軸承鋼冶煉需要什麼條件

① 簡述一下軸承材料要滿足什麼要求

你好，我凱美瑞（KMR）軸承的工程師。軸承材料的要求有以下幾點

a 高的接觸疲勞強度
接觸疲勞破壞是軸承正常破壞的主要形式。滾動軸承運轉時，滾動體在軸承內、外圈的滾道間滾動，其接觸部分承受周期性交變載荷，多者每分鍾可達數十萬次，在周期性交變應力的反復作用下，接觸表面出現疲勞剝落。滾動軸承開始出現剝落後便會引起軸承振動、噪音增大工作溫度急劇上升，致使軸承最終損壞，這種破壞形式稱為接觸疲勞破壞。因此，要求滾動軸承用鋼應具有高的接觸疲勞強度。
b 高的耐磨性
滾動軸承正常工作時，除了發生滾動摩擦外，還伴有滑動摩擦。
發生滑動摩擦的主要部位是：滾動體與滾道之間的接觸面、滾動體和保持架兜孔之間的接觸面、保持架和套圈引導擋邊之間以及滾子端面與套圈引導擋邊之間等。滾動軸承中滑動摩擦的存在不可避免地使軸承零件產生磨損。如果軸承鋼的耐磨性差，滾動軸承便會因磨損而過早地喪失精度或因旋轉精度下降而使軸承振動增加、壽命降低。因此，要求軸承鋼應具有高的耐磨性。
c 高的彈性極限
滾動軸承工作時，由於滾動體與套圈滾道之間接觸面積很小，軸承在承受載荷時，尤其是在承受較大載荷的情況下，接觸表面的接觸壓力很大。為了防止在高接觸應力下發生過大的塑性變形，使軸承精度喪失或發生表面裂紋，因此，要求軸承鋼應具有高的彈性極限。
d 適宜的硬度
硬度是滾動軸承的重要指標之一。它與材料接觸疲勞強度、耐磨性、彈性極限有著密切的關系，直接影響著滾動軸承的壽命，軸承的硬度通常要根據軸承承受載荷的方式和大小、軸承尺寸和壁厚的總體情況來決定。滾動軸承用鋼的硬度要適宜，過大或過小都將影響軸承使用壽命。眾所周知，滾動軸承的主要失效形式是接觸疲勞破壞，以及由於耐磨性差或尺寸不穩定而使軸承精度喪失；軸承零件如果缺乏一定的韌性，在承受較大沖擊載荷時又會由於發生脆斷而導致軸承的破壞。所以，一定要根據軸承的具體情況和破壞的方式來確定軸承的硬度。對於由於疲勞剝落或耐磨性差使軸承精度喪失的情況，軸承零件應選用較高的硬度；對於承受較大沖擊載荷的軸承(例如軋機：軸承、鐵路軸承和一些汽車軸承等)，應適當降低硬度以提高軸承的韌性是十分必要的。
e 一定的沖擊韌性
很多滾動軸承在使用過程中都會受—定的沖擊載荷，因此要求軸承鋼具有一定的韌性，以保證軸承不因沖擊而破壞。對於承受較大沖擊載荷的軸承例如軋機軸承、鐵路軸承等要求材料具有相對較高的沖擊韌性和斷裂韌性，這些軸承有的用貝氏體淬火熱處理工藝，有的用滲碳鋼材料，就是為了保證這些軸承具有較好的耐沖擊韌性。
f 良好的尺寸穩定性

滾動軸承是精密的機械零件，其精度是以微米為計算單位。在長期的保管和使用過程中，因內在組織發生變化或應力變化會引起軸承尺寸的變化，導致軸承喪失精度。因此，為保證軸承的尺寸精度，軸承鋼應具有良好的尺寸穩定性。
g 良好的防銹性能
滾動軸承的生產工序繁多，生產周期較長，有的半成品或成品零件在裝配前還需較長時間的存放，因此，軸承零件在生產過程中或在成品保存中都極易發生一定的銹蝕，特別是在潮濕的空氣中。所以，要求軸承鋼要具有良好的防銹性能。
h 良好的工藝性能
滾動軸承在生產過程中，其零件要經過多道冷、熱加工工序。這就要求軸承鋼應具有良好的工藝性能，如冷、熱成型性能，切削、磨削加工性能及熱處理性能等等，以適應滾動軸承大批量、高效率、低成本和高質量生產的需要。

② 軸承鋼的熱處理

滾動軸承鋼 製造各類滾動軸承套圈和滾動體的鋼。軸承轉動時承受很高的交變應力，除要求材料有較高的抗壓強度、接觸疲勞強度和耐磨性外，還要有一定的韌性、耐蝕性、良好的尺寸穩定性和工藝性。 高碳鉻軸承鋼於1901年首先出現於歐洲。1913年美國將其列為標准鋼種。70多年來，各國發展出許多提高軸承鋼純潔度和改善碳化物不均勻性的新工藝，真空脫氣、爐外精煉等技術已廣泛應用於軸承鋼生產，並以軸承鋼管材製造套圈，進一步提高了鋼材利用率和軸承壽命。中國於1951年開始生產軸承鋼。滾動軸承鋼（ball bearing steel）是用於製造滾動軸承的滾動體和內外套圈的鋼，通常在淬火狀態下使用。滾動軸承在工作中需承受很高的交變載荷，滾動體與內外圈之間的接觸應力大，同時又工作在潤滑劑介質中。因此，滾動軸承鋼具有高的抗壓強度和抗疲勞強度，有一定的韌性、塑性、耐磨性和耐蝕性，鋼的內部組織、成分均勻，熱處理後有良好的尺寸穩定性。常用的滾動軸承鋼是含碳0.95％～1.10％、含鉻0.40％～1.60％的高碳低鉻軸承鋼，如GCr6、GCr9、GCr15等。 為了滿足軸承在不同工作情況下的使用要求，還發展了特殊用途的軸承鋼，如製造軋鋼機軸承用的耐沖擊滲碳軸承鋼、航空發動機軸承用的高溫軸承鋼和在腐蝕介質中工作的不銹軸承鋼等。 高碳鉻軸承鋼於1901年首先出現於歐洲。1913年美國將其列為標准鋼種滾動軸承鋼。70多年來，各國發展出許多提高軸承鋼純潔度和改善碳化物不均勻性的新工藝，真空脫氣、爐外精煉等技術已廣泛應用於軸承鋼生產，並以軸承鋼鋼管製造套圈，進一步提高了鋼材利用率和軸承壽命。中國於1951年開始生產軸承鋼。現代的滾動軸承鋼可分為高碳鉻軸承鋼、滲碳鉻軸承用鋼、不銹軸承用鋼和高溫軸承用鋼四大類。在軸承製造工業中應用面廣、使用量大的是高碳鉻軸承鋼。高的純潔度和良好的均勻組織是軸承鋼的主要質量指標，因此對軸承鋼中的非金屬夾雜物和碳化物不均勻性等，都在鋼材標准中根據不同使用條件，規定了合格級別。 碳 是軸承鋼中主要強化元素。軸承鋼含碳量一般較高，使用狀態主要以隱晶針和細晶針狀馬氏體為基體，在組織中保留一定數量的淬火未溶碳化物，以提高鋼的耐磨性。而適當降低鋼中的含碳量，可增加合金元素在基體中的溶解度，雖減少淬火未溶碳化物數量，但提高鋼的淬透性和接觸疲勞強度；反之，增加含碳量則有利於鋼的耐磨性。因此軸承鋼中的含碳量根據不同的用途來確定，通常控制在0.8～1.2％范圍內。 鉻 是形成碳化物的主要元素。高碳鉻鋼在各種熱處理狀態下都形成M3C型碳化物（M表示金屬）。鉻可提高鋼的力學性能、淬透性和組織均勻性。還能增加鋼的耐蝕能力。鋼中含鉻量一般都不超過2.0％，鉬能取代鋼中的鉻，在增加鋼的淬透性上，鉬比鉻強，所以已發展了高淬透性的含鉬高碳鉻軸承鋼。 硅、錳 在軸承鋼中能提高淬透性。利用硅、錳的典型鋼號為 GCr15SiMn。錳還可和鋼中的硫生成穩定的MnS，硫化物常能包圍氧化物，形成以氧化物為核心的復合夾雜物，減輕氧化物對鋼的危害作用。軸承鋼一般用鹼性電爐冶煉，也可加爐外真空脫氣處理或鋼包真空精煉。軸承鋼的鑄錠工藝和錠型設計對非金屬夾雜物和碳化物在鋼中的分布都有很大影響。軸承鋼容易產生白點，所以鋼錠和鋼坯都要緩冷。航空用優質軸承鋼需用電渣重熔或真空自耗重熔等特殊方法冶煉。 軸承鋼的熱處理 軸承鋼錠一般要在1200～1250℃高溫下進行長時間擴散退火，以改善碳化物偏析。熱加工時要控制爐內氣氛，鋼坯加熱溫度不宜過高，保溫時間不宜過長，以免發生嚴重脫碳。終軋（鍛）溫度通常在800～900℃之間，過高易出現粗大網狀碳化物，過低易形成軋（鍛）裂紋。軋（鍛）材成品應快冷至650℃，以防止滲碳體在晶界上呈網狀析出，有條件時可採用控制軋制工藝。 為了取得良好的切削性和淬火前的預組織，冷加工用軸承鋼材要進行完全的球化退火。退火溫度一般為780～800℃，退火時要防止脫碳。如果軋制鋼材存在過粗的網狀滲碳體，則退火前需先進行正火處理。鉻軸承鋼通常在830～860℃之間加熱，油淬，150～180℃回火。精密軸承的組織中，應盡可能降低殘余奧氏體量或使殘余奧氏體在使用過程中保持穩定，因此常需在淬火後進行-80℃（或更低溫度）冷處理和在 120～140℃下進行長時間的穩定化處理。

③ 製造滾動軸承用的鋼材需要具備哪些性能要求

一、接觸疲勞強度，軸承在周期負荷的作用下，接觸表面很容易發生疲勞破壞，即出現龜裂剝落，這是軸承的主要損壞形式。因此，為了提高軸承的使用壽命，軸承鋼必須具有很高的接觸疲勞強度。

二、耐磨性能，軸承工作時，套圈、滾動體和保持架之間不僅發生滾動摩擦，而且也會發生滑動摩擦，從而使軸承零件不斷地磨損。為了減少軸承零件的磨損，保持軸承精度穩定性，延長使用壽命，軸承鋼有很好的耐磨性能。

三、硬度，硬度是軸承質量的重要質量之一，對接觸疲勞強度、耐磨性、彈性極限都有直接的影響。軸承鋼在使用狀態下的硬度一般要達到HRC61~65，才能使軸承獲得較高的接觸疲勞強度和耐磨性能。

四、防銹性能，為了防止軸承零件和成品在加工、存放和使用過程中被腐蝕生銹，要求軸承鋼具有良好的防銹性能。

五、加工性能，軸承零件在生產過程中，要經過許多道冷、熱加工工序，為了滿足大批量、高效率、高質量的要求，軸承鋼具備良好的加工性能。例如，冷、熱成型性能，切削加工性能，淬透性等。

軸承鋼除了上述基本要求外，還達到化學成分適當、內部組織均勻、非金屬夾雜物少、內部表面缺陷符合標准以及表面脫碳層不超過規定濃度等要求，這些項目在原材料標准中都有明確的規定。

軸承零件常用材料主要有：高碳鉻軸承鋼、滲碳鋼(如20Cr2Ni4A、15Mn、20Cr2MnMoA)、高溫軸承鋼(如Cr4Mo4V、
Cr14Mo4、Cr15Mo4V、W18Cr4V)、不銹軸承鋼(9Cr18、9Cr18Mo、1Cr18Ni9Ti)、真空脫氣鋼、防磁軸承鋼等，其中最常用的是高碳鉻軸承鋼。高碳鉻軸承鋼的基本鋼號有GCr6、GCr9、GCr9SiMn、GCr15、GCr15SiMn，它是我國軸承製造工業中用途最廣、用量最大的鋼種，具備良好的耐磨性能和接觸疲勞性能，有較理想的加工性能，具備一定的彈性和韌性。

④ 軸承鋼的技術標准有哪些要求

軸承鋼生產主要執行GB/T18254-2002標准和適應於精鍛軸承用戶要求的萊鋼GCr15JD質量協議，其中GCr15JD協議質量要求嚴於GB/T18254-2002標准，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於GB/T18254-2002標准。
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格，是所有鋼鐵生產中要求最嚴格的鋼種之一。1976年國際標准化組織ISO將一些通用的軸承鋼號納入國際標准，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。我國已納入標準的軸承鋼分類方法與ISO相似，分別對應為高碳鉻軸承鋼、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。
一、基本要求
根據以上對軸承用鋼的基本要求，對軸承用鋼的冶金質量提出以下的基本要求；
①嚴格的化學成分要求。
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，並含有少量的錳、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、回火穩定性，又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。
但當鉻含量超過1．65%時，淬火後會增加鋼中殘余奧氏體，降低硬度和尺寸穩定性，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。只有嚴格控制軸承鋼中的化學成分，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，對於使用在高速鐓鍛機上鍛造的熱軋退火棒料，應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過壓力成型。為了節省材料和提高勞動生產率，絕大部分軸承套圈都是經過鍛造成型，鋼球是經過冷鐓或熱軋成型，小尺寸的滾子也是經過冷鐓成型。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品質量，也容易造成設備和模具的損壞。
③特別嚴格的純潔度要求。
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，由於在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來，嚴重影響軸承零件精加工後的表面質量。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鬆、中心疏鬆和偏析，顯微（高倍）組織包括鋼的退火組織、碳化物網狀、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。網狀碳化物降低鋼的沖擊韌性，並使之組織不均勻，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，在軸承材料標准中對低、高倍組織有著嚴格的要求。
⑤特別嚴格的表面缺陷和內部缺陷要求。
對軸承鋼而言，表面缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結疤、氧化皮等，內部缺陷包括縮孔、氣泡、白點、嚴重的疏鬆和偏析等。這些缺陷對於軸承的加工、軸承的性能和壽命有很大的影響，在軸承材料標准中明確規定不允許出現這些缺陷。
⑥嚴格的碳化物不均勻性要求。
在軸承鋼中，如果出現嚴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，嚴重的碳化物不均勻性還容易使軸承零件在淬火冷卻時產生裂紋，碳化物不均勻性還會導致軸承的壽命降低因此，在軸承材料標准中，對不同規格的鋼材均有明確的特別要求。
⑦嚴格的表面脫碳層深度要求。
在軸承材料標准中對鋼材表面脫碳層有著嚴格的規定，如果表面脫碳層超出標準的規定范圍，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生淬火裂紋，造成零件的報廢。
⑧其他要求。
在軸承鋼材料標准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、標識等有嚴格的要求。
二、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）熱處理後應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，
4）高的彈性極限，
5）良好的沖擊韌性和斷裂韌性，
6）良好的尺寸穩定性，
7）良好的防銹性能，
8）良好的冷、熱加工性能。
三、製造要求
夾雜物的含量和鋼中氧含量密切相關，氧含量越高，夾雜物數量就越多，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量密切相關，生產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，還有少量採用真空感應+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量。
對軸承鋼的冶煉質量要求很高，需要嚴格控制硫、磷、氫等含量以及非金屬夾雜物和碳化物的數量、大小和分布狀況，因為非金屬夾雜物和碳化物的數量、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生的微裂紋擴展而成。

⑤ 軸承鋼如何加工

軸承鋼加工的主要工藝是連鑄以及電爐冶煉+電渣重熔工藝冶煉，還有少量採用真空感應+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量。
具體加工的工藝流程：50噸UHP電爐冶煉→60噸LF爐精煉→60噸VD爐真空處理→合金鋼矩形坯連鑄（260mm×300mm、180mm×220mm）→緩冷或熱送→軋材→精整→檢驗入庫。

相 關 簡 介
軸承鋼（Earing Steel）是用來製造滾珠、滾柱和軸承套圈的鋼。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格，是所有鋼鐵生產中要求最嚴格的鋼種之一。1976年國際標准化組織ISO將一些通用的軸承鋼號納入國際標准，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。

⑥ 滾動軸承鋼的基本情況

從事建築行業或者裝修行業相關工作的朋友，對滾動軸承鋼這一個詞，並不陌生。而對於大多數剛剛從事或者准備從事建築、裝修行業的朋友來說，這還是一個非常陌生的詞，或者說可能聽說過這么一個詞，但是對它還沒有一個具體了解，僅僅限於字面了解。今天呢，小編就為大家詳細的、具體的介紹一下滾動軸承鋼的基本情況。

滾動軸承鋼是用於製造滾動軸承的滾動體和內外套圈的鋼，通常在淬火狀態下使用。滾動軸承在工作中需承受很高的交變載荷，滾動體與內外圈之間的接觸應力大，同時又工作在潤滑劑介質中。因此，滾動軸承鋼具有高的抗壓強度和抗疲勞強度，有一定的韌性、塑性、耐磨性和耐蝕性，鋼的內部組織、成分均勻，熱處理後有良好的尺寸穩定性。常用的滾動軸承鋼是含碳0.95%~1.10%、含鉻0.40%~1.60%的高碳低鉻軸承鋼，如GCr6、GCr9、GCr15等。

為了滿足軸承在不同工作情況下的使用要求，還發展了特殊用途的軸承鋼，如製造軋鋼機軸承用的耐沖擊滲碳軸承鋼、航空發動機軸承用的高溫軸承鋼和在腐蝕介質中工作的不銹軸承鋼等。高的純潔度和良好的均勻組織是軸承鋼的主要質量指標，因此對軸承鋼中的非金屬夾雜物和碳化物不均勻性等，都在鋼材標准中根據不同使用條件，規定了合格級別。

軸承鋼一般用鹼性電爐冶煉，也可加爐外真空脫氣處理或鋼包真空精煉。軸承鋼的鑄錠工藝和錠型設計對非金屬夾雜物和碳化物在鋼中的分布都有很大影響。軸承鋼容易產生白點，所以鋼錠和鋼坯都要緩冷。航空用優質軸承鋼需用電渣重熔或真空自耗重熔等特殊方法冶煉。

軸承鋼錠一般要在1200~1250℃高溫下進行長時間擴散退火，以改善碳化物偏析。熱加工時要控制爐內氣氛，鋼坯加熱溫度不宜過高，保溫時間不宜過長，以免發生嚴重脫碳。終軋(鍛)溫度通常在800~900℃之間，過高易出現粗大網狀碳化物，過低易形成軋(鍛)裂紋。軋(鍛)材成品應快冷至650℃，以防止滲碳體在晶界上呈網狀析出，有條件時可採用控制軋制工藝。

在滾動軸承鋼的具體生產工藝中，退火這一步絕對是重中之重的一項。怎麼說呢?通過小編以上的詳細介紹，大家應該知道碳在滾動軸承鋼中的重要作用。所以說，如果最後這一步退火工藝沒處理好，那對之前所進行的所有工藝來說，將是一個致命性的破壞。所以，一定要在最後一步退火工藝中，多加註意控制火候，也就是我們平時所說的溫度，以免發生不必要的麻煩。