Подшипниковые стали

Подшипники качения работают, как правило, при низких динамических нагрузках, что позволяет изготовлять их из сравнительно хрупких высокоуглеродистых сталей после сквозной закалки и низкого отпуска. Для производства шариков, роликов и колец подшипников применяют недорогие технологичные хромистые стали ШХ4, 1ПХ15, ШХ15ГС и ШХ20ГС, содержащие примерно 1 % С (ГОСТ 801-78). В обозначении марок буква Ш означает подшипниковую сталь; X — наличие хрома; число — его содержание в процентах (0,4; 1,5; 2,0); ГС — легирование марганцем (до 1,7 %) и кремнием (до 0,85 %).

Прокаливаемость сталей увеличивается по мере повышения концентрации хрома. Сталь 1ПХ15 предназначена для изготовления деталей подшипников поперечным сечением 10-20 мм; более легированные стали ШХ15СГ и ШХ20СГ - для деталей, прокаливающихся на большую глубину (свыше 30 мм). Стали поставляют после сфероидизирующего отжига со структурой мелкозернистого перлита (179 - 217 НВ) и повышенными требованиями к качеству металла. В них строго регламентированы карбидная неоднородность и загрязненность неметаллическими включениями, так как, выходя на рабочую поверхность, они служат концентраторами напряжений и способствуют более быстрому развитию усталостного выкрашивания.

Для изготовления высокоскоростных подшипников применяют стали после электрошлакового переплава (к марке таких сталей добавляют букву Ш, например ШХ15-Ш), отличающиеся наибольшей однородностью строения. Такие стали необходимы также для изготовления высокоточных приборных подшипников, детали которых тщательно полируют с тем, чтобы обеспечить минимальный коэффициент трения. Это возможно лишь при высокой чистоте металла по неметаллическим включениям.

Детали подшипников подвергают типичной для заэвтектоидных сталей термической обработке: неполной закалке от 820 — 850 °С и низкому отпуску при 150 - 170 °С. После закалки в структуре сталей сохраняется остаточный аустенит (8 -15 %), превращение которого может вызвать изменение размеров деталей подшипников. Для их стабилизации прецизионные подшипники обрабатывают холодом при -70... - 80 °С. Окончательно обработанная подшипниковая сталь имеет структуру мартенсита с включениями мелких карбидов и высокую твердость (60 -64 HRC).

Сталь ШХ4 характеризуется ограниченной прокаливаемостью и предназначена для роликовых подшипников железнодорожного транспорта. При закалке ее подвергают сквозному индукционному нагреву и охлаждению водой. Кольца из этой стали толщиной 14 мм закаливаются только с поверхности в слое 2 -3 мм, поэтому благодаря сохранению вязкой сердцевины они могут работать при динамической нагрузке.

Детали крупногабаритных роликовых подшипников диаметром 0,5 -2 м (для прокатных станов, электрических генераторов) изготовляют из сталей 12ХНЗА, 12Х2Н4А, подвергая их цементации на большую глубину (3-6 мм).

Для подшипников, работающих в агрессивных средах, применяют коррозионно-стойкую хромистую сталь 95X18 (0,95 % С, 18 % Сr).

Дата добавления: 2014-01-07