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軸承材料及其熱處理的發展方向
中國軸承網 發布時間:2010/02/23
一、改進冶煉技術提高鋼的潔凈度及均勻性
與工業發達國家相比，我國軸承鋼的氧含量雖然已接近國外先進水平，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等，造成軸承零件質量先天不足，嚴重影響了軸承的壽命、可靠性及一致性。
此外，滾動接觸面上大尺寸夾雜物的存在還嚴重降低表面精度，增加軸承的噪聲。為此，軸承行業應與冶金行業協商，促使冶金行業在進一步降低氧含量的基礎上，開展澆注凝固技術、軋制技術、夾雜物控制及檢測技術的研究，如改進連鑄時的電磁攪拌、加大連鑄坯的尺寸、加強高溫擴散退火等，以提高夾雜物和碳化物的尺寸及分布均勻性。
二、開發推廣新鋼種滿足不同軸承的要求
隨著主機的小型化、輕量化、高速化，軸承的使用環境越來越多樣化，對軸承的要求也越來越苛刻，目前我國的現有鋼種已不能滿足或不能充分滿足主機對軸承的要求，為此，應積極開展新材料的開發和推廣工作。如開發大尺寸軸承用的高淬透性鋼、重載及潔凈潤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)。
三、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、表面為壓應力，無論是裝配時內套開裂，還是使用過程中外套擋邊掉塊、內套碎裂的傾向性均大大減小，且可降低滾子的邊緣應力集中。因此，軸承經等溫淬火后比常規淬火后的平均壽命及可靠性顯著提高。該工藝廣泛應用于鐵路軸承、軋機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，工藝簡單，成本較低。近年來，我國開發了新鋼種GCr18Mo貝氏體淬火專用鋼，以推動貝氏體淬火在大尺寸軸承零件上的應用。鑒于該工藝的許多優點，建議在使用條件惡劣(大沖擊載荷、潤滑不良等)或要求高可靠性的軸承中大力推廣，并進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
洛陽軸承研究所曾于20世紀80年代開展了軸承鋼的馬氏體應力淬火研究，通過對高碳鉻軸承鋼零件進行特殊的碳氮共滲后淬火，提高表面殘余奧氏體的含量，改善表面應力狀態，大大提高了變速箱用碳氮共滲，在不降低表面硬度的基礎上提高表面殘余奧氏體含量，以提高軸承在污染潤滑條件下的疲勞壽命和可靠性。
四、表面改性技術
通過適當的表面處理改進表面性能，以滿足特殊條件下對軸承的性能要求。如利用氣相沉積技術在軸承滾道上涂覆金鋼石鍍層可達到減摩、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、計算機硬盤驅動軸承中推廣應用；利用熱涂技術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，提高電機軸承的壽命和可靠性；在軸承零件表面滲硫或沉積M0S2可達到減摩潤滑作用。
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