Funcționarea unui rulment implică expunerea la solicitări crescute, alternante și constante. Suprafața rulmentului are o suprafață mică, iar presiunea este extrem de mare. Prin urmare, este firesc să apară tensiuni locale cu semn variabil — suprafața este întinsă în apropierea conturului și comprimată în centru.
23.09.2021 Subiect: Producția de oțel Autor: Paxey
În acest articol:
Rulmenții de calitate sunt cheia pentru performanțe superioare într-o multitudine de mașini și mecanisme. Prin urmare, bilele, rolele, supapele de descărcare, inelele, împingătorii, alte elemente pentru rulmenți sunt fabricate din oțel special.
Caracteristici generale ale oțelului pentru rulmenți
Ce tip de oțel este utilizat în rulmenți? Există o serie de cerințe care trebuie îndeplinite pentru a asigura fiabilitatea pieselor fabricate. Compoziția chimică și proprietățile cheie ale metalului trebuie să corespundă condițiilor de funcționare în care funcționează produsele pentru rulmenți. Oțelul pentru rulmenți cu bile este un oțel cu o compoziție structurală specială.
Funcționarea rulmenților implică expunerea la solicitări crescute alternante constante. Suprafața rulmentului are o suprafață mică, iar presiunea este extrem de puternică. Prin urmare, este normal să apară tensiuni locale cu un semn variabil — suprafața este întinsă la contur și comprimată în centru. Apariția punctuală a tensiunilor nu este importantă, dar în rulmenți acestea sunt create constant, continuu, la infinit. Acest lucru poate duce la apariția fisurilor de oboseală în metal, ducând în cele din urmă la distrugerea completă a produsului.
Piesele rulmenților cu bile sunt, de asemenea, supuse unei alte sarcini — abraziunea. Contactul cu suprafața provoacă tensiuni datorate forțelor de frecare. Particulele metalice microscopice încep să cadă, spațiul dintre bile și inele crește, ceea ce, la rândul său, duce la o uzură abrazivă accelerată.
Abraziunea suprafeței metalice depinde de următorii factori:
- activitatea mediului în care este exploatat rulmentul;
- calitatea și caracteristicile lubrifianților utilizați în timpul funcționării
- nivelul de calitate al fabricării produsului;
- cantitatea de particule abrazive prezente.
Luând în considerare toate aceste caracteristici, oțelul pentru rulmenți trebuie să îndeplinească criteriile de:
- să posede rezistență ridicată la uzură și fiabilitate, fragilitate redusă;
- să aibă un nivel bun de elasticitate;
- indicele de rezistență la oboseală al metalului trebuie să fie la un nivel ridicat;
- conținutul de impurități nemetalice, prezența defectelor (fisuri, fire de păr etc.) trebuie să fie reduse la zero.
Producerea și compoziția oțelurilor pentru rulmenți
Oțelul pentru rulmenți este topit în principal în cuptoare cu arc electric, mai rar în cuptoare acide în aer liber.
Utilizarea cuptoarelor cu arc electric implică următoarele tehnologii
- tratarea aliajului cu zgură sintetică — în cazan;
- tratarea zgurii în cuptor.
Se utilizează metoda încărcăturii proaspete sau a refulării. Lotul este apoi supus unei prelucrări suplimentare, eliminând incluziunile nemetalice, gazele, impuritățile.
Clase populare de oțel pentru rulmenți: SHX20SG, SHX15SG, SH15, 11X18M-SHD, 95X18-SH. Acestea conțin următoarele elemente în cantități variabile:
- cantitate suficientă de carbon pentru a asigura rezistența la abraziune și tăria necesare funcționării în condiții de temperatură ridicată — peste 100ºC;
- mangan, crom — cresc rezistența la abraziune;
- mangan, siliciu — acționează ca dezoxidanți, pot reduce duritatea;
- cromul conferă duritate aliajului, îmbunătățește rezistența la uzură;
- molibdenul crește durabilitatea.
Alți aditivi pot afecta negativ calitatea aliajului, astfel încât cantitatea lor este strict reglementată:
- cuprul — crește rezistența, dar provoacă apariția de fisuri pe suprafața produselor;
- nichelul — în cantități mari înrăutățește duritatea;
- fosforul — face aliajul spongios și fragil.
Prezența plumbului, azotului, staniului, arsenicului este, de asemenea, nedorită.
