軸承鋼

軸承鋼按化學(xué)成分、性能、 使用加工工藝和用途等分為全淬透 軸承鋼、滲碳軸承鋼、不銹軸承鋼和 高溫軸承鋼。全淬透軸承鋼主要是 高碳鉻鋼，如GCr15，其含碳量1% 左右、含鉻量1.5%左右。為了提高 硬度、耐磨性和淬透性，適當(dāng)加入一 些硅、錳、鉬等，如GCr15SiMn。這 類軸承鋼產(chǎn)量最大，占所有軸承鋼 產(chǎn)量的95%以上。滲碳軸承鋼是含 碳量為0.08～0.23%的鉻、鎳、鉬 合金結(jié)構(gòu)鋼，制成軸承零件后表面 進行碳氮共滲，以提高其硬度和耐 磨性，這種鋼用于制造承受強沖擊 載荷的大型軸承，如大型軋機軸承、 汽車軸承、礦機軸承和鐵路車輛軸 承等。不銹軸承鋼有高碳鉻不銹軸 承鋼，如9Cr18、9Cr18MoV等，和 中碳鉻不銹軸承鋼，如4Cr13等，用 于制作不銹耐腐蝕的軸承。高溫軸 承鋼是在高溫（300～500℃）下使 用，要求鋼在使用溫度具有一定的 紅硬性和耐磨性，大多選用高速工 具鋼代用，如W18Cr4V、W9Cr4V、 W6Mo5Cr4V2、Cr14Mo4 和 Cr4Mo4V等。

（1）50噸及以上UHP電爐冶煉→60噸及以上LF爐精煉→60噸及以上VD爐真空處理→合金鋼方坯或矩形坯連鑄（260mm×300mm、180mm×220mm）→緩冷或熱送→軋材→精整→檢驗入庫。

（2）90噸及以上轉(zhuǎn)爐冶煉→100噸及以上LF爐精煉→100噸及以上RH爐真空處理→合金鋼方坯或矩形坯連鑄→（如：320mm×340mm、240mm×240mm）緩冷或熱送→軋材→精整→檢驗入庫。

軸承鋼的物理性能主要以檢查顯微組織、脫碳層、非金屬夾雜物、低倍組織為主。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。鋼材的低倍組織必須無縮孔、皮下氣泡、白點及顯微孔隙。中心疏松、一般疏松不得超過1.5級，偏析不得超過2級。鋼材的退火組織應(yīng)為均勻分布的細(xì)粒狀珠光體。脫碳層深度、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。

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)。

軸承在工作時承受著極大的壓力和摩擦力，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)中要求最嚴(yán)格的鋼種之一。1976年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織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個鋼號。

有的國家增加一個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展。

軸承鋼基本要求

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、組織均勻性、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，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組織和硬度。

②較高的尺寸精度要求，對于使用在高速鐓鍛機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，這是因為大部分軸承零件都要經(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，就無法精確地計算下料尺寸和重量，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最大，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)格的低倍組織和顯微（高倍）組織要求。

軸承鋼的低倍組織是指一般疏松、中心疏松和偏析，顯微（高倍）組織包括鋼的退火組織、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，并使之組織不均勻，在淬火時容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強度。低、高倍組織的優(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、高倍組織有著嚴(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、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組織和硬度的不均勻，鋼的組織不均勻性對接觸疲勞強度有較大的影響。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)格的表面脫碳層深度要求。

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、交貨狀態(tài)、標(biāo)識等有嚴(yán)格的要求。

軸承鋼性能要求

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。

軸承鋼制造要求

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。

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，因為非金屬夾雜物和碳化物的數(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)生的微裂紋擴展而成。

精密軸承等基礎(chǔ)機械鑄造業(yè)已經(jīng)成為國家“十二五”期間重點發(fā)展的行業(yè)，為了實現(xiàn)兩會提出的經(jīng)濟增長目標(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)展立足高端產(chǎn)品是未來的主要趨勢。

為了實現(xiàn)兩會提出的經(jīng)濟增長目標(biāo)，各地城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程掀起施工高潮，鐵路、保障房、水利、港口、機場等重大工程項目的密集開工帶動了工程機械制造業(yè)的復(fù)蘇，拉動工程機械需求，軸承鋼市場需求也隨之釋放。同時鐵礦石、焦炭、高鉻等鋼鐵原材料市場價格持續(xù)高位運行，使軸承鋼生產(chǎn)成本不斷攀升，剛性成本的推動，促使鋼廠的出廠價格上調(diào)，從而進一步帶動軸承鋼市場價格的上升，這兩方面利好因素穩(wěn)定了增長拉動了內(nèi)需。2100433B

生產(chǎn)出口

我國大連鋼廠，大冶鋼廠是生產(chǎn)軸承鋼的主要產(chǎn)地。目前主要輸往香港和東南亞地區(qū)。我國主要從日本、德國進口軸承鋼。

產(chǎn)品包裝

直徑小于20mm要打包交貨，大于20mm時可以裸裝交貨。對冷拔 鋼應(yīng)涂防銹油。貨物出廠前應(yīng)附質(zhì)量保證書、注明鋼號、爐號、重量、規(guī)格、化學(xué)成分、檢驗標(biāo)準(zhǔn)及檢驗結(jié)果。

規(guī)格外觀

規(guī)格主要有圓鋼、扁鋼、鋼絲，鋼材表面應(yīng)加工良好 。不得有裂紋、折疊、結(jié)疤和夾雜。冷拉鋼表面還應(yīng)光滑、干凈、無氧化皮。

軸承鋼是用于制造滾動軸承的滾珠，滾柱和套筒等的鋼種，也可用于制作精密量具，冷沖模，機床絲杠、如沖模、量具、絲錐及柴油機油泵的精密配件。軸承鋼是用來制造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。

軸承鋼又稱高碳鉻鋼，含碳量W_c為1%左右，含鉻量W_cr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。

高碳鉻軸承鋼GCr15是世界上生產(chǎn)量最大的軸承鋼，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。以至于軸承鋼如果沒有特殊的說明，那就是指GCr15。

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。

LYC公司與北京鋼鐵研究總院合作完成了新材料——高氮耐蝕軸承鋼的研究開發(fā)，經(jīng)軸承性能試驗，各項指標(biāo)均符合美國宇航材料標(biāo)準(zhǔn)，為我國不銹軸承鋼家族增添了新成員。

耐蝕軸承鋼也叫不銹軸承鋼。滾動軸承用鋼是用來制造滾珠、滾柱、滾針和軸承內(nèi)外套圈抗腐蝕的鋼種。

耐熱軸承鋼是一種高溫軸承用鋼 。