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轴承材料及其热处理的发展方向

2010/2/24/09:09 来源:机械专家网

    慧聪表面处理网一、改进冶炼技术提高钢的洁净度及均匀性

    与工业发达国家相比,我国轴承钢的氧含量虽然已接近国外先进水平,但夹杂物和碳化物尺寸及分布的均匀性、成分均匀性与国外相比还有很大的差距,如大尺寸的夹杂物和碳化物较多、基本成分不均匀形成黑白区等,造成轴承零件质量先天不足,严重影响了轴承的寿命、可靠性及一致性。

    此外,滚动接触面上大尺寸夹杂物的存在还严重降低表面精度,增加轴承的噪声。为此,轴承行业应与冶金行业协商,促使冶金行业在进一步降低氧含量的基础上,开展浇注凝固技术、轧制技术、夹杂物控制及检测技术的研究,如改进连铸时的电磁搅拌、加大连铸坯的尺寸、加强高温扩散退火等,以提高夹杂物和碳化物的尺寸及分布均匀性。

    二、开发推广新钢种满足不同轴承的要求

    随着主机的小型化、轻量化、高速化,轴承的使用环境越来越多样化,对轴承的要求也越来越苛刻,目前我国的现有钢种已不能满足或不能充分满足主机对轴承的要求,为此,应积极开展新材料的开发和推广工作。如开发大尺寸轴承用的高淬透性钢、重载及洁净润滑条件或小型轻量化条件下使用的轴承用钢、在污染条件下使用的轴承用高碳钢和渗碳钢、准高温(工作温度200℃以下)条件下用轴承钢以及特殊条件使用的轴承用钢(不锈钢、高温钢)。

    三、热处理新工艺的研究及推广

    1.贝氏体淬火

    贝氏体等温淬火处理的轴承由于冲击韧性好、表面为压应力,无论是装配时内套开裂,还是使用过程中外套挡边掉块、内套碎裂的倾向性均大大减小,且可降低滚子的边缘应力集中。因此,轴承经等温淬火后比常规淬火后的平均寿命及可靠性显著提高。该工艺广泛应用于铁路轴承、轧机轴承以及在特殊工况下使用的轴承。该工艺与其他延寿措施相比,工艺简单,成本较低。近年来,我国开发了新钢种GCr18Mo贝氏体淬火专用钢,以推动贝氏体淬火在大尺寸轴承零件上的应用。鉴于该工艺的许多优点,建议在使用条件恶劣(大冲击载荷、润滑不良等)或要求高可靠性的轴承中大力推广,并进一步深入研究贝氏体处理后的耐磨性和疲劳寿命。

    2.表面碳氮共渗

    洛阳轴承研究所曾于20世纪80年代开展了轴承钢的马氏体应力淬火研究,通过对高碳铬轴承钢零件进行特殊的碳氮共渗后淬火,提高表面残余奥氏体的含量,改善表面应力状态,大大提高了变速箱用碳氮共渗,在不降低表面硬度的基础上提高表面残余奥氏体含量,以提高轴承在污染润滑条件下的疲劳寿命和可靠性。

    四、表面改性技术

    通过适当的表面处理改进表面性能,以满足特殊条件下对轴承的性能要求。如利用气相沉积技术在轴承滚道上涂覆金钢石镀层可达到减摩、耐磨的效果,大大提高轴承的磨损寿命和精度保持性能,可在家用电器轴承、计算机硬盘驱动轴承中推广应用;利用热涂技术在轴承外圈外柱面上涂覆氧化铝陶瓷材料,可提高轴承的电绝缘性能,防止电击伤,提高电机轴承的寿命和可靠性;在轴承零件表面渗硫或沉积M0S2可达到减摩润滑作用。

    五、热处理设备及相关技术

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