軸承鋼
CNC 加工

AISI 52100（在日本亦稱 SUJ2、在中國稱 GCr15）是一種高碳、鉻合金軸承鋼，專為滾動接觸疲勞耐久性而設計。其組成約為 1.0% 碳與 1.5% 鉻，在熱處理後產生細小、均勻分佈的鉻碳化物，賦予其卓越的硬度（HRC 60–64）、耐磨性與接觸疲勞壽命。這些特性使其成為精密球軸承、滾子軸承、軸承座、精密球螺桿以及其他承受重複滾動接觸應力組件的標準材料。.

52100（AISI）、SUJ2（JIS G4805）與 GCr15（GB/T 18254）是 essentially 相同軸承鋼成分的國家標準 designation —— 高碳（約 0.95–1.10TP3T）、鉻（1.30–1.65TP3T），以及少量錳與矽。各標準之間存在微小成分差異，但在精密軸承與磨耗部件應用中功能上可互換。52100 為美國國際通用的指定；SUJ2 為日本原始裝配製造商所指定及在 JIS 供應鏈中使用；GCr15 為中國 GB 標準，在中國大陸最常備貨品級別。.

52100 軸承鋼在經標準淬火與回火熱處理後可達 HRC 60–64——顯著比 440C 不銹鋼（HRC 58–60）更硬，且與高速度工具鋼相當。高硬度結合細小的鉻碳化物分佈，使 52100 擁有卓越的滾動接觸疲勞壽命。淬火後的低溫處理可將殘留奧斯特金相轉變為馬氏體，進一步提高硬度並在使用中改善尺寸穩定性。.

52100 通常在退火或球化退火狀態（約 HRC 20–25）下以傳統數控車削與銑削加工。加工後再經熱處理至 HRC 60–64，並在所有關鍵表面進行精密研磨以消除熱處理變形後的最終公差。退火加工性類似中碳合金鋼，但高 carbide 含量可能導致刀具磨耗較鋼鐵碳鋼更快。在回火前淬火後常態化成為最大化硬度與尺寸穩定性的常規步驟。.

Sub-zero 處理（亦稱低溫處理）是指在淬火後，馬上在 −75°C 至 −196°C 的溫度下對硬化的軸承鋼進行冷卻，並在回火之前完成。這種低溫處理將殘留奧斯特金相（較軟、亞穩定相，淬火後仍存在）轉變為馬氏體——給予軸承鋼其硬度與性質的硬相。若未進行低溫處理，殘留奧斯特金相在使用中可能在應力或溫度變化下轉變為馬氏體，導致尺寸膨脹與軸承失效。對於精密軸承應用，通常會指定進行低溫處理以確保尺寸穩定性與最大硬度。.

52100 軸承鋼與工具鋼（D2、H13）皆可達到高硬度，但為不同應力類型而設計。52100 專為滾動接觸疲勞——軸承中赫茲接觸應力的重複作用——透過其細緻、均勻分佈的鉻碳化物微結構與極高純淨度達成。像 D2 這類工具鋼則針對滑動接觸與衝擊的耐磨性。52100 具有較高的滾動疲勞壽命但韌性與抗衝擊性低於 D2。對於軸承元件與精密滾動元件，52100/GCr15 是正確選擇；對於模具、沖頭與切削工具，D2 或 H13 較為適合。.

經熱處理與精密圓柱研磨後，我們在關鍵軸承座直徑與孔徑公差上維持 ±0.002–0.005 mm。對於精密研磨的軸承座，圓度（偏心度）可控制在 0.001–0.002 mm。表面粗糙度 Ra 在研磨表面為 0.2–0.4 μm；經超精整加工可達 0.05–0.1 μm。所有關鍵尺寸於放行前皆以 CMM 驗證。.

黑化酸溶處理是 52100 軸承鋼件最常見的表面處理之一——可提供輕微的防腐保護且基本不改變尺寸，且與硬化表面相容。磷酸鹽涂層亦因相同原因被使用。硬鉻鍍與化學鎳鍍可用於增強耐腐蝕性，但必須謹慎以避免在高硬度鋼材中產生氫脆——需於鍍後於 190°C、4 小時進行烘烤。PVD 涂層（TiN、DLC）用於精密軸承元件，以進一步降低摩擦並延長磨損壽命，同時不影響基鋼硬度。.