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轴承钢的新技术与发展方向(二)

2009/8/19      

在热处理方面,在提高球化退火质量,获得细小、均匀、球形的碳化物以及缩短退火时间或取消球化退火工序的研究方面有了进展,即盘条生产采用两次组织退火,将拉拔后的720℃~730℃再结晶退火改为760℃的组织退火。这样可以得到硬度低、球化好、无网状碳化物的组织,关键要保证中间拉拔减面率≥14%。该工艺使热处理炉的效率提高25%~30%。连续式球化退火热处理技术是轴承钢热处理的发展方向。

  各国都在研究和开发新型轴承钢,扩大应用和代替传统的轴承钢。如快速渗碳轴承钢,通过改变化学成分来提高渗碳速度,其中碳含量由传统的0.08%~0.20%提高到0.45%左右,渗碳时间由7小时缩短到30分钟。开发了高频淬火轴承钢,用普通中碳钢或中碳锰、铬钢,通过高频加热淬火来代替普通轴承钢,既简化了生产工序又降低了成本,并提高了使用寿命。

  日本研制的GCr465、SCM465疲劳寿命比SUJ—2高2~4倍。由于在高温、腐蚀、润滑条件恶劣的环境下使用轴承愈来愈多,过去使用的M50(CrMo4V)、440C(9Cr18Mo)等轴承钢已不能满足使用要求,急需研制加工性能好、成本低、疲劳寿命长、能适合不同目的和用途的轴承用钢,如高温渗碳钢M50NiL、易加工不锈轴承钢50X18M以及陶瓷轴承材料等。针对GCr15SiMn钢淬透性低的弱点,我国开发了高淬透性和淬硬性轴承钢GCr15SiMo,其淬硬性HRC≥60,淬透性J60≥25mm。GCr15SiMo的接触疲劳寿命L10和L50分别比GCr15SiMn提高73%和68%,在相同使用条件下,用G015SiMo钢制造的轴承的使用寿命是GCr15SiMo钢的两倍。近年来,我国还开发了能节约能源、节约资源和抗冲击的GCr4轴承钢。与GCr15相比,GCr4的冲击值提高了66%~104%,断裂韧性提高了67%,接触疲劳寿命L10提高了12%。GCr4钢轴承采用高温加热—表面淬火热处理工艺。与全淬透的GCr15钢轴承相比,GCr4钢轴承的寿命明显提高,可用于重载高速列车轴承。今后轴承钢主要向高洁净度和性能多样化两个方向发展。提高轴承钢的洁净度,特别是降低钢中的氧含量,可以明显延长轴承的寿命。氧含量由28ppm降低到5ppm,疲劳寿命可以延长1个数量级。为了延长轴承钢的寿命,人们多年来一直致力于开发应用精炼技术来降低钢中的氧含量。

  通过不懈的努力,轴承钢中的最低氧含量已从20世纪60年代的28ppm降低到90年代的5ppm。目前,我国可以将轴承钢中的最低氧含量控制在10ppm左右。轴承使用环境的变化要求轴承钢必须具备性能的多样化。如设备转速的提高,需要准高温用(200℃以下)轴承钢(通常采用在SUJ2钢的基础上提高Si含量、添加V和Nb的方法来达到抗软化和稳定尺寸的目的);腐蚀应用场合,需要开发不锈轴承钢;为了简化工艺,应该开发高频淬火轴承钢和短时渗碳轴承钢;为了满足航空航天的需要,应开发高温轴承钢。
 


 

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