новини

Тенденції розвитку матеріалів для підшипників кочення

 

In підшипник коченняВиробництво, властивості матеріалів безпосередньо визначають термін служби підшипника, його надійність та відповідні умови експлуатації. Наразі деталі підшипників все ще виготовляються переважно з високовуглецевої хромованої підшипникової сталі, такої як звичайні GCr15 та GCr15SiMn. В останні роки, з розвитком обладнання в напрямку вищих швидкостей, більших навантажень, вищих температур та складніших умов експлуатації, матеріали підшипників також постійно вдосконалюються, в основному демонструючи такі напрямки розвитку:

 

1. Підшипникова сталь з високою прокалюваністю

 

Щоб задовольнити потреби у великогабаритних, товстостінних деталях підшипників, промисловість поступово розробила високопрогартовувані підшипникові сталі, такі як GCr15SiMo та GCr18Mo. Ці матеріали можуть отримати рівномірну загартовану структуру при більших поперечних перерізах, покращуючи загальну міцність та довговічність деталей, і підходять для великих підшипників та важкого обладнання.

 

2. Поверхнево загартована підшипникова сталь

 

Поверхнево загартована сталь GCr4 зазвичай використовується у важкому обладнанні, такому як залізничні транспортні засоби та прокатні стани. Завдяки використанню індукційного нагрівання середньої частоти та швидкого охолодження на поверхні деталей можна сформувати загартований шар певної товщини, що надає підшипнику як високу поверхневу твердість, так і високу міцність серцевини, тим самим покращуючи стійкість до втоми та ударостійкість.

 

3. Нові типи підшипникової сталі з нержавіючої сталі

Традиційні нержавіючі сталі, такі як 9Cr18 та 9Cr18Mo (440C), мають добру корозійну стійкість, але вони схильні до утворення грубих карбідів, що впливає на довговічність та якість поверхні. Мартенситна нержавіюча сталь 0.7C-13Cr, розроблена в останні роки, завдяки зменшенню вмісту вуглецю та хрому, а також зменшенню кількості евтектичних карбідів, додатково покращує контактну втому, міцність та корозійну стійкість підшипників. Вона зазвичай використовується в прецизійних нержавіючих підшипниках, таких як підшипники жорстких дисків та медичного обладнання.

 

4. Високоміцна легована сталь

 

Підшипникові сталі серії GT, завдяки оптимізованому складу сплавів, покращують міцність і в'язкість матриці, а також підвищують стійкість до відпуску. Вони підходять для важких або легких конструкцій підшипників і мають хороший термін служби в умовах чистого змащення.

 

5. Забруднювальна підшипникова сталь

 

На практиці пил або частинки зносу в мастильній оливі можуть утворювати вм'ятини на поверхні підшипника, що призводить до концентрації напружень та передчасного відколювання від втоми. Для вирішення цієї проблеми в Японії розроблено серію стійких до забруднення підшипникових сталей TF (таких як TF, HTF, STF, NTF тощо).

 

Завдяки оптимізації вмісту вуглецю та співвідношення елементів легування, матеріал утворює більше дрібних карбідів та збільшує залишковий аустеніт, тим самим зменшуючи концентрацію напружень на краях вдавлення. Практичний досвід показує, що підшипники, виготовлені зі сталей серії TF, можуть мати в 4-10 разів довший термін служби в умовах забрудненого мастила.

 

6. Квазівисокотемпературна підшипникова сталь

Коли звичайні підшипники GCr15 використовуються в середовищах з температурою від 100℃ до 200℃, на підповерхневому шарі матеріалу легко утворюється низькотверда «яскраво-біла зона», що скорочує термін служби підшипника. Для вирішення цієї проблеми були розроблені квазівисокотемпературні підшипникові сталі, такі як NTJ2 та KUJ7. Завдяки відповідному збільшенню вмісту таких елементів, як Cr, Si та Mo, утворення яскраво-білих зон пригнічується, що дозволяє підшипникам підтримувати хороший термін служби та стабільність розмірів навіть при 150℃.～180℃. Ці матеріали широко використовуються в автомобільних двигунах, генераторах та обладнанні для гарячої обробки.

 

7. Високотемпературна підшипникова сталь

У високотемпературних та високошвидкісних умовах експлуатації, таких як аерокосмічна промисловість, традиційні матеріали є недостатніми. Ранні жароміцні підшипникові сталі, такі як T1, T2, T10 та M50, хоча й мають високу жароміцність, мають високий вміст легуючих елементів та високу вартість.

 

В останні роки в Європі та Сполучених Штатах було розроблено нове покоління високотемпературних цементованих сталей, таких як M50NiL, CBS1000 та RBD. Серед них M50NiL є найбільш широко використовуваною. Після цементації на поверхні утворюються дрібні карбіди, що створюють залишкові стискаючі напруги. Його в'язкість серцевини може досягати 2,5 разів більшої, ніж у M50, що призводить до більшої втомної довговічності. Наразі він в основному використовується у високотехнологічних галузях обладнання, таких як підшипники головного вала авіаційних двигунів. Загалом, розробка матеріалів для підшипників кочення постійно просувається в напрямку вищої міцності, вищої надійності, стійкості до забруднення, корозійної стійкості та високотемпературних характеристик. З розвитком аерокосмічної галузі, нового енергетичного обладнання та високотехнологічного виробництва дослідження та застосування нових матеріалів для підшипників продовжуватимуть поглиблюватися, забезпечуючи сильнішу технічну підтримку для покращення характеристик підшипників.