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軸承鋼冶煉過程中的基本技術(shù)和注意事項

2024-04-16

一、嚴(yán)格的化學(xué)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(wěn)定性,又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。但當(dāng)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(wěn)定性,增加碳化物的不均勻性,降低鋼的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)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(yán)格控制軸承鋼中的化學(xué)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。 

二、高精度的尺寸要求 

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(jīng)過壓力成型。為了節(jié)省材料和提高勞動生產(chǎn)率,絕大部分軸承套圈都是經(jīng)過鍛造成型,鋼球是經(jīng)過冷鐓或熱軋成型,小尺寸的滾子也是經(jīng)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(chǎn)品質(zhì)量,也容易造成設(shè)備和模具的損壞。

三、特別嚴(yán)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(dǎo)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,由于在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來,嚴(yán)重影響軸承零件精加工后的表面質(zhì)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。

四、嚴(yán)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、中心疏松和扁析,顯微(高倍)組織包括鋼的退火組織、碳化物網(wǎng)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(wǎng)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(qiáng)度。低、高倍組織的優(yōu)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(biāo)準(zhǔn)中對低、高倍組織有著嚴(yán)格的要求。

五、特別嚴(yán)格的表面缺陷和內(nèi)部缺陷要求

對軸承鋼而言,表面缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結(jié)疤、氧化皮等,內(nèi)部缺陷包括縮孔、氣泡、白點(diǎn)、嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定不允許出現(xiàn)這些缺陷。

六、特別嚴(yán)格的碳化物不均勻性要求 

在軸承鋼中,如果出現(xiàn)嚴(yán)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(qiáng)度有較大的影響。另外,嚴(yán)重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時產(chǎn)生裂紋,碳化物不均勻性還會導(dǎo)致軸承的壽命降低因此,在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中,對不同規(guī)格的鋼材均有明確的特別要求。 

七、特別嚴(yán)格的表面脫碳層要求 

在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對鋼材表面脫碳層有著嚴(yán)格的規(guī)定,如果表面脫碳層超出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)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(chǎn)生淬火裂紋,造成零件的報廢。 

八、其他要求 

在軸承鋼材料標(biāo)準(zhǔn)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(tài)、標(biāo)識等有嚴(yán)格的要求。

(來源:北軸科技)