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轴承材料的基本要求有哪些?

2020-12-27

轴承最常见的材料就是轴承钢,轴承的内部组织、化学成分均匀性、所含非金属夹杂物、碳化物颗粒大小和分布状态、脱碳程度等要求十分严格,否则,这些缺陷会显著缩短轴承的使用寿命和材料的可应用性。对于轴承材料要求来说,小编告诉大家可以从哪方面进行分析。


1、轴承钢的纯净度轴承零件的疲劳剥落与钢中非金属夹杂物有关,特别是氧化物影响更大。这是由于滚动轴承转动时轴承零件接触面在脉冲负荷作用下,非金属夹杂物使钢的基体组织连续性的局部破坏,引起内应力集中,在非金属夹杂物周围出现塑性变形,并形成微裂纹。

另外,轴承钢中气体(氧、氮、氢)含量的多少也是衡量纯净度的一个重要指标。溶解在钢中的氧随温度降低析出并与铝、钙、硅、锰等元素形成氧化物夹杂,氮在钢中形成非常弥散的氮化铝夹杂和较粗大的氮化钛及碳氮化钛夹杂,当聚集的氢原子结合成氢分子后产生极大的压力,一旦超过钢的强度极限就会产生内裂,形成白点。降低气体含量是提高轴承钢纯净度的重要一环。

我国轴承钢主要生产企业,近年多已相继建成投产超高功率电弧炉,采用先进的偏心炉底出钢技术,进行二次精炼,使钢中氧含量降到10×10-6左右,个别最低氧含量降到(4~3)×10-6。二次精炼比也达到100%。因此,钢中夹杂物的数量得到了较好的控制。

2、轴承钢的均匀性

轴承钢的均匀性是指化学成分的均匀性及碳化物的均匀性。钢锭结构、锭重、浇铸温度、铸锭方法等影响钢中化学成分的分布状态。钢锭、钢坯在热加工前的加热工艺、钢材热加工终止温度及随后的冷却方式,球化退火工艺等影响碳化物的均匀性。根据轴承钢中碳化物不均匀性在显微组织上的形状.分布及其形成原因,可分为液析碳化物、带状碳化物及网状碳化物,液析碳化物的危害性相当于钢中的夹杂物,带状碳化物评级达到3~4级可使钢材疲劳寿命降低30%。网状碳化物升高l级,可使轴承寿命降低1/3,碳化物颗粒大小直接或间接影响轴承寿命。液析碳化物、带状碳化物、网状碳化物评级的级别是衡量碳化物均匀性的指标。

3、钢材的尺寸精度及表面质量

改善钢材尺寸精度不仅提高轴承材料利用率,也减少不必要的切削加工。部分钢厂采用短应力线等高刚度轧机,钢材断面尺寸偏差大幅度下降,直径30mm以下圆钢,直径偏差可达0.3mm左右。

轴承的寿命及可靠性与轴承的结构设计、所用材料、冷热加工工艺及装备、安装及使用条件等因素有关,其中,材料与热处理是影响轴承寿命及可行性的主要因素之一。由于材料和热处理工艺的影响,像材料强度低、纯度差、金属材料纤维组织取向不合理、硬度低、锻造比不合适、残余应力大等因素极易使轴承损坏。国外钢材质量对轴承寿命的影响在50~60年代约占50%,80年代缩小到1/3。我国目前受工艺及装备的影响,轴承钢材质量对轴承寿命的影响约占60%,故对于轴承生产企业来说,选择合格、优质的轴承材料也是提高轴承寿命的关键因素之一。

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