ştiri

Tendințe de dezvoltare a materialelor pentru rulmenți

 

In rulment cu roleProprietățile materialelor și ale procesului de fabricație determină în mod direct durata de viață a rulmentului, fiabilitatea și condițiile de funcționare aplicabile. În prezent, piesele rulmenților sunt încă fabricate în principal din oțel cu conținut ridicat de carbon și crom, cum ar fi oțelurile comune GCr15 și GCr15SiMn. În ultimii ani, odată cu dezvoltarea echipamentelor pentru viteze mai mari, sarcini mai mari, temperaturi mai ridicate și condiții de funcționare mai complexe, materialele pentru rulmenți sunt, de asemenea, modernizate constant, indicând în principal următoarele direcții de dezvoltare:

 

1. Oțel pentru rulmenți cu călibilitate ridicată

 

Pentru a satisface nevoile pieselor de rulmenți de dimensiuni mari și cu pereți groși, industria a dezvoltat treptat oțeluri pentru rulmenți cu călibilitate ridicată, cum ar fi GCr15SiMo și GCr18Mo. Aceste materiale permit obținerea unei structuri călite uniform la dimensiuni mai mari ale secțiunii transversale, îmbunătățind rezistența generală și durata de viață la oboseală a pieselor și sunt potrivite pentru rulmenți mari și echipamente grele.

 

2. Oțel pentru rulmenți călit la suprafață

 

Oțelul călit la suprafață GCr4 este utilizat în mod obișnuit în echipamente grele, cum ar fi vehiculele feroviare și laminoarele. Prin utilizarea încălzirii prin inducție de medie frecvență și a răcirii rapide, se poate forma un strat călit de o anumită adâncime pe suprafața pieselor, conferind rulmentului atât o duritate superficială ridicată, cât și o tenacitate ridicată a miezului, îmbunătățind astfel rezistența la oboseală și rezistența la impact.

 

3. Noi tipuri de oțel inoxidabil pentru rulmenți

Oțelurile inoxidabile tradiționale, cum ar fi 9Cr18 și 9Cr18Mo (440C), au o rezistență bună la coroziune, dar sunt predispuse la formarea de carburi grosiere, afectând durata de viață la oboseală și calitatea suprafeței. Oțelul inoxidabil martensitic 0.7C-13Cr, dezvoltat în ultimii ani, prin reducerea conținutului de carbon și crom și diminuarea carburilor eutectice, îmbunătățește și mai mult performanța la oboseală prin contact, tenacitatea și rezistența la coroziune a rulmenților. Este utilizat în mod obișnuit în rulmenți de precizie antirugină, cum ar fi rulmenții pentru hard disk-uri și rulmenții pentru echipamente medicale.

 

4. Oțel aliat de înaltă rezistență

 

Oțelurile pentru rulmenți din seria GT, prin compoziția optimizată a aliajului, îmbunătățesc rezistența și tenacitatea matricei și sporesc stabilitatea la revenire. Potrivite pentru rulmenți de mare putere sau ușori, acestea au o durată de viață bună în condiții de lubrifiere curată.

 

5. Oțel pentru rulmenți rezistent la contaminare

 

În aplicații practice, praful sau particulele de uzură din uleiul de ungere pot forma adâncituri pe suprafața rulmentului, ducând la concentrarea stresului și la exfolierea prematură prin oboseală. Pentru a rezolva această problemă, Japonia a dezvoltat seria TF de oțeluri pentru rulmenți rezistente la contaminare (cum ar fi TF, HTF, STF, NTF etc.).

 

Prin optimizarea conținutului de carbon și a raporturilor dintre elementele de aliaj, materialul formează carburi mai fine și crește cantitatea de austenită reținută, reducând astfel concentrația de stres la marginile de indentare. Experiența practică arată că rulmenții fabricați cu oțeluri din seria TF pot avea o durată de viață de 4-10 ori mai lungă în condiții de lubrifiere contaminată.

 

6. Oțel pentru rulmenți cvasi-rezistenți la temperaturi înalte

Când rulmenții obișnuiți din GCr15 sunt utilizați în medii cu temperaturi cuprinse între 100℃ și 200℃, se formează cu ușurință o „zonă albă strălucitoare” cu duritate scăzută pe stratul inferior al materialului, reducând astfel durata de viață a rulmentului. Pentru a rezolva această problemă, au fost dezvoltate oțeluri pentru rulmenți rezistente la temperaturi cvasi-înalte, cum ar fi NTJ2 și KUJ7. Prin creșterea corespunzătoare a conținutului de elemente precum Cr, Si și Mo, se suprimă formarea zonelor albe strălucitoare, permițând rulmenților să mențină o durată de viață bună și o stabilitate dimensională chiar și la 150℃.～180℃. Aceste materiale sunt utilizate pe scară largă în motoarele auto, generatoare și echipamente de prelucrare la cald.

 

7. Oțel pentru rulmenți rezistenți la temperaturi înalte

În condiții de funcționare la temperaturi ridicate și viteze mari, cum ar fi în industria aerospațială, materialele tradiționale sunt insuficiente. Oțelurile de rulmenți timpurii pentru temperaturi ridicate, cum ar fi T1, T2, T10 și M50, deși posedă o duritate ridicată la temperaturi ridicate, au un conținut ridicat de elemente de aliaj și un cost ridicat.

 

În ultimii ani, Europa și Statele Unite au dezvoltat o nouă generație de oțeluri de carburare pentru temperaturi înalte, cum ar fi M50NiL, CBS1000 și RBD. Printre acestea, M50NiL este cel mai utilizat. După carburare, la suprafață se formează carburi fine, generând o tensiune de compresiune reziduală. Tenacitatea miezului său poate ajunge la 2,5 ori mai mare decât cea a M50, rezultând o durată de viață la oboseală mai mare. În prezent, este utilizat în principal în domenii de echipamente de înaltă performanță, cum ar fi rulmenții arborilor principali ai motoarelor aeronautice. În general, dezvoltarea materialelor pentru rulmenți avansează continuu către o rezistență mai mare, o fiabilitate mai mare, rezistență la poluare, rezistență la coroziune și performanță la temperaturi ridicate. Odată cu dezvoltarea industriei aerospațiale, a noilor echipamente energetice și a producției de înaltă performanță, cercetarea și aplicarea noilor materiale pentru rulmenți vor continua să se aprofundeze, oferind un suport tehnic mai puternic pentru îmbunătățirea performanței rulmenților.