金属自修复材料在轴承上的应用之二

作者：bearingpower        发表时间：2010-12-12

微粒材料在金属摩擦表面发生的物理变化是：滚动体在滚道内滚动中，在摩擦力的作用下，超细微粒颗粒被进一步碾碎，此时微小颗粒对金属摩擦表面产生超精研磨作用，有足够硬度的微粒的超精研磨作用造成金属表面微凸体断裂，使得轴承摩擦表面的光洁度进一步提高。 微粒材料在金属摩擦表面发生的化学变化是：在超精研磨中，微凸体断裂时产生的闪温使微粒晶体中镁原子与摩擦表面的铁原子发生置换反应，在铁基金属摩擦表面生成铁基硅酸盐保护层，亦称金属陶瓷层。这一铁基硅酸盐保护层是在金属表面微凸体发生断裂出现闪温时产生的，在非磨损部位上不产生摩擦热，不发生化学置换反应。因而这种铁基硅酸盐保护层的生成有选择性，它只会在轴承的滚动体和跑道的金属摩擦表面生成一层耐磨的保护层。轴承在转动中不断发生磨损，磨损产生的微凸体断裂和释放的热能使这种化学置换反应继续进行。当其表面生成一层金属瓷保护层后，使其表面光洁度提高、摩擦系数降低，磨擦产生的热能下降，化学置换反应也就停止。但是当这一耐磨保护层受到破坏时，金属表面的摩擦热急剧增加，新的置换反应又将开始，使耐磨保护层得到恢复。 目视可见，轴承滚道和滚动体上生成的金属陶瓷保护层乌黑发亮，有淡兰色金属光泽。 经测定，这种耐磨的保护层有优良的力学和物理性能： 摩擦系数μ：0.003~0.007 显微硬度Hv：提高1倍 表面粗糙度：达14级 膨胀系数：13.6~14.2（与钢相同） 耐高温：1575℃~1600℃ 耐腐蚀：优良 因此，在轴承润滑脂中加入微量“金属磨损自修复材料”后，轴承的使用寿命可得到大幅度延长，轴承的可靠性水平也得到相应提高。并且由于轴承的摩擦系数降低，可节省大量动力能源消耗。 三、使用“金属磨损自修复材料”轴承的寿命试验情况： 国家轴承质量监督检验中心受哈尔滨市政府经贸委的委托，对使用“金属磨损自修复材料”的6205轴承进行了寿命实验。对送检的24套轴承全部进行了达到一等品标准要求的3倍额定寿命试验，从中再任意抽取8套轴承进行了达到优等品标准要求的5倍额定寿命试验，而后再从中任意抽取4套轴承进行完全寿命试验。 试验报告给出的结论是： 1、经21倍额定寿命试验的轴承基本保持试验前的旋转精度。当试至3倍额定寿命时，旋转精度有所下降；试至5倍额定寿命时，旋转精度恢复到原始值。 2、试至21倍额定寿命的轴承的径向游隙与试验前的径向游隙比较有少量变化。当试至3倍额定寿命时，游隙平均减少2.5μm；当试至5倍额定寿命时，游隙平均增大3μm（基本恢复到试验前数值）。随着试验时间的继续增加，轴承径向游隙有时增加有时减少，变化量很小。试至21倍额定寿命时，又基本恢复到试前数值。 3、轴承试至21倍额定寿命时，轴承套圈滚道和钢球表面乌亮，基本没有磨损。 4、“金属磨损自修复材料”在轴承中应用，能延长轴承的使用寿命。 在轴承寿命试验过程中出现过下述情况：当试验进行到8倍额定寿命时，编号为SM21-024的轴承内圈滚道因生产时存在砂轮花状磨削烧伤而失效。对此，试验报告指出：通常轴承滚道有磨削烧伤的轴承在寿命试验时，达不到1倍额定寿命滚道就会发生剥落而失效。该轴承试验到了8倍额定寿命，这显然是“金属磨损自修复材料”起到了延长轴承寿命的作用。