金屬球的制造方法技術

本發明專利技術提供一種金屬球的制造方法，其包括：準備規定質量的原料片的步驟；利用等離子動作氣體與由高頻感應線圈產生的高頻能量來形成等離子焰，并且將等離子產生空間的氮濃度設為2體積％以上的步驟；將原料片向等離子焰中投入并使其熔融而球狀化的步驟；使熔融且球狀化的原料凝固的步驟，利用使球狀化的步驟及凝固的步驟，將氮導入金屬球。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及適于在滾動軸承等使用的滾動體中的含有高氮的。
技術介紹
近年來，作為用于進一步提高在滾動軸承中使用的滾動體的強度、耐腐蝕性的材料，在鋼鐵材料的領域中提出有含有高氮的不銹鋼的方案(例如非專利文獻I)。眾所周知，該含有高氮的不銹鋼通過使現有的馬氏體系不銹鋼含有O. I O. 4質量％左右的氮，從而能夠提高強度、耐腐蝕性。作為制造含有高氮的不銹鋼的方法，例如非專利文獻I所公開的那樣，需要在熔解時添加氮化合物作為氮源而進行加壓熔解的加壓式電渣再熔解法、以及通過將鋼材保持在1000°C以上的氮氣環境中而使氮原子向固相內擴散并實現高氮化的固相氮吸收法等的 特殊處理。為了制造由此類具有高強度且耐腐蝕性優良的含有高氮的不銹鋼形成的金屬球，首先，對上述非專利文獻I所公開的需要特殊處理的含有高氮的不銹鋼的鋼塊反復進行鍛造、壓延之類的塑性加工，不得不將其制造成細線，僅細線的制造就形成為高價。在此基礎上，利用具有半球狀的球座的陰模具和陽模具，從兩側對將形成為細線的原料切成恒定的長度的待加工件壓縮而將其成形為球形，接著將球形物夾在兩個硬質鑄件機床之間并施加壓力而使其滾動，在除去毛邊之后，進行用于調整組織的熱處理，需要經過大量的精密研磨過程而進行制造(例如，非專利文獻2)。這樣，為了制造由含有高氮的不銹鋼構成的金屬球，需要大量的工序而導致成本較高。另一方面，作為滾動體等所使用的微小之一，具有如下方法將形成為線材的原料以恒定的間隔切成原料片，通過導入等離子焰中，在暫時熔融之后制造使熔融的原料片凝固的球狀的微小金屬球。該微小能夠大幅度地省略半成品球制造的工時，是經濟的方法(例如，參照專利文獻I)。但是，專利文獻I所公開的方法只適用于將一般的高碳鉻軸承鋼(例如SUJ2鋼(I. O質量％ C-1. 5質量％ Cr))、馬氏體系不銹鋼(例如SUS440C鋼(1.2質量％017質量％ Cr))制成滾動體用的微小金屬球。先行技術文獻非專利文獻非專利文獻I :2006 年度物質材料 outlook(因特網〈URL http ://e_materials·net/outlook/0UTL00K2006/0L2006_cap/cap3-5_7c. pdf 非專利文獻2 :株式會社天過鋼球制作所主頁(2009)(因特網〈URL http //www.aksball. co. jp/seir. htm>)專利文獻專利文獻I :日本特開2006-249549號公報專利技術要解決的問題上述專利文獻I所公開的微小通過減少半成品球制造的工時并進行研磨，對于經濟且低成本地制造例如滾動體等所使用的微小金屬球是有利的。然而，在專利文獻I所公開的工序中，僅限于具有與原料的線材相同的合金組成的金屬球的制造，制造具有高強度且耐腐蝕性優良的由含有高氮的不銹鋼構成的微小金屬球，需要預先進行含有高氮的高價線材的制造。由此,需要上述用于添加氮的精煉、加工工序,成本增大，總計成本收益小。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種，在該中，不使用高價的含有高氮的不銹鋼的線材，即使將不含有低成本的氮的廉價的合金組成的鋼線作為原料片，也能夠在基于等離子的金屬球的制造的同時將氮作為合金元素進行添加。用于解決問題的方法本申請的專利技術人在深入研究向金屬球添加氮的制造方法之后發現通過在等離子 產生空間使用含有2體積％以上的氮的氣體，即使將不含有氮的廉價的合金組成的鋼線作為原料片，也能夠以低工時得到添加氮作為合金元素的金屬球，從而完成本專利技術。S卩，本專利技術所涉及的含有高氮的包括準備規定質量的原料片的步驟；利用等離子動作氣體與由高頻感應線圈產生的高頻能量來形成等離子焰，并且將等離子產生空間的氮濃度設在2體積％以上的步驟；將所述原料片投入所述等離子焰中，并使其熔融而球狀化的步驟；以及使所述熔融且球狀化的原料凝固的步驟，通過所述球狀化的步驟以及所述凝固的步驟，將氮導入所述金屬球。在本專利技術的中，優選地，在等離子動作氣體中含有2體積％以上的氮。在本專利技術的中，優選地，向金屬球導入O. I質量％以上的氮。另外，優選地，作為原料片，以規定的間隔切斷鋼線而形成為原料片。優選地，原料片的長度L與直徑φ之比為0.5 ^L/φ ^ 2.0β另外，優選地，原料片為馬氏體系不銹鋼或者奧氏體系不銹鋼，并含有11 20質量％的Cr。另外，優選地，金屬球的直徑在O. 3 2. Omm的范圍內。專利技術的效果根據本專利技術，即使將不含有氮的廉價的合金組成的鋼線作為原料片，也能夠得到含有高氮的金屬球，從而能夠低成本且有效地制造具有高強度且耐腐蝕性優良的金屬球。附圖說明圖I是示出本專利技術的的一例的示意圖。圖2是示出由本專利技術的制造方法得到的金屬球的一例的掃描式電子顯微鏡照片。圖3是示出由本專利技術的制造方法得到的金屬球的另一例的掃描式電子顯微鏡照片。具體實施方式如上所述，本專利技術在等離子產生空間采用含有2體積％以上的氮濃度的氣體。本申請的專利技術人發現添加到等離子焰中的氮氣的一部分被活性化，從而實現在等離子處理過程中氮向成為液滴狀態的原料的添加。以下，對本專利技術的進行詳細的說明。本專利技術將規定質量的原料片導入等離子焰，熔融的液滴在落下過程中因表面張力而球狀化，使熔融的液滴凝固而得到金屬球。雖然原料片通過將鋼線以規定的間隔切斷而制成，但也可以是其他的原料片。圖I示出本專利技術使用的等離子裝置結構的一例。從設置于冷卻壁I的外側的高頻線圈3的軸線方向的一方，例如從供給部4供給含有2體積％以上的氮的等離子動作氣體，通過向高頻線圈3施加電壓，在被高頻線圈3的內側的冷卻壁I分隔的等離子產生空間2產生等離子焰6。并且，通過從設置于等離子焰6下部的反應氣體供給部5供給反應氣體，能夠進行等離子焰6的尾部伸長的調整、對得到的金屬球的冷卻速度進行調整。接著，將原料片與氣體載體一起從原料片供給噴嘴7投入到產生的等離子焰6中。 由于等離子焰6的溫度本身為5000 10000K左右，因此原料片暴露在高溫部而瞬間熔融，投入到等離子焰6中的原料片在燃燒室8的區域因表面張力而球狀化，進而利用回收容器10回收使熔融的原料凝固的金屬球。此外，在制造中，利用排氣裝置9進行燃燒室8內的排氣。在本專利技術中，為了得到具有高強度且耐腐蝕性優良的含有氮的金屬球，需要將等離子產生空間的氮濃度設在2體積％以上。這是因為，當等離子產生空間的氮濃度小于2體積％時，難以實現氮向得到的金屬球的添加。在此，等離子產生空間是指，等離子焰以及包圍等離子焰的空間，以氮在向腔室內供給的氣體所占的比例形成在2體積％以上的方式進行調整，即氮在等離子動作氣體、反應氣體、以及氣體載體的總供給量所占的比例形成在2體積％以上的方式進行調整，由此能夠實現將等離子產生空間的氮濃度設在2體積％以上。作為一個具體例，能夠實現等離子動作氣體含有50體積％以上的氮。在等離子動作氣體含有50體積％以上的氮的情況下，如果是普通的反應氣體及氣體載體，則能夠將等離子產生空間氮濃度設在2體積％以上，從而能夠向金屬球導入氮。另外，在本專利技術的中，優選在等離子動作氣體中含有2體積％以上的氮。此外，在等離子動作氣體中氮不是必須的，作為氮以外的等離子動作氣體，除了惰性氣體亦即He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn的稀有氣體之外，還能夠應用H2等氣體。將上述氣體應用于等本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：福丸麻里子，韓剛，莊司辰也，馬哈·I·布勞斯，
申請(專利權)人：日立金屬株式會社，泰科納等離子系統有限公司，
類型：
國別省市：