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2022-11

什么是轴承钢?轴承钢是什么材质的钢材

  轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力,所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格,是所有钢铁生产中要求***严格的钢种之一。1976年国际标准化组织ISO将一些通用的轴承钢号纳入国际标准,将轴承钢分为:全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等四类共17个钢号。有的国家增加一个类别为特殊用途的轴承钢或合金。我国已纳入标准的轴承钢分类方法与ISO相似,分别对应为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈耐蚀轴承钢、高温轴承钢四大类。近五十年来我国还在轴承钢钢种及其轴承用材料方面,如无铬轴承钢、中碳轴承钢、特殊用途轴承钢及合金、金属陶瓷等取得了很大的进展。高碳铬轴承钢GCr15是世界上生产量***大的轴承钢,含碳Wc为1%左右,含铬量Wcr为1.5%左右,从1901年诞生至今100多年来,主要成分基本没有改变,随着科学技术的进步,研究工作任在继续,产品质量不断提高,占世界轴承钢生产总量的80%以上。  以至于现在我们所说的轴承钢如果没有特殊的说明,那就是指GCr15。轴承钢主要用于制造滚动轴承的滚动体和套圈。由于轴承应具备长寿命、高精度、低发热量、高速性、高刚性、低噪音、高耐磨性等特性,因此要求轴承钢应具备:高硬度、均匀硬度、高弹性极限、高接触疲劳强度、必须的韧性、一定的淬透性、在大气的润滑剂中的耐腐蚀性能。为了达到上述性能要求,对轴承钢的化学成分均匀性、非金属夹杂物含量和类型、碳化物粒度和分布、脱碳等要求严格。轴承钢总体上向高质量、高性能和多品种方向发展。轴承用钢按特性及应用环境划分为:高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高温轴承钢、不锈轴承钢及专用的特种轴承材料。为适应高温、高速、高负荷、耐蚀、抗辐射的要求,需要研制一系列具有特殊性能的新型轴承钢。为了降低轴承钢的氧含量,发展了真空冶炼、电渣重熔、电子束重熔等轴承钢的冶炼技术。而大批量轴承钢的冶炼由电弧炉熔炼,发展成各种类型初炼炉加炉外精炼。目前,采用容量大于60吨初炼炉+LF/VD或RH+连铸+连轧工艺生产轴承钢,以达到高质量、***率、低能耗之目的。在热处理工艺方面,由车底式炉、罩式炉发展成连续可控气氛退火炉热处理。目前,连续热处理炉型***长为150m,加工生产轴承钢的球化组织稳定和均匀,脱碳层小,消耗能量低。20世纪70年代以来,随着经济发展和工业技术进步,轴承的应用范围扩大;而国际贸易的发展,又推动了轴承钢标准国际化和新技术、新工艺及新装备的开发和应用,效率高、质量高、成本低的配套技术和工艺装备应运而生。日本和德国等均建成了高洁净度、高质量的轴承钢生产线,使钢的产量迅速增加,钢的质量和疲劳寿命大幅度提高。日本和瑞典生产的轴承钢的氧含量降到10ppm以下。80年代末期,日本山阳特钢公司的先进水平为5.4ppm,达到了真空重熔轴承钢的水平。轴承的接触疲劳寿命对钢组织的均匀性非常敏感。提高洁净度(减少钢中的杂质元素和夹杂物含量),促使钢中的非金属夹杂物和碳化物细小均匀分布,可以提高轴承钢的接触疲劳寿命。轴承钢使用状态下的组织应是回火马氏体基体上均匀分布着细小的碳化物颗粒,这样的组织可以赋予轴承钢所需要的性能。  高碳轴承钢中的主要合金元素有碳、铬、硅、锰、钒等。如何获得球化组织是轴承钢生产中的重要问题,控轧控冷是先进轴承钢的重要生产工艺。通过控轧或轧后快冷消除了网状碳化物,获得合适的预备组织,可以缩短轴承钢球化退火时间,细化碳化物,提高疲劳寿命。近年来,俄罗斯和日本采用低温控轧(800℃~850℃以下),轧后采用空冷加短时间退火,或完全取消球化退火工艺,就可得到合格的轴承钢组织。轴承钢的650℃温加工也是新型技术。共析钢或高碳钢热加工前若具有细晶粒组织或在加工过程能形成细晶粒,则在(0.4~0.6)熔化温度范围内,在一定应变速率下,呈现出超塑性。美国海军研究院(NSP)对5 2100钢进行了650℃温加工试验表明,在650℃下真应变2.5不发生断裂。因此,有可能以650℃温加工来代替高温加工并与球化退火工艺结合起来,这对简化设备和工序、节约能源、提高质量有重要意义。在热处理方面,在提高球化退火质量,获得细小、均匀、球形的碳化物以及缩短退火时间或取消球化退火工序的研究方面有了进展,即盘条生产采用两次组织退火,将拉拔后的720℃~730℃再结晶退火改为760℃的组织退火。这样可以得到硬度低、球化好、无网状碳化物的组织,关键要保证中间拉拔减面率≥14%。该工艺使热处理炉的效率提高25%~30%。连续式球化退火热处理技术是轴承钢热处理的发展方向。  各国都在研究和开发新型轴承钢,扩大应用和代替传统的轴承钢。如快速渗碳轴承钢,通过改变化学成分来提高渗碳速度,其中碳含量由传统的0.08%~0.20%提高到0.45%左右,渗碳时间由7小时缩短到30分钟。开发了高频淬火轴承钢,用普通中碳钢或中碳锰、铬钢,通过高频加热淬火来代替普通轴承钢,既简化了生产工序又降低了成本,并提高了使用寿命。日本研制的GCr465、SCM465疲劳寿命比SUJ?2高2~4倍。由于在高温、腐蚀、润滑条件恶劣的环境下使用轴承愈来愈多,过去使用的M50(CrMo4V)、440C(9Cr18Mo)等轴承钢已不能满足使用要求,急需研制加工性能好、成本低、疲劳寿命长、能适合不同目的和用途的轴承用钢,如高温渗碳钢M50NiL、易加工不锈轴承钢50X18M以及陶瓷轴承材料等。针对GCr15SiMn钢淬透性低的弱点,我国开发了高淬透性和淬硬性轴承钢GCr15SiMo,其淬硬性HRC≥60,淬透性J60≥25mm。GCr15SiMo的接触疲劳寿命L10和L50分别比GCr15Si Mn提高73%和68%,在相同使用条件下,用G015SiMo钢制造的轴承的使用寿命是GCr15SiMo钢的两倍。近年来,我国还开发了能节约能源、节约资源和抗冲击的GCr4轴承钢。与GCr15相比,GCr4的冲击值提高了66%~104%,断裂韧性提高了67%,接触疲劳寿命L10提高了12%。GCr4钢轴承采用高温加热?表面淬火热处理工艺。与全淬透的GCr15钢轴承相比,GCr4钢轴承的寿命明显提高,可用于重载高速列车轴承。今后轴承钢主要向高洁净度和性能多样化两个方向发展。提高轴承钢的洁净度,特别是降低钢中的氧含量,可以明显延长轴承的寿命。氧含量由28ppm降低到5ppm,疲劳寿命可以延长1个数量级。为了延长轴承钢的寿命,人们多年来一直致力于开发应用精炼技术来降低钢中的氧含量。通过不懈的努力,轴承钢中的***低氧含量已从20世纪60年代的28ppm降低到90年代的5ppm。目前,我国可以将轴承钢中的***低氧含量控制在10ppm左右。轴承使用环境的变化要求轴承钢必须具备性能的多样化。如设备转速的提高,需要准高温用(200℃以下)轴承钢(通常采用在SUJ2钢的基础上提高Si含量、添加V和Nb的方法来达到抗软化和稳定尺寸的目的);腐蚀应用场合,需要开发不锈轴承钢;为了简化工艺,应该开发高频淬火轴承钢和短时渗碳轴承钢;为了满足航空航天的需要,应开发高温轴承钢。轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力,所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格,是所有钢铁生产中要求***严格的钢种之一。1976年国际标准化组织ISO将一些通用的轴承钢号纳入国际标准,将轴承钢分为:全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等四类共17个钢号。有的国家增加一个类别为特殊用途的轴承钢或合金。我国已纳入标准的轴承钢分类方法与ISO相似,分别对应为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈耐蚀轴承钢、高温轴承钢四大类。近五十年来我国还在轴承钢钢种及其轴承用材料方面,如无铬轴承钢、中碳轴承钢、特殊用途轴承钢及合金、金属陶瓷等取得了很大的进展。高碳铬轴承钢GCr15是世界上生产量***大的轴承钢,含碳Wc为1%左右,含铬量Wcr为1.5%左右,从1901年诞生至今100多年来,主要成分基本没有改变,随着科学技术的进步,研究工作任在继续,产品质量不断提高,占世界轴承钢生产总量的80%以上。以至于我们所说的轴承钢如果没有特殊的说明,那就是指GCr15。

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2022-11

我国轴承发展目前现状以及未来发展规划

  我国轴承工业飞速发展,轴承品种由少到多,产品质量和技术水平从低到高,行业规模从小到大,已经形成了产品门类基本齐全、生产布局较为合理的***生产体系。  对近五年来的数据进行分析发现,2009-2013年中国轴承制造行业销售收入也呈逐年增加的态势。2013年,实现销售收入2490.12亿元,同比增长11.80%。  当前我国轴承行业主要面临三大突出问题:分别是行业生产集中度低、研发和创新能力低、制造技术水平低。  一,行业生产集中度低。在全世界轴承约300亿美元的销售额中,世界8大跨国公司占75%~80%。德国两大公司占其全国总量的90%,日本5家占其全国总量的90%,美国1家占其全国总量的56%。而我国瓦轴等10家***大的轴承企业,销售额仅占全行业的24.7%,前30家的生产集中度也仅为37.4%。  二,研发和创新能力低。全行业基础理论研究弱,参与国际标准制订力度弱,少原创技术,少***产品。  当前我们的设计和制造技术基本上是模仿,产品开发能力低,表现在:虽然对国内主机的配套率达到80%,但高速铁路客车、中***轿车、计算机、空调器、高水平轧机等重要主机的配套和维修轴承,基本上靠进口。  三,制造技术水平低。我国轴承工业制造工艺和工艺装备技术发展缓慢,车加工数控率低,磨加工自动化水平低,全国仅有200多条自动生产线。对轴承寿命和可靠性至关重要的先进热处理工艺和装备,如控制气氛保护加热、双细化、贝氏体淬火等覆盖率低,许多技术难题攻关未能取得突破。轴承钢新钢种的研发,钢材质量的提高,润滑、冷却、清洗和磨料磨具等相关技术的研发,尚不能适应轴承产品水平和质量提高的要求。因而造成工序能力指数低,一致性差,产品加工尺寸离散度大,产品内在质量不稳定而影响轴承的精度、性能、寿命和可靠性。  在十二五规划的指导下,我国高端轴承行业制定了行业发展规划。制订了以项目和出口两驾马车拉动国内模具业的发展的方针。在轨道交通、医疗器械、新能源、航空航天、汽车轻量化,轨道交通等各个领域发展的带动下,我国轴承行业水平明显得到提高。轴承行业在传统市场稳部前进同时积极开拓新兴市场,甚至是过去被忽略的边缘市场也得到了开发,这些因素使得模具市场开拓成效显著。  按照目前国内的形势,想要发展高端轴承必然存在诸多困难,只有不断克服现有的困难,高端轴承行业才可以实现巨大的飞跃。国产高端轴承行业肩负着我国高端装备国产化的重要使命的挑战,以及考虑到轴研科技***的研发、铸造及创新能力,相信未来,定能支撑起我国重大装备国产化的重任。

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2021-09

影响轴承寿命的几种表现

  影响直线轴承寿命的几种表现如下:  1、气蚀  轴承的气蚀是固体表面与液体接触并作相对运动时所产生的表面损伤形式。当润滑油在油膜低压区时,油中会形成气泡,气泡运动到高压区后,在压力作用下气泡溃灭,在溃灭的瞬间产生极大的冲击力和高的温度,固体表面在这冲击力的反复作用下,材料发生疲劳脱落,使摩擦表面出现小凹坑,进而发展成海绵状伤痕。重载、高速,且载荷和速度变化较大的滑动轴承中,常发生气蚀;  2、流体侵蚀  直线轴承的流体侵蚀是指流体激烈地冲击固体表面会造成流体侵蚀,使固体表面上出现点状伤痕,这种损伤的表面较光滑;  3、电侵蚀  轴承的电侵蚀是指由于电机或电器漏电,在直线轴承摩擦表面间产生电火花,在摩擦表面上造成点状伤痕,其特征是损伤往复出现在较硬的轴颈表面上。  要想预测轴承的疲劳寿命,判断剩余寿命,就需了解所有的轴承疲劳破坏现象,为此将花费很长时间。然而,由于滚动疲劳是在接触点的压应力下发生的疲劳,要达到破损将发生极大的材料变化。因此,除了表面出现早期裂纹、滚道遭受化学影响、裂纹的扩展先于材料变化的情况外,检测材料变化就可能判断直线轴承的疲劳度。  直线轴承疲劳失效是一个失败的表面形式,主要表现为疲劳裂纹的萌生,扩展和断裂过程,在交替下所产生的负载故障的长期影响的金属。  裂缝在两个方面:  一:从表面上看,这是,直线轴承在滚动接触过程中,由于在工作表面的塑性变形和应变硬化表面的接触应力周期性变化所造成的外部载荷的作用,并终于在小裂纹从发展的内表面,在两者之间的表面裂缝的形成,由于工作表面的揳入润滑剂,开放的力量,严厉打击在墙上,迫使裂纹向前推进;  二:从面层,反复的压力下,表面的接触,起初在暴露表面的地方一定深度产生裂纹的裂缝,并沿表面方向的角度,到一定的深度,从在接触面的表面后,和超越表面,并终形成蚀剥离,留下一个马坑。

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2021-08

轴承防锈的几种方法

  1)表面清洁:清洗必须依被防锈物表面的性质和当时的条件,选定适当的方法。一般常用的有溶剂清洗法、化学处理清洁法和机械清洁法。  2)表面干燥清洗干净后可用过滤的干燥压缩空气吹干,或者用120~170℃的干燥器进行干燥,也可用干净纱布擦干。  涂敷防锈油的方法  1)浸泡法:一些小型物品采用浸泡在防锈油脂中,让其表面粘附上一层防锈油脂的方法。油膜厚度可通过控制防锈油脂的温度或粘度来达到。  2)刷涂法用于不适用浸泡或喷涂的室外建筑设备或特殊形状的制品,刷涂时既要注意不产生堆积,也要注意防止漏涂。  3)喷雾法一些大型防锈物不能采用浸泡法涂油,一般用大约0.7Mpa压力的过滤压缩空气在空气清洁地方进行喷涂。喷雾法适用溶剂稀释型防锈油或薄层防锈油,但必须采用完善的防火和劳动保护措施。  影响金属腐蚀的主要因素有哪些?  金属腐蚀是由各种内在的和外在的因素所引起的,归纳起来主要有:  ①金属材料本身化学成分和结构;  ②金属表面光洁度(氧浓度差电池腐蚀);  ③与金属表面接触的溶液成分及pH值;  ④环境温度和湿度;  ⑤与金属表面相接触的各种环境介质。  金属腐蚀是由各种内在的和外在的因素所引起的,归纳起来主要有:  ①金属材料本身化学成分和结构;  ②金属表面光洁度(氧浓度差电池腐蚀);  ③与金属表面接触的溶液成分及pH值;  ④环境温度和湿度;  ⑤与金属表面相接触的各种环境介质。  为什么手汗会引起金属锈蚀?  人的汗液是一种无色透明或淡黄色带有咸味呈弱酸性的液体,它的pH值为5~6。除含有钠、钾、钙、镁盐外,还含有少量尿素、乳酸、柠檬酸等有机酸。当汗液与金属接触时,会在金属表面形成一层汗液膜,汗液膜会对金属引起电化学作用,腐蚀金属。人出汗是不可避免的,要防止手汗引起锈蚀,生产人员应带上手套、指套,或用专用工具拿取零件,不要随便用手接触产品。

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