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轴承材料及其热处理的发展方向
中国轴承网 发布时间:2010/02/23
一、改进冶炼技术提高钢的洁净度及均匀性
与工业发达国家相比，我国轴承钢的氧含量虽然已接近国外先进水平，但夹杂物和碳化物尺寸及分布的均匀性、成分均匀性与国外相比还有很大的差距，如大尺寸的夹杂物和碳化物较多、基本成分不均匀形成黑白区等，造成轴承零件质量先天不足，严重影响了轴承的寿命、可靠性及一致性。
此外，滚动接触面上大尺寸夹杂物的存在还严重降低表面精度，增加轴承的噪声。为此，轴承行业应与冶金行业协商，促使冶金行业在进一步降低氧含量的基础上，开展浇注凝固技术、轧制技术、夹杂物控制及检测技术的研究，如改进连铸时的电磁搅拌、加大连铸坯的尺寸、加强高温扩散退火等，以提高夹杂物和碳化物的尺寸及分布均匀性。
二、开发推广新钢种满足不同轴承的要求
随着主机的小型化、轻量化、高速化，轴承的使用环境越来越多样化，对轴承的要求也越来越苛刻，目前我国的现有钢种已不能满足或不能充分满足主机对轴承的要求，为此，应积极开展新材料的开发和推广工作。如开发大尺寸轴承用的高淬透性钢、重载及洁净润滑条件或小型轻量化条件下使用的轴承用钢、在污染条件下使用的轴承用高碳钢和渗碳钢、准高温(工作温度200℃以下)条件下用轴承钢以及特殊条件使用的轴承用钢(不锈钢、高温钢)。
三、热处理新工艺的研究及推广
1.贝氏体淬火
贝氏体等温淬火处理的轴承由于冲击韧性好、表面为压应力，无论是装配时内套开裂，还是使用过程中外套挡边掉块、内套碎裂的倾向性均大大减小，且可降低滚子的边缘应力集中。因此，轴承经等温淬火后比常规淬火后的平均寿命及可靠性显著提高。该工艺广泛应用于铁路轴承、轧机轴承以及在特殊工况下使用的轴承。该工艺与其他延寿措施相比，工艺简单，成本较低。近年来，我国开发了新钢种GCr18Mo贝氏体淬火专用钢，以推动贝氏体淬火在大尺寸轴承零件上的应用。鉴于该工艺的许多优点，建议在使用条件恶劣(大冲击载荷、润滑不良等)或要求高可靠性的轴承中大力推广，并进一步深入研究贝氏体处理后的耐磨性和疲劳寿命。
2.表面碳氮共渗
洛阳轴承研究所曾于20世纪80年代开展了轴承钢的马氏体应力淬火研究，通过对高碳铬轴承钢零件进行特殊的碳氮共渗后淬火，提高表面残余奥氏体的含量，改善表面应力状态，大大提高了变速箱用碳氮共渗，在不降低表面硬度的基础上提高表面残余奥氏体含量，以提高轴承在污染润滑条件下的疲劳寿命和可靠性。
四、表面改性技术
通过适当的表面处理改进表面性能，以满足特殊条件下对轴承的性能要求。如利用气相沉积技术在轴承滚道上涂覆金钢石镀层可达到减摩、耐磨的效果，大大提高轴承的磨损寿命和精度保持性能，可在家用电器轴承、计算机硬盘驱动轴承中推广应用；利用热涂技术在轴承外圈外柱面上涂覆氧化铝陶瓷材料，可提高轴承的电绝缘性能，防止电击伤，提高电机轴承的寿命和可靠性；在轴承零件表面渗硫或沉积M0S2可达到减摩润滑作用。
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