Для стандартных серий и специальных исполнений материал и режим термообработки определяются конструкцией, размерами, нагрузкой, скоростью, рабочей температурой и условиями окружающей среды. Критические параметры контролируются по технологической документации партии.
Материалы колец и тел качения
Для стандартных подшипников применяются высокоуглеродистые хромистые подшипниковые стали. Для крупногабаритных, коррозионностойких, высокоскоростных и специальных исполнений используются материалы с соответствующими свойствами прокаливаемости, коррозионной стойкости и контактной выносливости.
| Материал по ISO | Китайское обозначение | Типичное применение |
|---|---|---|
| 100Cr6 | GCr15 | Стандартные кольца и тела качения |
| 100CrMnSi6-4 | GCr15SiMn | Кольца увеличенного сечения; повышенная прокаливаемость |
| 100CrMo7-3 | GCr18MnMo | Крупногабаритные кольца и ролики; конструкции с повышенными требованиями к прокаливаемости |
| X65Cr14 | G65Cr14Mo* | Коррозионностойкие исполнения |
| X108CrMo17 | G102Cr18Mo | Нержавеющие кольца и тела качения; исполнения класса 440C |
| Si₃N₄ | Si₃N₄ / 氮化硅 | Керамические тела качения гибридных подшипников |
Материал — часть расчёта конструкции
Нагрузка
Контактные напряжения, ударные нагрузки и требуемый ресурс определяют требования к твёрдости, структуре и материалу рабочих поверхностей.
Размер
С увеличением сечения кольца возрастает значение прокаливаемости и равномерности структуры. Для крупногабаритных изделий технология выбирается отдельно.
Среда
Влага, коррозионно-активная среда, вакуум и специальные температурные условия могут потребовать нержавеющих или специализированных материалов.
Скорость
Для высокоскоростных применений учитываются масса тел качения, тепловыделение, материал сепаратора и совместимость материалов контактной пары.
Термообработка
Требуемая твёрдость — только часть результата.
Термообработка должна обеспечить не только твёрдость рабочей поверхности, но и требуемую микроструктуру, размерную стабильность и свойства материала по сечению.
В производственной системе OID предусмотрены объёмная и поверхностная закалка, контролируемые режимы нагрева и охлаждения и последующий контроль параметров термообработки.
| Технология | Назначение |
|---|---|
| Объёмная закалка | Получение требуемых механических свойств по рабочему сечению кольца для стандартных конструкций |
| Индукционная закалка / ТВЧ | Формирование закалённого рабочего слоя при сохранении требуемых свойств сердцевины |
| Отпуск и стабилизация | Снижение внутренних напряжений и обеспечение размерной стабильности перед окончательной обработкой |
| Контролируемый нагрев и охлаждение | Воспроизводимость структуры и твёрдости от партии к партии |
| Защитная атмосфера | Ограничение окисления и обезуглероживания поверхности в процессе термообработки |
Для стандартных исполнений из закаливаемой подшипниковой стали характерен диапазон порядка 58–63 HRC. Конкретное требование к твёрдости, её распределению и глубине закалённого слоя устанавливается технической документацией конкретного изделия.
Что контролируется после термообработки
| Контролируемый параметр | Что подтверждается |
|---|---|
| Химический состав | Соответствие материала спецификации |
| Твёрдость | Соответствие требуемому диапазону |
| Микроструктура | Состояние материала после термообработки |
| Глубина закалённого слоя | Соответствие профиля закалки чертежу |
| Овальность и конусность | Размерная стабильность после термообработки |
| Биение | Геометрическая стабильность кольца |
| Состояние поверхности | Отсутствие недопустимых дефектов после обработки |
Рабочая поверхность формируется после термообработки
После термообработки кольцо проходит прецизионную обработку рабочих и посадочных поверхностей. Финальная геометрия дорожек качения формируется шлифованием и, для соответствующих исполнений, суперфинишированием.
Контролируются:
- профиль дорожки качения;
- овальность и конусность;
- радиальное и осевое биение;
- посадочные поверхности;
- шероховатость.
Материал сепаратора — часть конструкции
Сталь
Серийные и специальные конструкции, где требуются прочность, стабильность и компактность сепаратора
Латунь
Повышенные нагрузки, специальные конструкции и условия, требующие массивного механически обработанного сепаратора
PA66
Лёгкие полимерные сепараторы для подходящих температурных и скоростных режимов
PEEK / специальные полимеры
Повышенные требования к температуре, химической стойкости и специальным условиям эксплуатации
Материал сепаратора не выбирается изолированно. Учитываются тип подшипника, нагрузка, частота вращения, температура, смазочный материал, ускорения и требования к конструкции.
Специальные исполнения
Для нестандартных условий материал может определяться индивидуально по техническому заданию или чертежу заказчика.
Коррозионная среда
Нержавеющие и специальные материалы, покрытия и соответствующие компоненты.
Высокая температура и скорость
Материал колец, тел качения, сепаратора и смазка рассматриваются как единая система.
Крупногабаритные конструкции
Отдельно оцениваются прокаливаемость, профиль закалки, деформация кольца и стабильность геометрии после термообработки.