯成分或氧化釔-氧化鋯成分=5 50 50 95，更優(yōu)選為10 30 70 90，最優(yōu)選為20 80。另外，因燒結(jié)到室溫變冷卻時的體積收縮的差異而使氧化鋁燒結(jié)粒子壓縮，氧化 鋯燒結(jié)粒子、氧化釔-氧化鋯燒結(jié)粒子將被賦予拉伸應(yīng)力，且因殘余應(yīng)力的不同分布導(dǎo)致 龜裂迂回地變大。而且，龜裂使強度弱的氧化鋁燒結(jié)粒子生長，但因氧化鋯燒結(jié)粒子、氧化 釔-氧化鋯燒結(jié)粒子的晶相轉(zhuǎn)變(正方晶相一單斜晶相)而向氧化鋁粒子施加的壓縮應(yīng)力 成為負(fù)荷，而防止龜裂發(fā)展。尤其在氧化鋯成分或氧化釔-氧化鋯成分小于70%質(zhì)量時，難以發(fā)現(xiàn)因晶相轉(zhuǎn)變 而向氧化鋁燒結(jié)粒子施加的壓縮應(yīng)力的負(fù)荷的效果，且強度下降。另外，氧化鋯成分或氧化
6釔-氧化鋯成分超過90%質(zhì)量時，容易發(fā)生粒子成長、凝聚，由于異常成長的氧化鋯燒結(jié)粒 子、氧化釔-氧化鋯燒結(jié)粒子的因素而強度將下降。另外，在氧化釔-氧化鋯成分中包含1. 5%摩爾以上且5%摩爾以下的比例的氧化 釔，氧化釔的含量優(yōu)選為3%摩爾。向氧化鋯添加固溶氧化釔，使之在結(jié)構(gòu)中形成氧空穴，使 立方晶以及正方晶在室溫下也可以穩(wěn)定或者提高變?yōu)閬喎€(wěn)態(tài)的強度，但是這時的氧化鋯中 的氧化釔含量的適宜量是1. 5 5%摩爾。在氧化釔含量小于1. 5%摩爾時不能得到由正 方晶構(gòu)成的燒結(jié)體，在5%摩爾以上時使正方晶減少且立方晶成為主體，為此不能得到基于 晶相轉(zhuǎn)變的高強度化。為了制作球3，而將氧化鋁原料粉末與氧化鋯原料粉末或氧化釔-氧化鋯原料粉 末分別以上述的成分比進(jìn)行混合，并將混合物成形為球形后，最好將成形物脫脂燒結(jié)進(jìn)行 等靜熱壓法(HIP)處理。這時為得到更精細(xì)的結(jié)果最好減少在各原料粉末中含有的雜質(zhì)， 尤其是盡可能減少Si02、Fe203、Nii20以提高燒結(jié)性，使之有效地精細(xì)化。而且也能夠抑制由 雜質(zhì)引起的早期剝離。具體來說，Si02、Fe203、Nii20的含量分別優(yōu)選為0. 3%質(zhì)量以下，更優(yōu) 選為0. 質(zhì)量以下，進(jìn)而優(yōu)選為0.02%質(zhì)量以下。如果含量超過0.3%質(zhì)量，有可能在運 轉(zhuǎn)時容易引起來自滾動體表面的粒子的微小脫落、滾動體表面的粗糙度的下降、脫落的粒 子發(fā)生軌道面的微小損壞、振動變大而使音響壽命縮短。另外，滾動體的疲勞壽命也將成為 使雜質(zhì)引起作為起點的早期剝離的原因。此外，成形方法通常采用壓縮成形方法，在燒結(jié)后將原料(白球)磨削、研磨而調(diào) 整為預(yù)定的球形狀。另外，等靜熱壓法(HIP)處理能夠在普通的條件下進(jìn)行。另外，如果氧化鋁原料粉末與氧化鋯原料粉末或氧化釔-氧化鋯原料粉末沒有 均勻地混合且各自的燒結(jié)粒子分別偏析，將會使?jié)L動疲勞壽命降低。尤其，如果存在超 過100 μ m的燒結(jié)粒子就會變得顯著。作為防止偏析的方法不僅需均勻地混合，而且有必 要實施具有強粉碎功能的混合，也能夠使用球磨混合機，但最有效的是使用粉碎介質(zhì)為 Φ Imm以下的氧化鋯系的珠的珠磨混合機。圖2是表示珠磨混合機的一例的示意圖，但是 在中心配有攪拌葉片的容器中，將氧化鋁原料粉末與氧化鋯原料粉末或氧化釔-氧化鋯原 料粉末、水或酒精與珠子一起投入，旋轉(zhuǎn)攪拌葉片進(jìn)行粉碎、混合。此外，轉(zhuǎn)速可以最大為 3000rpm，混合中向容器內(nèi)流入冷卻用水。對此在球碾磨機混合器中粉碎介質(zhì)為Φ IOmm以 上，另外，在結(jié)構(gòu)上轉(zhuǎn)速約為400 IOOOrpm，粉碎效率是珠磨混合機最高。球3的氧化鋁燒結(jié)粒子、氧化鋯燒結(jié)粒子或氧化釔-氧化鋯燒結(jié)粒子平均粒徑優(yōu) 選為2 μ m以下，更優(yōu)選為1 μ m以下。通常以進(jìn)行粒子燒結(jié)的程度成長，如日本國專利第 3910310號所記載那樣，如果存在10 μ m以上的粒子，雖然對壽命有不好的影響，但是發(fā)現(xiàn) 用復(fù)合化可以抑制粒子成長、凝聚的效果且粒徑將單體變?yōu)楦?。另外，在?的表面中，優(yōu)選為減少氧化鋯塊或氧化釔-氧化鋯塊，10 30 μ m的 氧化鋯塊或氧化釔-氧化鋯塊更優(yōu)選為5個/300mm2以下，進(jìn)而優(yōu)選為3個/300mm2以下。 氧化鋯塊或氧化釔-氧化鋯塊作為起點剝離，降低滾動壽命。尤其如果存在100 μ m級別的 塊將顯著降低滾動壽命。另外，塊截面沒有呈圓形，因此塊的大小為直徑的長度。如上所述將燒結(jié)粒子作為平均粒徑2 μ m以下的微粒子將表面的氧化鋯塊或氧化 釔-氧化鋯塊減少時，最好使用如上所述有較少雜質(zhì)的原料粉末利用珠磨混合機進(jìn)行混合。
潤滑劑G可以是潤滑油，也可以是以潤滑油作為基礎(chǔ)油的潤滑脂。另外，潤滑油或 基礎(chǔ)油也可以是如礦物油、碳化氫油那樣不具有極性基的無極性油，也可以是如酯油那樣 具有極性基的極性油。例如，無極性油的聚α-烯烴合成油氧化穩(wěn)定性好、具有耐壓性，而 且具有抑制密封5的腐蝕的作用。另一方面，極性油的酯油潤滑性能、耐熱性好，因此適于 高速旋轉(zhuǎn)用的滾動軸承。例如，在馬達(dá)所使用的潤滑油組合物中，以酯油作為基礎(chǔ)油的情況 下，在增稠劑上使用金屬肥皂，以聚α-烯烴合成油作為基礎(chǔ)油的情況下，將尿素化合物使 用在增稠劑上是一般的情況，但從音響性能金屬肥皂更優(yōu)于尿素化合物，在重視音響性能 的情況下，基礎(chǔ)油上使用酯油。另外，為實現(xiàn)低轉(zhuǎn)矩潤滑油或基礎(chǔ)油，最好是低粘度、40°C的運動粘度能夠使用 80mm2/s以下的潤滑油或基礎(chǔ)油。球3的表面由材料而來的極性物質(zhì)的吸附力大。因此，通 過在潤滑油或基礎(chǔ)油上使用極性油，能夠使用更低粘度的潤滑油或基礎(chǔ)油。但是氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料使高溫穩(wěn)定相的正方晶(t_&02)在室溫狀態(tài)下 成為亞穩(wěn)態(tài)化，由此可知具有高韌性、高強度。這是根據(jù)在龜裂前端的向低溫穩(wěn)定 相的單斜晶(m-&02)的應(yīng)力感應(yīng)馬氏體型相轉(zhuǎn)變時的體積膨脹而阻止裂縫的發(fā)展。但是， 氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料曬在空氣中接近200°C的高溫時，會發(fā)生強度的劣化的問題。這 是通過與氧化鋯與水之間的化學(xué)反應(yīng)切斷連接，根據(jù)的應(yīng)力腐蝕反應(yīng)促進(jìn) 相轉(zhuǎn)變，因隨之而來的體積膨脹而生成微小的裂縫。另外，這種現(xiàn)象不僅是水，而且通過具 有氨等的具有極性的溶劑也進(jìn)行加速(參照非專利文獻(xiàn)1)。為此在變?yōu)榫植康母邷亍⒏邏?的摩擦環(huán)境下，向具有極性的油分子的表面的吸附降低促進(jìn)相轉(zhuǎn)變的表面強度，且容易磨 損球3的表面。如此，在由氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料構(gòu)成的球3中，向極性分子的表面的吸附具 有潤滑效果與促進(jìn)磨損效果的兩面性，在高溫、高壓下使用的情況下，最好使用無極性油。另外，為低轉(zhuǎn)扭矩化最好也減少潤滑劑G的填充量使之作為軸承空間6的20%體 積以下也能確保充足地潤滑。另外，形成球3的氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料的楊氏模量為215 ^0GPa，形成內(nèi) 輪1和外輪2的金屬材料一般比軸承鋼的楊氏模量OOSGPa)、SUJ2的楊氏模量Q07GPa) 更小，因此也提高耐壓痕性。對此氮化硅的楊氏模量為250 330GPa，比軸承鋼、SUJ2的楊 氏模量更大，因此耐壓痕性差。另外，氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料密度為4. 5g/cm3 (氧化鋁成分氧化鋯成分或 氧化釔-氧化鋯成分=50 50) 6g/cm3 (氧化鋁成分氧化鋯成分或氧化釔-氧化鋯成 分=5 95)，比軸承鋼的密度(7.8g/cm3)更小。因此與軸承旋轉(zhuǎn)時的球3的慣性力小的 保持器4之間的碰撞音將變小。另外，在作為保持器4使用鐵制保持器的情況下，保持器4 的磨損減少，經(jīng)由鐵粉音響劣化也變少。對此氮化硅的密度為3. 22g/cm3,因此在由氮化硅 制成的球中使用與保持器4之間的碰撞音以及鐵制保持器時的磨損將變?yōu)楸扔裳趸X-氧 化鋯系復(fù)合材料制成的球更少，但是存在在軸承安裝時的補給滾動體時跳出的異常情況。而且，氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料接近于白色。因此可以容易視認(rèn)發(fā)生在球3的 表面的損壞。另外，球精度為球度0.08、表面粗糙度0.012 μ m以下(也可以視為G3級別) 球 度0. 13，表面粗糙度最好是0.02 μ m以下(也可以視為G5級別)。因為如果超過G5級別，將對音響特性產(chǎn)生影響。另一方面，內(nèi)輪1和外輪2作為由SUJ2鋼、SUS鋼、13Cr鋼等的金屬制成，所以價 廉，另外，對音響壽命也有利。另外，至少軌道面Iada最好是經(jīng)由在全部表面實施滲炭氮 化處理等的硬化處理提高耐磨損性。另外，保持器4也可以由金屬制成，但是為了使軸承整體輕量化、減少與球3之間 的碰撞音，優(yōu)選成形為在聚酰胺、聚縮醛、PPS等的耐熱性的樹脂中混合入玻璃纖維、炭纖維 等的纖維狀加固材而成的樹脂組合物。此外，本實施方式作為表示本發(fā)明的一例本發(fā)明不限于本實施方式。例如在本實 施方式中，舉例說明了作為滾動軸承例子的深溝球軸承，但是除此之外也可以適用于錐面 止推(angular)球軸承、自調(diào)心球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承、滾針軸承，調(diào)心滾子 軸承等徑向型的滾動軸承；或推力球軸承、推力滾子軸承等推力型的滾動軸承，各個滾動體 由上述的氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料形成。實施例以下，舉試驗例進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不由此受到任何限制。此外，在下 述的試驗中，將由氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料制成的球試驗片的球精度定為G3 G5級別。(試驗1)使內(nèi)輪和外輪由SUJ2鋼制成，球試驗片由氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料、氮化硅或 SUJ2鋼制作成。此外，氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料的球試驗片是將氧化鋁原料粉末與氧 化鋯原料粉末以質(zhì)量比氧化鋁成分氧化鋯成分=20 80來進(jìn)行混合、燒結(jié)。另外，將 鋰-酯油系潤滑脂(NS高溫潤滑油)填充160mg作為試驗軸承。此外，這個潤滑油填充量 相當(dāng)于軸承空間的20%體積。另外，將各試驗軸承在大氣溫度90°C AOOOOmirT1下連續(xù)旋轉(zhuǎn)，測量直至燒結(jié)粘砂 (燒粘)的時間。將結(jié)果示于表1中，但是由氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料制作的球試驗片與 由氮化硅制成的球試驗片相比燒結(jié)粘砂壽命也在2倍以上，因此可知大幅提高了耐燒結(jié)粘 砂性。表 1
球試驗片材料燒結(jié)粘砂時間(時間)氧化鋁-氧化鋯568氮化硅274SUJ2 鋼92(試驗2)關(guān)于在試驗1中使用的由氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料制作的球試驗片以及使用由 SUJ2鋼制成的紙板的試驗軸承，在室溫、eOOOOmirf1的條件下以計算壽命相比較，壽命在使 用由氧化鋁-氧化鋯復(fù)合材料制成的球試驗片的試驗軸承中也延長約12. 8倍。(試驗3)對在試驗1中使用的試驗軸承賦予500萬次的往復(fù)振動運動，求出與擺動之前軸方向的振動量比。將結(jié)果示于表2中，但是在使用由氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料制成的球 試驗片的試驗軸承中，可以知道大幅提高了耐微振磨損性。表權(quán)利要求
1.一種滾動軸承，至少具有內(nèi)輪、外輪、滾動體以及保持器，其特征在于，上述滾動體由如下的氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料制成，該氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料 包括含有1.5 5%摩爾的氧化鋁成分和氧化鋯成分或氧化釔的氧化釔-氧化鋯成分，其中 以質(zhì)量比計時上述的計氧化鋁成分氧化鋯成分或氧化釔-氧化鋯成分=5 50 50 95。
2.如權(quán)利要求1所述的滾動軸承，其特征在于，滾動體的氧化鋁粒子、氧化鋯粒子或氧化釔-氧化鋯粒子的平均粒徑均為2 μ m以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的滾動軸承，其特征在于，滾動體中的Si02、Na2O以及狗203 的各含量均為0.3質(zhì)量％以下。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，在滾動體的表面中，10 30 μ m的氧化鋯塊或氧化釔-氧化鋯塊的個數(shù)為5個/300mm2 以下。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，滾動體的楊氏模量為 215 ^OGpa。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，滾動體的密度為4.5 6g/cm3。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，保持器由合成樹脂組合物 構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，將內(nèi)輪和外輪中至少一個 進(jìn)行滲炭氮化處理。
9.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，以成為軸承空間的20體 積％以下的方式封入40°C的運動粘度為80mm2/S以下的酯油或以該酯油作為基礎(chǔ)油的潤滑脂。
10.如權(quán)利要求1至8中任一項所述的滾動軸承，其特征在于，以成為軸承空間的20體 積％以下的方式封入40°C的運動粘度為80mm2/S以下且分子中不具有極性基的無極性潤滑 油或以該無極性潤滑油作為基礎(chǔ)油的潤滑脂。
11.一種滾動軸承的制造方法，其為至少具有內(nèi)輪、外輪、滾動體以及保持器的滾動軸 承的制造方法，其特征在于，包括如下的工序按質(zhì)量比計時氧化鋁原料粉末氧化鋯原料粉末或氧化釔-氧化鋯 原料粉末=5 50 50 95的比例混合含有1. 5 5%摩爾的氧化鋁原料粉末和氧化鋯 原料粉末或氧化釔的氧化釔-氧化鋯原料粉末，并將它們形成為滾動體的形狀成形后，對 成形物進(jìn)行燒結(jié)而制作成滾動體。
12.如權(quán)利要求11所述的滾動軸承的制造方法，其特征在于，將氧化鋁原料粉末和氧 化鋯原料粉末或氧化釔-氧化鋯原料粉末與Φ Imm以下的氧化鋯系珠一起投入到珠磨混合 機中進(jìn)行粉碎混合。
全文摘要
本發(fā)明為了提供一種滾動軸承，即，其電蝕防止效果優(yōu)異，并且適于要求減少潤滑劑的使用量且使用低粘度的潤滑劑并實現(xiàn)軸承低轉(zhuǎn)扭矩化的用途，音響特性、持久性優(yōu)異；而本發(fā)明使?jié)L動體由如下的氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料制成，該氧化鋁-氧化鋯系復(fù)合材料包括含有1.5～5％摩爾的氧化鋁成分和氧化鋯成分或氧化釔的氧化釔-氧化鋯成分，其中以質(zhì)量比計時上述的氧化鋁成分∶氧化鋯成分或氧化釔-氧化鋯成分＝5～50∶50～95。
文檔編號F16C33/44GK102138016SQ201080002462
公開日2011年7月27日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者中井毅, 元田智弘, 北川乃一, 安永圭司, 柳瀨克則, 植田光司, 渡邊聰, 石和田博, 西關(guān)俊, 遠(yuǎn)藤雄一, 青木護(hù) 申請人:日本精工株式會社