Из какой стали делают подшипники

Сталь ШХ15: характеристики, применение, свойства, расшифровка маркировки

Характеристики применения стали ШХ15, а также процесс ее производства привели к тому, что ее стали относить к группе конструкционных сталей.

Структура стали

Важнейшее требование, которое предъявляется к данному типу стали, — это высокая твердость. Для того чтобы достичь такого показателя, используют большое количество углерода в качестве легирующего элемента, а также добавляют некоторое количество хрома.

В момент поставки данной стали ее структура — это феррито-карбидная смесь. Чаще всего при поставке данного вида пишут, что она — отожженная на зернистый перлит. Также важно отметить, что к характеристикам применения стали ШХ15 относится и высокая пластичность, которая обязательно должна быть соблюдена, так как сырье этой марки часто используется для производства различных пластичных конструкций.

Температура закалки стали, при которой она проходит термическую обработку, — 830-840 градусов по Цельсию. Отпуск же сырья осуществляется в температуре от 150 до 160 градусов, а время, требуемое на завершение операции, составляет 1-2 часа.

Карбидная фаза

Дальнейшие характеристики применения стали ШХ15 во многом зависят от карбидной фазы и от ее успешного завершения. Если рассматривать ее протекание под микроскопом, то можно наблюдать, что при успешном ее завершении, усилие, которое требуется для разрушения матрицы — 140 кН.

Для того чтобы достичь такого показателя, шарик, являющийся основным элементом структуры, должен иметь однородную матрицу, а также достаточно однородные карбиды. Одинаковыми они должны быть как по размеру, так и по своему распределению в матрице.

Если же во время обработки что-то пошло не так, то усилие, требуемое для разрушения структуры, может упасть до 68 кН. Если это происходит, значит, структура шарика получилась неоднородной. Карбиды в данном случае могут быть расположены неравномерно и/или иметь неодинаковый размер.

Этот показатель очень существенный для стали.

Дефекты карбидной фазы

Так как характеристики применения стали ШХ15 во многом зависят от протекания карбидной фазы, то важно знать, какие могут быть дефекты этого процесса:

• Один из первых дефектов — это карбидная полосчатость. Он возникает из-за того, что присутствует неоднородность структуры стали после ее закалки. В тех участках, где присутствует большое количество карбидов, появляется мартенситно-трооститная структура, а в тех местах, где количество этого вещества мало, появляется игольчатый мартенсит.
• Еще один дефект, который может возникнуть, — это карбидная ликвация. В подшипниковом типе стали часто встречается крупное включение карбидов, которые располагаются вдоль направления прокатки — это и называется карбидной ликвацией. Дефект этого явления заключается в том, что эти элементы характеризуются высокой прочностью, но и высокой хрупкостью. Чаще всего такие элементы разрушаются при выходе стали на рабочую поверхность, из-за чего образуется очаг разрушения. Ярко выраженный дефект этого типа сильно увеличивает изнашиваемость шарикоподшипниковой стали.

Подшипники из стали

Из-за характеристик применения стали ШХ15 ее стали часто использовать для производства шариков, роликов и колец подшипников.

Стоит отметить, что при работе данных деталей они постоянно подвергаются высоким знакопеременным напряжениям. Также важно понимать, что ролик или шарик, а также дорожка из колец испытывают высокую нагрузку в единый момент времени, которая распределяется по очень малому участку плоскости. Из-за этого в таких участках попеременно возникают такие знакопеременные напряжения порядка 3-5 МН/м2 (300-500 кгс/см2).

Именно из-за таких нагрузок температура закалки стали очень высока, чтобы придать высокую прочность материалу. Также важно отметить, что такие высокие нагрузки не проходят бесследно, они оставляют небольшую деформацию элементов подшипника.

Появление этих дефектов приводит к тому, что при прохождении этого участка происходит удар, из-за которого деформация лишь усиливается, а в конечном счете подшипник полностью выходит из строя.

Подшипниковая сталь: характеристики

Данная марка стали применяется для производства шариков диаметром до 150 мм, роликов диаметром до 23 мм, а также для производства колец подшипников, толщина стенки которых 14 мм. Также эта сталь может использоваться для изготовления втулок плунжеров, нагнетательных клапанов, а также других деталей, для которых главное требование — это высокая твердость, высокая стойкость к износу, а также контактная прочность.

Подшипниковая сталь данной марки также обладает рядом определенных характеристик, таких как: склонность к отпускной хрупкости или флокеночувствительность. Пределы кратковременной прочности данного материала находятся в районе от 590 до 750 МПа.

Предел пропорциональности для данного материала — 370-410 МПа. Относительное удлинение материала при разрыве составляет 20%. Сталь марки ШХ15 обладает относительным сужением — 45%.

Кроме этого, есть и характеристика ударной вязкости, показатель которой 440 кДж/м2.

Свойства стали ШХ15

Если говорить о свойствах данной марки, то нужно обратить внимание на ее химический состав, который во многом влияет на образование этих свойств. Сталь ШХ15 содержит в своем составе такие химические элементы:

• С — 0,95 -1.0;
• Si — 0,17-0,37;
• Mn — 0,2-0,4;
• Cr — 1,35-1,65.

Также данная марка характеризуется еще одним параметром — критическая точка температуры. Для стали ШХ15 этот показатель находится в районе от 735 до 765 градусов по Цельсию.

Для того чтобы достичь нужной прочности, этот тип сплава подвергают сильному нагреву, температура которого превышает эвтектоидное превращение. Он обеспечивает нужную концентрацию такого элемента как С и Cr в составе стали в твердом виде, а также делает структуру мелкого однородного зерна.

Расшифровка стали ШХ15, которая получается в итоге проведения всех этих операций следующая: буква Ш обозначает, что материал принадлежит к группе подшипниковых сталей, а буква Х указывает на то, что в составе сырья имеется такой материал, как хром, являющийся одним из легированных элементов.

Сталь ШХ15 — углеродистая и малолегированная сталь, которая в изготовлении ножей приобрела название «углеродистой». Данный материал используется уже примерно в течение 100 лет. Основная область применения данного материала — это подшипниковые, износостойкие и режущие детали или элементы.

Также стоит отметить, что данная группа стали является классической для изготовления ножей и за рубежом. Нож из ШХ15 будет обладать огромной прочностью, а также значительной остротой. Такие изделия используют чаще всего для каких-либо режущих инструментов, однако из нее же можно изготавливать и обычные кухонные ножи.

Особенности использования

Расшифровка стали ШХ15 говорит сама за себя, однако стоит добавить, что 15 — это показатель количества хрома в материале, которого там содержится в количестве 1,5%.

При эксплуатации изделий из данной стали в метастабильной среде с высокими нагрузками вполне возможны геометрические изменения размеров детали.

После проведения наблюдений за закаленными образцами и их изменений в размерах, а также после проведения рентгенографических исследований люди установили, что для стабилизации такого вещества, как мартенсит, необходима закалка сырья в течение 2-4 часов при температуре в 150 градусов по Цельсию.

Можно отметить, что основная причина, почему после закалки и отпуска сталь изменяет свои геометрические параметры — это влияние остаточного аустенита. Для того чтобы привести наглядный пример, можно представить такое утверждение: 1% аутенсита при превращении в мартенсит будет изменять размер детали на 1•10-4. Для более понятного определения это означает, что изменение размера произойдет на 10 мкм на каждые 100 мм размера.

Источник: http://fb.ru/article/339956/stal-shh-harakteristiki-primenenie-svoystva-rasshifrovka-markirovki

Стали для подшипников

К подшипниковым сталям предъявляются высокие требования в основном по твердости, износостойкости и пределу усталости. Эти требования обеспечиваются сочетанием оптимального химического состава и термической обработки на необходимую твердость. Для шарикоподшипниковых сталей общего назначения (типа ШХ15) твердость после термообработки обычно составляет 60-64 HRC (закалка + низкий отпуск 150 — 190°C, 1,5-2 часа).

Кроме этого, часто к подшипниковым сталям предъявляются требования по минимальному содержанию неметаллических включений и карбидной ликвации, которые могут вызывать преждевременную поломку изделия.

Кроме закалки и отпуска, для сталей, от которых требуется размерная стабильность, применяют обработку холодом при -80°C.

Большинство шарикоподшипниковых сталей содержат в структуре хром, который способствует образованию карбидов. Благодаря этому повышается твердость и износостойкость шариков и роликов. Хромистая сталь, например ШХ15, после закалки и низкого отпуска будет иметь в структуре низкоотпущенный мартенсит и небольшое количество карбидов.

Марки подшипниковых сталей

Стали для подшипников подразделяются на стали общего назначения (ШХ15, ШХ20СГ), стали работающие в условиях агрессивных сред (95Х18) и стали для подшипников, работающих при динамических нагрузках (20Х18Н4А, 20Х18Н4ВА, 18ХГТ). Последняя группа сталей упрочняется цементацией на слой 0,8 — 3,5 мм. и иногда дополнительно подвергается наклепу поверхности, который позволяет повысить усталостные характеристики стали.

Маркировка сталей для подшипников

Стали 20Х18Н4А, 20Х18Н4ВА, 18ХГТ, 95Х18 маркируются, как все конструкционные стали.

В сталях группы ШХ, буква Ш показывает, что это шарикоподшипниковая сталь, а буква Х с последующими цифрами обозначают содержание хрома. Так, например, в стали ШХ15 содержится около 1,5%Cr (1.3 — 1.65%Cr по ГОСТ 801-78). Все стали этой группы содержат примерно 1% углерода. По тому же ГОСТ 801-78, химический состав этих сталей выглядит следующим образом

Кроме хрома в маркировке могут указываться кремний и марганец — ШХ15СГ, ШХ20СГ (см. химсостав по ГОСТу).

Ш — электрошлаковый переплав (ШХ15СГ-Ш). Встречается обозначение ДШ — двойной переплав

В — внепечная обработка с вакуумированием

ПВ — прямое восстановление

Источник: https://HeatTreatment.ru/podshipnikovye-stali.html

Сталь ШХ15 — характеристики и применение

Наверное, нет такого механизма или машины в котором не применяют подшипники. Для их производства применяют стали с особыми параметрами, к ним можно отнести характеристики стали ШХ15.

Химический состав

ГОСТ 801 — 78 определяет процентное соотношение веществ входящих в состав ШХ15:

• углерод до 1,05%;
• хром до 1,65%;
• кремний до 0,37%;
• марганец до 0,4% и многие другие.

Такой состав обеспечивает высокие прочностные показатели, которые позволяют использовать этот материал для изготовления шариков, внутренних колец для подшипников разного типа.

Расшифровка

Название ШХ15 говорит о том, что в ее состав входит хром в количестве 1.5%. Буква Ш обозначает, что эта марка применяется для изготовления подшипников.

Сталь имеет следующие особенности:

• она склонна к отпускной хрупкости;
• предел прочности этого материала лежит в диапазоне от 590 до 750 МПа;
• при разрыве удлинение может составить 20%;
• ударная вязкость составляет 440 кДж/кв. М.

Для достижения заданных параметров прочности, материал подвергают нагреву до таких температур, превышающую точку эвтекдоидного превращения, то есть той точки, когда один твердый раствор разделяется на два. Это превращение создает необходимую концентрацию таких веществ, как углерод и хром. Кроме того, образуется мелкое однородное зерно.

Аналоги

Отечественная промышленность выпускает следующие аналоги:

Существуют и импортные аналоги:

• США — 52100;
• Германия — 100Cr6;
• КНР — GCr15;
• Южная Корея — STB4.

ГОСТ

Потребители могут приобрести на рынке следующие изделия из ШХ15:

• прокат, в т.ч. фасонный — ГОСТ 801-78;
• пруток, в т.ч. калиброванный — ГОСТ 7417-75;
• серебрянка — ГОСТ 14955-77;
• Полоса, проволока — ГОСТ 103-76, ГОСТ 4727-83.

К основным свойствам можно отнести следующие:

• однородная структура;
• обрабатываемость различными способами;
• твёрдость;
• получение тонкой кромки при заточке клинка;

Сплав обладает такими недостатками — как сложная заточка и малая стойкость к воздействию коррозионных факторов.

Применение

ШХ15 применяют в подшипниковой отрасли. Из неё изготавливают шарики, предельный размер которых составляет 150 мм, роликов с максимальным размером до 23 мм. Кроме того, из стали марки ШХ15 производят подшипниковые кольца толщина которых не превышает 14 мм.

Во время работы детали подшипника подвергаются большим нагрузкам, распределяемым на малой площади. Более того, эти нагрузки имеют разную полярность, такие нагрузки называют знакопеременными, они могут достигать давления порядка 300 — 500 кг/кв. см. Именно поэтому термообработка этой стали проходит при высоких температурах.

Важно понимать, что такие нагрузки не могут пройти бесследно и рано или поздно на внутренней поверхности колец могут образовываться микротрещины. Появление дефектных участков приводит к росту ударной нагрузки, которая, в свою очередь, приводит к росту дефектных участков в результате подшипник выйдет из строя.

В промышленности этот материал применяют уже около 100 лет, кроме подшипниковой отрасли этот материал используют для производства режущего инструмента, в том числе и ножей. Нож, выполненный из стали, обладает большим запасом прочности и способностью длительное время сохранять заточку. Характеристики материала позволяют изготавливать элементарные кухонные ножи.

Сталь ШХ15 и ножи

В мире существует множество марок сталей. Только в одном марочнике сталей и сплавов упоминается порядка 600 наименований. Каждая имеет определенные качества, которые позволяют применять ее в различных отраслях. Марка ШХ15 — это универсальный материал, который может быть использован для изготовления любого типа ножей.

На сегодня — это один из самых популярных сортов, обладающих относительно невысокой ценой и применяемой при изготовлении клинков.

ШХ15 — это представитель группы малолегированных хромистых сталей. Наименование легирующих элементов и их процентный состав указан выше. В состав этой стали входит относительно небольшой объем хрома. Это и служит причиной того, что в структуре сплава не происходит образование карбидов хрома.

Параметры стали обеспечивают клинкам стойкость к износу, необходимую твердость, прочность.

Одна из причин того, что марка этой стали стала популярной среди производителей ножей — это относительно простая обработка при нагреве. При этом клинок не только получает необходимую форму, но и существенно повышает прочностные характеристики. Высокая твёрдость стали обеспечивает успешное сопротивление износу. Кроме того, следует отметить то, что клинок сложно замять.

Для получения оптимальных свойств сплава ШХ15 проводят ее термическую обработку. Оптимальная температура закаливания составляет 810 — 850 ºC. Отпуск выполняют в температурном диапазоне от 150 до 160 ºC. После выполнения этих операций твёрдость материала достигает 61 — 64 по HRC.

Источник: https://prompriem.ru/stati/stal-sh15.html

Подшипниковая сталь ШХ 15

ШХ 15 – это марка хромистой низколегированной стали, где в качестве основных легирующих элементов выступают углерод и хром, а дополнительных – марганец и кремний. Согласно ГОСТу 801-78, её химический состав должен соответствовать следующему соотношению элементов (в процентах):

• хром – 1,35-1,65
• углерод – 0,95-1,05
• марганец – 0,2-0,4
• кремний – 0,17-0,37

Эту конструкционную сталь часто называют подшипниковой, поскольку изначально она шла исключительно на производство подшипников.

В ней намеренно использовалось повышенное содержание марганца и кремния, что значительно улучшало прокаливаемость стали, в то время как добавки из кобальта и алюминия несколько увеличивали характеристики теплостойкости сплава.

Маркировка ШХ означает подшипниковую конструкционную легированную сталь, а цифры после буквы Х – десятые доли процента концентрации хрома в сплаве. Соответственно, большее значение увеличивает эксплуатационные характеристики, а значит, позволяет изготавливать подшипники больших размеров.

Заметная особенность такого сплава – высокий уровень сопротивления большим контактным нагрузкам. Износостойкость и твердость стали ШХ 15 обеспечивает повышенная концентрация углерода, хром – отвечает за увеличение глубины прокаливания металла. Главным недостатком всех подшипниковых сталей, включая материал марки ШХ 15, является пониженная обрабатываемость металла резанием.

Особенности обработки стали ШХ 15

Подобно любым другим углеродистым сплавам, эта сталь характеризуется повышенной чувствительностью к основным производственным технологическим аспектам: горячая деформация и термическая обработка позволяют повысить стойкость готового изделия из сплава ШХ 15 в несколько раз. Достаточно сказать, что такой материал может обладать твердостью в 61-63 HRC, сохраняя при этом должную износостойкость, вязкость, пластичность и высокую стойкость к смятию.

Обработка, выполненная по всем указанным в ГОСТе нормам, помогает достичь прочности в 0,2-0,3 Мдж/м2, что несколько ниже, чем у углеродных высоколегированных сталей. При этом ударная вязкость материала остается сопоставимой, а пластичность – более высокой. Закалка сплава ШХ 15 производится при t=810-820°С. Отпуск же выполняется при температуре 150-160°С.

Применение стали ШХ 15

Эта углеродистая хромистая малолегированная сталь известна технологам уже порядка 100 лет, за время которых она показала себя превосходным материалом для широкого ассортимента режущего и измерительного инструмента.

Повышенная износостойкость этого металла всегда привлекала зарубежных производителей ножей, в то время как российские производители для этих целей длительное время использовали марганцевые сплавы наподобие У8 или 65Г.

С начала 2000-х эти материалы постепенно вытеснялись более универсальной и недорогой в производстве сталью ШХ 15.

Такие популярные аналоги, как ШХ 6 или ШХ 9, чаще всего идут на производство роликов и шариков подшипников. В свою очередь, кольца подобных изделий, толщина стенок которых доходит до 15-20 мм, рекомендуется изготавливать из стали ШХ15. Причина в том, что для неё характерна гораздо большая износостойкость и твердость.

Источник: http://fx-commodities.ru/articles/podshipnikovaya-stal-shx-15/

Лом подшипников

Спрос на подшипники наблюдается в различных отраслях промышленности, на бытовом уровне. Даже пункты приема вторичных металлов не обходят это изделие своим вниманием. Действительно, подшипники, в зависимости от модели, отличаются содержанием разнообразных металлов, сплавов:

Поэтому сдавать подшипники на лом, можно достаточно выгодно, по ценам, сравнимым со стоимостью отходов цветных металлов.

Источник качественной легированной стали

Ценность подшипников, завалявшихся в гараже еще с союзных времен, обуславливается качеством металла. Под лом цельных конструкций или их частей из легированной стали отводится отдельная категория 3Б3.

Лом подшипников, скопившийся на производстве

Как правило, основные узлы изделия: шарики, кольца и ролики; изготовлены из шарикоподшипниковой стали, номенклатура марок которой достаточно широка — ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ, ШХ4, ШХ6, ШХ9 и т.д. Конкретный вид металла выбирается на основе эксплуатационных характеристик. Высокоуглеродистые марки стали характерны следующим подшипникам:

1. Эксплуатируемым при стандартных условиях. Изделие содержит сталь легированную хромом, с добавками марганца, кремния молибдена (марки ШХ4, ШХ15 и ШХ20СГ).
2. Работающим под предельной нагрузкой, включая агрессивные среды или высокотемпературный режим. Используется теплостойкий, а также коррозионно-устойчивый металл. Применяемые в таких подшипниках марки стали, выплавлены по технологии электрошлакового или вакуумно-дугового переплава, например 95Х18-Ш и 11Х18М-ШД, соответственно.

Реже конструкция может содержать стали с низким содержанием углерода, поскольку такой металл существенно уступает по уровню твердости.

Определить на глаз тип стали изделия можно исходя из его размеров: для более крупных узлов, тел качения используется легированный металл с повышенной концентрацией кремния и марганца. Детали крупногабаритных видов обычно изготавливаются из марки ШХ20СГ. Специальная сталь ШХ4, применяется внутри железнодорожных подшипников качения. Эта марка отличается регламентированной прокаливаемостью.

Сплавы цветных металлов на основе олова и свинца

Специальные антифрикционные сплавы Баббиты, чье замысловатое название взято от фамилии их разработчика, предназначены непосредственно для применения внутри подшипников. Металл заливается или напыляется по корпусу вкладыша изделия.

Вкладыш подшипника с баббитовой наплавкой

Основу этого подшипникового сплава составляют олово и свинец, тогда как, присадками выступают другие цветные металлы: медь, никель, кадмий, натрий, магний и прочие.

Менее ценные, как вторичный металл, баббиты на основе свинца интенсивно используются для заливки подшипников дизельных двигателей, прокатных станков, что связано с их более высокой рабочей температурой по сравнению с антифрикционным сплавом на основе олова. В основном это марка марки Б16, хотя встречаются и другие разновидности, например БН, БКА или БК2Ш.

Напротив свинцово-цинковый сплав СОС6 применяется в конструкциях, эксплуатируемых при высоком давлении и температуре, например автомобильные дизельные двигатели.

Стандартные условия работы, при давлении на уровне до 15 МПа, приемлемы для подшипников, залитых баббитом с высоким содержанием олова, — сплава, наиболее ценного в пунктах приема вторичного металла.

Медные сплавы

Рассматривая металлическое изделие в качестве лома, особое внимание следует уделить подшипникам скольжения. Их основные узлы: втулки, пружины и вкладыши; часто изготавливаются из медного сплава – литейной оловянной бронзы. Альтернативно, фасонные отливки подшипников нередко изготавливаются из алюминиевой бронзы, не содержащей олова.

Последние годы на смену медному сплаву для изготовления втулок скольжения приходят неметаллические материалы: фторопласт, капролон. Однако, полностью вытеснить бронзу, несмотря на удобство монтажа, они не могут, поскольку сильно уступают в долговечности.

Часть корпуса подшипника скольжения

Альтернативным металлическим материалом для изготовления втулок скольжения выступает латунь. Этот медный сплав нашел более универсальное применение в узлах данного вида изделий. Латунь используют, как замену стали, при изготовлении сепараторов для подшипников качения.

Особенности сдачи специализированного лома

Ситуация на рынке сдачи подшипников неоднозначная. В качестве отходов сдаются как отслужившие ресурс изделия, так и новые «китайские образцы». Приобретаются неликвиды или продукция длительного складского хранения.

Изделия принимаются целиком, а также отдельными узлами. Естественно, основным фактором, определяющим стоимость лома, остается тип металла.

Изделия, изготовленные из медных сплавов, баббитов, превосходят по стоимости стальные подшипники.

Источник: http://xlom.ru/vidy-metalloloma/lom-podshipnikov/

Подшипниковые материалы и технология их термической обработки

Из сталей, легированных хромом, с учетом высокого комплекса механических свойств, особенной стойкости против износа от истирания, и сравнительно невысокой стоимости для изготовления деталей подшипников были выбраны стали группы ШХ: для шариков и роликов — ШХ6, ШХ9, ШХ12, для колец — ШХ15. В качестве исходной заготовки для изготовления колец использовали пруток или поковки (штамповки) из него.

До Великой Отечественной войны в общем объеме стали, используемой для выпуска подшипников, 99,5 % составляли стали типа ШХ и лишь 0,5 % — другие марки. Основными видами термической обработки были закалка и отпуск. Наружный диаметр подшипников не превышал 400 мм.

Однако уже в начале 50-х годов XX века потребовались подшипники с наружным диаметром до 1,4…2 м с усложненной конфигурацией колец, для закалки которых требовались горячие среды, закалочные устройства с вращающимися валками, штампы и другие приспособления.

Кроме того, появилась необходимость в использовании такой трудоемкой операции химико-термической обработки, как цементация в твердом карбюризаторе. В это время уже использовали для изготовления подшипников около 10 % цементируемых и других сталей.

Получили распространение трехслойные композиции для вкладышей из стали, пористого Cu-Ni сплава и свинцового сплава.

Крупногабаритные подшипники сначала изготовляли из стали ШХ15, однако вследствие появления на поверхности колец после закалки мягких трооститных пятен, все кольца диаметром более 200 мм изготовляют из стали ШХ15СГ.

Подшипники, работающие на износ, изготовляют из твердокалящийся стали, а подшипники, подвергающиеся, кроме износа, воздействию значительных ударных нагрузок, — из цементируемых сталей. Для цементации применяют городской газ состава: 90…95 % СН4; 1…3 % СО; 1 % С02; 1 % 02; остальное — азот.

Одновременно с переходом на цементацию с использованием городского газа для деталей крупногабаритных подшипников был осуществлен процесс цементации с применением газообразного кабюризатора в печах с вращающейся ретортой (для колец небольших габаритов из стали 20Х2Н4А) и в толкательных печах типа Ц-160 и ТПЦА (для холодноштампованных колец из стали 18ХГТ).

Для изготовления наиболее точных и тяжелонагруженных подшипников используют стали типа ШХ15СГ-Ш, 95X18-Ш, 20Х2Н4А-Ш, получаемые методом электрошлакового переплава (ЭШП).

В стали ЭШП отсутствуют строчечные грубые неметаллические включения; металл плотный и однородный по макроструктуре, имеет пониженную растравливаемость в горячем и холодном состояниях, обладает более высокими механическими свойствами по сравнению со сталью, полученной обычными методами выплавки.

Кольца и подшипники из коррозионно-стойкой стали 95X18-Ш после термической обработки в вакууме имеют светлую поверхность, при этом не наблюдается обезуглероживания, что позволило уменьшить припуски на шлифование или для некоторых поверхностей вообще отменить эту операцию.

Теплостойкие подшипники

При изготовлении деталей подшипников из сталей ШХ15, ШХ15СГ и 95X18-Ш, предназначенных для работы при повышенных (до 100… 150 °С) температурах, применяют, как правило, специальную термическую обработку.

При этом заготовки колец после ковки (или вытачивания из трубы или прутка) подвергают нормализации и ускоренному отжигу для получения структуры однородного мел­козернистого и точечного перлита.

Совершенствование технологии термической обработки тел качения осуществлялось в двух направлениях: внедрение нагрева ТВЧ и применение контролируемых атмосфер при термической обработке.

Антифрикционные порошковые сплавы

Применение порошковых сплавов для изготовления антифрикционных изделий (подшипников, втулок, вкладышей и др.), работающих на малых частотах вращения вала и при удельной нагрузке не более 1000 МПа, вместо компактных антифрикционных сплавов имеет ряд преимуществ.

1. Увеличивается долговечность и надежность работы подшипников за счет низкого коэффициента трения (0,04…0,07), а также содержания в сплаве графита и пор (15…30 %), заполненных маслом. Благодаря этому подшипники могут работать в тяжелых условиях, а в отдельных случаях в течение длительного времени (2…3 года) без введения дополнительной смазки при наличии масляных карманов.
2. Износ подшипников из пористых сплавов в 7…8 раз меньше износа подшипников из литых сплавов, причем такие подшипники почти не изнашивают шейки вала.
3. Изделия получаются с повышенной точностью размеров, без дальнейшей механической обработки, что снижает себестоимость подшипников и других антифрикционных деталей в 2…3 раза.

При изготовлении подшипников из порошковых антифрикционных материалов уменьшается расход дорогих цветных материалов и сплавов.

Антифрикционные детали чаще изготовляют из следующих пористых сплавов:

• железографитовых с содержанием 92…99,5 % Fe, до 5% Cu, 0,5…3 % графита;
• бронзографитовых с содержанием 86…88 % Си, 9… 10 % Sn, 2 — 3 % С;
• бронзографитовых с содержанием 57,5…69,5 % Сu, 30…40 % Рb, до 1 % Sn, 0,5…1,5% С;
• алюминиево-свинцовых с содержанием до 40 % РЬ, до 7 %Sn, алюминий — остальное и др.

Для улучшения антифрикционных свойств эти сплавы пропитывают серой и другими добавками.

На основе цветных металлов и графита созданы также ингредиентные материалы для втулок и других антифрикционных деталей.

Из порошков латуни с добавкой большого количества графита изготовляют направляющие втулки клапанов двигателей внутреннего сгорания, которые работают без смазки при температуре 430 °С свыше 500 ч, коррози­онно-стойкие конденсаторные трубки для судостроения и детали с дифференцированными свойствами для электро- и химического машиностроения. Использование ингредиентных пористых материалов — перспективное направление в производстве ККМ.

Баббиты

Антифрикционные сплавы на основе олова и свинца Б88 и Б83 состоят из мягкой основы а-раствора сурьмы в олове и р’-фазы твердых включений SnSb. Они применяются для изготовления подшипников, работающих при скоростях скольжения до 50 м/с и удельных давлениях до 20 МПа.

Подшипники из свинцовых баббитов Б16, БН и БС6Д могут работать при скоростях скольжения до 30 м/с, но допускают удельное давление до 100 МПа; их используют в механизмах подвижного состава на железнодорожном транспорте.

Перспективным направлением использования баббитов является изготовление биметаллических деталей с повышенными антифрикционными свойствами.

Антифрикционные цинковые сплавы

В машиностроении используются в основном два антифрикционных цинковых сплава: ЦАМ 10-5 и ЦАМ 9,5-1,5. Кроме алюминия и меди, они содержат 0,03… 0,06 % Mg. Из сплава ЦАМ 10-5 чаще изготовляют отливки втулок, ползунов, монометаллических вкладышей и т.д.

Сплав ЦАМ 9,5-1,5 используют для получения биметаллических полос и деталей совместно со сталью и алюминиевыми сплавами методом проката.

В деформированном виде ЦАМ 9,5-1,5 используют для биметаллических полос со сталью и алюминиевыми сплавами методом проката и последующей штамповки вкладыша.

Источник: http://chiefengineer.ru/tehnicheskie-discipliny/materialovedenie/podshipnikovye-materialy-i-tehnologiya-ih-termicheskoy-obrabotki/