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航空發(fā)起機(jī)軸承新資料
來(lái)源:軸承網(wǎng) 時(shí)間:2013-12-16
1。M50NiL軸承鋼
從1955年到1980年25年間；航空發(fā)起機(jī)軸承的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定增長(zhǎng)；dn值已到達(dá)近2。5百萬(wàn).進(jìn)入九十年代；航空發(fā)起機(jī)的高速和高溫對(duì)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(jī)軸承的溫度下仍能正常作業(yè).但還有一個(gè)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(kāi)裂性；這種毛病發(fā)作時(shí)很少或底子沒(méi)有先兆.
為了找出一種既有M50軸承鋼所具有的功能；且開(kāi)裂性更好的軸承鋼；SKF的MRC軸承公司在美國(guó)空軍的支持下展開(kāi)了一系列研討作業(yè)；結(jié)尾挑選了M50NiL.
M50NiL除開(kāi)裂耐性有所進(jìn)步外；與其它高溫淬透軸承資料比較；顯微安排和疲憊強(qiáng)度也都很好.其緣由之一是M50iL中沒(méi)有大顆粒碳化物；因而；這種鋼對(duì)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(jiǎn)單；且資料的軋制和鑄造更便利；但要想得到所需的抱負(fù)淬透層、芯部顯微安排和必定的資料特性；有必要準(zhǔn)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技術(shù)人員以為；經(jīng)過(guò)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(jìn)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(duì)M50NiL做過(guò)熱處置實(shí)驗(yàn)；得出的資料開(kāi)裂耐性值為275~350MPa-m1/2；在軸承傳速到達(dá)dn=3百萬(wàn)時(shí)；具有杰出的止裂特性.要進(jìn)步軸承轉(zhuǎn)速和/或發(fā)生更大的外表缺陷；開(kāi)裂耐性值就必需挨近700MPa-m1/2.為了進(jìn)步芯部耐性；SKF開(kāi)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(gè)特定的芯部耐性.SKF研討人員發(fā)現(xiàn)；該工藝還可進(jìn)步殘留壓應(yīng)力；然后進(jìn)一步進(jìn)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(kāi)端構(gòu)成的溫度之間的一個(gè)溫度；然后將工件加熱到一個(gè)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(guò)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(qiáng)度；而不會(huì)對(duì)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(duì)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(jìn)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.由于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(lái)制作單元軸承和復(fù)合布局部件時(shí)；可運(yùn)用這種資料以降低成本.
當(dāng)前；用M50NiL制作的軸承正在世界上12種不一樣的飛機(jī)發(fā)起機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或運(yùn)用；SKF公司處于世界領(lǐng)先地位.
2。陶瓷資料
為飛機(jī)供給動(dòng)力的燃?xì)鉁u輪發(fā)起機(jī)功率極高；可使飛機(jī)速度到達(dá)3馬赫以上.發(fā)起機(jī)主軸軸承的作業(yè)條件需求十分高；估計(jì)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(yùn)用高溫合金資料；要想得到長(zhǎng)壽數(shù)；期望迷茫；而陶瓷資料為軸承作業(yè)溫度進(jìn)步到顯著高于650℃帶來(lái)了期望.
SKF經(jīng)過(guò)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(fù)的資料；是由于它具有杰出的高溫強(qiáng)度和硬度；以及有利的強(qiáng)度/分量聯(lián)系.當(dāng)光滑充分時(shí)；還具有極佳的抗翻滾疲憊特性.1984年；SKF就在美國(guó)用固體光滑劑對(duì)該資料進(jìn)行了500℃以上高溫下的長(zhǎng)時(shí)間實(shí)驗(yàn).
但是；氮化硅也有缺陷；其間包含抗拉強(qiáng)度低；止裂耐性差和熱膨脹系數(shù)極低一級(jí).因而；要制作和運(yùn)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(duì)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(jìn)行鑒定；SKF已將碳化硅用于40000轉(zhuǎn)/分的軸承實(shí)驗(yàn).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(kuò)散性和抗氧化性以及資料的高純度(簡(jiǎn)直不存在因雜質(zhì)形成的影響)；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(diǎn)被以為是一個(gè)潛在的難題；由于它有發(fā)生高赫茲接觸應(yīng)力的風(fēng)險(xiǎn).SKF研討人員曾企圖思考過(guò)經(jīng)過(guò)調(diào)整滾道的曲率比來(lái)削減這方面的影響；但這樣做又會(huì)招致沖突升熱的加重.
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