軸承鋼的用途及熱處理技術(shù)
目前,我國(guó)軸承行業(yè)已具有相當(dāng)規(guī)模。2010年中國(guó)軸承行業(yè)取得了應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)的重大成果,全行業(yè)銷售收入預(yù)計(jì)可以達(dá)到1200億元,比2009年增長(zhǎng)30%。但我國(guó)軸承業(yè)還存在較大差距,主要表現(xiàn)為高精度、高技術(shù)含量和高附加值產(chǎn)品比例偏低、產(chǎn)品穩(wěn)定性差、可靠性低、壽命短等,高精度、高技術(shù)含量和高附加值軸承比例偏低。
軸承的接觸疲憊壽命對(duì)鋼組織的均勻性非常敏感。進(jìn)步潔凈度(減少鋼中的雜質(zhì)元素和夾雜物含量),促使鋼中的非金屬夾雜物和碳化物細(xì)小均勻分布,可以進(jìn)步軸承鋼的接觸疲憊壽命。軸承鋼使用狀態(tài)下的組織應(yīng)是回火馬氏體基體上均勻分布著細(xì)小的碳化物顆粒,這樣的組織可以賦予軸承鋼所需要的性能。高碳軸承鋼中的主要合金元素有碳、鉻、硅、錳、釩等。
如何獲得球化組織是軸承鋼生產(chǎn)中的重要題目,控軋控冷是先進(jìn)軸承鋼的重要生產(chǎn)工藝。通過控軋或軋后快冷消除了網(wǎng)狀碳化物,獲得合適的預(yù)備組織,可以縮短軸承鋼球化退火時(shí)間,細(xì)化碳化物,進(jìn)步疲憊壽命。近年來,俄羅斯和日本采用低溫控軋(800℃~850℃以下),軋后采用空冷加短時(shí)間退火,或完全取消球化退火工藝,就可得到合格的軸承鋼組織。軸承鋼的650℃溫加工也是新型技術(shù)。共析鋼或高碳鋼熱加工前若具有細(xì)晶粒組織或在加工過程能形成細(xì)晶粒,則在(0.4~0.6)熔化溫度范圍內(nèi),在一定應(yīng)變速率下,呈現(xiàn)出超塑性。美國(guó)海軍研究院(NSP)對(duì)52100鋼進(jìn)行了650℃溫加工試驗(yàn)表明,在650℃下真應(yīng)變2.5不發(fā)生斷裂。因此,有可能以650℃溫加工來代替高溫加工并與球化退火工藝結(jié)合起來,這對(duì)簡(jiǎn)化設(shè)備和工序、節(jié)約能源、進(jìn)步質(zhì)量有重要意義。
在熱處理方面,在進(jìn)步球化退火質(zhì)量,獲得細(xì)小、均勻、球形的碳化物以及縮短退火時(shí)間或取消球化退火工序的研究方面有了進(jìn)展,即盤條生產(chǎn)采用兩次組織退火,將拉拔后的720℃~730℃再結(jié)晶退火改為760℃的組織退火。
軸承鋼主要用于制造轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)體和套圈。由于軸承應(yīng)具備長(zhǎng)壽命、高精度、低發(fā)熱量、高速性、高剛性、低噪音、高耐磨性等特性,因此要求軸承鋼應(yīng)具備:高硬度、均勻硬度、高彈性極限、高接觸疲憊強(qiáng)度、必須的韌性、一定的淬透性、在大氣的潤(rùn)滑劑中的耐腐蝕性能。為了達(dá)到上述性能要求,對(duì)軸承鋼的化學(xué)成分均勻性、非金屬夾雜物含量和類型、碳化物粒度和分布、脫碳等要求嚴(yán)格。軸承鋼總體上向高質(zhì)量、高性能和多品種方向發(fā)展。軸承用鋼按特性及應(yīng)用環(huán)境劃分為:高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、高溫軸承鋼、不銹軸承鋼及專用的特種軸承材料。