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微型軸承
滾珠軸承制造材料軸承鋼的特性
隨著科技和生產水平的發展,我們對于各類用途的滾珠軸承(如電機軸承、法蘭軸承、深溝球軸承等)的要求除了高負荷、高轉速、高旋轉精度以外,在較寬的工作溫度范圍內微型軸承的可靠性也越來越被看重。制造滾珠軸承的材料選擇對其性能有很大的影響,軸承的失效形式決定了材料的基本要求。一般情況下,滾珠軸承的主要失效形式是交變應力作用下的疲勞剝落,摩擦磨損使軸承精度下降甚至喪失。此外,還有裂縫、壓痕、腐蝕等失效形式。因此,制造微型滾珠軸承的軸承鋼需要具備以下特性:
滾珠軸承制造材料軸承鋼的特性
1.接觸疲勞強度高
深溝球軸承在運行過程中,滾珠在軸承內外圈的滾道之間,接觸部分承受周期性交變負荷最多每分鐘可達數十萬次,在周期交變應力的反復作用下,金屬疲勞剝落的接觸表面,引起軸承振動和噪聲的增加,工作溫度急劇上升,受損的軸承,最后,稱為接觸疲勞損傷。接觸疲勞失效是軸承正常失效的主要形式。微型軸承鋼材料的高接觸疲勞強度意味著其抗疲勞能力強,因此滾珠軸承鋼應具有高接觸疲勞強度。
2. 良好的耐磨性
滾珠軸承工作時,除了滾動摩擦外,滑動摩擦也同時發生。滑動摩擦的主要部位有滾珠與滾道之間、滾珠與保持架之間、保持架與套圈擋邊之間、滾珠與套圈擋邊之間。滾珠軸承中滑動摩擦的存在必然導致軸承零件的磨損,如果軸承鋼的耐磨性較差,滾珠軸承會因磨損而過早失去精度,或者由于旋轉精度的降低而增加振動,降低軸承的使用壽命。因此,要求軸承鋼具有良好的耐磨性。
3.有較高的彈性極限
由于滾珠與套圈滾道之間的接觸面積很小,在載荷作用下,特別是在大載荷作用下,軸承的接觸表面壓力很大。為防止軸承在高接觸壓力下產生過大的塑性變形,導致軸承精度下降或產生表面裂紋,軸承鋼應具有較高的彈性極限。
4.合適的硬度
硬度直接影響接觸疲勞強度、耐磨性、彈性極限,因此,滾珠軸承的硬度也直接影響滾珠軸承的使用壽命。滾珠軸承鋼的硬度不是越高越好,硬度應適當,過大或過小都會影響滾珠軸承的接觸疲勞強度、耐磨性、彈性極限等性能,從而影響軸承的使用壽命。國家標準規定,軸承套圈和軋輥采用GCr15軸承鋼制造時,硬度為hrc61-65。用GCr15SiMn生產時,硬度應選用HRC60~64。大量試驗表明,在上述硬度范圍內,材料的接觸疲勞強度、耐磨性和彈性極限均較高。
滾珠軸承制造材料軸承鋼的特性
5.一定的韌性
材料的硬度反映了其抗沖擊載荷的能力,許多滾珠軸承在使用時會承受一定的沖擊載荷,因此軸承鋼要求具有一定的韌性,以保證軸承不受沖擊損壞。
6.良好的尺寸穩定性
滾珠軸承是以微米(m)為單位計量精密度的精密機械零件,在長期的儲存和使用中,由于材料內部結構的變化而引起零件尺寸的變化,會使軸承失去其精度。因此,為了保證軸承的尺寸精度,軸承鋼應具有良好的尺寸穩定性。
7.具有一定的防銹性能
滾珠軸承的生產過程工序很多,生產周期長,成品和一些半成品需要存儲一段時間,因此,軸承在生產過程和成品的保護很容易發生銹蝕,特別是在潮濕的空氣,所以軸承鋼是需要有一定的防銹性能。
8.良好的工藝性能
滾珠軸承在生產中,其零件要經過數道冷熱加工工序。這就要求軸承鋼應具有良好的工藝性能,如冷、熱成形性能、切削、磨削和熱處理性能,以適應大批量、高效率、低成本和高質量生產的需要。
除了以上八個特性以外,對于在特殊工況下使用的微型滾珠軸承,還必須對鋼材提出相應的特殊性能要求,如耐高溫、高速性能、耐腐蝕和抗磁性能等。
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