2016年05月23日

含油軸承用粉末冶金的展望



國產還原鐵粉在一般要求的軸承中已得到廣泛的應培林用,但隨著5級、6級精度軸承的逐步推廣,主機廠也要求不良品率提高到ppm級,現階段還原鐵粉的質量水平已不能滿足需求,我們希望鐵粉生產企業能在以下方面有所提高:


1。 改善破碎設備,發展螺旋混粉合批機,盡可能保持鐵粉顆粒表面形狀的不規則; 2。 保證穩定的鐵鱗來源,並有足夠大的混合能力,改進批量之間的穩定性;3。 保證細粉比例在可控制的範圍內,實現不通過增加粗粉比例就能得到低松比; 4。 改善球磨工藝,減少片狀粉的含量,提高顆粒內部孔隙率並得到較大的孔隙;

5。 改善成品粉包裝,減少運輸、儲存過程中的氧化、結塊問題。


二、霧化銅粉 由於銅的低摩擦系數和優良的抗咬合性,純銅粉、青銅粉與還原鐵粉混合或單獨使用,用於制作廣泛的使用的鐵銅基、銅基含油軸承,年需求量相當巨大。隨著環保意識的加強,6-6-3青銅粉正逐漸退出市場,電解銅粉也會逐漸減少,取而代之的是水霧化銅粉、銅錫擴散粉或合金粉。國內近年來興建了很多銅粉生軸承產企業,但產品與OMG,美國青銅,日本霧化株式會社等國際知名企業的相比仍有較大差距。就保來得目前使用情況而言,國內霧化純銅粉的差距主要有:


1。松比高 國外先進的銅粉生產工藝是將霧化後的粉末進行焙燒氧化或研磨氧化,再高溫還原得到類似還原鐵粉內部形貌的霧化鐵粉,松比一般在2。3~2。5 g/cm3,而國內現行工藝得到的霧化銅粉松比一般在2。7~3。0 g/cm3,相對較小的壓縮比導致生坯強度較差; 2。氧含量高 類似於還原鐵粉,受還原爐的局限國內霧化銅粉的氧含量偏高,導致燒結後的強度偏低且粉末的壓制性較差。


三、青銅粉 由於目前霧化青銅粉的技術目前還不成熟,現階段用得較多的是銅錫擴散粉或銅錫混合粉。國內基於霧化銅粉的擴散青銅粉同樣存在松比高、氧含量高、燒結強度低等缺陷,集中表現在: 1。類似於霧化青銅粉,松比和氧含量比較高; 2。由於錫粉在燒結時向表面擴散或其他原因,燒結後產品的表面有“綠”色,影響了產品外觀; 3。燒結後強度低。一般進口粉燒結強度為21kg/cm2,目前國產粉僅為17 kg/cm2,相對低的燒結強度限陶瓷軸承制了國產銅粉使用範圍塑膠軸承;4。燒結尺寸穩定性差。銅粉和錫粉進行混合時,由於錫粉較細容易產生偏析,導致了燒結時同一批次產品有大有小或同一產品變形嚴重,嚴重影響到整形後尺寸的精度。 5。封閉孔隙率高。國產銅粉表面形狀雖然不規則,但整體看表面比較光滑,顆粒內部也沒有形成孔隙,含油軸承的封閉孔隙率比較高,導致相同密度的產品出現含油率不足的現像。



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精密機床主軸軸承磨損失效分析



精密機床主軸軸承由GCr15鋼制造,經860℃淬火後15塑膠軸承0℃回火,滾道處經粗磨、精磨和研磨加工。使用僅2小時後,在滾道上出現灰白色的“白亮帶”軸承,使軸承精度降低,機床精度下降,影響使用壽命。滾道表面白亮帶用電鏡觀察,其上布滿大小不同的點剝落坑,坑底部有准解理斷裂特征及被硬質點擠壓而形成的塑性變形擠壓坑,這種分布密集的小坑在光線的照射下,發生漫散射,在宏觀上看起來呈灰白色。

分析結果說明白亮帶屬於接觸疲勞磨損失效。失效原因與接觸應力及軸承的內在質量有關,接觸應力越大,越易形成白亮帶。當滾道表面的磨削變質層越嚴重,則越易形成白亮帶。見圖1~圖5。這種磨損失效有兩種可能:(1)軸承滾道內在組織正常的情況下,發生剝落坑的主要原因是由外來的硬質點夾在滾道內陶瓷軸承,在滾動時成為磨料磨損導致早期失效。(2)當滾道內壁發生磨削燒傷導致硬度下降時,其表面不耐磨而出現金屬磨損,隨後迅速擴大而導致早期失效。

剝落坑透射電鏡二次復型像。坑底部有短小的河流狀條紋。滾道與滾柱在工作過程中作用於滾道表面,接觸應力較高,微裂紋以准解理方法擴展,造成點狀剝落。軸承工作時,滾道與滾柱之間由於存在硬質點而引起磨料磨損現像,出現平行溝槽。圖中所示溝槽與剝落坑相連的形態,剝落坑底部有准角斷理斷裂的河流花樣。右上方平行條紋為磨料磨損引起的溝糟。中間區由於硬質顆粒磨料擠壓造成許多微裂紋,但還未發生剝落。

滾道表面由於硬質點作為磨料形成的呈長條狀的擠壓坑,沿同一方向排列。當滾道表面微區某些部位硬度培林偏低,即磨削時形成的變質層較嚴重時,經硬質點擠壓,易形成這種具有塑性變形特征的擠壓坑。估計在磨削過程中出現燒傷而導致硬度下降,致使容易產生擠壓坑。右邊的平行條紋為磨損引起的溝槽,為磨料磨損特征。當磨粒較鈍和滾道表面較軟時出現犁溝狀,即金屬向溝槽兩側隆起,圖中溝槽側面具有這一特征。圖中左上呈三角形帶棱角的為擠壓坑。這些特征說明這一區域表面較軟,有磨削變質層存在。變質層即磨削燒傷層,出現硬度下降、強度降低等缺陷。


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角接觸球軸承安裝流程(下)


軸承的使用環境標准根據使用部位及使用條陶瓷軸承件與環境條件選擇規格尺寸、精度,配合適宜的軸承是保證角接觸軸承球軸承壽命及可靠性的前提。

1、使用部位:軸承適用於承受以徑向載荷為主的徑向與軸向的聯合負荷,通常以兩套軸承配對使用,主要應於汽車的前後輪轂、主動圓錐齒輪、差速器、減速器等傳動部位。

2、允許轉速: 在安裝正確、潤滑良好的環境下,允許為軸承極限轉速的0。3-0。5倍。一般正常情況下,以0。2倍的極限轉速為最宜。

3、允許傾斜角:軸承一般不允許軸相對外殼孔有傾斜,如有傾斜,最大不超過2′。

4、允許溫度: 在承受正常的載荷,且潤滑劑具有耐高溫性能,且潤滑充分的條件下,一般角接觸球軸承允許在-30℃-150℃的環境溫度下工作。

對已經脂潤滑的軸承及雙側具油封或防塵蓋,密封圈角接觸球軸承安塑膠軸承裝前無需清洗。 檢查相關零件的尺寸及精加工情況。自潤滑軸承的安裝是否正確,影響著精度、壽命、性能。因此,設計及組裝部門對於軸承的安裝要充分研究。希望要按照作業標准進行安裝。作業標准的項目通常如下 (1)、清洗軸承及軸承關聯部件 軸承的安裝是否正確,影響著精度、培林壽命、性能。因此,設計及組裝部門對於軸承的安裝(2)、檢查關聯部件的尺寸及精加工情況(3)、安裝(4)、安裝好軸承後的檢查

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含油軸承用粉末冶金的現狀



含油軸承作為機電基礎零件已被廣泛應用於汽車、事務軸承機械、家電制品、電動工具、音響器材、電腦相關設備等多種行業中。不同的工作條件對含油軸承提出了各種不同的材料和性能要求,比如說,一般的電動工具用含油軸承對耐磨性有特別的要求,音響機械用含油軸承則需要較低的摩擦系數等等。

GB/T2688中規定的分為鐵系、鐵碳系、鐵銅碳系、鐵銅系、6-6-3青銅系等7種含油軸承材料已遠遠不能滿足各種工況的需求,各軸承生產廠家又參照國外標准生產鐵青銅系、鐵黃銅系等材料的軸承。原料粉末的特性很大程度上決定了含油軸承的最終性能,如國外采用了鍍銅鐵粉為原料的軸承,含油率可以達到30%,壓潰強度20kg/cm2以上。

一、還原鐵粉 還原鐵粉作為粉末冶金產業最重要的原材料,消耗量約占鐵粉總量的70%~80%。自上世紀八十年代來還原鐵粉已取得了長足的發展,主要生產設備和生產工藝已發生了結構性的變化,如一次還原從最初的倒焰窯發展到現在的150米以上的隧道窯,精還原爐也從自制的還原爐到逐漸使用引進的進口還原爐,破碎機組也在逐漸引進國外先進設備,最直接的結果是還原鐵粉的質量和性能有了普遍的提高。近年來出現了采用赫格納斯方法生產的鐵精礦還原鐵粉,並獲得了部分市場。國產還原鐵粉作為傳統產品,占有國內總用量的絕對多數並部分出口,但綜合揚州保來得目前的使用狀況,國產還原鐵粉我們認為仍存在以下問題:

1。雜質含量高。國內還原鐵粉大多數采用鐵鱗作為原料,經過衝洗、粉碎、多道磁選、還原等工藝制成。受鐵鱗來源的影響,錳、硅等的雜質不能在後面的工序中被有效去除,一般成品粉中錳含量0。4%~0。5%,硅含量0。陶瓷軸承15%以上,酸不溶物含量也在0。40%以上。這些雜質作為硬質相加劇了粉末成形和燒結品整形過程中模具的磨損。通常采用赫格納斯生產的還原鐵粉整形芯棒每50萬只更換,而國產粉芯棒更換的頻率為20萬只。

2。顆粒形狀不佳。鐵粉的表面形狀直接影響壓制後顆粒的相互嵌合,嵌合的多少很大程度上決定著成形性。國內鐵粉生產廠家一般采用普通粉碎設備對鐵鱗和海綿鐵進行破碎,合批設備為雙錐形攪拌機,在破碎和攪拌的同時破壞了顆粒表面的形貌,使粉末和粉末之間的咬合變少,從而降低了粉末的成形性。采用赫格納斯的MH80。23和國內相同牌號鐵粉制成密度6。0g/cm3的軸承成形品,其拉脫拉值分別為0。5%和2%。

3。氧和碳含量偏高。由於國內大多數還原鐵粉受到鐵粉還原爐密封性塑膠軸承、保護氣氛流動方向、溫控精確度等方面的限制,成品粉的氧含量一般在0。5培林%左右,碳含量一般在0。05%左右,大大降低了粉末的壓制性,並很大程度上影響了燒結活性,降低了壓潰強度;而進口還原粉分別控制在0。3%和0。02%以下。

4。松裝比重偏高。粉末的粒度分布會對松比產生很大的影響。由於因為受到粉碎及粒度分布的影響,鐵粉中細粉含量特別是325目篩下物國產還原粉的松比一般情況下偏高,且波動較大,給批量生產帶來了不穩定因素。國外一般用分級後的粉按一定的粒度分布按比例加入,保證了松比和流動性的穩定性。

5。含油率偏低。鐵粉顆粒內部的孔隙數量和大小直接影響著含油軸承的儲油能力和出油速度。鐵鱗還原粉內部孔隙較少且細小,橫截面的孔隙率一般是15~30%,國外還原鐵粉的顆粒孔隙率可達到40%以上。對一般的鐵基含油軸承,考慮到成品的強度,其密度一般5。90~6。10 g/cm3,國產粉的封閉孔隙率一般為6~8%,而進口粉為3。5~4。5%。



ラベル:軸承
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