Jälgi mind:
Laagriterase põhilised jõudlusnõuded
Laagrimaterjalide hulka kuuluvad siserõngad, välisrõngad, veerelemendid ja -puurid, needid ja muud abimaterjalid. Valdav enamus laagreid ja nende osi on valmistatud laagriterasest. Kaasaegse teaduse ja tehnoloogia arenguga ning veerlaagrite kasutamise suurenemisega muutuvad laagritele esitatavad nõuded üha kõrgemaks, näiteks suur täpsus, pikk eluiga ja kõrge töökindlus. Mõnede eriotstarbeliste laagrite puhul peavad laagrimaterjalid omama ka selliseid omadusi nagu kõrge temperatuurikindlus, korrosioonikindlus, mittemagnetisus, ülimadala temperatuuri taluvus ja kiirguskindlus. Lisaks hõlmavad laagrimaterjalid ka sulammaterjale, värvilisi metalle ja mittemetallilisi materjale. Lisaks kasutatakse keraamilistest materjalidest laagreid nüüd vedurites, autodes, metroodes, lennunduses, kosmosetööstuses, keemiatööstuses ja muudes valdkondades.
Mis on laagriteras?
Laagrite terast nimetatakse ka suure süsinikusisaldusega kroomiteraseks, mille süsinikusisaldus on umbes 1% ja kroomisisaldus Wcr 0.5–1.65%. Laagriteras jaguneb kuue kategooriasse: suure süsinikusisaldusega kroomiga laagriteras, kroomivaba laagriteras, karbureeritud laagriteras, roostevaba laagriteras, keskmise ja kõrge temperatuuriga laagriteras ja antimagnetiline laagriteras.
Kõrge süsinikusisaldusega kroomlaagriteras GCr15 on maailmas enimtoodetud laagriteras. Süsinikusisaldus Wc on umbes 1% ja kroomisisaldus Wcr umbes 1.5%. Viimase 100 aasta jooksul alates selle loomisest 1901. aastal pole peamised komponendid põhimõtteliselt muutunud. Teaduse ja tehnoloogia arenguga jätkub uurimistöö ja toodete kvaliteet paraneb pidevalt, moodustades üle 80% maailma laagriterase kogutoodangust. Seega, kui laagriterase kohta pole erijuhiseid, viitab see GCr15-le ( AISI 52100 ).
Laagrite terase põhiomadused
Laagrite põhilised materjalinõuded sõltuvad suurel määral laagrite töövõimest. Veerelaagrite valmistamisel kasutatud materjali sobivus mõjutab oluliselt selle jõudlust ja eluiga. Üldjuhul on veerelaagrite peamised kahjustused pinge all väsimuse lõhenemine ning hõõrdumisest ja kulumisest tingitud laagritäpsuse kahjustus. Lisaks on praod, süvendid, rooste ja muud põhjused, mis põhjustavad laagritele ebatavalisi kahjustusi. Seetõttu peaks veerelaagritel olema kõrge vastupidavus plastilisele deformatsioonile, madal hõõrdumine ja kulumine, hea pöörlemistäpsus, hea mõõtmete täpsus ja stabiilsus ning pikk kontakti väsimus. Ja paljud neist omadustest on määratud materjali- ja kuumtöötlusprotsessiga. Kuna põhinõuded veerelaagrite materjalidele määrab laagri kahjustuse režiim, peavad veerelaagrite valmistamise materjalidel olema järgmised omadused pärast teatud kuumtöötlust järelprotsessis:
Kõrge kontakti väsimustugevus
Kontaktiväsimuskahjustus on laagrite normaalse kahjustuse peamine vorm. Kui veerelaager töötab, veerevad veereelemendid laagri sisemise ja välimise rõnga vahel. Kontaktosad on perioodiliselt allutatud vahelduvatele koormustele, mis võivad ulatuda sadu tuhandeid kordi minutis. Perioodilise vahelduva pinge korduval toimel tekib kontaktpinnal väsimuskoorimine. Kui veerelaager hakkab maha kooruma, põhjustab see laagri vibratsiooni, suurendab müra ja töötemperatuuri järsu tõusu, põhjustades lõpuks laagri kahjustamise. Seda kahjustuse vormi nimetatakse kontaktväsimuse kahjustuseks. Seetõttu peab veerelaagrite terasel olema kõrge kontaktiväsimustugevus.
Kõrge kulumiskindlus
Kui veerelaagrid töötavad normaalselt, tekib lisaks veerehõõrdumisele ka liughõõrdumine. Peamised osad, kus libisev hõõrdumine tekib, on: veereelemendi ja jooksuraja vaheline kontaktpind, veereelemendi ja puuritasku vaheline kontaktpind, puur ja ümbrise juhtribi ning rulli otsapind ja rõngajuhik. Oodake külgede vahel. Libmishõõrde olemasolu veerelaagrites põhjustab paratamatult laagriosade kulumist. Kui laagriterase kulumiskindlus on halb, kaotab veerelaager kulumise tõttu enneaegselt täpsuse või väheneb pöörlemise täpsus, mille tulemusena suureneb vibratsioon ja laagri kasutusiga. Seetõttu peab laagriteras olema kõrge kulumiskindlusega.
Kõrge elastsuse piir
Kui veerelaager töötab, kuna veereelemendi ja rõngasjooksutee vaheline kontaktpind on väga väike, siis kui laager kannab koormust, eriti kui see kannab suurt koormust, on kontaktrõhk kontaktpinnal väga suur. Et vältida liigset plastilist deformatsiooni suure kontaktpinge korral, mille tulemuseks on laagri täpsuse vähenemine või pinnapragude tekkimine, peab laagriterasel olema kõrge elastsuspiir.
Neli sobivat kõvadust
Sobiv kõvadus
Kõvadus on veerelaagrite üks olulisi näitajaid . See on tihedalt seotud materjali kontaktväsimustugevuse, kulumiskindluse ja elastsuspiiriga ning mõjutab otseselt veerelaagri eluiga. Laagri kõvadus määratakse tavaliselt laagrile langeva koormuse suuna ja suuruse, laagri kogumõõtme ja seina paksuse põhjal. Veerelaagrite jaoks kasutatava terase kõvadus peab olema sobiv. Kui see on liiga suur või liiga väike, mõjutab see laagri kasutusiga. Nagu me kõik teame, on veerelaagrite peamised rikkevormid kontaktväsimuskahjustused ja laagri täpsuse vähenemine halva kulumiskindluse või mõõtmete ebastabiilsuse tõttu; kui laagriosadel puudub teatud tugevus, kannatavad nad suurte löökkoormuste korral hapra purunemise all. Laagri kahjustus. Seetõttu tuleb laagri kõvadus määrata laagri konkreetsete tingimuste ja kahjustuse viisi põhjal. Väsimusmurdude või halva kulumiskindluse tõttu laagri täpsuse vähenemise korral tuleks valida suurema kõvadusega laagriosad; suuremaid löökkoormusi taluvate laagrite (näiteks valtsimistehase laagrid, raudteelaagrid ja mõned autolaagrid jne) puhul tuleks kõvadust vastavalt vähendada. Laagri vastupidavuse parandamiseks on vajalik kõvadus.
Hea löögikindlus
Paljud veerelaagrid on kasutamise ajal allutatud teatud löögikoormusele, seega peab laagriteras olema teatud tugevusastmega tagamaks, et laagrid ei kahjustaks löökidest. Laagrite puhul, mis kannavad suurt löökkoormust, nagu valtspinkide laagrid ja raudteelaagrid, peavad materjalidel olema suhteliselt kõrge löögi- ja purunemiskindlus. Mõned neist laagritest kasutavad bainiidist karastamise kuumtöötlemisprotsessi ja mõned kasutavad karbureerivaid terasmaterjale, just nendel laagritel on hea löögikindlus.
Hea mõõtmete stabiilsus
Veerelaagrid on täppismehaanilised osad ja nende täpsust mõõdetakse mikronites. Pikaajalisel ladustamisel ja kasutamisel põhjustavad muutused sisemises struktuuris või pinges laagri suuruse muutusi, mistõttu laager kaotab täpsuse. Seetõttu peaks laagrite terasel olema hea mõõtmete stabiilsus, et tagada laagri mõõtmete täpsus.
Hea roostevastane jõudlus
Veerelaagritel on palju tootmisprotsesse ja pikk tootmistsükkel. Mõned pooltooted või valmisdetailid vajavad enne kokkupanemist pikka aega ladustamist. Seetõttu on laagriosad tootmisprotsessi või valmistoodete ladustamise ajal altid teatud korrosioonile, eriti niiskes õhus. Seetõttu peavad laagriterasel olema head roostevastased omadused.
Hea protsessi jõudlus
Veerelaagrite tootmisprotsessi käigus läbivad nende osad mitmeid külm- ja kuumtöötlusprotsesse. See eeldab, et laagriterasel peaksid olema head protsessiomadused, nagu külm- ja kuumvormimisomadused, lõike- ja lihvimisomadused, kuumtöötlusomadused jne, et rahuldada suuremahuliste, suure tõhususega, madalate kuludega ja kõrgete seadmete vajadusi. veerelaagrite kvaliteetne tootmine.
Lisaks tuleb erilistes töötingimustes kasutatavate laagrite puhul lisaks ülaltoodud põhinõuetele esitada kasutatavale terasele ka vastavad erinõuded, näiteks vastupidavus kõrgele temperatuurile, suure kiirusega jõudlus, korrosioonikindlus ja antimagnetilised omadused.
Laagrite terase kuumtöötlusprotsess
Laagriterase kuumtöötlusprotsess koosneb kahest peamisest lülist: eelkuumtöötlus ja lõplik kuumtöötlus. GCr15 teras on kõige laialdasemalt kasutatav laagriterase tüüp. See on madala sulamisisaldusega ja hea jõudlusega kõrge süsinikusisaldusega kroomi kandev teras. GCr15 laagriterasel on kõrge ja ühtlane kõvadus, hea kulumiskindlus ja kõrge kontaktiväsimus pärast kuumtöötlust.
anniilimine
(1) Täielik lõõmutamine ja isotermiline lõõmutamine: Täielikku lõõmutamist nimetatakse ka ümberkristalliseerumiseks, mida üldiselt nimetatakse lõõmutamiseks. Seda lõõmutamist kasutatakse peamiselt mitmesuguste süsinikteraste ja hüpoeutektoidse koostisega legeerteraste valandite, sepiste ja kuumvaltsitud profiilide puhul ning mõnikord ka keeviskonstruktsioonides. Seda kasutatakse tavaliselt mõnede vähemoluliste toorikute lõplikuks kuumtöötluseks või mõnede toorikute eelkuumtöötluseks.
(2) Sferoidiseeriv lõõmutamine: Sferoidiseerivat lõõmutamist kasutatakse peamiselt hüpereutektoidse süsinikterase ja legeerterase (näiteks lõikeriistade, mõõtevahendite ja vormide valmistamisel kasutatavate terasetüüpide) puhul. Selle peamine eesmärk on vähendada kõvadust, parandada töödeldavust ja valmistada ette järgnevaks karastamiseks.
(3) Pingete leevendamise lõõmutamine: Pingete leevendamise lõõmutamist nimetatakse ka madaltemperatuurseks lõõmutamiseks (või kõrgtemperatuurseks karastamiseks). Seda tüüpi lõõmutamist kasutatakse peamiselt jääkpingete kõrvaldamiseks valandites, sepistes, keevitusdetailides, kuumvaltsitud detailides, külmtõmmatud detailides jne. Kui neid pingeid ei kõrvaldata, põhjustab see terasdetailide deformeerumist või pragunemist teatud aja möödudes või järgnevate lõikamisprotsesside ajal.
Kustutamine
Kõvaduse parandamiseks on peamised meetodid kuumutamine, soojuse säilitamine ja kiire jahutamine. Kõige sagedamini kasutatavad jahutusvahendid on soolvesi, vesi ja õli. Soolases vees karastatud detaili on lihtne saada suure kõvaduse ja sileda pinnaga ning sellel ei teki pehmeid kohti, mida ei karastu, kuid see võib kergesti põhjustada tooriku tõsist deformatsiooni ja isegi pragunemist. Õli kasutamine karastusainena sobib ainult mõne legeerterase või väikesemõõdulise süsinikterasest tooriku karastamise jaoks, kus ülejahutatud austeniidi stabiilsus on suhteliselt suur.
Karastamine
(1) Vähendage rabedust ja kõrvaldage või vähendage sisemist pinget. Pärast kustutamist on terasdetailidel suur sisemine pinge ja haprus. Kui neid õigel ajal ei karastada, deformeeruvad terasosad sageli või isegi pragunevad.
(2) Hankige töödeldavale detailile vajalikud mehaanilised omadused. Pärast karastamist on toorik kõrge kõvaduse ja kõrge rabedusega. Erinevate toorikute erinevate jõudlusnõuete täitmiseks saab kõvadust reguleerida sobiva karastamise abil, et vähendada rabedust ja saavutada nõutav sitkus, plastilisus.
(3) Stabiilne tooriku suurus
(4) Mõnede legeerteraste puhul, mida on raske lõõmutamise teel pehmendada, kasutatakse pärast karastamist (või normaliseerimist) sageli karbiidi kõrgel temperatuuril, et koguda korralikult terasesse karbiide ja vähendada kõvadust, et hõlbustada lõikamist.
Laagrite terase põhinõuded
Keemilise koostise ranged nõuded.
Üldine laagriteras on peamiselt suure süsinikusisaldusega kroomi sisaldav teras, mis on umbes 1% süsinikusisaldusega hüpereutektoidteras, millele on lisatud umbes 1.5% kroomi ning vähesel määral mangaani ja räni elemente. Kroom võib parandada kuumtöötlemise jõudlust, parandada karastavust, struktuuri ühtlust, karastamise stabiilsust ning parandada terase roostevastast jõudlust ja lihvimist.
Kuid kui kroomisisaldus ületab 1.65%, suureneb terases säilinud austeniit pärast karastamist, vähendades kõvadust ja mõõtmete stabiilsust, suurendades karbiidide ebahomogeensust ja vähendades terase löögitugevust ja väsimustugevust. Sel põhjusel on kõrge süsinikusisaldusega kroomi kandva terase kroomisisaldus tavaliselt alla 1.65%. Ainult laagriterase keemilise koostise range kontrolliga saab kuumtöötlemise käigus saavutada laagri omadustele vastava struktuuri ja kõvaduse.
Kõrgemad nõuded mõõtmete täpsusele.
Kuumvaltsitud lõõmutatud vardade puhul, mis on sepistatud kiirlõikusmasinatel, peaksid mõõtmete täpsuse nõuded olema kõrgemad. Veerelaagrite teras nõuab suurt mõõtmete täpsust, kuna enamik laagriosasid peavad olema survestatud. Materjalide säästmiseks ja tööviljakuse parandamiseks sepistatakse ja vormitakse enamus laagrirõngaid, külmpea- või kuumvaltsimise teel teraskuule ning külmvaltsimisega ka väikesemõõtmelisi rullikuid. Kui terase mõõtmete täpsus ei ole kõrge, ei saa lõikemõõtu ja kaalu täpselt arvutada ning laagriosade tootekvaliteeti ei saa tagada ning seadmeid ja vorme on lihtne kahjustada.
Eriti ranged puhtusnõuded.
Terase puhtus viitab terases sisalduvate mittemetalliliste lisandite arvule. Mida kõrgem on puhtusaste, seda vähem on terases mittemetallilisi lisandeid. Kahjulikud lisandid, nagu oksiidid ja silikaadid laagrite terases, on peamised põhjused, mis põhjustavad laagrite varajase väsimuse purunemist ja vähendavad oluliselt laagrite eluiga. Eelkõige on kõige kahjulikumad rabedad lisandid, kuna neid on töötlemise ajal lihtne metallmaatriksilt maha kooruda, mis mõjutab tõsiselt kandeosade pinna kvaliteeti pärast viimistlemist. Seetõttu tuleb laagrite tööea ja töökindluse parandamiseks vähendada laagrite terase lisandite sisaldust.
Ranged vähese suurendusega koe ja mikroskoopilise (suure suurendusega) koe nõuded.
Laagriterase väikese suurendusega struktuur viitab üldisele poorsusele, tsentraalsele poorsusele ja segregatsioonile. Mikroskoopiline (suurendusega) struktuur hõlmab terase lõõmutatud struktuuri, karbiidvõrku, ribasid ja vedeliku eraldamist jne. Karbiidi vedelik on kõva ja rabe ning selle ohud on samad kui rabedatel kandmisel. Retikulaarsed karbiidid vähendavad terase löögikindlust ja muudavad selle struktuurilt ebaühtlaseks, muutes selle karastamise ajal kergesti deformeerumiseks ja pragunemiseks. Ribakarbiidid mõjutavad lõõmutamise ja karastamise ning karastamise struktuure ning kontakti väsimustugevust. Madala ja suure suurendusega konstruktsioonide kvaliteet mõjutab oluliselt veerelaagrite jõudlust ja kasutusiga. Seetõttu on madala ja suure suurendusega konstruktsioonidele laagrimaterjalide standardites ranged nõuded.
Pinnadefektid ja sisemised defektid on keelatud
Laagriterase pinnadefektide hulka kuuluvad praod, räbu lisandid, räbu, kärnad, oksiidikihid jne ning sisemised defektid kahanemisaugud, mullid, valged laigud, tugev poorsus ja eraldumine jne. Need defektid mõjutavad laagrite töötlemist väga palju. , kandes jõudlust ja eluiga. Laagrimaterjali standardites on selgelt sätestatud, et need vead ei ole lubatud.
Ebaühtlaste karbiidide keeld
Kui laagriterases on karbiidide ebaühtlane jaotus, põhjustab see kuumtöötlemisel kergesti ebaühtlast struktuuri ja kõvadust. Terase ebaühtlane struktuur mõjutab rohkem kontakti väsimustugevust. Lisaks võivad karbiidi tugevad ebatasasused karastamise ja jahutamise ajal kergesti tekitada laagriosadesse pragusid ning karbiidi ebatasasused võivad samuti vähendada laagri eluiga. Seetõttu on laagrimaterjalide standardites selged eeskirjad terase erinevate spetsifikatsioonide jaoks. erinõue.
Ranged nõuded pinna dekarburiseerimiskihi sügavusele.
Laagri materjali standardites on terase pinna dekarburiseerimiskihi kohta ranged eeskirjad. Kui pinna karburiseerimiskiht ületab standardi reguleerimisala ja seda ei eemaldata enne kuumtöötlemist töötlemise ajal täielikult, eemaldatakse see kuumtöötlemise ja karastamise käigus. Lihtne on tekitada kustutavaid pragusid, mis põhjustavad osade vanarauamist.
Muud nõuded.
Laagriterase materjalide standardites on ranged nõuded ka laagriterase sulatusmeetodile, hapnikusisaldusele, lõõmutamise kõvadusele, purunemispinnale, jääkelementidele, sädemekontrollile, tarneseisundile, märgistusele jne.