CZ347299A3 - Ocel pro výrobu prvků valivých ložisek, způsob její výroby, bezešvá trubka a prvek pro valivé ložisko z oceli - Google Patents
Ocel pro výrobu prvků valivých ložisek, způsob její výroby, bezešvá trubka a prvek pro valivé ložisko z oceli Download PDFInfo
- Publication number
- CZ347299A3 CZ347299A3 CZ19993472A CZ347299A CZ347299A3 CZ 347299 A3 CZ347299 A3 CZ 347299A3 CZ 19993472 A CZ19993472 A CZ 19993472A CZ 347299 A CZ347299 A CZ 347299A CZ 347299 A3 CZ347299 A3 CZ 347299A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- steel
- rolling
- cold
- blank
- chemical composition
- Prior art date
Links
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 42
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims abstract description 9
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 8
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000010622 cold drawing Methods 0.000 claims description 3
- 238000005097 cold rolling Methods 0.000 claims description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 abstract description 19
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 abstract 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 abstract 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 6
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000001687 destabilization Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000012430 stability testing Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Ocel obsahuje, v procentech hmotnosti 0,6 až 1,5 % uhlíku,
0,4 až 1,5 % manganu, 0,75 až 2,5 % křemíku, 0,2 až 2 %
chrómu, 0 až 0,5 % niklu, 0 až 0,2 % molybdenu, 0 až 0,05 %
hliníku, a síru v množství až 0,04 %, přičemž zbytekje železo
a nečistoty, vyplývající z výroby, a složení kromě toho
vyhovuje vztahům Mn < 0,75 + 0,55 x Si a Mn < 2,5 - 0,8 x
Si. Při způsobu se připraví polotovar z uvedené oceli, který se
tvaruje plastickou deformací za tepla pro získání předvýrobku
bezešvé trubky, na předvýrobku se provádí globulizační
zpracování, spočívající v ohřevu na teplotu 750°C až 850°C,
následovném ochlazování, jehož maximální rychlostje
10°C/hod., až na 650°C a eventuelně tvarování plastickou
deformací za studená, například válcováním nebo tažením za
studená, pro získání výrobku, ze kterého se odřezává díl, který
se tvaruje plastickou deformací za studená nebo za tepla nebo
obráběním pro získání předvýrobků prvků valivého ložiska, které se tepelně zpracovávají isotermním kalením nebo
ochlazováním, například olejem, po austenizaci při teplotě
800°C a 950°C, a také popouštění mezi 100°C a 400°C se
získá prvek pro valivé ložisko, mající strukturu,jejíž tvrdostje
58 až 67 HRC, a tvořenou zbytkovými karbidy, martenzitem a
5 až 30 % hmotn. zbytkového austenitu.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká výroby prvků valivých ložisek a zejména ložiskového kroužku pro kuličkové, jehlové nebo válečkové ložisko.
Dosavadní stav techniky
Prvky pro valivá ložiska, jako ložiskové kroužky, kuličky, jehly nebo válečky, se obecně vyrábějí z oceli typu 100Cr6 nebo 100CrMn6, obsahující 0,6-1,5% uhlíku, 1,3-1,6% chrómu, 0,3-1% manganu a méně než 0,4% křemíku, která má výborné vlastnosti z hlediska vměstků. Ocel se používá ve formě válcovaných tyčí, bezešvých trubek nebo drátů, které se rozřezávají na kusy (díly), a tyto díly se tvarují plastickou deformací za studená nebo za tepla a po té se kalí a popouštějí před následujícím obráběním. Takto získané díly mají velkou tvrdost a houževnatost, požadované pro to, aby se umož• · ··· ···· · · · · ···· ··· ···· • · ···· · · · · · ··· ··· • z· · · · · · · r>2™ · ··· ·· ·· ·· nila dobrá odolnost ložiska proti únavě, a to alespoň v obvyklých podmínkách použití, zejména při pracovních teplotách nižších než 150°C. Takto vytvořené díly mají nedostatečnou odolnost proti únavě v náročnějších podmínkách, které mají sklon se obecně rozšiřovat. Tyto náročnější pracovní podmínky se vyznačují zejména pracovní teplotou vyšší než 150°C, která může dosahovat 350°C, a/nebo přítomností jevu poškozování povrchů ložiska tvorbou vrubů. Tento jev má za následek zárodky tvorby trhlin povrchu vyvolávané tvorbou vrubů, t.j. deformacemi vyvolávanými tvrdými částicemi přítomnými v mazivu.
Pro omezování tvorby vrubů bylo navrženo používat materiály s velkou tvrdostí, jako jsou keramické materiály nebo povlaky z tvrdých materiálů. Tato technologie však s sebou nese nevýhodu v tom, že je málo spolehlivá vzhledem k příliš velké křehkosti těchto materiálů, která je činí velmi citlivými na nejmenší kazy.
Bylo rovněž navrženo, například v patentovém spisu US 5 030 017, používat oceli obsahující zejména 0,3-0,6% uhlíku, 3-14% chrómu, 0,4-2% molybdenu, 0,3-1% vanadu a méně než 2% manganu. Výrobky (součástky) jsou cementované nebo nitrocementované v blízkosti povrchu ložiska, takže se získá součet obsahů uhlíku a dusíku od 0,03-1%, a po té se kalí pro to, aby jejich mikrografická struktura obsahovala 20-50 obj.% zbytkového austenitu v povrchové vrstvě, představující 10-25% objemu součástky. Tato technologie přináší dvojí nevýhodu v tom, že vyžaduje použití oceli silně legované legovacími prvky, a tedy drahé, a provádění cementovacího a nitrocementovacího zpracování, které je dlouhé a nákladné.
Bylo rovněž navrženo, a to v německé patentové přihlášce DE 195 24 957, použití oceli obsahující 0,9-1,3% uhlíku, 0,6-1,2% křemíku, 1,1-1,6% manganu a 1,3-1,7% chrómu, přičemž zbytek je železo a nečistoty vyplývající z výroby, přičemž struktura této oceli obsahuje 7-25% zbytkového austenitu. Tato ocel naproti tomu neposkytuje, v důsledku svého chemického složení, žádnou záruku odlévatelnosti, způsobilosti deformace za studená, jakož i obsahu a stability zbytkového austenitu. Udaný obsah zbytkového austenitu, potřebný pro zlepšení odolnosti proti únavě při tvorbě vrubů, kromě toho vyžaduje u této oceli použít na ložiscích obtížné tepelné zpracování, zahrnující fázi udržování materiálu na teplotě okolo 100°C po dobu 10 hodin mezi kalením a popouštěním bez návratu na teplotu okolního prostředí po kalení a před popouštěním. Kromě toho je v přítomnosti vícesměrných namáhání, nižších než je cyklická mez pružnosti, její austenit stabilní po dobu delší než 2000 hodin pouze pro tepelná zatížení nižší než 120°C, což je pro některé případy použití příliš málo.
Vynález si klade za úkol překonat tyto nevýhody a navrhnout prostředek pro ekonomickou výrobu, zejména pomocí relativně standardního tepelného zpracování, prvků pro valivá ložiska, odolávajících tvorbě vrubů, zejména když dochází k bodovým nebo příležitostným opotřebením při teplotách nad 300°C, a málo křehkých.
Podstata vynálezu
Vynález navrhuje ocel pro výrobu prvků pro valivá ložiska, jejíž chemické složení obsahuje, v procentech hmotnosti:
0,6% < C < 1,5%
0,4% < Mn < 1,5% • · • · · • · · · • · ···· •-.4»- :
• · · · · · • · · · · · • ·· · · · ··· • · · · ·· · · · ·
| 0, | 75 | < | Si | <2,5% |
| 0, | 2% | < | Cr | < 2% |
| 0% | < | Ni | < | 0,5% |
| 0% | < | Mo | < | 0,2% |
| 0% | < | Al | < | 0,05% |
| 0% | < | Ti | < | 0,04% |
S < 0,04%, přičemž zbytek je železo a nečistoty vyplývající z výroby a složení kromě toho vyhovuje vztahům:
Mn < 0,75 + 0,55 x Si
Mn < 2,5 - 0,8 x Si.
S výhodou je chemické složení oceli takové, že samostatně, nebo lépe současně platí, že jednak
0,8% < Mn < 1,2%
0,8% < Si < 1,7% a jednak
0,9% < C < 1,1%
1,3% < Cr < 1,6%.
S výhodou je rovněž obsah křemíku vyšší než 1,2%, přičemž autoři konstatovali, že neočekávaně dochází k tomu, že když je současně obsah křemíku vyšší než 1,2% a obsah manganu je nižší než 1,5%, a s výhodou nižší než 1,2%, ale vyšší než 0,8%, je stabilita austenitu velmi podstatně zlepšená.
Vynález se rovněž týká způsobu výroby prvků pro valivá ložiska, při kterém se připraví polotovar z oceli podle vynálezu, tento polotovar se tvaruje plastickou deformací za tepla pro získání předvýrobku a konkrétně předvýrobku bezešpHTR kalenský „vrwí kancelář ’ ·> AwnwniK KALENSKÝ
Λ PARTNEŘI mi 0» PnPGi 2, Málkova 2 Česka reouWika ·· · ·· ··
I · · ♦ ft · · · ··· ··· vé trubky, na předvýrobku se provádí globulizační zpracování, spočívající v ohřevu na teplotu od 750°C do 850°C, následovaném ochlazováním, jehož maximální rychlost je 10°C/hod., až na teplotu 650°C, pro získání struktury s tvrdostí nižší než 270 HV a obsahující jemnou disperzi karbidů, a eventuelně tvarování plastickou deformací za studená, například válcováním za studená nebo tažením za studená, pro získání výrobku, ze kterého se odřezává díl, který se tvaruje plastickou deformací za studená nebo za tepla nebo obráběním pro získání předvýrobku prvku valivého ložiska, a na předvýrobku prvku valivého ložiska se provádí tepelné zpracování kalením pomocí ochlazení, například olejem, po austenizaci při teplotě 800°C a 950°C, a tepelné zpracování popouštěním mezi 100°C a 400°C a s výhodou pod 250°C, čímž se získá prvek pro valivé ložisko, mající strukturu, jejíž tvrdost je v rozmezí od 58 HRC a 67 HRC a která je tvořena zbytkovými karbidy, martenzitem a 5% až 30% zbytkového austenitu.
Vynález se konečně týká jednak bezešvé trubky z oceli podle vynálezu a jednak prvku pro valivé ložisko z oceli podle vynálezu, mající strukturu tvořenou zbytkovými karbidy, martenzitem a 5% až 30% zbytkového austenitu, tepelně stabilní až do nejméně 400°C.
Příklady provedení vynálezu
Vynález bude nyní konkrétněji popsán na příkladech provedení, neomezujících jeho rozsah.
Pro výrobu prvku valivého ložiska, jako ložiskového kroužku valivého tělesa, majícího dobrou odolnost proti vrubům, například z bezešvé trubky, se použije oceli, jejíž
-•Sr* ► · · *
I * · « ··· ··<
• « • · · · chemické složení obsahuje, v procentech hmotnosti:
- více než 0,6% a s výhodou více než 0,9% uhlíku pro získání dostatečné tvrdosti a dostatečného podílu zbytkového austenitu, ale méně než 1,5% a s výhodou méně než 1,1%, aby se zabránilo tvorbě příliš velkých segregací a pro omezení tvorby primárních karbidů,
- více než 0,75% a s výhodou více než 0,8% a ještě lépe více než 1,2% křemíku, pro zvýšení stability zbytkového austenitu za tepla (přibližně mezi 170°C a 450°C a s výhodou nad 300°C) a tvrdosti, ale méně než 2,5% a s výhodou méně než 1,7%, nebof když je obsah křemíku příliš vysoký, stane se ocel příliš křehkou, zejména pro to, aby mohla být tvarována plastickou deformací,
- více než 0,4% manganu, a s výhodou více než 0,8% pro to, aby mohla získat kalenou strukturu, mající obsah zbytkového austenitu vyšší, než 5% a s výhodou vyšší než 15%, přičemž obsah manganu musí být takový, že Mn < 0,75 + 0,55 x Si, pro získání dobré odlévatelnosti, bez níž se stává obtížné získat ocel dostatečně čistou pro to, aby měla dobrou odolnost proti únavě ložiska, a takový, že Mn < 2,5-0,8 Si, pro umožňování dokončovacích operací a tvarování plastickou deformací za studená, přičemž z uvedených vztahů vyplývá, že obsah manganu musí být nižší než 1,5%, přičemž je výhodné, aby byl nižší než 1,2%,
- od 0,2% do 2% chrómu, a s výhodou od 1,3% do 1,6%, pro získání jednak dostatečné kalitelnosti a jednak tvorbu zárodků globulárních karbidů o velikosti nižší než 2 μιη, rovnoměrně rozdělených a v dostatečném množství,
- méně než 0,5% niklu, což je zbytkový prvek, který není nevyhnutelný, ale který má příznivý účinek na kalitelnost,
- méně než 0,2% molybdenu, což je prvek, který zpomaluje změkčování při popouštění, • · • · · • ···· * «· ·· ··
9 · · · · • · · · · · • · · · · · · · * • · · · • ·· ·· ··
- od 0% do 0,05% hliníku a méně než 0,04% síry, přičemž zbytek je tvořen železem a nečistotami z výroby.
Tato ocel se odlévá a eventuelně válcuje pro vytváření polotovaru, který když se má vyrábět ložiskový kroužek z bezešvé trubky, je polotovar kruhového průřezu pro trubku. Tento polotovar se nyní tváří plastickou deformací za tepla pro získání předvýrobku vyráběného prvku, například válcováním za tepla pro získání bezešvé trubky.
Předvýrobek vyráběného prvku se nyní podrobí globulizačnímu tepelnému zpracování, spočívajícímu v ohřevu při teplotě od 750°C do 850°C, následovanému chlazením, jehož maximální rychlost je 10°C/hod., až na teplotu 650°C, pro získání struktury o tvrdosti nižší než 270 HV, a mající jemný rozptyl karbidů. Toto tepelné zpracování je potřebné pro to, aby se oceli dodala dobrá schopnost tvarování plastickou deformací za studená a dobrá obrobítelnost, což je způsob používaný pro vyrábění výrobku například válcováním za studená nebo tažením za studená. Tento výrobek, kterým může být bezešvá trubka, se vyznačuje tím, že je dobře kalibrovaný. Slouží k výrobě předvýrobků vyráběných součástek, například předvýrobků ložiskových kroužků pro valivá ložiska.
Výroba předvýrobků vyráběných součástek, prováděná tvářením dílů, neřezaných z výrobku, za studená nebo za tepla nebo obráběním dílů nařezaných z výrobku, se dokončuje tepelným zpracováním, sestávajícím z kalení a popouštění. Získá se tak prvek valivého ložiska. Teplota austenizace před kalením, vyšší než 800°C, se nastaví tak, že se po kalení získá struktura tvořená martenzitem, 5% až 30% zbytkového austenitu a sítí zbytkových karbidů. Podíl zbytkového • · · * • · ···· ·
-*Ss* ϊ » * * • · · ·« · ·· ·· austenitu, jehož přítomnost je nevyhnutelná pro získání dobré odolnosti proti tvorbě vrubů, závisí na hodnotě bodu Ms (teplota začátku martenzitické transformace), která sama o sobě závisí současně na složení oceli a na podmínkách austenizace. Odborník v oboru může určit tyto parametry, například pomocí dilatometrických zkoušek. Popouštění, které přesněji řečeno představuje odstraňování napětí, se provádí ohřevem nad 100°C za účelem stabilizace struktury, ale na teplotu nižší, než 400°C a s výhodou nižší než 250°C, aby nedošlo k destabilizaci zbytkového austenitu.
V prvním případě se vytvořilo deset laboratorních odlitků, a to dva podle vynálezu (označené A a B) a osm pro srovnání (označené C,D,E,F,G,H,I a J). Tyto odlitky, k nimž byla připojena standardní ocel 100Cr6, určené zejména pro ukázání účinku legovacích prvků na různé vlastnosti oceli pro ložiska, měly následující chemická složení (v % hmotnosti, přičemž jsou udávány pouze hlavní prvky a zbytek je železo a nečistoty), sestavená do tabulky 1A a 1B.
TAB.1A
| Příklad | A | B | C | D | E |
| Uhlík | 0,957 | 0,972 | 0,950 | 0,959 | 0,938 |
| Křemík | 1,508 | 1,080 | 2,501 | 2,508 | 0,446 |
| Mangan | 1,006 | 1,100 | 1,016 | 2,074 | 2,110 |
| Nikl | 0,138 | 0,161 | 0,132 | 0,126 | 0,129 |
| Chrom | 1,632 | 1,520 | 1,571 | 1,607 | 1,6055 |
| Molybden | 0,019 | 0,023 | 0,021 | 0,021 | 0,020 |
| Hliník | 0,033 | 0,038 | 0,034 | 0,033 | 0,035 |
| Síra | 0,008 | 0,010 | 0,007 | 0,007 | 0,008 |
| • · • · • · • · | • • • · ···· • • | • · • * ·· | • · t ··· • · · • ·· ♦ * | • · • · • • · | |||
| TAB.1B | |||||||
| Příklad | F | G | H | I | J | 100C6 | |
| Uhlík | 0,972 | 0,950 | 0,952 | 0 | ,985 | 0,966 | 1,000 |
| Křemík | 1,509 | 1,513 | 0,501 | 1 | ,040 | 2,060 | 0,200 |
| Mangan | 2,045 | 0,263 | 1,022 | 0 | ,345 | 0,297 | 0,300 |
| Nikl | 0,124 | 0,131 | 0,139 | 0 | ,149 | 0,159 | - |
| Chrom | 1,539 | 1,570 | 1,606 | 1 | ,490 | 1,520 | 1,500 |
| Molybden | 0,019 | 0,020 | 0,021 | 0 | ,017 | 0,019 | - |
| Hliník | 0,032 | 0,027 | 0,022 | 0 | ,032 | 0,038 | - |
| Síra | 0,008 | 0,006 | 0,004 | 0 | ,009 | 0,006 | - |
Oceli byly odlévány do ingotů o hmotnosti 65 kg, které byly vykovány do tyčí čtvercového průřezu o straně 20 mm a po té globulizovány udržováním po dobu 1 hodiny 30°C nad teplotou konce transformace perlitu na austenit, načež následovalo ochlazení až na teplotu 650°C rychlostí od 8 do 10°C za hodinu, dokončované ochlazením vzduchem na teplotu okolního prostředí. Způsobilost deformace za studená byla vyhodnocena měřením pružnosti KCU při teplotě 60°C, vyjádřené v daJ/cm2. Když je tato pružnost vyšší než 4,2 daJ/cm2, způsobilost tvarování za studená je dobrá, zatímco v opačném případě je špatná. Předvýrobky se po té ochladily ve studeném oleji po austenizaci na teplotu 895°C a byl změřen jednak obsah τ zbytkového austenitu a jednak teplota Θ začátku destabilizace zbytkového austenitu. Byla rovněž hodnocena odlévátelnost. Výsledky byly sestaveny do následující tab.2A a 2B.
• 9 • · ♦ • ···· _ ·
· • *
999
9
9
99
ΤΑΒ.2Α
| Příklad | A | B | C | D | E |
| Si(%) | 1,508 | 1,080 | 2,501 | 2,508 | 0,446 |
| Mn(%) | 1,006 | 1,100 | 1,016 | 2,074 | 2,110 |
| 0,75+0,55Si | 1,579 | 1,344 | 2,125 | 2,129 | 0,995 |
| Odlévatelnost | dobrá | dobrá | dobrá | dobrá | špatná |
| 2,5-0,8SÍ | 1,294 | 1,636 | 0,499 | 0,494 | 2,143 |
| KCU pří 60°C | 4,2 | 5,5 | 1,3 | 0,5 | 5,6 |
| daJ/cm2 | |||||
| T | 14% | 17% | 15% | 19% | nd |
| Θ | 390°C | 400°C | 405°C | 440°C | 260°C |
ΤΑΒ.2Β
| Příklad Si(%) | F 1,509 | G 1,513 | H 0,501 | I 1,040 | J 2,060 | 100C6 0,200 |
| Mn(%) 2,045 | 0,263 1, | 022 0,345 | ' 0,297 | 0,300 0 | ,75+0,55SÍ 1,580 | |
| 1,582 1,025 | 1,322 1, | 883 0,86 | ||||
| Odlévatelnost špatná | dobrá | dobrá | dobrá | dobrá | dobrá | |
| 2,5-0,8Si | 1,293 | 1,290 | 2,099 | 1,668 | 0,852 | 2,34 |
| KCU při 60°C daJ/cm2 | : 2,1 | 4,6 | 6,7 | 6,0 | 4,4 | 6,6 |
| T | 22% | 9% | 9% | 14% | 12% | |
| Θ | 410°C | 350°C | 225°C | nd | nd | 170°C |
| Tyto | výsledky | ukazují, | že pouze odlitky A a | B podle | ||
| vynálezu spojují všechny požadované | vlastnosti, t.j | . dobrou |
odlévatelnost, dobrou způsobilost deformace za studená, zvýšený zbytkový podíl austenitu a stabilní strukturu až do zvýšených teplot. Tyto dva poslední znaky byly výrazně vyš·· · • · · ♦ · · · • · ···· · • · · • · • ·· • · • ·
ší, než u standardní oceli 100Cr6.
Kromě toho ukázaly zkoušky stability zbytkového austenitu při rovnoměrném namáhání a cyklickém stlačování, že:
- pro odlitky, u nichž je obsah křemíku vyšší než 1%, zůstává zbytkový austenit stabilní, když je vystaven stlačení na napětí ve smyku 1400 MPa, zatímco ve stejných podmínkách je 50% zbytkového austenitu oceli 100Cr6 (obsahující méně než 0,5% křemíku) je destabilizováno,
- pro zkoušky destabilizace zbytkového austenitu při cyklickém stlačování (napětí ekvivalentní smyku proměnlivého mezi 25 MPa a 1025 MPa při frekvenci 200 Hz) nevzniká po 1 milionu cyklů žádná destabilizace u odlitků obsahujících okolo 1% manganu a 1,5% křemíku (odlitek A).
V druhém příkladě byl vyroben odlitek v průmyslovém měřítku z oceli podle vynálezu, z něhož se vyrobil ložiskový kroužek. Chemické složení oceli, v procentech hmotnosti, bylo následující:
C = 0,9%
Si = 1,25%
Mn = 1%
Cr = 1,4%
Ni = 0,25%
Mo = 0,015%, přičemž zbytek byl tvořen železem a nečistotami z výroby.
Tato ocel byla odlita a válcována ve formě kulatiny pro trubku o průměru 100 mm. Kulatina pro trubku byla za tepla perforována mezi dvěma válci a po té válcována za tepla pro získání předvýrobku bezešvé trubky o vnějším průměru 67,5 mm a vnitřním průměru 36,5 mm. Předvýrobek trubky byl
I
-u1
·· ·· • · * • · · ··· ·♦♦ • · «« ·<· podroben globulizačnímu zpracování, spočívajícímu v jeho udržování po dobu dvou hodin na teplotě 800°C, následovanému chlazením až na teplotu 650°C rychlostí 10°C za hodinu, čímž se získala tvrdost podle Brinella o hodnotě 240 HB. Předvýrobek trubky se potom válcoval za studená pro získání bezešvé trubky o vnějším průměru 42,9 mm a vnitřním průměru 22,7 mm.
Z trubky se odřezávaly a obráběly ložiskové kroužky, které se po té podrobily kalení v oleji po austenizaci při teplotě 900°C, a popouštění při teplotě 200°C, čímž se získala struktura obsahující 18% zbytkového austenitu.
Byla zkoušena odolnost proti tvorbě vrubů, a to na únavu axiálního ložiska při silném cyklickém stlačení, při použití ložiskových kroužků před tím vrubovaných v úrovni ložiskových drah dvěma souměrně uloženými Vickersovými otisky, a měřením dob, v nichž došlo k poškozování kroužků. Srovnaly se kroužky podle vynálezu a kroužky z oceli 100C6 podle stavu techniky s otisky, jejichž diagonální rozměry byly 267 μιη a 304 μιη. Jak u kroužků podle vynálezu, tak i u kroužků podle stavu techniky, byla tvrdost 64 HRC.
Výsledky byly následující:
Vynález
100Cr6 dle stavu techniky
Velikost 267 μπι >269 hodin 145 hodin vrubů
304 μπι 252 hodin hodin
Tyto výsledky ukazují, že kroužky podle vynálezu měly více než dvojnásobnou životnost pokud jde o velké vruby.
-Ιλ·4 • · • · · • ·«·· • ·« ·* ·· ·· · · · « * ♦ • · · · · · · • · · · ··· ··· « · · · · ··· ·· ·*
Ocel podle vynálezu se obzvláště dobře hodí pro výrobu ložiskových kroužků z bezešvých trubek, ale je rovněž dobře uzpůsobená pro výrobu kroužků, kuliček, válečků a jehel z válcovaných tyčí nebo drátů. Tyto prvky mohou být tvarovány plastickou deformací za tepla nebo za studená nebo obráběním.
PETR KALENSKÝ
ATTORNEY AT LAW ' f L
SPOLEČNÁ ADVOKÁTNÍ KANCELAR
ZELfchiÝ ŠVOPČÍK KALENSKÝ A PARTNEŘI
VSETECK.
120 00 Praha 2, Hálkova 2 Česka republika
Claims (9)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Ocel pro výrobu prvků pro valivá ložiska, vyznačená tím, že její chemické složení obsahuje, v procentech hmotnosti:
0,6% < C < 1,5% 0,4% < Mn <1,5% 0,75 < Si <2,5% 0,2% < Cr < 2% 0% < Ni < 0,5% 0% < Mo < 0,2% 0% < Al < 0,05% S < 0,04%, přičemž zbytek je železo a nečistoty vyplývající z výroby, a složení kromě toho vyhovuje vztahům:Mn < 0,75 + 0,55 x SiMn < 2,5 - 0,8 x Si. - 2. Ocel podle nároku 1, vyznačená tím, že její chemické složení je takcvé, že0,8% < Mn < 1,2%0,8% < Si < 1,7%.
- 3. Ocel podle nároku 1 nebo 2, vyznačená tím, že její chemické složení je takové, žeSi > 1,2%
- 4. Ocel podle nároku 1, vyznačená tím, že její chemické složení je takové, že0,9% < C < 1,1%1,3% < Cr < 1,6%.•» * • · r • · · · • · ····9 9 999 99 ·* ·· ··9 · · · · · · 9 • 99 9 9999 · 9 · 9· 9 99 99 9 9 9 999 9 9 9 9 9 99-155. Ocel podle nároku 4, vyznačená tím, že její chemické složení je takové, že0,8% < Mn < 1,2%0,8% < Si < 1,7%.
- 6. Ocel podle nároku 4 nebo 5, vyznačená tím, že její chemické složení je takové, žeSi > 1,2%
- 7. Způsob výroby prvku pro valivé ložisko, vyznačený tím, že se připraví polotovar z oceli podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, tento polotovar se tvaruje plastickou deformací za tepla pro získání předvýrobku a konkrétně předvýrobku bezešvé trubky, na předvýrobku se provádí globulizační zpracování, spočívající v ohřevu na teplotu od 750°C do 850°C, následovaném ochlazováním, jehož maximální rychlost je 10°C/hod., až na teplotu 650°C, pro získání struktury s tvrdostí nižší než 270 HV a obsahující jemnou disperzi karbidů, a eventuelně tvarování plastickou deformací za studená, například válcováním za studená nebo tažením za studená, pro získání výrobku, z výrobku se odřezává díl, který se tvaruje plastickou deformací za studená nebo za tepla nebo obráběním pro získání předvýrobku prvku valivého ložiska, a na předvýrobku prvku valivého ložiska se provádí tepelné zpracování isotermním kalením nebo ochlazováním, například olejem, po austenizaci při teplotě 800°C a 950°C, a tepelné zpracování popouštěním mezi 1OO°C a 400°C a s výhodou pod 250°C, čímž se získá prvek pro valivé ložisko, mající strukturu, jejíž tvrdost je v rozmezí od 58 HRC a 67 HRC a která je tvořena zbytkovými karbidy, martenzitem a 5% až 30% zbytkového austenitu.·· * • · · • · · ·9 · 9999 99 9 999 9 * ·· ·· 9999 9 9 9 9 9 9
- 9 9 9 9 9 9 999 99 999 9999 9 9 9 9999 99 99 99-168. Způsob podle nároku 7, vyznačený tím, že výrobek je bezešvá trubka.9. Bezešvá trubka z oceli podle kteréhokoli z nároků1 až 6.
- 10. Prvek pro valivé ložisko z oceli podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, mající strukturu tvořenou sítí karbidů, martenzitu a 5% až 30% zbytkového austenitu.
- 11. Prvek podle nároku 10, vyznačený tím, že je ve tvaru kroužku nebo prstence.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19993472A CZ347299A3 (cs) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | Ocel pro výrobu prvků valivých ložisek, způsob její výroby, bezešvá trubka a prvek pro valivé ložisko z oceli |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ19993472A CZ347299A3 (cs) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | Ocel pro výrobu prvků valivých ložisek, způsob její výroby, bezešvá trubka a prvek pro valivé ložisko z oceli |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ347299A3 true CZ347299A3 (cs) | 2000-09-13 |
Family
ID=5466797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19993472A CZ347299A3 (cs) | 1998-04-01 | 1998-04-01 | Ocel pro výrobu prvků valivých ložisek, způsob její výroby, bezešvá trubka a prvek pro valivé ložisko z oceli |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ347299A3 (cs) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305587B6 (cs) * | 2014-06-12 | 2015-12-23 | Comtes Fht A.S. | Způsob tepelného zpracování ložiskové oceli |
-
1998
- 1998-04-01 CZ CZ19993472A patent/CZ347299A3/cs unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ305587B6 (cs) * | 2014-06-12 | 2015-12-23 | Comtes Fht A.S. | Způsob tepelného zpracování ložiskové oceli |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6857738B2 (ja) | 浸炭軸受部品用鋼材 | |
| US10351921B2 (en) | Martensitic stainless steel strengthened by copper-nucleated nitride precipitates | |
| JP2719892B2 (ja) | 高温用表面浸炭ステンレス鋼合金及びそれから作られる製品及びその製造方法 | |
| US6162390A (en) | Steel for bearings | |
| US9239075B2 (en) | Forged crankshaft | |
| US20190040506A1 (en) | Martensitic stainless steel member and method for manufacturing same, and martensitic stainless steel component and method for manufacturing same | |
| US5123970A (en) | Method of producing an air-hardenable bainite-martensite steel | |
| CN107760986A (zh) | 改进型轴承钢 | |
| US20140182414A1 (en) | Steel for induction hardening and crankshaft manufactured by using the same | |
| US9758849B2 (en) | Bearing steel composition | |
| WO2001029277A1 (fr) | Acier pour grand roulement et parties pour grand roulement | |
| JP2007131907A (ja) | 冷間加工性に優れる高周波焼入れ用鋼及びその製造方法 | |
| JP2004183016A (ja) | 高周波焼入れ用棒鋼 | |
| JP2005023375A (ja) | 冷間加工性、耐熱性および耐摩耗性にすぐれた高硬度鋼 | |
| EP0704546B1 (en) | An improved steel composition for bearings and method of producing the same | |
| JP2018197371A (ja) | 軸受用鋼及び軸受部品 | |
| US6123785A (en) | Product and process for producing constant velocity joint having improved cold workability and strength | |
| CZ347299A3 (cs) | Ocel pro výrobu prvků valivých ložisek, způsob její výroby, bezešvá trubka a prvek pro valivé ložisko z oceli | |
| JP7510045B2 (ja) | 浸炭用鋼、浸炭鋼部品および浸炭鋼部品の製造方法 | |
| JP7436826B2 (ja) | 窒化部品及び窒化部品の製造方法 | |
| JP7587124B2 (ja) | 浸炭用鋼、浸炭鋼部品および浸炭鋼部品の製造方法 | |
| JP7727182B2 (ja) | 浸炭部品とその製造方法 | |
| EP2814994B1 (en) | A bearing steel composition | |
| WO2017146057A1 (ja) | 転動疲労寿命の安定性に優れた鋼材および浸炭鋼部品、並びにそれらの製造方法 | |
| JP2024002995A (ja) | 高周波焼入れ用鋼 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |