[发明专利]一种高硬度轴承

说明书

本发明公开了一种高硬度轴承，包括轴承外圈、滚球、轴承内圈，轴承外圈的滚道和轴承内圈的滚道均为双滚道结构；在径向截面中，两个滚道的圆心间距为84mm；任一滚道的曲率半径为30.8mm，滚球的半径为29.6mm，轴承接触角为50°。轴承外圈的组分按重量百分比包括：C：0.7～1％，Si：0.5～0.8％，V：0.5～0.6％，W：0.3～0.4％，Mo：0.15～0.2％，Nb：0.1～0.14％，Al：0.3～0.4％，Cr：6.2～6.5％，B：0.09～0.12％，La：0.07～0.1％，S≤0.015％，P≤0.02％，余量为Fe。

技术领域

本发明涉及轴承技术领域，尤其涉及一种高硬度轴承。

背景技术

轴承是机械传动机构中的支撑件，用于确定旋转轴与其它零件相对运动位置，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度，它的质量及承载能力直接影响机械整机的工作性能。

高碳铬轴承钢是轴承钢中的一个大种类，为制造轴承和轴承零件的最常用钢种。现有高碳铬轴承钢热处理工艺为：淬火加热830～850℃，保持适当的时间后进入30～80℃的油中淬火，随后在150～180℃的回火炉中回火一定的时间。该常规热处理工艺获得材料晶粒度只能达到8级，接触疲劳强度低，耐磨性差，寿命可靠性较差。

这种常规热处理工艺越来越满足不了对于高可靠性、高舒适性的机械零部件发展需求，如发动机摇臂轴承比较特殊苛刻的使用工况下，使轴承无法适应其特殊的温度、负荷、润滑条件。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高硬度轴承，硬度高，耐磨性能和韧性优异，接触疲劳性能良好，使用寿命长。

本发明提出的一种高硬度轴承，包括轴承外圈、滚球、轴承内圈，轴承外圈的滚道和轴承内圈的滚道均为双滚道结构；在径向截面中，两个滚道的圆心间距为84mm；任一滚道的曲率半径为30.8mm，滚球的半径为29.6mm，轴承接触角为50°。

优选地，轴承外圈的组分按重量百分比包括：C：0.7～1％，Si：0.5～0.8％，V：0.5～0.6％，W：0.3～0.4％，Mo：0.15～0.2％，Nb：0.1～0.14％，Al：0.3～0.4％，Cr：6.2～6.5％，B：0.09～0.12％，La：0.07～0.1％，S≤0.015％，P≤0.02％，余量为Fe。

本发明中各元素作用如下：

碳(C)：作为形成石墨球的主要元素，可以有效的控制石墨个数及石墨大小，同时，适当的碳当量可以使铁液易于流动，增加铁液的充型能力，减少缩松缩孔，提高铸件的致密性，但是碳含量过高，容易产生石墨漂浮，影响铸铁的性能，还会降低钢的耐大气腐蚀能力，增加钢的冷脆性和时效敏感性。

硅(Si)：作为强烈促进石墨化的元素，又能起到孕育的效果。较高的含硅量对铸件的浇注及自补缩都有很大的好处，能显著提高钢的弹性极限、屈服点和抗拉强度。硅含量高些，对形成球状石墨有利，但硅含量超过3.0％时，冲击韧性会急剧降低，还能降低钢的焊接性能。硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用。

钒(V)：作为钢的优良脱氧剂，可细化组织晶粒，提高强度和韧性。钒与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。

钼(Mo)：能细化晶粒，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力，提高机械性能；还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。

铬(Cr)：可提高淬透性，能显著提高强度、硬度和耐磨性，还能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，但会降低塑性和韧性，同时也是碳化物形成元素，在球墨铸铁中，它能与碳生成M₃C型碳化物可以作为有效的硬质点弥散分布在基体上，提高材料的硬度及耐磨度。经试验发现证实：含Cr0.5％，碳化物约占15～20％，满足实际需求。