轴承材料热处理及理化检验“十五”发展纲要(之一)1

    提高轴承钢材料质量是当务之急
    （一）我国轴承钢材料质量的现状
    轴承钢材料的质量高低对轴承产品的加工质量、使用寿命和可靠性的优劣起着至关重要的作用。目前，随着我国轴承工业的迅猛发展，轴承产品无论与国内主机生产厂家配套的数量或对外出口的数量，每年都以较大的速度递增，使轴承钢的需求量同样以较大的比例递增。据不完全统计，2001年我国轴承钢的需求量达到100万吨左右（包括高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢及特种轴承钢），其中：高碳铬轴承钢每年用量约93万吨，渗碳轴承钢用量约5万吨，不锈轴承钢、碳钢及特种轴承钢约2万吨。另外，在每年的高碳铬轴承钢的用量中，大型轴承用钢（钢材棒料直径大于100毫米）约占20%，即18~20万吨；中小型轴承用钢（热轧不退火钢材直径20~90毫米）约占65%，即60万吨左右；滚动体及微型用料（包括热轧退火、冷拔轴承钢材小于20毫米）约占25%，即23万吨左右。
    二十多年来，经过我国冶金行业和轴承行业共同的努力，使我国轴承钢材料的质量有了明显的提高。尤其近几年来，随着《高碳铬轴承钢》国家标准（GB/T 18254-2000）的制订和实施，加上许多特殊钢企业引进国外的先进工艺及设备，使我国轴承钢的冶炼水平、冶金质量上了一个台阶，在一些技术和质量指标方面已达到或接近国外的先进水平。例如，大多数国家重点特殊钢企业生产的轴承钢的氧含量都能满足新国家标准的要求，生产轴承钢质量好的特殊钢企业生产的模铸轴承钢的氧含量已控制在9-13ppm范围内，连铸轴承钢中的氧含量已控制在7-10ppm范围内。由此可见，我国重点特殊钢生产企业生产的轴承钢中的氧含量已接近国外轴承钢先进国家的水平。
    另外，近几年来，上海五钢公司将自己生产的模铸轴承钢送到SKF公司检验并得到了该公司的认证。江阴兴澄特种钢铁有限公司也得到了SKF、FAG等公司的认证或允许他们在我国开办的轴承生产企业使用该公司生产的轴承钢加工轴承零件。
    但是，在看到这些年来取得成绩的同时，我们应该对我国轴承钢质量的现状保持非常清醒的认识。从我国轴承钢生产的整体质量水平和各个企业生产轴承钢的质量稳定性而言，尚与国外先进国家的质量水平存在较大的差距。
    （二）提高轴承钢材料质量必须结合轴承的特点而进行
    1.对轴承、轴承用钢的基本要求
    滚动轴承零件要在拉伸、压缩、弯曲、剪切、交变等复杂应力状态和高应力值之下，高速而长时间地工作。因此，对滚动轴承具有如下要求：
    ①高的抗塑性变形能力；
    ②高的抗摩擦、磨损性能；
    ③好的旋转精度及好的尺寸精度；
    ④好的尺寸稳定性；
    ⑤长的使用寿命和高的可靠性。
    为了满足以上对滚动轴承所要求的性能的要求，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。
    根据以上对轴承用钢的基本要求，可以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；
    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；
    ③特别严格的纯洁度要求；
    ④严格的低倍组织和显微（高倍）组织要求；
    ⑤特别严格的表面缺陷和内部缺陷要求：表面缺陷包括表面裂纹、表面夹渣、毛刺、折迭、结疤、氧化皮等；内部缺陷包括缩孔、气泡、白点、过烧、严重的疏松和偏析、显微孔隙等；
    ⑥严格的碳化物不均匀性要求；
    ⑦严格的表面脱碳层深度要求；
    ⑧其他要求：例如轴承钢的冶炼方法、氧含量、退火硬度、断口、残余元素、火花检验、交货状态等。