ベアリング内の金属部品は他の金属や容器と接触するため、製造工程における焼き入れ処理は摩耗を低減し、耐用年数を延ばす上で不可欠です。また、焼き入れ処理によってベアリングの使用に最適な物理的特性が得られます。
ベアリング用途で一般的に使用される主な焼入れ方法は、ケース焼入れ、誘導焼入れ、および全体焼入れの3種類です。それぞれに以下の工程が含まれます。
- 厳密な制御下で指定された温度まで加熱する
- 適切な時間、温度を維持する
- 冷却方法は、炉内での緩やかな冷却から、急冷による急速冷却まで多岐にわたる。
表面硬化処理（または浸炭硬化処理）は、その名の通り、外側は硬く、内側は柔らかい状態になります。この処理により、表面の金属は硬化しますが、その下の材料は柔らかいままです。この構造により、中心部の靭性を維持することができます。浸炭硬化処理は、建設機械など、衝撃荷重が発生する可能性のある用途に指定されます。
工程：軸受の表面硬化には、炭化処理または誘導加熱処理のいずれかの方法を用いる。
炭化処理は、ベアリングを920℃に加熱しながら、アンモニアガスと解離アンモニアの雰囲気中でベアリングを硬化させる処理です。ベアリングがこの雰囲気中に留まる時間によって、硬化の深さが決まります。この方法を用いることで、ベアリングは機械加工、焼入れ、焼き戻しの後、わずかな歪みで表面硬化処理を施すことができます。
誘導加熱は、電線コイルを用いて炭化処理と同様の効果を得る方法ですが、ボールベアリングの軌道面など、特定の箇所に処理を集中させることができます。この非接触熱処理は電磁誘導を利用します。硬化の深さは、電圧の周波数、材料組成、加熱時間によって決まります。
全体焼入れ（焼入れ焼戻しとも呼ばれる）は、均一な硬度、強度、耐摩耗性が求められる用途に指定されます。ベアリングにこの方法を用いると、表面から中心部まで全体が硬化します。この焼入れ方法は表面焼入れよりもコスト効率が良いですが、焼き戻しが不適切な場合は鋼が脆くなる可能性があります。
加工方法：加熱後に急速冷却を行う工程で、鋼全体に微細な炭化物を生成する通焼入れ。ベアリングを加熱した後、塩浴または油浴で急冷し、延性を高めるために焼き戻しを行う。
硬化処理の目的は、金属の強度を高めることである。焼き戻しなどの二次処理は、材料を軟化させたり、靭性を高めたり、脆性を低減させたり、延性を高めたりするために用いられる。
