滾動主軸軸承用鋼基本性能的幾個要求

發(fā)布時間：2022-10-22 20:55:34點擊率：

滾動主軸軸承零件在實際使用過程中，往往要在拉伸、壓縮、彎曲、剪切、交變等復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)和高應(yīng)力值條件下，高速長時間工作。選擇制造滾動軸承的材料是否合適，對其使用性能和壽命將有很大影響。而選擇材料的基本方法是根據(jù)軸承的破壞（失效）形式來決定的。一般情況下，滾動軸承的主要破壞形式是在交變應(yīng)力作用下的疲勞剝落，以及由于摩擦磨損而使軸承的精度喪失，此外，還有裂紋、壓坑、銹蝕等原因造成軸承的非正常破壞。因此，總體而言，滾動軸承應(yīng)具有高的抗塑性變形能力，少的摩擦磨損，良好的旋轉(zhuǎn)精度，高的尺寸精度，良好的尺寸穩(wěn)定性，以及長的接觸疲勞壽命。而且其中很多性能是由材料和熱處理工藝所共同決定的。因而要求制造滾動軸承的材料經(jīng)過后工序的一定熱處理后具備以下的性能。

1.高的接觸疲勞性能

滾動軸承運轉(zhuǎn)時，滾動體在軸承內(nèi)、外圈的滾道間滾動時，其接觸部分承受周期性交變負荷，多者每分鐘達數(shù)萬次或數(shù)十萬次。在周期性交變應(yīng)力的反復(fù)作用下，接觸表面出現(xiàn)疲勞剝落。開始出現(xiàn)剝落后引起軸承的振動、噪音增大，工作溫度不斷上升，致使軸承疲勞破壞而不能使用。接觸疲勞破壞是滾動軸承破壞的主要形式。因此，要求滾動軸承用鋼應(yīng)具有較高的接觸疲勞強度。

2.高的耐磨性

滾動軸承正常工作時，除了發(fā)生滾動摩擦外，還伴有滑動摩擦。其發(fā)生滑動摩擦的主要部位有：滾動體和滾道之間的接觸面，滾動體和保持架兜孔之間的接觸面，保持架和套圈引導(dǎo)擋邊的接觸面，滾子的端面和套圈擋邊的接觸面。滾動軸承中滑動摩擦的存在不可避免地使軸承零件產(chǎn)生磨損。如果軸承鋼的耐磨性差，滾動軸承便會因為磨損而過早地喪失軸承的精度或因為軸承旋轉(zhuǎn)精度的下降而使軸承的振動增加，壽命下降。因此，要求軸承鋼具有高的耐磨性。

3.高的彈性極限

滾動軸承工作時，由于滾動體于內(nèi)外套圈之間接觸面積小，軸承在承受負荷時、尤其是承受較大負荷情況下，接觸表面的接觸應(yīng)力很大，為了防止在高的接觸應(yīng)力下發(fā)生塑性變形，以致于破壞軸承精度和產(chǎn)生表面裂紋，所以軸承用鋼應(yīng)具有高的彈性極限。

4.合適的硬度

硬度對接觸疲勞壽命、耐磨性、彈性極限有著非常密切的關(guān)系，因此滾動軸承的硬度也直接影響著滾動軸承的壽命，所以硬度是滾動軸承的重要指標之一。滾動軸承的硬度通常要根據(jù)軸承承受負荷的方式和大小、軸承尺寸和壁厚的總體情況來決定，硬度過高或過低都將影響軸承的壽命。眾所周知，滾動軸承的主要失效形式有接觸疲勞破壞；耐磨性差或尺寸不穩(wěn)定而導(dǎo)致軸承精度喪失；軸承零件缺乏一定的韌性，在承受較大沖擊負荷而發(fā)生脆斷導(dǎo)致軸承的破壞。一定要根據(jù)軸承的具體情況和失效的方式來確定軸承的硬度。對于由于疲勞剝落破壞或由于軸承零件耐磨性差導(dǎo)致軸承精度喪失的情況，軸承零件應(yīng)選擇較高的硬度；對于承受較大沖擊負荷的軸承（例如軋機軸承、部分汽車軸承等），適當降低硬度以提高軸承的韌性是十分必要的。

5.一定的韌性

很多軸承在使用過程中都承受一定的沖擊負荷，因此要求軸承鋼具有一定的韌性，以保證軸承不因承受沖擊負荷而破壞。對于承受較大沖擊負荷的軸承如軋機軸承、鐵路軸承等要求材料具有相對較高的沖擊韌性和斷裂韌性，這些軸承有的用貝氏體淬火，有的用滲碳鋼，就是保證這些軸承具有較好的耐沖擊性能。

6.良好的尺寸穩(wěn)定性

滾動軸承是精密的機械零件，其精度是以微米為計算單位的。在軸承長期的保管和使用過程中，不能因軸承零件內(nèi)在組織或應(yīng)力變化而引起軸承尺寸的改變導(dǎo)致軸承的精度喪失。因此，要求軸承用鋼具有較好的尺寸穩(wěn)定性。

7.一定的防銹性能

因滾動軸承的生產(chǎn)工序繁多，生產(chǎn)周期較長，有的半成品或成品零件在裝配前需要較長時間的存放，因此，軸承零件在生產(chǎn)過程中或在成品保存中都極易發(fā)生一定的銹蝕，尤其是在潮濕的空氣中。因此，滾動軸承用鋼要求具有一定的防銹性能。

8.良好的工藝性能

滾動軸承在生產(chǎn)過程中，零件需要經(jīng)過多道冷、熱加工工序，這就要求軸承用鋼應(yīng)具有良好的加工性能，如冷、熱成型性能，切削加工性能，磨削加工性能，熱處理性能等，以適應(yīng)滾滾動軸承大批量、高效率、低成本和高質(zhì)量的生產(chǎn)需要。此外，對于特殊工況條件下使用的軸承用鋼除以上幾個基本要求外，還應(yīng)具備相應(yīng)的特殊性能要求，如耐高溫性能、高速性能、抗腐蝕和無磁性能。

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