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影响轴承寿命材料的因素的控制-轴承寿命

2013/4/8

为了使影响轴承寿命的材料因素处于较佳状态,首先需要控制淬火前钢的原始组织,可以采取的技术措施有:高温(1050℃)奥氏体化速冷至630℃等温正火获得伪共析细珠光体组织,或者冷至420℃等温处理,获得贝氏体组织。也可采用锻轧余热快速退火,获得细粒状珠光体组织,以保证钢中的碳化物细小和均匀分布。这种状态的原始组织在淬火加热奥氏体化时,除了溶入奥氏体中的碳化物外,未溶碳化物将聚集成细粒状。 

     当钢中的原始组织一定时,淬火马氏体的含碳量(即淬火加热后的奥氏体含碳量)、残留奥氏体量和未溶碳化物量主要取决于淬火加热温度和保持时间,随着淬火加热温度高 (时间一定),钢中未溶碳化物数量减少(淬火马氏体含碳量高 )、残留奥氏体数量增多,硬度则先随着淬火温度的高 而增加,达到峰值后又随着温度的升高而降低。当淬火加热温度一定时,随着奥氏体化时间的延长,未溶碳化物的数量减少,残留奥氏体数量增多,硬度高 ,时间较长时,这种趋势减缓。当原始组织中碳化物细小时,因碳化物易于溶入奥氏体,故使淬火后的硬度峰移向较低温度和出现在较短的奥氏体化时间。  

     综上所述,GCrl5钢淬火后未溶碳化物在7%左右,残留奥氏体在9%左右(隐晶马氏体的平均含碳量在0.55%左右)为较佳组织组成。而且,当原始组织中碳化物细小,分布均匀时,在可靠地控制上述水平的显微组织组成时,有利于获得高的综合力学性能,从而具有高的使用寿命。应该指出,具有细小弥散分布碳化物的原始组织,淬火加热保温时,未溶的细小碳化物会聚集长大,使其粗化。因此,对于具有这种的原始组织轴承零件淬火加热时间不宜过长,采用快速加热奥氏体化淬火工艺,将可获得更高的综合力学性能。  

     为了使轴承零件淬回火后表面残留较大的压应力,可在淬火加热时通入渗碳或渗氮的气氛,进行短时间的表面渗碳或渗氮。由于这种钢淬火加热时奥氏体实际含碳量不高,远低于相图上示出的平衡浓度,因此可以吸碳(或氮)。当奥氏体含有较高的碳或氮后,其Ms降低,淬火时表层较内层和心部后发生马氏体转变,产生了较大的残留压应力。GCrl5钢以渗碳气氛和非渗碳气氛加热淬火(均经低温回火)处理后,经接触疲劳试验可以看出,表面渗碳的寿命比未渗碳的提高了1.5倍。其原因就是渗碳的零件表面具有较大的残留压应力。 

影响高碳铬钢滚动轴承零件使用寿命的主要材料因素及控制程度为: 

(1)钢在淬火前的原始组织中的碳化物要求细小、弥散。可采用高温奥氏体化630℃、或420℃高温,也可利用锻轧余热快速退火工艺来实现。 

(2)对于GCr15钢淬火后,要求获得平均含碳量为0.55%左右的隐晶马氏体、9%左右Ar和7%左右呈匀、圆状态的未溶碳化物的显微组织。可利用淬火加热温度和时间来控制得到这种显微组织。 

(3)零件淬火低温回火后要求表面残留有较大的压应力,这有助于疲劳抗力的提高。可采用在淬火加热时进行表面短时间渗碳或渗氮的处理工艺,使得表面残留有较大的压应力。

(4)制造轴承零件用钢,要求具有较高的纯净度,主要是减少O2、N2、P、氧化物和磷化物的含量。可采用电渣重熔,真空冶炼等技术措施使材料含氧量≤15PPM为宜。 

 

 
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