氧對軸承鋼質(zhì)量的影響及其控制
軸承鋼中的夾雜物及其控制
軸承鋼中殘余鋁的控制
軸承鋼中殘余鈦的控制
硫含量
鋼中碳化物缺陷
1 氧對軸承鋼質(zhì)量的影響及其控制
鋼中wT.O=10×10-4%軸承鋼的疲勞壽命比wT.O=40×10-4%提高10倍。wT.O=5×10-4%的疲勞壽命比wT.O=40×10-4%提高30倍。軸承鋼生產(chǎn)的關(guān)鍵在于脫氧。
冶煉過程中應(yīng)注意的問題
初煉鋼液實(shí)現(xiàn)低氧化和低溫化；
強(qiáng)化初煉鋼水的預(yù)脫氧；
采用SiC和Al粉進(jìn)行擴(kuò)散脫氧；
精煉中期，鋼中氧含量降低，Al也隨之降低，采用喂Al線的方法添加Al；
選擇合適的精煉渣系；
防止二次氧化；
合理的吹氬制度；
控制適當(dāng)?shù)臍堜X量；
確保足夠的真空度和真空時間。
2 軸承鋼中的夾雜物及其控制
鋼中非金屬夾雜物數(shù)量和組分的變化
鋼中硫化物夾雜對軸承鋼質(zhì)量的影響
工藝參數(shù)對鋼中夾雜物含量的影響
澆注過程中夾雜物的控制
鋼中非金屬夾雜物數(shù)量和組分的變化
鋼中大于5μm的夾雜物在真空后大部分被去除。夾雜物數(shù)量比真空前少1/3；
SKF研究發(fā)現(xiàn)：出鋼后15min夾雜主要由Al2O3和Al2O3•SiO2•MnO組成，來自電弧爐出鋼的預(yù)脫氧產(chǎn)物；真空前——Al2O3•CaO夾雜，是Al2O3和鐵合金Ca-Si中的鈣的反應(yīng)產(chǎn)物；真空后——夾雜中的Al2O3•CaO往往包著一層MgS，Mg來自真空下的耐材，并與Al2O3生成Al2O3•MgO。
鋼中硫化物夾雜對軸承鋼質(zhì)量的影響
有益
有害
對鋼的疲勞壽命影響不大
工藝參數(shù)對鋼中夾雜物含量的影響
電爐出鋼溫度
攪拌時間
鋁脫氧工藝
Ascometal公司認(rèn)為，對于軸承鋼的精煉，應(yīng)把重點(diǎn)放在：選擇堿性耐材鋼包內(nèi)襯；最大限度地去除爐渣；盡早形成非常低氧勢的脫氧精煉渣；控制氣體攪拌，使夾雜物上浮。
澆注過程中夾雜物的控制
模鑄——重點(diǎn)放在避免鋼包和錠模之間鋼水流的二次氧化；最大限度地避免鋼水和耐材的作用；最大限度地避免鋼包渣、保溫劑或澆注保溫渣的卷入；
連鑄——檢測鋼包中的下渣量；吹氬保護(hù)，防二次氧化；選用優(yōu)質(zhì)的耐材。
3 軸承鋼中殘余鋁的控制
金屬鋁及AlN溶于酸，用[Al]S表示。終脫氧用Al是獲得低氧含量的鋼液和保證鋼中有合適[Al]S。[Al]S高——保護(hù)條件不好易二次氧化增加Al2O3夾雜；[Al]S低——Si的二次氧化及鋼液隨溫度降低溶解氧析出，產(chǎn)生含SiO2很高的粗大玻璃質(zhì)硅酸鹽夾雜。如果要使鋼材晶粒細(xì)化，獲得高強(qiáng)韌性，殘余鋁可高些。對滲碳軸承鋼來說，殘余鋁需要控制得高些；對于高碳軸承鋼對此控制要求不太高。
4 軸承鋼中殘余鈦的控制
鈦對于高碳鉻軸承鋼有害，在鋼中以Ti(C，N)、TiC、TiN存在呈堅(jiān)硬的菱角。在相同尺寸下，危害大于Al2O3；
實(shí)踐證明，wTi超過50×10-4%，軸承疲勞壽命明顯下降。電弧爐生產(chǎn)中，N高——更嚴(yán)格控制殘Ti；
國外SKF3標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定wTi≤0.003%；
大生產(chǎn)軸承鋼鈦含量不高于50×10-4%，對疲勞壽命幾乎無影響，高于此值，TiN與氧化物作用，或簇狀TiN本身之間的作用，導(dǎo)致顯微裂紋發(fā)生率增加，惡化疲勞強(qiáng)度；
日本高周波公司開發(fā)低鈦為特色的SUJ2KRF鋼wTi≤18×10-4%，壽命比普通軸承鋼提高2倍；
日本住友公司對不同鈦和氧含量的鋼管試驗(yàn)證明，低氧和低鈦有利于軸承使用壽命的提高。
5 硫含量
許多人認(rèn)為硫含量不會影響軸承壽命，甚至能減輕氧化物的有害作用。但隨著純凈鋼的提高，氧化物夾雜含量減少，硫化物的有害作用逐漸表現(xiàn)出來
日本一家著名微型軸承企業(yè)要求硫含量不高于0.003%
瑞典SKF——0.015%
寶鋼——0.008%
6 鋼中碳化物缺陷
碳化物缺陷包括液析碳化物、帶狀碳化物和網(wǎng)狀碳化物，其危害相當(dāng)于夾雜物；
碳化物缺陷主要起源于鋼在凝固過程中的偏析，控制和減少凝固偏析是控制和減少碳化物缺陷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；
采用合理的加熱、軋制和熱處理工藝可進(jìn)一步改善碳化物結(jié)構(gòu)和形態(tài)，減輕其危害。
