常見的軸承表面處理技術(shù)

沙永旭

滾動軸承因軸承類型不同、軸承尺寸大小及應用工況不同等因素，軸承各部件會選用不同的材質(zhì)，比如軸承鋼GCr15SiMn，或滲碳鋼G20Cr2Ni4A等，在制造過程中，通常會有鍛造、車工、熱處理、磨工、裝配等加工流程。為了使軸承達到更耐用，壽命更長、可靠性更高、適用在更嚴苛工況環(huán)境中等各項技術(shù)要求，隨著新的工藝技術(shù)不斷出現(xiàn)和開展，軸承工作表面的表面處理技術(shù)也得到廣泛應用，常用的軸承表面處理技術(shù)包括了表面物理變形處理、化學處理、熱處理處理、表面薄膜涂層處理等多種工藝方法。

一、軸承表面物理變形處理方法

采用機械處理工藝方法使軸承表面發(fā)生塑性變形，形成高強度和高硬度、高密度的硬化層，這種物理變形強化處理方式也稱為變形強化或加工硬化，常用的工藝方法有：噴丸、噴砂、光飾、冷碾、拋光、超精等。

通過軸承表面機械擠壓變形處理，加強了位錯密度增加，亞晶結(jié)構(gòu)組織的細化，使表面其硬度和強度的增強，能顯著提高零件的表面疲勞強度。同時，噴砂會消除表面應力，減少熱處理裂紋發(fā)生；拋光和超精能夠降低表面粗糙度，改善表面微觀結(jié)構(gòu)，提高軸承滾動區(qū)域的部件間吻合度和油膜質(zhì)量。物理變形表面強化方法具有工藝簡單，效果顯著，便于過程質(zhì)量控制。

二、化學處理方式

利用某種元素的固態(tài)滲入，來改變軸承表面層的化學成份，實現(xiàn)表面強化的方法，稱為化學熱處理強化或擴散熱處理。包括滲鉻、滲碳、碳氮共滲、硫化物和硫氮碳共滲、石墨化層等，滲入元素或溶入基體金屬形成固溶體，或與其他金屬元素形成化合物。常用的滲碳鋼熱處理工藝，軸承表面硬度與高碳鉻軸承鋼相同，心部較軟，滲碳層深度一般在0.8~3.5毫米，表面硬度HRC58~64，心部硬度HRC32~48，滲碳鋼具有高硬度、高耐磨性、高接觸疲勞強度、良好的韌性特點，廣泛應用在冶金等行業(yè)中的嚴苛的高沖擊載荷工況環(huán)境中。

軸承表面發(fā)黑改性處理，利用零件在強堿溶液中加熱，表面氧化的工藝方式，使軸承表面生成一層致密，而且與基體牢固結(jié)合的四氧化三鐵薄膜。發(fā)黑處理的目的是使軸承具有良好的防銹防腐性能，高耐磨性，自潤滑性能，表面有光澤和美觀，發(fā)黑加熱有助于減少內(nèi)應力。保持器磷化和軸承零件酸洗等也屬于發(fā)黑工藝。

三、表面熱處理處理方式

表面熱處理使用固態(tài)相變，通過快速加熱的方法，對軸承表面層進行淬火處理，稱為表面淬火。包括火焰加熱淬火、高（中）頻感應加熱淬火。特點是：表面局部淬火加熱速度快，工件變形小，加熱時間短，生產(chǎn)效率高，表面氧化和脫碳輕微。適用于大型軸承表面熱處理，能夠提高特大型軸承抗沖擊載荷能力，并具有較高的耐磨性和接觸疲勞強度。

四、表面涂層處理方式

應用物理或化學工藝方法，在金屬表面涂敷的涂層，并與基體材料性能不同的強化膜層。包括電鍍、化學鍍（鉻、鎳、銀等）復合鍍、刷鍍等，特點是均能在軸承表面形成特定性能的薄膜，提高了表面的耐磨性、耐疲勞、耐腐蝕性和自潤滑性能。該處理方法也應用在軸承修復方案中。

來源：軋機軸承

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