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1 匐 似 机床轴承用新型合金钢的制备与性能研究 Pr epar a t i on and pr oper t i es of t h e new - t y pe al l o y s t eel f or m achi n e bear i ng 赵辉 ，王红霞 ZH A0 Hu i ．v ＼ ／ ANG Ho n g x i a 郑州职业技术学院，郑州 4 5 0 1 2 1 摘要 以G C r l 5 钢为基础添加合金元素N b 、V 和Y，在合金钢熔炼和浇注过程中采用机械振动辅助搅 拌 ，制备了机床轴承用新型合金钢 ，并进行了显微组织 、力学性能和耐磨损性能的测试与 分析。结果表明，与商用G C r l 5 钢相比，该新型合金钢的2 0 ℃、2 0 0 ℃和5 0 0 ℃抗拉强度分别 提高1 2 ． 5 ％、3 5 ． 8 ％、1 0 6 ． 1 ％，2 0 ℃、2 0 0 ℃和5 0 0 ℃屈服强度分别提高2 0 ． 7 ％、6 8 ． 7 ％、 1 4 7 ． 6 ％，2 0 ℃、2 0 0 C 和5 0 0 C磨损体积分别减小8 3 ． 8 ％、8 2 ． 4 ％、8 3 ． 4 ％。 关键词合金钢；机床轴承 ； 机械振动；力学性能；耐磨损性能 中图分类号T F 1 2 5 文献标识码A 文章编号1 0 0 9 -0 1 3 4 2 0 1 5 o 2 上 - 0 0 9 9 -0 3 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 I／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 -0 1 3 4 ． 2 0 1 5 ． o 2 I- ． 2 6 0 引言 G C r l 5 钢是一种合 金元素含量较 少、接触疲劳强 度较 高 、尺寸 稳定性 和 抗蚀性 良好 的高铬 轴承钢 ， 在 滚 珠 轴 承 、机 床 滚 珠 丝 杆 、涡 轮 喷 气 发 动 机 喷 嘴 、衬套 、柱 塞等 有着 广泛 的应 用 。但 是 ，随 着工 业技 术 的进步 和机 床轴 承 等产 品性 能要求 的提 高 ， 原有 的G C r l 5 钢难 以满 足市场 的需求 ，迫切需要开发 新的 合金 钢 。众所 周知 ，合 金化 和制 备方 法是 改善 金属材料 的两种有效途径 。为此 ，本文 以GC r l 5 钢为 基 础 ，通过 添加合金元 素N b 、V和Y，并 采用机械搅 拌辅助熔炼法制备 了机床轴承用新型合金钢，并对 其 显 微组 织 、力学 性能 和耐 磨损 性能 进行 了测试 与 分析，为促进GC r l 5 钢在机床轴承上的应用提供了新 的途径 。 1 试验材料与方法 1 ． 1试样材料 本试 验 以GC r 1 5 钢 为基 础 ，添加 0 ． 5 wt ． ％Nb 、 0 ． 4 wt ． ％V和0 ． 3 w t ． ％Y，在Z A Z 型 感应熔炼 炉 中进 行 合金钢的制备，在合金钢熔炼和浇筑过程中，均进 行机 械振 动辅助 搅拌 ，机械 振动 频率 为2 5 Hz ，试 样 的 制备工艺 流程 ，如图 1 所示 。采用S P E C T R O i Q I I 型x射 线 荧光 光谱 仪 和和GC一 5 0 8 A型 红外 硫 磷分 析 仪，对制备出的机床轴承用新型合金钢进行化学成 分分析 ，分析结果如表1 所示 。 图1 新型合金钢的制备过程 1 ． 2 试验方法 试验 制备 的机 床轴 承用 新型 合金钢 的 显微组 织 采 用X J L 一 0 3 型金 相 显微 镜 和J S M6 5 1 0 型扫 描 电子 显 微 镜进 行观 察 ；其 力 学性能 采用L DS 1 0 0 0 型高温 拉 伸 试 验机 进 行测 试 ，测 试温 度 分 别为2 0 。 C、2 0 0 。 C 和5 0 0 。 C，并用J S M6 5 1 0 型扫描电镜观察拉伸断口形 貌 ；其 耐磨损 性能 采用MG 一 2 0 0 0 型高 速高 温摩擦 磨 损试 验机进行 测试 ，测试 温度分别 为2 O 。 C、2 0 0 。 C 和 5 0 0 。 C，测试过程中选用的主要参数为磨损载荷 1 0 0 N、磨轮转速3 0 0 r ／ m i n 、摩擦磨损时 间4 5 mi n 、相 表1 新型合金钢的化学成分 wt ． ％ 收稿日期2 0 1 4 - 0 9 -1 5 基金璜目河南省教育厅 自然科学研究项 目 2 0 1 1 C 4 6 0 0 0 1 作者简介赵辉 1 9 7 5 一，男，河南荣阳人，讲师，本科，研究方向为机械设计制造。 第3 7 卷第2 期2 0 1 5 0 2 上 【 9 9 l 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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