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Requisitos básicos de desempenho de aço para rolamentos
A grande maioria dos rolamentos e suas peças são feitos de aço para rolamentos. O aço para rolamentos é geralmente aço com alto teor de carbono e cromo e aço carburizado. Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia modernas e o uso crescente de rolamentos, os requisitos para rolamentos estão cada vez maiores, como alta precisão, longa vida útil e alta confiabilidade. Para alguns rolamentos para fins especiais, os materiais dos rolamentos também devem ter propriedades como resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, não magnético, temperatura ultrabaixa e resistência à radiação. Além disso, os materiais de rolamento também incluem materiais de liga, metais não ferrosos e materiais não metálicos. Além disso, rolamentos feitos de materiais cerâmicos agora são usados em locomotivas, automóveis, metrôs, aviação, aeroespacial, indústria química e outros campos.
Os requisitos básicos de material para rolamentos dependem em grande parte do desempenho de trabalho dos rolamentos. A adequação do material usado para fabricar os rolamentos terá um grande impacto em seu desempenho e vida útil. Em geral, as principais formas de danos nos rolamentos são o lascamento por fadiga sob a ação de tensões alternadas e a perda de precisão do rolamento devido ao atrito e ao desgaste. Além disso, existem rachaduras, reentrâncias, ferrugem e outros motivos que causam danos anormais aos rolamentos. Portanto, os rolamentos devem ter alta resistência à deformação plástica, baixo atrito e desgaste, boa precisão de rotação, boa precisão dimensional e estabilidade e longa vida útil à fadiga de contato, e muitas dessas propriedades são alcançadas por materiais médios e processos de tratamento térmico externo. decidido em conjunto. Como os requisitos básicos para materiais de rolamento são determinados pelo modo de dano do rolamento, os materiais usados para fabricar rolamentos devem ter as seguintes propriedades após tratamento térmico:
Danos por fadiga de contato são a principal forma de dano ao rolamento. Quando um rolamento está em funcionamento, os elementos rolantes rolam entre as pistas dos anéis interno e externo do rolamento, e suas partes de contato são submetidas a cargas alternadas periódicas, que podem atingir centenas de milhares de vezes por minuto. Sob a ação repetida de tensões alternadas periódicas, ocorre fragmentação por fadiga na superfície de contato. Assim que o rolamento começar a se soltar, ele vibrará, aumentará o ruído e a temperatura operacional aumentará acentuadamente, causando danos ao rolamento. Esta forma de dano é chamada de dano por fadiga de contato. Portanto, é necessário que o aço do rolamento tenha alta resistência à fadiga de contato.
Alta resistência ao desgaste
Quando os rolamentos funcionam normalmente, além do atrito de rolamento, também ocorre o atrito de deslizamento. As principais partes onde ocorre o atrito de deslizamento são: a superfície de contato entre o corpo rolante e a pista, a superfície de contato entre o corpo rolante e o furo da gaiola, a gaiola e a nervura guia da ponteira, e a superfície da extremidade do rolo e a nervura guia da ponteira . Espere entre os lados. A existência de atrito de deslizamento em rolamentos causa inevitavelmente desgaste das peças dos rolamentos. Se a resistência ao desgaste do aço do rolamento for baixa, o rolamento perderá a precisão prematuramente devido ao desgaste ou a precisão da rotação diminuirá, resultando em aumento da vibração do rolamento e redução da vida útil. Portanto, o aço para rolamentos deve ter alta resistência ao desgaste.
Quando o rolamento está funcionando, como a área de contato entre o elemento rolante e a pista do anel é muito pequena, quando o rolamento está carregando carga, principalmente quando suporta uma carga grande, a pressão de contato na superfície de contato é muito grande. Para evitar que ocorra deformação plástica excessiva sob alta tensão de contato, resultando em perda de precisão do rolamento ou ocorrência de trincas superficiais, o aço do rolamento deve ter um alto limite elástico.
Dureza adequada
A dureza é um dos indicadores importantes dos rolamentos. Está intimamente relacionado à resistência à fadiga de contato do material, à resistência ao desgaste e ao limite elástico e afeta diretamente a vida útil do rolamento. A dureza do rolamento é geralmente determinada com base na forma e no tamanho da carga do rolamento, no tamanho do rolamento e na situação geral da espessura da parede. A dureza do aço utilizado nos rolamentos deve ser adequada. Se for muito grande ou muito pequeno, afetará a vida útil do rolamento.
Boa tenacidade
É sabido que o principal falha Os modos dos rolamentos são danos por fadiga de contato e perda de precisão do rolamento devido à baixa resistência ao desgaste ou instabilidade dimensional. Se as peças do rolamento não possuírem um certo grau de tenacidade, elas serão danificadas devido à fratura frágil quando submetidas a grandes cargas de impacto. Portanto, a dureza do rolamento deve ser determinada com base nas condições específicas do rolamento e no modo de dano. Para perda de precisão do rolamento devido à fragmentação por fadiga ou baixa resistência ao desgaste, as peças do rolamento devem ser selecionadas com maior dureza; para rolamentos que suportam cargas de impacto maiores (como rolamentos de laminadores, rolamentos ferroviários e alguns rolamentos de automóveis, etc.), a dureza deve ser reduzida adequadamente. A dureza é necessária para melhorar a tenacidade do rolamento.
Boa resistência ao impacto
Muitos rolamentos estarão sujeitos a certas cargas de impacto durante o uso, portanto, o aço do rolamento deve ter um certo grau de tenacidade para garantir que os rolamentos não sejam danificados pelo impacto. Rolamentos que suportam grandes cargas de impacto, como rolamentos de laminadores, rolamentos ferroviários, etc., requerem materiais com resistência ao impacto e resistência à fratura relativamente altas. Alguns desses rolamentos utilizam processo de tratamento térmico de têmpera de bainita e alguns utilizam materiais de aço cementados, a fim de garantir que esses rolamentos tenham melhor resistência ao impacto e tenacidade.
Boa estabilidade dimensional
Os rolamentos são peças mecânicas de precisão e sua precisão é medida em mícrons. Durante o armazenamento e uso de longo prazo, alterações na estrutura interna ou tensões causarão alterações no tamanho do rolamento, fazendo com que ele perca precisão. Portanto, para garantir a precisão dimensional do rolamento, o aço do rolamento deve ter boa estabilidade dimensional.
Os rolamentos possuem muitos processos de produção e um longo ciclo de produção. Alguns produtos semiacabados ou peças acabadas precisam ser armazenados por muito tempo antes da montagem. Portanto, as peças dos rolamentos estão sujeitas a certa corrosão durante o processo de produção ou durante o armazenamento de produtos acabados, especialmente em ar úmido. Portanto, o aço para rolamentos deve ter boas propriedades antiferrugem.
Bom desempenho de fabricação
No processo de fabricação dos rolamentos, suas peças passam por diversos processos de processamento a frio e a quente. Isso exige que o aço para rolamentos tenha boas propriedades de processo, como propriedades de conformação a frio e a quente, propriedades de corte, processamento de retificação e propriedades de tratamento térmico, etc., para atender às necessidades de grandes volumes, alta eficiência, baixo custo e alta -produção de qualidade de rolamentos.
Para rolamentos utilizados em condições especiais de trabalho, além dos requisitos básicos acima, devem ser apresentados requisitos especiais de desempenho correspondentes para o aço utilizado, como resistência a altas temperaturas, desempenho em alta velocidade, resistência à corrosão e propriedades antimagnéticas.