NTN 帶座外球面球軸承 UCP214D1

東莞市西力軸承有限公司
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首先，新上崗的計(jì)量工作人員要按照程序文件的規(guī)定，經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)、考核后，方可持證上崗?？己私Y(jié)果要有記錄。其次，應(yīng)配備與工作范圍和工作量相適應(yīng)的足夠的計(jì)量工作人員，這些計(jì)量工作人員必須經(jīng)過必要的教育和培訓(xùn)，有技術(shù)知況和經(jīng)驗(yàn)。同時還要定期對計(jì)量工作人員進(jìn)行各種技術(shù)業(yè)務(wù)、標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)量法律、法規(guī)等方面的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，使其在不斷的更新知識、提高技術(shù)業(yè)務(wù)水平的同時提高自身的思想素質(zhì)，以適應(yīng)和滿足新世紀(jì)計(jì)量檢定、校準(zhǔn)及計(jì)量管理工作的需要。

總之，軸承計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具檢定和校準(zhǔn)工作是一項(xiàng)細(xì)致復(fù)雜的工作，影響因素多，涉及面廣。只有認(rèn)真地作好上述幾方面的工作，保證計(jì)量工作的質(zhì)量，才能有效地保證軸承標(biāo)準(zhǔn)器具檢定和校準(zhǔn)工作的質(zhì)量，促進(jìn)軸承生產(chǎn)技術(shù)水平的提高。我國冶金行業(yè)為滿足建筑用鋼材不斷增加的需求，近年來分別從國外引進(jìn)了幾十條高速線材生產(chǎn)線，出料口速度從63～100m/s不等，年產(chǎn)量大都在60×104～100×104t之間。由于高線軋機(jī)工作的特殊性，對配用的軸承提出了更為嚴(yán)格的要求。本文就高速線材軋機(jī)軸承（以下簡稱高線軋機(jī)軸承）的工作特性、結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)要點(diǎn)及制造關(guān)鍵等作簡單介紹。

1 性能要求

1.1 高的可靠性

高速線材生產(chǎn)線顯著的特點(diǎn)就是軋機(jī)連續(xù)工作的高可靠性。由于高速線材生產(chǎn)線的單位產(chǎn)量高，要求在規(guī)定的點(diǎn)檢周期內(nèi)，作為軋機(jī)上關(guān)鍵元件的軸承比一般軋機(jī)軸承有更高的可靠性。如果因軸承出現(xiàn)故障將導(dǎo)致整條生產(chǎn)線停產(chǎn)，這是廠家不能容忍的。因此在設(shè)計(jì)、制造高線軋機(jī)軸承時，應(yīng)保證其在高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下連續(xù)工作的可靠性。

1.2 耐磨損

高線軋機(jī)軸承耐磨損度要強(qiáng)，能適應(yīng)高速旋轉(zhuǎn)的工作場合。例：某高速線材生產(chǎn)線，出口線速度63m/s，出口軋機(jī)軋輥的工作直徑為330mm，則軸承的工作轉(zhuǎn)速為3650r/min，在高轉(zhuǎn)速、重載荷下長期運(yùn)行，對軸承的耐磨損將是一個嚴(yán)峻的考驗(yàn)。這就要求所供軸承必須具備耐磨損的要求。

1.3 長的疲勞壽命

高線軋機(jī)軸承疲勞壽命要長。在正常情況下，國外提供的高線軋機(jī)軸承使用三年（因有一半時間軋輥組件要卸機(jī)保養(yǎng)、整修，實(shí)際工作時間為一年半），故用戶要求國產(chǎn)軸承至少能使用二年。

1.4 沖擊韌性要好均勻分布著細(xì)、小、勻、圓的碳化物顆粒的組織，為以后的冷加工及終的淬回火作組織準(zhǔn)備。傳統(tǒng)的球化退火工藝是在略高于Ac1的溫度（如GCr15為780~810℃）保溫后隨爐緩慢冷卻（25℃/h）至650℃以下出爐空冷。該工藝熱處理時間長（20h以上）[1]，且退火后碳化物的顆粒不均勻，影響以后的冷加工及終的淬回火組織和性能。之后，根據(jù)過冷奧氏體的轉(zhuǎn)變特點(diǎn)，開發(fā)等溫球化退火工藝：在加熱后快冷至Ar1以下某一溫度范圍內(nèi)（690~720℃）進(jìn)行等溫，在等溫過程中完成奧氏體向鐵素體和碳化物的轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變完成后可直接出爐空冷。該工藝的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省熱處理時間（整個工藝約12~18h）, 處理后的組織中碳化物細(xì)小均勻。另一種節(jié)省時間的工藝是重復(fù)球化退火：次加熱到810℃后冷卻至650℃，再加熱到790℃后冷卻到650℃出爐空冷。該工藝雖可節(jié)省一定的時間，但工藝操作較繁。

2 高碳鉻軸承鋼的馬氏體淬回火
如何獲得球化組織是軸承鋼生產(chǎn)中的重要問題，控軋控冷是先進(jìn)軸承鋼的重要生產(chǎn)工藝。通過控軋或軋后快冷消除了網(wǎng)狀碳化物，獲得合適的預(yù)備組織，可以縮短軸承鋼球化退火時間，細(xì)化碳化物，提高疲勞壽命。近年來，俄羅斯和日本采用低溫控軋(800℃～850℃以下)，軋后采用空冷加短時間退火，或完全取消球化退火工藝，就可得到合格的軸承鋼組織。軸承鋼的650℃溫加工也是新型技術(shù)。共析鋼或高碳鋼熱加工前若具有細(xì)晶粒組織或在加工過程能形成細(xì)晶粒，則在(0.4～0. 6)熔化溫度范圍內(nèi)，在一定應(yīng)變速率下，呈現(xiàn)出超塑性。美國海軍研究院(NSP)對5 2100鋼進(jìn)行了650℃溫加工試驗(yàn)表明，在650℃下真應(yīng)變 2.5不發(fā)生斷裂。因此，有可能以650℃溫加工來代替高溫加工并與球化退火工藝結(jié)合起來，這對簡化設(shè)備和工序、節(jié)約能源、提高質(zhì)量有重要意義。

在熱處理方面，在提高球化退火質(zhì)量，獲得細(xì)小、均勻、球形的碳化物以及縮短退火時間或取消球化退火工序的研究方面有了進(jìn)展，即盤條生產(chǎn)采用兩次組織退火，將拉拔后的720℃～730℃再結(jié)晶退火改為760 ℃的組織退火。這樣可以得到硬度低、球化好、無網(wǎng)狀碳化物的組織，關(guān)鍵要保證中間拉拔減面率≥14％。該工藝使熱處理爐的效率提高25％～30％。連續(xù)式球化退火熱處理技術(shù)是軸承鋼熱處理的發(fā)展方向。

各國都在研究和開發(fā)新型軸承鋼，擴(kuò)大應(yīng)用和代替?zhèn)鹘y(tǒng)的軸承鋼。如快速滲碳軸承鋼，通過改變化學(xué)成分來提高滲碳速度，其中碳含量由傳統(tǒng)的0.08％～0.20％提高到0.45％左右，滲碳時間由7小時縮短到30 分鐘。開發(fā)了高頻淬火軸承鋼，用普通中碳鋼或中碳錳、鉻鋼，通過高頻加熱淬火來代替普通軸承鋼，既簡化了生產(chǎn)工序又降低了成本，并提高了使用壽命。日本研制的GCr465、SCM465疲勞壽命比SUJ—2高2～4倍。由于在高溫、腐蝕、潤滑條件惡劣的環(huán)境下使用軸承愈來愈多，過去使用的M50(CrMo4V)、440C(9Cr18Mo)等軸承鋼已不能滿足使用要求，急需研制加工性能好、成本低、疲勞壽命長、能適合不同目的和用途的軸承用鋼，如高溫滲碳鋼 M50NiL、易加工不銹軸承鋼50X18M以及陶瓷軸承材料等。

針對GCr15SiMn鋼淬透性低的弱點(diǎn)，我國開發(fā)了高淬透性和淬硬性軸承鋼GCr15SiMo，其淬硬性HRC≥60，淬透性J60≥25mm。GCr15SiMo的接觸疲勞壽命L10和L50分別比GCr15Si Mn提高73％和68％，在相同使用條件下，用G015SiMo鋼制造的軸承的使用壽命是GCr15SiMo鋼的兩倍。近年來，我國還開發(fā)了能節(jié)約能源、節(jié)約資源和抗沖擊的GCr4軸承鋼。與GCr15相比，GCr4的沖擊值提高了66％～104％，斷裂韌性提高了67％，接觸疲勞壽命L10提高了12％。GCr4鋼軸承采用高溫加熱—表面淬火熱處理工藝。與全淬透的GCr15鋼軸承相比，GCr4鋼軸承的壽命明顯提高，可用于重載高速列車軸承。

今后軸承鋼主要向高潔凈度和性能多樣化兩個方向發(fā)展。提高軸承鋼的潔凈度

2.1常規(guī)馬氏體淬回火的組織與性能

近20年來，常規(guī)的高碳鉻軸承鋼的馬氏體淬回火工藝的發(fā)展主要分兩個方面：一方面是開展淬回火工藝參數(shù)對組織和性能的影響，如淬回火過程中的組織轉(zhuǎn)變、殘余奧氏體的分解、淬回火后的韌性與疲勞性能等[2~10]；另一方面是淬回火的工藝性能，如淬火條件對尺寸和變形的影響、尺寸穩(wěn)定性等[11~13]。

常規(guī)馬氏體淬火后的組織為馬氏體、殘余奧氏體和未溶（殘留）碳化物組成。其中，馬氏體的組織形態(tài)又可分為兩類：在金相顯微鏡下（放大倍數(shù)一般低于1000倍），馬氏體可分為板條狀馬氏體和片狀馬氏體兩類典型組織，一般淬火后為板條和片狀馬氏體的混合組織，或稱介于二者之間的中間形態(tài)—棗核狀馬氏體（軸承行業(yè)上所謂的隱晶馬氏體、結(jié)晶馬氏體）；在高倍電鏡下，其亞結(jié)構(gòu)可分為位錯纏結(jié)和孿晶。其具體的組織形態(tài)主要取決于基體的碳含量，奧氏體溫度越高，原始組織越不穩(wěn)定，則奧氏體基體的碳含量越高，淬后組織中殘余奧氏體越多，片狀馬氏體越多，尺寸越大，亞結(jié)構(gòu)中孿晶的比例越大，且易形成淬火顯微裂紋。一般，基體碳含量低于0.3%時，馬氏體主要是位錯亞結(jié)構(gòu)為主的板條馬氏體；基體碳含量高于0.6%時，馬氏體是位錯和孿晶混合亞結(jié)構(gòu)的片狀馬氏體；基體碳含量為0.75%時，出現(xiàn)帶有明顯中脊面的大片狀馬氏體，且片狀馬氏體生長時相互撞擊處帶有顯微裂紋[8]。與此同時，隨奧氏體化溫度的提高，淬后硬度提高，韌性下降，但奧氏體化溫度過高則因淬后殘余奧氏體過多而導(dǎo)致硬度下降。

常規(guī)馬氏體淬火后的組織中殘余奧氏體的含量一般為6~15%，殘余奧氏體為軟的亞穩(wěn)定相，在一定的條件下（如回火、自然時效或零件的使用過程中），其失穩(wěn)發(fā)生分解為馬氏體或貝氏體。分解帶來的后果是零件的硬度提高，韌性下降，尺寸發(fā)生變化而影響零件的尺寸精度甚至正常工作。對尺寸精度要求較高的軸承零件，一般希望殘余奧氏體越少越好，如淬火后進(jìn)行補(bǔ)充水冷或深冷處理，采用較高溫度的回火等[12~14]。但殘余奧氏體可提高韌性和裂紋擴(kuò)展抗力，一定的條件下，工件表層的殘余奧氏體還可降低接觸應(yīng)力集中，提高軸承的接觸疲勞壽命，這種情況下在工藝和材料的成分上采取一定的措施來保留一定量的殘余奧氏體并提高其穩(wěn)定性，如加入奧氏體穩(wěn)定化元素Si、Mn, 進(jìn)行穩(wěn)定化處理等[15,16]。

2.2常規(guī)馬氏體淬回火工藝


高線軋機(jī)軸承的沖擊韌性要好，尤其是粗軋機(jī)使用的軸承，將連鑄方坯軋制成棒料的過程中，沖擊載荷很大。因此，高線軋機(jī)軸承在高轉(zhuǎn)速、高沖擊狀態(tài)下工作不應(yīng)發(fā)生破裂現(xiàn)象。

綜上所述，高線軋機(jī)軸承的工作特性就是能在高轉(zhuǎn)速、高沖擊狀態(tài)下連續(xù)穩(wěn)定可靠的工作，并具備較長的疲勞壽命。

2 軸承結(jié)構(gòu)形式

高線軋機(jī)軸承有四列圓錐滾子軸承和雙列圓柱滾子軸承兩種。一般情況下，粗、中軋機(jī)使用四列圓錐滾子軸承，精軋機(jī)使用雙列圓柱滾子軸承，水平軋機(jī)和鉛錘軋機(jī)使用同一型號的軸承。

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