轴承钢

1 简介

　　轴承钢是用于制造滚动轴承的滚珠，滚柱和套筒等的钢种，也可用于制作精密量具，冷冲模，机床丝杠及柴油机油泵的精密偶件。

　　名称：轴承钢

　　英文：bearingsteel

2 概述

　　轴承钢是用来制造滚珠、滚柱和轴承套圈的钢。轴承在工作时承受着极大的压力和摩擦力，所以要求轴承钢有高而均匀的硬度和耐磨性，以及高的弹性极限。对轴承钢的化学成分的均匀性、非金属夹杂物的含量和分布、碳化物的分布等要求都十分严格，是所有钢铁生产中要求最严格的钢种之一。1976年国际标准化组织ISO将一些通用的轴承钢号纳入国际标准，将轴承钢分为：全淬透型轴承钢、表面硬化型轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等四类共17个钢号。有的国家增加一个类别为特殊用途的轴承钢或合金。我国已纳入标准的轴承钢分类方法与ISO相似，分别对应为高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈耐蚀轴承钢、高温轴承钢四大类。近五十年来我国还在轴承钢钢种及其轴承用材料方面，如无铬轴承钢、中碳轴承钢、特殊用途轴承钢及合金、金属陶瓷等取得了很大的进展。高碳铬轴承钢GCr15是世界上生产量最大的轴承钢，含碳Wc为1%左右，含铬量Wcr为1.5%左右，从1901年诞生至今100多年来，主要成分基本没有改变，随着科学技术的进步，研究工作任在继续，产品质量不断提高，占世界轴承钢生产总量的80%以上。以至于现在我们所说的轴承钢如果没有特殊的说明，那就是指GCr15。

3 化学成分

　　国标、冶标、日本标准中主要钢号的化学成分见表

4 物理性能

　　轴承钢的物理性能主要以检查显微组织、脱碳层、非金属夹杂物、低倍组织为主。一般情况下均以热轧退火、冷拉退火交货。交货状态应在合同中注明。钢材的低倍组织必须无缩孔、皮下气泡、白点及显微孔隙。中心疏松、一般疏松不得超过1.5级，偏析不得超过2级。钢材的退火组织应为均匀分布的细粒状珠光体。脱碳层深度、非金属夹杂物和碳化物不均匀度应符合相应有关国家标准规定。

5 包装

　　直径小于20mm要打包交货，大于20mm时可以裸装交货。对冷拔钢应涂防锈油。货物出厂前应附质量保证书、注明钢号、炉号、重量、规格、化学成分、检验标准及检验结果。

6 生产制造方法

　　对轴承钢的冶炼质量要求很高，需要严格控制硫、磷、氢等含量以及非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况，因为非金属夹杂物和碳化物的数量、大小和分布状况对轴承钢的使用寿命影响很大，往往轴承的失效就是在大的夹杂或碳化物周围产生的微裂纹扩展而成。夹杂物的含量和钢中氧含量密切相关，氧含量越高，夹杂物数量就越多，寿命就越短。夹杂物和碳化物粒径越大、分布越不均匀，使用寿命也越短，而它们的大小、分布状况与使用的冶炼工艺和冶炼质量密切相关，现在生产轴承钢的主要工艺是连铸以及电炉冶炼+电渣重熔工艺冶炼，还有少量采用真空感应+真空自耗的双真空或+多次真空自耗等工艺来提高轴承钢的质量。

7 用途

　　除做滚珠、轴承套圈等外，有时也用来制造工具，如冲模、量具、丝锥等。

　　主要生产厂及输往国家、地区

　　我国江阴兴澄特钢、东北特钢、大冶特钢、宝特是生产轴承钢的主要产地。目前主要出口为东南亚地区和欧洲。

　　进口主要生产国家

　　我国主要从日本、德国进口轴承钢。

8 种类

　　我国目前已生产高碳铬不锈轴承钢，主要钢号有9Cr18；渗碳轴承钢，主要钢号有G20CrMo；铬轴承钢，主要钢号有GCr15。

　　轴承钢又称高碳铬钢，含碳量ωc为1%左右，含铬量ωcr为0.5%-1.65%。轴承钢又分为高碳铬轴承钢、无铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、中高温轴承钢及防磁轴承钢六大类；

9 规格和外观质量

　　规格主要有圆钢、扁钢、钢丝，钢材表面应加工良好。不得有裂纹、折叠、结疤和夹杂。冷拉钢表面还应光滑、干净、无氧化皮。

10 生产地区

        我国江阴兴澄特钢、东北特钢、大冶特钢、宝特是生产轴承钢的主要产地。主要出口为东南亚地区和欧洲。

11 进口国

         我国主要从日本、德国进口轴承钢。

12 生产工艺流程：

    50吨UHP电炉冶炼→60吨LF炉精炼→60吨VD炉真空处理→合金钢矩形坯连铸（260mm×300mm、180mm×220mm）→缓冷或热送→轧材→精整→检验入库。

13 轴承钢材料及冶金质量性能要求

为了满足以上对动轴承的性能的要求，对轴承钢材料提出了以下一些基本的性能要求： 

    1）高的接触疲劳强度， 

    2）热处理后应具有高的硬度或能满足轴承使用性能要求的硬度， 

    3）高的耐磨性、低的摩擦系数， 

    4）高的弹性极限， 

    5）良好的冲击韧性和断裂韧性， 

    6）良好的尺寸稳定性， 

    7）良好的防锈性能， 

    8）良好的冷、热加工性能。 

　　　根据以上对轴承用钢的基本要求，对轴承用钢的冶金质量提出以下的基本要求； 

　　①严格的化学成分要求； 

　　②较高的尺寸精度要求，对于使用在高速镦锻机上锻造的热轧退火棒料，应该对其尺寸精度有更高的要求； 

　　③特别严格的纯洁度要求； 

　　④严格的低倍组织和显微（高倍）组织要求； 

　　⑤特别严格的表面缺陷和内部缺陷要求：表面缺陷包括表面裂纹、表面夹渣、毛刺、折迭、结疤、氧化皮等；内部缺陷包括缩孔、气泡、白点、过烧、严重的疏松和偏析、显微孔隙等； 

　　⑥严格的碳化物不均匀性要求； 

　　⑦严格的表面脱碳层深度要求； 

　　⑧其他要求：例如轴承钢的冶炼方法、氧含量、退火硬度、断口、残余元素、火花检验、交货状态等。