軸受鋼の基本性能要求

軸受鋼の基本性能要求

転がり軸受とその部品の大部分は軸受鋼で作られています。軸受鋼は通常、高炭素クロム鋼や浸炭鋼です。現代の科学技術の発展と転がり軸受の普及に伴い、軸受に対する高精度、長寿命、高信頼性などの要求はますます高まっています。一部の特殊用途軸受では、軸受材料に耐高温性、耐食性、非磁性、極低温性、耐放射線性などの特性も求められます。また、軸受材料には合金材料、非鉄金属、非金属材料も含まれます。また、ベアリングの材質は、 セラミック材料 現在、機関車、自動車、地下鉄、航空、航空宇宙、化学産業などの分野で使用されています。

転がり軸受の基本的な材料要件は、軸受の作動性能に大きく依存します。転がり軸受の製造に使用される材料が適切かどうかは、転がり軸受の性能や寿命に大きな影響を与えます。一般に、転がり軸受の主な損傷形態は、交番応力の作用による疲労剥離と、摩擦や摩耗による軸受の精度の低下です。また、軸受に亀裂、凹み、錆等が発生し、異常な損傷を引き起こす場合があります。したがって、転がり軸受には高い塑性変形耐性、低い摩擦と摩耗、良好な回転精度、良好な寸法精度と安定性、長い接触疲労寿命が必要であり、これらの特性の多くは媒体材料と熱外部処理プロセスによって達成されます。共同で決めた。軸受材料の基本的な要件は軸受の損傷モードによって決まるため、転がり軸受の製造に使用される材料は、転がり軸受の損傷後に次の特性を備えている必要があります。 熱処理:

52100 ベアリング鋼

高い接触疲労強度

接触疲労による損傷は、ベアリングの損傷の主な形態です。転がり軸受が回転すると、転動体は軸受の内輪と外輪の軌道の間を転がり、その接触部分には1分間に数十万回にも達する周期的な交互荷重がかかります。周期的な交番応力が繰り返し作用すると、接触面に疲労剥離が発生します。転がり軸受の剥離が始まると、軸受の振動や騒音の増大、使用温度の急激な上昇などを引き起こし、最終的には軸受の破損につながります。この形式の損傷は接触疲労損傷と呼ばれます。したがって、軸受鋼には高い接触疲労強度が要求される。

高い接触疲労強度

高い耐摩耗性

転がり軸受が正常に動作している場合、転がり摩擦に加えて滑り摩擦も発生します。滑り摩擦が発生する主な箇所は、転動体と軌道面との接触面、転動体と保持器穴との接触面、保持器とヘルール案内つばとの接触面、ころ端面とヘルール案内つばとの接触面です。 。両側の間で待ちます。転がり軸受には滑り摩擦が存在するため、軸受部品の摩耗が避けられません。軸受鋼の耐摩耗性が悪いと、転がり軸受の摩耗による精度低下や回転精度の低下が発生し、軸受の振動が増大して寿命が低下します。したがって、軸受鋼には高い耐摩耗性が要求されます。

軸受鋼高耐摩耗性

転がり軸受が作動しているとき、転動体と軌道輪との接触面積は非常に小さいため、軸受が負荷を受けるとき、特に大きな荷重がかかるとき、接触面にかかる接触圧力は非常に大きくなります。 高い接触応力下で過度の塑性変形が発生し、軸受精度の低下や表面亀裂の発生を防ぐために、軸受鋼には高い弾性限界が要求されます。

軸受鋼の高い弾性限界

適度な硬さ

硬さは転がり軸受の重要な指標の 1 つです。これは材料の接触疲労強度、耐摩耗性、弾性限界と密接に関係しており、転がり軸受の寿命に直接影響します。ベアリングの硬さは、通常、ベアリングにかかる​​荷重のかかり方や大きさ、ベアリングのサイズ、全体的な肉厚の状況などによって決まります。転がり軸受に使用される鋼の硬さは適切でなければなりません。大きすぎても小さすぎてもベアリングの寿命に影響します。

良好な強靭性

主なものであることはよく知られていますが、 失敗 転がり軸受のモードとしては、接触疲労による損傷や、耐摩耗性の低下や寸法不安定による軸受精度の低下が挙げられます。軸受部品にある程度の靭性が欠けていると、大きな衝撃荷重が加わると脆性破壊を起こして破損します。したがって、ベアリングの硬さは、ベアリングの特定の条件と損傷の状態に基づいて決定する必要があります。疲労剥離や耐摩耗性の低下によるベアリングの精度低下を防ぐには、より高い硬度のベアリング部品を選択する必要があります。より大きな衝撃荷重に耐えるベアリング(圧延機ベアリング、鉄道ベアリング、一部の自動車ベアリングなど)の場合、硬度を適切に下げる必要があります。軸受の靱性を向上させるには硬度が必要です。

軸受鋼の靭性

優れた耐衝撃性

多くの軸受は使用中に一定の衝撃荷重を受けるため、衝撃によって軸受が損傷しないように軸受鋼にはある程度の靭性が必要です。圧延機軸受や鉄道軸受など、大きな衝撃荷重に耐える軸受には、比較的高い高衝撃靱性と破壊靱性を備えた材料が必要です。これらの軸受の中には、より優れた耐衝撃性と靱性を確保するために、ベイナイト焼き入れ熱処理プロセスを使用するものと、浸炭鋼材を使用するものがあります。

良好な寸法安定性

ベアリングは精密機械部品であり、その精度はミクロン単位で測定されます。長期間の保管や使用により、内部構造の変化や応力により軸受の寸法が変化し、軸受の精度が低下することがあります。したがって、軸受の寸法精度を確保するには、軸受鋼の寸法安定性が良好である必要があります。

転がり軸受は製造工程が多く、製造サイクルが長い。 半完成品や完成部品の中には、組み立てる前に長期間保管する必要があるものがあります。 したがって、ベアリング部品は、製造プロセス中または完成品の保管中、特に湿った空気中での保管中に、特定の腐食が発生する傾向があります。 したがって、軸受鋼には良好な防錆性が要求されます。

防錆

優れた製造パフォーマンス

ベアリングの製造過程では、その部品は複数の冷間および熱間加工プロセスを受けます。このため軸受鋼には、大量生産、高効率、低コスト、高コストのニーズに応えるため、冷間・熱間成形性、切削、研削加工性、熱処理性などの良好な加工特性が求められます。 -高品質の転がり軸受の生産。

特殊な使用条件下で使用される軸受の場合、上記の基本要件に加えて、使用する鋼材に対して、高温耐性、高速性能、耐食性、耐磁性などの対応する特別な性能要件を提示する必要があります。