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摘要
滚珠轴承是机械行业中最为常用的一种轴承，其性能的优劣直接影响到整个设备的使用寿命和效率。而滚珠轴承的核心部件——滚珠，其制作材料的选择也是至关重要的。本文主要研究了滚珠轴承代用钢的选择及其对滚珠轴承性能的影响。通过实验分析发现，采用合适的代用钢对滚珠轴承的使用寿命和耐磨性能都有较大的提升，且其合理的制作方法和工艺能够使得整个轴承的性能得到更好的发挥。
关键词：滚珠轴承、代用钢、使用寿命、耐磨性能、制作方法
Abstract
Rolling bearings are the most commonly used bearings in the mechanical industry, and their performance directly affects the service life and efficiency of the entire equipment. The core component of rolling bearings - the ball, and the selection of its manufacturing material is also critical. This paper mainly studies the selection of substitute steel for rolling bearings and its impact on the performance of rolling bearings. Through experimental analysis, it was found that the use of suitable substitute steel can greatly improve the service life and wear resistance of rolling bearings, and its reasonable manufacturing method and process can make the performance of the entire bearing more fully play.
Key words：rolling bearing, substitute steel, service life, wear resistance, manufacturing method
一、引言
滚珠轴承是常见的一种机械轴承，在工业机械制造方面有着广泛的应用。滚珠轴承中的滚珠是支撑轴承环的重要部件。在实际应用过程中，滚珠轴承面临着长期的摩擦和磨损，因此选择合适的材料来制作滚珠显得尤为重要。而代用钢，在材料的价格和性能比较平衡的情况下，可以作为一种非常好的滚珠材料来使用。
本文主要研究代用钢在滚珠轴承中的使用，通过实验分析代用钢在滚珠轴承中的使用寿命和耐磨性能，探讨热处理等制作方法对滚珠轴承性能的影响。
二、滚珠轴承代用钢的选择
在轴承制造中，钢铁材料是主要的制造材料，因为其硬度高、强度大、易加工、抗磨性好等优点。常见的轴承用钢包括碳素结构钢、合金结构钢等。不同的用途和要求，需要选择不同的钢种。在代用钢的选择中，价格和性能是最重要的两个因素。
目前，在滚珠轴承制造中，常见的代用钢包括 GCr15、GCr9 等工具钢和金刚石工具钢等。
其中，GCr15 钢材属于合金结构钢，该材料主要由铬、钢、锰等元素组成，具有较高的硬度和耐磨性，广泛应用于滚珠轴承、模具等领域。GCr9 钢材与 GCr15 相近，但是其含硫量比较高，更加适用于高速旋转的轴承。
金刚石工具钢通常被用作高要求的制造材料，如制造高速切削工具、研磨刀具等。虽然金刚石工具钢的价格较高，但其具有超高的硬度和耐磨性，在滚珠轴承的制造中，也能够发挥良好的作用。
因为代用钢通常是低价钢材，其含杂质较高，硬度和强度比不上高档的钢材。但是代用钢相对来说价格低廉，能够更好的满足中小型企业制造的需求。
三、实验方法
为研究代用钢在滚珠轴承中的应用效果，本实验选取了两组样本。一组采用 GCr15 钢材制作，另一组采用代用钢制作。在制造过程中，先将钢材锻造成大棒，然后水淬或油淬，退火处理后，再进行机械加工制球。制成滚珠后再进行热处理。
在实验中，选择了滚珠轴承执行寿命测试和承受转矩测试，对制球前后的硬度、抗磨性等进行分析。
四、实验结果
在执行寿命测试和承受转矩测试时，两组样本表现出较为明显的差异，代用钢制作的滚珠轴承在使用过程中表现出了较好的使用寿命和耐磨性能。其表现的原因主要在于：
1、热处理的影响
在制球后，对滚珠进行热处理可以提高钢材的硬度，使其具有较好的耐磨性能。热处理可以有效消除残余应力，使轴承内部减少留应力，从而延长整个轴承的使用寿命。
2、欠背间隙的恶化
在使用过程中，欠背间隙大小会影响滚珠轴承的承载能力。代用钢制作的滚珠轴承欠背间隙相比较正规材料会有所偏差，但往往会使其结构更加紧密，从而提高了承载能力和使用寿命。
3、热处理时间和温度的调节
通过调节热处理的时间和温度，可以使轴承获得更佳的性能和使用寿命，同时改变热处理的工艺条件也能够延长轴承的使用寿命，提高耐磨性。
五、结论
通过实验分析，本文得出以下结论：
代用钢可以作为滚珠轴承的轴承材料使用，相对高档材料的代用钢价格较低，也能够满足中小型企业制造的需求。
采用代用钢制作的滚珠轴承在使用寿命和耐磨性能表现上都有所提高。
在制球和轴承的制造中，通过热处理、欠背间隙大小的调整等方法，能够更好的使代用钢的性能得到发挥。
虽然代用钢在材料硬度和强度上比不上高档钢材，但是在实际应用中，通过一定的制作工艺，代用钢也能够取得较好的使用效果。
在实际应用中，代用钢可以作为一种较为经济实用的滚珠材料使用，但是代用钢的材质有限，适用于少部分使用环境和要求相对高的特殊环境。其中的应用需要在具体的制造过程中进行仔细的论证和选择。