对轴承行业的一点看法

发布时间:2014-11-11
  我国轴承寿命和可靠性不高,是制约我国成为轴承强国的瓶颈。在影响寿命和可靠性诸多因素中,材料因素是根本基础因素。
  断裂力学认为:一切材料都是不均匀的、有缺陷的。材料的断裂的过程(疲劳也是断裂),就是裂纹产生和扩展的过程。避免裂纹的形成和扩展仍是材料研究的方向。
  影响裂纹产生的因素有:材料的疏松、气孔、不可变形的夹杂物(如氧化物、硫化物、磷化物等等),在轴承钢中,耐磨的碳化物支点是必不可少的,但由于碳化物硬度高、不可变形,在高应力下,超过临界尺寸的碳化物,即可视为裂纹源。因而必须对液析和带状、网状碳化物大小和分布严格控制。
  材料韧性决定裂纹的扩展能力:高碳马氏体硬度高,韧性差,裂纹扩展阻力小,裂纹易扩展;低碳马氏体有极佳的强(度)、韧(性)配合,裂纹扩展阻力大,这应是我们追求的。
  钢材避免产生裂纹的途径主要有:
  (纯)提高钢的纯净度,进一步降低钢中氧、硫、磷、钛等含量,其实质就是控制夹杂物如氧化物、硫化物、磷化物、钛化物、氮化物等的数量、大小和形状。
  (均)控制碳化物的不均匀性(包括控制碳化物液析、带状和网状的大小和分布)。
  我国现行轴承钢的标准与先进标准相比,疏松、夹杂物(A、B、C、D)、网状、带状、液析,大都高一级以上。这意味着我国材料产生裂纹的几率高于国外。
  避免裂纹扩展的的途径主要有:
  (细) 在原材料合格的基础上,细化轴承钢退火组织极其重要。
  退火组织碳化物小、均、圆,淬火时可降低淬火温度,获得均匀细化的碳化物+均匀的低碳马氏体。大量细小的耐磨碳化物加上高韧性的低碳马氏体,这样材料即耐磨,裂纹又不易形成和扩展,是理想的淬火组织。
  退火获得粗大的碳化物(3-4级),淬火后必然会获得有明显高碳、高铬区和低碳、低铬区的淬火组织。而高碳、高铬区的马氏体硬度,韧性差,裂纹极易扩展,寿命低。
  对照JB/T1255-2001与欧标SEP 1520退火组织的图片,欧标认为合格的图片相应于我国JB/T1255-2001标准的1.5-3级,即我们认为没有片状的1.5级组织是不合格的,他们认为在没有片状的前提下,这样的组织是Z优秀的;我们认为3-4级的组织是合格的,按欧标的要求是不合格的。
  SKF、FAG、NTN等企业,在我国建立了许多轴承原材料加工点,他们采用根据他们标准在我国钢厂生产的钢材(NTN认为:我国一般轴承用钢达到世界同等钢材水平,但材料稳定性稍差)、锻造、退火(按他们的标准)、车(有的还要淬火,按我国标准)后出口,他们消耗了我国大量能源,赚取大量利润的同时,把污染等留在我国。
  但这样的事实也说明了,只要使用按先进企业标准的钢材和严格按其标准退火(如退火零缺陷),轴承寿命和可靠性在我国是完全可以解决的。
  在我国中、高档轴承中,学习借鉴人类在轴承实践中的先进经验,借鉴轴承界的公认标准,可能是我们走向轴承强国的捷径。
  XXX指出“疲劳寿命评价是一个未能很好解决的问题,......台架......方法,虽然使用多年,但缺少系统数据支持,科学性不足。”不能作为判据。这个看法应引起行业重视。