轴承知识库

这里有专业的轴承知识,涉及轴承的型号、安装、拆卸、使用、维护、保养等等各方面的知识!

« 轴承主要零件的加工过程轴承的清洗、检修和判断 »

轴承知识

轴承知识
1、轴承保养
为了尽可能长时间地以良好状态维持轴承本来的性能,须保养、检修、以求防事故于未然,确保运转的可靠性,提高生产性、经济性。
保养最好相应机械运转条件的作业标准,定期进行。内容包括监视运转状态、补充或更换润滑剂、定期拆卸的检查。
作为运转中的检修事项,有轴承的旋转音、振动、温度、润滑剂的状态等等。
2、轴承的检修
轴承的清洗:拆卸下轴承检修时,首先记录轴承的外观,确认润滑剂的残存量,取样检查用的润滑剂之后,洗轴承。作为清洗剂,普通使用清洗剂、煤油。
拆下来的轴承的清洗,分粗清洗和细清洗,分别放在容器中,先放上金属的网垫底,使轴承不直接接触容器的脏物。粗清洗时,如果使轴承带着脏物旋转,会损伤轴承的滚动面,应该加以注意。在粗清洗油中,使用刷子清除去润滑脂、粘着物,大致干净后,转入精洗。

精洗,是将轴承在清洗油中一边旋转,一边仔细的清洗。另外,清洗油也要经常保持清洁。

轴承的检修和判断:为了判断拆卸下来的轴承是否可以使用,要在轴承洗干净后检查。检查滚道面、滚动面、配合面的状态、保持架的磨损情况、轴承游隙的增加及有无关尺寸精度下降的损伤,异常。非分离型小型球轴承,则用一只手将内圈支持水平,旋转外圈确认是否流畅。
圆锥滚子轴承等分离形轴承,可以对滚动体、外圈的滚道面分别检查。
大型轴承因不能用手旋转,注意检查滚动体、滚道面、保持架、挡边面等外观,轴承的重要性愈高愈须慎重检查。
3、轴承的选择
轴承选择之概要:
使用滚动轴承的各种机械装置、仪器等的市场要求性能日趋严格,对于轴承所要求的条件、性能也日趋多样化。为了能从为数众多的结构、尺寸中,选择最适合的轴承,需要从各种角度研究。在选择轴承时,一般,考虑作为轴系的轴承排列、安装、拆卸之难易度、轴承所允许的空间、尺寸及轴承的市场性等,大致决定轴承结构。其次,一边比较研究使用轴承的各种机械的设计寿命和轴承的各种不同的耐久限度,一边决定轴承尺寸。在选择轴承时,往往偏于只考虑轴承的疲劳寿命,有关由润滑脂老化而发生的润滑脂寿命、磨损、噪音等也需要充分研究。再者,根据不同的用途,有必要选择对精度、游隙、保持架结构、润滑脂等等要求,作特别设计的轴承。但是,选择轴承并没有一定的顺序、规则,优先应考虑的是对轴承所要求的条件、性能、最有关连的事项,尤为实际。
○轴承所要求的条件、性能
○使用条件、环境条件
○轴承安装部分尺寸诸项
○轴承所允许的空间
○负荷之大小、方向
○振动、冲击
○旋转速度、轴承的极限转速
○内圈、外圈的倾斜
○轴向方向的固定与轴承配列
○装卸的难易
○噪声、扭矩
○刚性
○市场性、经济性
决定轴承结构、排列
○使用机械与设计寿命
○当量动负荷或当量静负荷
○旋转速度
○允许静负荷系数
○允许轴向负荷(圆柱滚子轴承的情况下)
决定轴承尺寸
○旋转振摆的精度
○高速旋转
○扭矩变动
决定轴承精度等级
○配合
○内圈、外圈的温度差
○旋转速度
○内圈、外圈的倾斜
○预压量
决定(内部)游隙
○旋转速度
○噪声
○使用温度
决定保持架形状、材料
○使用温度
○旋转速度
○润滑方式
○密封方式
○保养、维修
决定润滑方法、润滑剂、密封方法
○装卸顺序
○工卡模具
○与安装有关的尺寸
决定与安装有关的尺寸
决定装卸方法
轴承及轴承周围部分的
最终规格
4、轴承的使用
使用上的注意事项:
滚动轴承是精密部件,其使用也须相应地慎重进行。无论使用多么高性能的轴承,如果使用不当,则不会得到预期的高性能。有关轴承的使用注意事项如下。
(1)、保持轴承及其周围清洁。
即使是眼睛看不到的小尘埃,也会给轴承带来坏影响。所以,要保持周围清洁,使尘埃不致侵入轴承。
(2)、小心谨慎地使用。
在使用中给与轴承强烈冲击,会产生伤痕及压痕,成为事故的原因。严重的情况下,会裂缝、断裂,所以必须注意。
(3)、使用恰当的操作工具。
避免以现有的工具代替,必须使用恰当的工具。
(4)、要注意轴承的锈蚀。
操作轴承时,手上的汗会成为生锈的原因。要注意用干净的手操作,最好尽量带上手套。
5、轴承的材料
轴承的材料:
滚动轴承的套圈和滚动体,一面反复承受高接触压力,一面进行伴随有滑动的滚动接触。保持器,一面与套圈和滚动体的两旁,或其某一方滑动接触,一面承受拉力和压缩力。因此,对轴承的套圈,滚动体及保持架的材料、性能、主要要求如下。
套圈、滚动体材料所要求的性能:
滚动疲劳强度大 硬度高 耐摩耗性高
保持架材料所要求的性能:
尺寸稳定性好机械强度大
此外,还需要加工性好。根据用途不同,还有要求其耐冲击性、耐热性、耐腐蚀性好。
套圈及滚动体的材料:
套圈及滚动体通常使用高碳铬轴承钢。大部分的轴承,使用JIS钢种中的SUJ2。大型轴承使用SUJ3。
SUJ2的化学成分,在世界各国,作为轴承用材料已规格化。比如:与AISL52100(美国)、DIN100Cr6(西德)、BS535A99(英国)等均属同种钢。
进一步需要耐冲击的情况下,作为轴承材料使用铬钢、铬钼钢、镍铬钼钢、采用渗炭淬火,使钢从表面至适当的深度有一个硬化层。具有适当的硬化深度、细密的组织、合适硬度的表面及心部硬度的渗炭轴承,比使用轴承钢的轴承具有优良的耐冲击性,一般的渗炭轴承用钢的化学成分。
NSK实施了真空脱气处理,所以,所使用的材料清净度高、氧气含量少、质量好。进而采用了恰当的热处理,使轴承的滚动疲量寿命显著提高。
上述钢种之外,根据特殊用途,还使用耐热性优良的高速钢,耐腐蚀性好的不锈钢。
保持架材料:
冲压保持架的材料,使用低碳素钢。根据用途不同,也使用黄铜板、不锈钢板。切制保持架的材料,使用高强度黄铜、碳素钢,此外也还使用合成树脂。
6、轴承的润滑
轴承润滑的目的:
滚动轴承的润滑目的是减少轴承内部摩擦及摩损,防止烧粘、其润滑效用如下。
(1)、减少摩擦及摩损。
在构成轴承的套圈、滚动体及保持器的相互接触部分,防止金属接触,减少摩擦、磨损。
(2)、延长疲劳寿命。
轴承的滚动疲劳寿命,在旋转中,滚动接触面润滑良好,则延长。相反地,油粘度低,润滑油膜厚度不好,则缩短。
(3)、排出摩擦热、冷却。
循环给油法等可以用油排出由摩擦发生的热,或由外部传来的热,冷却。防止轴承过热,防止润滑油自身老化。
(4)、其他
也有防止异物侵入轴承内部,或防止生锈、腐蚀之效果。
润滑方法:
轴承的润滑方法,分为脂润滑和油润滑。为了使轴承很好地发挥机能,首先,要选择适合使用条件、使用目的的润滑方法。若只考虑润滑,油润滑的润滑性占优势。但是,脂润滑有可以简化轴承周围结构的特长,将脂润滑和油润滑的利弊比较。
7、轴承的安装
轴承的安装:
轴承的安装是否正确,影响着精度、寿命、性能。因此,设计及组装部门对于轴承的安装要充分研究。希望要按照作业标准进行安装。作业标准的项目通常如下:
(1)、清洗轴承及轴承关连部件
(2)、检查关连部件的尺寸及精加工情况
(3)、安装
(4)、安装好轴承后的检查
(5)、供给润滑剂
希望在即将安装前,方才打开轴承包装。一般润滑脂润滑,不清洗,直接填充润滑脂。润滑油润滑,普通也不必清洗,但是,仪器用或高速用轴承等,要用洁净的油洗净,除去涂在轴承上的防锈剂。除去了防锈剂的轴承,易生锈,所以不能放置不顾。再者,已封入润滑脂的轴承,不清洗直接使用。
轴承的安装方法,因轴承结构、配合、条件而异,一般,由于多为轴旋转,所以内圈需要过盈配合。圆柱孔轴承,多用压力机压入,或多用热装方法。锥孔的场合,直接安装在锥度轴上,或用套筒安装。
安装到外壳时,一般游隙配合多,外圈有过盈量,通常用压力机压入,或也有冷却后安装的冷缩配合方法。用干冰作冷却剂,冷缩配合安装的场合,空气中的水分会凝结在轴承的表面。所以,需要适当的防锈措施。
8、轴承的损伤
轴承的损伤:
一般,如果正确使用轴承,可以使用至达到疲劳寿命为止。但会有意外过早地损伤,不能耐于使用的情况。这种早期损伤,与疲劳寿命相对,是被称做故障或事故的品质使用限度。多起因于安装、使用、润滑上的不注意,从外部侵入的异物,对于轴、外壳的热影响之研究不够充分等。
关于轴承的损伤状态如:滚子轴承的套圈、挡边的卡伤,作为原因可考虑,润滑剂不足、不适合、供排油构造的缺陷、异物的侵入、轴承安装误差、轴的挠曲过大,也会有这些原因重合。
因此,仅调查轴承损伤,很难得知损伤的真正原因。可是,如果知道了轴承的使用机械、使用条件、轴承周围的构造、了解事故发生前后的情况,结合轴承的损伤状态和几种原因考察,便可以防止同类事故再发生。
9、滚动轴承的知识
第一节滚动轴承的基本结构
以滑动轴承为基础发展起来的滚动轴承,其工作原理是以滚动摩擦代替滑动摩擦,一般由两个套圈,一组滚动体和一个保持架所组成的通用性很强、标准化、系列化程度很高的机械基础件。由于各种机械有着不同的工作条件,对滚动轴承在负荷能力、结构和使用性能等方面都提出了各种不同要求。为此,滚动轴承需有各式各样的结构。但是,最基本的结构是由内圈、外圈、滚动体和保持架所组成。
各种零件在轴承中的作用分别是:
对于向心轴承,内圈通常与轴紧配合,并与轴一起运转,外圈通常与轴承座或机械壳体孔成过渡配合,起支承作用。但是,在某些场合下,也有外圈运转,内圈固定起支承作用或者内圈、外圈都同时运转的。对于推力轴承,与轴紧配合并一起运动的称轴圈,与轴承座或机械壳体孔成过渡配合并起支承作用的称座圈。滚动体(钢球、滚子或滚针)在轴承内通常借助保持架均匀地排列在两个套圈之间作滚动运动,它的形状、大小和数量直接影响轴承的负荷能力和使用性能。保持架除能将滚动体均匀地分隔开以外,还能起引导滚动体旋转及改善轴承内部润滑性能等作用。
第二节滚动轴承的分类
1.按滚动轴承结构类型分类
(1)轴承按其所能承受的载荷方向或公称接触角的不同,分为:
  1)向心轴承----主要用于承受径向载荷的滚动轴承,其公称接触角从0到45。按公称接触角不同,又分为:径向接触轴承----公称接触角为0的向心轴承:向心角接触轴承----公称接触角大于0到45的向心轴承。
  2)推力轴承----主要用于承受轴向载荷的滚动轴承,其公称接触角大于45到90。按公称接触角不同又分为:轴向接触轴承----公称接触角为90的推力轴承:推力角接触轴承----公称接触角大于45但小于90的推力轴承。
(2)轴承按其滚动体的种类,分为:
  1)球轴承----滚动体为球:
  2)滚子轴承----滚动体为滚子。滚子轴承按滚子种类,又分为:圆柱滚子轴承----滚动体是圆柱滚子的轴承,圆柱滚子的长度与直径之比小于或等于3;滚针轴承----滚动体是滚针的轴承,滚针的长度与直径之比大于3,但直径小于或等于5mm;圆锥滚子轴承----滚动体是圆锥滚子的轴承;调心滚子轴承一一滚动体是球面滚子的轴承。
(3)轴承按其工作时能否调心,分为:
  1)调心轴承----滚道是球面形的,能适应两滚道轴心线间的角偏差及角运动的轴承;
  2)非调心轴承(刚性轴承)----能阻抗滚道间轴心线角偏移的轴承。
(4)轴承按滚动体的列数,分为:
  1)单列轴承----具有一列滚动体的轴承;
  2)双列轴承----具有两列滚动体的轴承;
  3)多列轴承----具有多于两列滚动体的轴承,如三列、四列轴承。
(5)轴承按其部件能否分离,分为:
  1)可分离轴承----具有可分离部件的轴承;
  2)不可分离轴承----轴承在最终配套后,套圈均不能任意自由分离的轴承。
(6)轴承按其结构形状(如有无装填槽,有无内、外圈以及套圈的形状,挡边的结构,甚至有无保持架等)还可以分为多种结构类型。
2.按滚动轴承尺寸大小分类轴承按其外径尺寸大小,分为:
(1)微型轴承----公称外径尺寸范围为26mm以下的轴承;
(2)小型轴承----公称外径尺寸范围为28-55mm的轴承;
(3)中小型轴承----公称外径尺寸范围为60-115mm的轴承;
(4)中大型轴承----公称外径尺寸范围为120-190mm的轴承
(5)大型轴承----公称外径尺寸范围为200-430mm的轴承;
(6)特大型轴承----公称外径尺寸范围为440mm以上的轴承。
第三节滚动轴承的基本生产过程
由于滚动轴承的类型、结构型式、公差等级、技术要求、材料及批量等的不同,其基本生产过程也不完全相同。
一、各种轴承主要零件的加工过程:
1.套圈的加工过程:轴承内圈和外圈的加工依原材料或毛坯形式的不同而有所不同,其中车加工前的工序可分为下述三种,整个加工过程为:棒料或管料(有的棒  料需经锻造和退火、正火)----车加工----热处理----磨加工----精研或抛光----零件终检----防锈----入库----(待合套装配〉
2.钢球的加工过程,钢球的加工同样依原材料的状态不同而有所不同,其中挫削或光球前的工序,可分为下述三种,热处理前的工序,又可分为下述二种,整个加工  过程为:棒料或线材冷冲(有的棒料冷冲后还需冲环带和退火)----挫削、粗磨、软磨或光球----热处理----硬磨----精磨----精研或研磨----终检分组----防锈、包装----入库〈待合套装配〉。
3.滚子的加工过程滚子的加工依原材料的不同而有所不同,其中热处理前的工序可分为下述两种,整个加工过程为:棒料车加工或线材冷镦后串环带及软磨----热处理----串软点----粗磨外径----粗磨端面----终磨端面----细磨外径----终磨外径----终检分组----防锈、包装----入库(待合套装配〉。
4.保持架的加工过程保持架的加工过程依设计结构及原材料的不同,可分为下述两类:
(1)板料→剪切→冲裁→冲压成形→整形及精加工→酸洗或喷丸或串光→终检→防锈、包装→入库(待合套装配)
(2)实体保持架的加工过程:实体保持架的加工,依原材料或毛坏的不同而有所不同,其中车加工前可分为下述四种毛坯型式,整个加工过程为:棒料、管料、锻件、铸件----车内径、外径、端面、倒角----钻孔(或拉孔、镗孔)----酸洗----终检----防锈、包装----入库〈待合套装配〉。
二、滚动轴承的装配过程:
滚动轴承零件如内圈、外圈、滚动体和保持架等,经检验合格后,进入装配车间进行装配,其过程如下:
零件退磁、清洗→内、外滚〈沟〉道尺寸分组选别→合套→检查游隙→铆合保持架→终检→退磁、清洗→防锈、包装→入成品库(装箱、发运〉。
第四节滚动轴承的特点
滚动轴承与滑动轴承相比,具有下列优点:
1.滚动轴承的摩擦系数比滑动轴承小,传动效率高。一般滑动轴承的摩擦系数为0.08-0.12,而滚动轴承的摩擦系数仅为0.001-0.005;
2.滚动轴承已实现标准化、系列化、通用化,适于大批量生产和供应,使用和维修十分方便;
3.滚动轴承用轴承钢制造,并经过热处理,因此,滚动轴承不仅具有较高的机械性能和较长的使用寿命,而且可以节省制造滑动轴承所用的价格较为昂贵的有色金属;
4.滚动轴承内部间隙很小,各零件的加工精度较高,因此,运转精度较高。同时,可以通过预加负荷的方法使轴承的刚性增加。这对于精密机械是非常重要的;
5.某些滚动轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷,因此,可以简化轴承支座的结构;
6.由于滚动轴承传动效率高,发热量少,因此,可以减少润滑油的消耗,润滑维护较为省事;
7.滚动轴承可以方便地应用于空间任何方位的铀上。
但是,一切事物都是一分为二的,滚动轴承也有一定的缺点,主要是:
1.滚动轴承承受负荷的能力比同样体积的滑动轴承小得多,因此,滚动轴承的径向尺寸大。所以,在承受大负荷的场合和要求径向尺寸小、结构要求紧凑的场合〈如内燃机曲轴轴承),多采用滑动轴承;
2.滚动轴承振动和噪声较大,特别是在使用后期尤为显著,因此,对精密度要求很高、又不许有振动的场合,滚动轴承难于胜任,一般选用滑动轴承的效果更佳
3.滚动轴承对金属屑等异物特别敏感,轴承内一旦进入异物,就会产生断续地较大振动和噪声,亦会引起早期损坏。此外,滚动轴承因金属夹杂质等也易发生早期损坏的可能性。即使不发生早期损坏,滚动轴承的寿命也有一定的限度。总之,滚动轴承的寿命较滑动轴承短些。
可是,滚动轴承与滑动轴承相比较,各有优缺点,各占有一定的适用场合,因此,两者不能完全互相取代,并且各自向一定的方向发展,扩大自己的领域。但是,由于滚动轴承的突出优点,颇有后来者居上的趋势。目前,滚动轴承已发展成为机械的主要支承型式,应用愈来愈广泛。
10、影响轴承寿命的因素及其控制
1影响轴承寿命的材料因素
滚动轴承的早期失效形式,主要有破裂、塑性变形、磨损、腐蚀和疲劳,在正常条件下主要是接触疲劳。轴承零件的失效除了服役条件之外,主要受钢的硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性和内应力状态制约。影响这些性能和状态的主要内在因素有如下几项。
1.1淬火钢中的马氏体
高碳铬钢原始组织为粒状珠光体时,在淬火低温回火状态下,淬火马氏体含碳量,明显影响钢的力学性能。强度、韧性在0.5%左右,接触疲劳寿命在0.55%左右,抗压溃能力在0.42%左右,当GCr15钢淬火马氏体含碳量为0.5%~0.56%时,可以获得抗失效能力最强的综合力学性能。
应该指出,在这种情况下获得的马氏体是隐晶马氏体,测得的含碳量是平均含碳量。实际上,马氏体中的含碳量在微区内是不均匀的,靠近碳化物周围的碳浓度高于远离碳化物原铁素体部分,因而它们开始发生马氏体转变的温度不同,从而抑制了马氏体晶粒的长大和显微形态的显示而成为隐晶马氏体。它可避免高碳钢淬火时易出现的显微裂纹,而且其亚结构为强度与韧性均高的位错型板条状马氏体。因此,只有当高碳钢淬火时获得中碳隐晶马氏体时轴承零件才可能获得抗失效能力最佳的基体。
1.2淬火钢中的残留奥氏体
高碳铬钢经正常淬火后,可含有8%~20%Ar(残留奥氏体)。轴承零件中的Ar有利也有弊,为了兴利除弊,Ar含量应适当。由于Ar量主要与淬火加热奥氏体化条件有关,它的多少又会影响淬火马氏体的含碳量和未溶碳化物的数量,较难正确反映Ar量对力学性能的影响。为此,固定奥氏条件,利用奥氏体体化热稳定化处理工艺,以获得不同Ar量,在此研究了淬火低温回火后Ar含量对GCr15钢硬度和接触疲劳寿命的影响。随着奥氏体含量的增多,硬度和接触疲劳寿命均随之而增加,达到峰值后又随之而降低,但其峰值的Ar含量不同,硬度峰值出现在17%Ar左右,而接触疲劳寿命峰值出现在9%左右。当试验载荷减小时,因Ar量增多对接触疲劳寿命的影响减小。这是由于当Ar量不多时对强度降低的影响不大,而增韧的作用则比较明显。原因是载荷较小时,Ar发生少量变形,既消减了应力峰,又使已变形的Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而强化。但如载荷大时,Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂,从而使寿命降低。应该指出,Ar的有利作用必须是在Ar稳定状态之下,如果自发转变为马氏体,将使钢的韧性急剧降低而脆化。
1.3淬火钢中的未溶碳化物
淬火钢中未溶碳化物的数量、形貌、大小、分布,既受到钢的化学成分和淬火前原始组织的影响,又受奥氏体化条件的影响,有关未溶碳化物对轴承寿命的影响研究较少。碳化物是硬脆相,除了对耐磨性有利之外,承载时因会(特别是碳化物呈非球形)与基体引起应力集中而产生裂纹,从而会降低韧性和疲劳抗力。淬火未溶碳化物除了自身对钢的性能产生影响之外,还影响淬火马氏体的含碳量和Ar含量及分布,从而对钢的性能产生附加影响。为了揭示未溶碳化物对性能的影响,采用不同含碳量的钢,淬火后使其马氏体含碳量和Ar含量相同而未溶碳化物含量不同的状态,经150℃回火后,由于马氏体含碳量相同,而且硬度较高,因而未溶碳化物少量增高对硬度增高值不大,反映强度和韧性的压溃载荷则有所降低,对应力集中敏感的接触疲劳寿命则明显降低。因此淬火未溶碳化物过多对钢的综合力学性能和失效抗力是有害的。适当降低轴承钢的含碳量是提高制件使用寿命的途径之一。
淬火未溶碳化物除了数量对材料性能有影响之外,尺寸、形貌、分布也对材料性能产生影响。为了避免轴承钢中未溶碳化物的危害,要求未溶碳化物少(数量少)、小(尺寸小)、匀(大小彼此相差很小,而且分布均匀)、圆(每粒碳化物皆呈球形)。应该指出,轴承钢淬火后有少量未溶碳化物是必要的,不仅可以保持足够的耐磨性,而且也是获得细晶粒隐晶马氏体的必备条件。
1.4淬火回火后的残留应力
轴承零件经淬火低温回火后,仍具有较大的内应力。零件中的残留内应力有利和弊两种状态。钢件热处理后,随着表面残留压应力的增大,钢的疲劳强度随之增高,反之表面残留内应力为拉应力时,则使钢的疲劳强度降低。这是由于零件的疲劳失效出现在承受过大拉应力的时候,当表面有较大压应力残存时,会抵消同等数值的拉应力,而使钢的实际承受拉应力数值减小,使疲劳强度极限值增高,当表面有较大拉应力残存时,会与承受的拉应力载荷叠加而使钢的实际承受的拉应力明显增大,即使疲劳强度极限值降低。因此,使轴承零件淬火回火后表面残留较大的压应力,也是提高使用寿命的措施之一(当然过大的残留应力可能引起零件的变形甚至开裂,应给予足够重视)。
1.5钢的杂质含量
钢中的杂质包括非金属夹杂物和有害元素(酸溶)含量,它们对钢性能的危害往往是相互助长的,如氧含量越高,氧化物夹杂物就越多。钢中杂质对力学性能和制件抗失效能力的影响与杂质的类型、性质、数量、大小及形状有关,但通常都有降低韧性、塑性和疲劳寿命的作用。
随着夹杂物尺寸的增大,疲劳强度随之而降低,而且钢的抗拉强度越高,降低趋势加大。钢中含氧量增高(氧化物夹杂增多),弯曲疲劳和接触疲劳寿命在高应力作用下也随之降低。因此,对于在高应力下工作的轴承零件,降低制造用钢的含氧量是必要的。一些研究表明,钢中的MnS夹杂物,因形状呈椭球状,而且能够包裹危害较大的氧化物夹杂,故其对疲劳寿命降低影响较小甚至还可能有益,故可从宽控制。
2影响轴承寿命的材料因素的控制
为了使上述影响轴承寿命的材料因素处于最佳状态,首先需要控制淬火前钢的原始组织,可以采取的技术措施有:高温(1050℃)奥氏体化速冷至630℃等温正火获得伪共析细珠光体组织,或者冷至420℃等温处理,获得贝氏体组织。也可采用锻轧余热快速退火,获得细粒状珠光体组织,以保证钢中的碳化物细小和均匀分布。这种状态的原始组织在淬火加热奥氏体化时,除了溶入奥氏体中的碳化物外,未溶碳化物将聚集成细粒状。
当钢中的原始组织一定时,淬火马氏体的含碳量(即淬火加热后的奥氏体含碳量)、残留奥氏体量和未溶碳化物量主要取决于淬火加热温度和保持时间,随着淬火加热温度增高(时间一定),钢中未溶碳化物数量减少(淬火马氏体含碳量增高)、残留奥氏体数量增多,硬度则先随着淬火温度的增高而增加,达到峰值后又随着温度的升高而降低。当淬火加热温度一定时,随着奥氏体化时间的延长,未溶碳化物的数量减少,残留奥氏体数量增多,硬度增高,时间较长时,这种趋势减缓。当原始组织中碳化物细小时,因碳化物易于溶入奥氏体,故使淬火后的硬度峰移向较低温度和出现在较短的奥氏体化时间。
综上所述,GCrl5钢淬火后未溶碳化物在7%左右,残留奥氏体在9%左右(隐晶马氏体的平均含碳量在0.55%左右)为最佳组织组成。而且,当原始组织中碳化物细小,分布均匀时,在可靠地控制上述水平的显微组织组成时,有利于获得高的综合力学性能,从而具有高的使用寿命。应该指出,具有细小弥散分布碳化物的原始组织,淬火加热保温时,未溶的细小碳化物会聚集长大,使其粗化。因此,对于具有这种的原始组织轴承零件淬火加热时间不宜过长,采用快速加热奥氏体化淬火工艺,将可获得更高的综合力学性能。
为了使轴承零件淬回火后表面残留较大的压应力,可在淬火加热时通入渗碳或渗氮的气氛,进行短时间的表面渗碳或渗氮。由于这种钢淬火加热时奥氏体实际含碳量不高,远低于相图上示出的平衡浓度,因此可以吸碳(或氮)。当奥氏体含有较高的碳或氮后,其Ms降低,淬火时表层较内层和心部后发生马氏体转变,产生了较大的残留压应力。GCrl5钢以渗碳气氛和非渗碳气氛加热淬火(均经低温回火)处理后,经接触疲劳试验可以看出,表面渗碳的寿命比未渗碳的提高了1.5倍。其原因就是渗碳的零件表面具有较大的残留压应力。
3结论
影响高碳铬钢滚动轴承零件使用寿命的主要材料因素及控制程度为:
(1)钢在淬火前的原始组织中的碳化物要求细小、弥散。可采用高温奥氏体化630℃、或420℃高温,也可利用锻轧余热快速退火工艺来实现。
(2)对于GCr15钢淬火后,要求获得平均含碳量为0.55%左右的隐晶马氏体、9%左右Ar和7%左右呈匀、圆状态的未溶碳化物的显微组织。可利用淬火加热温度和时间来控制得到这种显微组织。
(3)零件淬火低温回火后要求表面残留有较大的压应力,这有助于疲劳抗力的提高。可采用在淬火加热时进行表面短时间渗碳或渗氮的处理工艺,使得表面残留有较大的压应力。
(4)制造轴承零件用钢,要求具有较高的纯净度,主要是减少O2、N2、P、氧化物和磷化物的含量。可采用电渣重熔,真空冶炼等技术措施使材料含氧量≤15PPM为宜。


  • 相关文章:

发表评论:

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

日历

最新评论及回复

最近发表

Copyright 2000-2011 http://www.chazc.com/blog/. Some Rights Reserved.