2025-09-23
KOYO作为全球知名的轴承制造商，其产品线覆盖了从通用标准品到特殊工况应用的各类轴承。轴承的工作温度范围并非一个固定值，而是一个由轴承材料、保持架材料、润滑剂以及密封设计共同决定的综合性能指标。正确理解并选择适用于特定温度范围的KOYO轴承，是确保设备长期稳定运行的关键。
本文将系统性地阐述影响KOYO轴承工作温度的核心因素，并提供不同轴承类型的温度适应范围指南。
一、 核心限制因素：什么决定了轴承的温度极限？
轴承的温度上限通常不由钢材本身的硬度决定，而是由以下三个最薄弱的环节决定：
1.润滑剂：最常见的限制因素。润滑脂的基础油和稠化剂、润滑油的粘度在高温下会迅速氧化、分解、蒸发或流失，导致润滑失效，轴承瞬间损坏。
2.保持架：保持架的材料通常比套圈和滚动体更不耐高温。例如，常见的尼龙保持架有严格的工作温度上限。
3.轴承材料：高温会导致轴承钢硬度下降（回火），尺寸变化（热膨胀），从而降低负载能力和精度，最终导致失效。
二、 标准轴承的温度范围
对于绝大多数应用场景，使用的是普通高碳铬轴承钢（SUJ2） 制造的KOYO标准轴承。
标准材料：套圈和滚动体采用SUJ2（相当于GCr15）。
标准保持架：钢制（St）、黄铜制（Cu）或工程塑料（如聚酰胺PA66）。
典型温度范围：
常规设计：-30℃ ~ +120℃
说明：此范围是基于使用标准润滑脂（如锂基脂）和金属保持架的设计。在此范围内，轴承能保持其额定寿命和性能。
扩展下限：通过选择特殊的低温润滑脂（如合成油润滑脂），最低工作温度可扩展至 -50℃甚至更低。
扩展上限：通过选择高温润滑脂（如复合磺酸钙基、聚脲基或合成油润滑脂）和稳定的保持架，短期最高工作温度可达150℃。
注意：当工作温度长期超过120℃时，需要对轴承进行特殊选型，因为标准轴承材料的金相组织在超过此温度后会开始发生变化，导致硬度下降。
三、 高温应用解决方案
当工作温度长期超过120℃，或峰值温度超过150℃时，必须选择KOYO的高温轴承系列。
1.高温用轴承钢
材料：采用经过特殊热处理的表面淬硬钢（如SH钢）或高速工具钢（如M50）。
耐温性：可使轴承在200℃ ~ 250℃ 的环境下长期工作，其材料硬度不会发生显著下降。
2.陶瓷轴承
材料：滚动体采用氮化硅（Si3N4） 陶瓷。陶瓷球具有密度低、热膨胀系数小、耐高温、自润滑等优异性能。
耐温性：可在无需润滑的条件下短时间内承受超过800℃的高温。在油润滑或脂润滑条件下，其实际工作温度上限由润滑剂和保持架决定，但通常远高于钢制轴承。
四、 低温应用解决方案
在深冷介质（如液化天然气）、寒冷地区或特殊军工环境下，需要轴承在极低温下保持韧性而非脆性。
材料：采用马氏体不锈钢（如SUS440C）或高韧性轴承钢。
耐温性：马氏体不锈钢轴承（如KOYO的“S”系列不锈钢轴承）可在-60℃ 甚至更低的温度下工作，同时具备防腐蚀能力。
五、 关键组件选型指南
组件
标准选项（-30℃ ~ +120℃）
高温选项（>120℃）
低温选项（<-30℃）
套圈/滚动体
高碳铬轴承钢 (SUJ2)
表面淬硬钢 (SH)、高速钢、不锈钢
马氏体不锈钢 (SUS440C)
保持架
钢制 (St)、黄铜制 (Cu)
钢制、黄铜制、特种复合材料
不锈钢制、特种低温材料
润滑剂
矿物油锂基脂、矿物油
合成油润滑脂（酯类油、硅油）、聚脲基脂、固体润滑
合成油低温润滑脂、氟素脂
密封件
NBR丁腈橡胶
FKM氟橡胶、ACM丙烯酸酯橡胶、PTFE
硅橡胶、特种低温橡胶
六、 选型与使用建议
1.确认真实温度：测量的是轴承外圈或附近基体的温度，而非环境温度或加热元件的温度。轴承内部温度通常高于外部测量值。
2.考虑热膨胀：高温下，轴承内部游隙会因热膨胀而减小。选型时必须计算“温升减少游隙”的影响，防止轴承在高温下因游隙过小甚至预紧而卡死。
3.润滑是核心：轴承的实际工作温度上限，几乎等于其所用润滑剂的耐温上限。务必根据KOYO技术手册或咨询润滑剂供应商，选择高温性能（氧化安定性、蒸发损失）达标的润滑产品。
4.咨询专家：对于超出标准范围（-30℃ ~ +120℃）的应用，强烈建议联系KOYO的技术支持部门或授权代理商，提供详细的工况信息（如温度曲线、转速、负载、环境介质），由专业工程师为您推荐最合适的轴承型号、游隙、润滑剂和配合公差。
总结
KOYO轴承的工作温度范围是一个系统工程问题：
标准轴承：适用于-30℃ 至 +120℃ 的广泛常规工况。
超越上限：需采用高温轴承钢、合成润滑剂和特殊保持架，最高可长期用于250℃。
超越下限：需采用不锈钢材料和低温润滑剂，可适用于-60℃ 以下的极寒环境。
正确的选型、安装和润滑维护，是确保KOYO轴承在其温度范围内发挥最佳性能的根本保证。
