NTN軸承鋼的冶煉質量基本要求

滾動NTN軸承的使用壽命和可靠性很大程度上與NTN軸承用鋼的冶煉質量有著密切的關系。由于NTN軸承鋼所具有的特性,對冶煉質量的要求比一般工業用鋼要嚴格得多,如鋼的化學成分、純潔度、組織和均勻性等。
一、嚴格的化學成分要求
一般NTN軸承用鋼主要是高碳鉻NTN軸承鋼,即含碳量1%左右,加入1.5%左右的鉻,并含有少量的錳、硅元素的過共析鋼。鉻可以改善熱處理性能、提高淬透性、組織均勻性、回火穩定性,又可以提高鋼的防銹性能和磨削性能。但當鉻含量超過1.65%時,淬火后會增加鋼中殘余奧氏體,降低硬度和尺寸穩定性,增加碳化物的不均勻性,降低鋼的沖擊韌性和疲勞強度。為此,高碳鉻NTN軸承鋼中的含鉻量一般控制在1,65%以下。只有嚴格控制NTN軸承鋼中的化學成分,才能通過熱處理工序獲得滿足NTN軸承性能的組織和硬度。
二、高精度的尺寸要求
滾動NTN軸承用鋼要求鋼材尺寸精度較高,這是因為大部分NTN軸承零件都要經過壓力成型。為了節省材料和提高勞動生產率,絕大部分NTN軸承套圈都是經過鍛造成型,鋼球是經過冷鐓或熱軋成型,小尺寸的滾子也是經過冷鐓成型。如果鋼材的尺寸精度不高,就無法精確地計算下料尺寸和重量,而不能保證NTN軸承零件的產品質量,也容易造成設備和模具的損壞。
三、特別嚴格的純潔度要求
鋼的純潔度是指鋼中所含非金屬夾雜物的多少,純潔度越高,鋼中的非金屬夾雜物越少。NTN軸承鋼中的氧化物、硅酸鹽等有害夾雜物是導致NTN軸承早期疲勞剝落、顯著降低NTN軸承壽命的主要原因。特別是脆性夾雜物危害最大,由于在加工過程中容易從金屬基體上剝落下來,嚴重影響NTN軸承零件精加工后的表面質量。因此,為了提高NTN軸承的使用壽命和可靠性,必須降低NTN軸承鋼中夾雜物的含量。
四、嚴格的低倍組織和顯微(高倍)組織要求
NTN軸承鋼的低倍組織是指一般疏松、中心疏松和扁析,顯微(高倍)組織包括鋼的退火組織、碳化物網狀、帶狀和液析等。碳化物液析硬而脆,它的危害性與脆性夾雜物相同。網狀碳化物降低鋼的沖擊韌性,并使之組織不均勻,在淬火時容易變形與開裂。帶狀碳化物影響退火和淬火回火組織以及接觸疲勞強度。低、高倍組織的優劣對滾動NTN軸承的性能和使用壽命有很大的影響,所以,在NTN軸承材料標準中對低、高倍組織有著嚴格的要求。
五、特別嚴格的表面缺陷和內部缺陷要求
對NTN軸承鋼而言,表面缺陷包括裂紋、夾渣、毛刺、結疤、氧化皮等,內部缺陷包括縮孔、氣泡、白點、嚴重的疏松和偏析等。這些缺陷對于NTN軸承的加工、NTN軸承的性能和壽命有很大的影響,在NTN軸承材料標準中明確規定不允許出現這些缺陷。
六、特別嚴格的碳化物不均勻性要求
在NTN軸承鋼中,如果出現嚴重的碳化物分布不均勻,則在熱處理加工過程中就容易造成組織和硬度的不均勻,鋼的組織不均勻性對接觸疲勞強度有較大的影響。另外,嚴重的碳化物不均勻性還容易使NTN軸承零件在淬火冷卻時產生裂紋,碳化物不均勻性還會導致NTN軸承的壽命降低因此,在NTN軸承材料標準中,對不同規格的鋼材均有明確的特別要求。
七、 特別嚴格的表面脫碳層要求
在NTN軸承材料標準中對鋼材表面脫碳層有著嚴格的規定,如果表面脫碳層超出標準的規定范圍,且在熱處理前的加工過程中又沒有將其全部清除掉,則在熱處理淬火過程中就容易產生淬火裂紋,造成零件的報廢。
八、其他要求
在NTN軸承鋼材料標準中還對NTN軸承鋼的冶煉方法、氧含量、退火硬度、斷口、殘余元素、火花檢驗、交貨狀態、標識等有嚴格的要求。 
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