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轴承行业热处理技术现状及发展方向

发布时间:2020年8月4日下午3:00

在轴承材质确定的情况下,热处理技术是决定轴承使用寿命的关键技术。在我国轴承行业,轴承的制造精度已达到国外水平,但使用精度远远落后于国外;轴承的寿命也不能和国外相比。高端轴承的市场基本被国外轴承厂占有。轴承零件热处理质量的好坏直接影响轴承的使用精度和寿命。我国的轴承热处理起步晚,但近十年轴承常规热处理发展较快,普通精度一般寿命的轴承热处理能完全实现批量生产。

长期以来高碳铬轴承热处理采用马氏体淬火+低温回火,贝氏体淬、回工艺仅在铁路客车及部分轧机轴承等领域采用。国外高碳铬轴承已经不局限在整体淬火上,表面改性在高碳铬轴承上以实现批量生产。表面改性主要包括低温离子渗流、碳氮共渗、离子氮化、表面涂覆、离子注入、激光高能束表面热处理等。低温渗流可以改善轴承的自润滑降低轴承的摩擦系数;碳氮共渗、离子氮化等均可以提高表面硬度增加抗磨性。

轴承退火环节的技术进步主要体现在节能和温度均匀性上。余热利用退火,双排双层节能退火炉在轴承行业均已批量采用。退火质量明显提升,退火均匀。同时节能与以前相比至少25%,最低可以达到110度/t,退火电耗已基本和国外相当。但退火后组织的细化程度与国外还有一定的差距。碳化物的细化程度及均匀度对轴承的使用寿命均有影响。轴承锻造后的单细化工艺及双细化工艺在国外也已使用,国内还没有工业批量应用,现已有企业在做这方面的工作,估计很快就可以实现工艺突破,据报道双细化可以提高轴承寿命1倍以上。但双细化工艺风险大,工艺关键技术已突破。工业实践正在推进,不久的将来双细化工艺也会在高端轴承推广。双细化工艺不仅可以提高轴承寿命,也可以提高轴承运行的尺寸稳定性。同时可以充分发挥材料性能,节约材料资源。

贝氏体淬火得到冲击韧性较好的下贝氏体组织,贝氏体与马氏体相比具有好的冲击韧性、断裂韧性和尺寸稳定性,但硬度低于马氏体。高碳铬轴承钢贝氏体淬火在铁路等行业得到了成功的应用,取得了良好的效益。

高碳铬轴承钢的渗碳和碳氮共渗工艺国外已比较成熟,国内已有一些厂家涉足。渗碳和碳氮共渗高碳铬轴承多用在高端小汽车、高端摩托车及精密机床领域。这些市场现多被国外占领,此市场前景广阔。高碳铬轴承钢的渗碳和碳氮共渗工艺的可以延长轴承的使用寿命。

离子注入技术,在轴承表面改性上是近20年的事。它可以提高基材的摩擦。磨损、腐蚀和其他化学性能,是一项很有意义的材料表面改性新技术。国外已有工业实践,国内还处在试验室阶段。

这些表面改性技术均可以大大提高轴承的使用寿命,在国内轴承热处理上值得推广。同时做好高碳铬轴承钢表面改性技术对节能降耗意义重大。发挥材料潜能到极限是最大的节能降耗;是节约资源的最好的途径。热处理技术是发挥材料潜能到极限的最好的方法。

轴承的精密热处理技术也向好的方向发展,通过精确的炉温、可控的冷却介质保证轴承淬火后尺寸的离散度变小,但成本较高,一般企业难以实现。另有一种限型淬火工艺已在轴承行业开发成功,控制变形效果较好。限型淬火不同于渗碳后压模淬火,高碳铬轴承钢不适用压模淬火,压模淬火易出软点及组织不合格;限型淬火采用300℃以上在油中自由淬火,300℃以下模具限型冷却。

总之,轴承热处理技术的发展方向为发挥材料极限,节约材料资源,降低污染排放。

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