2016年05月23日

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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2016年05月13日

我國五金軸承工藝技術急需發展



我國五金軸承工業制造工藝和工藝裝備技術發展緩培林慢,車加工數控率低,磨加工自動化水平低,全國僅有200多條自動生產線。大多數企業,尤其是國有老企業中作為生產主力的仍是傳統設備。對軸承壽命和可靠性至關重要的先進熱處理工藝和裝備難題未能取得突破。

慢,車加工數控率軸承低,磨加工自動化水平低,全國僅有200多條自動生產線。大多數企業,尤其是國有老企業中作為生產主力的陶瓷軸承仍是傳統設備。對軸承壽命和可靠性至關重要的先進熱處理工藝和裝備,如控制氣氛保護加熱、雙細化、貝氏體淬火等覆蓋率低,許多技術難題攻關未能取得突破。


軸承鋼新鋼種的研發,鋼材質量的提高,潤滑、冷卻、清洗和磨料磨具等相關技術的研發,尚不能適應軸承產品水平和質量提高的要求。因而造成工序能塑膠軸承力指數低,一致性差,產品加工尺寸離散度大,產品內在質量不穩定而影響軸承的精度、性能、壽命和可靠性。


整體發展速度不夠快,企業投入高端磨具的開發大大不足,這就使得對一些高質量軸承加工生產企業來說,選擇國外同類優質產品是唯一出路。無奈之下,磨料磨具喪失較大部分應用商。而軸承企業與磨具生產企業貧乏的交流使得這中差距越來越大。


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世界軸承行業技術水平分析


國際上軸承的整體技術水平,在近30年來取得了塑膠軸承令人矚目的進步。高精度、高轉速、高可靠性、長壽命、免維護保養以及標准化、單元化、通用化已成為軸承的基本技術標志。在軸承基礎技術進步、通用產品的結構改進、專用軸承單元化和陶瓷軸承的開發等方面取得的成效最為顯著。

  

  (1)基礎理論水平。軸承基礎理論主要指與軸承壽命、額定載荷和極限轉速等有關的理論。1980~1998年間由Ioanndeshe和Harris等提出了接觸疲勞極限壽命理論,使軸承壽命計算方法不斷完善。額定靜載荷最新理論給出了允許軸承發生相當於萬分之一滾動體直徑的永久變形下所對應的各類軸承的最大滾動體接觸應力;軸承極限轉速的研究提出了極限轉速的定義、限定範圍與使用條件。

  

  (2)設計技術水平。軸承設計理論有了很大發展,先後提出和應用了有限差分法、有限元法、動力學及擬動力學、彈性流體動力潤滑理論等,與此相適應,計算機輔助設計已在各國軸承設計計算中得到廣泛應用。軸承內部結構改進,主要包括減小套圈壁厚,加大滾動體直軸承徑與長度,采用對數母線凸度滾子,改變保持架結構與參數,改變引導方式,增加軸承內密封改善擋邊接觸等。

  

  (3)軸承產品技術水平。當今軸承產品的發展具有五個顯著特征:①堅持標准化、系列化、通用化;②向輕量化、功能組件化、單元化及智能化方向發展;③產品向高速度、高精度、高可靠性、低摩擦、低振動及低噪聲方向發展;④采用和發展了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)以及計算機集成制造系統/信息管理系統CIMS/IMS)技術;⑤采用現代高新技術,如新鋼種、新型工程陶瓷材料、表面改性技術及新的設計結構等。

  

  (4)工藝及工藝裝備水平。在工業發達國家,批量較大的標准軸承,采用高效、高精度的自動化設備加工制造,對於批量更大的則組織自動化生產線、自動化車間甚至自動化工廠進行生產。熱處理根據對尺寸穩定性要求控制殘奧含量;根據衝擊性能要求進行差異定量控制;設計合理硬度及匹配(套圈、滾動體具有不完全相同的高硬度);為獲得長壽命,研究晶粒細化對無氧化熱處理工藝過程的要求;為提高材料的衝擊韌性,發展了貝氏體淬火工藝。此外,表面工程技術也得到廣泛應用,如激光表面衝擊強化、離子注入等。在機械加工方面,向高精度、大批量、標准化生產、優質、高效及低耗方向發展,大量采用復合工序和自動化生產線。套圈鍛造采用精化、半精化工藝和裝備,如高速鐓鍛機、多工位壓力機和冷輾機,以提高材料利用率,減少切削量並降低後工序加工成本。磨加工以高速、高效為發展方向陶瓷軸承,同時大力開發磨削-超精培林研自動化生產線,應用CBN砂輪磨削、自適應磨削、在線測量和故障自動診斷等新技術,並配以軸承自動裝配生產線,確保生產率,穩定產品質量。納米級軸承加工與測量技術已取得進展,目前已能夠進行原材料冶金質量的檢測,熱處理殘奧檢測,自動化生產線加工過程在線檢測的閉環控制系統,高精度圓度測量技術及誤差補償技術等。軸承檢測儀器向著網絡化、智能化、虛擬化和納米化方向發展,高精度的納米圓度測量儀、工業CT無損檢測技術和激光技術也在軸承行業中應用。


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