各類表面強化方法雖千差萬別各具特色,但均能不同程度地改變洛陽盾構機軸承工作表面的性能,其中耐磨性是軸承材料的主要性能指標。在不同類型的磨損過程中,影響材料耐磨性的因素是有差別的。

(1)耐磨粒磨損性能

用于軸承的鋼材多數為淬火硬化型鋼。實踐證明,在磨粒磨損的條件下,材料的耐磨性與材料的硬度之間存在著線性關系。在沖擊載荷較小時,硬度可以作為判斷材料耐磨性的依據。當沖擊載荷大到一定值后,除高硬度之外必須考慮強度與韌性對耐磨性的影響。對高碳鉻軸承鋼來說,基體中的碳化物的成分、類型、形狀、大小、數量和分布狀態均對其耐磨性有影響,其中基體碳質量分數和碳化物的量影響較大。在表面強化技術中,有時就是采用提高表面碳質量分數或是生成彌散分布的高硬度化合物的方法提高表層耐磨性,例如洛陽盾構機軸承零件的滲碳和表面淡化處理等。

(2)耐粘附磨損性能

高速運轉的軸承零件,在潤滑不充分或潤滑失效的條件下,金屬直接接觸非常容易造成粘附磨損。防止或減輕粘附磨損的有效方法是厚膜潤滑,使摩擦副不接觸,或者改變接觸表面物理化學特性,使之不易發生粘著。有的洛陽盾構機軸承零件采用表面磷化或發蘭處理,使金屬表面形成一層化合物層,避免金屬之間的直接接觸,能有效地降低甚至避免粘附磨損。若采用表面滲氮、滲硼、沉積TiC和離子注入等方法使表層硬度提高而難于屈服,對減輕粘附磨損也很有效。若采用硫氮共滲、硫氮碳共滲對降低匹配材料之間的粘著可能性和增加表面硬度都有作用,因而對減輕粘附磨損的效果明顯。

(3)耐表面接觸疲勞磨損性能

接觸疲勞磨損是洛陽工業機器人軸承常見的一種磨損失效形式。鋼的冶金質量和熱處理質量對耐疲勞磨損性能的影響很大,通過采用先進的冶煉技術和和適當的熱處理方法均可改善。實驗證明:在一定的硬度范圍內,用表面強化的多種方法提高表面硬度也能提高材料的耐接觸疲勞磨損性能。