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轴承材料在哪些方面会影响轴承的性能

作者:上海锋道自动化有限公司 发布时间:2023-04-15 栏目:行业动态

轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格,是所有钢铁生产中要求较严格的钢种之一。

1976年国际标准化组织ISO将一些通用的轴承钢号纳入国际标准,将轴承钢分为:全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等四类共17个钢号。

轴承钢又称高碳铬钢,含碳量Wc为1%左右,含铬量Wcr为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类。


高碳铬轴承钢GCr15是世界上生产量较大的轴承钢,含碳Wc为1%左右,含铬量Wcr为1.5%左右,从1901年诞生至今100多年来,主要成分基本没有改变,随着科学技术的进步,研究工作任在继续,产品质量不断提高,占世界轴承钢生产总量的80%以上。以至于轴承钢如果没有特殊的说明,那就是指GCr15。

铬钢和不锈钢作为轴承材料的优点,发现它们具有防锈效果。 而且铬钢是较常见的轴承材料。 它比不锈钢更硬,因此它可以持续更长时间。 但是,在较高温度下,其性能就不佳了。

在120℃的高温下,轴承经历巨大的变形并且负荷减小。 它可以承受150℃的高温,但瞬间温度为150℃或更高会降低轴承的使用寿命。 热处理可使轴承承受170℃的高温。

较常见的不锈钢440用于轴承,它足够坚硬,负载能力强(比黄铜钢低20%),但它能防锈,能承受250℃的瞬间高温和300℃的连续高温。 我们经常错误地认为所有不锈钢都是非磁性的。 440不锈钢是磁性的。 它不是完全防锈的,但受盐,酸和碱的影响。

316等级具有良好的防锈性能,无磁性,但更柔软,因此负载更小。 因为它不坚固,316轴承不有效并且感觉粗糙。

轴承钢是用于制造滚动轴承的滚珠,滚柱和套筒等的钢种,也可用于制作精密量具,冷冲模,机床丝杠、如冲模、量具、丝锥及柴油机油泵的精密偶件。轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。

为了满足以上对动轴承的性能的要求,对轴承钢材料提出了以下一些基本的性能要求:

(1)高的接触疲劳强度,

(2)热处理后应具有高的硬度或能满足轴承使用性能要求的硬度,

(3)高的耐磨性、低的摩擦系数,

(4)高的弹性极限,

(5)良好的冲击韧性和断裂韧性,

(6)良好的尺寸稳定性,

(7)良好的防锈性能,

(8)良好的冷、热加工性能。

轴承材料性能对比
高碳铬轴承钢(GCr15/GCr15SMn/GCr18M0)

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。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,较常用的牌号是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。

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GCr18Mo高淬透性钢,和耐磨性。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。

渗碳轴承钢(G20Cr2Ni4A)

G20Cr2Ni4A轴承钢是一种优质合金渗碳钢(低碳C:0.17~0.23)用于制造轴承零件的渗碳钢,用这类钢制造的轴承零件,经渗碳、率火、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芳强度,低碳C:0.17~0.23保证了其心部具有良好的韧性(硬度>HRC33-48)。这种表面淬硬心部具有韧性的特点,使渗碳轴承钢特别适宜于在冲击载荷较大的条件下能够稳定工作。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。  



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