軸承鋼
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中文名
軸承鋼
外文名
Bearing steel
用 途
制造滾動軸承的滾珠
前 景
要點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
主要執(zhí)行GB/T18254-2002標(biāo)準(zhǔn)
種 類
9Cr18；滲碳軸承鋼


1產(chǎn)品簡介編輯
軸承鋼是用于制造滾動軸承的滾珠,滾柱和套筒等的鋼種,也可用于制作準(zhǔn)確量具,冷沖模,機(jī)床絲杠及柴油機(jī)油泵的準(zhǔn)確偶件。
名稱：軸承鋼
英文：bearing steel
2發(fā)展前景編輯
準(zhǔn)確軸承等基礎(chǔ)機(jī)械鑄造業(yè)已經(jīng)成為國家“十二五”期間要點(diǎn)發(fā)展的行業(yè),為了實(shí)現(xiàn)兩會提出的經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo),各地城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程密集開工,軸承鋼市場需求也將隨之釋放。
伴隨著軸承制造業(yè)的持續(xù),較快發(fā)展,軸承鋼市場前景被看好。國內(nèi)軸承鋼生產(chǎn)廠家正積極研發(fā)軸承鋼新品種,軸承制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展立足高等產(chǎn)品是未來的主要趨勢。
為了實(shí)現(xiàn)兩會提出的經(jīng)濟(jì)增長目標(biāo),各地城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程掀起施工高潮,***,保障房,水利,港口,機(jī)場等重大工程項(xiàng)目的密集開工帶動了工程機(jī)械制造業(yè)的復(fù)蘇,拉動工程機(jī)械需求,軸承鋼市場需求也隨之釋放。同時(shí)鐵礦石,焦炭,高鉻等鋼鐵原材料市場價(jià)格持續(xù)高位運(yùn)行,使軸承鋼生產(chǎn)成本不斷攀升,剛性成本的推動,促使鋼廠的出廠價(jià)格上調(diào),從而進(jìn)一步帶動軸承鋼市場價(jià)格的上升,這兩方面利好因素穩(wěn)定了增長拉動了內(nèi)需。
產(chǎn)業(yè)洞察研究資料《2013年中國軸承鋼產(chǎn)業(yè)高層度研究報(bào)告》顯示目前國內(nèi)軸承制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁,對軸承鋼市場平穩(wěn)向好將帶來利好效應(yīng)。一批高等軸承需求量大幅增長,如航空航天軸承,機(jī)床主軸用高速準(zhǔn)確軸承,高速電主軸軸承,光伏行業(yè)機(jī)床用準(zhǔn)確軸承,高鐵軸承,汽車軸承,起重機(jī)用滑輪軸承等等。
3產(chǎn)品概述編輯
軸承鋼是用來制造滾珠,滾柱和軸承套圈的鋼。軸承在工作時(shí)承受著較大的壓力和摩擦力,所以要求軸承鋼有高而均勻的硬度和耐磨性,以及高的彈性極限。對軸承鋼的化學(xué)成分的均勻性,非金屬夾雜物的含量和分布,碳化物的分布等要求都十分嚴(yán)格,是所有鋼鐵生產(chǎn)中要求較嚴(yán)格的鋼種之一。1976年國際標(biāo)準(zhǔn)化籌備ISO將一些通用的軸承鋼號納入國際標(biāo)準(zhǔn),將軸承鋼分為：全淬透型軸承鋼,表面硬化型軸承鋼,不銹軸承鋼,高溫軸承鋼等四類共17個(gè)鋼號。
有的國家增加一個(gè)類別為特殊用途的軸承鋼或合金。我國已納入標(biāo)準(zhǔn)的軸承鋼分類方法與ISO相似,分別對應(yīng)為高碳鉻軸承鋼,滲碳軸承鋼,不銹耐蝕軸承鋼,高溫軸承鋼四大類。近五十年來我國還在軸承鋼鋼種及其軸承用材料方面,如無鉻軸承鋼,中碳軸承鋼,特殊用途軸承鋼及合金,金屬陶瓷等取得了很大的進(jìn)展。高碳鉻軸承鋼GCr15是世界上生產(chǎn)量較大的軸承鋼,含碳Wc為1%左右,含鉻量Wcr為1.5%左右,從1901年誕生至今100多年來,主要成分基本沒有改變,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,研究工作任在繼續(xù),產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高,占世界軸承鋼生產(chǎn)總量的80%以上。以至于我們所說的軸承鋼如果沒有特殊的說明,那就是指GCr15。
化學(xué)成分：
國標(biāo),冶標(biāo),日本標(biāo)準(zhǔn)中主要鋼號的化學(xué)成分見表
4技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)編輯
軸承鋼生產(chǎn)主要執(zhí)行GB/T18254-2002標(biāo)準(zhǔn)和適應(yīng)于精鍛軸承用戶要求的萊鋼GCr15JD質(zhì)量協(xié)議,其中GCr15JD協(xié)議質(zhì)量要求嚴(yán)于GB/T18254-2002標(biāo)準(zhǔn) ,GCr15JD要求氧含量≤10ppm,中心偏析級別≤1.0級,成分控制,定尺和尺寸偏差等均嚴(yán)于GB/T18254-2002標(biāo)準(zhǔn)。
工藝流程
50噸UHP電爐冶煉→60噸LF爐精煉→60噸VD爐真空處理→合金鋼矩形坯連鑄（260mm×300mm,180mm×220mm）→緩冷或熱送→軋材→精整→檢驗(yàn)入庫。
質(zhì)量性能
為了滿足以上對動軸承的性能的要求,對軸承鋼材料提出了以下一些基本的性能要求：
1）高的接觸疲勞強(qiáng)度,
2）熱處理后應(yīng)具有高的硬度或能滿足軸承使用性能要求的硬度,
3）高的耐磨性,低的摩擦系數(shù),
4）高的彈性極限,
5）良好的沖擊韌性和斷裂韌性,
6）良好的尺寸穩(wěn)定性,
7）良好的防銹性能,
8）良好的冷,熱加工性能。
基本要求

軸承鋼
根據(jù)以上對軸承用鋼的基本要求,對軸承用鋼的冶金質(zhì)量提出以下的基本要求；
①嚴(yán)格的化學(xué)成分要求。
一般軸承用鋼主要是高碳鉻軸承鋼,即含碳量1%左右,加入1．5%左右的鉻,并含有少量的錳,硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能,提高淬透性,籌備均勻性,回火穩(wěn)定性,又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。
但當(dāng)鉻含量超過1．65%時(shí),淬火后會增加鋼中殘余奧氏體,降低硬度和尺寸穩(wěn)定性,增加碳化物的不均勻性,降低鋼的沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度。為此,高碳鉻軸承鋼中的含鉻量一般控制在1,65%以下。只有嚴(yán)格控制軸承鋼中的化學(xué)成分,才能通過熱處理工序獲得滿足軸承性能的籌備和硬度。
②較高的尺寸精度要求,對于使用在高速鐓鍛機(jī)上鍛造的熱軋退火棒料,應(yīng)該對其尺寸精度有更高的要求。
滾動軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高,這是因?yàn)榇蟛糠州S承零件都要經(jīng)過壓力成型。為了節(jié)省材料和提高勞動生產(chǎn)率,絕大部分軸承套圈都是經(jīng)過鍛造成型,鋼球是經(jīng)過冷鐓或熱軋成型,小尺寸的滾子也是經(jīng)過冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高,就無法準(zhǔn)確地計(jì)算下料尺寸和重量,而不能保證軸承零件的產(chǎn)品質(zhì)量,也容易造成設(shè)備和模具的損壞。
③特別嚴(yán)格的純潔度要求。
鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少,純潔度越高,鋼中的非金屬夾雜物越少。軸承鋼中的氧化物,硅酸鹽等有害夾雜物是導(dǎo)致軸承早期疲勞剝落,顯著降低軸承壽命的主要原因。特別是脆性夾雜物危害較大,由于在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來,嚴(yán)重影響軸承零件精加工后的表面質(zhì)量。因此,為了提高軸承的使用壽命和可靠性,必須降低軸承鋼中夾雜物的含量。
④嚴(yán)格的低倍籌備和顯微（高倍）籌備要求。
軸承鋼的低倍籌備是指一般疏松,中心疏松和扁析,顯微(高倍)籌備包括鋼的退火籌備,碳化物網(wǎng)狀,帶狀和液析等。碳化物液析硬而脆,它的危害性與脆性夾雜物相同。網(wǎng)狀碳化物降低鋼的沖擊韌性,并使之籌備不均勻,在淬火時(shí)容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火籌備以及接觸疲勞強(qiáng)度。低,高倍籌備的優(yōu)劣對滾動軸承的性能和使用壽命有很大的影響,所以,在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對低,高倍籌備有著嚴(yán)格的要求。
⑤特別嚴(yán)格的表面缺陷和內(nèi)部缺陷要求。
對軸承鋼而言,表面缺陷包括裂紋,夾渣,毛刺,結(jié)疤,氧化皮等,內(nèi)部缺陷包括縮孔,氣泡,白點(diǎn),嚴(yán)重的疏松和偏析等。這些缺陷對于軸承的加工,軸承的性能和壽命有很大的影響,在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定不允許出現(xiàn)這些缺陷。
⑥嚴(yán)格的碳化物不均勻性要求。
在軸承鋼中,如果出現(xiàn)嚴(yán)重的碳化物分布不均勻,則在熱處理加工過程中就容易造成籌備和硬度的不均勻,鋼的籌備不均勻性對接觸疲勞強(qiáng)度有較大的影響。另外,嚴(yán)重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時(shí)產(chǎn)生裂紋,碳化物不均勻性還會導(dǎo)致軸承的壽命降低因此,在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中,對不同規(guī)格的鋼材均有明確的特別要求。
⑦嚴(yán)格的表面脫碳層高層度要求。
在軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對鋼材表面脫碳層有著嚴(yán)格的規(guī)定,如果表面脫碳層超出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定范圍,且在熱處理前的加工過程中又沒有將其全部清除掉,則在熱處理淬火過程中就容易產(chǎn)生淬火裂紋,造成零件的報(bào)廢。
⑧其他要求。
在軸承鋼材料標(biāo)準(zhǔn)中還對軸承鋼的冶煉方法,氧含量,退火硬度,斷口,殘余元素,火花檢驗(yàn),交貨狀態(tài),標(biāo)識等有嚴(yán)格的要求。
物理性能
軸承鋼的物理性能主要以檢查顯微籌備,脫碳層,非金屬夾雜物,低倍籌備為主。一般情況下均以熱軋退火,冷拉退火交貨。交貨狀態(tài)應(yīng)在合同中注明。鋼材的低倍籌備必須無縮孔,皮下氣泡,白點(diǎn)及顯微孔隙。中心疏松,一般疏松不得超過1.5級,偏析不得超過2級。鋼材的退火籌備應(yīng)為均勻分布的細(xì)粒狀珠光體。脫碳層高層度,非金屬夾雜物和碳化物不均勻度應(yīng)符合相應(yīng)有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。
5產(chǎn)品種類編輯
我國已生產(chǎn)高碳鉻不銹軸承鋼,主要鋼號有9Cr18；滲碳軸承鋼,主要鋼號有G20CrMo；鉻軸承鋼,主要鋼號有GCr15。
軸承鋼又稱高碳鉻鋼,含碳量ωc為1%左右,含鉻量ωcr為0.5%-1.65%。軸承鋼又分為高碳鉻軸承鋼,無鉻軸承鋼,滲碳軸承鋼,不銹軸承鋼,中高溫軸承鋼及防磁軸承鋼六大類；
6制造方法編輯
對軸承鋼的冶煉質(zhì)量要求很高,需要嚴(yán)格控制硫,磷,氫等含量以及非金屬夾雜物和碳化物的數(shù)量,大小和分布狀況,因?yàn)榉墙饘賷A雜物和碳化物的數(shù)量,大小和分布狀況對軸承鋼的使用壽命影響很大,往往軸承的失效就是在大的夾雜或碳化物周圍產(chǎn)生的微裂紋擴(kuò)展而成。
夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關(guān),氧含量越高,夾雜物數(shù)量就越多,壽命就越短。夾雜物和碳化物粒徑越大,分布越不均勻,使用壽命也越短,而它們的大小,分布狀況與使用的冶煉工藝和冶煉質(zhì)量密切相關(guān),生產(chǎn)軸承鋼的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉 電渣重熔工藝冶煉,還有少量采用真空感應(yīng) 真空自耗的雙真空或 多次真空自耗等工藝來提高軸承鋼的質(zhì)量。
7分類用途編輯
分類：當(dāng)前世界各國所使用的軸承鋼主要有5大類,即高碳鉻軸承鋼,滲碳軸承鋼,不銹軸承鋼,高溫軸承鋼,中碳軸承鋼。
用途：除做滾珠,軸承套圈等外,有時(shí)也用來制造工具,如沖模,量具,絲錐等。
生產(chǎn)地區(qū)
我國江陰興澄特鋼,寶特,聊城宏嘉特鋼是生產(chǎn)軸承鋼的主要產(chǎn)地。主要出口為東南亞地區(qū)和歐洲。
進(jìn)口來源
我國主要從日本,德國進(jìn)口軸承鋼。