Материалы изготовления подшипников качения

Производительность и надежность подшипников качения напрямую зависят от правильного выбора материалов для их компонентов. Недостаточная твердость колец и тел качения может привести к снижению грузоподъемности, преждевременной усталости при качении (особенно в условиях загрязнения) и нестабильности размеров. При выборе материала для сепаратора необходимо учитывать не только его прочность и инерцию, но и возможное агрессивное воздействие смазок или других рабочих жидкостей, а также такие факторы, как температура и ударные нагрузки. Кроме того, материалы уплотнений должны быть устойчивы к окислению, высоким температурам и химикатам, чтобы эффективно защищать подшипник. В конечном итоге, для каждого типа подшипника и его конкретного применения подбираются оптимальные материалы для всех его частей.

В нашей статье Вы узнает из каких материалов изготавливают подшипники качения.

Материалы для изготовления колец и тел качения подшипников

Подшипниковые стали с равномерной закалкой по всему объему

Наиболее распространенным выбором среди сталей, закаленных по всему объему, является легированная хромом сталь, известная как шарикоподшипниковая. Она содержит около 1% углерода и 1,5% хрома, что соответствует стандарту ISO 683-17:1999. Эта марка стали является одной из старейших и наиболее тщательно изученных, что обусловлено постоянным ростом требований к долговечности подшипников. Ее состав обеспечивает оптимальный баланс между технологичностью производства и эксплуатационными характеристиками готовых изделий. Благодаря недавним достижениям в технологических процессах удалось значительно повысить чистоту стали, что положительно сказалось на стабильности ее качества.

Подшипниковые стали для индукционной закалки

Индукционная закалка поверхности применяется для упрочнения только определенных участков детали, таких как дорожки качения, оставляя остальную поверхность без изменений. Таким образом, свойства незакаленных участков сохраняются и определяются химическим составом стали и методом ее производства. Это позволяет одной детали иметь различные эксплуатационные характеристики на разных поверхностях.

Подшипниковые стали для цементации

Для производства подшипников из цементируемых сталей чаще всего используются хромоникелевые и хромомарганцевые стали с содержанием углерода около 0,15%, согласно ISO 683-17:1999. Если предполагается использование подшипников с плотной посадкой или при наличии ударных нагрузок, рекомендуется выбирать подшипники, у которых кольца и/или тела качения изготовлены из цементируемой стали.

Нержавеющая сталь для подшипников

При изготовлении колец и тел качения подшипников из нержавеющей стали обычно применяют высокохромистые марки X65Cr14 (соответствует ISO 683-17:1999) и X105CrMo17 (соответствует EN 10088-1:1995). В некоторых случаях, вместо нержавеющей стали, эффективной альтернативой могут служить антикоррозионные покрытия.

Высокотемпературные подшипниковые стали

Максимально допустимые рабочие температуры для стандартных подшипников, изготовленных из объемно-закаленных или поверхностно-закаленных сталей, варьируются от 120 до 200°C в зависимости от типа подшипника. Эта предельная температура напрямую зависит от процесса термической обработки, примененного при производстве деталей. Для работы подшипника при температурах до +250°C может быть использована специальная термообработка (стабилизация). Однако в этом случае следует учитывать возможное снижение грузоподъемности подшипника. Для подшипников, длительно работающих при температурах выше +250°C (так называемых высокотемпературных подшипников), необходимо применять жаропрочные высоколегированные стали, такие как 80MoCrV42-16 (соответствует ISO 683-17:1999), поскольку они сохраняют свою твердость и эксплуатационные характеристики даже при воздействии экстремально высоких температур.

Керамические материалы подшипников качения

Наиболее распространённым керамическим материалом подшипников качения для изготовления колец и тел качения подшипников является нитрид кремния. Он состоит из вытянутых частиц бета-нитрида кремния, расположенных в фазированной матрице, и обладает рядом ценных свойств: высокой твёрдостью, низкой плотностью, малым коэффициентом теплового расширения, высоким электрическим сопротивлением, низкой диэлектрической проницаемостью и невосприимчивостью к магнитным полям.