滾動軸承鋼
分類:鋼材知識 熱度: ℃

    滾動軸承鋼(ball bearing steels)制造各類滾動軸承套圈和滾動體的鋼。軸承轉動時承受很高的交變應力,除要求材料有較高的抗壓強度、接觸疲勞強度和耐磨性外,還要有一定的韌性、耐蝕性、良好的尺寸穩定性和工藝性。 

       高碳鉻軸承鋼于1901年首先出現于歐洲。1913年美國將其列為標準鋼種。70多年來,各國發展出許多提高軸承鋼純潔度和改善碳化物不均勻性的新工藝,真空脫氣、爐外精煉等技術已廣泛應用于軸承鋼生產,并以軸承鋼管材制造套圈,進一步提高了鋼材利用率和軸承壽命。中國于1951年開始生產軸承鋼。 
類別、性能、用途   

       現代的滾動軸承鋼可分為高碳鉻軸承鋼、滲碳鉻軸承用鋼、不銹軸承用鋼和高溫軸承用鋼四大類(見表)。在軸承制造工業中應用面廣、使用量大的是高碳鉻軸承鋼。

合金元素作用 

        高的純潔度和良好的均勻組織是軸承鋼的主要質量指標,因此對軸承鋼中的非金屬夾雜物和碳化物不均勻性等,都在鋼材標準中根據不同使用條件,規定了合格級別。 
       碳 是軸承鋼中主要強化元素。軸承鋼含碳量一般較高,使用狀態主要以隱晶針和細晶針狀馬氏體為基體,在組織中保留一定數量的淬火未溶碳化物,以提高鋼的耐磨性。而適當降低鋼中的含碳量,可增加合金元素在基體中的溶解度,雖減少淬火未溶碳化物數量,但提高鋼的淬透性和接觸疲勞強度;反之,增加含碳量則有利于鋼的耐磨性。因此軸承鋼中的含碳量根據不同的用途來確定,通??刂圃?.8~1.2%范圍內。 
       鉻 是形成碳化物的主要元素。高碳鉻鋼在各種熱處理狀態下都形成MC型碳化物(M表示金屬)。鉻可提高鋼的力學性能、淬透性和組織均勻性?;鼓茉黽癰值哪褪茨芰?。鋼中含鉻量一般都不超過2.0%,鉬能取代鋼中的鉻,在增加鋼的淬透性上,鉬比鉻強,所以已發展了高淬透性的含鉬高碳鉻軸承鋼。 
       硅、錳 在軸承鋼中能提高淬透性。利用硅、錳的典型鋼號為 GCr15SiMn。錳還可和鋼中的硫生成穩定的MnS,硫化物常能包圍氧化物,形成以氧化物為核心的復合夾雜物,減輕氧化物對鋼的危害作用。 
生產工藝 

       軸承鋼一般用堿性電爐冶煉,也可加爐外真空脫氣處理或鋼包真空精煉。軸承鋼的鑄錠工藝和錠型設計對非金屬夾雜物和碳化物在鋼中的分布都有很大影響。軸承鋼容易產生白點,所以鋼錠和鋼坯都要緩冷。航空用優質軸承鋼需用電渣重熔或真空自耗重熔等特殊方法冶煉。 
       軸承鋼錠一般要在1200~1250高溫下進行長時間擴散退火,以改善碳化物偏析。熱加工時要控制爐內氣氛,鋼坯加熱溫度不宜過高,保溫時間不宜過長,以免發生嚴重脫碳。終軋(鍛)溫度通常在800~900之間,過高易出現粗大網狀碳化物,過低易形成軋(鍛)裂紋。軋(鍛)材成品應快冷至650,以防止滲碳體在晶界上呈網狀析出,有條件時可采用控制軋制工藝。 
      為了取得良好的切削性和淬火前的預組織,冷加工用軸承鋼材要進行完全的球化退火退火溫度一般為780~800,退火時要防止脫碳。如果軋制鋼材存在過粗的網狀滲碳體,則退火前需先進行正火處理。鉻軸承鋼通常在830~860之間加熱,油淬,150~180回火。精密軸承的組織中,應盡可能降低殘余奧氏體量或使殘余奧氏體在使用過程中保持穩定,因此常需在淬火后進行-80(或更低溫度)冷處理和在 120~140下進行長時間的穩定化處理。

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