軸承用鋼冶金質(zhì)量的基本要求

滾動(dòng)軸承的使用壽命和可靠性很大程度上與軸承用鋼的冶金質(zhì)量有著密切的關(guān)系。由于軸承鋼所具有的特性，對(duì)冶金質(zhì)量的要求比一般工業(yè)用鋼要嚴(yán)格的多。

 1嚴(yán)格的化學(xué)成分要求

 一般滾動(dòng)軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼，即含碳量1%左右，加入1.5%左右的鉻，并含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。只有嚴(yán)格控制軸承鋼中的化學(xué)成分，才能通過熱處理工序等到滿足軸承性能的組織和硬度。

 2較高的尺寸精度

 對(duì)于滾動(dòng)軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高，這是因?yàn)榇蟛糠州S承零件都要經(jīng)過壓力加工成型。為了節(jié)省材料和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，絕大部分軸承套圈都是經(jīng)過鍛造成型，鋼球經(jīng)過冷鐓或熱鍛成型，小尺寸的滾子也是經(jīng)過冷鐓成型，如果鋼材的尺寸精度不高，就無法的計(jì)算下料尺寸和重量，不能保證軸承零件的產(chǎn)品質(zhì)量，容易造成設(shè)

 備和模具的損壞。

 3特別嚴(yán)格的純潔度要求

 鋼中的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少，純潔度越高，鋼中的非金屬夾雜物含量越低。軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽、點(diǎn)狀不變形夾雜物等有害夾雜物是導(dǎo)致軸承早期疲勞剝落、顯著降低軸承壽命的主要原因。而且，脆性夾雜物由于在磨加工過程中容易從金屬基體上剝落下來，嚴(yán)重影響軸承零件精加工后的表面質(zhì)量。為了提高軸承的使用壽命和可靠性，必須降低軸承鋼中的非金屬夾雜物的含量。

 4嚴(yán)格的低倍組織和顯微（高倍）組織要求

 軸承鋼的低倍組織是指一般疏松、中心疏松和偏析，顯微（高倍）組織bao括軸承鋼的退火組織、碳化物網(wǎng)狀、帶狀和液析等。低、高倍組織的優(yōu)劣對(duì)滾動(dòng)軸承的性能和使用壽命有很大的影響。所以，在軸承鋼材料標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)低、高倍組織有著嚴(yán)格的要求。

 5特別嚴(yán)格的表面缺陷和內(nèi)部缺陷要求

 對(duì)軸承鋼而言，表面缺陷bao括表面裂紋、表面夾渣、毛刺、折疊、結(jié)疤、氧化皮等，內(nèi)部缺陷bao括縮孔、氣泡、白點(diǎn)、過燒、嚴(yán)重的疏松和偏析、顯微孔隙等。這些缺陷對(duì)于軸承的加工、軸承的性能和使用壽命有著很大的影響，在軸承鋼材料標(biāo)準(zhǔn)中明文規(guī)定不允許出現(xiàn)這些缺陷。

 6特別嚴(yán)格的碳化物不均勻性要求

 在軸承鋼中，如果出現(xiàn)碳化物分布不均勻，在熱處理加工過程中容易造成組織和硬度的不均勻。在碳化物分布較少的區(qū)域，形成馬氏體針狀組織，硬度偏低。因?yàn)樵凇稘L動(dòng)軸承零件熱處理技術(shù)條件》中對(duì)熱處理后的組織、硬度和硬度均勻性有著嚴(yán)格的要求，而且，碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時(shí)產(chǎn)生裂紋，碳化物不均勻性還導(dǎo)致軸承壽命的降低。

 7特別嚴(yán)格的表面脫碳層要求

 在軸承鋼材料標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)鋼材的表面脫碳層有著嚴(yán)格的規(guī)定，如果表面脫碳層超出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定范圍，在熱處理前的加工過程中沒有將其全部qc掉，那么在熱處理淬火過程中容易產(chǎn)生淬火裂紋，造成零件的報(bào)廢。

幾種常見的軸承表面防護(hù)技術(shù)

（一）電鍍

 采用電解的方法在基體（經(jīng)過前處理）表面沉積所需要的覆蓋層的過程稱為電鍍。電鍍是非常古老的傳統(tǒng)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于裝飾和防護(hù)。電鍍可以分為單金屬電鍍，多層組合電鍍，以及合金電鍍等。影響鍍層質(zhì)量的因素很多，如：鍍前處理、鍍液的凈化方式和程度、予鍍方式的合理性、鍍液體系建立、組合及厚度的確定、工藝參數(shù)（PH值、溫度、電流密度）、添加劑（光亮劑、整平劑、除應(yīng)力劑、潤濕劑、分散劑）、鍍液分析及補(bǔ)充制度、操作制度、鍍后處理（去氫、封閉）等。由于電鍍?nèi)龔U對(duì)環(huán)境污染和影響健康，各地環(huán)保部門管理日趨嚴(yán)格，很多企業(yè)自己不設(shè)電鍍車間，而是去專業(yè)廠（車間）委托加工。為確保電鍍件的質(zhì)量，應(yīng)依據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定對(duì)鍍層的外觀、結(jié)合力、厚度、孔隙率、耐蝕性等提出具體的要求。一旦驗(yàn)收時(shí)或使用中出現(xiàn)質(zhì)量問題，便于質(zhì)量事故分析和改進(jìn)。

 （二）氧化

 氧化處理分為黑色金屬氧化處理和有色金屬氧化處理兩類，這里僅涉及前者。

 鋼鐵及合金的氧化處理，又稱發(fā)藍(lán)或發(fā)黑處理。由于其成本低、效率高、收效快、工藝穩(wěn)定、操作方便、設(shè)備簡單，使用范圍十分廣泛。

 堿性化學(xué)氧化法

 堿性氧化法是最常用的方法，它是在較高溫度下，在含有一定氧化劑的氫氧化鈉溶液中進(jìn)行。氧化劑和氫氧化鋼與金屬鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終形成氧化鐵（Fe3O4）為主要成分的氧化膜。膜的顏色取決于零件的表面狀態(tài)、合金成分和氧化處理的工藝條件，一般為黑色或蘭黑色。膜厚0.6~0.8um.

 化學(xué)反應(yīng)的順序是無形成亞鐵酸納（Na2Fe02）和鐵酸納（Na2Fe204），然后由亞鐵酸鈉與鐵酸鈉反應(yīng)形成Fe304氧化膜。反應(yīng)式如下：

 3Fe+Na02+5Na0H→3Na2Fe02+H20+NH3↑

 6Na2Fe02+NaN02+5H20→3Na2Fe204+7Na0H+NH3↑

 Na2Fe02+Na2Fe204+2H20→Fe304+4Na0H。

關(guān)于軸承鋼熱處理幾種常見概念

1．正火：將鋼材或鋼件加熱到臨界點(diǎn)AC3或ACM以上的適當(dāng)溫度保持一定時(shí)間后在空氣中冷卻，得到珠光體類組織的軸承鋼熱處理工藝。

 2．退火annealing：將亞共析鋼工件加熱至AC3以上20—40度，保溫一段時(shí)間后，隨爐緩慢冷卻（或埋在砂中或石灰中冷卻）至500度以下在空氣中冷卻的軸承鋼熱處理工藝

 3．固溶軸承鋼熱處理：將合金加熱至高溫單相區(qū)恒溫保持，使過剩相充分溶解到固溶體中，然后快速冷卻，以得到過飽和固溶體的軸承鋼熱處理工藝

 4．時(shí)效：合金經(jīng)固溶軸承鋼熱處理或冷塑性形變后，在室溫放置或稍高于室溫保持時(shí)，其性能隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。

 5．固溶處理：使合金中各種相充分溶解，強(qiáng)化固溶體并提高韌性及抗蝕性能，xc應(yīng)力與軟化，以便繼續(xù)加工成型

 6．時(shí)效處理：在強(qiáng)化相析出的溫度加熱并保溫，使強(qiáng)化相沉淀析出，得以硬化，提高強(qiáng)度

 7．淬火：將鋼奧氏體化后以適當(dāng)?shù)睦鋮s速度冷卻，使工件在橫截面內(nèi)全部或一定的范圍內(nèi)發(fā)生馬氏體等不穩(wěn)定組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的軸承鋼熱處理工藝

 8．回火：將經(jīng)過淬火的工件加熱到臨界點(diǎn)AC1以下的適當(dāng)溫度保持一定時(shí)間，隨后用符合要求的方法冷卻，以獲得所需要的組織和性能的軸承鋼熱處理工藝

 9．鋼的碳氮共滲：碳氮共滲是向鋼的表層同時(shí)滲入碳和氮的過程。習(xí)慣上碳氮共滲，目前以中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（即氣體軟氮化）應(yīng)用較為廣泛。中溫氣體碳氮共滲的主要目的是提高鋼的硬度，耐磨性和疲勞強(qiáng)度。低溫氣體碳氮共滲以滲氮為主，其主要目的是提高鋼的耐磨性和抗咬合性。

 10．調(diào)質(zhì)處理quenchingandtempering：一般習(xí)慣將淬火加高溫回火相結(jié)合的軸承鋼熱處理稱為調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)處理廣泛應(yīng)用于各種重要的結(jié)構(gòu)零件，特別是那些在交變負(fù)荷下工作的連桿、螺栓、齒輪及軸類等。調(diào)質(zhì)處理后得到回火索氏體組織，它的機(jī)械性能均比相同硬度的正火索氏體組織為優(yōu)。它的硬度取決于高溫回火溫度并與鋼的回火穩(wěn)定性和工件截面尺寸有關(guān)，一般在HB200—350之間。

 11．釬焊：用釬料將兩種工件粘合在一起的軸承鋼熱處理工藝。