軸承鋼的用途及熱處理技術(shù)
目前,我國軸承行業(yè)已具有相當規(guī)模。2010年中國軸承行業(yè)取得了應(yīng)對國際金融危機的重大成果,全行業(yè)銷售收入預(yù)計可以達到1200億元,比2009年增長30%。但我國軸承業(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鋼組織的均勻性非常敏感。進步潔凈度(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小均勻分布,可以進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間,細化碳化物,進步疲憊壽命。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晶粒組織或在加工過程能形成細晶粒,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。美國海軍研究院(NSP)對52100鋼進行了650℃溫加工試驗表明,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,這對簡化設(shè)備和工序、節(jié)約能源、進步質(zhì)量有重要意義。
在熱處理方面,在進步球化退火質(zhì)量,獲得細小、均勻、球形的碳化物以及縮短退火時間或取消球化退火工序的研究方面有了進展,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)動軸承的轉(zhuǎn)動體和套圈。由于軸承應(yīng)具備長壽命、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、高接觸疲憊強度、必須的韌性、一定的淬透性、在大氣的潤滑劑中的耐腐蝕性能。為了達到上述性能要求,對軸承鋼的化學(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。