Følg mig på: 
Grundlæggende ydeevnekrav til lejestål
Lejematerialer omfatter indvendige ringe, ydre ringe, rulleelementer og bure, nitter og andre hjælpematerialer. Langt de fleste lejer og deres dele er lavet af lejestål. Med udviklingen af moderne videnskab og teknologi og den stigende brug af rullelejer bliver kravene til lejer højere og højere, såsom høj præcision, lang levetid og høj pålidelighed. For nogle speciallejer skal lejematerialer også have egenskaber som høj temperaturbestandighed, korrosionsbestandighed, ikke-magnetisk, ultralav temperatur og strålingsmodstand. Derudover omfatter lejematerialer også legeringsmaterialer, ikke-jernholdige metaller og ikke-metalliske materialer. Desuden lejer lavet af keramisk materialer bruges nu i lokomotiver, biler, undergrundsbaner, luftfart, rumfart, kemisk industri og andre områder.
Lejestål kaldes også kromstål med højt kulstofindhold, med et kulstofindhold Wc på omkring 1% og et kromindhold Wcr på 0.5%-1.65%. Lejestål er opdelt i seks kategorier: kromlejestål med højt kulstofindhold, kromfrit lejestål, karburiseret lejestål, rustfrit lejestål, mellem- og højtemperaturlejestål og antimagnetisk lejestål.
Krombærende stål med højt kulstofindhold GCr15 er det mest producerede lejestål i verden. Kulstofindholdet Wc er ca. 1 %, og chromindholdet Wcr er ca. 1.5 %. I løbet af de sidste 100 år siden dens fødsel i 1901 har hovedkomponenterne stort set ikke ændret sig. Med videnskabens og teknologiens fremskridt fortsætter forskningsarbejdet, og produktkvaliteten fortsætter med at forbedres, hvilket tegner sig for mere end 80 % af verdens samlede produktion af lejestål. Så hvis der ikke er nogen specielle instruktioner for lejestål, henviser det til GCr15 (AISI 52100).
Grundlæggende egenskaber ved lejestål
De grundlæggende materialekrav til lejer afhænger i høj grad af lejernes arbejdsydelse. Hvorvidt materialet, der bruges til fremstilling af rullelejer, er egnet, vil have stor indflydelse på dets ydeevne og levetid. Generelt er de vigtigste skadesformer for rulningslejer træthedsafskalning under belastning og beskadigelse af lejernes nøjagtighed på grund af friktion og slid. Derudover er der revner, fordybninger, rust og andre årsager, der forårsager unormale skader på lejerne. Derfor bør rullelejer have høj modstand mod plastisk deformation, lav friktion og slid, god rotationsnøjagtighed, god dimensionsnøjagtighed og stabilitet og lang kontaktudmattelseslevetid. Og mange af disse egenskaber er bestemt af materialet og varmebehandlingsprocessen. Da de grundlæggende krav til materialer til rullelejer er bestemt af lejets beskadigelsestilstand, skal materialerne til fremstilling af rullelejer have følgende egenskaber efter en vis varmebehandling i efterprocessen:
Høj kontakttræthedsstyrke
Kontakttræthedsskader er hovedformen for normal lejeskade. Når et rulleleje kører, ruller de rullende elementer mellem løbebanerne i lejets indre og ydre ringe. Kontaktdelene udsættes for periodiske vekslende belastninger, som kan nå hundredtusindvis af gange i minuttet. Under den gentagne påvirkning af periodisk vekslende stress opstår kontaktfladen Træthedsafskalning. Når først rullelejet begynder at skalle af, vil det få lejet til at vibrere, øge støjen og driftstemperaturen til at stige kraftigt, hvilket medfører, at lejet til sidst bliver beskadiget. Denne form for skade kaldes kontakttræthedsskader. Derfor kræves det, at stålet til rullelejer har høj kontakttræthedsstyrke.
Høj slidstyrke
Når rullelejer fungerer normalt, er der udover rullefriktion også glidefriktion. De vigtigste dele, hvor der opstår glidende friktion, er: kontaktfladen mellem rulleelementet og løbebanen, kontaktfladen mellem rulleelementet og burlommen, buret og ferrulføringsribben og rullens endeflade og ferrulføringen. Vent mellem siderne. Eksistensen af glidende friktion i rullelejer forårsager uundgåeligt slid på lejedele. Hvis lejestålets slidstyrke er dårlig, vil rullelejet miste præcision for tidligt på grund af slid, eller rotationsnøjagtigheden vil falde, hvilket resulterer i øget vibration og reduceret levetid for lejet. Derfor kræves det, at lejestål har høj slidstyrke.
Høj elastikgrænse
Når rullelejet fungerer, da kontaktområdet mellem det rullende element og ringløbsbanen er meget lille, når lejet bærer belastning, især når det bærer en stor belastning, er kontakttrykket på kontaktfladen meget stort. For at forhindre overdreven plastisk deformation i at opstå under høj kontaktspænding, hvilket resulterer i tab af lejenøjagtighed eller forekomst af overfladerevner, skal lejestålet have en høj elasticitetsgrænse.
Fire passende hårdhed
Passende hårdhed
Hårdhed er en af de vigtige indikatorer for rullelejer. Det er tæt forbundet med materialekontakttræthedsstyrke, slidstyrke og elastisk grænse og påvirker direkte levetiden af rullelejet. Lejets hårdhed bestemmes normalt ud fra måden og størrelsen af den belastning, lejet bærer, lejets samlede størrelse og vægtykkelsen. Hårdheden af det stål, der anvendes til rullelejer, skal være passende. Hvis det er for stort eller for lille, vil det påvirke lejets levetid. Som vi alle ved, er de vigtigste fejlformer for rullelejer kontakttræthedsskader og tab af lejenøjagtighed på grund af dårlig slidstyrke eller dimensionel ustabilitet; hvis lejedelene mangler en vis sejhed, vil de lide af sprøde brud, når de udsættes for store stødbelastninger. Lejeskader. Derfor skal lejets hårdhed bestemmes ud fra de specifikke forhold for lejet og skadesmåden. For tab af lejenøjagtighed på grund af træthedsskavl eller dårlig slidstyrke, bør lejedele vælges med højere hårdhed; for lejer, der tåler større stødbelastninger (såsom valseværkslejer, jernbanelejer og nogle automobillejer osv.), bør hårdheden reduceres passende. Hårdhed er nødvendig for at forbedre lejets sejhed.
God slagfasthed
Mange rullelejer vil blive udsat for visse stødbelastninger under brug, så lejestålet skal have en vis grad af sejhed for at sikre, at lejerne ikke beskadiges af stød. For lejer, der bærer store slagbelastninger, såsom valseværkslejer og jernbanelejer, kræves det, at materialer har relativt høj slag- og brudsejhed. Nogle af disse lejer bruger bainit bratkølende varmebehandlingsproces, og nogle bruger karburiserende stålmaterialer, bare for at Disse lejer har med garanti god slagfasthed.
God dimensionel stabilitet
Rulningslejer er præcisionsmekaniske dele, og deres nøjagtighed måles i mikron. Under langtidsopbevaring og brug vil ændringer i den indre struktur eller spænding forårsage ændringer i lejestørrelsen, hvilket får lejet til at miste nøjagtighed. Derfor, for at sikre lejets dimensionelle nøjagtighed, bør lejestålet have god dimensionsstabilitet.
God anti-rust ydeevne
Rulningslejer har mange produktionsprocesser og en lang produktionscyklus. Nogle halvfabrikata eller færdige dele skal opbevares i lang tid før montering. Derfor er lejedele tilbøjelige til en vis korrosion under produktionsprocessen eller under opbevaring af færdige produkter, især det er i fugtig luft. Derfor kræves det, at lejestål har gode antirustegenskaber.
God procesydelse
Under produktionsprocessen af rullelejer gennemgår deres dele flere kolde og varme processer. Dette kræver, at lejestål skal have gode procesegenskaber, såsom kold- og varmformningsegenskaber, skære- og slibeegenskaber, varmebehandlingsegenskaber osv., for at imødekomme behovene for stor volumen, høj effektivitet, lav pris og høj- kvalitetsproduktion af rullelejer.
For lejer, der anvendes under særlige arbejdsforhold, skal der ud over de ovennævnte grundlæggende krav stilles tilsvarende særlige ydeevnekrav for det anvendte stål, såsom høj temperaturbestandighed, højhastighedsydelse, korrosionsbestandighed og antimagnetiske egenskaber.
Varmebehandlingsproces i lejet stål
Varmebehandlingsprocessen for lejestål består af to hovedled: forvarmebehandling og endelig varmebehandling. GCr15 stål er den mest udbredte type lejestål. Det er et chrombærende stål med højt kulstofindhold med lavt legeringsindhold og god ydeevne. GCr15 lejestål har høj og ensartet hårdhed, god slidstyrke og høj kontakttræthedsydelse efter varmebehandling.
Annealing
(1) Komplet udglødning og isotermisk udglødning: Komplet udglødning kaldes også omkrystallisationsglødning, generelt benævnt udglødning. Denne udglødning bruges hovedsageligt til støbegods, smedegods og varmvalsede profiler af forskellige kulstofstål og legeret stål med hypoeutectoid sammensætning, og nogle gange også brugt i svejste strukturer. Det bruges generelt som den endelige varmebehandling af nogle uvigtige emner eller som forvarmebehandling af nogle emner.
(2) Sfæroidiserende udglødning: Spheroidizing annealing bruges hovedsageligt til hypereutektoid kulstofstål og legeret værktøjsstål (såsom ståltyper, der bruges til fremstilling af skærende værktøjer, måleværktøjer og forme). Dens hovedformål er at reducere hårdheden, forbedre bearbejdeligheden og forberede den efterfølgende bratkøling.
(3) Afspændingsudglødning: Afspændingsudglødning kaldes også lavtemperaturudglødning (eller højtemperaturhærdning). Denne form for udglødning bruges hovedsageligt til at eliminere restspændinger i støbegods, smedegods, svejsedele, varmvalsede dele, koldtrukne dele osv. Hvis disse spændinger ikke elimineres, vil det få ståldelene til at deformere eller revne efter en bestemt tidsrum eller under efterfølgende skæreprocesser.
quenching
For at forbedre hårdheden er de vigtigste metoder opvarmning, varmekonservering og hurtig afkøling. De mest almindeligt anvendte kølemedier er saltlage, vand og olie. Emnet bratkølet i saltvand er let at opnå høj hårdhed og glat overflade og er ikke tilbøjeligt til bløde pletter, der ikke er quenched, men det er let at forårsage alvorlig deformation af emnet og endda revner. Anvendelsen af olie som bratkølingsmedium er kun egnet til bratkøling af nogle legerede stål eller små kulstofstål-emner, hvor stabiliteten af superkølet austenit er relativt stor.
hærdning
(1) Reducer skørhed og eliminer eller reducer intern stress. Efter bratkøling vil ståldele have stor indre belastning og skørhed. Hvis de ikke hærdes i tide, vil ståldelene ofte deformeres eller endda revne.
(2) Opnå de mekaniske egenskaber, der kræves af emnet. Efter bratkøling har emnet høj hårdhed og høj skørhed. For at imødekomme de forskellige ydelseskrav for forskellige emner, kan hårdheden justeres ved passende hærdning for at reducere skørheden og opnå den nødvendige sejhed, plasticitet.
(3) Stabil emnestørrelse
(4) For nogle legerede stål, der er vanskelige at blødgøre ved udglødning, bruges højtemperaturanløbning ofte efter bratkøling (eller normalisering) for korrekt at samle karbider i stålet og reducere hårdheden for at lette skæring.
Grundlæggende kvalitetskrav til lejestål
Strenge krav til kemisk sammensætning.
Generelt lejestål er hovedsageligt krombærende stål med højt kulstofindhold, som er hypereutektoid stål med et kulstofindhold på omkring 1%, der tilføjer omkring 1.5% krom og en lille mængde mangan- og siliciumelementer. Chrom kan forbedre varmebehandlingsydelsen, forbedre hærdbarheden, strukturel ensartethed, hærdningsstabiliteten og forbedre stålets anti-rust ydeevne og slibeydelse.
Men når chromindholdet overstiger 1.65 %, vil den tilbageholdte austenit i stålet stige efter bratkøling, hvilket reducerer hårdheden og dimensionsstabiliteten, øger inhomogeniteten af karbider og reducerer stålets slagsejhed og udmattelsesstyrke. Af denne grund er chromindholdet i chrombærende stål med højt kulstofindhold generelt kontrolleret under 1.65%. Kun ved nøje at kontrollere den kemiske sammensætning af lejestål kan den struktur og hårdhed, der opfylder lejeydelsen, opnås gennem varmebehandlingsprocessen.
Højere krav til dimensionsnøjagtighed.
For varmvalsede udglødede stænger smedet på højhastigheds styremaskiner bør der være højere krav til dimensionsnøjagtighed. Stål til rullelejer kræver høj dimensionsnøjagtighed, fordi de fleste lejedele skal være trykformede. For at spare materialer og forbedre arbejdsproduktiviteten er de fleste lejeringe smedet og formet, stålkugler dannes ved kold- eller varmvalsning, og små ruller dannes også ved kold-overskrift. Hvis stålets dimensionelle nøjagtighed ikke er høj, kan skærestørrelsen og vægten ikke beregnes nøjagtigt, og produktkvaliteten af de lejede dele kan ikke garanteres, og det er let at forårsage skade på udstyr og forme.
Særligt strenge renhedskrav.
Stålets renhed refererer til antallet af ikke-metalliske indeslutninger indeholdt i stålet. Jo højere renhed, jo færre ikke-metalliske indeslutninger i stålet. Skadelige indeslutninger såsom oxider og silikater i lejestål er hovedårsagerne til tidlig udmattelsesspaltning af lejer og væsentligt reduceret lejelevetid. Især er skøre indeslutninger de mest skadelige, fordi de er lette at pille af fra metalmatricen under forarbejdning, hvilket alvorligt påvirker overfladekvaliteten af lejedele efter efterbehandling. Derfor, for at forbedre levetiden og pålideligheden af lejer, skal indholdet af indeslutninger i lejestål reduceres.
Strenge krav til væv med lav forstørrelse og mikroskopisk (høj forstørrelse).
Den lave forstørrelsesstruktur af lejestål refererer til generel porøsitet, central porøsitet og adskillelse. Den mikroskopiske (høj forstørrelse) struktur omfatter den udglødede struktur af stål, carbidnetværk, bånddannelse og væskeadskillelse osv. Carbidvæske er hård og skør, og dens farer er de samme som sprøde indeslutninger. Retikulære karbider reducerer stålets slagsejhed og gør det ujævnt i strukturen, hvilket gør det nemt at deformere og revne under bratkøling. Båndede karbider påvirker udglødnings- og bratkølings- og hærdningsstrukturer samt kontakttræthedsstyrke. Kvaliteten af strukturer med lav og høj forstørrelse har stor indflydelse på ydeevnen og levetiden af rullelejer. Derfor er der strenge krav til strukturer med lav og høj forstørrelse i lejematerialestandarder.
Overfladefejl og indvendige defekter er forbudt
For lejestål omfatter overfladedefekter revner, slaggeindeslutninger, grater, skorper, oxidskaller osv., og indre defekter omfatter krympehuller, bobler, hvide pletter, alvorlig porøsitet og adskillelse osv. Disse defekter har stor indflydelse på lejebehandlingen , lejeydelse og levetid. Det er klart fastlagt i lejematerialestandarderne, at disse defekter ikke er tilladt.
Forbud mod ujævne karbider
I lejestål, hvis der er alvorlig ujævn fordeling af karbider, vil det let forårsage ujævn struktur og hårdhed under varmebehandling. Den ujævne struktur af stål har en større indflydelse på kontaktudmattelsesstyrken. Desuden kan alvorlige hårdmetalujævnheder nemt forårsage revner i lejedele under bratkøling og afkøling, og hårdmetalujævnheder kan også reducere lejets levetid. Derfor er der i lejematerialestandarderne klare regler for forskellige specifikationer af stål. særlige krav.
Strenge krav til overfladeafkulningslagsdybde.
Der er strenge regler for overfladeafkulningslaget af stål i lejematerialestandarderne. Hvis overfladeafkulningslaget overstiger standardens omfang og ikke fjernes fuldstændigt under behandlingen før varmebehandling, vil det blive fjernet under varmebehandlingen og bratkølingsprocessen. Det er nemt at frembringe slukningsrevner, hvilket medfører, at dele bliver skrottet.
Andre krav.
I lejestålmaterialestandarderne er der også strenge krav til lejestålets smeltemetode, iltindhold, udglødningshårdhed, brudflade, restelementer, gnistinspektion, leveringsstatus, mærkning mv.