JP3666532B2

JP3666532B2 - Rolling bearing for vacuum high temperature environment and method for manufacturing the same

Info

Publication number: JP3666532B2
Application number: JP00862297A
Authority: JP
Inventors: 一徳林田
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 1997-01-21
Filing date: 1997-01-21
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2017-01-21
Also published as: JPH10205541A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、転がり軸受、特に真空環境、高温環境あるいは高荷重条件下で用いるのに有利な転がり軸受に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような環境では、転がり軸受の潤滑剤として、一般的に、金、銀、鉛などの軟質金属や、二硫化モリブデン、二硫化タングステンなどを用いることが考えられている。これらは、軸受構成要素に対してスパッタリングなどで膜状に形成される。なお、二硫化モリブデン、二硫化タングステンにあっては、それらを金属または合金に添加した焼結合金とし、これを転がり軸受の保持器の素材とすることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述したような被膜の場合では、摺接動作により剥がれやすいため、短寿命となる。そこで、膜厚を厚く設定すると、被膜そのものが比較的軟質であるために、摩擦係数の変動が大きく、摩耗むらを生じるなど、トルクが不安定になりやすいことが指摘される。
【０００４】
一方、保持器の素材を焼結合金とした場合では、上述した被膜の不具合はないものの、機械加工性が悪くて、脆いという欠点があり、使用時に割れやすい他、大気中での摩耗がきわめて大きくて摩擦音が大きいことなどが指摘される。
【０００５】
したがって、本発明は、転がり軸受において、トルク安定化と長寿命化を図ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の真空高温環境用転がり軸受は、保持器を有する真空高温環境用転がり軸受であって、少なくとも保持器の摺接面に、４５〜６０ｖｏｌ％の無機系バインダーに固体潤滑剤としての二硫化タングステンを４０〜５０ｖｏｌ％ならびに酸化抑制剤としてのふっ化物を２〜１０ｖｏｌ％添加してなり、摺接対象の転動体の表面粗度よりも粗く表面粗度Ｒｚ２μｍ以下の被膜が形成されており、前記無機系バインダーは、珪酸塩であり、前記ふっ化物は、ふっ化カルシウムまたはふっ化バリウムの少なくともいずれか一方とされている。
【０００８】
本発明の第２の真空高温環境用転がり軸受は、被膜に酸化アンチモンを添加したものである。
【０００９】
本発明の真空高温環境用転がり軸受の製造方法は、保持器表面粗度Ｒｚを６〜１０μｍに仕上げ、この表面に無機系バインダと二硫化タングステンとふっ化物を含む被膜組成溶液を複数回塗付し、２４０〜４５０℃の温度で加熱焼成するものである。
【００１０】
このように、本発明では、要するに、被膜の形態をとりながら、従来例で指摘したような被膜の不具合を解消するようにしている。本発明での被膜は、無機系バインダーをベースとするものであるから、形成対象の摺接面の表面が比較的硬質となっている。また、被膜の二硫化タングステンが潤滑性に優れたものである。さらに、被膜のふっ化物が酸化を抑制する。これらの相乗により、摺接時の摩擦係数が小さくなるとともに摩擦係数の変動が小さくなり、摩耗むらが発生しにくくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を、図１ないし図５に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１ないし図４は本発明の一実施形態にかかり、図１は転がり軸受の上半分の縦断面図、図２は、被膜の摩擦係数の試験結果を示すグラフ、図３は、転がり軸受の寿命試験に用いる試験装置の概略構成図、図４は、転がり軸受の寿命の試験結果を示すグラフである。
【００１３】
図１は転がり軸受の全体を示しており、ここでは深溝型玉軸受を例に挙げている。図中、１は内輪、２は外輪、３は転動体としてのボール、４は保持器、５は被膜である。この実施形態では、被膜５は保持器４の表面全面にのみ被覆形成している。
【００１４】
被膜５は、無機系バインダーに二硫化タングステン（ＷＳ₂）ならびにふっ化物を添加したものであるが、ここでは膜の安定化剤として酸化アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₃）を添加している。前述の無機系バインダーは、珪酸塩（珪酸ナトリウム）とし、また、ふっ化物は、ふっ化カルシウム（ＣａＦ₂）またはふっ化バリウム（ＢａＦ₂）の少なくともいずれか一方とするのが好ましい。具体的に、被膜５の組成について説明する。珪酸塩を４５〜６０〔Ｖｏｌ％〕、二硫化タングステンを４０〜５０〔Ｖｏｌ％〕、ふっ化カルシウムを１〜５〔Ｖｏｌ％〕、ふっ化バリウム１〜５〔Ｖｏｌ％〕、安定化剤として酸化アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₃）を１〜５〔Ｖｏｌ％〕としている。そして、被膜５の厚みは、少なくとも保持器４の表面の凹凸をならし、潤滑性能、被膜５の強度に問題が生じない程度、例えば１０〜２０μｍに設定する。なお、被膜５の膜厚が、１０μｍ未満になると摩耗により早期に被膜が消失してしまい軸受の寿命が短くなってしまう。一方、被膜５の膜厚を２０μｍよりも厚くすると被膜がもろくなり、はがれやすくなるためにトルクが不安定になったり、寿命が短くなってしまう。
【００１５】
ところで、内・外輪１，２およびボール３は、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃなどのマルテンサイト系ステンレス鋼、例えばＪＩＳ規格ＳＫＨ４などの高速度工具鋼、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ６３０などの析出硬化型ステンレス鋼に適当な硬化熱処理を施したものとすることができる。また、軽荷重用途では、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼とすることができる。また、内・外輪１，２およびボール３は、前述した金属材の他にセラミックス材とすることができる。このセラミックス材としては、焼結助剤として、イットリア（Ｙ₂Ｏ₃）およびアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）、その他、適宜、窒化アルミ（ＡｌＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、スピネル（ＭｇＡｌ₂Ｏ₄）を用いた窒化けい素（Ｓｉ₃Ｎ₄）を主体とするものの他、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）や炭化けい素（ＳｉＣ）、ジルコニア（ＺｒＯ₂）、窒化アルミ（ＡｌＮ）などを用いることができる。
【００１６】
保持器４は、例えばＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４などのオーステナイト系ステンレス鋼とすることができる。この他、保持器４は、黄銅、チタン材の他、耐熱性に優れたポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミドなどの合成樹脂などとすることができる。合成樹脂にはガラス繊維などの強化繊維が添加されていてもよい。保持器４の形式としては、図示する波型の他、冠型、もみ抜き型などが好適に用いられる。
【００１７】
次に、上述した被膜５の形成方法の一例を説明する。
【００１８】
（ａ）被膜５の形成対象となる保持器４をそれぞれ脱脂する。保持器４として、波型にプレス加工したものとする場合、保持器４は、プレス後にバリ取り用のバレル研磨処理を施している。なお、保持器４に対してサンドブラストを施して表面粗度〔Ｒｚ〕を６〜１０μｍにすることにより、保持器４の表面に対する被膜５の付着力をさらに高めるようにしてもよい。
【００１９】
（ｂ）被膜５の付着性を高めるために、被膜５の付着前に保持器４を加熱しておく。この保持器４の表面全面に、上述した成分の溶液を複数回繰り返してスプレーすることにより塗布する。これは、いわゆるボンデッドフィルム法と呼ばれる塗布方法であり、溶液の各添加剤がスプレー面にほぼ均等に拡散した状態になる。
【００２０】
（ｃ）前記塗布した被膜を２４０〜４５０℃の温度で約９０〜１２０分間にわたって加熱焼成することにより保持器４に対して定着させる。
【００２１】
そして、必要に応じて上記（ｂ）、（ｃ）を数回繰り返し、最終的に被膜５の膜厚を例えば１０〜２０μｍとする。また、被膜５の表面粗度〔Ｒｚ〕は２μｍ以下となっており、ボール３の表面粗度〔Ｒｚ〕の０．１μｍ以下よりも粗いため、ボール３との摺接によって効率的に被膜５がボール３の表面に転移してゆく。
【００２２】
次に、被膜５について摩擦試験により評価しているので、説明する。この摩擦試験は、周知のボールオンディスク試験、つまり試料に対してボールを押し付けて試料を回転させたときの摩擦係数を測定するものである。
【００２３】
試験は、実施例と比較例１〜４の計５つについて行っている。実施例と比較例１〜４との相違は、下記表１に示すように、被膜５の成分である。表１における数値の単位は、〔Ｖｏｌ％〕である。
【００２４】
【表１】

【００２５】
試料は、ＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４の平板とし、この表面に上述した各被膜５を約１０μｍの膜厚で被覆形成する。ボールは、直径１／４”のＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃとする。試験条件は、下記のとおり。
【００２６】

試験結果としては、図２のグラフに示すように、実施例が比較例１〜４に比べて室温および高温での摩擦係数が最も小さく安定したものとなった。つまり、室温では、実施例および比較例１，２の３つが同レベルであるものの、高温では、実施例が最も小さいレベルである。この結果は、実施例の被膜５の成分つまり、比較的硬質な無機系バインダーとしての珪酸塩と、潤滑性に優れる二硫化タングステンと、酸化抑制作用を有するふっ化物としてのふっ化カルシウムおよびふっ化バリウムとの組み合わせの相乗効果によるものと考えられる。
【００２７】
さらに、被膜５について実使用状況で評価しているので、説明する。ここでは、図３に示す試験装置を用いて転がり軸受の寿命試験を行っている。図中、５０は被試験軸受、５１は回転軸、５２はケーシング、５３は磁性流体シール、５４は回転トルク計測器、５５はアキシャル荷重付加用のコイルバネである。
【００２８】
試験は、実施例と比較例１の２つについて行っている。試験軸受は、内径寸法φ9.525mm、外径寸法φ22.225mm、軸方向幅7.142mmのものを用い、内・外輪およびボールをＪＩＳ規格ＳＵＳ４４０Ｃ、保持器をＪＩＳ規格ＳＵＳ３０４とし、保持器全面に被膜５を被覆する。被膜５は、上記表１の実施例と比較例１とする。試験条件は、下記のとおり。
【００２９】

試験結果としては、図４に示すように、実施例だと、荷重Ｆａ１４７Ｎのとき２００時間、荷重Ｆａ５８８Ｎのとき１００時間についてトルクが安定したまま経過したが、比較例１だと、荷重Ｆａ１４７Ｎのとき１１９時間、荷重Ｆａ５８８Ｎのとき４７時間でトルクが上昇した。この比較例１では、トルク上昇時点で転がり軸受を調べると、内・外輪の軌道面とボール表面とに摩耗が認められた。これらは高温（３００℃）での試験結果であるが、室温の場合は特に有効であることは言うまでもない。
【００３０】
以上のことから、本発明の被膜５は、▲１▼硬質であって摺接時の摩耗が必要最小限に抑制される、▲２▼摺接部位の潤滑性が良好になる、▲３▼摺接に伴い発生する最小限の摩耗粉が他の摺接部位や転動部位に転移して潤滑性を発揮する、▲４▼酸化を抑制して潤滑性を長期間継続する、などの優れた効果を発揮するので、トルク安定化と長寿命化とを達成できる。この他、上記実施形態では、保持器４のみに被膜５を形成し、回転に伴ってボール３と内・外輪１，２との間へ保持器４の被膜５から必要量だけ転移供給させるようにしているから、被膜５の摩耗が必要以上に発生せずに済むようになるなど、発塵量を抑制できるようになる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【００３２】
（１）上記実施形態では、軸受形式を深溝型玉軸受としているが、その他の軸受形式にも本発明を適用できる。また、シールド板やリップ付きシールリングなどの密封部材を装着してもよい。
【００３３】
（２）被膜５は、保持器４の表面全面に形成する例を挙げているが、保持器４のポケット内面のみに被膜５を形成してもよい。その場合でも上記試験結果と近似したものになる。この場合、被膜５の形成は、保持器４のポケット内面を除く部分をマスキングする必要がある。
【００３４】
（３）被膜５は、保持器４にのみ形成する例を挙げているが、内・外輪１，２の少なくとも軌道面や、ボール３の表面に形成するようにしてもよい。例えば、図５に示すように、内・外輪１，２、ボール３、保持器４のすべてに被膜５を形成してもよい。但し、このようにする場合には、付着性を考慮して内・外輪、ボール、保持器それぞれの材質にあった被膜材質としたほうがよい。また、摺接する相互面に被膜を付けるときには、被膜が厚くなりすぎてトルク性能に影響が出ないよう被膜を薄めにしたほうがよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明では、▲１▼硬質であって摺接時の摩耗が必要最小限に抑制される、▲２▼摺接部位の潤滑性が良好になる、▲３▼摺接に伴い発生する最小限の摩耗粉が他の摺接部位や転動部位に転移して潤滑性を発揮する、▲４▼酸化を抑制して潤滑性を長期間継続する、などの優れた効果を発揮する被膜を備えているので、転がり軸受のトルク安定化と長寿命化とを達成できる。しかも、前述の被膜は、上記実施形態での試験結果から明らかなように、真空、高温、高荷重条件下においても優れた効果を発揮する。
【００３６】
特に、保持器のみに被膜を形成した場合にあっては、回転に伴って転動体と軌道輪との間へ被膜から必要量だけ転移供給できるようになるから、摩耗が必要以上に発生せずに済むようになるなど、発塵量を抑制できるようになる。したがって、例えば半導体製造過程のように高精度な加工が要求されるところに本発明の転がり軸受を用いると、清浄雰囲気を阻害しにくくなるので、半導体製造品の歩留まり向上に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の転がり軸受の上半分の縦断面図
【図２】被膜の摩擦係数の試験結果を示すグラフ
【図３】転がり軸受の寿命試験に用いる試験装置の概略構成図
【図４】転がり軸受の寿命の試験結果を示すグラフ
【図５】本発明の他の実施形態の転がり軸受の上半分の縦断面図
【符号の説明】
１内輪
２外輪
３ボール
４保持器
５被膜[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling bearing, and more particularly to a rolling bearing that is advantageous for use in a vacuum environment, a high temperature environment, or a high load condition.
[0002]
[Prior art]
In such an environment, it is generally considered to use a soft metal such as gold, silver or lead, molybdenum disulfide, tungsten disulfide or the like as a lubricant for a rolling bearing. These are formed in a film shape by sputtering or the like on the bearing component. For molybdenum disulfide and tungsten disulfide, a sintered alloy obtained by adding them to a metal or alloy is used as a material for a cage of a rolling bearing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of the coating film as described above, it is easy to peel off by the sliding contact operation, so that the life is short. Therefore, it is pointed out that when the film thickness is set to be thick, the film itself is relatively soft, so that the coefficient of friction tends to fluctuate and wear unevenness.
[0004]
On the other hand, when the cage material is a sintered alloy, although there are no defects in the above-mentioned film, it has the disadvantage that it is poor in machinability and is brittle. It is pointed out that it is large and the friction noise is large.
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to stabilize the torque and extend the life of a rolling bearing.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A first vacuum high temperature environment rolling bearing according to the present invention is a vacuum high temperature environment rolling bearing having a cage, and at least a sliding contact surface of the cage has an inorganic binder of 45-60 vol% as a solid lubricant. two of fluoride as 40～50Vol% and oxidation inhibitors and tungsten disulfide made by adding 2~10vol%, rough surface roughness Rz2μm following coating from the surface roughness of the rolling element of the sliding object is formed of The inorganic binder is silicate, and the fluoride is at least one of calcium fluoride and barium fluoride.
[0008]
The second rolling bearing for a vacuum high temperature environment of the present invention is obtained by adding antimony oxide to a coating.
[0009]
The manufacturing method of the rolling bearing for vacuum high temperature environment of the present invention finishes the cage surface roughness Rz to 6 to 10 μm, and coats the surface multiple times with a coating composition solution containing an inorganic binder, tungsten disulfide and fluoride. And baking at a temperature of 240 to 450 ° C.
[0010]
In this way, in the present invention, in short, the problem of the film as pointed out in the conventional example is solved while taking the form of the film. Since the coating in the present invention is based on an inorganic binder, the surface of the sliding contact surface to be formed is relatively hard. Moreover, the coating tungsten disulfide is excellent in lubricity. Furthermore, the fluoride of the coating suppresses oxidation. Due to these synergies, the friction coefficient at the time of sliding contact is reduced and the variation of the friction coefficient is reduced, so that uneven wear is less likely to occur.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The details of the present invention will be described based on the embodiment shown in FIGS.
[0012]
1 to 4 relate to one embodiment of the present invention, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an upper half of a rolling bearing, FIG. 2 is a graph showing a test result of a friction coefficient of a coating, and FIG. 3 is a diagram of a rolling bearing. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a test apparatus used for the life test, and FIG. 4 is a graph showing a test result of the life of the rolling bearing.
[0013]
FIG. 1 shows the entire rolling bearing, and here, a deep groove ball bearing is taken as an example. In the figure, 1 is an inner ring, 2 is an outer ring, 3 is a ball as a rolling element, 4 is a cage, and 5 is a coating. In this embodiment, the coating 5 is formed only on the entire surface of the cage 4.
[0014]
The coating 5 is obtained by adding tungsten disulfide (WS ₂ ) and fluoride to an inorganic binder. Here, antimony oxide (Sb ₂ O ₃ ) is added as a film stabilizer. The inorganic binder is preferably silicate (sodium silicate), and the fluoride is preferably at least one of calcium fluoride (CaF ₂ ) and barium fluoride (BaF ₂ ). Specifically, the composition of the film 5 will be described. Silicate 45-60 [Vol%], tungsten disulfide 40-50 [Vol%], calcium fluoride 1-5 [Vol%], barium fluoride 1-5 [Vol%], as stabilizer Antimony oxide (Sb ₂ O ₃ ) is 1 to 5 [Vol%]. The thickness of the coating 5 is set to such an extent that at least unevenness of the surface of the cage 4 does not cause a problem in lubrication performance and the strength of the coating 5, for example, 10 to 20 μm. In addition, when the film thickness of the film 5 is less than 10 μm, the film disappears early due to wear, and the life of the bearing is shortened. On the other hand, if the thickness of the coating film 5 is greater than 20 μm, the coating film becomes brittle and easily peels off, so that the torque becomes unstable and the life is shortened.
[0015]
By the way, the inner / outer rings 1 and 2 and the ball 3 are suitable for martensitic stainless steel such as JIS standard SUS440C, for example, high speed tool steel such as JIS standard SKH4, and precipitation hardened stainless steel such as JIS standard SUS630. It can be subjected to a curing heat treatment. In light load applications, for example, austenitic stainless steel such as JIS standard SUS304 can be used. The inner / outer rings 1 and 2 and the ball 3 can be made of a ceramic material in addition to the metal material described above. As the ceramic material, yttria (Y ₂ O ₃ ) and alumina (Al ₂ O ₃ ) are used as sintering aids, and aluminum nitride (AlN), titanium oxide (TiO ₂ ), spinel (MgAl ₂ O), as appropriate. ₄ ) In addition to silicon nitride (Si ₃ N ₄ ) mainly used, alumina (Al ₂ O ₃ ), silicon carbide (SiC), zirconia (ZrO ₂ ), aluminum nitride (AlN), etc. are used. be able to.
[0016]
The cage 4 may be austenitic stainless steel such as JIS standard SUS304. In addition, the cage 4 can be made of a synthetic resin such as polyether ether ketone (PEEK) or polyimide having excellent heat resistance, in addition to brass and titanium materials. Reinforcing fibers such as glass fibers may be added to the synthetic resin. As the type of the cage 4, a crown type, a machined type, and the like are preferably used in addition to the wave type shown in the figure.
[0017]
Next, an example of a method for forming the above-described film 5 will be described.
[0018]
(A) Degrease each of the cages 4 to be formed with the coating 5. When the cage 4 is pressed into a corrugated shape, the cage 4 is subjected to deburring barrel polishing after pressing. In addition, you may make it raise the adhesive force of the film 5 with respect to the surface of the holder | retainer 4 by sandblasting with respect to the holder | retainer 4, and making surface roughness [Rz] 6-10 micrometers.
[0019]
(B) In order to enhance the adhesion of the film 5, the cage 4 is heated before the film 5 is adhered. The entire surface of the cage 4 is applied by repeatedly spraying the solution of the above-described components a plurality of times. This is a coating method called a so-called bonded film method, in which each additive in the solution diffuses almost uniformly on the spray surface.
[0020]
(C) The coated film is fixed to the holder 4 by heating and baking at a temperature of 240 to 450 ° C. for about 90 to 120 minutes.
[0021]
Then, if necessary, the above (b) and (c) are repeated several times, and finally the film thickness of the film 5 is set to 10 to 20 μm, for example. Further, the surface roughness [Rz] of the coating 5 is 2 μm or less, which is rougher than the surface roughness [Rz] of the ball 3 of 0.1 μm or less. Is transferred to the surface of the ball 3.
[0022]
Next, since the coating 5 is evaluated by a friction test, it will be described. This friction test is a well-known ball-on-disk test, that is, a friction coefficient when the sample is rotated by pressing the ball against the sample.
[0023]
The test is performed about a total of five, Example and Comparative Examples 1-4. The difference between the example and the comparative examples 1 to 4 is the component of the film 5 as shown in Table 1 below. The unit of the numerical values in Table 1 is [Vol%].
[0024]
[Table 1]

[0025]
The sample is a flat plate of JIS standard SUS304, and the above-described coating 5 is formed on the surface with a film thickness of about 10 μm. The ball shall be JIS standard SUS440C with a diameter of 1/4 ". Test conditions are as follows.
[0026]

As a test result, as shown in the graph of FIG. 2, the example had the lowest coefficient of friction at room temperature and high temperature compared to Comparative Examples 1 to 4, and became stable. That is, at room temperature, the Example and Comparative Examples 1 and 3 are at the same level, but at a high temperature, the Example is the lowest level. As a result, the components of the coating film 5 of the example, that is, silicate as a relatively hard inorganic binder, tungsten disulfide having excellent lubricity, calcium fluoride and fluoride as fluorides having an oxidation inhibiting action This is thought to be due to the synergistic effect of the combination with barium.
[0027]
Furthermore, since the film 5 is evaluated in actual use, it will be described. Here, the life test of the rolling bearing is performed using the test apparatus shown in FIG. In the figure, 50 is a bearing to be tested, 51 is a rotating shaft, 52 is a casing, 53 is a magnetic fluid seal, 54 is a rotational torque measuring instrument, and 55 is a coil spring for applying an axial load.
[0028]
The test is conducted on two examples, Example and Comparative Example 1. The test bearing uses an inner diameter of φ9.525mm, an outer diameter of φ22.225mm, and an axial width of 7.142mm. The inner and outer rings and balls are JIS standard SUS440C, the cage is JIS standard SUS304, and the entire surface of the cage is coated. 5 is coated. The coating 5 is the example of Table 1 and the comparative example 1. The test conditions are as follows.
[0029]

As a test result, as shown in FIG. 4, in the example, the torque was stable for 200 hours at the load Fa147N and 100 hours at the load Fa588N, but in the comparative example 1, the load was Fa147N. The torque increased in 47 hours when the load was 588 N for 119 hours. In Comparative Example 1, when the rolling bearings were examined at the time of torque increase, wear was recognized on the raceway surfaces and ball surfaces of the inner and outer rings. These are test results at a high temperature (300 ° C.), but it goes without saying that they are particularly effective at room temperature.
[0030]
From the above, the coating film 5 of the present invention is (1) hard and wear during sliding contact is suppressed to a necessary minimum, (2) lubricity of the sliding contact portion is improved, and (3) The minimum wear powder generated by sliding contact is transferred to other sliding contact parts and rolling parts to exhibit lubricity, and (4) excellent oxidation resistance is maintained for a long time. As a result, the torque can be stabilized and the service life can be extended. In addition, in the above embodiment, the coating film 5 is formed only on the cage 4, and a necessary amount is transferred from the coating film 5 of the cage 4 to the space between the ball 3 and the inner / outer rings 1 and 2 with rotation. Therefore, the amount of dust generation can be suppressed, for example, the wear of the coating 5 does not occur more than necessary.
[0031]
In addition, this invention is not limited only to the said embodiment, Various application and deformation | transformation can be considered.
[0032]
(1) In the above embodiment, the bearing type is a deep groove type ball bearing, but the present invention can also be applied to other bearing types. Further, a sealing member such as a shield plate or a seal ring with a lip may be attached.
[0033]
(2) Although the example in which the coating 5 is formed on the entire surface of the cage 4 is described, the coating 5 may be formed only on the pocket inner surface of the cage 4. Even in that case, the result is approximate to the test result. In this case, the formation of the coating 5 needs to mask the portion of the cage 4 except the pocket inner surface.
[0034]
(3) Although the example in which the coating 5 is formed only on the cage 4 is given, it may be formed on at least the raceway surfaces of the inner and outer rings 1 and 2 and the surface of the ball 3. For example, as shown in FIG. 5, the coating 5 may be formed on all of the inner and outer rings 1, 2, the balls 3, and the cage 4. However, in this case, it is better to use a coating material suitable for each of the inner and outer rings, balls and cages in consideration of adhesion. In addition, when the coating is applied to the mutually contacting surfaces, it is better to make the coating thinner so that the coating becomes too thick and the torque performance is not affected.
[0035]
【The invention's effect】
In the present invention, (1) it is hard and wear during sliding contact is suppressed to the minimum necessary, (2) lubricity of the sliding contact portion is improved, and (3) minimum generated by sliding contact. Equipped with a coating that exhibits excellent effects such as transfer of wear powder to other slidable contact parts and rolling parts to exhibit lubricity, and (4) suppress oxidation and maintain lubricity for a long period of time. Therefore, it is possible to achieve torque stabilization and longer life of the rolling bearing. Moreover, as is apparent from the test results in the above embodiment, the above-described coating film exhibits excellent effects even under vacuum, high temperature, and high load conditions.
[0036]
In particular, when a coating is formed only on the cage, the necessary amount of transfer can be transferred from the coating between the rolling elements and the raceway with rotation, so that wear does not occur more than necessary. As a result, the amount of dust generated can be reduced. Therefore, for example, when the rolling bearing of the present invention is used where high-precision processing is required as in the semiconductor manufacturing process, it is difficult to inhibit the clean atmosphere, which can contribute to the improvement of the yield of semiconductor manufactured products.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an upper half of a rolling bearing according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a graph showing a test result of a friction coefficient of a coating. FIG. 3 is a schematic configuration of a test apparatus used for a life test of a rolling bearing. Fig. 4 is a graph showing the test results of the life of rolling bearings. Fig. 5 is a longitudinal sectional view of the upper half of a rolling bearing according to another embodiment of the present invention.
1 Inner ring 2 Outer ring 3 Ball 4 Cage 5 Coating

Claims

It is a rolling bearing for a vacuum high temperature environment having a cage, and at least on the sliding surface of the cage , 45 to 60 vol% inorganic binder and tungsten disulfide as a solid lubricant to 40 to 50 vol% and an oxidation inhibitor A film having a surface roughness Rz of 2 μm or less is formed which is rougher than the surface roughness of the rolling element to be slid , and the inorganic binder is silicate. A rolling bearing for vacuum and high temperature , wherein the fluoride is at least one of calcium fluoride and barium fluoride .

The rolling bearing for vacuum high temperature according to claim 1 , wherein antimony oxide is added to the coating.

Finished cage surface roughness Rz in 6 to 10 [mu] m, the coating composition solution comprising an inorganic binder over the tungsten disulfide and fluoride was applied several times to the surface to be heated and calcined at a temperature of two hundred and forty to four hundred fifty ° C. A manufacturing method of a rolling bearing for a vacuum high temperature environment.