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    軸承材料的基本要求有哪些?

        軸承最常見的材料就是軸承鋼,軸承對其內部組織、化學成分均勻性、所含非金屬夾雜物、碳化物顆粒大小和分布狀態、脫碳程度等要求十分嚴格,如果這些部分存在缺陷,將會顯著縮短軸承的使用壽命,降低材料的可應用性。對軸承材料的要求,可以從以下三個角度分析。

        1.軸承鋼的純凈度

        軸承零件的疲勞剝落與鋼中非金屬夾雜物有關,氧化物的影響尤其大。這是由于滾動軸承轉動時軸承零件接觸面在脈沖負荷作用下,非金屬夾雜物對鋼的基體組織存在連續性的局部破壞,引起內應力集中,在非金屬夾雜物周圍出現塑性變形,并形成微裂紋。

        另外,軸承鋼中氣體(氧、氮、氫)含量的多少也是衡量純凈度的一個重要指標。溶解在鋼中的氧隨溫度降低析出并與鋁、鈣、硅、錳等元素形成氧化物夾雜,氮在鋼中形成非常彌散的氮化鋁夾雜和較粗大的氮化鈦及碳氮化鈦夾雜,當聚集的氫原子結合成氫分子后產生極大的壓力,一旦超過鋼的強度極限就會產生內裂,形成白點。降低氣體含量是提高軸承鋼純凈度的重要一環。


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        2.軸承鋼的均勻性

        軸承鋼的均勻性是指化學成分的均勻性及碳化物的均勻性。鋼錠結構、錠重、澆鑄溫度、鑄錠方法等影響鋼中化學成分的分布狀態。鋼錠、鋼坯在熱加工前的加熱工藝、鋼材熱加工終止溫度及隨后的冷卻方式,球化退火工藝等影響碳化物的均勻性。根據軸承鋼中碳化物不均勻性在顯微組織上的形狀分布及其形成原因,可分為液析碳化物、帶狀碳化物及網狀碳化物,液析碳化物的危害性相當于鋼中的夾雜物,帶狀碳化物評級達到3~4級可使鋼材疲勞壽命降低30%。網狀碳化物升高1級,可使軸承壽命降低1/3,碳化物顆粒大小直接或間接影響軸承壽命。液析碳化物、帶狀碳化物、網狀碳化物評級的級別是衡量碳化物均勻性的指標。

        3.鋼材的尺寸精度及表面質量

        改善鋼材尺寸精度不僅能提高軸承材料利用率,也減少了不必要的切削加工。部分鋼廠采用短應力線等高剛度軋機,鋼材斷面尺寸偏差大幅度下降,直徑30mm以下圓鋼,直徑偏差可達0.3mm左右。

        由于材料和熱處理工藝的影響,像材料強度低、純度差、金屬材料纖維組織取向不合理、硬度低、鍛造比不合適、殘余應力大等因素極易使軸承損壞。國外鋼材質量對軸承壽命的影響在20世紀五六十年代約占50%,80年代縮小到1/3。我國目前受工藝及裝備的影響,軸承鋼材質量對軸承壽命的影響約占60%,故對于軸承生產企業來說,選擇合格、優質的軸承材料是提高軸承壽命的關鍵因素之一。


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