非標(biāo)軸承材料/鋼材的選擇

非標(biāo)軸承材料分類，應(yīng)用選擇

1．高碳鉻鋼

　　常用軸承鋼為高碳鉻鋼，它的特點(diǎn)是可從表面到芯部淬透到HRC58～66這樣高硬度范圍，不銹鋼軸承，故又稱完全淬硬鋼。這種鋼價格低廉，在世界范圍內(nèi)應(yīng)用得廣泛。這種鋼又分為鉻鋼、鉻鉬鋼、鉻錳硅鋼和鉻錳鉬鋼四大類，自60年代至70年代，各國高碳鉻鋼中的含鉻量有一定增加，多數(shù)國家將制造滾動體的原含鉻量較低的高碳鉻鋼(相當(dāng)于我國曾用的GCr6鋼)廢棄不用，而代之以制造套圈的同的鋼種(相當(dāng)于我國的GCrl5鋼)，而各國軸承鋼的實(shí)際含鉻量大都偏于其標(biāo)準(zhǔn)范圍的上差，也有稍高于其標(biāo)準(zhǔn)的。我國軸承鋼新標(biāo)準(zhǔn)YB(T)1—80還將使用量d的軸承鋼GCr15的d含鉻量從1.30%提高到1.40%。此外，從70年代起，有些國家提高了軸承鋼中的含鉬量，或增加了含鉬軸承鋼的新品種，以求獲得更好的淬透性和細(xì)化晶粒。

　　2．滲碳軸承鋼

　　滲碳鋼是軸承工業(yè)早采用的鋼種，當(dāng)前又正在發(fā)展。滲碳軸承鋼用來制造在有沖擊負(fù)荷或振動條件下工作的軸承元件，例如汽車、機(jī)車車輛、建筑機(jī)械，軋鋼機(jī)和農(nóng)業(yè)機(jī)械等的軸承元件。對這種鋼材的要求為：滲碳表面層可以硬化到具有和高碳鉻鋼相同的硬度和疲勞強(qiáng)度，芯部控制在HRG35—40的硬度范圍內(nèi)，并具有足夠的韌性和良好的綜合機(jī)械強(qiáng)度，表面保留壓應(yīng)力狀態(tài)。達(dá)到此要求的鋼材，所制軸承耐沖擊，表面不易開裂，即使表面硬化層發(fā)生微裂紋，也不易向內(nèi)層擴(kuò)展。

　　滲碳軸承鋼的熱處理工藝復(fù)雜，容易產(chǎn)生脆性、軟點(diǎn)、硬度不均等廢品，因而成本較高。

　　為了確保滲碳軸承的強(qiáng)度，滲碳元件的表面硬度，表層向內(nèi)層的硬度分布以及芯部硬度，三者都很重要。滲碳濃度要控制適中，含碳量愈高壽命愈長，不銹鋼軸承批發(fā)，但要在殘余奧氏體含量的允許范圍內(nèi)，因?yàn)楹剂扛?，殘余奧氏體含量也高廠．軸承尺寸穩(wěn)定性差。另外，為了改善淬透性，不宜過多加入某一種元素，宜微量地加入多種合金元素。

　　3．中碳軸承鋼

　　在承受更大沖擊而滲碳鋼也不能適應(yīng)的場合下，常采用中碳錳鋼、鉻鋼等制造軸承零件，多為低速大型硬度要求不太高的元件以及各種尺寸的螺旋滾子等。

　　新近開發(fā)的某些中碳鋼品種如GCr15可應(yīng)用于大中小型各種尺寸軸承元件的制造，這是一種可望廣泛應(yīng)用的有發(fā)展前途的鋼種。它的化學(xué)成分和GCrl5大體相同，只是含碳量較低，其特點(diǎn)是能顯著改善鋼中碳化物的不均向性，獲得均勻細(xì)小的球化退火組織，微裂紋難于萌生和擴(kuò)展，使得疲勞強(qiáng)度和壓碎強(qiáng)度高于GCr15，由于含碳量少，位錯馬氏體的比例增加，對材料缺陷的敏感性就降低，其淬火硬度可以較高，含鉻量又與GCr15相同，所以它的耐磨性，防銹性、回火穩(wěn)定性，淬透性以及多種機(jī)械特性與GCr15相當(dāng)，而對于振動和沖擊負(fù)荷的耐力，則高于GCrl5，同時這種鋼的工藝性能較好，鋼的生產(chǎn)和軸承制造成本有所降低，軸承的使用壽命也有所增加，因此可以在很大范圍內(nèi)與GCrl5相競爭。

　　4．高溫軸承鋼

　?。ǎ保Ω邷叵鹿ぷ鞯妮S承鋼材的要求

　　現(xiàn)代技術(shù)如核動力系統(tǒng)、噴氣式發(fā)動機(jī)以及燃?xì)廨啓C(jī)等的工作溫度常達(dá)數(shù)百度以至數(shù)千度，顯然普通的軸承鋼材無法應(yīng)用。必須使用高溫軸承鋼或其他耐高溫材料。

　　通常認(rèn)為超過120℃的溫度條件，便算是高溫工作條件，此時普通軸承鋼會發(fā)生組織變化和屈服強(qiáng)度降低，精度逐步喪失；而當(dāng)軸承工作溫度超過軸承材料回火溫度時，其硬度就明顯下降，工作溫度超過180℃時硬度就急劇下降，很快出現(xiàn)早期疲勞和磨損。

　　保證軸承在高溫下運(yùn)轉(zhuǎn)精度和使用壽命的中心環(huán)節(jié)是保證軸承在高溫下具有足夠的硬度和尺寸與形狀的穩(wěn)定程度，因此對于高溫軸承鋼提出如下要求：

　　1)高溫下硬度不低于HRC50～56；金相組織穩(wěn)定；

　　2)高溫尺寸穩(wěn)定性良好，溫度膨脹系數(shù)小，沒有顯著的組織變化，抗蠕變性好，殘余應(yīng)力?。?/p>

　　3)抗y化性好，生成的氧化膜與基體結(jié)合牢固，而且耐磨性和疲勞強(qiáng)度好，耐熱震性好，能經(jīng)受較快的溫度變化，導(dǎo)熱性要好；

　　4)作為軸承鋼所應(yīng)有的其他材料特性。

　　（２）高溫軸承的常用鋼材在180℃以下的低負(fù)荷場合，可將常用軸承鋼進(jìn)行高溫回火(160～300℃)使用，如果硬度不合要求，可改用亞高溫軸承鋼GCrSiWV，這種鋼的工作溫度在250℃左右。在300℃左右的溫度下可采用Cr4Mo4V，在538℃以下可采用W6Cr4Mo5V2，超過此溫度則使用鈷基、鉻基或鉬基合金制造軸承，而當(dāng)溫度超過81℃時可用碳化鈦、碳化鎢等金屬陶瓷材料，更高溫度時可使用y化鋯等陶瓷材料，用這類材料制成的軸承所能承受的g工作溫度可達(dá)1650℃。

　　5．耐腐蝕軸承鋼

　　幾種高溫軸承鋼的壽命對比在普通軸承鋼已不能勝任的腐蝕性介質(zhì)環(huán)境中，就要用耐腐蝕軸承鋼來制造軸承及其零件，例如在接觸水或水蒸氣的水力機(jī)械中，在接觸酸和堿的化工機(jī)械中，在接觸海水的艦艇船舶中；儀器儀表中的軸承也常用耐腐蝕鋼制造，因?yàn)檩S承稍有銹蝕便會影響到它們的計量精度和反應(yīng)靈敏度；食品工業(yè)中的軸承有時也用耐腐蝕鋼制造，因?yàn)樗ＭS承能耐腐蝕，不致有腐蝕物質(zhì)而引起食物污染。耐腐蝕軸承鋼可分為兩大類：一類是馬氏體系不銹鋼用于要求硬度較高的場合；一類是奧氏體系不銹鋼，用于要求有更好耐腐蝕性的場合。前者常添加相當(dāng)數(shù)量的鉬來取代部分鉻，以改善耐海水腐蝕的性能，后者的硬度較低，負(fù)荷承載能力和使用壽命不及前者。

　　許多耐腐蝕鋼也能耐高溫，兩種鋼材常常通用，但二者的目標(biāo)卻不相同，高溫用鋼材重點(diǎn)要求高溫硬度和高溫尺寸與形狀精度的穩(wěn)定性，而耐腐蝕鋼重點(diǎn)要求化學(xué)穩(wěn)定性。現(xiàn)代技術(shù)要求軸承在高溫、高腐蝕性、無潤滑的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，例如新式原子鍋爐中的軸承要在鈉溶液中運(yùn)轉(zhuǎn)，上述高溫軸承鋼都不能適應(yīng)，這時需用特殊非鐵合金或陶瓷材料制造軸承了。

　　國外常用的耐腐蝕鋼140r4Mo具有較好的耐酸堿能力，只是對于沸騰的稀硝s的耐力低于耐腐蝕鋼440C，而SUS304的耐海水能力很強(qiáng)，常用來制造潛水泵以至潛水艇中的軸承，但其硬度有些低。這兩種鋼也能耐高溫。90r18Mo的耐高溫和耐腐蝕能力都很高，甚至可在400℃的硝s或鹽酸的蒸氣中工作。

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中國是未來軸承制造行業(yè)的主要市場

軸承工業(yè)在全世界已經(jīng)有一百多年的發(fā)展歷史。20世紀(jì)60年代以前軸承工業(yè)主要被歐美國家所壟斷；隨著日本汽車、摩托車、辦公自動化設(shè)備、家電、機(jī)床等行業(yè)的大力發(fā)展，20世紀(jì)60年代以后，日本在微、小型軸承領(lǐng)域已逐步取代了歐美國家的壟斷地位。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，隨著我國生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在微、小型軸承領(lǐng)域，中國軸承企業(yè)開始與日本企業(yè)正面競爭，并逐步占領(lǐng)了微、小型軸承的中、低端市場及部分g端市場。

一、全球軸承市場逐漸恢復(fù)增長

   五十年代初期，世界軸承總產(chǎn)量不過9億套，六十年代初已達(dá)18億套，生產(chǎn)不銹鋼軸承廠家，七十年代初為40億套，八十年代初上升到70億套，九十年代后期已超過100億套；1997年世界軸承總產(chǎn)量超過100億套，總銷售額約300億美元。2010年，全球軸承制造行業(yè)總產(chǎn)量為566億套。前瞻產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)計，到2015年，全球軸承總產(chǎn)量將達(dá)到1557億套。

   據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2015-2020年中國軸承制造行業(yè)產(chǎn)銷需求預(yù)測與轉(zhuǎn)型升級分析報告》數(shù)據(jù)顯示，2005-2008年，全球軸承行業(yè)市場規(guī)模持續(xù)增長。2009年，受全球金融危機(jī)影響，全球軸承行業(yè)市場規(guī)模下降12.5%至568億美元。到2013年，不銹鋼軸承公司，全球軸承行業(yè)市場規(guī)模為620億美元。

從具體國別看，美國市場d，占全球的23%；歐盟國家次之，占21%；日本占19%；俄羅斯占6%；印度占4%；中國占10%。二、中國是未來軸承制造行業(yè)的主要市場

   統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，世界軸承市場70%以上的份額，被跨國軸承集團(tuán)公司所分享，包括日本NSK等五大公司、瑞典SKF公司、德國FAG等兩家公司、美國Timken等兩家公司。同時，世界軸承行業(yè)的g端市場被上述企業(yè)所壟斷，而中低檔市場則主要集中于中國。

   若按地區(qū)分，全球軸承市場可劃分為亞洲及大洋洲市場、歐洲市場、北美洲市場、拉美市場、非洲市場五大塊，分別占有40%、31%、25%、3%和1%的份額。

   經(jīng)濟(jì)危機(jī)過后，全球軸承市場將在2015年實(shí)現(xiàn)劇增。隨著工業(yè)化逐步增加，OEM的需求有望上升。盡管發(fā)達(dá)國家近年來汽車等耐用品的生產(chǎn)不太景氣，以致嚴(yán)重影響到軸承的需求。然而，在未來幾年里，發(fā)達(dá)市場的耐用品和汽車生產(chǎn)將有可能增加。因此，發(fā)達(dá)市場的增長將作為增長型市場特別是中國市場的終端部門強(qiáng)勁增長的進(jìn)一步補(bǔ)充。在2011年，中國超過美國這一傳統(tǒng)主力市場成為世界d汽車生產(chǎn)國家，而在過去幾年里也一直保持領(lǐng)x地位。

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幾種不銹鋼軸承特點(diǎn)

推力軸承是動承，要使軸承正常工作，應(yīng)滿足以下條件：

1．潤滑油具有一粘度；

2．動、靜體之間有一定的相對速度；

3．相對運(yùn)動的兩表面傾斜，以形成油楔；

4．外載荷在規(guī)定范圍之內(nèi)；

5．足夠的油量。為了確保汽機(jī)的安全運(yùn)行，軸承溫度是必不可少的監(jiān)測項(xiàng)目。推力軸承采用測量推力瓦塊溫度的方式來監(jiān)測軸承溫度，在瓦塊上。

調(diào)心滾子軸承

具有兩列滾子，主要承受徑向載荷，同時也能承受任一方向的軸向載荷。有高的徑向載荷能力，特別適用于重載或振動載荷下工作，但不能承受純軸向載荷。該類軸承外圈滾道是球面形，故其調(diào)心性能良好，能補(bǔ)償同軸度誤差。

調(diào)心滾子軸承有圓柱形內(nèi)孔和圓錐形內(nèi)孔兩種。

圓錐內(nèi)孔的錐度分別為

1：12的后置代號為K的調(diào)心滾子軸承（153000型或113000型）和1：30的后置代號為K30的調(diào)心滾子軸承。此類軸承在與圓錐形軸個配時，內(nèi)圈沿軸向移動可以調(diào)整軸承的徑向游隙。將后置代號為K、K30的圓錐孔調(diào)心滾子軸承，安裝在相配的緊定套上，則成為后置代號為K H型和K30 H型軸承。此種軸承可以裝在沒有軸肩的光軸上，適用于需要經(jīng)常安裝和拆卸軸承的場合。為了改善軸承的潤滑性能，在軸承外圈車有環(huán)形油槽并鉆有均勻分布的三個油

孔，其后置代號為W33。

調(diào)心滾子軸承

是在有二條滾道的內(nèi)圈和滾道為球面的外圈之間，組裝著鼓形滾子的軸承。外圈滾道面的曲率中心于軸承中心一致，所以，具有與自動調(diào)心球軸承同樣的調(diào)心功能。在軸.外殼出現(xiàn)撓曲時，可以自動調(diào)整，不增加軸承負(fù)擔(dān)。b持架使用鋼板沖壓保持架.聚酰胺成形保持架及銅合金切制保持架。

NTN自動調(diào)心滾子軸承

是內(nèi)圈有兩列滾道，外圈為球面滾道，滾動體為鼓形的軸承，外圈滾道面中心與軸承中心一致。因之，具有自動調(diào)心性能，即使由于在軸和軸承箱之間有誤差或軸繞曲，使內(nèi)外圈產(chǎn)生傾斜的場合下亦能正常使用。

該類軸承承受徑向負(fù)荷、雙向軸向負(fù)荷及其合成負(fù)荷的能力較大，適合于承受振動、沖擊負(fù)荷的用途。除圓柱孔內(nèi)徑的軸承外，亦生產(chǎn)錐孔內(nèi)徑的軸承。錐孔軸承在基本型號后帶符號"K"，普通錐度為1/12，但240及241系列軸承的錐度為1/30，基本號后面帶符號"K30"。錐孔軸承幾乎全采用緊定套或拆卸套等固定在軸上。

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