随着航空发动机主轴轴承使用性能要求不断提高，轴承广泛应用的M50钢的断裂韧性有限，无法满足长寿命、高可靠性轴承的要求。2011年中航工业哈轴以解决长寿命、高性能、复杂结构轴承的应用需求为平台，自立了高温渗碳钢轴承套圈渗碳及热处理技术研究的项目。 该项目以国产SG13Cr4Mo4Ni4V高温渗碳钢为基础，以面向XX15、XX20主机型号需要为牵引，开展了系统的渗碳及热处理工艺技术研究，属航空发动机轴承设计制造领域，主要涉及材料应用技术、轴承热加工技术、试验技术和可靠性技术等领域。 SG13Cr4Mo4Ni4V钢系国产航空轴承用高温渗碳钢，与国外M50NiL钢的成分和综合机械性能相近，是高可靠性航空轴承研制的首选材料。本项目主要围绕SG13Cr4Mo4Ni4V钢制轴承套圈可控气氛渗碳及热处理技术，通过开展渗碳预氧化处理工艺技术研究、渗碳层深度及碳化物形态控制工艺技术研究、渗碳轴承套圈淬回火、冷处理及整形控制技术研究，解决了渗碳层的粗大碳化物和网状碳化物，渗层组织均匀性差和轴承套圈变形等问题，渗碳热处理后的轴承套圈，其硬度、组织、有效硬化层深度、残余奥氏体含量等技术指标均符合现行技术要求。轴承套圈经过渗碳热处理后，工作表面可获得高硬度、高耐磨性和接触疲劳强度，满足了心部韧性高，耐强烈的冲击负荷等性能要求，提高了轴承的寿命和可靠性。采用该项目工艺技术成果，研制交付的XX15、XX20发动机主轴轴承，500小时性能考核和2500小时耐久性考核，均达到了研制协议的要求。达到了国内先进水平。 采用本项目工艺技术成果生产的SG13Cr4Mo4Ni4V钢制轴承性能稳定，在使用过程中未发生质量故障。该项目主要在以下关键技术上有所突破与创新： 1．通过预氧化工艺技术研究，建立了预氧化处理与表面渗碳效果的关联关系，根据产品的尺寸与装炉量的条件来合理选择最佳的预氧化时间，保证渗层质量。 2.采用多次高温回火与冷处理工艺降低残余奥氏体含量的方法，实现了将SG13Cr4Mo4Ni4V钢渗碳热处理后轴承套圈残余奥氏体含量控制在4%以下，提高了轴承套圈的尺寸稳定性，防止轴承在保管和使用过程中尺寸和精度发生畸变。 3.独创性地设计和应用了渗碳钢轴承套圈热处理变形整形装备，通过校形压力和轴承套圈热处理后变形量研究，建立了两者关系数据库，解决了SG13Cr4Mo4Ni4V钢真空淬回火过程中套圈变形的整形技术难题，属国内首创。 高温渗碳钢轴承套圈渗碳及热处理技术在XX15、XX20发动机研制中的研究成果，为SG13Cr4Mo4Ni4V钢在真空渗碳炉上进行真空渗碳工艺研究积累了数据，也为其他高温渗碳轴承钢低压真空渗碳技术在航空航天等领域应用和优化提供技术支撑，具有显著的军事、经济效益和推广应用价值。

中航工业哈尔滨轴承有限公司

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