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轴承材料的缤纷世界,助力轴承优异性能!
2023-06-12
来源:让云科技

说起炫酷的前沿科技,《复仇者联盟3》中钢铁侠的最新款Mark 50纳米战甲令人印象深刻。不仅有超强的修复能力,还能变化出多样的功能。虽然这是一部科幻电影,但也将材料科学所能企及的边界进行了大胆而又合理的畅想。

现实世界中,在科技不断发展的今天,材料作为一切应用发展的基础决定着一个文明的层次与高度。而对于基础材料的研究深度也决定着我们的未来。

作为重要机械部件,轴承可以说是体现工业领域材料应用的代表之一。伴随着材料科学的发展,轴承得以用更小的体积来传递更大的功率,实现越来越大的功率密度。铁姆肯公司作为全球轴承行业的领先者,其成功的奥秘之一可以说源自对材料学的不懈研究。经过了近120年的历程,铁姆肯公司更能把握材料对于轴承乃至传动系统的影响的准确性。从这一点似乎更容易理解为什么TIMKEN轴承历久弥新, 性能优异。

一、轴承材料与性能的关系

轴承应用的位置作为设备运转的关键,对轴承性能提出了极高要求。根据应用条件选取适合的材料是确保轴承性能的关键。例如高温应用、超低温应用、高冲击载荷应用、多杂质环境应用、高转速应用、腐蚀气氛等恶劣的使用环境,我们必须根据不同的应用需求来使用恰当的材料和热处理工艺。

二、轴承钢材

随着科技的发展,应用于轴承的材料日趋多样化,但对钢材的选用和加工仍然是决定轴承整体表现最重要的因素。

1、钢材的纯净度

我们所计算的轴承寿命都是基于轴承发生疲劳剥落的寿命,而轴承钢的纯净度则对疲劳剥落有着直接的影响。这是因为,轴承的钢材无法做到100%的纯净,必然会存在一些非金属夹杂物,在轴承的承载旋转过程中,夹杂物周围会产生应力集中,久而久之,应力集中处会产生裂纹,当裂纹发展到滚道面上时,轴承就会产生疲劳剥落。

夹杂物引起的裂纹源到疲劳剥落过程演示

上图所示为夹杂物引起裂纹源并最终导致疲劳剥落的演变过程,可见纯净度对轴承的疲劳寿命有着决定性的影响。而材料的纯净度与钢材的化学成分、熔炼方式、热加工工艺等有着密切的联系。如果非金属夹杂过多或尺寸过大,就会导致材料很容易出现疲劳裂纹源,随着轴承的进一步使用,裂纹不断扩展并最终剥落。

夹杂物与轴承疲劳寿命的关系

随着对材料研究的深入,轴承的寿命实现了质的提升。在铁姆肯公司,我们遵照严格的材料控制标准(GMQ)与和质量管理系统(TQMS),确保轴承材料的纯净度与质量,使轴承能够利用最合适的材料,最大限度的发挥材料的性能。

2、材料的热处理

目前市面上的轴承热处理工艺主要包括低碳钢渗碳和高碳钢淬透。热处理的最终的目的都是为了得到疲劳寿命更长、几何结构稳定性更高且表面硬度满足使用要求的轴承材料。组织的均匀性与晶粒大小对材料的性能有着至关重要的影响。

作为圆锥滚子轴承的权威,铁姆肯公司对于多种热处理工艺均有着深入的研究与应用。通过对热处理工艺的成熟把控,使得应用在轴承中的材料热处理组织更均匀、晶粒控制更细化,得到物理性能更好的轴承材料。对于一般应用条件,我们使用全淬透处理的钢材作为轴承材料,但是如果在冲击载荷较大或运行环境杂质较多的情况下,我们选择渗碳钢,这样能保证轴承具备较好的抗冲击性,同时能抑制由于杂质而引起的轴承损伤。根据不同的使用工况,选择最合适的轴承材料才是体现轴承技术的关键。

三、轴承材料多样化

除了钢材以外,轴承不同部件还可以选择多种不同的材料。如何让这些各具特色的材料助力轴承展现良好性能,也是我们应该考虑的问题。例如:轴承的内圈、外圈可选取多种类型的金属材料;滚子可选金属材料或陶瓷材料;保持架则可选金属材料、聚合物材料等;密封可选金属材料、聚合物高分子材料等。轴承虽然是一类标准件,但其内部的组成的多样性却是丰富多彩的。

常见轴承部件的材料运用

1、陶瓷球

2、黄铜保持架

3、钢保持架

万物变化缤纷,材料的世界精彩万分。愿这些裹含着无数活跃分子的材料继续为人类技术的进步保驾护航。

四、联系我们

让云科技-作为湖南地区知名品牌的工程轴承技术服务商及产品生产厂商,现已拥有两大自主品牌:让融(RANUR)、让云(RANUY )系列工程轴承,我们所做的一切只为时刻准备迎面解决更加严苛的运行工况及日益增长的市场需求,并及时掌握及应用如何提高产业可靠性及优化资产生命周期。

让融(RANUR)系列工程轴承是中国轴承高品质的保证,让融(RANUR)系列轴承拥有高精密的公差、设计独特的内部几何结构、高品质的工程轴承专用材料。

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五、相关材料

不锈钢轴承 塑料轴承
绝缘轴承 陶瓷轴承