Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника
Посмотреть оригинал

ШАРИКОПОДШИПНИКОВЫЕ СТАЛИ

Подшипники качения являются ответственными деталями многих машин (станков, автомобилей, тракторов, вагонов, электродвигателей и др.), определяющих их точность и производительность.

Подшипники качения работают в условиях качения шариков (или роликов) по наружному и внутреннему кольцам. Наиболее часто причиной отказа подшипников являются излом, разрушение тел качения и рабочих поверхностей колец, а также усталостное выкрашивание рабочих поверхностей элементов подшипника.

Для изготовления тел качения и подшипниковых колец небольших сечений обычно используют высокоуглеродистую хромистую сталь ШХ15 (0,95—1,05 % С и 1,3—1,65 % Сг), а больших сечений — хромомарганцевокремнистую сталь ШХ15СГ (0,95— 1,05 % С, 0,9—1,2 % Сг, 0,4—0,65 % Si и 1,3—1,65 % Мп), прокаливающуюся на большую глубину. Стали обладают высокой твердостью, износостойкостью и сопротивлением контактной усталости. К сталям предъявляют высокие требования по содержанию неметаллических включений, так как они вызывают преждевременное усталостное разрушение. Недопустима также карбидная неоднородность.

Электрошлаковый и вакуумно-дуговой переплав, уменьшая количество неметаллических включений (сульфидов, оксидов и др.), повышает долговечность подшипников г. Стали изготовляют [1]

в виде прутков, труб и проволоки. Для горячей штамповки стали поставляются без отжига, для холодной механической обработки — в отожженном состоянии. После отжига стали получают однородную структуру мелкозернистого перлита с мелкими включениями вторичных карбидов. Такая структура обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость резанием (К — 0,55 для стали Р18) и достаточную пластичность при холодной штамповке шариков и роликов; твердость после отжига 179—207 НВ. Кольца, шарики и ролики проходят закалку в масле (30—60 °С) от 840— 860 °С и отпуск при 150—170 СС. Перед отпуском для уменьшения количества остаточного аустенита детали подшипника охлаждаются до температуры не выше 20—25 °С. Это повышает стабильность их размеров. Для подшипников, которые должны иметь особо высокую стабильность размеров, иногда применяют обработку холодом при —70ч—80 °С.

Для получения оптимального сочетания прочности и контактной выносливости кольца и ролики подшипников должны иметь после закалки и отпуска твердость 61—65 HRC для стали ШХ15 и 60—64 HRC для стали ШХ15СГ, а шарики—62—66 HRC.

Для изготовления деталей подшипников качения, работающих при высоких динамических нагрузках, применяют цементуемые стали 20Х2Н4А и 18ХГТ. После газовой цементации на толщину 1,2—3,5 мм, высокого отпуска, закалки и отпуска при 160— 170 °С детали подшипника из стали 20Х2Н4А имеют на поверхности 58—62 HRC и в сердцевине 35—45 HRC.

Детали подшипника качения из стали 18ХГТ подвергают цементации на толщину 0,9—1,8 мм. После закалки и низкого отпуска они имеют твердость 61—65 HRC.

В последние годы разработан и внедрен в массовое производство процесс объемно-поверхностной закалки колец тяжелонагру- женных роликовых подшипников для букс железнодорожных вагонов. Для изготовления этих деталей применяют высокоуглеродистую сталь ШХ4 (0,95—1,05 % С, 0,15—0,3 % Si; 0,15— 0,3 % Мп; 0,35—0,5 % Сг) с регламентированной прокаливае- мостью, имеющую перед закалкой структуру зернистого перлита.

Закаливаемые кольца нагревают в специальном автоматическом станке индукционным способом насквозь, после чего осуществляют короткую изотермическую выдержку при 850 °С. Закалка выполняется в закалочной камере, где поверхности кольца с большой скоростью омываются потоком воды. Затем следует низкий отпуск при 160 °С 4 ч. После такой термической обработки (вследствие ограниченной прокаливаемости стали ШХ4) на кольцах толщиной 14 мм образуется закаленный слой со структурой мартенсита толщиной 2,5—3,5 мм, твердостью 60—63 HRC, а сердцевина получает структуру троостита и сорбита закалки твердостью 35—40 HRC. Кольца роликовых подшипников, обработанные таким способом, имеют высокие показатели конструктивной прочности.

  • [1] Если применен электрошлаковый переплав, к марке стали добавляетсябуква «Ш», а при использовании вакуумно-дугового переплава — буква «ВД»,например: ШХ15Ш, ШХ15ВД.
 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
     

    Популярные страницы