鼎尖軸承鋼

　　軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學(xué)成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴(yán)格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴(yán)格的鋼種之一。1976年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO將一些通用的軸承鋼號納入國際標(biāo)準(zhǔn)，將軸承鋼分為：滲碳軸承鋼、全淬透型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等五類共17個(gè)鋼號。

　　中文名 軸承鋼

　　外文名 Bearing steel

　　用 途 制造滾動軸承的滾珠

　　技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

　　主要執(zhí)行 中國GB/T18254-2002標(biāo)準(zhǔn)、俄羅斯ГОСТ、美國ASTM、英國BS、法國NF、德國DIN、日本JIS、國際ISO

　　種 類 滲碳軸承鋼、全淬透型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼

　　產(chǎn)品簡介

　　軸承鋼是用于制造滾動軸承的滾珠，滾柱和套筒等的鋼種，也可用于制作精密量具，冷沖模，機(jī)床絲杠及柴油機(jī)油泵的精密偶件。

　　名稱：軸承鋼

　　英文：bearing steel

　　產(chǎn)品概述

　　軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時(shí)承受著極大的壓力和摩擦力，所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性，以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學(xué)成分的均勻性、非金屬夾雜物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分嚴(yán)格，是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求最嚴(yán)格的鋼種之一。1976年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO將一些通用的軸承鋼號納入國際標(biāo)準(zhǔn)，將軸承鋼分為：全淬透型軸承鋼、表面硬化型軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼等四類共17個(gè)鋼號。

　　有的國家增加一個(gè)類別為特殊用途的軸承鋼或合金。我國已納入標(biāo)準(zhǔn)的軸承鋼分類方法與ISO相似，分別對應(yīng)為高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹耐蝕軸承鋼、高溫軸承鋼四大類。近五十年來我國還在軸承鋼鋼種及其軸承用材料方面，如無鉻軸承鋼、中碳軸承鋼、特殊用途軸承鋼及合金、金屬陶瓷等取得了很大的進(jìn)展。高碳鉻軸承鋼GCr15是世界上生產(chǎn)量最大的軸承鋼，含碳Wc為1%左右，含鉻量Wcr為1.5%左右，從1901年誕生至今100多年來，主要成分基本沒有改變，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，研究工作任在繼續(xù)，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，占世界軸承鋼生產(chǎn)總量的80%以上。以至于我們所說的軸承鋼如果沒有特殊的說明，那就是指GCr15。

　　化學(xué)成分：

　　美標(biāo)、德標(biāo)、法標(biāo)、英標(biāo)、俄標(biāo)、國標(biāo)、冶標(biāo)、日本標(biāo)準(zhǔn)中主要鋼號的化學(xué)成分見表

　　技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

　　軸承鋼生產(chǎn)主要執(zhí)行GB/T18254-2002標(biāo)準(zhǔn)和適應(yīng)于精鍛軸承用戶要求的萊鋼GCr15JD質(zhì)量協(xié)議，其中GCr15JD協(xié)議質(zhì)量要求嚴(yán)于GB/T18254-2002標(biāo)準(zhǔn) ，GCr15JD要求氧含量≤10ppm、中心偏析級別≤1.0級、成分控制、定尺和尺寸偏差等均嚴(yán)于GB/T18254-2002標(biāo)準(zhǔn)。

　　工藝流程

　　50噸UHP電爐冶煉→60噸LF爐精煉→60噸VD爐真空處理→合金鋼矩形坯連鑄(260mm×300mm、180mm×220mm)→緩冷或熱送→軋材→精整→檢驗(yàn)入庫。

　　質(zhì)量性能

　　為了滿足以上對動軸承的性能的要求，對軸承鋼材料提出了以下一些基本的性能要求：

　　1)高的接觸疲勞強(qiáng)度，

　　2)熱處理后應(yīng)具有高的硬度或能滿足軸承使用性能要求的硬度，

　　3)高的耐磨性、低的摩擦系數(shù)，

　　4)高的彈性極限，

　　5)良好的沖擊韌性和斷裂韌性，

　　6)良好的尺寸穩(wěn)定性，

　　7)良好的防銹性能，

　　8)良好的冷、熱加工性能。

　　基本要求

　　軸承鋼

　　根據(jù)以上對軸承用鋼的基本要求，對軸承用鋼的冶金質(zhì)量提出以下的基本要求;

　?、賴?yán)格的化學(xué)成分要求。

　　一般軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼，即含碳量1%左右，加入1.5%左右的鉻，并含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩(wěn)定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。

　　但當(dāng)鉻含量超過1.65%時(shí)，淬火后會增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩(wěn)定性，增加碳化物的不均勻性，降低鋼的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。為此，高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1，65%以下。只有嚴(yán)格控制軸承鋼中的化學(xué)成分，才能通過熱處理工序獲得滿足軸承性能的組織和硬度。

　?、谳^高的尺寸精度要求，對于使用在高速鐓鍛機(jī)上鍛造的熱軋退火棒料，應(yīng)該對其尺寸精度有更高的要求。

　　滾動軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高，這是因?yàn)榇蟛糠州S承零件都要經(jīng)過壓力成型。為了節(jié)省材料和提高勞動生產(chǎn)率，絕大部分軸承套圈都是經(jīng)過鍛造成型，鋼球是經(jīng)過冷鐓或熱軋成型，小尺寸的滾子也是經(jīng)過冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高，就無法精確地計(jì)算下料尺寸和重量，而不能保證軸承零件的產(chǎn)品質(zhì)量，也容易造成設(shè)備和模具的損壞。

　　③特別嚴(yán)格的純潔度要求。

　　鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少，純潔度越高，鋼中的非金屬夾雜物越少。軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽等有害夾雜物是導(dǎo)致軸承早期疲勞剝落、顯著降低軸承壽命的主要原因。特別是脆性夾雜物危害最大，由于在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來，嚴(yán)重影響軸承零件精加工后的表面質(zhì)量。因此，為了提高軸承的使用壽命和可靠性，必須降低軸承鋼中夾雜物的含量。

　?、車?yán)格的低倍組織和顯微(高倍)組織要求。

　　軸承鋼的低倍組織是指一般疏松、中心疏松和扁析，顯微(高倍)組織包括鋼的退火組織、碳化物網(wǎng)狀、帶狀和液析等。碳化物液析硬而脆，它的危害性與脆性夾雜物相同。網(wǎng)狀碳化物降低鋼的沖擊韌性，并使之組織不均勻，在淬火時(shí)容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強(qiáng)度。低、高倍組織的優(yōu)劣對滾動軸承的性能和使用壽命有很大的影響，所以，在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對低、高倍組織有著嚴(yán)格的要求。

　?、萏貏e嚴(yán)格的表面缺陷和內(nèi)部缺陷要求。

　　對軸承鋼而言，表面缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結(jié)疤、氧化皮等，內(nèi)部缺陷包括縮孔、氣泡、白點(diǎn)、嚴(yán)重的疏松和偏析等。這些缺陷對于軸承的加工、軸承的性能和壽命有很大的影響，在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定不允許出現(xiàn)這些缺陷。

　?、迖?yán)格的碳化物不均勻性要求。

　　在軸承鋼中，如果出現(xiàn)嚴(yán)重的碳化物分布不均勻，則在熱處理加工過程中就容易造成組織和硬度的不均勻，鋼的組織不均勻性對接觸疲勞強(qiáng)度有較大的影響。另外，嚴(yán)重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時(shí)產(chǎn)生裂紋，碳化物不均勻性還會導(dǎo)致軸承的壽命降低因此，在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中，對不同規(guī)格的鋼材均有明確的特別要求。

　?、邍?yán)格的表面脫碳層深度要求。

　　在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對鋼材表面脫碳層有著嚴(yán)格的規(guī)定，如果表面脫碳層超出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定范圍，且在熱處理前的加工過程中又沒有將其全部清除掉，則在熱處理淬火過程中就容易產(chǎn)生淬火裂紋，造成零件的報(bào)廢。

　?、嗥渌?。

　　在軸承鋼材料標(biāo)準(zhǔn)中還對軸承鋼的冶煉方法、氧含量、退火硬度、斷口、殘余元素、火花檢驗(yàn)、交貨狀態(tài)、標(biāo)識等有嚴(yán)格的要求。

　　物理性能

　　軸承鋼的物理性能主要以檢查顯微組織、脫碳層、非金屬夾雜物、低倍組織為主。一般情況下均以熱軋退火、冷拉退火交貨。交貨狀態(tài)應(yīng)在合同中注明。鋼材的低倍組織必須無縮孔、皮下氣泡、白點(diǎn)及顯微孔隙。中心疏松、一般疏松不得超過1.5級，偏析不得超過2級。鋼材的退火組織應(yīng)為均勻分布的細(xì)粒狀珠光體。脫碳層深度、非金屬夾雜物和碳化物不均勻度應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

　　產(chǎn)品種類

　　我國已生產(chǎn)高碳鉻不銹軸承鋼，主要鋼號有9Cr18;滲碳軸承鋼，主要鋼號有G20CrMo;鉻軸承鋼，主要鋼號有GCr15。

　　軸承鋼又稱高碳鉻鋼，含碳量ωc為1%左右，含鉻量ωcr為0.5%-1.65%。軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼、無鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼六大類;

　　制造方法

　　對軸承鋼的冶煉質(zhì)量要求很高，需要嚴(yán)格控制硫、磷、氫等含量以及非金屬夾雜物和碳化物的數(shù)量、大小和分布狀況，因?yàn)榉墙饘賷A雜物和碳化物的數(shù)量、大小和分布狀況對軸承鋼的使用壽命影響很大，往往軸承的失效就是在大的夾雜或碳化物周圍產(chǎn)生的微裂紋擴(kuò)展而成。

　　夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關(guān)，氧含量越高，夾雜物數(shù)量就越多，壽命就越短。夾雜物和碳化物粒徑越大、分布越不均勻，使用壽命也越短，而它們的大小、分布狀況與使用的冶煉工藝和冶煉質(zhì)量密切相關(guān)，生產(chǎn)軸承鋼的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉+電渣重熔工藝冶煉，還有少量采用真空感應(yīng)+真空自耗的雙真空或+多次真空自耗等工藝來提高軸承鋼的質(zhì)量。

　　分類用途

　　分類：當(dāng)前世界各國所使用的軸承鋼主要有5大類，即高碳鉻軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼、高溫軸承鋼、中碳軸承鋼。

　　用途：除做滾珠、軸承套圈等外，有時(shí)也用來制造工具，如沖模、量具、絲錐等。

　　產(chǎn)品包裝

　　直徑小于20mm要打包交貨，大于20mm時(shí)可以裸裝交貨。對冷拔 鋼應(yīng)涂防銹油。貨物出廠前應(yīng)附質(zhì)量保證書、注明鋼號、爐號、重量、規(guī)格、化學(xué)成分、檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)結(jié)果。

　　規(guī)格外觀

　　規(guī)格主要有圓鋼、扁鋼、鋼絲，鋼材表面應(yīng)加工良好 。不得有裂紋、折疊、結(jié)疤和夾雜。冷拉鋼表面還應(yīng)光滑、干凈、無氧化皮。