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SKF航空翻滾軸承技能 (一)
來源:軸承網(wǎng) 時間:2013-08-27
1。M50NiL軸承鋼
從1955年到1980年25年間；航空發(fā)起機軸承的轉(zhuǎn)速安穩(wěn)增長；dn值已到達近2。5百萬.進入九十年代；航空發(fā)起機的高速和高溫對翻滾軸承提出了更高的需求.但是；現(xiàn)有的軸承鋼；即使是專用的耐高溫軸承鋼；如M50；18-4-1和14Cr-4Mo宗族的各種派生鋼種；如CRB-7和GB-42；在顯著高于當(dāng)前發(fā)起機軸承的溫度下仍能正常作業(yè).但還有一個重要的制約要素；這就是淬透鋼軸承套圈在超高速條件下的易開裂性；這種毛病發(fā)作時很少或底子沒有先兆.
為了找出一種既有M50軸承鋼所具有的功能；且開裂性更好的軸承鋼；SKF的MRC軸承公司在美國空軍的支持下展開了一系列研討作業(yè)；結(jié)尾挑選了M50NiL.
M50NiL除開裂耐性有所進步外；與其它高溫淬透軸承資料比較；顯微安排和疲憊強度也都很好.其緣由之一是M50iL中沒有大顆粒碳化物；因而；這種鋼對碳化物招致的疲憊裂紋不靈敏.
雖然M50NiL質(zhì)料的勘探比M50簡單；且資料的軋制和鑄造更便利；但要想得到所需的抱負淬透層、芯部顯微安排和必定的資料特性；有必要準確操控淬火和熱處置工藝.為研討M50NiL處置辦法；SKF付出了很大的盡力；投入了很多的資金.MRC技能人員以為；經(jīng)過熱處置可使這種資料在附近滾道外表處發(fā)生剩余壓應(yīng)力；在高dn值條件下；該應(yīng)力區(qū)可抵消圓周應(yīng)力的效果；然后進步軸承壽數(shù).選用SKF相奕操控工藝；可得到較高的壓應(yīng)力；并且淬硬深度比傳統(tǒng)工藝高三倍.SKF曾用傳統(tǒng)的辦法對M50NiL做過熱處置實驗；得出的資料開裂耐性值為275~350MPa-m1/2；在軸承傳速到達dn=3百萬時；具有杰出的止裂特性.要進步軸承轉(zhuǎn)速和/或發(fā)生更大的外表缺陷；開裂耐性值就必需挨近700MPa-m1/2.為了進步芯部耐性；SKF開發(fā)了一種工藝；可使熱處置后的M50NiL在不損失外表特性的情況下得到一個特定的芯部耐性.SKF研討人員發(fā)現(xiàn)；該工藝還可進步殘留壓應(yīng)力；然后進一步進步軸承的功能及可靠性.這種工藝包含將工件從奧氏體化溫度冷卻到芯部和表層馬氏體開端構(gòu)成的溫度之間的一個溫度；然后將工件加熱到一個較高的溫度；并在表層（淬硬層）冷卻和相變之前回火芯部.經(jīng)過挑選恰當(dāng)?shù)男静炕鼗鹧h(huán)；可將芯部熱處置到所需的韌度和強度；而不會對表層特性有太大的影響.業(yè)已證明；依據(jù)所挑選的芯部回火溫度；芯部硬度應(yīng)操控在30~45HRC.這種芯部耐性曾經(jīng)只能在CBS600和Prowear53才干得到；如今KSF的熱處置工藝使具有杰出的耐高溫功能的M50NiL也具有 宋的芯部耐性.此外；SKF研討人員還發(fā)現(xiàn)這種外表淬硬鋼還具有其它一些特色.一是外表處置.象滲氮鐵（FCN）這樣的外表處置對M50NiL具有有利的影響；它可在不含碳化物顯微安排的外表發(fā)生高壓應(yīng)力區(qū)（＞1000MPa）.預(yù)期這種處置辦法可進步抗腐蝕性、耐磨性和抗外表招致疲憊的特性.二是可焊接功能.因為M50NiL含碳量低；因而；在需要將軸承與法蘭或其它相類似的部件或資料連接起來制作單元軸承和復(fù)合布局部件時；可運用這種資料以下降成本.
當(dāng)前；用M50NiL制作的軸承正在世界上12種不一樣的飛機發(fā)起機上進行實驗或運用；SKF公司處于世界領(lǐng)先地位.
2。陶瓷資料
為飛機供給動力的燃氣渦輪發(fā)起機功率極高；可使飛機速度到達3馬赫以上.發(fā)起機主軸軸承的作業(yè)條件需求十分高；估計主軸轉(zhuǎn)速要超越30000轉(zhuǎn)/分；軸承最高極限溫度約800~900℃.從研討能夠看出；在650℃以上的作業(yè)溫度以運用高溫合金資料；要想得到長壽數(shù)；期望迷茫；而陶瓷資料為軸承作業(yè)溫度進步到顯著高于650℃帶來了期望.
SKF經(jīng)過研討；選出了一組能夠滿意超高溫軸承作業(yè)需求的高功能陶瓷資料；在1100℃以上高溫條件下；這些陶瓷資料中；有一種功能最佳；這就是曩昔十年里大家研制出的熱壓氮化硅或等壓氮化硅（Si3N4）.氮化硅之所以是抱負的資料；是因為它具有杰出的高溫強度和硬度；以及有利的強度/分量聯(lián)系.當(dāng)光滑充分時；還具有極佳的抗翻滾疲憊特性.1984年；SKF就在美國用固體光滑劑對該資料進行了500℃以上高溫下的長時間實驗.
但是；氮化硅也有缺陷；其間包含抗拉強度低；止裂耐性差和熱膨脹系數(shù)極低一級.因而；要制作和運用陶瓷軸承；還需要做很多的研討作業(yè).
當(dāng)前；SKF研討人員正在對碳化硅（SiC）、碳化鈦（TiC）和氧化氮硅鋁（SiAlON）等其他一些陶瓷資料用做球和套圈資料的適用性進行鑒定；SKF已將碳化硅用于40000轉(zhuǎn)/分的軸承實驗.碳化硅作為高溫軸承的有利功能是杰出的熱傳導(dǎo)率、熱擴散性和抗氧化性以及資料的高純度（簡直不存在因雜質(zhì)構(gòu)成的影響）；其不利要素之一是彈性模數(shù)高；約高出熱壓氮化硅50%；這一點被以為是一個潛在的難題；因為它有發(fā)生高赫茲接觸應(yīng)力的風(fēng)險.SKF研討人員曾企圖思考過經(jīng)過調(diào)整滾道的曲率比來削減這方面的影響；但這樣做又會招致沖突升熱的加重.
3。固體光滑劑
因為將來飛機發(fā)起機的核算作業(yè)溫度很高；要對這種作業(yè)條件下的軸承進行有用的光滑；當(dāng)前現(xiàn)有的各種組成光滑劑都力不從心.眾所周知；在溫度超越液體光滑劑所答應(yīng)的極限時；可運用富含各種不一樣化學(xué)元素的氧化物、硫化物和氟化物等耐高溫、功能安穩(wěn)的固體化合物.
許多一般的固體光滑劑之所以成為有用的光滑劑；是因為其晶格很簡單被斷開；如石墨和二硫化鉬就是這樣.在空氣中；石墨光滑的溫度極限規(guī)模取決于其氧化程度.經(jīng)過增加氧化劑或金屬鹽；可顯著進步氧化極限；然后改進軸承外表石墨膜的功能.
SKF的實驗標明；氮化硅用富含高溫增加劑的石墨來光滑；其外表可構(gòu)成一層耐沖突化學(xué)膜；它可下降氮化硅的沖突系數(shù)；使沖突溫升降至最小.
SKF還對其它一些可接受550℃以上高溫的固體光滑劑進行了研討；它們的熱安穩(wěn)性比石墨和二硫化鉬還好.當(dāng)前；MRC軸承公司正在對一氧化鉛（PbO）、一種共晶氟化鈣/氟化鋇（CaF/BaF）混合物和一種銫鉬化合物進行實驗.一種耐高溫、且光滑功能杰出的固體光滑劑可望在不久的將來面世.
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