
目前汽車正朝著輕型化、舒適、堅實、功率大、結(jié)構(gòu)緊湊、經(jīng)久耐用、加速性能好、可靠性能高等方面發(fā)展。另外,由于電子控制技術(shù)的進步,汽車也朝著耗能低、簡易方便、操作性強等實用性能方向發(fā)展,所以滾動軸承作為汽車支撐用的重要部件,必須適應(yīng)這種趨勢。
汽車軸承在服役過程中,滾動體和套圈表面的單位面積上要承受很大的壓力,經(jīng)計算最高可達5000N/mm2,軸承運轉(zhuǎn)時除了有滾動還有滑動,除受到高頻、交變的接觸應(yīng)力之外,還受離心力的作用。汽車軸承的主要失效模式有剝落、點蝕、粘著、拉傷、斷裂、精度喪失、振動噪聲超標(biāo)等,因此,對軸承鋼的性能有如下幾點要求:①高的純凈度。②低的氧含量。③高的硬度和耐磨性。④良好的尺寸穩(wěn)定性。⑤足夠的抗壓強度和抗變形能力。⑥良好的工藝性能。
軸承鋼作為重要的特鋼品種之一,其質(zhì)量優(yōu)劣和性能高低很大程度上反映著一個國家的冶金水平,汽車軸承鋼占年產(chǎn)軸承鋼的40%左右,用量很大。汽車軸承的壽命與可靠性固然與最初設(shè)計、加工制造、潤滑、安裝和維護保養(yǎng)等有一定的關(guān)系,但原材料才是關(guān)鍵。
在汽車軸承總成的幾大構(gòu)件中,除了保持架由原始的沖壓用鋼改為普及的尼龍材料和密封件較常采用橡膠材料外,我國汽車軸承的滾動體及內(nèi)外圈大量使用的是這類含wC=0.95%1.05%、wCr=1.40%1.65%的高碳含鉻軸承鋼,為提高淬透性以適應(yīng)零件壁厚變化的需要,增加Mo含量可發(fā)展出一系列高淬透性高碳鉻軸承鋼。
盡管其品種相對比較單一,但它也是結(jié)構(gòu)鋼(齒輪鋼、軸承鋼、彈簧鋼、非調(diào)質(zhì)鋼、冷鐓鋼)中質(zhì)量要求最為苛刻的品種??量痰氖切枰岣咪摬牡募儍舳葒?yán)格降低0、S、Ca、N、Ti等微量元素的含量,還需控制包括冶煉、澆鑄、軋制、鍛造等冶金成材過程中可能造成的缺陷,例如常采用真空脫氣、電渣重熔、爐外精煉等冶煉工藝。降低氧含量可以明顯延長軸承的疲勞壽命是業(yè)屆內(nèi)一個不爭的事實,在國標(biāo)GB/T18254-2002中,對高碳鉻軸承鋼的含量做了明確規(guī)定:模鑄鋼≤15ppm、連鑄鋼≤12ppm,實際生產(chǎn)中隨著冶金設(shè)備及工藝的開發(fā)控制更嚴(yán),最低可達到5ppm的水平。
汽車軸承作為軸承的一個重要分支,有它處于汽車工業(yè)及總成運行環(huán)境的特點。除了改進結(jié)構(gòu)設(shè)計及良好的密封和潤滑外,采用高純凈材料及合理的熱處理設(shè)備和工藝,可提高汽車軸承的可靠性并達到長壽命。
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