雙列角接觸球軸承的使用壽命和可靠性很大程度上與雙列角接觸球軸承用鋼的冶煉質(zhì)量有著密切的關(guān)系。由于雙列角接觸球軸承鋼所具有的性,對冶煉質(zhì)量的要求比般工業(yè)用鋼要嚴(yán)格得多,如鋼的化學(xué)成分、純潔度、組織和均勻性等。
、嚴(yán)格的化學(xué)成分要求
般角接觸球軸承用鋼主要是高碳鉻角接觸球軸承鋼,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。另外,嚴(yán)重的碳化物不均勻性還容易使角接觸球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)致角接觸球軸承的壽命降低因此,在角接觸球軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中,對不同規(guī)格的鋼材均有明確的別要求。
二、高精度的尺寸要求
滾動角接觸球軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高,這是因為大部分角接觸球軸承零件都要經(jīng)過壓力成型。為了節(jié)省材料和提高勞動生產(chǎn)率,大部分角接觸球軸承套圈都是經(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。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(qiáng)度。為此,高碳鉻角接觸球軸承鋼中的含鉻量般控制在1,65%以下。只有嚴(yán)格控制角接觸球軸承鋼中的化學(xué)成分,才能通過熱處理工序獲得滿足角接觸球軸承性能的組織和硬度。
三、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。角接觸球軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽等有害夾雜物是導(dǎo)致角接觸球軸承早期疲勞剝落、顯著降低角接觸球軸承壽命的主要原因。如果鋼材的尺寸精度不高,就無法地計算下料尺寸和重量,而不能保證角接觸球軸承零件的產(chǎn)品質(zhì)量,也容易造成設(shè)備和模具的損壞。
四、低倍組織和顯微(高倍)組織要求
角接觸球軸承鋼的低倍組織是指般疏松、中心疏松和扁析,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。別是脆性夾雜物危害,由于在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來,嚴(yán)重影響角接觸球軸承零件精加工后的表面質(zhì)量。因此,為了提高角接觸球軸承的使用壽命和可靠性,必須降低角接觸球軸承鋼中夾雜物的含量。
五、表面缺陷和內(nèi)部缺陷要求
對角接觸球軸承鋼而言,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。這些缺陷對于角接觸球軸承的加工、角接觸球軸承的性能和壽命有很大的影響,在角接觸球軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定不允許出現(xiàn)這些缺陷。
六、碳化物不均勻性要求
在角接觸球軸承鋼中,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(qiáng)度有較大的影響。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強(qiáng)度。低、高倍組織的優(yōu)劣對滾動角接觸球軸承的性能和使用壽命有很大的影響,所以,在角接觸球軸承材料標(biāo)準(zhǔn)中對低、高倍組織有著嚴(yán)格的要求。
七、表面脫碳層要求
在角接觸球軸承材料標(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。