影响轴承寿命的材料因素

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8 Oct 2014

常州海山轴承有限公司,公司始创于1995年,位于美丽富饶的中国轴承制造之城——常州。毗邻常州市奔牛机场、京沪高铁常州北站、沪宁高铁常州站、沪宁高速中段、沿江高速枕边。是一个以机械事业为主,实现多元化的经济实体。公司占地面积12000多平方米,现有职工280人,固定资产5000万元人民币。成立近20年来,坚持一业为主、多业并举、全面发展的经营方针,成功地走出一条自筹资金、自主经营、自负盈亏、自我发展之路。本公司是专业生产第四大类滚针轴承,广泛用于纺织机械,印刷机械,烟草机械,工程机械,缝纫机械,包装机械,电动工具,汽摩,办公设备,洗衣机,矿山机械等领域。

滚动轴承的早期失效形式,主要有破裂、塑性变形、磨损、腐蚀和疲劳,在正常条件下主要是接触疲劳。轴承零件的失效除了服役条件之外,主要受钢的硬度、强度、韧性、耐磨性、抗蚀性和内应力状态制约。影响这些性能和状态的主要内在因素有如下几项。
    1.1淬火钢中的马氏体
    高碳铬钢原始组织为粒状珠光体时,在淬火低温回火状态下,淬火马氏体含碳量,明显影响钢的力学性能。强度、韧性在0.5%左右,接触疲劳寿命在 0.55%左右,抗压溃能力在0.42%左右,当GCr15钢淬火马氏体含碳量为0.5%~0.56%时,可以获得抗失效能力最强的综合力学性能。
    应该指出,在这种情况下获得的马氏体是隐晶马氏体,测得的含碳量是平均含碳量。实际上,马氏体中的含碳量在微区内是不均匀的,靠近碳化物周围的碳浓度高于远离碳化物原铁素体部分,因而它们开始发生马氏体转变的温度不同,从而抑制了马氏体晶粒的长大和显微形态的显示而成为隐晶马氏体。它可避免高碳钢淬火时易出现的显微裂纹,而且其亚结构为强度与韧性均高的位错型板条状马氏体。因此,只有当高碳钢淬火时获得中碳隐晶马氏体时轴承零件才可能获得抗失效能力最佳的基体。
    1.2淬火钢中的残留奥氏体
    高碳铬钢经正常淬火后,可含有8%~20%Ar(残留奥氏体)。轴承零件中的Ar有利也有弊,为了兴利除弊,Ar含量应适当。由于Ar量主要与淬火加热奥氏体化条件有关,它的多少又会影响淬火马氏体的含碳量和未溶碳化物的数量,较难正确反映Ar量对力学性能的影响。为此,固定奥氏条件,利用奥氏体体化热稳定化处理工艺,以获得不同Ar量,在此研究了淬火低温回火后Ar含量对GCr15钢硬度和接触疲劳寿命的影响。
    随着奥氏体含量的增多,硬度和接触疲劳寿命均随之而增加,达到峰值后又随之而降低,但其峰值的Ar含量不同,硬度峰值出现在17%Ar左右,而接触疲劳寿命峰值出现在9%左右。当试验载荷减小时,因Ar量增多对接触疲劳寿命的影响减小。这是由于当Ar量不多时对强度降低的影响不大,而增韧的作用则比较明显。原因是载荷较小时,Ar发生少量变形,既消减了应力峰,又使已变形的Ar加工强化和发生应力应变诱发马氏体相变而强化。但如载荷大时,Ar较大的塑性变形与基体会局部产生应力集中而破裂,从而使寿命降低。

公司始终坚持以人为本的原则,注重吸收和培养技术人才和管理人才,积累了雄厚的智力资本建立了完善的现代企业管理制度,按照“发展多元化、经营规模化、管理现代化、服务规范化”的要求,逐步形成以机械事业为主线、资本高效运营、资源优化配置的投资管理中心。
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