高端轴承的研发涉及材料、油脂及润滑、制造、设计、轴承制造装备、检测与试验等一系列技术难题,还涉及接触力学、润滑理论、摩擦学、疲劳与破坏、热处理与材料组织等基础研究和交叉学科。
比如汽车的发动机一旦动起来,这些承轴部件可以说一直处在一个炼狱般的工作环境,它不仅要以每分钟近万转的速度狂奔,而且要承担各种压力与摩擦。因为承担如此重要的责任,所以一般对承轴的各种要求会很高,如接触疲劳强度、可靠性、耐磨性、冷热加工性能等。而这所有性能归结到一个点上那就是材质,即高端轴承用钢。
令人感到比较心酸的是,目前我国做高端承轴的钢材都依靠进口。这就好比我们能够研制出世界上运行速度最快的超级计算机,但是核心CPU是人家外国的。
“高端轴承依赖进口,为什么我们自己造不出来?”在调研了东三省、浙江、山东等五六个省份之后,中科院山东技术转化中心常务副主任王东升找到了答案:最大的问题出在材质上,“没有好钢,永远造不出高端轴承”。
下面我们了解一下Incoloy:
Incoloy是Fe-Ni-Co基沉积硬化型低胀大变形高温合金,以增加铌、钛、硅和微量硼毒素进行综合强化。合金在℃以下具有很高的强度,低的胀大系数,杰出的抗冷热疲劳功能以及简直不变的弹性模量。居里点在℃-℃。居里点以下合金的胀大系数基本不变。适于制造℃以下使用的各类航空、航天发动机环形件和机匣,主要产品有棒材、锻件、板材和带材。
合金已用于制造航空发动机高压压气机后机匣、承力环、隔热环、燃烧室封严环、蜂窝座和涡轮外环等零件,使用情况杰出。
由于合金不含铬、铝元素。高温抗氧化才能较差。在℃以上长期使用时,应当采取适当的防护涂层。合金外表可经过喷丸处理,喷丸后可掉高旋转曲折疲劳15%左右。
Incoloy化学成分
Incoloy物理及力学性能
Incoloy热处理制度
制度A:℃±15℃×lh/AC或快冷+℃±15℃×16h/FC(55℃/h)→℃±15℃×8h/AC,适用于钎焊零件:
制度B:℃±15℃×lh/AC或快冷+℃±15℃×16h/FC(55℃/h)→℃±15℃×8h/AC,HB-,适用于棒材和环形件。
热处理准则
准则A:℃±10℃保温1小时,空冷或快冷+℃保温16小时以每小时55℃降温至℃保温8小时,空冷
准则B:℃±10℃保温1小时,空冷或快冷+℃保温12小时以每小时55℃降温至℃保温8小时,空冷
密度:8.28