12. ШАРИКОПОДШИПНИКОВЫЕ СТАЛИ

Подшипники качения являются ответственными деталями многих машин (станков, автомобилей, тракторов, вагонов, электродвигателей и др.), определяющих их точность и производительность.

Подшипники качения работают в условиях качения шариков (или роликов) по наружному и внутреннему кольцам. Наиболее часто причиной отказа подшипников являются излом, разрушение тел качения и рабочих поверхностей колец, а также усталостное выкрашивание рабочих поверхностей элементов подшипника.

Для изготовления тел качения и подшипниковых колец небольших сечений обычно используют высокоуглеродистую хромистую сталь а больших сечений — хромомаргаицевокремнистую сталь прокаливающуюся на большую глубину. Стали обладают высокой твердостью, износостойкостью и сопротивлением контактной усталости. К сталям предъявляют высокие требования по содержанию неметаллических включений, так как они вызывают преждевременное усталостное разрушение. Недопустима также карбидная неоднородность.

Электрошлаковый и вакуумно-дуговой переплав, уменьшая количество неметаллических включений (сульфидов, оксидов и др.), повышает долговечность подшипников. Стали изготовляют

в виде прутков, труб и проволоки. Для горячей штамповки стали поставляются без отжига, для холодной механической обработки — в отожженном состоянии. После отжига стали получают однородную структуру мелкозернистого перлита с мелкими включениями вторичных карбидов. Такая структура обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость резанием ( для стали ) и достаточную пластичность при холодной штамповке шариков и роликов; твердость после отжига Кольца, шарики и ролики проходят закалку в масле от и отпуск при Перед отпуском для уменьшения количества остаточного аустенита детали подшипника охлаждаются до температуры не выше Это повышает стабильность их размеров. Для подшипников, которые должны иметь особо высокую стабильность размеров, иногда применяют обработку холодом при

Для получения оптимального сочетания прочности контактной выносливости кольца и ролики подшипников должны иметь после закалки и отпуска твердость для стали и для стали а шарики

Для изготовления деталей подшипников качения, работающих при высоких динамических нагрузках, применяют цементуемые стали После газовой цементации на толщину мм, высокого отпуска, закалки и отпуска при 160— 170 °С детали подшипника из стали имеют на поверхности и в сердцевине

Детали подшипника качения из стали подвергают цементации на толщину мм. После закалки и низкого отпуска они имеют твердость

В последние годы разработан и внедрен в массовое производство процесс объемно-поверхностной закалки колец тяжелонагруженных роликовых подшипников для букс железнодорожных вагонов. Для изготовления этих деталей применяют высокоуглеродистую сталь с регламентированной прокаливаемостью, имеющую перед закалкой структуру зернистого перлита.

Закаливаемые кольца нагревают в специальном автоматическом станке индукционным способом насквозь, после чего осуществляют короткую изотермическую выдержку при Закалка выполняется в закалочной камере, где поверхности кольца с большой скоростью омываются потоком воды. Затем следует низкий отпуск при После такой термической обработки (вследствие ограниченной прокаливаемости стали на кольцах толщиной 14 мм образуется закаленный слой со структурой мартенсита толщиной мм, твердостью а сердцевина получает структуру троостита и сорбита закалки твердостью Кольца роликовых подшипников,

обработанные таким способом, имеют высокие показатели конструктивной прочности.