Sekite mane:
Pagrindiniai guolio plieno eksploatacinių savybių reikalavimai
Guolių medžiagos yra vidiniai žiedai, išoriniai žiedai, riedėjimo elementai ir narveliai, kniedės ir kitos pagalbinės medžiagos. Didžioji dauguma guolių ir jų dalių yra pagaminti iš guolių plieno. Tobulėjant šiuolaikiniam mokslui ir technologijoms bei vis dažniau naudojant riedėjimo guolius, guoliams keliami vis aukštesni reikalavimai, tokie kaip didelis tikslumas, ilgaamžiškumas ir didelis patikimumas. Kai kuriems specialios paskirties guoliams guolių medžiagos taip pat turi turėti tokias savybes kaip atsparumas aukštai temperatūrai, atsparumas korozijai, nemagnetiškumas, ypač žema temperatūra ir atsparumas spinduliuotei. Be to, guolių medžiagos taip pat apima legiruotas medžiagas, spalvotuosius metalus ir nemetalines medžiagas. Be to, guoliai pagaminti iš keramikos medžiagos dabar naudojamos lokomotyvuose, automobiliuose, metro, aviacijos, kosmoso, chemijos pramonės ir kitose srityse.
Guolių plienas taip pat vadinamas didelio anglies chromo plienu, kurio anglies kiekis Wc yra apie 1%, o chromo kiekis Wcr yra 0.5–1.65%. Guolių plienas skirstomas į šešias kategorijas: daug anglies turintis chromo guolių plienas, chromo neturintis guolių plienas, karbonizuotas guolių plienas, nerūdijantis guolių plienas, vidutinės ir aukštos temperatūros guolių plienas ir antimagnetinis guolių plienas.
Daug anglies turintis chromo guolių plienas GCr15 yra labiausiai gaminamas guolių plienas pasaulyje. Anglies kiekis Wc yra apie 1%, o chromo kiekis Wcr yra apie 1.5%. Per pastaruosius 100 metų nuo jo gimimo 1901 m. pagrindiniai komponentai iš esmės nepasikeitė. Tobulėjant mokslui ir technologijoms, moksliniai tyrimai tęsiasi, o gaminių kokybė ir toliau gerėja, o tai sudaro daugiau nei 80 % viso pasaulio guolių plieno produkcijos. Taigi, jei nėra specialių nurodymų dėl plieno guolių, tai reiškia GCr15 (AISI 52100).
Pagrindinės guolių plieno savybės
Pagrindiniai guolių medžiagų reikalavimai labai priklauso nuo guolių darbinių savybių. Ar riedėjimo guolių gamybai naudojama medžiaga yra tinkama, turės didelę įtaką jų veikimui ir tarnavimo laikui. Apskritai, pagrindinės riedėjimo guolių pažeidimo formos yra nuovargio atskilimas veikiant įtempiams ir guolių tikslumo pažeidimas dėl trinties ir susidėvėjimo. Be to, yra įtrūkimų, įdubimų, rūdžių ir kitų priežasčių, dėl kurių guoliai pažeidžiami neįprastai. Todėl riedėjimo guoliai turi turėti didelį atsparumą plastinei deformacijai, mažą trintį ir nusidėvėjimą, gerą sukimosi tikslumą, gerą matmenų tikslumą ir stabilumą bei ilgą kontaktinio nuovargio tarnavimo laiką. O daugelį šių savybių lemia medžiaga ir terminio apdorojimo procesas. Kadangi pagrindinius reikalavimus riedėjimo guolių medžiagoms lemia guolio pažeidimo būdas, riedėjimo guolių gamybos medžiagos po tam tikro terminio apdorojimo po apdorojimo turi turėti šias savybes:
Didelis kontaktinis nuovargio stiprumas
Kontaktinio nuovargio pažeidimas yra pagrindinė įprasto guolių pažeidimo forma. Kai riedėjimo guolis veikia, riedėjimo elementai rieda tarp vidinio ir išorinio guolio žiedų takų. Kontaktinės dalys patiria periodines kintamąsias apkrovas, kurios gali siekti šimtus tūkstančių kartų per minutę. Pakartotinai veikiant periodiniam kintamajam įtempimui, atsiranda kontaktinio paviršiaus nuovargio lupimasis. Kai riedėjimo guolis pradės nulupti, guolis vibruos, padidins triukšmą, o darbinė temperatūra smarkiai pakils, todėl guolis galiausiai bus pažeistas. Ši pažeidimo forma vadinama kontaktinio nuovargio pažeidimu. Todėl riedėjimo guoliams skirtas plienas turi turėti didelį kontaktinį nuovargio stiprumą.
Didelis atsparumas dilimui
Kai riedėjimo guoliai veikia normaliai, be riedėjimo trinties yra ir slydimo trinties. Pagrindinės dalys, kuriose atsiranda slydimo trintis, yra šios: kontaktinis paviršius tarp riedėjimo elemento ir bėgimo tako, kontaktinis paviršius tarp riedėjimo elemento ir narvelio kišenės, narvas ir įvorės kreipiamoji briauna, ritinėlio galinis paviršius ir įvorės kreiptuvas. Palaukite tarp šonų. Riedėjimo guoliuose esanti slydimo trintis neišvengiamai sukelia guolių dalių susidėvėjimą. Jei guolio plieno atsparumas dilimui yra prastas, riedėjimo guolis dėl susidėvėjimo per anksti praras tikslumą arba sumažės sukimosi tikslumas, dėl to padidės vibracija ir sumažės guolio tarnavimo laikas. Todėl guolių plienas turi turėti didelį atsparumą dilimui.
Aukšta elastingumo riba
Kai riedėjimo guolis veikia, nes kontaktinis plotas tarp riedėjimo elemento ir žiedinio bėgimo tako yra labai mažas, o kai guolis laiko apkrovą, ypač kai atlaiko didelę apkrovą, kontaktinis slėgis kontaktiniame paviršiuje yra labai didelis. Siekiant išvengti pernelyg didelių plastinių deformacijų esant dideliam sąlyčio įtempiui, dėl kurios sumažėtų guolio tikslumas arba neatsirastų paviršiaus įtrūkimų, guolio plienas turi turėti aukštą tamprumo ribą.
Keturi tinkamas kietumas
Tinkamas kietumas
Kietumas yra vienas iš svarbiausių rodiklių riedėjimo guoliai. Tai glaudžiai susijusi su medžiagos sąlyčio nuovargio stiprumu, atsparumu dilimui ir elastingumo riba ir tiesiogiai veikia riedėjimo guolio tarnavimo laiką. Guolio kietumas paprastai nustatomas pagal guolio apkrovos būdą ir dydį, bendrą guolio dydį ir sienelės storį. Riedėjimo guoliams naudojamo plieno kietumas turi būti tinkamas. Jei jis per didelis arba per mažas, tai turės įtakos guolio tarnavimo laikui. Kaip visi žinome, pagrindinės riedėjimo guolių gedimo formos yra kontaktiniai nuovargio pažeidimai ir guolių tikslumo praradimas dėl prasto atsparumo dilimui arba matmenų nestabilumo; jei guolių dalys neturi tam tikro kietumo, jos gali trapios lūžti veikiant didelei smūgio apkrovai. Guolių pažeidimas. Todėl guolio kietumas turi būti nustatomas atsižvelgiant į specifines guolio sąlygas ir pažeidimo būdą. Kad guolių tikslumas sumažėtų dėl nuovargio skilimo arba prasto atsparumo dilimui, guolio dalys turi būti parenkamos didesnio kietumo; guolių, kurie atlaiko didesnes smūgines apkrovas (pvz., valcavimo staklių guoliai, geležinkelio guoliai ir kai kurie automobilių guoliai ir kt.), kietumas turėtų būti atitinkamai sumažintas. Kietumas yra būtinas norint pagerinti guolio tvirtumą.
Geras atsparumas smūgiams
Daugelis riedėjimo guolių naudojimo metu bus veikiami tam tikros smūginės apkrovos, todėl guolių plienas turi turėti tam tikrą kietumo laipsnį, kad būtų užtikrinta, jog guoliai nebūtų pažeisti smūgio. Guoliai, kurie atlaiko dideles smūgines apkrovas, pvz., valcavimo staklyno guoliai ir geležinkelio guoliai, turi turėti santykinai didelį atsparumą smūgiams ir atsparumą lūžiams. Kai kuriuose iš šių guolių naudojamas terminio apdorojimo bainito gesinimo procesas, o kai kuriuose naudojamos karbonizuojančios plieninės medžiagos, todėl garantuojama, kad šie guoliai turi gerą atsparumą smūgiams.
Geras matmenų stabilumas
Riedėjimo guoliai yra tikslios mechaninės dalys, o jų tikslumas matuojamas mikronais. Ilgai laikant ir naudojant, pasikeitus vidinei struktūrai ar įtempimui, pasikeis guolio dydis, todėl guolis praras tikslumą. Todėl, siekiant užtikrinti guolio matmenų tikslumą, guolio plienas turi turėti gerą matmenų stabilumą.
Geras antikorozinis veikimas
Riedėjimo guoliai turi daugybę gamybos procesų ir ilgą gamybos ciklą. Kai kuriuos pusgaminius ar gatavas dalis prieš surenkant reikia ilgai laikyti. Todėl guolių dalys yra linkusios į tam tikrą koroziją gamybos proceso metu arba gatavų gaminių sandėliavimo metu, ypač drėgname ore. Todėl guolių plienas turi turėti geras antikorozines savybes.
Geras proceso našumas
Riedėjimo guolių gamybos proceso metu jų dalys yra apdorojamos daugybe šalto ir karšto apdorojimo procesų. Tam reikia, kad guolių plienas turėtų geras proceso savybes, pvz., šalto ir karšto formavimo savybes, pjovimo ir šlifavimo savybes, terminio apdorojimo savybes ir kt., kad atitiktų didelio tūrio, didelio efektyvumo, nebrangių ir aukštų kokybiška riedėjimo guolių gamyba.
Be to, guoliams, naudojamiems ypatingomis darbo sąlygomis, be pirmiau nurodytų pagrindinių reikalavimų, naudojamiems plienui turi būti pateikti atitinkami specialūs eksploataciniai reikalavimai, tokie kaip atsparumas aukštai temperatūrai, greitis, atsparumas korozijai ir antimagnetinės savybės.
Guolių plieno terminio apdorojimo procesas
Guolių plieno terminio apdorojimo procesas susideda iš dviejų pagrindinių grandžių: išankstinio terminio apdorojimo ir galutinio terminio apdorojimo. GCr15 plienas yra plačiausiai naudojamas guolių plieno tipas. Tai daug anglies turintis chromo guoliais turintis plienas, turintis mažai legiruoto ir pasižymintis geromis eksploatacinėmis savybėmis. GCr15 guolių plienas turi aukštą ir vienodą kietumą, gerą atsparumą dilimui ir didelį kontaktinį nuovargį po terminio apdorojimo.
atkaitinimo
(1) Visiškas atkaitinimas ir izoterminis atkaitinimas: Visiškas atkaitinimas taip pat vadinamas rekristalizaciniu atkaitinimu, paprastai vadinamas atkaitinimu. Šis atkaitinimas daugiausia naudojamas liejiniams, kaltiniams ir karšto valcavimo profiliams iš įvairių anglinio plieno ir legiruotojo plieno su hipoeutektoidine sudėtimi, o kartais taip pat naudojamas suvirintose konstrukcijose. Paprastai jis naudojamas kaip galutinis kai kurių nesvarbių ruošinių terminis apdorojimas arba kai kurių ruošinių išankstinis terminis apdorojimas.
(2) Sferoidinis atkaitinimas: Sferoidinis atkaitinimas daugiausia naudojamas hipereutektoidiniam angliniam plienui ir legiruotam įrankių plienui (pvz., plieno tipams, naudojamiems pjovimo įrankiams, matavimo įrankiams ir formoms gaminti). Pagrindinis jo tikslas – sumažinti kietumą, pagerinti apdirbamumą ir paruošti vėlesniam grūdinimui.
(3) Atkaitinimas nuo streso: Atkaitinimas nuo įtampos taip pat vadinamas žemos temperatūros atkaitinimu (arba aukštos temperatūros atkaitinimu). Šis atkaitinimo būdas daugiausia naudojamas siekiant pašalinti liekamąjį įtempį liejiniuose, kaltiniuose, suvirinimo dalyse, karštai valcuotose dalyse, šaltai temptose dalyse ir kt. Jei šie įtempimai nebus pašalinti, plieninės dalys deformuosis arba įtrūks. tam tikrą laikotarpį arba vėlesnių pjovimo procesų metu.
Užgesinimas
Siekiant pagerinti kietumą, pagrindiniai būdai yra kaitinimas, šilumos išsaugojimas ir greitas aušinimas. Dažniausiai naudojamos aušinimo priemonės yra sūrymas, vanduo ir aliejus. Sūriame vandenyje grūdintas ruošinys lengvai išgaunamas aukšto kietumo ir lygaus paviršiaus, taip pat nėra linkęs susidaryti minkštų dėmių, kurios nėra grūdintos, tačiau lengvai gali sukelti rimtą ruošinio deformaciją ir net įtrūkimus. Alyvos kaip gesinimo terpės naudojimas tinka tik kai kuriems legiruoto plieno arba mažo dydžio anglinio plieno ruošiniams gesinti, kai peršalusio austenito stabilumas yra gana didelis.
Grūdinimas
(1) Sumažinkite trapumą ir pašalinkite arba sumažinkite vidinį įtampą. Po grūdinimo plieninės dalys turės didelį vidinį įtempį ir trapumą. Jei jos nebus laiku grūdintos, plieninės dalys dažnai deformuosis ar net įtrūks.
(2) Gaukite ruošiniui reikalingas mechanines savybes. Po grūdinimo ruošinys turi didelį kietumą ir didelį trapumą. Siekiant patenkinti skirtingus įvairių ruošinių eksploatacinių savybių reikalavimus, kietumas gali būti reguliuojamas atitinkamu grūdinimu, siekiant sumažinti trapumą ir gauti reikiamą tvirtumą, plastiškumą.
(3) Stabilus ruošinio dydis
(4) Kai kuriems legiruotiems plienams, kuriuos sunku suminkštinti atkaitinant, po grūdinimo (arba normalizavimo) dažnai naudojamas aukštos temperatūros grūdinimas, siekiant tinkamai surinkti plieno karbidus ir sumažinti kietumą, kad būtų lengviau pjauti.
Pagrindiniai guolio plieno kokybės reikalavimai
Griežti cheminės sudėties reikalavimai.
Bendrasis guolių plienas daugiausia yra daug anglies turintis chromo turintis plienas, kuris yra hipereutektoidinis plienas, kurio anglies kiekis yra apie 1%, pridedant apie 1.5% chromo ir nedidelį kiekį mangano ir silicio elementų. Chromas gali pagerinti terminio apdorojimo efektyvumą, pagerinti grūdinimą, struktūros vienodumą, grūdinimo stabilumą ir pagerinti plieno antikorozines savybes bei šlifavimo savybes.
Tačiau kai chromo kiekis viršija 1.65%, išlikęs austenitas pliene padidės po grūdinimo, sumažindamas kietumą ir matmenų stabilumą, padidindamas karbidų nehomogeniškumą ir sumažindamas plieno atsparumą smūgiams ir atsparumą nuovargiui. Dėl šios priežasties chromo kiekis daug anglies turinčiame chromo guolių pliene paprastai kontroliuojamas žemiau 1.65 %. Tik griežtai kontroliuojant guolių plieno cheminę sudėtį, terminio apdorojimo procese galima gauti guolio savybes atitinkančią struktūrą ir kietumą.
Didesni matmenų tikslumo reikalavimai.
Karštai valcuoti atkaitinti strypai, kalti didelės spartos pjovimo staklėse, turėtų būti keliami aukštesnius matmenų tikslumo reikalavimus. Riedėjimo guoliams skirtas plienas reikalauja didelio matmenų tikslumo, nes dauguma guolių dalių turi būti suformuotos slėgiu. Siekiant taupyti medžiagas ir pagerinti darbo našumą, dauguma guolių žiedų yra kaldinami ir formuojami, plieniniai rutuliai formuojami šaltuoju arba karštuoju valcavimu, o mažo dydžio ritinėliai taip pat formuojami šaltuoju būdu. Jei plieno matmenų tikslumas nėra didelis, negalima tiksliai apskaičiuoti pjovimo dydžio ir svorio, negali būti garantuota guolių dalių gaminio kokybė, nesunku sugadinti įrangą ir formas.
Ypač griežti grynumo reikalavimai.
Plieno grynumas reiškia nemetalinių intarpų, esančių pliene, skaičių. Kuo didesnis grynumas, tuo mažiau nemetalinių intarpų pliene. Žalingi intarpai, tokie kaip oksidai ir silikatai guolių pliene, yra pagrindinės priežastys, dėl kurių anksti nuo nuovargio atsiranda guolių skilimas ir žymiai sutrumpėja guolių tarnavimo laikas. Visų pirma, trapūs intarpai yra labiausiai kenksmingi, nes juos lengva nulupti nuo metalinės matricos apdorojimo metu, o tai labai paveikia guolių dalių paviršiaus kokybę po apdailos. Todėl, siekiant pagerinti guolių tarnavimo laiką ir patikimumą, guolių pliene turi būti sumažintas inkliuzų kiekis.
Griežti mažo didinimo ir mikroskopinio (didelio didinimo) audinių reikalavimai.
Mažo padidinimo guolių plieno struktūra reiškia bendrą poringumą, centrinį poringumą ir segregaciją. Mikroskopinė (didelio padidinimo) struktūra apima atkaitintą plieno struktūrą, karbido tinklą, juostą ir skysčio atskyrimą ir tt Karbido skystis yra kietas ir trapus, o jo keliami pavojai yra tokie patys kaip trapių intarpų. Tinkliniai karbidai sumažina plieno atsparumą smūgiams ir daro jo struktūrą netolygią, todėl gesinimo metu jis lengvai deformuojasi ir įtrūksta. Juostiniai karbidai turi įtakos atkaitinimo ir grūdinimo bei grūdinimo struktūroms, taip pat kontaktiniam nuovargiui. Mažo ir didelio padidinimo konstrukcijų kokybė turi didelę įtaką riedėjimo guolių veikimui ir tarnavimo laikui. Todėl guolių medžiagų standartuose yra griežti reikalavimai mažo ir didelio padidinimo konstrukcijoms.
Paviršiaus defektai ir vidiniai defektai yra draudžiami
Guolių plieno paviršiaus defektai yra įtrūkimai, šlako intarpai, nuolaužos, šašai, oksidų apnašos ir kt., o vidiniai defektai yra susitraukimo skylės, burbuliukai, baltos dėmės, didelis poringumas ir atsiskyrimas ir kt. Šie defektai turi didelę įtaką guolių apdorojimui. , guolio veikimą ir gyvenimą. Guolių medžiagų standartuose aiškiai nurodyta, kad šie defektai neleidžiami.
Nelygių karbidų draudimas
Jei guolio pliene yra labai netolygus karbidų pasiskirstymas, terminio apdorojimo metu jis lengvai sukels netolygią struktūrą ir kietumą. Nelygi plieno struktūra turi didesnę įtaką kontaktiniam nuovargio stiprumui. Be to, dideli karbido nelygumai gali lengvai sukelti guolių dalių įtrūkimus gesinimo ir aušinimo metu, o karbido nelygumai taip pat gali sumažinti guolio tarnavimo laiką. Todėl guolių medžiagų standartuose yra aiškios skirtingos plieno specifikacijos taisyklės. specialus reikalavimas.
Griežti paviršiaus dekarbonizacijos sluoksnio gylio reikalavimai.
Guolių medžiagų standartuose yra griežtos taisyklės dėl plieno paviršiaus dekarbonizacijos sluoksnio. Jei paviršiaus dekarbonizacijos sluoksnis viršija standarto apimtį ir nėra visiškai pašalintas apdorojimo metu prieš terminį apdorojimą, jis bus pašalintas terminio apdorojimo ir gesinimo proceso metu. Lengvai atsiranda gesinimo įtrūkimų, dėl kurių dalys nuimamos į metalo laužą.
Kiti reikalavimai.
Guolių plieno medžiagų standartuose taip pat yra griežti reikalavimai guolio plieno lydymo būdui, deguonies kiekiui, atkaitinimo kietumui, lūžimo paviršiui, liekamiesiems elementams, kibirkšties patikrai, pristatymo būsenai, ženklinimui ir kt.