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常见的轴承表面处理技术

作者: 沙永旭 浏览:216 发表时间:2024-05-17

滚动轴承因轴承类型不同、轴承尺寸大小及应用工况不同等因素,轴承各部件会选用不同的材质,比如轴承钢GCr15SiMn,或渗碳钢G20Cr2Ni4A等,在制造过程中,通常会有锻造、车工、热处理、磨工、装配等加工流程。为了使轴承达到更耐用,寿命更长、可靠性更高、适用在更严苛工况环境中等各项技术要求,随着新的工艺技术不断出现和开展,轴承工作表面的表面处理技术也得到广泛应用,常用的轴承表面处理技术包括了表面物理变形处理、化学处理、热处理处理、表面薄膜涂层处理等多种工艺方法。


一.轴承表面物理变形处理方法

采用机械处理工艺方法使轴承表面发生塑性变形,形成高强度和高硬度、高密度的硬化层,这种物理变形强化处理方式也称为变形强化或加工硬化,常用的工艺方法有:喷丸、喷砂、光饰、冷碾、抛光、超精等。

通过轴承表面机械挤压变形处理,加强了位错密度增加,亚晶结构组织的细化,使表面其硬度和强度的增强,能显著提高零件的表面疲劳强度。同时,喷砂会消除表面应力,减少热处理裂纹发生;抛光和超精能够降低表面粗糙度,改善表面微观结构,提高轴承滚动区域的部件间吻合度和油膜质量。物理变形表面强化方法具有工艺简单,效果显著,便于过程质量控制。


二.化学处理方式

利用某种元素的固态渗入,来改变轴承表面层的化学成份,实现表面强化的方法,称为化学热处理强化或扩散热处理。包括渗铬、渗碳、碳氮共渗、硫化物和硫氮碳共渗、石墨化层等,渗入元素或溶入基体金属形成固溶体,或与其他金属元素形成化合物。常用的渗碳钢热处理工艺,轴承表面硬度与高碳铬轴承钢相同,心部较软,渗碳层深度一般在0.8~3.5毫米,表面硬度HRC58~64,心部硬度HRC32~48,渗碳钢具有高硬度、高耐磨性、高接触疲劳强度、良好的韧性特点,广泛应用在冶金等行业中的严苛的高冲击载荷工况环境中。

轴承表面发黑改性处理,利用零件在强碱溶液中加热,表面氧化的工艺方式,使轴承表面生成一层致密,而且与基体牢固结合的四氧化三铁薄膜。发黑处理的目的是使轴承具有良好的防锈防腐性能,高耐磨性,自润滑性能,表面有光泽和美观,发黑加热有助于减少内应力。保持器磷化和轴承零件酸洗等也属于发黑工艺。


三.表面热处理处理方式

表面热处理使用固态相变,通过快速加热的方法,对轴承表面层进行淬火处理,称为表面淬火。包括火焰加热淬火、高(中)频感应加热淬火。特点是:表面局部淬火加热速度快,工件变形小,加热时间短,生产效率高,表面氧化和脱碳轻微。适用于大型轴承表面热处理,能够提高特大型轴承抗冲击载荷能力,并具有较高的耐磨性和接触疲劳强度。


四.表面涂层处理方式

应用物理或化学工艺方法,在金属表面涂敷的涂层,并与基体材料性能不同的强化膜层。包括电镀、化学镀(铬、镍、银等)复合镀、刷镀等,特点是均能在轴承表面形成特定性能的薄膜,提高了表面的耐磨性、耐疲劳、耐腐蚀性和自润滑性能。该处理方法也应用在轴承修复方案中。

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