现在的轴承钢(轴承钢生产为何这么难)
目前,最顶尖的精密制造我们几乎没有,轴承,液压系统,紧固件,芯片,光学镜头等等,但差距逐渐缩小,欧美日在这方面却很厉害。虽然我国轴承钢目前数量世界第一,质量也进入了一流行列,世界著名的轴承厂家也都在中国采购轴承钢,可我们的轴承制造还稍逊世界一流厂家的。
优质轴承钢为何如此难呢?我们了解一下轴承钢相关知识。
轴承钢的性能与轴承用钢种的性能有密切关系。 在轴承钢中加入钼、钒、铌等元素,可提高其淬透性;加入钛能改善其耐热性;加入稀土可提高轴承的耐磨性和抗疲劳强度。
常用的高碳低合金钢含碳量为0.03~0.05%,但不一定都是低碳低合金钢或超低碳低钨钢,因为高碳低钨在高温下易氧化和脆化。 轴承用钢一般都含有一定量的硫、磷、氮等元素,主要作用是净化钢液和控制淬火回火时的温度。
这些元素常称为合金含量,它们含量水平高低与轴承寿命密切相关,所以对这类钢也要制定相应的冶炼工艺标准。
一、含碳量轴承用钢中含碳量一般控制在0.05%~0.15%,高碳钢会显著降低轴承的硬度和耐磨性。 轴承材料中含碳量一般为0.05%~0.08%,其中含碳量越高,强度和韧性越好。 在锻造前,要对钢坯进行预热温度加热的控制。 为了防止变形,在钢中加入过量的合金元素会降低钢的淬透性。 常用合金元素有:
二、化学成分轴承钢中的合金元素,主要是为了提高轴承的综合性能。 轴承在工作时要承受较大的载荷、温度和振动,其工作环境极为恶劣,因而要求轴承钢有较高的强度和韧性,以及良好的焊接性能。 常用有 Mo、W、 Nb、 Ti等。
碳和硫:轴承钢中不能含有超过规定限度的碳和硫元素。 如果钢中碳含量过高,在高温下易形成氧化铁膜,使其降低塑性和韧性。
其他元素:铁、硅、锰等。
三、夹杂物轴承钢中夹杂物的作用:
保护钢液,提高化学成分的均匀性。
1、净化钢液,改善钢液质量。
2、降低淬火时的温度,提高生产率,缩短冶炼时间。
3、降低切削加工性。 [夹杂物的作用]:钢中加入硫、磷等元素后,使钢中的碳化物得到细化,可改善钢的切削加工性能。
[夹杂物含量]:夹杂物中主要为一些石墨微晶纤维和碳化物,其含量直接影响组织和性能。 [杂质元素]:硅、锰、磷等对淬火冷却速度影响较大,一般在钢中要求有较高含量。
四、碳含量轴承钢中的碳含量称为“碳含量”,表示该钢中所含元素在钢种总成分中的相对比重。 通常,轴承所用钢的含碳量范围为0.01%~2.00%。
五、含硫、磷、氮和非金属夹杂物的质量分数一般要求含硫≤0.2%,含磷≤0.3%。 为了减少合金元素对轴承性能的影响,常将不含铬和钼的钢种称为纯钢。 纯钢的化学成分可以完全相同,其力学性能也完全相同。 但是因为含铬量高,含磷量低,故淬火后硬度低,抗变形能力差,且不易控制淬火温度,影响表面质量和使用寿命。 一般纯钢含铬量为0.25%~0.35%,含钛为0.3%~0.5%;而纯合金轴承钢的含铁量一般在1.0%~2.5%(质量分数)间,如含有5%以上铁硅锰稀土等合金元素时,则需加入相应的硅、锰、钒等元素。
六·、机械性能指标由于钢中合金元素的作用,常可使碳化物的形状、大小和分布情况发生改变,影响碳当量和合金化的效果,从而影响钢的机械性能。 为了避免上述现象,对轴承钢钢液中合金元素含量有明确要求,一般以冶炼时碳当量比表示。 [锰]锰铁可提高轴承钢的淬透性,加入适量的锰还能细化晶粒。 [钼]钼可细化晶粒以及提高钢的强度和韧性。 [钒]微合金钢可以获得较高硬度、强度和韧性,特别是钒元素在其中起了重要作用。 [钛]钛可细化碳当量、降低硬度及弹性模量,它在提高碳化物尺寸、减少碳化物针尖大小等方面起着重要作用。 [铌元素]能细化晶粒,提高淬透性和耐热性;能提高钢件疲劳寿命。
七、组织和性能轴承钢的化学成分对其性能有较大的影响,主要表现在轴承钢中的碳含量、氮含量和磷含量对其性能有较大影响。 由于碳可增加钢的淬透性,氮则会降低淬透性和回火稳定性,因此在轴承钢中通常要控制碳和氮的含量。
1、淬透性能:由于合金元素在钢中的作用,一般要求较高的钢硬度及较高的含碳量。
2、耐磨性:为保持钢材良好强度、塑性、韧性、耐磨性等各项性能及使用寿命而设置。
3、耐冲击性:当冲击载荷较大时,为了提高零件承受冲击载荷而设。
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