滚动轴承钢及其热处理

1、滚动轴承钢及其热处理滚动轴承钢及其热处理 滚动轴承钢及其热处理滚动轴承钢及其热处理一、轴承分类一、轴承分类滑动轴承滑动轴承滚动轴承滚动轴承在滑动摩擦下工作的轴承在滑动摩擦下工作的轴承在滚动摩擦下工作的轴承在滚动摩擦下工作的轴承滑动轴承滑动轴承特点：工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑特点：工作平稳、可靠、无噪声。在液体润滑条件下，滑动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小动表面被润滑油分开而不发生直接接触，还可以大大减小摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。摩擦损失和表面磨损，油膜还具有一定的吸振能力。结构：轴颈、轴瓦、轴承衬结构：轴颈、轴瓦、轴承衬滑动轴承材料：轴承

2、合金（巴氏合金）、耐磨铸铁、铜基滑动轴承材料：轴承合金（巴氏合金）、耐磨铸铁、铜基和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳和铝基合金、粉末冶金材料、塑料、橡胶、硬木和碳-石石墨，聚四氟乙烯、改性聚甲醛墨，聚四氟乙烯、改性聚甲醛应用：一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及应用：一般在低速重载工况条件下，或者是维护保养及加注润滑油困难的运转部位。加注润滑油困难的运转部位。滚动轴承滚动轴承特点：使用维护方便，工作可靠，起动性能好，在中等速特点：使用维护方便，工作可靠，起动性能好，在中等速度下承载能力较高。与滑动轴承比较，滚动轴承的径向尺度下承载能力较高。与滑动轴承比较，滚动轴承的径向尺寸较

3、大，减振能力较差，高速时寿命低，声响较大。寸较大，减振能力较差，高速时寿命低，声响较大。结构：外圈，内圈，滚动体和保持架结构：外圈，内圈，滚动体和保持架滚动轴承材料：套圈和滚动体通常采用强度高、耐磨性好滚动轴承材料：套圈和滚动体通常采用强度高、耐磨性好的滚动轴承钢的滚动轴承钢应用：一般在中速、轻载工况条件下应用：一般在中速、轻载工况条件下二、滚动轴承结构二、滚动轴承结构（1）内圈）内圈 （2）外圈）外圈（3）滚动体）滚动体（4）保持架）保持架（1）、（）、（2）、（）、（3）均为滚动轴承钢）均为滚动轴承钢（4）为低碳钢（球轴承）和有色金属（滚柱轴承）为低碳钢（球轴承）和有色金属（滚柱轴承）1、

4、高的接触应力、高的接触应力 （可高达（可高达300035000MPa）并且）并且 有滚动和滑动有滚动和滑动磨损和接触疲劳磨损和接触疲劳表面具有高硬度、耐磨性和接触疲劳强度表面具有高硬度、耐磨性和接触疲劳强度选材：高碳钢选材：高碳钢失效形式失效形式:三、滚动轴承服役条件三、滚动轴承服役条件2、对于尺寸较大的轴承，承受的力也很大，并且、对于尺寸较大的轴承，承受的力也很大，并且 还会有一定的冲击还会有一定的冲击选材：渗碳钢选材：渗碳钢断裂断裂失效形式失效形式:大的轴承要有较高的韧性大的轴承要有较高的韧性 滚动轴承钢必须有高而均匀的耐磨性，高的滚动轴承钢必须有高而均匀的耐磨性，高的弹性极限和接触疲劳强

5、度，足够的韧性和淬透性，弹性极限和接触疲劳强度，足够的韧性和淬透性，同时在大气和润滑剂中具有一定的抗腐蚀能力。同时在大气和润滑剂中具有一定的抗腐蚀能力。 四、轴承钢的化学成分四、轴承钢的化学成分1、0.951.1%C 2、0.41.65%Cr 淬透性和耐磨性（淬透性和耐磨性（Fe，Cr）3C3、0.450.75%Si 0.951.25%Mn 提高淬透性提高淬透性4、P0.025% S0.025 % 减少夹杂物，提高疲劳寿命减少夹杂物，提高疲劳寿命GCr9 GCr15 GCr9SiMn GCr15SiMn常用钢号常用钢号淬透性增加淬透性增加五、轴承钢热处理特点五、轴承钢热处理特点目的：如果终锻温

6、度比目的：如果终锻温度比较高和锻造后冷却速度较高和锻造后冷却速度比较慢，会出现网状碳比较慢，会出现网状碳化物的缺陷。这种网状化物的缺陷。这种网状碳化物在球化退火时不碳化物在球化退火时不易被消除，需要在球化易被消除，需要在球化退火前用正火工艺进行退火前用正火工艺进行消除。消除。网状渗碳体网状渗碳体（一）正火和球化退火（一）正火和球化退火1 1、正火、正火900950空冷或风冷空冷或风冷索氏体索氏体270390HB正火工艺正火工艺得到均匀得到均匀A网状渗碳体网状渗碳体目的：目的：1、 便于切削加工便于切削加工 207229HBS2、 为为淬火作组织准备淬火作组织准备 粒状珠光体在加热时渗碳粒状珠光

7、体在加热时渗碳体不容易溶解，得到含碳量为体不容易溶解，得到含碳量为0.450.6%左右的左右的A+未溶渗碳体，渗碳体呈细小球状均匀分布在奥氏未溶渗碳体，渗碳体呈细小球状均匀分布在奥氏体基体上，奥氏体晶粒非常细小，淬火后得到隐体基体上，奥氏体晶粒非常细小，淬火后得到隐针针M和均匀分布在和均匀分布在M上的未溶碳化物，硬度、接上的未溶碳化物，硬度、接触疲劳强度和耐磨性都很高。触疲劳强度和耐磨性都很高。2 2、球化退火、球化退火球化退火工艺球化退火工艺780810 12h710720 34h（二）淬火和回火（二）淬火和回火 淬火加热温度对高碳钢组织和性能影响非常大。淬火加热温度对高碳钢组织和性能影响非

8、常大。当加热温度高于当加热温度高于Ac1后，随加热温度升高，会发生后，随加热温度升高，会发生如下变化：如下变化：1 1、加热温度对组织和性能的影响、加热温度对组织和性能的影响1、奥氏体的含碳量、奥氏体的含碳量2、残余奥氏体、残余奥氏体3、晶粒、晶粒随随A含碳量不断升高，马氏含碳量不断升高，马氏体硬度不断升高，韧性降低。体硬度不断升高，韧性降低。残余奥氏体含量不断升高，导致残余奥氏体含量不断升高，导致淬火后硬度略有降低。淬火后硬度略有降低。晶粒不断长大，淬火后组织由隐针晶粒不断长大，淬火后组织由隐针M变变为粗大透镜状为粗大透镜状M，强度和韧性降低。，强度和韧性降低。820840油油冷冷温度温度时

9、间时间150170 回火回火13次次2 2、淬火、回火工艺、淬火、回火工艺（三）冷处理（三）冷处理 对于精密轴承，要求残余对于精密轴承，要求残余A要少，否则在使用要少，否则在使用过程中因残余过程中因残余A转变为转变为M而使尺寸变化。而使尺寸变化。 淬火后立即冷到淬火后立即冷到-79-80 保持保持12h，回火后可，回火后可使残余使残余A减少到减少到5%左右。冷处理后可使硬度提高左右。冷处理后可使硬度提高2HRC左右。左右。 多次回火也可以使尺寸稳定。多次回火也可以使尺寸稳定。 对精密轴承，磨削后还要进行时效处理，在对精密轴承，磨削后还要进行时效处理，在低于回火温度的温度下保温低于回火温度的温度

10、下保温510h，消除内应力，消除内应力，稳定尺寸。稳定尺寸。（四）时效处理（四）时效处理 对于高速铁路轴承和矿山、冶金机械上使用的对于高速铁路轴承和矿山、冶金机械上使用的轴承，承受载荷大，对韧性要求高。为了提高韧性，轴承，承受载荷大，对韧性要求高。为了提高韧性，可以采用等温淬火方法进行处理。可以采用等温淬火方法进行处理。硝盐等温硝盐等温时间根据时间根据B下下量而定量而定空冷空冷回火回火（五）等温淬火（五）等温淬火 等温温度选在等温温度选在Ms点附近，得到点附近，得到M+B下下+A+K。A1MS时间时间温度温度六、轴承零件的生产工艺路线六、轴承零件的生产工艺路线棒料棒料（球化退火状态）（球化退火状态）冷镦冷镦粗磨粗磨淬火淬火加低温回火加低温回火磨磨研磨（抛光）研磨（抛光）无缝管无