轴承钢的技术标准有哪些要求?
轴承钢生产主要执行GB/T18254-2002标准和适应于精锻轴承用户要求的莱钢GCr15JD质量协议,其中GCr15JD协议质量要求严于GB/T18254-2002标准,GCr15JD要求氧含量≤10ppm、中心偏析级别≤1.0级、成分控制、定尺和尺寸偏差等均严于GB/T18254-2002标准。
轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力,所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格,是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。1976年国际标准化组织ISO将一些通用的轴承钢号纳入国际标准,将轴承钢分为:全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等四类共17个钢号。
有的国家增加一个类别为特殊用途的轴承钢或合金。我国已纳入标准的轴承钢分类方法与ISO相似,分别对应为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈耐蚀轴承钢、高温轴承钢四大类。近五十年来我国还在轴承钢钢种及其轴承用材料方面,如无铬轴承钢、中碳轴承钢、特殊用途轴承钢及合金、金属陶瓷等取得了很大的进展。
一、基本要求
根据以上对轴承用钢的基本要求,对轴承用钢的冶金质量提出以下的基本要求;
①严格的化学成分要求。
一般轴承用钢主要是高碳铬轴承钢,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的铬,并含有少量的锰、硅元素的过共析钢。铬可以改善热处理性能、提高淬透性、组织均匀性、回火稳定性,又可以提高钢的防锈性能和磨削性能。
但当铬含量超过1.65%时,淬火后会增加钢中残余奥氏体,降低硬度和尺寸稳定性,增加碳化物的不均匀性,降低钢的冲击韧性和疲劳强度。为此,高碳铬轴承钢中的含铬量一般控制在1,65%以下。只有严格控制轴承钢中的化学成分,才能通过热处理工序获得满足轴承性能的组织和硬度。
②较高的尺寸精度要求,对于使用在高速镦锻机上锻造的热轧退火棒料,应该对其尺寸精度有更高的要求。
滚动轴承用钢要求钢材尺寸精度较高,这是因为大部分轴承零件都要经过压力成型。为了节省材料和提高劳动生产率,绝大部分轴承套圈都是经过锻造成型,钢球是经过冷镦或热轧成型,小尺寸的滚子也是经过冷镦成型。如果钢材的尺寸精度不高,就无法精确地计算下料尺寸和重量,而不能保证轴承零件的产品质量,也容易造成设备和模具的损坏。
③特别严格的纯洁度要求。
钢的纯洁度是指钢中所含非金属夹杂物的多少,纯洁度越高,钢中的非金属夹杂物越少。轴承钢中的氧化物、硅酸盐等有害夹杂物是导致轴承早期疲劳剥落、显著降低轴承寿命的主要原因。特别是脆性夹杂物危害最大,由于在加工过程中容易从金属基体上剥落下来,严重影响轴承零件精加工后的表面质量。因此,为了提高轴承的使用寿命和可靠性,必须降低轴承钢中夹杂物的含量。
④严格的低倍组织和显微(高倍)组织要求。
轴承钢的低倍组织是指一般疏松、中心疏松和偏析,显微(高倍)组织包括钢的退火组织、碳化物网状、带状和液析等。碳化物液析硬而脆,它的危害性与脆性夹杂物相同。网状碳化物降低钢的冲击韧性,并使之组织不均匀,在淬火时容易变形与开裂。带状碳化物影响退火和淬火回火组织以及接触疲劳强度。低、高倍组织的优劣对滚动轴承的性能和使用寿命有很大的影响,所以,在轴承材料标准中对低、高倍组织有着严格的要求。
⑤特别严格的表面缺陷和内部缺陷要求。
对轴承钢而言,表面缺陷包括裂纹、夹渣、毛刺、结疤、氧化皮等,内部缺陷包括缩孔、气泡、白点、严重的疏松和偏析等。这些缺陷对于轴承的加工、轴承的性能和寿命有很大的影响,在轴承材料标准中明确规定不允许出现这些缺陷。
⑥严格的碳化物不均匀性要求。
在轴承钢中,如果出现严重的碳化物分布不均匀,则在热处理加工过程中就容易造成组织和硬度的不均匀,钢的组织不均匀性对接触疲劳强度有较大的影响。另外,严重的碳化物不均匀性还容易使轴承零件在淬火冷却时产生裂纹,碳化物不均匀性还会导致轴承的寿命降低因此,在轴承材料标准中,对不同规格的钢材均有明确的特别要求。
⑦严格的表面脱碳层深度要求。
在轴承材料标准中对钢材表面脱碳层有着严格的规定,如果表面脱碳层超出标准的规定范围,且在热处理前的加工过程中又没有将其全部清除掉,则在热处理淬火过程中就容易产生淬火裂纹,造成零件的报废。
⑧其他要求。
在轴承钢材料标准中还对轴承钢的冶炼方法、氧含量、退火硬度、断口、残余元素、火花检验、交货状态、标识等有严格的要求。
二、性能要求
为了满足以上对动轴承的性能的要求,对轴承钢材料提出了以下一些基本的性能要求:
1)高的接触疲劳强度,
2)热处理后应具有高的硬度或能满足轴承使用性能要求的硬度,
3)高的耐磨性、低的摩擦系数,
4)高的弹性极限,
5)良好的冲击韧性和断裂韧性,
6)良好的尺寸稳定性,
7)良好的防锈性能,
8)良好的冷、热加工性能。
三、制造要求
夹杂物的含量和钢中氧含量密切相关,氧含量越高,夹杂物数量就越多,寿命就越短。
夹杂物和碳化物粒径越大、分布越不均匀,使用寿命也越短,而它们的大小、分布状况与使用的冶炼工艺和冶炼质量密切相关,生产轴承钢的主要工艺是连铸以及电炉冶炼+电渣重熔工艺冶炼,还有少量采用真空感应+真空自耗的双真空或+多次真空自耗等工艺来提高轴承钢的质量。
对轴承钢的冶炼质量要求很高,需要严格控制硫、磷、氢等含量以及非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况,因为非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况对轴承钢的使用寿命影响很大,往往轴承的失效就是在大的夹杂或碳化物周围产生的微裂纹扩展而成。
GCr15 执行标准:GB /T 18254-2002 (高碳铬轴承钢)
GCr15 (B00150)具有较高的淬透性,热处理后可获得高而均匀的硬度,主要用于制造内燃机、电机车、机床、拖拉机、轧钢设备、钻探机、铁道车辆以及矿山机械等传动轴上的钢球、滚子和轴套等。
GCr15 (B00150)化学成分如下图:
国标钢管执行标准:
1、结构用无缝钢管:GB8162-2008
2、输送流体用地缝钢管:GB8163-2008
3、锅炉用无缝钢管:GB3087-2008
4、锅炉用高压无缝管:GB5310-2008(ST45.8-Ⅲ型)
5、化肥设备用高压无缝钢管:GB6479-1999
6、地质钻探用无缝钢管:YB235-70
7、石油钻探用无缝钢管:YB528-65
8、石油裂化用无缝钢管:GB9948-88
9、石油钻铤专用无缝管:YB691-70
10、汽车半轴用无缝钢管:GB3088-1999
11、船舶用无缝钢管:GB5312-1999
12、冷拔冷轧精密无缝钢管:GB3639-1999
13、各种合金管16Mn、27SiMn、15CrMo、35CrMo、12CrMov、20G、40Cr,12Cr1MoV,15CrMo
另外,还有GB/T17396-1998(液压支柱用热轧无缝钢管)、GB3093-1986(柴油机用高压无缝钢管)、GB/T3639-1983(冷拔或冷轧精密无缝钢管)、GB/T3094-1986(冷拔无缝钢管异形钢管)、GB/T8713-1988(液压和气动筒用精密内径无缝钢管)、GB13296-1991(锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管)、GB/T14975-1994(结构用不锈钢无缝钢管)、GB/T14976-1994(流体输送用不锈钢无缝钢管)GB/T5035-1993(汽车半轴套管用无缝钢管)、API SPEC5CT-1999(套管和油管规范)等。
【简介】
国标钢管是用钢锭或实心管坯经穿孔制成毛管,然后经热轧、冷轧或冷拨制成。国标钢管在我国钢管业中具有重要的地位。据不完全统计,我国现有国标钢管生产企业约240多家,无缝钢管机组约250多套,年产能力约450多万吨。从口径看,<φ76的,占35%,<φ159-650的,占25%。从品种看,一般用途管190万吨,占54%石油管76万吨,占5.7%液压支柱、精密管15万吨,占4.3%不锈管、轴承管、汽车管共5万吨,占1.4%。
【概述】
轧制国标钢管的原料是圆管坯,圆管胚要经过切割机的切割加工成长度约为1米的坯料,并经传送带送到熔炉内加热。钢坯被送入熔炉内加热,温度大约为1200摄氏度。燃料为氢气或乙炔。炉内温度控制是关键性的问题.圆管坯出炉后要经过压力穿孔机进行穿空。一般较常见的穿孔机是锥形辊穿孔机,这种穿孔机生产效率高,产品质量好,穿孔扩径量大,可穿多种钢种。穿孔后,圆管坯就先后被三辊斜轧、连轧或挤压。挤压后要脱管定径。定径机通过锥形钻头高速旋转入钢胚打孔,形成钢管。钢管内径由定径机钻头的外径长度来确定。国标钢管经定径后,进入冷却塔中,通过喷水冷却,钢管经冷却后,就要被矫直。钢管经矫直后由传送带送至金属探伤机(或水压实验)进行内部探伤。若钢管内部有裂纹,气泡等问题,将被探测出。钢管质检后还要通过严格的手工挑选。钢管质检后,用油漆喷上编号、规格、生产批号等。并由吊车吊入仓库中。
18254-2000
高碳铬轴承钢,已废止,现行GB/T18254-2002
高碳铬轴承钢(含2005年修改单)。规定了高碳铬轴承钢的订货内容、尺寸、外形、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志及质量证明书。适用于制作轴承套圈和滚动体用高碳铬轴承钢热轧或锻制圆钢、盘条、冷拉(轧)圆钢(直条或盘状)和钢管。
钢管分为无缝钢管和焊接钢管。无缝钢管生产过程是将实心管坯或钢锭穿成空心的毛管,然后再将其轧制成所要求尺寸的钢管。采用的穿孔和轧管方法不同,就构成了生产无缝钢管的不同方法。
焊接钢管生产过程是将管坯(钢板或带钢)弯曲成管状,再把缝隙焊接起来成为钢管。因采用的成型和焊接方法不同,就构成了生产焊接钢管的不同方法。
GCr15钢是高碳铬轴承钢的代表钢种,综合性能良好。
淬火和回火后硬度高而均匀,耐磨性、抗接触疲劳强度高。热加工性好。球化退火后有良好的可加工性,但对形成白点敏感。主要用于制造内燃机、电机车、机床、拖拉机、轧钢设备、钻探机、铁道车辆以及矿山机械等传动轴上的钢球、滚子和轴套等。
主要特性及用途
淬火和回火后硬度高而均匀,耐磨性、抗解除疲劳强度高。热加工性好。球化退火后有良好的可加工性,但对形成白点敏感。
可用于制造壁厚≤12mm、外径≤250mm的各种轴承套圈;也用于尺寸范围较宽的滚动体,如钢球、圆锥滚子、圆柱滚子、球面滚子、滚针等;还用于制造模具、精密量具以及其他要求高耐磨性、高弹性极限和高接触疲劳强度的机械零件。
主要用于制造内燃机、电机车、机床、拖拉机、轧钢设备、钻探机、铁道车辆以及矿山机械等传动轴上的钢球、滚子和轴套等。
轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性,以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格,是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。1976年国际标准化组织ISO将一些通用的轴承钢号纳入国际标准,将轴承钢分为:全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等四类共17个钢号。
性能要求:
为了满足以上对动轴承的性能的要求,对轴承钢材料提出了以下一些基本的性能要求:
1)高的接触疲劳强度。
2)热处理后应具有高的硬度或能满足轴承使用性能要求的硬度。
3)高的耐磨性、低的摩擦系数。
4)高的弹性极限。
5)良好的冲击韧性和断裂韧性。
6)良好的尺寸稳定性。
7)良好的防锈性能。
8)良好的冷、热加工性能。
一般来说GCR15轴承钢管退火完后达到硬度60就可以了,具体看对应的是什么用途热处理工艺参数:
1.普通退火:790-810度加热,炉冷至650度后,空冷——HB170-207
2.等温退火:790-810度加热,710-720度等温,空冷——HB207-229
3.正 火:900-920度加热,空冷——HB270-390
4.高温回火:650-700度加热,空冷——HB229-285
5.淬 火:860度加热,油淬——HRC62-66
6.低温回火:150-170度回火,空冷——HRC61-66
7.碳氮共渗:820-830度共渗1.5-3小时,油淬,-60度至-70度深冷处理 +150度至+160回火,空冷——HRC≈67
硬度我认为应该是HRC61-65。
随着现代化工业步伐的加快,不少重工业都已经在钢管加工等领域开始进行了新的探索,如此才能生产出适用领域更为宽广的建材。而轴承钢管作为所有钢管类别中一个重要的组成部分,其加工就是工业化升级中不可或缺的一环,柔性轴承钢管的加工在实际生活中更为普遍和常见,今天小土巴兔小编就为大家介绍一下柔性轴承钢管加工的注意事项,感兴趣的亲赶紧前来了解一下吧!
1、在加工之前,首先要尽可能地确保对轴承钢管的内外套圈对淬回火时的壁厚,如果有效壁厚不够标准,那么回火这种方法的实施很有可能不成功。
2、在加工过程中,要尽量避免因轴承钢管淬回火时产生的热变形状况。
3、无论如何,柔性轴承钢管在整个加工处理的过程中尽量要保持比较强的韧性,这样也可以对后续加工的变形现象进行有效的预防。
4、尽量在加工的过程中采用多循环磨加工的钢管改造方式,这样做是为了让柔性轴承钢管的几何精度有最大程度的提升。
5、当柔性轴承钢管到了磨加工的时候,不要为了贪快而放弃初、终两次循环,另外要注意,在这两次循环中要进行去应力附加回火,而在轴承钢管终磨之后,在终检之前,我们不要忘了使用砂轮将加强圈切割掉。
6、最后小编还要为各位提供一个柔性轴承钢管加工时的小技巧,那就是为了将柔性轴承钢管的内外圈加工时的有效壁厚增加到最大强度,我们可以暂时不用车钩的工序,这样的话,产品车件的最小壁厚就能得到保证,而轴承钢管内的热变形情况也可以得到避免。相应的,我们可以通过加强轴承钢管的方式,以此来增强钢管的刚性。
说了这么多,不知道大家对柔性轴承钢管的加工是否有了新的了解呢,实际上,在实际的工业领域,轴承钢管的加工有着不下几十种的加工方法,具体的加工方法除了加工的目标不同,还要根据加工企业的规模、经济实力以及环境条件来进行选择。唯一适用于所有加工程序的法则则是:在加工的过程中一定要注意符合规范的操作步骤以及意外防范的意识。
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