2021-09-28
滾動(dòng)軸承用材包括滾動(dòng)軸承零件用材和保持架、鉚釘及其他輔助材料。滾動(dòng)軸承及其零件絕大多數(shù)由鋼制成，滾動(dòng)軸承用鋼通常是高碳鉻鋼及滲碳鋼。隨著近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和滾動(dòng)軸承使用量日益增加，對(duì)軸承的要求越來(lái)越高，如高精度、長(zhǎng)壽命及高可靠性等。對(duì)于一些特殊用途軸承，還要求軸承材料具有耐高溫、抗腐蝕、無(wú)磁性、超低溫、抗輻射等性能。除此之外，軸承材料還包括合金材料、有色金屬和非金屬材料等。另外，用陶瓷材料制造的軸承現(xiàn)已應(yīng)用于機(jī)車、汽車、地鐵、航空、航天、化工等領(lǐng)域。
滾動(dòng)軸承對(duì)材料的基本要求在很大程度上取決于軸承的工作性能。選擇制造滾動(dòng)軸承的材料是否合適，對(duì)其使用性能和壽命將有很大影響。一般情況下，滾動(dòng)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精度喪失。此外，還有裂紋、壓痕、銹蝕等原因造成軸承的非正常破壞。因此，滾動(dòng)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、良好的尺寸精度和穩(wěn)定性，以及長(zhǎng)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。由于滾動(dòng)軸承對(duì)材料的基本要求是由軸承的破壞形式?jīng)Q定的，所以要求制造滾動(dòng)軸承的材料經(jīng)過(guò)后工序的一定熱處理后應(yīng)具備下列性能：
一 高的接觸疲勞強(qiáng)度
接觸疲勞破壞是軸承正常破壞的主要形式。滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，滾動(dòng)體在軸承內(nèi)、外圈的滾道間滾動(dòng)，其接觸部分承受周期性交變載荷，多者每分鐘可達(dá)數(shù)十萬(wàn)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。滾動(dòng)軸承開(kāi)始出現(xiàn)剝落后便會(huì)引起軸承振動(dòng)、噪音增大工作溫度急劇上升，致使軸承終損壞，這種破壞形式稱為接觸疲勞破壞。因此，要求滾動(dòng)軸承用鋼應(yīng)具有高的接觸疲勞強(qiáng)度。
二 高的耐磨性
滾動(dòng)軸承正常工作時(shí)，除了發(fā)生滾動(dòng)摩擦外，還伴有滑動(dòng)摩擦。發(fā)生滑動(dòng)摩擦的主要部位是：滾動(dòng)體與滾道之間的接觸面、滾動(dòng)體和保持架兜孔之間的接觸面、保持架和套圈引導(dǎo)擋邊之間以及滾子端面與套圈引導(dǎo)擋邊之間等。滾動(dòng)軸承中滑動(dòng)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(dòng)軸承便會(huì)因磨損而過(guò)早地喪失精度或因旋轉(zhuǎn)精度下降而使軸承振動(dòng)增加、壽命降低。因此，要求軸承鋼應(yīng)具有高的耐磨性。
三 高的彈性極限
滾動(dòng)軸承工作時(shí)，由于滾動(dòng)體與套圈滾道之間接觸面積很小，軸承在承受載荷時(shí)，尤其是在承受較大載荷的情況下，接觸表面的接觸壓力很大。為了防止在高接觸應(yīng)力下發(fā)生過(guò)大的塑性變形，使軸承精度喪失或發(fā)生表面裂紋，因此，要求軸承鋼應(yīng)具有高的彈性極限。
四 適宜的硬度
硬度是滾動(dòng)軸承的重要指標(biāo)之一。它與材料接觸疲勞強(qiáng)度、耐磨性、彈性極限有著密切的關(guān)系，直接影響著滾動(dòng)軸承的壽命，軸承的硬度通常要根據(jù)軸承承受載荷的方式和大小、軸承尺寸和壁厚的總體情況來(lái)決定。滾動(dòng)軸承用鋼的硬度要適宜，過(guò)大或過(guò)小都將影響軸承使用壽命。眾所周知，滾動(dòng)軸承的主要失效形式是接觸疲勞破壞，以及由于耐磨性差或尺寸不穩(wěn)定而使軸承精度喪失；軸承零件如果缺乏一定的韌性，在承受較大沖擊載荷時(shí)又會(huì)由于發(fā)生脆斷而導(dǎo)致軸承的破壞。所以，一定要根據(jù)軸承的具體情況和破壞的方式來(lái)確定軸承的硬度。對(duì)于由于疲勞剝落或耐磨性差使軸承精度喪失的情況，軸承零件應(yīng)選用較高的硬度；對(duì)于承受較大沖擊載荷的軸承(例如軋機(jī)：軸承、鐵路軸承和一些汽車軸承等)，應(yīng)適當(dāng)降低硬度以提高軸承的韌性是十分必要的。
五 一定的沖擊韌性
很多滾動(dòng)軸承在使用過(guò)程中都會(huì)受—定的沖擊載荷，因此要求軸承鋼具有一定的韌性，以保證軸承不因沖擊而破壞。對(duì)于承受較大沖擊載荷的軸承例如軋機(jī)軸承、鐵路軸承等要求材料具有相對(duì)較高的沖擊韌性和斷裂韌性，這些軸承有的用貝氏體淬火熱處理工藝，有的用滲碳鋼材料，就是為了保證這些軸承具有較好的耐沖擊韌性。
六 良好的尺寸穩(wěn)定性
滾動(dòng)軸承是精密的機(jī)械零件，其精度是以微米為計(jì)算單位。在長(zhǎng)期的保管和使用過(guò)程中，因內(nèi)在組織發(fā)生變化或應(yīng)力變化會(huì)引起軸承尺寸的變化，導(dǎo)致軸承喪失精度。因此，為保證軸承的尺寸精度，軸承鋼應(yīng)具有良好的尺寸穩(wěn)定性。
七 良好的防銹性能
滾動(dòng)軸承的生產(chǎn)工序繁多，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，有的半成品或成品零件在裝配前還需較長(zhǎng)時(shí)間的存放，因此，軸承零件在生產(chǎn)過(guò)程中或在成品保存中都極易發(fā)生一定的銹蝕，特別是在潮濕的空氣中。所以，要求軸承鋼要具有良好的防銹性能。
八 良好的工藝性能
滾動(dòng)軸承在生產(chǎn)過(guò)程中，其零件要經(jīng)過(guò)多道冷、熱加工工序。這就要求軸承鋼應(yīng)具有良好的工藝性能，如冷、熱成型性能，切削、磨削加工性能及熱處理性能等等，以適應(yīng)滾動(dòng)軸承大批量、高效率、低成本和高質(zhì)量生產(chǎn)的需要。
此外，對(duì)于特殊工作條件下使用的軸承，除上述幾個(gè)基本要求外，對(duì)其用鋼還必須提出相應(yīng)的特殊性能要求，如耐高溫性能、高速性能、抗腐蝕以及防磁性能等。
