CS241267B1 - Způsob kontroly tepelného zpracování ložiskové oceli - Google Patents

Abstract

Způsob kontroly tepelného zpracování ložiskové oceli podle vynálezu se týká zejména hotových součástí valivých ložisek. Pro určení austenitizačni a popouštěcí teploty je využito závislosti velikosti měrného elektrického odporu a velikosti koercitivni intenzity magnetického pole na teplotě austenitizace a teplotě popouštění součástí z ložiskové oceli. Na součásti ložisek se působí nejdříve stejnosměrným elektrickým proudem a následně magnetickým polem nebo obráceně, přičemž se provádí měření jednak velikosti měrného elektrického odporu a jednak velikosti koercitivni intenzity magnetického pole. Pro kontrolu správnosti provedeného tepelného zkracování se vymezí oblast hodnot obou měřených veličin, tedy hodnot měrného elektrického odporu a hodnot koercitivní intenzity magnetického pole, odpovídající požadovanému postupu tepelného zpracování součástí valivých ložisek. Vynalez lze uplatnit zejména ve výrobních podnicích valivých ložisek.

Description

Vynález se týká způsobu kontroly tepelného zpracování ložiskové oceli, zejména hotových součásti valivých ložisek.

Dosavadní způsob kontroly tepelného zpracování hotových součástí valivých ložisek vyrobených z ložiskové oceli je založen na principu kontroly struktury materiálu metodou metalografických výbrusů, pozorováním na optickém mikroskopu β' srovnáním pozorované struktury se strukturou*snímků - etalonů, kte ré označují tzv. přípustné a tzv. nepřípustné struktury. Tento způsob je pracný a zdlouhavý a navíc destruktivní, protože vyžaduje porušení součástí. Z kontrolované součásti valivého ložiska je třeba vyříznout vzorek, který se přesně popsaným způsobem vybrousí a vyleští, až se dosáhne předepsaná jakost povrchu, vzorek se pak dále předepsaným způsobem leptá a pozoruje optickým mikroskopem. V žádném případě nelze tedy použít tuto metodu jako výstupní kontrolu vyrobených součástí valivých ložisek, pouze jako dílčí namátkovou kontrolu.

Jiný způsob kontroly tepelného zpracování hotových součástí valivých ložisek, který je alespoň v některých případech nedestruktivní, je rentgenografická kontrola pomocí zjištění hodnoty obsahu zbytkového austenitu a obsahu uhlíku rozpuštěného v mřížce inartenzitu. Znalost těchto dvou veličin umožňuje rozhodnout pouze kvalitativně, zda bylo kalení a popouštění součástí provedeno použitím správných teplot. Nejpoužívanější metodou kontroly tepelného zpracování je kontrola tvrdosti. Platnými normami je hodnota tvrdosti součástí vyrobených z ložiskové oceli omezena zejména co se týče spodní hranice. Na základě znalosti hodnoty tvrdosti lze tedy usuzovat na správnost provedení tepelného zpracování pouze kvalitativ-

241 267 ně a zcela orientačně. Existuje řada metod dílčí kontroly tepel něho zpracování hotových součástí valivých ložisek vyrobených z ložiskové oceli i v průběhu jejich výroby na základě měření magnetických veličin. Pro aplikaci všech těchto metod je však nezbytně nutné mít k dispozici etalony, vzorové součásti se správně provedeným tepelným zpracováním. Jelikož však všechny tyto metody založené na magnetických měřeních nedopracují se nikdy ke znalosti absolutních hodnot fyzikálních veličin jako takových, pouze zjišluji k těmto veličinám hodnoty určitým způsobem a za určitých okolností úměrné, jejich výsledkem je pouze kvalitativní zhodnocení dané struktury, zda je vhodná či nikoliv, ale žádná podrobnější specifikace. Nedostatkem všech vyjmenovaných metod kontroly tepelného zpracování hotových součástí valivých ložisek vyrobených z ložiskové oceli je, že neumožňuji ani přibližně určit výši použité teploty austenitizace a popouštění, že jsou ve většině případů destruktivní, v některých případech jde o velmi pracné a časově náročné postupy vhodné nanejvýš k laboratornímu použití a dále také, že některé z těchto metod jsou subjektivní a vyžadují pro správnou aplikaci značnou zkušenost pozorovatele.

Uvedené nedostatky odstraňuje v doposud největší známé míře způsob kontroly tepelného zpracování, zejména austenitizační a popouštěcí teploty u součástí valivých ložisek, zhotovených z ložiskové oceli, zahrnující vyhodnocení hodnot charakterizujících stupeň tepelného zpracování vůči etalonovým hodnotám příslušejícím požadovanému tepelnému zpracování součástí valivého ložiska podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že pro porovnání s etalonovými hodnotami se změří jednak velikost měrného elektrického odporu při průchodu stejnosměrného elektrického proudu součástí valivého ložiska a jednak hodnota koercitivní intenzity magnetického pole, vyvolaného v součásti zdrojem magnetického pole.

Způsob kontroly tepelného zpracování hotových součásti valivých ložisek vyrobených z ložiskové oceli podle vynálezu poskytuje ve srovnání se všemi dosud používanými způsoby kontroly objektivní informaci kvantitativního charakteru. Nevyžaduje destrukci součástí a je méně pracný a náročný na čas, než většina doposud používaných způsobů kontroly. Při jeho automa- 3 241 267 tizaci jej bude možné použít pro statistickou až stoprocentní výstupní kontrolu tepelného zpracování součástí valivých ložisek ve výrobních závodech.

Na přiloženém výkrese je graficky znázorněna závislost koercitivní intenzity magnetického pole na měrném elektrickém odporu.

Tato závislost byla zjištěna na vzorcích částí ložisek vyrobených z oceli tepelně zpracovaných kalením a popouštěním z různých austenitizačních a popouětěcích teplot. Na ose χ jsou vyneseny hodnoty měrného elektrického odporu v desítkách jednotek 10' , rostoucí zleva doprava, na ose 2 jsou vyneseny hodnoty koercitivní intenzity magnetického pole v jednotkách Acm“\ rostoucí zdola nahoru, křivky X, £, X, 6 spojují body o stejné teplotě austenitizace, křivky X, 8, 2, 10, 11 spojují body o stejné popouštěcí teplotě. Austenitizační teplota roste od křivky X směrem ke křivce 6, popouštěcí teplota roste od křivky X ke křivce 11. Graf lze použít pro kontrolu tepelného zpracování hotových součástí valivých ložisek vyrobených z ložiskové oceli, když se změří na součásti ložiska velikost měrného elektrického odporu a velikost koercitivní intenzity magnetického pole.

Příklad 1

Kroužek valivého ložiska je vyroben z ložiskové oceli. Byla na něm změřena hodnota měrného elektrického odporu, která odpovídá bodu 12 na ose 1 a hodnota koercitivní intenzity magnetického pole, odpovídající bodu 13 na ose 2. Průsečík 14 přímky vedené z bodu 12 rovnoběžně s osou 2 a přímky vedené z bodu 13 rovnoběžně s osou 1 určuje teplotu austenitizace v rozmezí hodnot £ a 2 a teplotu popouštění v rozmezí hodnot 8 a χ. Při kontrole tepelného zpracování součástí z ložiskové oceli se postupuje tak, že se nejprve na součásti valivého ložiska z ložiskové oceli změří jednak velikost měrného elektrického odporu, jednak velikost koercitivní intenzity magnetického pole. Potom se vymezí oblasti tzv. správně a nesprávně tepelně zpracovaných struktur na základě požadovaného tepelného zpracování, jejichž rozhraním je čára 15.

- 4 241 287

Přiklad 2

Konvenčni tepelné zpracování kroužků a valivých těles ložisek se provádí kalením z teploty 840°C, prodleva na teplotě se volí s ohledem na tloušťku stěny, a popouštěním 170°C/l hod· S ohledem na přesnost měření, danou přesností použité měřící me tody a aparatury a dále na statistický rozptyl výsledků je možné vymezit oblast správně tepelně zpracovaných struktur pro ocel ČSN 41 4109 takto:

30.10^-íb,m* měrný elektrický odporů 35.10⁸OLm 28 Acm~l & kaercitivní intenzita 45 33 Acm”l magnetického pole

Příklad 3

V zahraničním ložiskovém průmyslu se používá pro součásti valivých ložisek tepelné zpracování kalením z teploty 840°C a popouětěním na teplotu 180-200°C po dobu 3-4 hodin. Vzhledem k těmto podmínkám je možné oblast správně tepelně zpracovaných struktur vymezit takto:

27.10~^lm směrný elektrický odpor s 33.10~®&m 28 Acm“¹ « koercitivní intenzita s 33 Acm“¹ magnetického pole

Příklad 4

Součásti ložisek určených k provozu za vyěších teplot se zpracovávají zvláštním tepelným zpracováním zajištujícím jejich rozměrovou stabilitu. Kroužky ložisek pracujících při provozní teplotě 200°C se zpracovávají kalením z teploty 840°C a popouštěním 24O°C/4 hod. Pro kontrolu těchto ložisek lze vymezit oblast správně tepelně zpracovaných struktur takto: 23.10“⁸&m <měrný elektrický odpor aĚ28.10“⁸Slm

Aem

Skoercitivní intenzita S 32 Acm' magnetického pole

Uvedená příklady ukázaly vymezení oblastí hodnot měrného elektrického odporu a koercitivní inzenzity magnetického pole pro různé alternativy tepelného zpracování. Všechny součásti ložisek, u nichž ee budou nacházet hodnoty měrného elektrického odporu a koercitivní intenzity magnetického pole uvnitř vymezených oblasti, budou v jednotlivých příkladech odpovídat požadovanému tepelnému zpracováni. U součásti valivých loži- 5 241 267 sek s těmito hodnotami vně vymezených oblastí půjde o nesprávně provedené tepelné zpracování.

Příklad 5

Při kontrole tepelného zpracování pěti vnitřních kroužků ložiska určitého typu byly způsobem podle vynálezu změřeny na všech kroužcích jednak měrný elektrický odpor, jednak koercitivní intenzita magnetického pole s následujícím výsledkem:

číslo kroužku	měrný el. odpor (10”8fm)	koercitivní intenzita magnetického pole (Acm“!)
1	31	30
2	33	33
3	38	32
4	33	37
5	38	40

Uvedené kroužky byly zpracovány běžným tepelným zpracováním, pro něž platí oblast uvedená v příkladu 2. Na základě srovnání změřených hodnot měrného elektrického odporu a koercitivní intenzity magnetického pole těchto pěti kroužků s hodnotami měrného elektrického odporu a koercitivní intenzity magnetického pole vymezujícími oblast odpovídající požadovanému tepelnému zpracování lze konstatovat, že kroužky č. 1 a 2 jsou správně tepelně zpracovány, kroužek Č. 3 je nesprávně tepelně zpracován použitím příliš vysoké austenitizace, kroužek č. 4 je nesprávně tepelně zpracován použitím nízkého stupně popouštění a kroužek č. 5 je případem méně často se vyskytující kombinace obou závad tepelného zpracování, příliš vysoké austenitizace i nízkého stupně popouštění.

Příklady ukazují, že se způsobem podle vynálezu současně stanovují dvě absolutní veličiny, měrný elektrický odpor a koercitivní intenzita magnetického pole, nejde tedy o pouhé měření elektrické vodivosti. Použitím nově zjištěné závislosti obou jmenovaných veličin na teplotě austenitizace a teplotě popouštění ložiskové oceli ke kontrole tepelného zpracování je dosaženo nového a vyššího účinku ve srovnání s dosavadními způsoby.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU 241 287

   Způsob kontroly tepelného zpracování, zejména austenitizační a popouštěcí teploty u součástí valivých ložisek, zhotovených z ložiskové oceli, zahrnující vyhodnocení hodnot charakterizujících stupeň tepelného zpracování vůči etalonovým hodnotám příslušejícím požadovanému tepelnému zpracování součástí valivého ložiska, vyznačený tím, že pro porovnání s etalonovými hodnotami se změří jednak velikost měrného elektrického odporu při průchodu stejnosměrného elektrického proudu součástí valivého ložiska a jednak hodnota koercitivní intenzity magnetického pole, vyvolaného v součásti zdrojem magnetického pole.