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轴承钢新技术以及未来发展方向

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︶﹋★、不听话的小孩 发布于:2017年3月14日 来源: 已被浏览:335次,

轴承钢主要用于制造滚动轴承的滚动体和套圈。由于轴承应具备长寿命、高精度、低发热量、高速性、高刚性、低噪音、高耐磨性等特性,因此要求轴承钢应具备:高硬度、均匀硬度、高弹性极限、高接触疲劳强度、必须的韧性、一定的淬透性、在大气的润滑剂中的耐腐蚀性能。为了达到上述性能要求,对轴承钢的化学成分均匀性、非金属夹杂物含量和类型、碳化物粒度和分布、脱碳等要求严格。轴承钢总体上向高质量、高性能和多品种方向发展。轴承用钢按特性及应用环境划分为:高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高温轴承钢、不锈轴承钢及专用的特种轴承材料。

轴承钢新技术以及未来发展方向

为适应高温、高速、高负荷、耐蚀、抗辐射的要求,需要研制一系列具有特殊性能的新型轴承钢。为了降低轴承钢的氧含量,发展了真空冶炼、电渣重熔、电子束重熔等轴承钢的冶炼技术。而大批量轴承钢的冶炼由电弧炉熔炼,发展成各种类型初炼炉加炉外精炼。目前,采用容量大于60吨初炼炉+LF/VD或RH+连铸+连轧工艺生产轴承钢,以达到高质量、高效率、低能耗之目的。在热处理工艺方面,由车底式炉、罩式炉发展成连续可控气氛退火炉热处理。目前,连续热处理炉型最长为150m,加工生产轴承钢的球化组织稳定和均匀,脱碳层小,消耗能量低。

20世纪70年代以来,随着经济发展和工业技术进步,轴承的应用范围扩大;而国际贸易的发展,又推动了轴承钢标准国际化和新技术、新工艺及新装备的开发和应用,效率高、质量高、成本低的配套技术和工艺装备应运而生。日本和德国等均建成了高洁净度、高质量的轴承钢生产线,使钢的产量迅速增加,钢的质量和疲劳寿命大度提高。日本和瑞典生产的轴承钢的含量降到10ppm以下。80年代末期,日本山阳特钢公司的先进水平为5.4ppm,达到了真空重熔轴承钢的水平。

轴承的接触疲劳寿命对钢组织的均匀性非常敏感。提高洁净度(减少钢中的杂质元素和夹杂物含量),促使钢中的非金属夹杂物和碳化物细小均匀分布,可以提高轴承钢的接触疲劳寿命。轴承钢使用状态下的组织应是回火马氏体基体上均匀分布着细小的碳化物颗粒,这样的组织可以赋予轴承钢所需要的性能。高碳轴承钢中的主要合金元素有碳、铬、硅、锰、钒等。

如何获得球化组织是轴承钢生产中的重要问题,控轧控冷是先进轴承钢的重要生产工艺。通过控轧或轧后快冷消除了网状碳化物,获得合适的预备组织,可以缩短轴承钢球化退火时间,细化碳化物,提高疲劳寿命。据轴承交易网专家调查,近年来,俄罗斯和日本采用低温控轧(800℃~850℃以下),轧后采用空冷加短时间退火,或完全取消球化退火工艺,就可得到合格的轴承钢组织。轴承钢的650℃温加工也是新型技术。共析钢或高碳钢热加工前若具有细晶粒组织或在加工过程能形成细晶粒,则在(0.4~0.6)熔化温度范围内,在一定应变速率下,呈现出超塑性。美国海军研究院(NSP)对52100钢进行了650℃温加工试验表明,在650℃下真应变2.5不发生断裂。因此,有可能以650℃温加工来代替高温加工并与球化退火工艺结合起来,这对简化设备和工序、节约能源、提高质量有重要意义。

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。轴承钢主要用于制造滚动轴承的滚动体和套圈。由于轴承应具备长寿命、高精度、低发热量、高速性、高刚性、低噪音、高耐磨性等特性,因此要求轴承钢应具备:高硬度、均匀硬度、高弹性极限、高接触疲劳强度、必须的韧性、一定的淬透性、在大气的润滑剂中的耐腐蚀性能。为了达到上述性能要求,对轴承钢的化学成分均匀性、非金属夹杂物含量和类型、碳化物粒度和分布、脱碳等要求严格。轴承钢总体上向高质量、高性能和多品种方向发展。轴承用钢按特性及应用环境划分为:高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、高温轴承钢、不锈轴承钢及专用的特种轴承材料。

为适应高温、高速、高负荷、耐蚀、抗辐射的要求,需要研制一系列具有特殊性能的新型轴承钢。为了降低轴承钢的氧含量,发展了真空冶炼、电渣重熔、电子束重熔等轴承钢的冶炼技术。而大批量轴承钢的冶炼由电弧炉熔炼,发展成各种类型初炼炉加炉外精炼。目前,采用容量大于60吨初炼炉+LF/VD或RH+连铸+连轧工艺生产轴承钢,以达到高质量、高效率、低能耗之目的。在热处理工艺方面,由车底式炉、罩式炉发展成连续可控气氛退火炉热处理。目前,连续热处理炉型最长为150m,加工生产轴承钢的球化组织稳定和均匀,脱碳层小,消耗能量低。

20世纪70年代以来,随着经济发展和工业技术进步,轴承的应用范围扩大;而国际贸易的发展,又推动了轴承钢标准国际化和新技术、新工艺及新装备的开发和应用,效率高、质量高、成本低的配套技术和工艺装备应运而生。日本和德国等均建成了高洁净度、高质量的轴承钢生产线,使钢的产量迅速增加,钢的质量和疲劳寿命大度提高。日本和瑞典生产的轴承钢的含量降到10ppm以下。80年代末期,日本山阳特钢公司的先进水平为5.4ppm,达到了真空重熔轴承钢的水平。

轴承的接触疲劳寿命对钢组织的均匀性非常敏感。提高洁净度(减少钢中的杂质元素和夹杂物含量),促使钢中的非金属夹杂物和碳化物细小均匀分布,可以提高轴承钢的接触疲劳寿命。轴承钢使用状态下的组织应是回火马氏体基体上均匀分布着细小的碳化物颗粒,这样的组织可以赋予轴承钢所需要的性能。高碳轴承钢中的主要合金元素有碳、铬、硅、锰、钒等。

如何获得球化组织是轴承钢生产中的重要问题,控轧控冷是先进轴承钢的重要生产工艺。通过控轧或轧后快冷消除了网状碳化物,获得合适的预备组织,可以缩短轴承钢球化退火时间,细化碳化物,提高疲劳寿命。据轴承交易网专家调查,近年来,俄罗斯和日本采用低温控轧(800℃~850℃以下),轧后采用空冷加短时间退火,或完全取消球化退火工艺,就可得到合格的轴承钢组织。轴承钢的650℃温加工也是新型技术。共析钢或高碳钢热加工前若具有细晶粒组织或在加工过程能形成细晶粒,则在(0.4~0.6)熔化温度范围内,在一定应变速率下,呈现出超塑性。美国海军研究院(NSP)对52100钢进行了650℃温加工试验表明,在650℃下真应变2.5不发生断裂。因此,有可能以650℃温加工来代替高温加工并与球化退火工艺结合起来,这对简化设备和工序、节约能源、提高质量有重要意义。

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。

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