NTN轴承用材料与热处理技术
作为世界综合性精密机械制造厂家,NTN拥有独特的轴承精密产品技术与国际品牌的世界影响力,这是在长期开发轴承产品上发展来的。其材料与热处理技术在NTN轴承产品中发挥着至关重要的作用。本文介绍NTN轴承用材料与热处理技术,为国内轴承企业提供参考。
1 引言
轴承材料的好坏直接影响轴承的性能,而各加工工艺的合理性、先进性与稳定性也会影响轴承的使用寿命。其中影响成品轴承质量的热处理技术与轴承的失效有更直接的关系。NTN公司拥有世界最先进的热处理技术,其轴承技术已经进入了纳米等级精密度(即1mm的100万分之一)。NTN精益求精,不断提高精度,使轴承能够逐步运用于高精度的精密机械上,充分满足了客户的需求。下文将简要介绍NTN轴承用材料与热处理技术。
2 NTN轴承用材料
2.1 滚道与滚动体材料
轴承滚道与滚动体的接触表面承受重复的重应力,还要保持高精度与旋转准确度。因此,滚道与滚动体必须由高硬度材料制成,才可以抗滚动疲劳、耐磨损,同时又具有尺寸稳定性。造成轴承疲劳的最常见原因是非金属夹杂物侵入钢中。非金属夹杂物包括导致疲劳裂纹的硬氧化物。因此必须使用非金属夹杂物极少的清洁钢。
对于所有NTN轴承,钢材中氧与非金属夹杂物含量都很低,………………
(略……………本文刊登于《轴承工业》2018年第12期“技术前沿”栏目P19—24,欢迎订阅“2018年合订本”查阅参考!)
2.1.1高/中碳合金钢
一般来说,制造轴承滚道和滚动体的钢材品种不仅可以进行表面处理,还可以进行所谓“穿透硬化法”的深度硬化处理。其中最重要的是高碳铬轴承钢,这也是广泛使用的钢种。对于大型轴承与横截面尺寸较大的轴承,使用含锰或者钼的感应淬火轴承钢。还可以使用含硅与锰的中碳铬钢,与高碳铬钢相比,这种钢材具有更好的硬化性能。
2.1.3耐热轴承钢
常规高碳铬轴承钢制成的轴承(进行标准的热处理)在温度超过120oC的条件下具有耐久性,但是可能出现不可接受的大型尺寸变化。为此,NTN设计了应用于非常高温度条件下的尺寸稳定热处理(TS处理)。
对于应用于150oC-200oC的标准高温轴承,向钢材中添加硅,改进了钢材的耐热性能,使轴承具有卓越的滚动疲劳寿命,同时在高温条件下的尺寸变化量或者软化量最小。
应用于高温条件时,轴承还使用各种不同的耐热钢,以最大限度地减少软化或者尺寸变化的量。其中两种是高速锰钢与高速钨钢。对于高速应用场合要求具备耐热性能的轴承,还可以使用耐热表面硬化锰钢
2.1.5感应淬火钢
除了使用表面硬化钢之外,感应淬火还应用于轴承滚道表面,为达到这一目的,因碳含量较低,使用中碳钢而不是穿透硬化钢。对于较大轴承与表面尺寸较大轴承要求的深层感应淬火,使用铬与锰强化中碳钢。
2.1.6其他轴承材料
对于超高速应用场合与要求很高耐磨水平的应用场合,也可以使用陶瓷轴承材料,例如Si3N4。
2.2 保持架材料
轴承保持架材料必须具有承受旋转振动与冲击载荷的强度。这些材料还必须具有较低的摩擦系数、重量轻、能承受轴承运行温度。
小、中型尺寸的轴承使用碳含量约为0.1%的冷、热轧钢质冲压保持架。