什么是軸承鋼？軸承鋼特點(diǎn)及要求
什么是軸承鋼？軸承鋼特點(diǎn)及要求
- 2020/3/31 7:46:54
很多人軸承是有所了解，但是對(duì)于軸承鋼來(lái)說(shuō)好像知道的并不多，所謂的軸承鋼指的就是用來(lái)制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。也是一種特種鋼材質(zhì)。
什么是軸承鋼？軸承鋼特點(diǎn)是什么？
是用來(lái)制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承鋼又稱(chēng)高碳鉻鋼，含碳量ωc為1%左右，含鉻量ωcr為0.5%-1.65%。軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼、無(wú)鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼六大類(lèi)。
軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對(duì)軸承鋼的化學(xué)成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴(yán)格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴(yán)格的鋼種之一。
軸承鋼是用于制造滾動(dòng)軸承的滾珠，滾柱和套筒等的鋼種，也可用于制作精密量具，冷沖模，機(jī)床絲杠、如沖模、量具、絲錐及柴油機(jī)油泵的精密偶件。軸承鋼是用來(lái)制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。
軸承鋼熱處理工藝
軸承鋼熱處理工藝預(yù)先熱處理和最終熱處理兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。GCr15鋼是軸承鋼應(yīng)用最廣泛的一種，合金含量較少且性能良好的高碳鉻軸承鋼。GCr15軸承鋼經(jīng)過(guò)熱處理后具有高而均勻的硬度、良好的耐磨性、高的接觸疲勞性能。
退火
（1）完全退火和等溫退火：完全退火又稱(chēng)重結(jié)晶退火,一般簡(jiǎn)稱(chēng)為退火，這種退火主要用于亞共析成分的各種碳鋼和合金鋼的鑄，鍛件及熱軋型材，有時(shí)也用于焊接結(jié)構(gòu)。一般常作為一些不重要工件的最終熱處理，或作為某些工件的預(yù)先熱處理。
（2）球化退火：球化退火主要用于過(guò)共析的碳鋼及合金工具鋼(如制造刃具，量具，模具所用的鋼種)。其主要目的在于降低硬度，改善切削加工性，并為以后淬火作好準(zhǔn)備。
（3）去應(yīng)力退火：去應(yīng)力退火又稱(chēng)低溫退火(或高溫回火)，這種退火主要用來(lái)消除鑄件，鍛件，焊接件，熱軋件，冷拉件等的殘余應(yīng)力。如果這些應(yīng)力不予消除，將會(huì)引起鋼件在一定時(shí)間以后，或在隨后的切削加工過(guò)程中產(chǎn)生變形或裂紋。
淬火
為了提高硬度采取的方法，主要形式是通過(guò)加熱、保溫、速冷。最常用的冷卻介質(zhì)是鹽水，水和油。鹽水淬火的工件，容易得到高的硬度和光潔的表面，不容易產(chǎn)生淬不硬的軟點(diǎn)，但卻易使工件變形嚴(yán)重，甚至發(fā)生開(kāi)裂。而用油作淬火介質(zhì)只適用于過(guò)冷奧氏體的穩(wěn)定性比較大的一些合金鋼或小尺寸的碳鋼工件的淬火。
回火
（1）降低脆性，消除或減少內(nèi)應(yīng)力，鋼件淬火后存在很大內(nèi)應(yīng)力和脆性，如不及時(shí)回火往往會(huì)使鋼件發(fā)生變形甚至開(kāi)裂。
（2）獲得工件所要求的機(jī)械性能，工件經(jīng)淬火后硬度高而脆性大，為了滿(mǎn)足各種工件的不同性能的要求，可以通過(guò)適當(dāng)回火的配合來(lái)調(diào)整硬度，減小脆性，得到所需要的韌性，塑性。
（3）穩(wěn)定工件尺寸
（4）對(duì)于退火難以軟化的某些合金鋼，在淬火(或正火)后常采用高溫回火，使鋼中碳化物適當(dāng)聚集，將硬度降低，以利切削加工。
軸承鋼對(duì)質(zhì)量的基本要求
①?lài)?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(guò)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(guò)1.65%時(shí)，淬火后會(huì)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(guò)熱處理工序獲得滿(mǎn)足軸承性能的組織和硬度。
②較高的尺寸精度要求，對(duì)于使用在高速鐓鍛機(jī)上鍛造的熱軋退火棒料，應(yīng)該對(duì)其尺寸精度有更高的要求。
滾動(dòng)軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高，這是因?yàn)榇蟛糠州S承零件都要經(jīng)過(guò)壓力成型。為了節(jié)省材料和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，絕大部分軸承套圈都是經(jīng)過(guò)鍛造成型，鋼球是經(jīng)過(guò)冷鐓或熱軋成型，小尺寸的滾子也是經(jīng)過(guò)冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高，就無(wú)法精確地計(jì)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。
③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?shī)A雜物危害最大，由于在加工過(guò)程中容易從金屬基體上剝落下來(lái)，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。
④?chē)?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、中心疏松和偏析，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?shī)A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(shí)容易變形與開(kāi)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(duì)滾動(dòng)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(duì)低、高倍組織有著嚴(yán)格的要求。
⑤特別嚴(yán)格的表面缺陷和內(nèi)部缺陷要求。
對(duì)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(duì)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。
⑥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(guò)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(duì)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(shí)產(chǎn)生裂紋，碳化物不均勻性還會(huì)導(dǎo)致軸承的壽命降低因此，在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)不同規(guī)格的鋼材均有明確的特別要求。
⑦嚴(yán)格的表面脫碳層深度要求。
在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)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(guò)程中又沒(méi)有將其全部清除掉，則在熱處理淬火過(guò)程中就容易產(chǎn)生淬火裂紋，造成零件的報(bào)廢。
⑧其他要求。
在軸承鋼材料標(biāo)準(zhǔn)中還對(duì)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(yàn)、交貨狀態(tài)、標(biāo)識(shí)等有嚴(yán)格的要求。