軸承鋼高濃度氮化熱處理和壽命評(píng)價(jià)

熱處理技術(shù)(高濃度氮化)

理論和試驗(yàn)已經(jīng)證明，碳氮共滲處理對(duì)軸承的長(zhǎng)壽命化有效，特別是對(duì)潤(rùn)滑劑中混入硬質(zhì)異物時(shí)對(duì)延長(zhǎng)壽命更有效。因此，為了使軸承壽命更長(zhǎng)，需要開(kāi)發(fā)更高表面濃度的熱處理技術(shù)。

GCr15的普通淬火件和高濃度氮化件的碳和氧的分布如圖1所示。在高濃度氮化件的表面含有0.4%以上的氮。潤(rùn)滑劑中混入硬質(zhì)異物時(shí)形成壓痕，人工壓痕壽命試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

壽命評(píng)價(jià)技術(shù)

通過(guò)提高軸承用鋼的潔凈度，軸承材料壽命延長(zhǎng)，壽命評(píng)價(jià)時(shí)間也延長(zhǎng)。為此，需要開(kāi)發(fā)可在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行壽命評(píng)價(jià)的試驗(yàn)機(jī)。在軸承發(fā)生內(nèi)部起源型剝落前，首先發(fā)生開(kāi)裂的初期階段是表層上反復(fù)作用著交變剪切應(yīng)力的過(guò)程。因此，在掌握軸承內(nèi)部起源型剝落壽命時(shí)，評(píng)價(jià)剪切疲勞特性很重要。以前的試驗(yàn)機(jī)不能適應(yīng)賦予高速剪切應(yīng)力的要求，NTN開(kāi)發(fā)了在短時(shí)間內(nèi)評(píng)價(jià)剪切疲勞特性的超聲波扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)機(jī)（圖3）。

超聲波扭轉(zhuǎn)疲勞試驗(yàn)機(jī)主要由扭轉(zhuǎn)振動(dòng)變換器(激振頻率為(20 000±500)Hz)、放大器、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)放大變幅桿等組成。采用本試驗(yàn)機(jī)評(píng)價(jià)高碳鉻軸承鋼SUJ2、結(jié)構(gòu)碳鋼S53C、高溫滲碳鋼M50NiL的結(jié)果如圖4所示。根據(jù)時(shí)間強(qiáng)度、疲勞極限來(lái)評(píng)價(jià)，那么S53C最低，M50NiL最高。

在剪切應(yīng)力振幅為700 MPa時(shí)，由疲勞壽命(破壞概率5% )和滾動(dòng)疲勞壽命試驗(yàn)得到的L₅₀(剝落概率50%)之間成線(xiàn)性關(guān)系（圖5）。

（來(lái)源：軸承雜志社）

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