滚动轴承用钢的基本性能要求

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軸承知識

滾動軸承用鋼的基本性能要求

文字:[大][中][小] 2014-12-18    瀏覽次數:1519    

滾動軸承零件在實際使用過程中,往往要在拉伸、壓縮、彎曲、剪切、交變等復雜應力狀態和高應力值條件下, 高速長時間工作。 選擇制造滾動軸承的材料是否合適,對其使用性能和壽命將有很大影響。 而選擇材料的基本方法是根據軸承的破壞 (失效)形式來決定的。一般情況下,滾動軸承的主要破壞形式是在交變應力作用下的疲勞剝

落,以及由于摩擦磨損而使軸承的精度喪失,此外,還有裂紋、壓坑、銹蝕等原因造成軸承的非正常破壞。因此,總體而言,滾動軸承應具有高的抗塑性變形能力,少的摩擦磨損,良好的旋轉精度,高的尺寸精度,良好的尺寸穩定性,以及長的接觸疲勞壽命。而且其中很多性能是由材料和熱處理工藝所共同決定的。因而要求制造滾動軸承的材料經過后工序的一定熱處理后具備以下的性能。

1高的接觸疲勞性能

滾動軸承運轉時,滾動體在軸承內、外圈的滾道間滾動時,其接觸部分承受周期性交變負荷,多者每分鐘達數萬次或數十萬次。在周期性交變應力的反復作用下,接觸表面出現疲勞剝落。開始出現剝落后引起軸承的振動、噪音增大,工作溫度不斷上升,致使軸承最終疲勞破壞而不能使用。接觸疲勞破壞是滾動軸承破壞的主要形式。

因此,要求滾動軸承用鋼應具有較高的接觸疲勞強度。

2高的耐磨性

滾動軸承正常工作時,除了發生滾動摩擦外,還伴有滑動摩擦。其發生滑動摩擦的主要部位有:滾動體和滾道之間的接觸面,滾動體和保持架兜孔之間的接觸面,保持架和套圈引導擋邊的接觸面,滾子的端面和套圈擋邊的接觸面。滾動軸承中滑動摩擦的存在不可避免地使軸承零件產生磨損。如果軸承鋼的耐磨性差,滾動軸承便會因為磨損而過早地喪失軸承的精度或因為軸承旋轉精度的下降而使軸承的振動增加,壽命下降。因此,要求軸承鋼具有高的耐磨性。

3高的彈性極限

滾動軸承工作時,由于滾動體于內外套圈之間接觸面積小,軸承在承受負荷時、尤其是承受較大負荷情況下,接觸表面的接觸應力很大,為了防止在高的接觸應力下發生塑性變形,以致于破壞軸承精度和產生表面裂紋,所以軸承用鋼應具有高的彈性極限。

4合適的硬度

硬度對接觸疲勞壽命、耐磨性、彈性極限有著非常密切的關系,因此滾動軸承的硬度也直接影響著滾動軸承的壽命,所以硬度是滾動軸承的重要指標之一。滾動軸承的硬度通常要根據軸承承受負荷的方式和大小、軸承尺寸和壁厚的總體情況來決定,硬度過高或過低都將影響軸承的壽命。眾所周知,滾動軸承的主要失效形式有接觸疲

勞破壞;耐磨性差或尺寸不穩定而導致軸承精度喪失;軸承零件缺乏一定的韌性,在承受較大沖擊負荷而發生脆斷導致軸承的破壞。一定要根據軸承的具體情況和失效的方式來確定軸承的硬度。對于由于疲勞剝落破壞或由于軸承零件耐磨性差導致軸承精度喪失的情況,軸承零件應選擇較高的硬度;對于承受較大沖擊負荷的軸承(例如軋

機軸承、部分汽車軸承等) ,適當降低硬度以提高軸承的韌性是十分必要的。

5一定的韌性

很多軸承在使用過程中都承受一定的沖擊負荷,因此要求軸承鋼具有一定的韌性, 以保證軸承不因承受沖擊負荷而破壞。對于承受較大沖擊負荷的軸承如軋機軸承、鐵路軸承等要求材料具有相對較高的沖擊韌性和斷裂韌性, 這些軸承有的用貝氏體淬火,有的用滲碳鋼,就是保證這些軸承具有較好的耐沖擊性能。

6良好的尺寸穩定性

滾動軸承是精密的機械零件,其精度是以微米為計算單位的。在軸承長期的保管和使用過程中, 不能因軸承零件內在組織或應力變化而引起軸承尺寸的改變導致軸承的精度喪失。因此,要求軸承用鋼具有較好的尺寸穩定性。

7一定的防銹性能

因滾動軸承的生產工序繁多,生產周期較長,有的半成品或成品零件在裝配前需要較長時間的存放,因此,軸承零件在生產過程中或在成品保存中都極易發生一定的銹蝕,尤其是在潮濕的空氣中。因此,滾動軸承用鋼要求具有一定的防銹性能。

8良好的工藝性能

滾動軸承在生產過程中,零件需要經過多道冷、熱加工工序,這就要求軸承用鋼應具有良好的加工性能,如冷、熱成型性能,切削加工性能,磨削加工性能,熱處理性能等,以適應滾滾動軸承大批量、高效率、低成本和高質量的生產需要。 此外,對于特殊工況條件下使用的軸承用鋼除以上幾個基本要求外,還應具備相應的特殊性能要求,如耐高溫性能、高速性能、抗腐蝕和無磁性能。


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