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残余奥氏体对滚动IKO轴承疲劳寿命的影响

残余奥氏体对滚动IKO轴承疲劳寿命的影响

随着高速精密加工技术的发展,电机与主轴为实现高速精密加工而成为机床的“芯片”部件,与之相配套的精密滚动轴承的研究与应用成为关键技术。精密轴承在高速运转中,不仅要求高的运转精度、低的噪音,更要有长的轴承使用寿命和高的可靠度。如何提高滚动轴承的疲劳寿命,成为各大轴承公司研究的重点。因此,在分析残余奥氏体对疲劳寿命影响的基础上,重点就6209精密轴承的热处理工艺、残余奥氏体、疲劳寿命进行了对比试验分析。

长期以来,普遍认为残余奥氏体硬度低,对轴承的强度、耐磨性、抗疲劳性能不利,尤其是其作为亚稳定相存在于成品轴承中,是造成尺寸不稳定的主要原因,在我国各个轴承生产企业中所采用的热处理工艺以将残余奥氏体尽可能降到最低为目标。

通过对不同润滑介质轴承的失效方式的深入分析,对残余奥氏体能大幅度提高在污染环境中轴承的使用寿命有了新的认识。在污染环境中使用的轴承主要是以表面起源的接触疲劳剥落而导致最终失效。其失效的机理如下,在污染的润滑介质中,硬粒子和各种类型的金属硬碎屑由于受到滚动体的挤压,在旋转的轴承滚道上产生一定尺寸的凹坑,凹坑边缘的接触应力非常大,因此加速了疲劳裂纹的扩展和表面剥落。

 

研究表明,凹坑形状与残余奥氏体含量之间存在着一定关系,随残余奥氏体含量的增加,r/c的值也增加,较高的r/c值由于降低了凹坑边缘的应力集中而提高了寿命。在交变应力的作用下,在硬度高的材料上产生的r/c值比硬度低的材料大,同时也发现具有低残余奥氏体含量的较低硬度的材料应力释放在很短的时间就已完成,而具有高残余奥氏体含量的高硬度材料的r/c值连续增加,应力释放不断进行,阻止疲劳裂纹的快速扩展,因此提高了在污染环境下轴承的使用寿命。较为准确地控制轴承零件中残留奥氏体的含量,是提高滚动轴承的疲劳寿命的关键技术之一。

虽然较高的残余奥氏体含量可大大提高轴承在污染环境下的使用寿命和可靠性,但较多的残奥量会使轴承尺寸精度稳定性下降。随残余奥氏体含量的增加,接触疲劳寿命随之上升,成非线性梯度关系;而过低的残奥量会降低轴承钢的韧性,使轴承接触疲劳寿命显著下降。残奥量在12%左右时,已具有很好的疲劳寿命;随残奥量的继续增加,疲劳寿命增幅有所下降。通过改变淬回火工艺参数、冷却速度以及可控气氛,可获得所需的残余奥氏体含量。(榕霖)

 

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日期:2012/3/10 阅读:5458次
 
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