热处理对轴承寿命的影响

wkee

现在特大型轴承愈来愈热，特别是风电轴承，在汽车等小型轴承不景气的情况下。特大型轴承的第二春来了！不过相对应的，特大型轴承的热处理要求也越来越高。特大型的寿命也要求越来越高。例如滚道淬火，特大型轴承滚道对淬硬层都有一定的要求。来保证轴承的性能和寿命。现在想讨论一下，热处理对轴承寿命的影响！同时大型轴承的寿命计算公式也请高手们可以提供一下！

lk168

轴承主要的受力形式是交变应力和摩擦等，要求综合机械性能好，耐磨，而且装配精度高，使用寿命等均有要求，这样热处理就太关键了，还要考虑热处理变形对上下工序的影响等，所以，热处理对轴承使用寿命影响极大，解决不好，不光是制造质量问题，甚至会因质量问题导致事故等。

刘武乐

轴承行业的尺寸精度都为um，精度要求很高，对热处理要求比较高，我们一般通过碳氮共渗来增加疲劳寿命和 耐磨性。

keweijiani

深冷处理技术是近年来兴起的一种改善金属工件性能的新工艺。所谓深冷处理，就是用液氮（-196℃）作为冷却介质将淬火后的金属材料的冷却过程继续下去，达到远低于室温的某一温度，促使常规热处理后所存在的残余奥氏体得到进一步转化成能使钢变硬、增强的马氏体，从而改善金属材料性能。深冷处理后能明显的提高金属工具的耐磨性、韧性和尺寸稳定性，使工件的使用寿命成倍的提高。
深冷处理技术的改进效果是渗入处理件的内部（整体效应），因为不仅限于表面，所以对刃具进行重磨再用时不会使工件的改性效果失效，对工件的形状和尺寸不但不会引起变化，而且还有增强尺寸稳定性和减小淬火应力的作用；工艺系统简单，耗电量少，不受工件形状和尺寸限制，操作简便；无任何环境污染，是安全的环保型技术。深冷技术一出现，就引起了科学研究界和工业界的高度重视，在国外已经应用于刃具、量具、模具、以及精密零件，如油泵的油嘴、发动机的涡轮轴、轧辊、阀门、齿轮、弹簧等工件的改性。深冷改性技术的应用正逐步得到企业界的高度重视，发展非常迅速，目前已获得的实验结果和取得的成果表明，深冷改性技术可以在以下几个方面得到应用：

1、高速钢刀具、刃具、量具寿命的提高；

2、硬质合金的刀具、刃具寿命的提高；

3、硬质合金的钻头、钻具的寿命提高；

4、金刚石制成品的性能改善，如人造金刚石热稳定性提高、人造金刚石矿用钻头、金刚石Φ105mm锯片等的性能提高；

5、金刚石热压机的顶锤性能提高；

6、精密机械的装配零件的尺寸稳定；

7、碳纤维丝的性能提高；

8、油嘴、弹簧、齿轮、轴承使用寿命提高；

9、机械制造产业中的热作模具、冷作模具使用寿命提高。

在美国、前苏联、日本等国，不但把深冷技术应用于高速钢、轴承钢、模具钢，用来提高材料的耐磨性、强韧性和整体使用寿命，同时还利用深冷处理技术对铝合金、铜合金、硬质合金、塑料、橡胶、沥青、玻璃等进行深冷改性处理，同样也大大改善了均匀性、尺寸稳定性、提高了使用寿命。

wkee

回复 4# keweijiani


    可是大轴承用深冷处理是不是太浪费了？两米以上的轴承要用多少吨液氮才能深冷处理？夸张了！

qixguo74

看来楼主不是学热处理的,寿命计算是机械设计方面的吧,在风电轴承方面,SRB用的是贝氏体等温淬火,得到下贝氏体,寿命比普通轴承要高.现在新型的风电轴承是较大的轴承,是渗碳淬火的,用上这种轴承,减速箱就可以省去了,使风车的体积和重量大大减少,这也是未来风电轴承发展的方向.

wkee

看来楼主不是学热处理的,寿命计算是机械设计方面的吧,在风电轴承方面,SRB用的是贝氏体等温淬火,得到下贝氏体 ...
qixguo74 发表于 2011-1-17 19:50

    滚道渗碳吗？我倒是听说有碳氮共渗的！机械设计计算轴承寿命，可是也和热处理有关吧！我现在就像知道，淬硬层对寿命的影响，最好能有一个公式！

刘武乐

淬硬层太深不好，因为他的接触疲劳强度比较低  容易剥落，适当的淬硬层增加表面的硬度 增加耐磨性，

wkee

回复 8# 刘武乐


    这样假如一下，一个轴承滚道中频淬火。表面一两个米淬火，再深度三四个米自冷淬火。有大量的残奥。在轴承使用过程中，残余奥氏体能转变成马氏体吗？要是能，这轴承的寿命，是否比淬火五六个米的还好？

刘武乐

高工是在考我吧，高工的提问有点太专业 我不是很懂，我很不专业，主要是学习，但是我想对高工的提问发表一下自己的看法，
1.首先我同意高工的说法，先不说残奥能不能变成马氏体，就说中频淬火，属于表面淬火的一种吧（对此我不确定）表面淬火后表面和芯部的硬度梯度骤变，没有硬度过渡区或者过渡区很少，内外力学性能差别比较大，表面和芯部的分界处就是该材料最脆弱的地方，材料最容易从这里失效，甚至淬硬层剥落都有可能。
2,。现在材料的研究发现适当增加奥氏体的含量有助于增加材料的疲劳寿命，可以缓冲裂纹的延伸，所以我认为有自冷淬火的那个方法好一点。
3.对于高工所说的一两个米的淬火，'米“指的是毫米 还是微米，对于一些通俗的叫法我不懂还请指教、我想应该是毫米吧 淬火2um也没有实际的使用意义木业容易剥落。
4.对于残奥在使用过程中能不能转变为马氏体，我认为有以下几种情况，
1.可以但不是无限的转变，奥氏体不可能全部变成马氏体。
2.另外奥氏体能否转变为马氏体跟你的零件使用的工况有关，不同的工况有不同温度，组织转变和温度有关系。，
3.使用过程中奥氏体能否转变为马氏体还和你的材料有关，不同的材料有不同Mf点。如果你选用的材料的Mf很高，则材料在使用过程中很难转变为马氏体但不转变不一定是坏事情。
所以我有以上的看法，以上纯属个人看法，欢迎指正，我不做热处理，可能有的看法很幼稚，请见谅，主要为交流学习，
谢谢提问

刘武乐

另外补充一点轴承钢对残奥的控制也是很严格的 如果残奥过多硬度就不够，就达不到增加寿命的效果，现在的齿轮和轴承钢都要求有一定残奥。这和零件的使用工况有很大的关系，因为齿轮和轴承差不多，都是持续的承载交变载荷，对疲劳寿命要求很严格，零件在使用前一般都要通过台架的寿命试验

wkee

回复 11# 刘武乐


   别叫什么高工，我也是个小兵而已。对于中频淬火正在摸索之中。现在感觉是无论多少知识，如果不能将其运用到生产当中，那就是无用。你的回复让我启发很深，特别是脱落那一点，我在想，假设有一个硬化层是这样的表面一层硬，一层软，然后再稍微硬一层。那岂不是更容易脱落！当然一切还只是自己的想象，还有待验证！

刘武乐

哈哈 你所的 一层硬 一层软  再稍微硬一层  咋样可以做到  听着蛮有意思的  。 突变的地方就是脆弱的地方， 突变降低了基体的连续性。
另外我对你的回复仅供参考，有些东西不一定对，主要为交流学习，欢迎指正。

刘武乐

你是做轴承钢的吗 ？   还是做大型轴承的吗？大型轴承的市场确实很好啊哈哈，我见过3.5米的轴承    我们的一个其他企业可以做两米多的吧    我没有见过，见到那样的轴承我感觉很震惊  哈哈原来轴承可以做这样大

wkee

回复 14# 刘武乐


    是做特大型轴承的，我们最大的轴承做过6米！那个才叫夸张！一般的也是两米或者三米的！现在市场上，大型轴承的形势相对来说好一点！

刘武乐

你们工厂在哪里呀    好大的轴承呀   厉害 哈哈有机会要去看看

qixguo74

回复 7# wkee
呵,这方面我不精通.

刘武乐

我感觉这个帖子 还是不错的  值得大家讨论   怎么发帖的人很少 连楼主也不见了  哈哈  帮忙顶一下希望大家继续讨论，有关如何提高轴承钢的寿命 我蛮有兴趣的，

wkee

回复 18# 刘武乐


    不是不见了，没人回贴。也没人讨论。大型轴承寿命计算一项是各公司机密。估计讨论也讨论不起来！

刘武乐

哦  我们主要做中小型轴承的  ，估计是大家这方面的知识都比较欠缺吧，