與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)軸承鋼的氧含量雖然已接近國(guó)外先進(jìn)水平,但夾雜物和碳化物尺寸及分布的均勻性、成分均勻性與國(guó)外相比還有很大的差距,如大尺寸的夾雜物和碳化物較多、基本成分不均勻形成黑白區(qū)等,造成軸承零件質(zhì)量先天不足,嚴(yán)重影響了軸承的壽命、可靠性及一致性。此外,滾動(dòng)接觸面上大尺寸夾雜物的存在還嚴(yán)重降低表面精度,增加軸承的噪聲。為此,軸承行業(yè)應(yīng)與冶金行業(yè)協(xié)商,促使冶金行業(yè)在進(jìn)一步降低氧含量的基礎(chǔ)上,開(kāi)展?jié)沧⒛碳夹g(shù)、軋制技術(shù)、夾雜物控制及檢測(cè)技術(shù)的研究,如改進(jìn)連鑄時(shí)的電磁攪拌、加大連鑄坯的尺寸、加強(qiáng)高溫?cái)U(kuò)散退火等,以提高夾雜物和碳化物的尺寸及分布均勻性。
隨著主機(jī)的小型化、輕量化、高速化,軸承的使用環(huán)境越來(lái)越多樣化,對(duì)軸承的要求也越來(lái)越苛刻,目前我國(guó)的現(xiàn)有鋼種已不能滿足或不能充分滿足主機(jī)對(duì)軸承的要求,為此,應(yīng)積極開(kāi)展新材料的開(kāi)發(fā)和推廣工作。如開(kāi)發(fā)大尺寸軸承用的高淬透性鋼、重載及潔凈潤(rùn)滑條件或小型輕量化條件下使用的軸承用鋼、在污染條件下使用的軸承用高碳鋼和滲碳鋼、準(zhǔn)高溫(工作溫度200℃以下)條件下用軸承鋼以及特殊條件使用的軸承用鋼(不銹鋼、高溫鋼)。
熱處理新工藝的研究及推廣
1.貝氏體淬火
貝氏體等溫淬火處理的軸承由于沖擊韌性好、表面為壓應(yīng)力,無(wú)論是裝配時(shí)內(nèi)套開(kāi)裂,還是使用過(guò)程中外套擋邊掉塊、內(nèi)套碎裂的傾向性均大大減小,且可降低滾子的邊緣應(yīng)力集中。因此,軸承經(jīng)等溫淬火后比常規(guī)淬火后的平均壽命及可靠性顯著提高。該工藝廣泛應(yīng)用于鐵路軸承、軋機(jī)軸承以及在特殊工況下使用的軸承。該工藝與其他延壽措施相比,工藝簡(jiǎn)單,成本較低。近年來(lái),我國(guó)開(kāi)發(fā)了新鋼種GCr18Mo貝氏體淬火專用鋼,以推動(dòng)貝氏體淬火在大尺寸軸承零件上的應(yīng)用。鑒于該工藝的許多優(yōu)點(diǎn),建議在使用條件惡劣(大沖擊載荷、潤(rùn)滑不良等)或要求高可靠性的軸承中大力推廣,并進(jìn)一步深入研究貝氏體處理后的耐磨性和疲勞壽命。
2.表面碳氮共滲
通過(guò)對(duì)高碳鉻軸承鋼零件進(jìn)行特殊的碳氮共滲后淬火,提高表面殘余奧氏體的含量,改善表面應(yīng)力狀態(tài),大大提高了變速箱用碳氮共滲,在不降低表面硬度的基礎(chǔ)上提高表面殘余奧氏體含量,以提高軸承在污染潤(rùn)滑條件下的疲勞壽命和可靠性。
表面改性技術(shù)
通過(guò)適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砀倪M(jìn)表面性能,以滿足特殊條件下對(duì)軸承的性能要求。如利用氣相沉積技術(shù)在軸承滾道上涂覆金鋼石鍍層可達(dá)到減摩、耐磨的效果,大大提高軸承的磨損壽命和精度保持性能,可在家用電器軸承、計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)軸承中推廣應(yīng)用;利用熱涂技術(shù)在軸承外圈外柱面上涂覆氧化鋁陶瓷材料,可提高軸承的電絕緣性能,防止電擊傷,提高電機(jī)軸承的壽命和可靠性;在軸承零件表面滲硫或沉積MoS2可達(dá)到減摩潤(rùn)滑作用。
熱處理設(shè)備及相關(guān)技術(shù)
1.氣氛及控制