滚动轴承材料及热处理技术展望

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1、现有钢种的新运用

现有钢种中,GCr15SiMn,GCr15SiMo具备较高的淬透性,通常用于创造大型轴承零件,以获得充足的淬硬层和硬度,依照今朝轴承操纵功况的改动,这两种钢可用于创造准高温或重载工况下操纵的中袖珍轴承,以升高其承载才能及抗高温功用;GCr18Mo为贝氏体淬火开采的钢种,原用于创造经贝氏体淬火责罚的铁路、轧机轴承,现可开展用于带电处境下做事的脂光滑轴承的研讨,以升高抗白色结构疲乏剥落的功用。

2、开采新钢种

开采不同淬透性的轴承钢以适应不同尺寸轴承零件的请求,避让为保证零件的淬硬层而采纳太甚加热和猛烈冷却而带来的不利影响(淬火裂纹、变形等),处分我国轴承钢种简单的题目。

开采不同用处的轴承钢以适应不同轴承用处的请求。如:开采新式马氏体不锈钢、准高温用钢、耐水系列轴承钢、耐玷污轴承钢、抗白色结构疲乏剥落的钢种、高氮钢HNS(X30、ESI)等。

3、升高现有材料的品质

改进混合物的性质、散布及尺寸平均性,升高轴承的寿命及牢固性。在氧含量较低的程度下,混合物的总量较低,但偶然有通常大尺寸的氧化物碰劲涌目前滚道面或次表面最大应力区,会形成轴承寿命特别短,从而使整批轴承的牢固性大大下落。因而,在消沉氧含量的同时要严刻管束混合物的平均性。如严刻采选炼钢质料、改良锻炼工艺及轧钢工艺等。

改进碳化物及成份平均性。国产轴承钢的碳浓度散布不平均,碳化物尺寸大且散布不平均,涌现大颗粒、带状碳化物等。毁坏了基体的接续性,变形调解才能及碳化物的无益影响,影响加工品质。可经过钢水浇注增添电磁搅拌,加大钢坯尺寸和轧制比,并举办~℃的永劫间高温退火等办法,平均成份,改进碳化物的散布。

4、改良常例马氏体淬火手艺

今朝,轴承零件的常例马氏体淬火多采纳铸链炉、网带炉、辊底炉等接续淬火设立,淬火后的结构、硬度等目标很简单管束在所期冀的界限内。此类淬火工艺此后的发展方位有下列两方面。

4.1淬火变形的管束

淬火加热设立根基采纳了维护氛围或可控氛围,也许保证不脱碳或依照需求举办复碳、渗碳,从而大大收缩热责罚后的加工余量。但加工余量的可收缩程度通常遭到淬火变形的限制。今朝,淬火变形(特别是畸变)成为管束加工余量的首要要素。比如关于密封防尘轴承的套圈,淬火畸变将影响防尘盖的压入,从而影响密封功用。因而,减小淬火畸变或实行零畸变将是常例马氏体淬火需求处分的首要题目。影响淬火畸变的要素繁密,变形机理较为繁杂,因而,每个临盆厂家应依照自己设立和产物特色,从临盆践行中摸索出一些灵验管束畸变的办法,如管束工件的摆放、入油方法、淬石油及油温、搅拌等,从而实行少或无畸变淬火。

4.2残存应力及残存奥氏体的管束和评定

我国今朝的热检准则中,增添了残存奥氏体含量管束及响应探测法子,但还没有残存应力的评定目标束缚。大批的研讨声明:残存应力影响零件的来往疲乏功用、韧性和磨削裂纹,合适的残存压应力也许升高来往疲乏寿命,避让磨削及安置裂纹的形成;残存奥氏体消沉尺寸波动性,其影响程度与残存奥氏体自己的波动性、数目和存在部位联系。但适当的残存奥氏体也许升高断裂韧性和来往疲乏功用。

多家海外的出名轴承公司已把残存应力和残存奥氏体参与热责罚管束目标。因而,进一步开展残存应力和残存奥氏体对热责罚后功用的影响及其机理的研讨,开展淬回火工艺对残存应力和残存奥氏体影响的研讨,从而依照轴承的工况提议残存应力和残存奥氏体的管束目标等,将是我国轴承行业热责罚研讨的首要方位之一。

5、开采贝氏体等温淬火新钢种及新工艺

就贝氏体等温淬火而言,固然对其工艺、结构、功用举办了较为系统的研讨,但在鼎力推行此工艺的同时,应提防该工艺的束缚,并非全部的轴承零件均合适贝氏体等温淬火。

同时,应开展纳米贝氏体等温淬火用钢的开采,进一步升高贝氏体等温淬火后的功用。其余,需开展贝氏体等温淬火介质和联系手艺研讨,一方面开采管束盐浴含水量的手艺以保证盐浴的冷却功用;另一方面寻找代替介质和手艺以削减处境玷污,如采纳无毒盐浴接替硝盐或采纳其余冷却方法接替盐浴(管束喷水冷却);三是开展贝氏体淬火工艺研讨,削减等温工夫。

6、进一步开展碳氮共渗及渗碳热责罚手艺研讨

比年来,洛阳轴承研讨所与联系单元协做,开展了高碳铬轴承钢的碳氮共渗或渗碳热责罚工艺研讨,同时还独家开展了中碳合金钢非常热责罚工艺的研讨。研讨成效声明:经过碳氮共渗或渗碳热责罚也许显著升高来往疲乏寿命。这一工艺在轴承行业具备宏大的推行价钱,已在不少企业获得运用。但仍有很多题目需求研讨,如对不同工况的轴承零件,何如获得最好的渗层深度和结构,并进一步细化碳氮化物,增添其数目;何如改动钢的成份在渗后获得氮化硅、碳化钒等非常化合物从而进一步升高零件功用等。

关于渗碳钢常例渗碳,国内今朝首要管束渗层深度、表面碳含量及碳化物状态,海外先进企业还管束碳浓度及残存应力沿深度的散布趋向。应针对不同零件开展碳浓度及残存应力沿深度散布的研讨,以优化渗后功用。

7、表面改性手艺

轴承零件首要做事表面为转动来往面,举办表面涂层及其余改性责罚可大幅升高轴承功用。我国轴承行业从20世纪80年月着手离子注入,涂覆MoS2类软膜等在轴承上的运用研讨,并胜利运用于航空、航天周围,取患有优秀的功效。比年来,在轴承外圈涂覆陶瓷绝缘涂层也胜利运用于铁路牵引机电轴承。但其余硬涂层的研讨和运用相对末端,应开展DLC,GLC,TiN,TiAlN等硬膜涂层的联系研讨。

其余,应鼎力开展其余表面改性手艺的研讨,如高能束(如激光)表面淬火、表面熔覆、表面织构责罚等,改进表面功用及描写,升高耐磨性及光滑功用。

节选自年2期《轴承》“转动轴承材料及热责罚发展与瞻望”

联系浏览请参看“轴承用钢”专辑)

《轴承》由洛阳轴承研讨所主管、主持,是轴承行业威望的归纳性科技期刊,世界华文中央期刊,60年积蓄沉没,不停承袭“相易轴承周围科研成绩,推进轴承行业手艺进取”的办刊主旨,创造行业手艺相易和音信转达平台。

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