GCr18Mo軋機(jī)軸承在某帶鋼軋廠的應(yīng)用

王國平

（河南能化洛陽LYC軸承有限公司大型軸承事業(yè)部，河南洛陽471039）

0 引言

在為某帶鋼軋制鋼有限公司提供的7種型號(hào)的軸承產(chǎn)品中，有2種型號(hào)的產(chǎn)品使用的是GCr18Mo材料，且采用了下貝氏體淬火的熱處理工藝。原本想選取具有抗沖擊性GCr18Mo材料采用下貝氏體淬火工藝來替代滲碳鋼，以達(dá)到既可降低生產(chǎn)制造的成本又能滿足用戶使用工況需求的目的。但在實(shí)際的使用中，效果很不理想（主要是FC5274220出現(xiàn)早期失效）。本文主要闡述該鋼種的主機(jī)應(yīng)用情況。

1 軸承失效的模式

從跟蹤統(tǒng)計(jì)的近百套（FC5274220）軸承失效情況來看，有近70套軸承的失效是外圈壓力區(qū)范圍內(nèi)粉碎性破碎，有近20套軸承為內(nèi)圈在壓力區(qū)范圍內(nèi)沿圓周方向整體斷裂，其余為保持架失效等原因造成失效。這些失效軸承的工作時(shí)間最長(zhǎng)為10d左右，軋制1.8萬t。最短的上機(jī)僅30 min，軋制僅幾十噸。即使上機(jī)使用壽命最長(zhǎng)的產(chǎn)品也僅為其它廠最短使用壽命的一半。其它生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，哪怕是軋制10萬t以上的失效產(chǎn)品，其零件的外形也是一個(gè)整體。

2 失效原因分析

材料GGr18Mo采用下貝氏體淬火代替滲碳鋼制造耐沖擊的軋機(jī)軸承，在軸承行業(yè)的軋機(jī)軸承產(chǎn)品制造中已有先例。并且其使用效果也達(dá)到設(shè)計(jì)要求。但本次失效原因?yàn)椋?/p>

首先，軸承外圈失效占絕對(duì)多數(shù)，內(nèi)圈失效較少，也有因保持器損壞而造成軸承失效的產(chǎn)品。失效軸承的滾子端面均有磨損或破碎；大部分失效軸承的外圈在壓力區(qū)范圍內(nèi)瓷狀破碎，內(nèi)圈在沿圓周方向整體斷裂；失效軸承的破碎角幾乎均在100°～140°之間，但也有極個(gè)別的失效件的失效角在90°以內(nèi)。失效軸承的碎片幾乎均為粉碎性，塊狀破碎的穿晶斷裂狀態(tài)。

其次，從失效軸承的使用工況來看，某軋廠的帶鋼生產(chǎn)線設(shè)備是20世紀(jì)70年代大連生產(chǎn)的老產(chǎn)品，且嚴(yán)重超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。原設(shè)計(jì)是軋制2.5～4.5 mm的中、厚鋼帶板。現(xiàn)據(jù)市場(chǎng)需要，厚度在2.5 mm以下的薄鋼帶成了生產(chǎn)的主要品種，加工范圍嚴(yán)重超限。加工范圍的擴(kuò)大，致使軸承的受力劇增。特別是向特薄方向擴(kuò)展加工，受力成倍急劇增加，從而造成軸承快速早期損壞。從跟蹤觀察的情況來看，只要加工2.5 mm以下的產(chǎn)品，軸承的損壞就嚴(yán)重。

另外，某軋鋼廠生產(chǎn)管理上的自身問題也較多。如：1）爐溫較低。由于企業(yè)追求利潤最大化，采取比價(jià)采購，致使采購的商品質(zhì)量難以保證。由于燃料-煤的質(zhì)量問題，使?fàn)t溫一直上不去。本應(yīng)是均熱1430℃，上加熱1420℃，下加熱1300℃以上的爐溫。在近一段時(shí)期內(nèi)一直維持在均熱 1240℃，上加熱 450～1130℃，下加熱780～1120℃。再加上天氣寒冷溫降大，從而也造成了設(shè)備的損壞（包括軸承的損壞）。爐溫的高低直接影響鋼材的塑性變形，影響了鋼材的變形抗力。從而影響下壓力的大小變化，最終導(dǎo)致軸承及其設(shè)備零配件提前損壞。2）生產(chǎn)設(shè)備的嚴(yán)重老化。嚴(yán)重的超負(fù)荷運(yùn)行，使設(shè)備的故障率居高不下，造成其產(chǎn)量難以提高和軸承提前損壞。在跟蹤的一個(gè)多月時(shí)間內(nèi)，就有2根初精軋輥軸和2根初軋輥斷裂為兩半，可見其設(shè)備實(shí)際承受負(fù)荷之大。

軸承也存在一些問題，主要表現(xiàn)在軸承產(chǎn)品的材料韌性差、脆性大、硬度高。從損壞的軸承碎片上表現(xiàn)得最為明顯，光潔如新的碎片，幾乎看不到磨過的痕跡。穿晶斷裂破碎是軸承失效的主要型式，穿晶斷裂破碎說明了軸承材料強(qiáng)度不足，韌性太差。

3 改進(jìn)措施及效果

根據(jù)軸承失效形式和現(xiàn)場(chǎng)工作狀況，進(jìn)行了軋鋼廠的設(shè)備維修改造，并改變了軸承的材料和軸承設(shè)計(jì)。以適應(yīng)據(jù)市場(chǎng)需求，追求利潤最大化的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，擴(kuò)大陳舊設(shè)備的加工范圍。在選用滲碳軸承鋼并采用新方法設(shè)計(jì)制造軸承后，使用效果達(dá)到甚至超過了進(jìn)口同類產(chǎn)品的質(zhì)量壽命。