影響軸承鋼質(zhì)量的關(guān)鍵成分和夾雜物及其控制

? 氧對軸承鋼質(zhì)量的影響及其控制

? 軸承鋼中的夾雜物及其控制

? 軸承鋼中殘余鋁的控制

? 軸承鋼中殘余鈦的控制

? 硫含量

? 鋼中碳化物缺陷

1 氧對軸承鋼質(zhì)量的影響及其控制

鋼中wT.O=10×10-4%軸承鋼的疲勞壽命比wT.O=40×10-4%提高10倍。wT.O=5×10-4%的疲勞壽命比wT.O=40×10-4%提高30倍。軸承鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵在于脫氧。

冶煉過程中應(yīng)注意的問題

? 初煉鋼液實現(xiàn)低氧化和低溫化；

? 強(qiáng)化初煉鋼水的預(yù)脫氧；

? 采用SiC和Al粉進(jìn)行擴(kuò)散脫氧；

? 精煉中期，鋼中氧含量降低，Al也隨之降低，采用喂Al線的方法添加Al；

? 選擇合適的精煉渣系；

? 防止二次氧化；

? 合理的吹氬制度；

? 控制適當(dāng)?shù)臍堜X量；

? 確保足夠的真空度和真空時間。

2 軸承鋼中的夾雜物及其控制

? 鋼中非金屬夾雜物數(shù)量和組分的變化

? 鋼中硫化物夾雜對軸承鋼質(zhì)量的影響

? 工藝參數(shù)對鋼中夾雜物含量的影響

? 澆注過程中夾雜物的控制

鋼中非金屬夾雜物數(shù)量和組分的變化

? 鋼中大于5μm的夾雜物在真空后大部分被去除。夾雜物數(shù)量比真空前少1/3；

? SKF研究發(fā)現(xiàn)：出鋼后15min夾雜主要由Al2O3和Al2O3?SiO2?MnO組成，來自電弧爐出鋼的預(yù)脫氧產(chǎn)物；真空前——Al2O3?CaO夾雜，是Al2O3和鐵合金Ca-Si中的鈣的反應(yīng)產(chǎn)物；真空后——夾雜中的Al2O3?CaO往往包著一層MgS，Mg來自真空下的耐材，并與Al2O3生成Al2O3?MgO。

鋼中硫化物夾雜對軸承鋼質(zhì)量的影響

? 有益

? 有害

? 對鋼的疲勞壽命影響不大

工藝參數(shù)對鋼中夾雜物含量的影響

? 電爐出鋼溫度

? 攪拌時間

? 鋁脫氧工藝

Ascometal公司認(rèn)為，對于軸承鋼的精煉，應(yīng)把重點放在：選擇堿性耐材鋼包內(nèi)襯；最大限度地去除爐渣；盡早形成非常低氧勢的脫氧精煉渣；控制氣體攪拌，使夾雜物上浮。

澆注過程中夾雜物的控制

? 模鑄——重點放在避免鋼包和錠模之間鋼水流的二次氧化；最大限度地避免鋼水和耐材的作用；最大限度地避免鋼包渣、保溫劑或澆注保溫渣的卷入；

? 連鑄——檢測鋼包中的下渣量；吹氬保護(hù)，防二次氧化；選用優(yōu)質(zhì)的耐材。

3 軸承鋼中殘余鋁的控制

? 金屬鋁及AlN溶于酸，用[Al]S表示。終脫氧用Al是獲得低氧含量的鋼液和保證鋼中有合適[Al]S。[Al]S高——保護(hù)條件不好易二次氧化增加Al2O3夾雜；[Al]S低——Si的二次氧化及鋼液隨溫度降低溶解氧析出，產(chǎn)生含SiO2很高的粗大玻璃質(zhì)硅酸鹽夾雜。如果要使鋼材晶粒細(xì)化，獲得高強(qiáng)韌性，殘余鋁可高些。對滲碳軸承鋼來說，殘余鋁需要控制得高些；對于高碳軸承鋼對此控制要求不太高。

4 軸承鋼中殘余鈦的控制

? 鈦對于高碳鉻軸承鋼有害，在鋼中以Ti(C，N)、TiC、TiN存在呈堅硬的菱角。在相同尺寸下，危害大于Al2O3；

? 實踐證明，wTi超過50×10-4%，軸承疲勞壽命明顯下降。電弧爐生產(chǎn)中，N高——更嚴(yán)格控制殘Ti；

? 國外SKF3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定wTi≤0.003%；

? 大生產(chǎn)軸承鋼鈦含量不高于50×10-4%，對疲勞壽命幾乎無影響，高于此值，TiN與氧化物作用，或簇狀TiN本身之間的作用，導(dǎo)致顯微裂紋發(fā)生率增加，惡化疲勞強(qiáng)度；

? 日本高周波公司開發(fā)低鈦為特色的SUJ2KRF鋼wTi≤18×10-4%，壽命比普通軸承鋼提高2倍；

? 日本住友公司對不同鈦和氧含量的鋼管試驗證明，低氧和低鈦有利于軸承使用壽命的提高。

5 硫含量

? 許多人認(rèn)為硫含量不會影響軸承壽命，甚至能減輕氧化物的有害作用。但隨著純凈鋼的提高，氧化物夾雜含量減少，硫化物的有害作用逐漸表現(xiàn)出來

? 日本一家著名微型軸承企業(yè)要求硫含量不高于0.003%

? 瑞典SKF——0.015%

? 寶鋼——0.008%

6 鋼中碳化物缺陷

? 碳化物缺陷包括液析碳化物、帶狀碳化物和網(wǎng)狀碳化物，其危害相當(dāng)于夾雜物；

? 碳化物缺陷主要起源于鋼在凝固過程中的偏析，控制和減少凝固偏析是控制和減少碳化物缺陷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；

? 采用合理的加熱、軋制和熱處理工藝可進(jìn)一步改善碳化物結(jié)構(gòu)和形態(tài)，減輕其危害。

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軸承外觀的質(zhì)量要求

1、軸承零件不允許有裂紋、銳邊、毛刺和銹蝕；滾道不允許有上道工序加工痕跡；內(nèi)外圈、鋼球工作面超精紋路應(yīng)均勻一致，不允許有擦傷、碰傷；

2、軸承零件配合表面磨削紋路應(yīng)規(guī)則一致，不允許有螺旋紋、振紋、陰陽臉及打磨痕跡，不允許出現(xiàn)支承印及明顯的測量痕跡，不允許有磕碰傷和明顯色澤差異。

3、零件表面不允許有氧化皮。套圈倒角、內(nèi)外徑、外內(nèi)徑要求亮化處理。

4、軸承套圈零件經(jīng)酸洗后，工作表面不應(yīng)有燒傷，配合表面不應(yīng)有未經(jīng)酸洗可見的燒傷痕跡且不影響硬度檢測。

5、裝配倒角。

a.裝配倒角尺寸、倒角形狀應(yīng)符合我方產(chǎn)品圖紙規(guī)定。

b.倒角表面無銹蝕和磕碰傷。

6、鋼球

鋼球外觀質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合JB/T10861 標(biāo)準(zhǔn)要求。

7、保持架

外觀表面應(yīng)平整、光滑、無毛刺、無碰傷、無銹蝕和明顯色差，不允許有壓傷、挫傷、變形及砂眼等外觀缺陷。

(運(yùn)轉(zhuǎn)世界大國龍騰 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)

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磨削加工質(zhì)量分析和判斷

1． 寬度尺寸偏差在大

由于寬度尺寸偏差超出工藝要求應(yīng)判為廢品（在實際生產(chǎn)中寬度尺寸過小，只得報廢，寬度尺寸大，可進(jìn)行返修加工成合格品）。造成廢品的原因，主要是操作不當(dāng)，如儀表沒對好，跑表，進(jìn)刀量太大或進(jìn)刀太猛等，這都會產(chǎn)生本工序廢品。另一種情況是操作工按工藝要求磨非基準(zhǔn)端面，然后又按工藝要求磨完基準(zhǔn)端面后，套圈已到了工藝要求尺寸，但端面仍有：“黑皮”存在，這應(yīng)判為廢品。這廢品屬于上工序廢品。

寬度尺寸偏差大對下工序磨加工溝道產(chǎn)生位置偏差和影響軸承成品高度。

2． 寬度變動量大

寬度變動量超過了工藝要求應(yīng)判為廢品。造成本工序產(chǎn)生廢品原因有砂輪主軸與擋圈不垂直，工件不清潔或有毛刺等都會造成寬度變動量大。

寬度變動量超差對下工序有一定影響，如磨削外徑時，外徑表面母線對基準(zhǔn)端面傾斜度的變動量產(chǎn)生誤差。磨削溝道時，溝道對基準(zhǔn)端面的平行度產(chǎn)生誤差。

3． 單一外（內(nèi)）徑偏差大

由于 外徑偏差超過了工藝要求應(yīng)判為廢品。造成本工序廢品原因有“合溫”沒掌握好，磨削深度過大，砂輪已磨損或修整不好，操作或調(diào)整失誤等等。外（內(nèi)）徑偏差大直接影響軸承與主機(jī)（機(jī)械設(shè)備）的配合，磨削溝道時影響“R”形狀。

4． 單一徑向平面外徑變動量大

由于此項超出工藝要求應(yīng)判為廢品。其產(chǎn)生原因有導(dǎo)輪沒修圓，導(dǎo)輪徑向擺過大，工件中心低于導(dǎo)輪中心，砂輪磨鈍，砂輪軸振擺，毛坯橢圓過大，縱向進(jìn)給太快等。

本工序的廢品對下工序有影響，在磨削溝道時產(chǎn)生溝道直徑變動量超差，影響溝道圓度誤差等。

5． 圓度誤差過大

圓度誤差超過了工藝要求應(yīng)判為廢品，產(chǎn)生廢品原因有工件中心過低或過高（過低或過高產(chǎn)生棱圓面），毛壞圓度誤差，砂輪推動過大，貫穿磨削次數(shù)小，導(dǎo)輪旋轉(zhuǎn)速度不合適，磨削淡化度過大和縱向進(jìn)給過快，托板太薄或已磨損。

圓度誤差大對下工序加工有影響，在磨削溝道時，影響溝道圓度誤差，單一徑向平面內(nèi)溝道直徑變動量等。

6． 外圓表面母線對基準(zhǔn)端面傾斜度變動量大

該誤差超過了工藝要求后應(yīng)判為廢品，產(chǎn)生廢品原因有毛坯本身誤差大、磨削“火花”調(diào)整得不好而造成工件“離縫”、縱向送料不均勻、工件端面有碰傷或端面過窄、磨削深度過大或貫穿磨削次數(shù)過小等。

本工序廢品對下工序加工有影響，在磨削溝道時影響外圈溝道對端面的平行度，溝道圓度誤差，單一徑向平面內(nèi)溝道直徑變動量等。

7． 內(nèi)圈基準(zhǔn)端面對內(nèi)孔的跳動大

由于該誤差超過了工藝要求應(yīng)判為廢品。廢品產(chǎn)生的原因有主軸旋轉(zhuǎn)精度低，工件端面有碰傷或污物，毛坯本身有誤差，無心夾具的磁力不足，無心夾具調(diào)整不當(dāng)?shù)取?/p>

本工序產(chǎn)生的廢品對下工序的溝道磨削會產(chǎn)生溝道對端面平行度誤差、以及會產(chǎn)生單一徑向平面內(nèi)溝道直徑變動量誤差等。

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軸承裝配后質(zhì)量分析與判斷

一．?尺寸精度超差
內(nèi)徑、外徑尺寸在成品檢查中有超差可能，主要原因：
1．?前工序的產(chǎn)品漏檢。
2．?裝配檢查環(huán)境溫差變化大。
3．標(biāo)準(zhǔn)件與套圈恒溫不夠。
4．磨加工與成品檢查使用標(biāo)準(zhǔn)件不合格。
軸承內(nèi)徑尺寸過大，應(yīng)判為不合格產(chǎn)品，內(nèi)圈報廢。內(nèi)徑尺寸過小，應(yīng)判為不合格產(chǎn)品，但可以返工修磨，使其成為合格品。軸承外徑尺寸過大，可通過重新修磨，使其成為合格。但外徑尺寸過小，應(yīng)判為不合格軸承，外圈報廢。
二．?? 旋轉(zhuǎn)精度超差
產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)精度超差的原因有：
1．?套圈在磨加工時，溝道中心平面對基準(zhǔn)端面平等度已超差。
2．?內(nèi)外溝道表面有傷、有臟物。
3．?內(nèi)外套圈基準(zhǔn)面有傷。
4．?內(nèi)外溝道直徑變動量較大。
5．?裝最后一球時，會使外圈變形，或使鋼球表面卡傷。
6．?可能裝有混球，鋼球直徑差過大。
7．?保持架變形。
8．?溝形狀變形。
Kia和Kea超差而報廢較少，即使有是由于單個套圈的溝道對內(nèi)徑或外徑厚
度變動量超差。但是Sia和Sea超差而報廢較多。為了減少損失，往往通過拆零件重新組合裝配可得到一定改善。Sd和SD超差只能報廢。
三．?? 軸承靈活性不好
軸承靈活性不好，其主要原因有：
1．?鉚合時軸承內(nèi)部進(jìn)入污物。
2．?鉚合時壓力太重，使保持架變形。
3．?模具受力不均，使保持架受壓不均，產(chǎn)生變形。
4．?鉚釘直徑超差，長度超差，使鉚合時，同一保持架鉚釘變形量不等，使保持架變形。
5．?保持架球窩尺寸超差，使鋼球轉(zhuǎn)動無足夠的徑向間隙。
6．?合套時徑向游隙太小。
7．?個別出現(xiàn)混入大球，不能轉(zhuǎn)動等。
四．?? 徑向游隙超差
??? 按徑向游隙要求進(jìn)行合套，出現(xiàn)徑向游隙超差，主要原因有：
1．?套圈尺寸分選的數(shù)值不準(zhǔn)確，由于分選中的偶然誤差，測量系統(tǒng)誤差等造成。
2．?套圈尺寸分選的數(shù)值不準(zhǔn)確，由于分選中的偶然誤差，測量系統(tǒng)誤差等造成。
3．?套圈溝道曲率半徑超差。
4．?測量軸向游隙、鋼球等分不均、位置不正確、手推力不一致。
5．?軸承清潔度不夠。
6．?套圈溝道幾何尺寸偏差過大。
7．?保持架中心圓超差過大。
游隙過大和過小均為不合格產(chǎn)品。但可以返工，重新配套來達(dá)到合格的游
五．軸承銹蝕
軸承銹蝕為外觀質(zhì)量不合格。其產(chǎn)生原因是軸承零件保存不當(dāng)產(chǎn)生銹蝕；裝配過程中防銹工藝執(zhí)行不嚴(yán)；特別是梅雨季節(jié)操作者不帶手套作業(yè)；裝配作業(yè)間空氣相對濕度過大；清潔度較差等。
??? 產(chǎn)生銹蝕的產(chǎn)品可進(jìn)行擦銹處理，使其成合格品。銹蝕太大只得報廢或降低精度等級。

附表二

測量軸承Kia?和Sia時施加的中心軸向載荷

軸承公稱內(nèi)徑??d（mm）

載荷 （N）

超過

到

最小

3

6

2

6

10

3

10

30

10

30

50

20

50

80

25

80

100

25

?

?

附表三

測量軸承Kea?和Sea時施加的中心軸向載荷

軸承公稱外徑?D（mm）

載荷（N）

超過

到

最小

6

10

3

10

18

5

18

30

10

30

50

15

50

—

20

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