軸承材料的發(fā)展

伊凡

1.高碳鉻軸承鋼 世界各國(guó)均以相當(dāng)于GCr15的剛號(hào)作為軸承用鋼的基礎(chǔ),，向提高淬透性的方向發(fā)展以適應(yīng)厚壁軸承零件的需要,，其做法是在成分中適當(dāng)增加鉬的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（0.1％、0.2％,、…,、0.6％不等），鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有調(diào)整或不變,，從而發(fā)展出一系列高淬透性的高碳鉻軸承鋼,。這些鋼種不僅適用于馬氏體淬火，也適用于厚壁軸承零件的貝氏體淬火,。 高碳鉻軸承鋼的另一個(gè)發(fā)展是適當(dāng)降低淬透性,，并施以中頻感應(yīng)加熱，靠淬透性有限而整體淬火只表面硬化,。它既有滲碳鋼滲碳淬火的優(yōu)越性能,，又節(jié)約了合金滲碳鋼的鋼材成本和高昂的滲碳熱處理成本。用此鋼制造鐵路軸承獲得很好的效果,。

' x% T, g: ^6 z4 O" N8 J2.無(wú)鉻軸承鋼 無(wú)鉻軸承鋼是我國(guó)根據(jù)國(guó)產(chǎn)資源特點(diǎn)自行研制的代替鉻軸承鋼的新鋼種,，包括GSiMnV、GSiMnMoV,、GSiMnMoV,、GSiMnMoVR、GMnMoV,、GMnMoVR六種鋼號(hào),。它們具有較好的淬透性、淬硬性,、抗接觸疲勞性能和耐磨性,。與鉻軸承鋼比較，其表面脫碳敏感性稍大,，緩蝕性能及機(jī)械加工性能稍遜,，但采取適當(dāng)措施，用此類鋼代替鉻軸承鋼生產(chǎn)軸承是完全可行的,。

3.碳素軸承鋼 國(guó)外軸承鋼學(xué)術(shù)界認(rèn)為軸承鋼中的合金元素主要作用是提高淬透性,，高強(qiáng)度,、高硬度,、耐磨損、耐疲勞等主要性能是碳元素的作用,。而真空脫氣技術(shù)發(fā)展到今天,，碳素鋼的純潔度同樣也可以大幅度提高,，對(duì)于壁厚不大的軸承采用真空脫氣的高碳鋼，其性能完全能滿足要求,。目前有進(jìn)一步擴(kuò)大碳鋼使用范圍的趨勢(shì),。

) \' K3 w* n0 x' V  E! D& V- {4.滲碳軸承鋼 隨著高速航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，全淬硬鋼的斷裂韌度已完全不能滿足要求,。為此美國(guó)開(kāi)發(fā)出耐高溫滲碳軸承鋼M50NiL,，其斷裂韌度特別好，高溫性能高速性能沖擊韌度耐磨性耐疲勞性能均十分優(yōu)越,。目前又在研究超M50NiL的滲碳鋼,。

! }& e& J0 p( T% U! N- H7 N- ~5.不銹軸承鋼 9Gr18不銹鋼中粗大碳化物是有害的，國(guó)外致力于研究把碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低到0.5～0.7,，提高了9Gr18鋼的綜合性能,。目前有的國(guó)家正為含氮不銹鋼的研究投入較大的力量。美,、德共同研制一種Cronidur30含氮不銹軸承鋼,，德國(guó)研究一種低氮鋼LNS用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)和宇航軸承，法國(guó)研制一種XD15N高氮馬氏體不銹鋼用于宇航軸承,，美國(guó)研制一種高性能的滲碳不銹鋼CSS-42L,，也成功地用于宇航軸承。

6 ?: e, i, p' P# b0 ^9 e3 z8 W6.陶瓷材料 應(yīng)用于軸承的陶瓷材料主要是Si3N4和ZrO2及其系列組合制品,。具有密度小,、摩擦因數(shù)小、硬度特別高,、耐高溫,、耐強(qiáng)腐蝕，有適中的耐沖擊韌度,，在中等接觸應(yīng)力下有較高的疲勞壽命等優(yōu)點(diǎn),，所以在高溫、高速,、腐蝕介質(zhì),、強(qiáng)力摩擦狀態(tài)下工作的軸承，選用陶瓷材料更好,。陶瓷軸承的類型目前主要有深溝球軸承,、角接觸球軸承和圓柱滾子軸承。從是否完全采用陶瓷材料上劃分有兩種類型：一種是鋼制的內(nèi)外圈加上陶瓷滾動(dòng)體,，稱作復(fù)合型,；另一種是套圈和滾動(dòng)體均用陶瓷，稱作全陶瓷型。全陶瓷軸承在應(yīng)用中的難點(diǎn)是在與軸配合時(shí)因材料的膨脹系數(shù)不同而造成碎裂,。

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滾動(dòng)軸承對(duì)材料的基本性能要求取決于軸承的工作特性,。一般而言，軸承用鋼應(yīng)具有以下的性能：
1.高的接觸疲勞強(qiáng)度,。
2.高的耐磨性,。
3.高的彈性極限和屈服強(qiáng)度。
9 R+ ?- V, ]! O6 h4.高而均勻的硬度,。
5.一定的沖擊韌度,。
4 ~$ d; a! d/ ?6 z6.好的尺寸穩(wěn)定性。
" P% P9 a1 A# l1 l7.良好的緩蝕性能,。
8.良好的工藝性能,。
對(duì)于特殊條件下工作的軸承材料，依其特定的要求還應(yīng)具有與其條件相適應(yīng)的特殊性能,，例如：耐高溫,、耐低溫、耐腐蝕,、防輻照,、防磁等特性。