轴承的材料、设计及加工详解

DIN
NF SS14
SCM440 42CrMo4 42CD4 2244
1053
SKT5 S50C
40CrMn Mo7
1674
• 冶炼 浇铸 扩散退火 清理 开坯 轧制 (球化退火)
• 我国轴承钢材料的主要生产厂家有: 兴澄特钢、东北特钢、大 冶钢厂、上钢五厂、郑州永通、西宁特钢、无锡特钢、重钢、 本钢等。
轴承的材料、设计及加工
轴承材料 轴承设计 轴承热处理 轴承冷加工
• 轴承钢分类:
• 轴承钢一般可分为高碳铬轴承钢，渗碳轴承钢, 不锈轴承钢,回转支 承轴承用钢和特殊性能钢.
类别
型号
钢种
高碳铬轴承钢 GCr15 GCr15SiMn GCr15SiMo GCr18Mo
渗碳轴承钢
G20CrMo(A) G20CrNiMo(A)(C-8620) G20CrNi2Mo(A)(C-4320) G20Cr2Ni4(A) G10CrNi3Mo(A)(E-9310) G20Cr2Mn2Mo(A)
1.401.65
1.651.95
0.350.65
0.350.65
1.251.75
≤0.0 25
≤0.0 25
≤0.0 25
≤0.0 30
≤0.0 30
≤0.0 30
≤0.0 25
≤0.0 25
≤0.0 20
≤0.0 30
≤0.0 30
≤0.0 30
≤0. 30
≤0. 30
≤0. 25
0.400.70
（贝氏体淬火） 磨削 附加回火 磨削 装配 滚动体：热轧不退火棒材 热冲（锻造） 球化退火 车削 热
处理淬回 火 磨削 （附加回火） 磨削 装配 退火棒材 冷冲 车削 热处理淬回火 磨削 （附加回
火） 磨削 装配 • 渗碳轴承钢制造的零件： 套圈及滚动体：棒材 锻造（冷热冲） 正火 车削 渗碳淬回
火 （高温回火+热处理淬回火） 磨削 装配
0.951.05
0.951.05
0.951.05
0.170.23
0.170.23
0.170.23
0.150.35
0.450.75
0.200.40
0.150.40
0.150.40
0.150.40
0.250.45
0.951.25
0.250.40
0.600.90
0.400.70
0.300.60
1.401.65
0.15-0.35
0.25-0.45 1.35-1.65 ≤0.015 ≤0.025 ≤0.10 ≤0.25
≤0.30
中外高碳铬轴承钢化学成分比较（重量%）
元素 GCr15
SUJ2
52100
100Cr6
SKF3
Ni+Cu ≤0.50
O
≤0.0015 ≤0.0015 ≤0.0015 ≤0.0015
≤0.0015
滚动轴承设计
一、概述
1. 滚动轴承部件设计的主要内容
已知条件 工作条件 载荷大小及性质 转速 工作温度
设计内容 选择轴承的类型 轴承的组合设计
轴承尺寸的验算
轴承的固定和调整 轴承的配合 轴承的润滑和密封
一、概述
2. 滚动轴承的基本结构
内圈 与轴配合 外圈 与机座配合 滚动体 在滚道中产生滚动摩擦 保持架 保持滚动体位置
除滚动体外，其它元件可有可无
球 滚子
圆柱滚子 滚针 圆锥滚子 鼓形滚子 非对称鼓形滚子 螺旋滚子
一、概述
3. 滚动轴承的主要类型
向心轴承
按公称接触角
分类
推力轴承
径向接触轴承
00
向心角接触轴承
球主轴要承承亦受能F承r 受较小
Fa
00 450 同时承受 Fr 和 Fa
推力角接触轴承
450 900 主要承受 Fa
1.602.00
3.253.75
≤0.2 5
≤0.2 5
≤0.2 5
≤0.2 5
≤0.2 5
≤0.2 5
≤0.10
≤0.10
0.150.25 0.150.30 0.200.30
回转支承轴承用钢
各国编号对照:
中国 GB 42CrMo 5CrMnMo
50Mn
美国 AISI
4140
日本
德国 法国 瑞典
JIS
100CrMn6 SKF2
GCr18Mo G20CrNiMo
100CrMo7 SKF24 8620 SNCM220 21NiCrMo2 2506
G20CrNi2Mo 4320 SNCM22
G20Cr2Ni4 3316 SNC815 14NiCr14
中外高碳铬轴承钢化学成分比较（重量%）
元素 GCr15
Al
≤0.05
≤0.05
≤0.05
Ti
≤0.003
≤0.003
Ca
≤0.001
As
≤0.040
Sn
≤0.030
Sb
≤0.005
Pb
≤0.002
常用轴承钢的化学成分（重量%）
成分
C
Si
Fra Baidu bibliotek
Mn Cr
P
S
Ni
Cu Mo
牌号
GCr15 GCr15SiMn GCr18Mo G20CrNiMo G20CrNi2Mo G20Cr2Ni4
也承受较小 Fr
轴向接触轴承
900 只能承受 Fa
：滚动体同外圈滚道接
触点的法线与垂直于轴承轴 心线的平面之间的夹角
≤0.25
0.93-1.05
0.15-0.35
0.25-0.45 1.35-1.60 ≤0.015 ≤0.025 ≤0.10 ≤0.25
≤0.30
0.93-1.05
0.15-0.35
0.25-0.45 1.35-1.60 ≤0.010 ≤0.025 ≤0.10 ≤0.30
≤0.30
0.93-1.05
不锈轴承钢 9Cr18 9Cr18Mo 1Cr13～4Cr13
回转支承轴承用 42CrMo 5CrMnMo 50Mn
钢
特殊性能钢 Cr4Mo4V QBe2
• 常用轴承钢世界主要国家的牌号(化学成分相近):
中国
美国
日本
德国
SKF
GCr15
52100 SUJ2
100Cr6 SKF3
GCr15SiMn 52100.1
SUJ2
52100
100Cr6
SKF3
C
0.95-1.05
Si
0.15-0.35
Mn 0.25-0.45
Cr 1.40-1.65
S
≤0.025
P
≤0.025
Mo ≤0.10
Ni ≤0.30
Cu ≤0.25
0.95-1.10
0.15-0.35
≤0.50 1.30-1.60 ≤0.025 ≤0.025 ≤0.08 ≤0.25
• 材料及热处理标准主要有GB/T18254-2002,JB/T1255-2001, JB/T8881- 2001等.
• 高碳铬轴承钢棒材交货状态主要有热轧退火棒材/ 热轧不退火 棒材 ( 锻件)/ 冷拔退火棒材等，渗碳轴承钢是热轧（正火）材。
• 高碳铬轴承钢制造的零件： 套圈：热轧不退火棒材 锻造 球化退火 车削 热处理淬回火