Aké sú špeciálne požiadavky na bežne používané procesy presného obrábania pri výrobe obežných dráh ložísk z nehrdzavejúcej ocele

Ložiská z nehrdzavejúcej ocele , najmä ložiská z martenzitickej nehrdzavejúcej ocele, ako je AISI 440C, sú cenené pre svoju kombinovanú odolnosť proti korózii a tvrdosť. Výroba týchto obežných dráh ložísk si však vyžaduje vysokoštandardné presné procesy obrábania, ako je brúsenie a superfinišovanie. Vzhľadom na vlastné metalurgické vlastnosti nehrdzavejúcej ocele kladú tieto kroky obrábania ešte prísnejšie požiadavky na parametre procesu a presnosť zariadenia ako pri bežnej ložiskovej oceli.

1. Špeciálne požiadavky na brúsenie: Zabránenie tepelnému poškodeniu a mechanickému spevneniu

Brúsenie je kritický proces pre formovanie geometrie obežnej dráhy a dosiahnutie rozmerovej a tolerančnej presnosti. Vzhľadom na vysokú tvrdosť a nízku tepelnú vodivosť nehrdzavejúcej ocele 440C musí byť proces brúsenia prísne kontrolovaný, aby sa zabránilo vzniku povrchových defektov, ktoré by mohli ovplyvniť životnosť ložísk.

1. Prísna kontrola teploty mletia

Akumulácia tepla: Vzhľadom na nízku tepelnú vodivosť nehrdzavejúcej ocele 440C je brúsne teplo vznikajúce pri brúsení ťažké rýchlo rozptýliť, čo vedie k prechodne vysokým teplotám na povrchu obrobku. Táto vysoká teplota môže spôsobiť zmäkčenie povrchu obežnej dráhy popúšťaním, zníženie tvrdosti obežnej dráhy a výrazné skrátenie životnosti kontaktnej únavy.

Stratégia chladiacej kvapaliny: Na robustné chladenie sa musí použiť vysokotlaková chladiaca kvapalina s vysokým prietokom. Výber brúsnej kvapaliny s vynikajúcimi mazacími a chladiacimi vlastnosťami je rozhodujúci pre zabezpečenie efektívnej regulácie teploty v brúsnej zóne a zabránenie vzniku vrstvy tepelného poškodenia.

Nízky posuv, vysoká rýchlosť: Na zníženie brúsnych síl a tvorby tepla je vo všeobecnosti potrebný nízky radiálny posuv a vhodná rýchlosť brúsneho kotúča. Samoostriace vlastnosti brúsneho kotúča by mali byť tiež optimalizované, aby sa zachovala ostrá rezná hrana a zabránilo sa otupeniu, ktoré môže spôsobiť náhle zvýšenie tepla.

2. Potlačenie pracovného kalenia a zvyškového stresu

Tendencia mechanického kalenia 440C: Počas rezania alebo brúsenia sú povrchové zrná martenzitickej nehrdzavejúcej ocele náchylné na plastickú deformáciu, čo vedie k mechanickému spevneniu. Táto vytvrdená vrstva zvyšuje náročnosť následného rezania a môže zhoršiť drsnosť povrchu.

Kontrola zvyškového napätia: Nesprávne parametre brúsenia môžu ľahko spôsobiť zvyškové ťahové napätie na povrchu obežnej dráhy. Napätie v ťahu výrazne znižuje únavovú pevnosť materiálu a odolnosť proti korózii pod napätím. Kvalifikované presné brúsenie by malo generovať priaznivé zvyškové tlakové napätie na povrchu, čo je kľúčové pre zlepšenie únavovej životnosti ložísk.

II. Špeciálne požiadavky na superfinišovanie: Dosiahnutie vysokej integrity povrchu

Superfinišovanie, tiež známe ako honovanie, je posledným krokom pri obrábaní obežných dráh ložísk. Jeho cieľom je eliminovať zvlnenie povrchu a chybu zaoblenia zanechanú brúsením, čím sa dosiahne extrémne nízka drsnosť povrchu.

1. Riadenie vlnitosti a topografickej presnosti

Eliminácia stôp po brúsení: Jadro superfinišovania spočíva v použití brúsneho kameňa na osciláciu obežnej dráhy pri nízkom tlaku, vysokej frekvencii a krátkych zdvihoch, čím sa účinne odstraňujú mikroskopické vrcholy zanechané brúsením. Pre materiály s vysokou tvrdosťou, ako je 440C, si výber kameňa (napr. veľkosť častíc, spojivo) a kontrola tlaku vyžadujú ešte presnejšiu kontrolu, aby sa zabezpečilo, že sa odstránia iba vrcholy bez narušenia makroskopickej geometrie obežnej dráhy.

Presnosť zaoblenia a profilu drážky: Ultra-finiš výrazne zlepšuje chyby tvaru profilu obežnej dráhy. Vysoko presné ložiská z nehrdzavejúcej ocele vyžadujú zaoblenie obežnej dráhy a zakrivenie drážky na mikrónové alebo dokonca submikrónové úrovne, čo si vyžaduje maximálnu tuhosť a presnosť riadenia pohybu ultrafinišovacieho zariadenia.

2. Drsnosť povrchu a mazací film

Extrémne nízke Ra: Ultra-finiš môže znížiť drsnosť povrchu (Ra) obežných dráh z nehrdzavejúcej ocele na Ra 0,02 mikrónu alebo dokonca nižšiu. Tento ultra hladký povrch pomáha vytvárať stabilný hydrodynamický mazací film, ktorý znižuje trenie a tvorbu tepla, čo je rozhodujúce pre výkon pri vysokých rýchlostiach.

Optimalizácia integrity povrchu: Počas procesu ultradokončovania, riadením tlaku olejového kameňa a reznej kvapaliny, sa na povrchu obežnej dráhy vytvorí rovnomerná studená plastická deformačná vrstva so zvyškovým tlakovým napätím. Táto vrstva zlepšuje odolnosť obežnej dráhy proti opotrebovaniu a odlupovaniu a je rozhodujúca pre spoľahlivosť ložísk z nehrdzavejúcej ocele.

3. Požiadavky na čistotu a ochranu pred znečistením

Ložiská z nehrdzavejúcej ocele vyžadujú osobitnú pozornosť na čistotu, pretože ich aplikačné prostredie je často citlivé na kontamináciu.

Odstraňovanie otrepov a čistenie: Po brúsení a superfinišovaní je nevyhnutné dôkladné odihlovanie a umytie. Dokonca aj drobné kovové častice alebo zvyšky brúsneho materiálu, dokonca aj na mikrónovej úrovni, môžu spôsobiť sekundárne poškodenie obežných dráh pri vysokých rýchlostiach, čo vedie k hluku a predčasnému zlyhaniu.

Ochrana proti hrdzi a pasivácia: Na rozdiel od bežných ložiskových ocelí ložiská z nehrdzavejúcej ocele zvyčajne vyžadujú pasiváciu po opracovaní, aby sa odstránilo zvyškové voľné železo a nečistoty na povrchu, podporila sa tvorba ochranného filmu oxidu chrómu a zabezpečila sa odolnosť voči korózii podľa konštrukčných požiadaviek.