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軸承鋼是什么材質的鋼材


軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時承受著極大的壓力和摩擦力,所以要求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。

高碳鉻軸承鋼GCr15是世界上生產量最大的軸承鋼,含碳Wc為1%左右,含鉻量Wcr為1.5%左右,從1901年誕生至今100多年來,主要成分基本沒有改變,隨著科學技術的進步,研究工作任在繼續,產品質量不斷提高,占世界軸承鋼生產總量的80%以上。以至于現在我們所說的軸承鋼如果沒有特殊的說明,那就是指GCr15。

軸承鋼主要用于制造滾動軸承的滾動體和套圈。由于軸承應具備 長壽命、高精度、低發熱量、高速性、高剛性、低噪音、高耐磨性等特性,因此要求軸承鋼應具備:高硬度、均勻硬度、高彈性極限、高接觸疲勞強度、必須的韌性、一定的淬透性、在大氣的潤滑劑中的耐腐蝕性能。

為了達到上述性能要求,對軸承鋼的化學成分均勻性、非金屬夾雜物含量和類型、碳化物粒度和分布、脫碳等要求嚴格。軸承鋼總體上向高質量、高性能和多品種方向發展。軸承用鋼按特性及應用環境劃分為:高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高溫軸承鋼、不銹軸承鋼及專用的特種軸承材料。

為適應高溫、高速、高負荷、耐蝕、抗輻射的要求,需要研制一系列具有特殊性能的新型軸承鋼。為了降低軸承鋼的氧含量,發展了真空冶煉、電渣重熔、電子束重熔等軸承鋼的冶煉技術。而大批量軸承鋼的冶煉由電弧爐熔煉,發展成各種類型初煉爐加爐外精煉。

目前,采用容量大于60噸初煉爐+LF/VD或RH+連鑄+連軋工藝生產軸承鋼,以達到高質量、高效率、低能耗之目的。在熱處理工藝方面,由車底式爐、罩式爐發展成連續可控氣氛退火爐熱處理。目前,連續熱處理爐型最長為150m,加工生產軸承鋼的球化組織穩定和均勻,脫碳層小,消耗能量低。

軸承的接觸疲勞壽命對鋼組織的均勻性非常敏感。提高潔凈度(減少鋼中的雜質元素和夾雜物含量),促使鋼中的非金屬夾雜物和碳化物細小均勻分布,可以提高軸承鋼的接觸疲勞壽命。

軸承鋼使用狀態下的組織應是回火馬氏體基體上均勻分布著細小的碳化物顆粒,這樣的組織可以賦予軸承鋼所需要的性能。高碳軸承鋼中的主要合金元素有 碳、鉻、 硅、錳、釩等。

如何獲得球化組織是軸承鋼生產中的重要問題,控軋控冷是先進軸承鋼的重要生產工藝。通過控軋或軋后快冷消除了網狀碳化物,獲得合適的預備組織,可以縮短軸承鋼球化退火時間,細化碳化物,提高疲勞壽命。

軸承鋼的650℃溫加工也是新型技術。共析鋼或高碳鋼熱加工前若具有細晶粒組織或在加工過程能形成細晶粒,則在(0.4~0. 6)熔化溫度范圍內,在一定應變速率下,呈現出超塑性。

在熱處理方面,在提高球化退火質量,獲得細小、均勻、球形的碳化物以及縮短退火時間或取消球化退火工序的研究方面有了進展,即盤條生產采用兩次組織退火,將拉拔后的720℃~730℃再結晶退火改為760 ℃的組織退火。這樣可以得到硬度低、球化好、無網狀碳化物的組織,關鍵要保證中間拉拔減面率≥14%。該工藝使熱處理爐的效率提高25%~30%。連續式球化退火熱處理技術是軸承鋼熱處理的發展方向。

各國都在研究和開發新型軸承鋼,擴大應用和代替傳統的軸承鋼。如快速滲碳軸承鋼,通過改變化學成分來提高滲碳速度,其中碳含量由傳統的0.08%~0.20%提高到0.45%左右, 滲碳時間由7小時縮短到30 分鐘。

開發了高頻淬火軸承鋼,用普通中碳鋼或中碳錳、鉻鋼,通過高頻加熱淬火來代替普通軸承鋼,既簡化了生產工序又降低了成本,并提高了使用壽命。


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