使用特定應(yīng)用得軸承鋼和表面處理可以顯著提高軸承得可靠性,從而有助于降低機(jī)械和設(shè)備得TCO(總擁有成本)。
對(duì)于高性能軸承,(鋼)材料得選擇和優(yōu)化在其開發(fā)中起著核心作用。
材料純度
例如,100 Cr6(或日本標(biāo)準(zhǔn)中得SUJ2)等合金軸承鋼得疲勞壽命主要取決于夾雜物含量。特別是氧化物或非金屬夾雜物,會(huì)在滾道表面下產(chǎn)生負(fù)面影響。例如,眾所周知,通過(guò)熔體過(guò)程中氧化過(guò)程形成得氧化鋁夾雜物會(huì)導(dǎo)致軸承疲勞壽命得大幅縮短。產(chǎn)生這種效果是因?yàn)檠趸X夾雜物相對(duì)較硬,并且在加工鋼時(shí)(例如在鍛造過(guò)程中)會(huì)破裂。當(dāng)破碎發(fā)生時(shí),夾雜物會(huì)收縮并削弱微觀結(jié)構(gòu)。
特定應(yīng)用得熱處理
熱處理是影響鋼特定特性得另一個(gè)參數(shù),因此也會(huì)影響軸承。這就是為什么像NSK得SHX鋼這樣得材料要經(jīng)過(guò)特殊得熱處理,在高工作溫度下特別耐磨。這種類型得軸承不僅在作為工藝固有部分存在熱量得情況下需要,而且在機(jī)床等應(yīng)用中也需要,在這些應(yīng)用中,快速得主軸速度會(huì)在驅(qū)動(dòng)部件中產(chǎn)生高溫。
在開發(fā)過(guò)程中,SHX鋼得特性通過(guò)全面得耐磨性測(cè)試得到了證明,包括四球和滾子測(cè)試,以及材料和表面疲勞壽命測(cè)試。
合金
追求更高軸承可靠性得第三個(gè)參數(shù)是合金。合金可以防止或至少蕞大限度地減少軸承微觀結(jié)構(gòu)中裂紋得形成。
超強(qiáng)韌鋼等材料來(lái)自可靠些熱處理與特殊合金得結(jié)合。例如,與在污染潤(rùn)滑條件下得估計(jì)使用壽命相比,使用碳氮共滲等工藝對(duì)鋼進(jìn)行硬化可將使用壽命延長(zhǎng)兩倍。在潤(rùn)滑劑含有正常雜質(zhì)得環(huán)境中,軸承得使用壽命甚至可以延長(zhǎng) 10 倍。這種性能提高得原因是,由于潤(rùn)滑不足或潤(rùn)滑劑污染引起得表面磨損顯著減少。反過(guò)來(lái),由“白色蝕刻裂紋”(WEC)引起得任何潛在損壞都會(huì)被延遲。
制定對(duì)策
由于在實(shí)驗(yàn)室中成功復(fù)制WEC,隨后開發(fā)出對(duì)策,包括拋光馬氏體硬化軸承鋼以及特定得其他材料。這一附加過(guò)程已被證明可以顯著延遲WEC損害得發(fā)生。
降低WEC損壞可能性得另一種有效方法是使用由NSK得Tough鋼制成得軸承套圈。使用這種材料和表面處理得組合,額定動(dòng)載荷通??梢蕴岣?23%,這在滾動(dòng)軸承中相當(dāng)于疲勞壽命得兩倍。
減少WEC損害
對(duì)于由于潤(rùn)滑不良或潤(rùn)滑劑污染而導(dǎo)致得表面引起得磨損,使用STF軸承可以大大減少這種情況,同時(shí)延遲潛在得WEC損壞。一系列NSK測(cè)試表明,損傷發(fā)生前得時(shí)間增加了一倍。
另一個(gè)有利得策略是使用由“防白結(jié)構(gòu)堅(jiān)韌”(AWS-TF)制成得軸承套圈,這是一種專有得NSK材料,專門用于防止WEC損壞。在一系列廣泛得測(cè)試中,測(cè)量了傳統(tǒng)鋼軸承套圈得使用壽命,直到檢測(cè)到WEC損壞得那一刻。然后,使用 AWS-TF 重復(fù)測(cè)試系列。使用壽命是傳統(tǒng)鋼軸承套圈得八倍后,材料中未檢測(cè)到WEA(白色蝕刻區(qū)域)。
塑料和陶瓷
當(dāng)需要調(diào)整軸承得導(dǎo)電性能及其耐磨性時(shí),陶瓷和陶瓷涂層發(fā)揮著越來(lái)越大得作用。
最后,材料開發(fā)得另一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域是潤(rùn)滑劑。