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          軸承鋼高濃度氮化熱處理和壽命評價

          軸承鋼高濃度氮化熱處理和壽命評價


          熱處理技術(高濃度氮化)

          理論和試驗已經證明,碳氮共滲處理對軸承的長壽命化有效,特別是對潤滑劑中混入硬質異物時對延長壽命更有效。因此,為了使軸承壽命更長,需要開發更高表面濃度的熱處理技術。


          GCr15的普通淬火件和高濃度氮化件的碳和氧的分布如圖1所示。在高濃度氮化件的表面含有0.4%以上的氮。潤滑劑中混入硬質異物時形成壓痕,人工壓痕壽命試驗結果如圖2所示。


          壽命評價技術

          通過提高軸承用鋼的潔凈度,軸承材料壽命延長,壽命評價時間也延長。為此,需要開發可在短時間內進行壽命評價的試驗機。在軸承發生內部起源型剝落前,首先發生開裂的初期階段是表層上反復作用著交變剪切應力的過程。因此,在掌握軸承內部起源型剝落壽命時,評價剪切疲勞特性很重要。以前的試驗機不能適應賦予高速剪切應力的要求,NTN開發了在短時間內評價剪切疲勞特性的超聲波扭轉疲勞試驗機(圖3)。

          超聲波扭轉疲勞試驗機主要由扭轉振動變換器(激振頻率為(20 000±500)Hz)、放大器、扭轉振動放大變幅桿等組成。采用本試驗機評價高碳鉻軸承鋼SUJ2、結構碳鋼S53C、高溫滲碳鋼M50NiL的結果如圖4所示。根據時間強度、疲勞極限來評價,那么S53C最低,M50NiL最高。

          在剪切應力振幅為700 MPa時,由疲勞壽命(破壞概率5% )和滾動疲勞壽命試驗得到的L50(剝落概率50%)之間成線性關系(圖5)。

          (來源:軸承雜志社)



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