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  • 軸承鋼的特點

    什么是軸承鋼?軸承鋼特點是什么?

    是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承鋼又稱高碳鉻鋼,含碳量ωc為1%左右,含鉻量ωcr為0.5%-1.65%。軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼、無鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼六大類。

    軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性,以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴格,是所有鋼鐵生產中要求最嚴格的鋼種之一。

    軸承鋼是用于制造滾動軸承的滾珠,滾柱和套筒等的鋼種,也可用于制作精密量具,冷沖模,機床絲杠、如沖模、量具、絲錐及柴油機油泵的精密偶件。軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。熱處理工藝

    軸承鋼熱處理工藝預先熱處理和最終熱處理兩個主要環節。GCr15鋼是軸承鋼應用最廣泛的一種,合金含量較少且性能良好的高碳鉻軸承鋼。GCr15軸承鋼經過熱處理后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。

    退火

    (1)完全退火和等溫退火:完全退火又稱重結晶退火,一般簡稱為退火,這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄,鍛件及熱軋型材,有時也用于焊接結構。一般常作為一些不重要工件的最終熱處理,或作為某些工件的預先熱處理。

    (2)球化退火:球化退火主要用于過共析的碳鋼及合金工具鋼(如制造刃具,量具,模具所用的鋼種)。其主要目的在于降低硬度,改善切削加工性,并為以后淬火作好準備。

    (3)去應力退火:去應力退火又稱低溫退火(或高溫回火),這種退火主要用來消除鑄件,鍛件,焊接件,熱軋件,冷拉件等的殘余應力。如果這些應力不予消除,將會引起鋼件在一定時間以后,或在隨后的切削加工過程中產生變形或裂紋。

    淬火

    為了提高硬度采取的方法,主要形式是通過加熱、保溫、速冷。最常用的冷卻介質是鹽水,水和油。鹽水淬火的工件,容易得到高的硬度和光潔的表面,不容易產生淬不硬的軟點,但卻易使工件變形嚴重,甚至發生開裂。而用油作淬火介質只適用于過冷奧氏體的穩定性比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。

    回火

    (1)降低脆性,消除或減少內應力,鋼件淬火后存在很大內應力和脆性,如不及時回火往往會使鋼件發生變形甚至開裂。

    (2)獲得工件所要求的機械性能,工件經淬火后硬度高而脆性大,為了滿足各種工件的不同性能的要求,可以通過適當回火的配合來調整硬度,減小脆性,得到所需要的韌性,塑性。

    (3)穩定工件尺寸

    (4)對于退火難以軟化的某些合金鋼,在淬火(或正火)后常采用高溫回火,使鋼中碳化物適當聚集,將硬度降低,以利切削加工。

    軸承鋼對質量的基本要求

    ①嚴格的化學成分要求。

    一般軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的鉻,并含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩定性,又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。

    但當鉻含量超過1.65%時,淬火后會增加鋼中殘余奧氏體,降低硬度和尺寸穩定性,增加碳化物的不均勻性,降低鋼的沖擊韌性和疲勞強度。為此,高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1,65%以下。只有嚴格控制軸承鋼中的化學成分,才能通過熱處理工序獲得滿足軸承性能的組織和硬度。

    ②較高的尺寸精度要求,對于使用在高速鐓鍛機上鍛造的熱軋退火棒料,應該對其尺寸精度有更高的要求。

    滾動軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高,這是因為大部分軸承零件都要經過壓力成型。為了節省材料和提高勞動生產率,絕大部分軸承套圈都是經過鍛造成型,鋼球是經過冷鐓或熱軋成型,小尺寸的滾子也是經過冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高,就無法精確地計算下料尺寸和重量,而不能保證軸承零件的產品質量,也容易造成設備和模具的損壞。

    ③特別嚴格的純潔度要求。

    鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少,純潔度越高,鋼中的非金屬夾雜物越少。軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽等有害夾雜物是導致軸承早期疲勞剝落、顯著降低軸承壽命的主要原因。特別是脆性夾雜物危害最大,由于在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來,嚴重影響軸承零件精加工后的表面質量。因此,為了提高軸承的使用壽命和可靠性,必須降低軸承鋼中夾雜物的含量。

    ④嚴格的低倍組織和顯微(高倍)組織要求。

    軸承鋼的低倍組織是指一般疏松、中心疏松和偏析,顯微(高倍)組織包括鋼的退火組織、碳化物網狀、帶狀和液析等。碳化物液析硬而脆,它的危害性與脆性夾雜物相同。網狀碳化物降低鋼的沖擊韌性,并使之組織不均勻,在淬火時容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強度。低、高倍組織的優劣對滾動軸承的性能和使用壽命有很大的影響,所以,在軸承材料標準中對低、高倍組織有著嚴格的要求。

    ⑤特別嚴格的表面缺陷和內部缺陷要求。

    對軸承鋼而言,表面缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結疤、氧化皮等,內部缺陷包括縮孔、氣泡、白點、嚴重的疏松和偏析等。這些缺陷對于軸承的加工、軸承的性能和壽命有很大的影響,在軸承材料標準中明確規定不允許出現這些缺陷。

    ⑥嚴格的碳化物不均勻性要求。

    在軸承鋼中,如果出現嚴重的碳化物分布不均勻,則在熱處理加工過程中就容易造成組織和硬度的不均勻,鋼的組織不均勻性對接觸疲勞強度有較大的影響。另外,嚴重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時產生裂紋,碳化物不均勻性還會導致軸承的壽命降低因此,在軸承材料標準中,對不同規格的鋼材均有明確的特別要求。

    ⑦嚴格的表面脫碳層深度要求。

    在軸承材料標準中對鋼材表面脫碳層有著嚴格的規定,如果表面脫碳層超出標準的規定范圍,且在熱處理前的加工過程中又沒有將其全部清除掉,則在熱處理淬火過程中就容易產生淬火裂紋,造成零件的報廢。

    ⑧其他要求。

    在軸承鋼材料標準中還對軸承鋼的冶煉方法、氧含量、退火硬度、斷口、殘余元素、火花檢驗、交貨狀態、標識等有嚴格的要求。




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