ZWZ15高级渗碳轴承钢的研制

尤绍军

(瓦房店轴承集团有限责任公司 技术中心，辽宁 瓦房店 116300)

装备制造业的重要发展方向之一是大型化，随着诸如轧机、船舶、风力发电机组、核电设备、化工设备及掘进机等装备日趋大型化，与之配套的轴承也呈大型化趋势。目前我国现有的渗碳轴承钢已经无法满足制造大型轴承的要求，例如采用20Cr2Ni4渗碳轴承钢制造6 MW风电主轴轴承套圈时，其表面硬度、有效硬化层深度及心部硬度均无法满足轴承零件渗碳热处理技术要求。因此，瓦房店轴承集团有限责任公司、东北特钢集团和西宁特钢联合研制了一种性能优于20Cr2Ni4的ZWZ15高级渗碳轴承钢。介绍了该钢的成分、性能和使用情况，并与20Cr2Ni4钢进行了对比。

1 20Cr2Ni4渗碳轴承钢

我国目前常用的渗碳轴承钢有20CrNiMo，20CrNi2Mo，10CrNi3Mo和20Cr2Ni4等，20Cr2Ni4钢淬透性最好，目前在我国使用范围最广，使用量也最大，其冷热加工性能优异，力学性能良好，经过渗碳淬火热处理后，具有优异的硬度、耐磨性和良好的疲劳寿命，可以很好地满足轴承零件的性能要求。适于加工最大直径达160 mm的滚子和有效厚度达120 mm的轴承套圈。

20Cr2Ni4钢化学成分标准及试样的实际化学成分见表1。该钢力学性能标准及试样的力学性能见表2，表中试样的热处理工艺为：(870±20)℃加热，油冷；然后(790±20)℃加热，油冷；150～200 ℃回火 ，空冷。

表1 20Cr2Ni4钢的化学成分 w,%

表2 20Cr2Ni4钢的力学性能

20Cr2Ni4钢试样的相变温度见表3，淬透性数据见表4，端淬曲线如图1所示。

表3 20Cr2Ni4钢的相变温度

表4 20Cr2Ni4钢的淬透性数据(奥氏体化温度870 ℃)

图1 20Cr2Ni4和ZWZ15钢试样的端淬曲线

有效直径大于160 mm的滚子和有效厚度超过120 mm的套圈，如采用20Cr2Ni4钢制造，其表面硬度、有效硬化层深度、心部硬度均难以达到轴承零件的技术要求。……