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汽车NSK轴承的材料及热处理长寿命技术

汽车NSK轴承的材料及热处理长寿命技术

据有关数据显示,40%的滚动轴承应用于汽车。近年来,随着汽车工业的发展和各方面对汽车性能要求的不断提高,汽车轴承越来越小型轻量化、高速化和高效率化,使用条件越来越苛刻。轴承不仅要求低摩擦、耐磨性和耐久性的摩擦学特性,而且要求在高速、高载、高温等条件下具有长的寿命、高的可靠性,并能实现免维修、环保和低成本等。

轴承的正常失效大致可分为疲劳剥落失效、精度丧失失效、振动噪声超标失效,相应寿命为疲劳寿命、精度寿命及音质寿命。除此之外的失效划归为非正常失效,如滚动轴承零件(套圈、滚动体)的断裂、保持架的断裂等等。其中,疲劳剥落失效为主要的失效形式,疲劳寿命也是目前轴承设计的主要依据。疲劳剥落按其起源部位可依次分为次表面起源型、表面起源型;按疲劳剥落发生前有无组织变化又可分为组织变化型和非组织变化型。

根据轴承的工况条件不同,其失效形式不同,所采用的材料及热处理长寿命措施各不相同。

次表面起源型剥落的长寿命技术。对于易发生次表面起源型剥落的轴承,其寿命主要取决于材料中夹杂物的类型、数量和尺寸。其中氧化物型和Ti非金属夹杂物是有害的,它们会缩短轴承寿命,尤其是粗大的硬脆夹杂物对接触疲劳的寿命影响最大,夹杂物尺寸越大,与基体的硬度差别越大,其危害越大。因此,为了有效减少非金属夹杂物含量,最有效的方法是通过钢包精炼和真空脱气,减低钢中氧和Ti含量。

表面起源型剥落的长寿命技术。表面起源型剥落主要发生在润滑油膜形成不充分或润滑剂污染的条件下,如变速系统轴承、轮毂轴承等。有效的方法是改善润滑条件,使表面起源型剥落转换为寿命较长的次表面起源型剥落。在上述措施受限的情况下,只能从材料及热处理方面采取措施,实现长寿命化。一方面可以通过合金化提高基体强度或通过表面覆膜材料提高表面硬度,另一方面是通过调整合金成分或进行特殊的淬回火热处理或严格控制渗碳或碳氮共渗处理以增加残余奥氏体的含量,提高残余奥氏体的稳定性。

3)组织变化型剥落的长寿命技术。提高准高温工作条件下轴承寿命的有效而廉价的途径是在GCr15的成分基础上适当提高Cr、Si、Mo等阻止碳扩散的元素含量,以阻止白色腐蚀区的形成,来提高高温性能。(余冶)

 

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日期:2012/3/10 阅读:5916次
 
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