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常用滚动轴承钢的用途和性能

文章出处:福安市元诚轴承有限公司 人气:-发表时间:2014-05-26 14:31:00

常用的滚动轴承钢有高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、耐腐蚀轴承钢、高温轴承钢、防磁轴承钢、不锈轴承钢和中碳合金钢等。 

一.高碳铬轴承钢 

高碳铬轴承钢是含铬1.30~1.65%的高碳合金钢,其特点是:热处理后的显微组织比较均匀稳定、硬度高而均匀、耐磨性好、接触疲劳强度高、具有良好的尺寸稳定性和耐腐蚀性。经球化退火后,其切削加工性能良好,且价格也比较便宜。这种钢可以满足在一般工况条件下运转的轴承的使用要求。 

高碳铬轴承钢在全世界得到广泛采用,最常用的牌号是GCr 15和GCr15SiMn,在我国用量约占轴承钢总量的80%以上,这两种钢的性能基本相同,但GCr15SiMn钢的淬透性比GCr15钢好,因此对于较大尺寸的轴承零件,宜采用GCr15SiMn钢,高碳铬轴承钢广泛用于制造滚动轴承套圈和滚动体,其使用范围列于表6-1。 

GCr15轴承钢大量用来制造汽车、拖拉机、坦克、飞机等使用的发动机轴承、机床、电机等所使用的主轴轴承以及铁路车辆、矿山机械、通用机械用轴承。 

GCr15SiMn轴承钢主要用来制造壁厚大的轴承,如各种大型和特大型轴承,多用在重型机床及轧钢机上无较大冲击载荷的工作条件下。 

由于GCr15SiMn钢的裂纹敏感性较大,冲击韧性差,对于有冲击载荷的厚壁轴承还不能完全满足使用要求,铁道部首先提出客车轴承不允许使用GCr15SiMn钢,还有对于大壁厚的轧机和矿山轴承在承受冲击载荷大的条件下,GCr15SiMn钢也限制使用。现已开发出GCr18SiMo和GCr15SiMo等高淬透性钢,其性能比GCr15SiMn钢优越,可在铁路轴承、轧机轴承、矿山机械轴承上替代GCr15SiMn钢使用。        

二.渗碳轴承钢 

用于制造轴承零件的渗碳钢主要是低碳钢和优质低碳合金结构钢。用这类钢制造的轴承零件,经渗碳、淬火、回火等热处理工序后,表面具有很高的硬度(硬度≥HRC60)和一定的耐磨性以及较高的抗接触疲劳强度,而心部又具有良好的韧性,一定的强度和硬度。渗碳轴承钢特别适宜于制造在冲击载荷条件下工作的轴承和尺寸较大的轴承。总之,渗碳钢轴承的优点是: 

1)渗碳淬火后表面保留压应力状态,抗疲劳强度好。 

2)承受冲击载荷能力强,表面硬化层有微裂纹也不易向内部扩展。表面具有较高的硬度而心部硬度较低(一般为35HRC~40HRC),与高碳铬轴承钢相比,有较好的心部冲击韧度。 

3)渗碳的深度和浓度可以根据需要加以调节。 4)不受轴承零件尺寸和壁厚的限制。  

三.耐腐蚀轴承钢 

耐腐蚀轴承钢又称不锈钢,在腐蚀介质中工作不易氧化。常用的有奥氏体不锈钢(1Cr18Ni9Ti),马氏体不锈钢(9Cr18、9Cr18Mo、Cr15Mo4),沉淀硬化不锈钢(0Cr17Ni7AL)及镍基或钴基合金等。其中以9Cr18最为常用,9Cr18Mo次之。 

耐腐蚀轴承钢用于制造在化学工业、食品工业等腐蚀环境和低温下工作的轴承零件及某些要求低摩擦的仪器和仪表轴承等。 

9Cr18和9Cr18Mo ,这类马氏体不锈钢经热处理后可得到大部分马氏体组织,具有高硬度、高强度、很好的耐磨性和韧性,主要用于制造在海水、河水、酸、有机盐水以及蒸汽等腐蚀介质中工作的轴承,在-253~350℃下工作的轴承以及某些微型轴承。 

1Cr18Ni9Ti和0Cr17Ni7AL主要用于制造耐腐蚀保持架、钢球等。其中1Cr18Ni9Ti还可作防磁轴承套圈及滚动体,且经渗氮处理后适用于制造高温、高真空、低载荷及高速条件下工作的套圈和滚动体。 

四.高温轴承钢 

通常,在150℃以上温度工作的轴承称为高温轴承。普通铬轴承钢的使用温度超过150℃时,硬度将急剧下降,尺寸不稳定,并导致轴承无法正常工作。对于工作温度在150~250℃工作的轴承,若套圈和滚动体仍选用普通高碳铬轴承钢制造,则必须对钢的回火温度提出特殊的要求,一般应高于工作温度50℃下进行回火。经过按上述要求回火处理的轴承钢,能在250℃下正常工作,但因回火后硬度有所下降,对轴承寿命有所降低。 

当工作温度高于250℃时,必须采用耐高温的轴承钢制造,高温轴承钢除应具有一般轴承钢的性能外,还应具有一定的高温硬度和高温耐磨性以及高温接触疲劳强度,还要抗氧化、耐冲击和高温尺寸稳定性。 

耐高温轴承用钢,主要是选用高速钢和高铬马氏体不锈钢。对于结构复杂,又需承受强大冲击载荷的轴承,也可采用高温渗碳钢制造。 

当环境温度超过500℃时,选用钢已难以满足要求,而应选用钴基、镍基合金碳化钛等高温材料。 

高温轴承主要用于航空喷气发动、燃气轮机、核反应堆系统、X光管钨管,以及高速飞行器、火箭和宇宙飞船。 

五.防磁轴承材料 

当轴承在强磁场中工作时,为使轴承不被磁化,使轴承摩擦力矩稳定,从而确保其精度,轴承必须用防磁材料制造。例如,在采矿工业中,利用飞机进行大面积控矿,要求控矿仪表零件不受磁性干扰,此仪表轴承应为防磁轴承。目前常用的防磁轴承材料主要有QBe2、Cr18Ni9Ti等,其中最常用的是铍青铜QBe2。

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