Care sunt cerințele speciale pentru procesele de prelucrare de precizie utilizate în mod obișnuit la fabricarea canalelor de rulare din oțel inoxidabil

Rulmenți din oțel inoxidabil , în special rulmenții din oțel inoxidabil martensitic, cum ar fi AISI 440C, sunt apreciați pentru rezistența lor combinată la coroziune și duritate. Cu toate acestea, fabricarea acestor canale de rulare necesită procese de prelucrare de precizie la standarde înalte, cum ar fi șlefuirea și suprafinisarea. Datorită proprietăților metalurgice inerente ale oțelului inoxidabil, acești pași de prelucrare impun cerințe și mai stricte privind parametrii procesului și precizia echipamentului decât cele pentru oțelul obișnuit pentru rulmenți.

1. Cerințe speciale pentru șlefuire: Prevenirea deteriorării termice și întărirea prin muncă

Slefuirea este un proces critic pentru formarea geometriei căii de rulare și pentru obținerea preciziei dimensionale și a toleranței. Având în vedere duritatea ridicată și conductibilitatea termică scăzută a oțelului inoxidabil 440C, procesul de șlefuire trebuie controlat strict pentru a evita introducerea defectelor de suprafață care ar putea afecta durata de viață a rulmentului.

1. Control strict al căldurii de măcinare

Acumularea de căldură: Datorită conductibilității termice scăzute a oțelului inoxidabil 440C, căldura de măcinare generată în timpul șlefuirii este greu de disipat rapid, ceea ce duce la temperaturi ridicate tranzitorii pe suprafața piesei de prelucrat. Această temperatură ridicată poate cauza înmuierea prin temperare a suprafeței căii de rulare, reducând duritatea căii de rulare și scurtând semnificativ durata de viață la oboseală de contact.

Strategia lichidului de răcire: Pentru o răcire robustă trebuie utilizat un lichid de răcire cu debit mare și presiune înaltă. Selectarea unui fluid de măcinare cu proprietăți excelente de lubrifiere și răcire este crucială pentru a asigura un control eficient al temperaturii în zona de măcinare și pentru a preveni formarea unui strat de deteriorare termică.

Avizare redusă, viteză mare: Pentru a reduce forțele de măcinare și generarea de căldură, sunt necesare, în general, o rată radială de avans scăzută și o viteză adecvată a roții de șlefuit. Proprietățile de auto-ascuțire ale discului de șlefuit ar trebui, de asemenea, optimizate pentru a menține o muchie ascuțită și pentru a evita tocirea, care poate provoca o creștere bruscă a căldurii.

2. Suprimarea întăririi prin muncă și a stresului rezidual

Tendința de întărire prin muncă a 440C: În timpul tăierii sau șlefuirii, granulele de suprafață ale oțelului inoxidabil martensitic sunt predispuse la deformare plastică, ceea ce duce la călirea prin lucru. Acest strat întărit crește dificultatea tăierii ulterioare și poate înrăutăți rugozitatea suprafeței.

Controlul tensiunii reziduale: Parametrii de șlefuire incorecți pot introduce cu ușurință tensiuni reziduale de tracțiune pe suprafața căii de rulare. Tensiunea la tracțiune reduce semnificativ rezistența la oboseală a materialului și rezistența la coroziune prin stres. Slefuirea de precizie calificată ar trebui să genereze tensiuni de compresiune reziduale favorabile pe suprafață, ceea ce este crucial pentru îmbunătățirea duratei de viață la oboseală de contact de rulare a rulmenților.

II. Cerințe speciale pentru suprafinisare: obținerea unei integrități ridicate a suprafeței

Superfinisarea, cunoscută și sub denumirea de șlefuire, este pasul final în prelucrarea căilor de rulare a rulmenților. Scopul său este de a elimina ondulația suprafeței și eroarea de rotunjime lăsată de șlefuire, obținând o rugozitate a suprafeței extrem de scăzută.

1. Controlul ondulației și acurateței topografice

Eliminarea semnelor de șlefuire: Miezul superfinisării constă în utilizarea unei pietre abrazive pentru a oscila calea de rulare la presiune joasă, frecvență înaltă și curse scurte, eliminând efectiv vârfurile microscopice lăsate de șlefuire. Pentru materialele cu duritate ridicată, cum ar fi 440C, selecția pietrei (de exemplu, dimensiunea particulelor, liant) și controlul presiunii necesită un control și mai precis pentru a se asigura că numai vârfurile sunt îndepărtate fără a perturba geometria macroscopică a căii de rulare.

Rotunzimea și precizia profilului canelurii: ultrafinisarea îmbunătățește semnificativ erorile de formă a profilului canalului de rulare. Rulmenții de înaltă precizie din oțel inoxidabil necesită rotunjime a căii de rulare și curbură a canelurii la niveluri de microni sau chiar submicroni, ceea ce necesită rigiditatea supremă și acuratețea controlului mișcării echipamentului de ultrafinisare.

2. Rugozitatea suprafeței și filmul lubrifiant

Ra extrem de scăzut: ultrafinisarea poate reduce rugozitatea suprafeței (Ra) a căilor de rulare din oțel inoxidabil la Ra 0,02 microni sau chiar mai mică. Această suprafață ultra-netedă ajută la formarea unui film de lubrifiant hidrodinamic stabil, reducând frecarea și generarea de căldură, ceea ce este crucial pentru performanța la viteză mare.

Optimizarea integrității suprafeței: în timpul procesului de ultrafinisare, prin controlul presiunii pietrei uleioase și a fluidului de tăiere, se formează un strat uniform de deformare plastică rece cu efort de compresiune reziduală pe suprafața căii de rulare. Acest strat îmbunătățește rezistența la uzură și rezistența la spargere a căii de rulare și este crucial pentru fiabilitatea rulmenților din oțel inoxidabil.

3. Cerințe de curățenie și antipoluare

Rulmenții din oțel inoxidabil necesită o atenție deosebită pentru curățenie, deoarece mediile lor de aplicare sunt adesea sensibile la contaminare.

Debavurare și curățare: Debavurarea și spălarea temeinică sunt esențiale după șlefuire și suprafinisare. Chiar și particulele mici de metal sau reziduurile abrazive, chiar și la nivel de microni, pot provoca daune secundare ale canalelor la viteze mari, ducând la zgomot și defecțiuni premature.

Prevenirea ruginii și pasivarea: spre deosebire de oțelurile obișnuite pentru rulmenți, rulmenții din oțel inoxidabil necesită de obicei pasivare după prelucrare pentru a îndepărta fierul liber rezidual și contaminanții de pe suprafață, pentru a promova formarea unei pelicule protectoare de oxid de crom și pentru a se asigura că rezistența la coroziune îndeplinește cerințele de proiectare.