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JP2014074212A - 転がり摺動部材及びその製造方法並びに転がり軸受 - Google Patents

転がり摺動部材及びその製造方法並びに転がり軸受 Download PDF

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JP2014074212A JP2012222887A JP2012222887A JP2014074212A JP 2014074212 A JP2014074212 A JP 2014074212A JP 2012222887 A JP2012222887 A JP 2012222887A JP 2012222887 A JP2012222887 A JP 2012222887A JP 2014074212 A JP2014074212 A JP 2014074212A
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亘 吉田
Katsuhiko Kizawa
克彦 木澤
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Abstract

【課題】安価に製造でき、耐食性や耐割損性に優れ、十分な寿命を確保できる転がり摺動部材、製法及び転がり軸受を提供する。
【解決手段】０．１６−０．１９質量％Ｃと０．１５−０．３５質量％Ｓｉと０．２０−１．５５質量％Ｍｎと２．５−３．２質量％Ｃｒとを含有し、残部鉄及び不可避不純物であり、不可避不純物のＮｉ及びＭｏを０．０１−０．２質量％及び０．００１質量％以上０．１５質量％未満含有し、焼入れ性指数５．４以上の鋼材に前加工、有効硬化層深さ１．５−８ｍｍとなる浸炭窒化処理、中間焼鈍処理、焼入れ焼もどし処理及び仕上げ加工を施す。
【選択図】なし

Description

本発明は、転がり摺動部材及びその製造方法並びに転がり軸受に関する。
産業機械などに用いられている大型軸受用の転がり摺動部材には、必要強度を確保するために、焼入れ性が大きい材料が必要とされている。また、例えば、鉄鋼設備における圧延機用軸受などでは、使用環境が苛酷化しているため、衝撃荷重などに対する耐割損性の向上に加え、圧延水の浸入などに起因する置き錆が発生しやすい環境下などでの耐食性などの向上や軸受部品の転動疲労寿命の向上が求められている。
近年、これらの大型軸受部品の長寿命化の要求の高まりのため、ケイ素、ニッケル、クロム、モリブデンなどの元素の添加により転動疲労寿命の向上も図られている（例えば、特許文献１及び２を参照）。
特開２００５−１５４７８４号公報 特開２００７−７７４２２号公報
しかしながら、前記鋼材は、希少金属であるニッケル、モリブデンなどを多く含んでいるため、高価であり、転がり軸受の製造コストの増大を招くという欠点がある。
一方、ニッケル及びモリブデンを含まない鋼材を用いることが考えられるが、この場合、軸受部品の耐割損性が低くなる傾向がある。
そのため、安価に製造することができ、耐食性及び耐割損性に優れ、かつ錆が発生しやすい環境下であっても十分な寿命を確保することができる軸受部品の開発が新たに求められている。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、耐食性及び耐割損性に優れ、かつ錆が発生しやすい環境下であっても十分な寿命を確保することができる転がり摺動部材及びその製造方法並びに転がり軸受を提供することを目的とする。
本発明の転がり摺動部材は、０．１６〜０．１９質量％の炭素と、０．１５〜０．３５質量％のケイ素と、０．２０〜１．５５質量％のマンガンと、２．５〜３．２質量％のクロムとを含有し、残部が鉄及び不可避不純物であり、不可避不純物としてのニッケルを０．０１〜０．２質量％、不可避不純物としてのモリブデンを０．００１質量％以上０．１５質量％未満含有し、かつ式（Ｉ）：
ＸＣ・ＸＳｉ・ＸＭｎ・ＸＣｒ・ＸＮｉ・ＸＭｏ （Ｉ）
〔式中、ＸＣは０．５３４６×炭素含有量（質量％）＋０．０００４、ＸＳｉは、０．７×ケイ素含有量（質量％）＋１であり、マンガン含有量が０．２０質量％以上１．２５質量％未満であるときのＸＭｎは３．３８４４×マンガン含有量（質量％）＋０．９８２６であり、マンガン含有量が１．２５質量％以上１．５５質量％以下であるときのＸＭｎは５．１×マンガン含有量（質量％）−１．１２であり、ＸＣｒは２．１５９６×クロム含有量（質量％）＋１．０００３であり、ＸＮｉは０．３８２×ニッケル含有量（質量％）＋０．９９であり、ＸＭｏは３×モリブデン含有量（質量％）＋１である〕
で表される焼入れ性指数が５．４以上である鋼材から得られ、前記鋼材に対して、有効硬化層深さが１．５〜８ｍｍとなる浸炭窒化処理が施されている母材からなり、相手部材との間で相対的に転がり接触若しくは滑り接触又は両接触を含む接触をする転がり摺動面を有する転がり摺動部材であって、
前記転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における炭素の含有量が０．８〜１．２質量％であり、前記転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における窒素の含有量が０．０５〜０．４質量％であり、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置でのビッカース硬さが６９０〜８００であり、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置での残留オーステナイト量が１５〜４０体積％であり、前記表面から０．０３ｍｍの深さの位置における炭化物の面積率が１．５〜８％であり、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるビッカース硬さが３００〜５１０であり、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるマルテンサイト変態率が５０〜１００％であることを特徴としている。
本発明の転がり摺動部材は、高価なニッケル及びモリブデンの含有量がそれぞれ０．０１〜０．２質量％及び０．００１質量％以上０．１５質量％未満の前記組成を有する安価な鋼材から得られたものであるため、低い材料コストで製造することができる。しかも、前記鋼材におけるクロムの含有量が、２．５〜３．２質量％とされているため、本発明の転がり摺動部材は、耐食性に寄与するニッケルの含有量が極めて少ない鋼材から得られたものであるにもかかわらず、十分な耐食性を確保することができる。したがって、本発明の転がり摺動部材は、錆などを起点とする表面起点剥離を抑制することができ、十分な寿命を確保することができる。
また、本発明の転がり摺動部材は、有効硬化層深さが１．５〜８ｍｍとなる浸炭窒化処理が施されている母材からなり、転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における炭素の含有量が０．８〜１．２質量％、前記転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における窒素の含有量が０．０５〜０．４質量％、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置でのビッカース硬さが６９０〜８００、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置での残留オーステナイト量が１５〜４０体積％、前記表面から０．０３ｍｍの深さの位置における炭化物の面積率が１．５〜８％、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるビッカース硬さが３００〜５１０、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるマルテンサイト変態率が５０〜１００％となっている。したがって、本発明の転がり摺動部材は、十分な組織安定性及び靱性を確保することができるとともに割損を抑制することができ、しかも、浸炭処理が施された母材からなる転がり摺動部材と比べ、より高い耐食性を有し、置き錆による軸受部品の転動疲労寿命の低下を効果的に抑制することができる。
本発明の転がり軸受は、内周面に軌道部を有する外輪と、外周面に軌道部を有する内輪と、前記外内輪の両軌道部の間に配置された複数個の転動体とを有する転がり軸受であって、前記外輪、内輪及び転動体のいずれかが、上述した転がり摺動部材からなることを特徴としている。したがって、上述した転がり摺動部材を備えた転がり軸受は、前述した作用効果を奏する。
本発明の転がり摺動部材の製造方法は、（Ａ）０．１６〜０．１９質量％の炭素と、０．１５〜０．３５質量％のケイ素と、０．２０〜１．５５質量％のマンガンと、２．５〜３．２質量％のクロムとを含有し、残部が鉄及び不可避不純物であり、不可避不純物としてのニッケルを０．０１〜０．２質量％、不可避不純物としてのモリブデンを０．００１質量％以上０．１５質量％未満含有し、かつ式（Ｉ）：
ＸＣ・ＸＳｉ・ＸＭｎ・ＸＣｒ・ＸＮｉ・ＸＭｏ （Ｉ）
〔式中、ＸＣは０．５３４６×炭素含有量（質量％）＋０．０００４、ＸＳｉは、０．７×ケイ素含有量（質量％）＋１であり、マンガン含有量が０．２０質量％以上１．２５質量％未満であるときのＸＭｎは３．３８４４×マンガン含有量（質量％）＋０．９８２６であり、マンガン含有量が１．２５質量％以上１．５５質量％以下であるときのＸＭｎは５．１×マンガン含有量（質量％）−１．１２であり、ＸＣｒは２．１５９６×クロム含有量（質量％）＋１．０００３であり、ＸＮｉは０．３８２×ニッケル含有量（質量％）＋０．９９であり、ＸＭｏは３×モリブデン含有量（質量％）＋１である〕
で表される焼入れ性指数が５．４以上である鋼材を、所定の形状に加工して、素形材を得る前加工工程、
（Ｂ）前記工程（Ａ）で得られた素形材を、カーボンポテンシャル０．８〜１．１及びアンモニア濃度２〜１０体積％の雰囲気（浸炭窒化雰囲気）中において、９３０〜９９０℃で加熱し、その後、急冷して、有効硬化層深さが１．５〜８ｍｍである中間素材を得る浸炭窒化工程、
（Ｃ）前記工程（Ｂ）で得られた中間素材を６３０〜６９０℃で加熱する中間焼鈍工程、
（Ｄ）前記工程（Ｃ）の後の中間素材に対して、８２０〜８５０℃での焼入れ処理を施す焼入れ工程、
（Ｅ）前記工程（Ｄ）の後の中間素材に対して、１６０〜２００℃での焼もどし処理を施す焼もどし工程、及び
（Ｆ）前記工程（Ｅ）の後の中間素材に、仕上げ加工を施すことにより、転がり摺動面を形成し、この転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における炭素の含有量が０．８〜１．２質量％であり、前記転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における窒素の含有量が０．０５〜０．４質量％であり、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置でのビッカース硬さが６９０〜８００であり、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置での残留オーステナイト量が１５〜４０体積％であり、前記表面から０．０３ｍｍの深さの位置における炭化物の面積率が１．５〜８％であり、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるビッカース硬さが３００〜５１０であり、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるマルテンサイト変態率が５０〜１００％である転がり摺動部材を得る仕上げ加工工程
を含むことを特徴としている。
本発明の製造方法では、前記浸炭窒化雰囲気において、当該素形材を加熱し、急冷する浸炭窒化処理、中間焼鈍処理、焼入れ処理、焼もどし処理及び研磨加工をこの順で施している。これにより、転がり摺動部材の転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における炭素の含有量を０．８〜１．２質量％、前記転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における窒素の含有量を０．０５〜０．４質量％、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置でのビッカース硬さを６９０〜８００、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置での残留オーステナイト量を１５〜４０体積％、前記表面から０．０３ｍｍの深さの位置における炭化物の面積率を１．５〜８％、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるビッカース硬さを３００〜５１０、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるマルテンサイト変態率を５０〜１００％とすることができる。
したがって、かかる構成を採用した製造方法で得られた転がり摺動部材は、前述した作用効果を奏することができる。
本発明の転がり摺動部材及びその製造方法並びに転がり軸受によれば、耐食性及び耐割損性に優れ、かつ錆が発生しやすい環境下であっても十分な寿命を確保することができる。
本発明の一実施形態に係る転がり摺動部材を有する転がり軸受としての複列円錐ころ軸受装置を示す要部断面図である。 本発明の一実施形態に係る転がり摺動部材である外輪の製造方法を示す工程図である。 実施例１における熱処理条件〔表１に示される条件（Ａ）〕を示す線図である。 比較例１及び５における熱処理条件〔表２に示される条件（Ｂ）〕を示す線図である。 比較例２及び３における熱処理条件〔表２に示される条件（Ｃ）〕を示す線図である。 比較例４における熱処理条件〔表２に示される条件（Ｄ）〕を示す線図である。 （Ａ）は試験例１において、寿命の評価に用いられる試験機の要部正面図、（Ｂ）は前記試験機の要部側面図である。
［転がり摺動部材］
以下、添付の図面により本発明の一実施形態に係る転がり摺動部材（外輪部材、内輪部材及び転動体）を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る転がり摺動部材を有する転がり軸受としての複列円錐ころ軸受装置を示す要部断面図である。
図１に示された複列円錐ころ軸受装置１は、圧延機用ロール両端のロールネック（図示せず）に設置され、当該ロールを回転自在に支持する装置である。この複列円錐ころ軸受装置１は、圧延機に設けられたハウジング（図示せず）に内嵌固定される外輪２と、外輪２の内周側に同心に配置された内輪３と、外内輪２，３の間に配置された複数の転動体としての円錐ころ４と、これら複数の円錐ころ４を周方向に保持する環状の保持器５と、外内輪２，３の間に環状の密封空間を形成する一対の密封装置６，７を備えている。
内輪３は、圧延機のロールと一体回転する回転輪である。
内輪３は、軸方向に連なって配置された一対の円筒状の内輪部材３ａから構成されている。内輪部材３ａの外周面には、複数の円錐ころ４が転動する内輪軌道面３ａ１が一対形成されている。内輪３の内周面側には、前記ロールネックが挿入固定される。
外輪２は、圧延機のハウジングに内嵌固定される固定輪である。
外輪２は、複列円錐ころ軸受装置１の中央に配置された円筒状の第１外輪部材２ａと、第１外輪部材２ａの両端に配置された一対の円筒状の第２外輪部材２ｂとから構成されている。第１外輪部材２ａと、第２外輪部材２ｂとは、軸方向に連なって配置されている。
第１外輪部材２ａの内周面には、複数の円錐ころ４が転動する一対の外輪軌道面２ａ１が形成されている。かかる一対の外輪軌道面２ａ１は、一対の内輪部材３ａそれぞれの軸方向内側に形成された内輪軌道面３ａ１に対向している。
一方、一対の第２外輪部材２ｂの内周面には、複数の円錐ころ４が転動する外輪軌道面２ｂ１が形成されている。かかる外輪軌道面２ｂ１は、それぞれ、一対の内輪部材３ａそれぞれの軸方向外側に形成された内輪軌道面３ａ１に対向している。
複数の円錐ころ４は、内輪軌道面３ａ１と外輪軌道面２ａ１又は外輪軌道面２ｂ１との間に転動自在に配置されている。また、本実施形態に係る複列円錐ころ軸受装置１では、複数の円錐ころ４は、軸方向に４列に配置されている。
密封装置６は、複列円錐ころ軸受装置１の軸方向の一方の側の端部に配置されている。この密封装置６は、外内輪２，３の間の軸方向の前記一方の側の開口を密封している。
また、密封装置７は、複列円錐ころ軸受装置１の軸方向の他方の側の端部に配置されている。この密封装置７は、外内輪２，３の間の軸方向の前記他方の側の開口を密封している。
外内輪２，３及び円錐ころ４は、いずれも、０．１６〜０．１９質量％の炭素と、０．１５〜０．３５質量％のケイ素と、０．２０〜１．５５質量％のマンガンと、２．５〜３．２質量％のクロムとを含有し、残部が鉄及び不可避不純物であり、不可避不純物としてのニッケルを０．０１〜０．２質量％、不可避不純物としてのモリブデンを０．００１質量％以上０．１５質量％未満含有し、かつ式（Ｉ）：
ＸＣ・ＸＳｉ・ＸＭｎ・ＸＣｒ・ＸＮｉ・ＸＭｏ （Ｉ）
〔式中、ＸＣは０．５３４６×炭素含有量（質量％）＋０．０００４、ＸＳｉは、０．７×ケイ素含有量（質量％）＋１であり、マンガン含有量が０．２０質量％以上１．２５質量％未満であるときのＸＭｎは３．３８４４×マンガン含有量（質量％）＋０．９８２６であり、マンガン含有量が１．２５質量％以上１．５５質量％以下であるときのＸＭｎは５．１×マンガン含有量（質量％）−１．１２であり、ＸＣｒは２．１５９６×クロム含有量（質量％）＋１．０００３であり、ＸＮｉは０．３８２×ニッケル含有量（質量％）＋０．９９であり、ＸＭｏは３×モリブデン含有量（質量％）＋１である〕
で表される焼入れ性指数が５．４以上である鋼材に対して、有効硬化層深さが１．５〜８ｍｍとなる浸炭窒化処理が施された母材からなる。
前記鋼材における炭素の含有量は、浸炭コストを抑制し、十分な靱性を確保する観点から、０．１６質量％以上であり、マルテンサイト硬さを所定の範囲とし、十分な内部靱性を確保する観点から、０．１９質量％以下である。
前記鋼材におけるケイ素の含有量は、十分な転動疲労寿命を確保する観点から、０．１５質量％以上であり、十分な熱処理特性（長時間浸炭特性）を確保する観点から、０．３５質量％以下である。
前記鋼材におけるマンガンの含有量は、鋼材の溶製時における脱酸や脱硫効果を得る観点から、０．２０質量％以上であり、鋼材の内部の焼入れ部において、十分な粒界強度を確保し、十分な内部靱性を確保する観点から、１．５５質量％以下である。
前記鋼材におけるクロムの含有量は、十分な転動疲労寿命及び耐錆性を確保する観点から、２．５質量％以上であり、製造時における十分な熱処理特性（長時間浸炭特性）を確保するとともに、巨大炭化物生成による寿命低下を抑制する観点から、３．２質量％以下である。このように、前記鋼材は、２．５〜３．２質量％クロムを含有するので、かかる鋼材を用いることにより、通常、鋼材の耐錆性の向上のために用いられるニッケル及びモリブデンが多く添加されていなくても、十分な耐錆性を確保することができる。
前記不可避不純物としては、主にニッケル及びモリブデンが挙げられる。
前記鋼材におけるニッケルの含有量は、材料コストの低減の観点から、０．２質量％以下である。なお、前記鋼材におけるニッケルの含有量の下限値は、不可避不純物となる程度の含有量であることが望ましく、通常、０．０１質量％である。
前記鋼材におけるモリブデンの含有量は、材料コストの低減の観点から、０．１５質量％未満、好ましくは、０．０３質量％以下である。なお、前記鋼材におけるモリブデンの含有量の下限値は、不可避不純物となる程度の含有量であることが望ましく、通常、０．００１質量％である。
なお、前記鋼材における鉄の含有量は、前記鋼材の全組成から炭素、ケイ素、マンガン、クロム及び前記不可避不純物それぞれの含有量を除いた残部である。
前記鋼材は、焼入れ性指数が５．４以上の鋼材である。前記焼入れ性指数は、十分な靱性を確保する観点から、５．４以上であり、素材コスト及び製造コストを低減する観点から、９．０以下である。
なお、前記式（Ｉ）は、ＡＳＴＭ Ａ２５５−０２に基づいて導き出される式である。
外輪２を構成する第１外輪部材２ａの外輪軌道面２ａ１及び第２外輪部材２ｂの外輪軌道面２ｂ１、内輪３を構成する内輪部材３ａの内輪軌道面３ａ１、円錐ころ４の転走面それぞれの表面（以下、「転がり摺動面の表面」という）から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における炭素の含有量は、所定の硬さを確保する観点から、０．８質量％以上であり、所定の炭化物面積率を確保する観点から、１．２質量％以下である。
なお、本明細書において、「表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層」とは、転がり摺動面の表面と、転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍの深さの位置までの間の範囲をいう。
外輪２を構成する第１外輪部材２ａ、第２外輪部材２ｂ、内輪３を構成する内輪部材３ａ及び円錐ころ４それぞれの転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における窒素の含有量は、十分な寿命を確保する観点から、０．０５質量％以上であり、転がり摺動面の表面から０．１ｍｍの深さの位置において、所定の残留オーステナイト量を確保して十分な寿命を確保する観点から、０．４質量％以下である。
本実施形態に係る転がり摺動部材である第１外輪部材２ａ、第２外輪部材２ｂ、内輪部材３ａ及び円錐ころ４は、前記鋼材に対して、有効硬化層深さが１．５〜８ｍｍとなる浸炭窒化処理が施され、前記表面層における窒素の含有量が０．０５〜０．４質量％とされた母材が用いられているので、前記鋼材に対して、有効硬化層深さが１．５〜８ｍｍとなる浸炭処理が施された母材が用いられた転がり摺動部材と比べ、耐食性が高くなっている。
なお、本明細書において、「有効硬化層深さ」とは、ビッカース硬さが５５０である位置までの深さをいう。
転がり摺動面の表面から０．１ｍｍの深さの位置でのビッカース硬さは、十分な転がり疲れ寿命を確保する観点から、６９０（ロックウェルＣ硬さ５９．７）以上であり、十分な表面起点型剥離寿命及び耐割損性を確保する観点から、８００（ロックウェルＣ硬さ６４．０）以下である。なお、転がり摺動面の表面から０．１ｍｍの深さの位置でのビッカース硬さは、転がり摺動部材をその転がり摺動面の表面から深さ方向に切断した後、前記転がり摺動面の表面から０．１ｍｍの深さの位置にビッカース圧子をあてて測定した値である。また、ロックウェルＣ硬さは、測定されたビッカース硬さを変換することにより求めた値である。
転がり摺動面の表面から０．１ｍｍの深さの位置での残留オーステナイト量は、十分な表面起点型剥離寿命を得るのに十分な残留オーステナイト量とする観点から、１５体積％以上であり、十分な表面硬さを確保して十分な表面起点型剥離寿命を確保する観点から、４０体積％以下である。
転がり摺動面の表面から０．０３ｍｍの深さの位置における炭化物の面積率は、組織安定性に優れたクロム系炭化物を析出させて十分な組織安定性を確保するとともに、析出強化量を向上させる観点から、１．５％以上であり、表面層における炭化物の粗大析出物（例えば、粒径が１０μｍである析出物）の存在量を少なくすることにより、寿命を一層向上させる観点から、８％以下である。
なお、前記炭化物の面積率は、転がり摺動部材の転がり摺動面の表面から深さ方向に０．０３ｍｍの部分を切断した切断面における炭化物の面積率である。かかる炭化物の面積率は、転がり摺動部材を５質量％ピクラール腐食液に１０秒間浸漬して腐食させ、走査型電子顕微鏡〔（株）島津製作所製、商品名：ＥＰＭＡ−１６００、倍率３０００倍〕による腐食面のＳＥ像（１０００μｍ２）を観察することにより算出した値である。
前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分（以下、「断面中央部」という）におけるビッカース硬さは、転がり軸受として十分な静的強度を確保する観点から、３００（ロックウェルＣ硬さ２９．８）以上であり、十分な耐割損性を確保する観点から、５１０（ロックウェルＣ硬さ４９．８）以下である。
なお、本明細書において、断面中央部におけるビッカース硬さは、転がり摺動部材における前記断面中央部にビッカース圧子をあてて測定した値である。また、ロックウェルＣ硬さは、測定されたビッカース硬さを変換することにより求めた値である。
転がり摺動部材が外輪又は内輪である場合、前記断面中央部は、軌道面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分である。
また、転がり摺動部材が転動体である場合、前記断面中央部は、転走面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分である。
前記断面中央部におけるマルテンサイト変態率は、十分な靱性を確保する観点から、５０％以上である。また、前記断面中央部におけるマルテンサイト変態率は、マルテンサイト率が大きいほど靱性が向上することから、１００％以下である。前記マルテンサイト変態率は、前記断面中央部について、走査型電子顕微鏡〔（株）島津製作所製、商品名：ＥＰＭＡ−１６００、倍率１０００倍〕による研削面のＳＥ像（３〜５視野、３６０００〜６００００μｍ２）を撮影し、マルテンサイトに相当する部分を塗りつぶし、ＳＥＭ像の面積に対する塗りつぶされた部分の面積の割合を算出した値である。
なお、外輪２を構成する第１外輪部材２ａ及び第２外輪部材２ｂ、内輪３を構成する内輪部材３ａ並びに円錐ころ４は、後述の本発明の一実施形態にかかる転がり摺動部材の製造方法により製造することができる。
〔転がり摺動部材の製造方法〕
つぎに、前記転がり摺動部材の製造方法の例として、外輪（第２外輪部材）の製造方法を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る転がり摺動部材の製造方法の工程図である。
まず、前記鋼材からなる第２外輪部材の環状素材２１〔図２（ａ）参照〕を製造し、得られた環状素材２１に切削加工などを施して、所定形状に加工して、軌道面２ｂ１、外周面２ｂ２及び端面２ｂ３，２ｂ４それぞれを形成する部分に研磨取代を有する外輪の素形材２２を得る〔「前加工工程」、図２（ｂ）参照〕。
本実施形態に係る製造方法では、高価なニッケル及びモリブデンの含有量がそれぞれ０．２質量％以下及び０．１質量％未満の前記鋼材が用いられている。したがって、低い材料コストで転がり摺動部材を製造することができる。
つぎに、得られた素形材２２を浸炭窒化炉内にセットする。そして、素形材２２を、カーボンポテンシャル０．８〜１．１及びアンモニア濃度２〜１０体積％の雰囲気（浸炭窒化雰囲気）中において、浸炭温度９３０〜９９０℃で加熱し、急冷して、有効硬化層深さが１．５〜８ｍｍである中間素材を得る〔「浸炭窒化処理工程」、図２（ｃ）〕。
浸炭窒化雰囲気のカーボンポテンシャルは、表面における硬さを十分な硬さとする観点から、０．８以上であり、表面層における炭化物の粗大析出物（例えば、粒径が１０μｍである析出物）の存在量を少なくすることにより、寿命を一層向上させる観点から、１．１以下である。
浸炭窒化雰囲気のアンモニア濃度は、十分な寿命を確保する観点から、２体積％以上、より好ましくは３体積％以上であり、転がり摺動面の表面から０．１ｍｍの深さの位置において、所定の残留オーステナイト量を確保して十分な寿命を確保する観点から、１０体積％以下、より好ましくは８体積％以下である。
浸炭窒化温度は、浸炭窒化時間の短縮化の観点から、９３０℃以上であり、表面層における炭化物の粗大析出物（例えば、粒径が１０μｍである析出物）の存在量を少なくすることにより、寿命を一層向上させる観点から、９９０℃以下である。
また、浸炭窒化時間は、表面層の強化に十分な浸炭深さを得る観点から、１０時間以上である。
急冷は、例えば、冷却油の油浴中における油冷などにより行われる。冷却油の油浴温度は、通常、６０〜１８０℃であればよい。
つぎに、中間素材を６３０〜６９０℃で加熱する〔「中間焼鈍工程」図２（ｄ）〕。
中間焼鈍工程において、焼鈍温度は、Ａ１変態点近傍において、浸炭工程で生じた残留オーステナイトを分解する観点から、６３０℃以上であり、オーステナイト化を避けるべくＡｃｍ変態点及びＡ３変態点以下とする観点から、６９０℃以下である。
焼鈍時間は、通常、少なくとも０．５時間、例えば、０．５〜１０時間であればよい。
冷却は、例えば、空冷、放冷などにより行われる。なお、本明細書において、「空冷」は、中間素材に空気流をあてることで当該中間素材を冷却する方法をいい、「放冷」は、中間素材を大気中に放置して冷却する方法をいう。
つぎに、中間素材に対して、８２０〜８５０℃での焼入れ処理を施す〔「２次焼入れ工程」、図２（ｅ）〕。
焼入れ温度は、十分な量のマルテンサイトを形成させる観点から、８２０℃以上であり、結晶粒の粗大化を抑制し、かつ残留オーステナイト量が過多になるのを抑制する観点から、８５０℃以下である。
焼入れ時間は、均一に処理を行なう観点から、通常、少なくとも１時間、例えば、１〜５時間であればよい。
急冷は、例えば、冷却油の油浴中における油冷などにより行われる。冷却油の油浴温度は、通常、６０〜１８０℃であればよい。
つぎに、中間素材に対して、１６０〜２００℃での焼もどし処理を施す〔「焼もどし工程」、図２（ｆ）〕。
焼もどし処理に際して、処理温度は、転がり軸受として十分な耐熱性を確保する観点から、１６０℃以上であり、所定の硬さを確保する観点から、２００℃以下である。
処理時間は、均一に処理を行なう観点から、通常、少なくとも２時間、例えば、１〜５時間であればよい。
急冷は、例えば、空冷、放冷などにより行われる。
その後、焼もどし工程後の第２外輪部材２ｂの中間素材の軌道面２ｂ１、外周面２ｂ２及び端面２ｂ３，２ｂ４それぞれを形成する部分に対して、研磨仕上げ加工を施すとともに、軌道面２ｂ１に対して超仕上げ加工を施して、所定精度に仕上げる〔図２（ｈ）参照、「仕上げ加工工程」〕。このようにして、目的の第２外輪部材２ｂを得ることができる。得られた第２外輪部材２ｂでは、軌道面２ｂ１、外周面２ｂ２及び端面２ｂ３，２ｂ４は、研磨部となっている。
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、かかる実施例のみに限定されるものではない。
〔実施例１及び比較例１〜５〕
表１に示される組成を有する鋼材それぞれを所定形状に加工して、転がり軸受としての複列円錐ころ軸受装置１の外輪２を構成する第１外輪部材２ａ及び第２外輪部材２ｂ、内輪３を構成する内輪部材３ａ並びに円錐ころ４それぞれの素形材を製造した。第１外輪部材２ａ、第２外輪部材２ｂ及び内輪部材３ａは、それぞれ、軌道面２ａ１，２ｂ１，３ａ１を形成する部分に研磨取代を有する。また、転動体である円錐ころ４は、転動面を形成する部分に研磨取代を有する。なお、マンガン含有量が１．５５質量％を超える比較例におけるＸMnは、５．１×マンガン含有量（質量％）−１．１２にしたがって算出され、マンガン含有量が０．２０質量％未満である比較例におけるＸMnは、３．８８４４×マンガン含有量（質量％）＋０．９８２６にしたがって算出される。
Figure 2014074212
つぎに、得られた素形材に、熱処理を施した（表１並びに図３〜６参照）。熱処理後の各中間素材（外輪部材、内輪部材）の前記軌道面を形成する部分及び熱処理後の中間素材（転動体）の前記転動面を形成する部分それぞれに研磨加工を施して、実施例１及び比較例１〜５それぞれの転がり摺動部材〔第１外輪部材２ａ、第２外輪部材２ｂ、内輪部材３ａ及び円錐ころ４〕を得た。そして、実施例１及び比較例１〜５それぞれの転がり摺動部材を用い、複列円錐ころ軸受装置を製造した。実施例１における熱処理条件〔表１に示される条件（Ａ）〕を図３に示す。比較例１及び５における熱処理条件〔表１に示される条件（Ｂ）〕を図４に示す。比較例２及び３における熱処理条件〔表１に示される条件（Ｃ）〕を図５に示す。比較例４における熱処理条件〔表１に示される条件（Ｄ）〕を図６に示す。
図３に示される熱処理条件（Ａ）は、素形材を、浸炭窒化炉内で、カーボンポテンシャル０．９及びアンモニア濃度３体積％の浸炭窒化雰囲気中において、８５０℃で６時間の加熱及び１００℃までの油冷を行ない（浸炭窒化）、その後、６６０℃で５時間の加熱及び放冷（中間焼鈍）、８３０℃で１時間の加熱及び１００℃までの油冷（２次焼入れ）及び１９０℃で２時間の加熱並びに放冷（焼もどし）を行なうものである。かかる図３に示される熱処理条件は、前述した本発明の転がり摺動部材の製造方法における熱処理条件を満たすものである。
図４に示される熱処理条件（Ｂ）は、素形材を、浸炭窒化炉内で、カーボンポテンシャル１．４の浸炭雰囲気中において、９６０℃で５時間加熱を行ない（浸炭）、つぎに、カーボンポテンシャル１．１、アンモニア濃度４体積％の浸炭窒化雰囲気中において、８６０℃で２時間の加熱及び１００℃までの油冷を行ない（浸炭窒化）、その後、６６０℃で５時間の加熱及び放冷（中間焼鈍）、７９０℃で１時間の加熱及び１００℃までの油冷（２次焼入れ）並びに１９０℃で２時間の加熱及び放冷（焼もどし）を行なうものである。
図５に示される熱処理条件（Ｃ）は、素形材を、浸炭窒化炉内で、カーボンポテンシャル１．１及びアンモニア濃度３体積％の浸炭窒化雰囲気中において、８５０℃で６時間の加熱及び１００℃までの油冷を行ない（浸炭窒化）、その後、６００℃で５時間の加熱及び放冷（中間焼鈍）、８３０℃で１時間の加熱及び１００℃までの油冷（２次焼入れ）並びに１９０℃で２時間の加熱及び放冷（焼もどし）を行なうものである。
図６に示される熱処理条件（Ｄ）は、素形材を、浸炭窒化炉内で、カーボンポテンシャル１．１、アンモニア濃度３体積％の浸炭窒化雰囲気中において、８５０℃で６時間の加熱及び１００℃までの油冷を行ない（浸炭窒化）、その後、６６０℃で５時間の加熱及び放冷（中間焼鈍）、８３０℃で１時間の加熱及び１００℃までの油冷（２次焼入れ）並びに１９０℃で２時間の加熱及び放冷（焼もどし）を行なうものである。
〔試験例１〕
実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた転がり摺動部材（円錐ころ）について、表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における炭素の含有量（以下、「表面炭素含有量」という）、表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における窒素の含有量（以下、「表面窒素含有量」という）、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置での硬さ（以下、「表面硬さ」という）、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置での残留オーステナイト量（以下、「表面残留オーステナイト量」という）、前記表面から０．０３ｍｍの深さの位置における炭化物の面積率（以下、「表面炭化物面積率」という）、断面中央部における硬さ（以下、「内部硬さ」という）、断面中央部におけるマルテンサイト変態率（以下、「内部マルテンサイト変態率」という）を調べた。
前記表面炭素含有量は、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた転がり摺動部材（円錐ころ）を、転走面の表面から深さ方向に切断した後、前記表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における炭素の含有量を測定することにより求めた。
前記表面窒素含有量は、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた転がり摺動部材（円錐ころ）を、転走面の表面から深さ方向に切断した後、前記表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における窒素の含有量を測定することにより求めた。
前記表面硬さは、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた転がり摺動部材（円錐ころ）を、転走面の表面から深さ方向に切断した後、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置にビッカース圧子をあてて測定した。また、ロックウェルＣ硬さは、測定されたビッカース硬さを変換することにより求めた。
前記表面残留オーステナイト量は、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた転がり摺動部材（円錐ころ）それぞれの転走面の表面から０．１ｍｍの深さまでを電解研磨し、電解研磨された表面の残留オーステナイト量を測定することにより求めた。
前記表面炭化物面積率は、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた転がり摺動部材（円錐ころ）の転走面の表面から深さ方向に０．０３ｍｍの部分で切断し、５質量％ピクラール腐食液に１０秒間浸漬して腐食させ、走査型電子顕微鏡〔（株）島津製作所製、商品名：ＲＰＭＡ−１６００、倍率３０００倍〕により、切断面のＳＥ像（１０００μｍ２）を撮影し、ＳＥ像の面積に対する炭化物の面積の割合を調べることにより算出した。
内部硬さは、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた転がり摺動部材（円錐ころ）を、転走面の表面から深さ方向に切断した後、断面中央部にビッカース圧子をあてて測定した。また、ロックウェルＣ硬さは、測定されたビッカース硬さを変換することにより求めた。
内部マルテンサイト変態率は、前記断面中央部について、〔（株）島津製作所製、商品名：ＲＰＭＡ−１６００、倍率１０００倍〕により、研削面のＳＥ像（３〜５視野、３６０００〜６００００μｍ２）を撮影し、マルテンサイトに相当する部分を塗りつぶし、ＳＥ像の面積に対する塗りつぶされた部分の面積の割合を調べることにより算出した。
試験例１において、表面炭素含有量、表面窒素含有量、表面硬さ、表面残留オーステナイト量、表面炭化物面積率、内部硬さ及び内部マルテンサイト変態率を調べた結果を表２に示す。
Figure 2014074212
また、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた転がり摺動部材（円錐ころ）の耐食性（耐錆性）を評価した。耐錆性の評価には、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で作製した試験片を用いた。試験片は、以下のように作製した。まず、実施例１及び比較例１〜５それぞれで用いられた鋼材（表１に示される組成を有する鋼材）からなる直径３２ｍｍの円柱状の素形材それぞれに対して、表１に示される実施例１及び比較例１〜５それぞれと同じ熱処理条件の熱処理を施した。つぎに、熱処理後の素形材を研削して、２０ｍｍ×３０ｍｍ×８ｍｍの小片を得た。得られた小片の２０ｍｍ×３０ｍｍの表面に対して、平均粗さが０．４μｍとなるように研磨仕上げを施し、耐錆性を評価するための試験片（以下、「試験片Ａ」と表記する）を得た。なお、得られた試験片Ａは、表２に示された各転がり摺動部材の表面及び内部品質と同じ品質を有する。
得られた試験片Ａを、相対湿度９５体積％の雰囲気中、５０℃で９６時間維持した。その後、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた試験片の表面のマクロ像（６００ｍｍ２）を撮影し、マクロ像の面積に対する錆の面積の割合（発錆面積率）を算出した。
さらに、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた転がり摺動部材（円錐ころ）の寿命を評価した。寿命の評価には、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で作製した試験片を用いた。試験片は、以下のように作製した。まず、実施例１及び比較例１〜５それぞれで用いられた鋼材（表１に示される組成を有する鋼材）からなる直径３２ｍｍの円柱状の素形材それぞれに対して、表１に示される実施例１及び比較例１〜５それぞれと同じ熱処理条件の熱処理を施した。つぎに、熱処理後の素形材を研削して、直径が２０ｍｍであり、高さが３６ｍｍである円柱状の試験片（以下、「試験片Ｂ」と表記する）を得た。なお、かかる試験片Ｂは、表２に示された各転がり摺動部材の表面及び内部品質と同じ品質を有する。
得られた試験片Ｂを図７に示される試験機に取り付け、以下の条件で試験機を運転し、試験片Ｂが剥離を生じる状態となるまでの寿命を調べた。そして、比較例１に用いられた鋼材から得られた試験片Ｂの平均寿命に対する各試験片の平均寿命の相対値を求めた。
最大接触応力：５．８ＧＰａ
繰返し速度 ：２８５Ｈｚ
潤滑 ：タービン油ＶＧ６８ 循環
油温 ：６０℃
試験片数 ：５
なお、試験機においては、駆動輪１０１と従動輪１０２との間に、駆動輪１０１側から順に試験片Ｂと２つの鋼球１０３ａ，１０３ｂとが配置されている。試験片Ｂは、駆動輪１０１と、２つの鋼球１０３ａ，１０３ｂとに摺接している。前記２つの鋼球１０３ａ，１０３ｂは、互いに一定の距離を隔てて位置するように、従動輪１０４ａ，１０４ｂ間に摺動可能に配置されている。
また、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で試験片を作製し、試験片は、以下のように作製した。実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で得られた転がり摺動部材（円錐ころ）の耐割損性（破壊靱性）を調べた。内部の破壊靱性の評価には、実施例１及び比較例１〜５それぞれの方法で作製した試験片を用いた。試験片は、以下のように作製した。まず、実施例１及び比較例１〜５それぞれで用いられた鋼材（表１に示される組成を有する鋼材）からなる直径９０ｍｍの素材に対して、表１に示される実施例１及び比較例１〜５それぞれと同じ条件の熱処理を施した。熱処理後の素材の中周部から、ＡＳＴＭ Ｅ３９９−７８に準拠した形状の小型引張試験用の試験片（２５．４ｍｍ×６３．５ｍｍ×６１ｍｍ、以下、「試験片Ｃ」と表記する）を採取した。なお、かかる試験片Ｃは、表２に示された各転がり摺動部材の品質を有する。
得られた試験片について、ＡＳＴＭ Ｅ３９９−７８に従って破壊靱性試験を行ない、平面ひずみ破壊靭性値（ＫＩＣ）を測定した。その後、内部の破壊靱性値（評価対象の試験片のＫＩＣ／比較例１の試験片のＫＩＣ）を求めた。
試験例１において、発錆面積率（相対値）、平均寿命（相対値）及び破壊靱性値（ＫＩＣ）（相対値）を算出した結果を表３に示す。なお、「発錆面積率（相対値）」は比較例１の試験片の発錆面積率を１としたときの評価対象の試験片の発錆面積率の相対値、「平均寿命（相対値）」は比較例１の試験片の平均寿命を１としたときの評価対象の試験片の平均寿命の相対値、「破壊靱性値（ＫＩＣ）（相対値）」は比較例１の試験片の破壊靱性値を１としたときの評価対象の試験片の破壊靱性値の相対値をいう。耐食性、寿命及び耐割損性は、以下の評価基準にしたがって評価することができる。
〔評価基準〕
（耐食性）
発錆面積率（相対値）が０．９以下である場合、転がり摺動部材として十分な耐食性を有する。
発錆面積率（相対値）が０．９を超える場合、耐食性が不十分である。
（寿命）
平均寿命（相対値）が１．２を超える場合、転がり摺動部材として十分な寿命を有する。
平均寿命（相対値）が１．２以下である場合、転がり摺動部材として十分な寿命を有していない。
（耐割損性）
破壊靱性値（ＫＩＣ）（相対値）が１．２以上である場合、転がり摺動部材として十分な耐割損性を有する。
破壊靱性値（ＫＩＣ）（相対値）が１．２未満である場合、耐割損性が不十分である。
Figure 2014074212
表３に示された結果から、実施例１の方法で得られた試験片において、発錆面積率（相対値）が０．８、平均寿命（相対値）が１．５及び破壊靱性値（相対値）が１．２であることから、実施例１の方法で得られた試験片は転がり摺動部材として十分な耐食性、寿命及び耐割損性を有することがわかる。特に、実施例１の方法で得られた試験片の耐食性は、前記鋼材に対して浸炭処理が施された母材からなる試験片の耐食性（データ示さず）よりも優れている。
これに対し、比較例１〜５それぞれの方法で得られた試験片の耐食性、寿命及び耐割損性のいずれかが、不十分であることがわかる。
実施例１の方法に用いられた鋼材は、０．１６〜０．１９質量％の炭素と、０．１５〜０．５５質量％のケイ素と、０．２０〜１．５５質量％のマンガンと、２．４〜３．２質量％のクロムとを含有し、残部が鉄及び不可避不純物であり、不可避不純物としてのニッケルを０．０１〜０．２質量％、不可避不純物としてのモリブデンを０．００１質量％以上０．１質量％未満含有し、かつ前記式（Ｉ）で表される焼入れ性指数が５．４以上であるという条件〔以下、単に「鋼材条件」ともいう〕の全てを満たす鋼材である。かかる鋼材は、ニッケル及びモリブデンの含有量が０．１質量％未満であるため、安価である。
これに対し、比較例１〜５の方法に用いられた鋼材は、前記鋼材条件を満たしていない。特に、比較例１〜３及び５の方法に用いられた鋼材は、ニッケル及びモリブデンを多く含んでいるため、高価である。
また、実施例１で得られた転がり摺動部材は、表２に示されるように、前記表面炭素含有量：０．８〜１．２質量％、前記表面窒素含有量：０．０５〜０．４質量％、前記表面硬さ：ビッカース硬さとして６９０〜８００、前記表面残留オーステナイト量：１５〜４０体積％、前記表面炭化物面積率：１．５〜８％、前記内部硬さ：ビッカース硬さとして３００〜５１０、前記内部マルテンサイト変態率：５０〜１００％という品質〔以下、単に「表面及び内部品質」ともいう〕を有している。
これに対し、比較例１〜５で得られた転がり摺動部材は、表２に示されるように、前記表面炭素含有量、前記表面窒素含有量、前記表面硬さ、前記表面残留オーステナイト量、前記表面炭化物面積率、前記内部硬さ及び前記内部マルテンサイト変態率のいずれかが前記表面及び内部品質を満たしていない。
したがって、これらの結果から、鋼材として、前記鋼材条件を満たす鋼材を用い、本発明の転がり摺動部材の製造方法における熱処理条件を満たす条件の熱処理を施して前記表面及び内部品質の全てを満たすようにすることにより、耐食性及び耐割損性に優れ、寿命の長い転がり摺動部材を安価に製造することができることがわかる。特に、かかる転がり摺動部材は、前記鋼材条件を満たす鋼材に対して浸炭処理が施された母材からなる転がり摺動部材と比べて、高い耐食性を有することから、置き錆による軸受部品の転動疲労寿命の低下をより一層効果的に抑制することができる。また、かかる転がり摺動部材によれば、複列円錐ころ軸受装置などの転がり軸受の耐食性及び耐割損性の向上並びに長寿命化を図ることができることが示唆される。
１ 複列円錐ころ軸受装置（転がり軸受）、２ 外輪、２ａ 第１外輪部材（転がり摺動部材）、２ａ１ 外輪軌道面、２ｂ 第２外輪部材（転がり摺動部材）、２ｂ１ 外輪軌道面、３ 内輪、３ａ 内輪部材（転がり摺動部材）、３ａ１ 内輪軌道面、４ 円錐ころ（転がり摺動部材）

Claims (3)

  1. ０．１６〜０．１９質量％の炭素と、０．１５〜０．３５質量％のケイ素と、０．２０〜１．５５質量％のマンガンと、２．５〜３．２質量％のクロムとを含有し、残部が鉄及び不可避不純物であり、不可避不純物としてのニッケルを０．０１〜０．２質量％、不可避不純物としてのモリブデンを０．００１質量％以上０．１５質量％未満含有し、かつ式（Ｉ）：
    ＸＣ・ＸＳｉ・ＸＭｎ・ＸＣｒ・ＸＮｉ・ＸＭｏ （Ｉ）
    〔式中、ＸＣは０．５３４６×炭素含有量（質量％）＋０．０００４、ＸＳｉは、０．７×ケイ素含有量（質量％）＋１であり、マンガン含有量が０．２０質量％以上１．２５質量％未満であるときのＸＭｎは３．３８４４×マンガン含有量（質量％）＋０．９８２６であり、マンガン含有量が１．２５質量％以上１．５５質量％以下であるときのＸＭｎは５．１×マンガン含有量（質量％）−１．１２であり、ＸＣｒは２．１５９６×クロム含有量（質量％）＋１．０００３であり、ＸＮｉは０．３８２×ニッケル含有量（質量％）＋０．９９であり、ＸＭｏは３×モリブデン含有量（質量％）＋１である〕
    で表される焼入れ性指数が５．４以上である鋼材から得られ、前記鋼材に対して、有効硬化層深さが１．５〜８ｍｍとなる浸炭窒化処理が施されている母材からなり、相手部材との間で相対的に転がり接触若しくは滑り接触又は両接触を含む接触をする転がり摺動面を有する転がり摺動部材であって、
    前記転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における炭素の含有量が０．８〜１．２質量％であり、前記転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における窒素の含有量が０．０５〜０．４質量％であり、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置でのビッカース硬さが６９０〜８００であり、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置での残留オーステナイト量が１５〜４０体積％であり、前記表面から０．０３ｍｍの深さの位置における炭化物の面積率が１．５〜８％であり、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるビッカース硬さが３００〜５１０であり、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるマルテンサイト変態率が５０〜１００％であることを特徴とする転がり摺動部材。
  2. 内周面に軌道部を有する外輪と、外周面に軌道部を有する内輪と、前記外内輪の両軌道部の間に配置された複数個の転動体とを有する転がり軸受であって、
    前記外輪、内輪及び転動体のいずれかが、請求項１に記載の軸受構成部材からなることを特徴とする転がり軸受。
  3. （Ａ）０．１６〜０．１９質量％の炭素と、０．１５〜０．３５質量％のケイ素と、０．２０〜１．５５質量％のマンガンと、２．５〜３．２質量％のクロムとを含有し、残部が鉄及び不可避不純物であり、不可避不純物としてのニッケルを０．０１〜０．２質量％、不可避不純物としてのモリブデンを０．００１質量％以上０．１５質量％未満含有し、かつ式（Ｉ）：
    ＸＣ・ＸＳｉ・ＸＭｎ・ＸＣｒ・ＸＮｉ・ＸＭｏ （Ｉ）
    〔式中、ＸＣは０．５３４６×炭素含有量（質量％）＋０．０００４、ＸＳｉは、０．７×ケイ素含有量（質量％）＋１であり、マンガン含有量が０．２０質量％以上１．２５質量％未満であるときのＸＭｎは３．３８４４×マンガン含有量（質量％）＋０．９８２６であり、マンガン含有量が１．２５質量％以上１．５５質量％以下であるときのＸＭｎは５．１×マンガン含有量（質量％）−１．１２であり、ＸＣｒは２．１５９６×クロム含有量（質量％）＋１．０００３であり、ＸＮｉは０．３８２×ニッケル含有量（質量％）＋０．９９であり、ＸＭｏは３×モリブデン含有量（質量％）＋１である〕
    で表される焼入れ性指数が５．４以上である鋼材を、所定の形状に加工して、素形材を得る前加工工程、
    （Ｂ）前記工程（Ａ）で得られた素形材を、カーボンポテンシャル０．８〜１．１及びアンモニア濃度２〜１０体積％の浸炭窒化雰囲気中において、９３０〜９９０℃で加熱し、その後、急冷して、有効硬化層深さが１．５〜８ｍｍである中間素材を得る浸炭窒化工程、
    （Ｄ）前記工程（Ｃ）で得られた中間素材を６３０〜６９０℃で加熱する中間焼鈍工程、
    （Ｅ）前記工程（Ｄ）の後の中間素材に対して、８２０〜８５０℃での焼入れ処理を施す焼入れ工程、
    （Ｆ）前記工程（Ｅ）の後の中間素材に対して、１６０〜２００℃での焼もどし処理を施す焼もどし工程、及び
    （Ｇ）前記工程（Ｆ）の後の中間素材に、仕上げ加工を施すことにより、転がり摺動面を形成し、この転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における炭素の含有量が０．８〜１．２質量％であり、前記転がり摺動面の表面から０．０５ｍｍまでの範囲の表面層における窒素の含有量が０．０５〜０．４質量％であり、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置でのビッカース硬さが６９０〜８００であり、前記表面から０．１ｍｍの深さの位置での残留オーステナイト量が１５〜４０体積％であり、前記表面から０．０３ｍｍの深さの位置における炭化物の面積率が１．５〜８％であり、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるビッカース硬さが３００〜５１０であり、前記転がり摺動面が形成された部分の軸方向長さ中央に位置し、かつ厚さ方向中央に位置する部分におけるマルテンサイト変態率が５０〜１００％である転がり摺動部材を得る仕上げ加工工程
    を含むことを特徴とする転がり摺動部材の製造方法。
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