技術(shù)文章
軸承零件經(jīng)熱處理后常見的質(zhì)量缺陷有:淬火顯微組織過熱、欠熱、淬火裂紋、硬度不夠、熱處理變形、表面脫碳、軟點(diǎn)等。
1.過熱 從調(diào)心滾子軸承零件粗糙口上可觀察到淬火后的顯微組織過熱。
但要確切判斷其過熱的程度必須觀察顯微組織。
若在GCr15鋼的淬火組織中出現(xiàn)粗針狀馬氏體,則為淬火過熱組織。
形成原因可能是淬火加熱溫度過高或加熱保溫時(shí)間太長(zhǎng)造成的全面過熱;也可能是因原始組織帶狀碳化物嚴(yán)重,在兩帶之間的低碳區(qū)形成局部馬氏體針狀粗大,造成的局部過熱。
過熱組織中殘留奧氏體增多,尺寸穩(wěn)定性下降。
由于淬火組織過熱,鋼的晶體粗大,會(huì)導(dǎo)致零件的韌性下降,抗沖擊性能降低,軸承的壽命也降低。
過熱嚴(yán)重甚至?xí)斐纱慊鹆鸭y。
2.欠熱 淬火溫度偏低或冷卻不良則會(huì)在顯微組織中產(chǎn)生超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的托氏體組織,稱為欠熱組織,它使硬度下降,耐磨性急劇降低,影響軸承壽命。
3.淬火裂紋 軸承零件在淬火冷卻過程中因內(nèi)應(yīng)力所形成的裂紋稱淬火裂紋。
造成這種裂紋的原因有:由于淬火加熱溫度過高或冷卻太急,熱應(yīng)力和金屬質(zhì)量體積變化時(shí)的組織應(yīng)力大于鋼材的抗斷裂強(qiáng)度;工作表面的原有缺陷(如表面微細(xì)裂紋或劃痕)或是鋼材內(nèi)部缺陷(如夾渣、嚴(yán)重的非金屬夾雜物、白點(diǎn)、縮孔殘余等)在淬火時(shí)形成應(yīng)力集中;嚴(yán)重的表面脫碳和碳化物偏析;零件淬火后回火不足或未及時(shí)回火;前面工序造成的冷沖應(yīng)力過大、鍛造折疊、深的車削刀痕、油溝尖銳棱角等。
總之,造成淬火裂紋的原因可能是上述因素的一種或多種,內(nèi)應(yīng)力的存在是形成淬火裂紋的主要原因。
淬火裂紋深而細(xì)長(zhǎng),斷口平直,破斷面無(wú)氧化色。
它在軸承套圈上往往是縱向的平直裂紋或環(huán)形開裂;在軸承鋼球上的形狀有S形、T形或環(huán)型。
淬火裂紋的組織特征是裂紋兩側(cè)無(wú)脫碳現(xiàn)象,明顯區(qū)別與鍛造裂紋和材料裂紋。
4.熱處理變形 軸承零件在熱處理時(shí),存在有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力,這種內(nèi)應(yīng)力能相互疊加或部分抵消,是復(fù)雜多變的,因?yàn)樗茈S著加熱溫度、加熱速度、冷卻方式、冷卻速度、零件形狀和大小的變化而變化,所以熱處理變形是難免的。
認(rèn)識(shí)和掌握它的變化規(guī)律可以使軸承零件的變形(如套圈的橢圓、尺寸漲大等)置于可控的范圍,有利于生產(chǎn)的進(jìn)行。
當(dāng)然在熱處理過程中的機(jī)械碰撞也會(huì)使零件產(chǎn)生變形,但這種變形是可以用改進(jìn)操作加以減少和避免的。
5.表面脫碳 軸承零件在熱處理過程中,如果是在氧化性介質(zhì)中加熱,表面會(huì)發(fā)生氧化作用使零件表面碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減少,造成表面脫碳。
表面脫碳層的深度超過最后加工的留量就會(huì)使零件報(bào)廢。
表面脫碳層深度的測(cè)定在金相檢驗(yàn)中可用金相法和顯微硬度法。
以表面層顯微硬度分布曲線測(cè)量法為準(zhǔn),可做仲裁判據(jù)。
6.軟點(diǎn) 由于加熱不足,冷卻不良,淬火操作不當(dāng)?shù)仍蛟斐傻妮S承零件表面局部硬度不夠的現(xiàn)象稱為淬火軟點(diǎn)。
它象表面脫碳一樣可以造成表面耐磨性和疲勞強(qiáng)度的嚴(yán)重下降。
機(jī)床用高速主軸軸承的技術(shù)介紹(機(jī)床軸承): 提高主軸軸承的速度是實(shí)現(xiàn)高速實(shí)用主軸的關(guān)鍵。
隨著高速化的發(fā)展,對(duì)于高效加工機(jī)床。
滾動(dòng)體采用陶瓷材料,dmN值在20×104左右,脂潤(rùn)滑條件下dmN值100×104左右的數(shù)控加工中心正在日益增加,已成為一種發(fā)展趨勢(shì),采用油氣和油霧潤(rùn)滑方式也將成為今后高速機(jī)床主軸軸承潤(rùn)滑的發(fā)展方向。
1高速主軸軸承發(fā)展情況: 一般多使用剛性和高速性能優(yōu)良的角接觸球軸承,為了適應(yīng)機(jī)床主軸的高速要求。
其次使用圓柱滾子軸承。
脂潤(rùn)滑條件下dmN值在50×104以下。
開發(fā)出油氣潤(rùn)滑后,與此同時(shí)逐步開發(fā)出與之相適應(yīng)的潤(rùn)滑系統(tǒng)。
從表述主軸軸承高速性能的dmN值(dm為軸承節(jié)圓直徑mm×N為轉(zhuǎn)速r/min來(lái)看。
dmN值已達(dá)到100×104以上。
爾后在軸承方面又開發(fā)出了滾動(dòng)體為陶瓷的角接觸球軸承,實(shí)現(xiàn)了dmN值為200×104×90年代開發(fā)出噴射潤(rùn)滑后,dmN值可達(dá)到300×104。
2高速主軸軸承技術(shù): (1)高速角接觸球軸承: 單列、雙列圓柱滾子軸承在高速性能方面均劣于角接觸球軸承。
角接觸軸承是具有接觸角的軸承,可以看出圓錐滾子軸承。
接觸角越大軸向剛度越好,但因?yàn)榍蚺c滾道之間的陀螺滑動(dòng)和自旋滑動(dòng)也大,因此發(fā)熱也會(huì)增加。
為了提高速度性能,方法是減小球的大小(或質(zhì)量)改變溝道的曲率系數(shù),以減小球的離心力,降低高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)部載荷,同時(shí)增加球的數(shù)量以提高剛性。
(2)陶瓷球角接觸球軸承: 推出了僅滾動(dòng)體系用氮化硅(Si3N4)陶瓷的混合型陶瓷球軸承,為了減少球質(zhì)量以提高速度。
其性能比較 作為高速主軸軸承材料,陶瓷(Si3N4)有以下優(yōu)點(diǎn):高速旋轉(zhuǎn)時(shí)滾動(dòng)體產(chǎn)生的離心力小,重量輕。
由于密度比軸承鋼小。
旋轉(zhuǎn)力矩可以減小,因此可以降低溫升,提高壽命。
良好的導(dǎo)熱性使陶瓷材料的滾動(dòng)體在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不易與金屬產(chǎn)生粘著。
潤(rùn)滑條件較好的情況下耐燒傷,出現(xiàn)燒傷。
熱膨脹小,滾動(dòng)體與內(nèi)圈接觸時(shí)不易發(fā)生預(yù)緊力增加而導(dǎo)致游隙減小。
軸承的變形小,由于硬度高、剛性好。
主軸的剛性也得到提高。
綜上所述,因此,采用陶瓷資料(Si3N4)作為滾動(dòng)體,與軸承鋼滾動(dòng)體相比速度可提高約25%35%壽命可提高約3倍。
(3)新型混合角接觸球軸承: 內(nèi)圈由于離心力而產(chǎn)生膨脹,高速旋轉(zhuǎn)時(shí)。
與滾動(dòng)體接觸應(yīng)力變大,使內(nèi)部預(yù)載荷增加、游隙變小、發(fā)熱增加。
針對(duì)此問題,最近開發(fā)出內(nèi)圈為不銹鋼的新型混合陶瓷球軸承。
由于不銹鋼的線膨脹系數(shù)比軸承鋼小20%因而能進(jìn)一步控制軸承在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)因內(nèi)圈膨脹而造成的預(yù)載荷增加。
潤(rùn)滑條件充沛,固定預(yù)載荷下dmN值可提高1.2倍。
(4)內(nèi)圈為陶瓷的混合角接觸球軸承: 定位預(yù)載緊的情況下,近來(lái)有資料介紹。
內(nèi)圈也使用陶瓷材料的混合型角接觸球軸承。
因?yàn)閮?nèi)圈也使用陶瓷材料,軸承內(nèi)徑或滾道離心膨脹小,預(yù)緊的增加也較小,加之剛性好,球和滾道的接觸面積小,所以發(fā)熱和膨脹也較小,可以比僅球?yàn)樘沾傻妮S承達(dá)到更高轉(zhuǎn)速。
但是正是由于高速旋轉(zhuǎn)時(shí)離心和膨脹小,與金屬制主軸之間的配合應(yīng)力如果過大就可能產(chǎn)生破壞甚至碎裂。
3高速化主軸軸承的潤(rùn)滑: 由于使用簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而得到廣泛應(yīng)用,主軸軸承的高速化發(fā)展趨勢(shì)對(duì)潤(rùn)滑提出了更高的要求。
保守dmN值在50×104以下的脂潤(rùn)滑,由于使用簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而得到廣泛應(yīng)用,而且無(wú)需特別維護(hù),也無(wú)需后續(xù)補(bǔ)充,大多數(shù)為終身潤(rùn)滑。
隨轉(zhuǎn)速提高,dmN值達(dá)100×104以上時(shí)采用油氣和油霧潤(rùn)滑,與脂潤(rùn)滑相比,溫度上升小,能夠以更高速度旋轉(zhuǎn),因而成為主要的潤(rùn)滑方法。
而噴射潤(rùn)滑雖然dmN值可達(dá)到250×104但需要大量潤(rùn)滑油,因攪拌阻力使動(dòng)力損失較大,而且需要較復(fù)雜的附屬設(shè)備,利息較高,所以一般不使用這種潤(rùn)滑方式。
(運(yùn)轉(zhuǎn)世界大國(guó)龍騰 龍出東方 騰達(dá)天下 龍騰三類調(diào)心滾子軸承 劉興邦CA CC E MB MA)
滾子軸承受損后的檢查、分析和判斷
對(duì)于整個(gè)滾子軸承來(lái)說,受損幾率比較高的是它的內(nèi)圈,而造成滾子軸承內(nèi)圈損壞的原因也有很多,因此在處理這類問題的時(shí)候要有針對(duì)性。對(duì)滾子軸承進(jìn)行全面的檢查,確定受損的位置和原因之后再做有效的處理。
如果已經(jīng)知道調(diào)心滾子軸承受損的,首先要對(duì)損害的部位進(jìn)行檢查,分辨到底是滾子軸承外圈全部破碎還是內(nèi)圈損害嚴(yán)重,或者是滾子軸承的軸向開裂情況等。同時(shí)還要考慮到潤(rùn)滑油的選擇問題,如果這方面沒有出錯(cuò)的話,那可能是軸承的設(shè)計(jì)出現(xiàn)了問題。
如果滾子軸承沒有得到良好的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),那它在使用過程中還是會(huì)出現(xiàn)一些不良現(xiàn)象,尤其是有些用戶提出的特殊設(shè)計(jì),若是處理不當(dāng)?shù)脑?,就?huì)給客戶帶來(lái)不良的反應(yīng)。 另外,還要進(jìn)一步確定滾子軸承內(nèi)圈損壞是否是由于溫度過高的原因造成的,因?yàn)樵诤芏嗟那闆r下,滾子軸承使用的過程中很多的情況都是由于這個(gè)因素而損害的。除此之外,還不能忽視的是滾子軸承產(chǎn)品在損壞過后軸承的硬度變化情況。既然滾子軸承損壞后會(huì)如此麻煩,那么就要在它使用過程中做好充分的保護(hù)措施,使其保持良好穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)滾子軸承的保養(yǎng)和維護(hù),使其能夠更加經(jīng)久耐用,減少問題的發(fā)生