DE1932145A1 - Waelzlagerstahl - Google Patents

Waelzlagerstahl

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DE1932145A1
DE1932145A1 DE19691932145 DE1932145A DE1932145A1 DE 1932145 A1 DE1932145 A1 DE 1932145A1 DE 19691932145 DE19691932145 DE 19691932145 DE 1932145 A DE1932145 A DE 1932145A DE 1932145 A1 DE1932145 A1 DE 1932145A1
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DE
Germany
Prior art keywords
bearing steel
steel
rolling bearing
sulfur
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19691932145
Other languages
English (en)
Inventor
Andre Gueussier
Jacques Monnot
Roland Tricot
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ugine Kuhlmann SA
Original Assignee
Ugine Kuhlmann SA
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Publication date
Application filed by Ugine Kuhlmann SA filed Critical Ugine Kuhlmann SA
Publication of DE1932145A1 publication Critical patent/DE1932145A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DJPLOMCHEMIKER
5 ΚσΐΝ-LINDENTHAL PETER-KINTGEN-STRASSB 2
1932U5
Köln, den 24. Juni 1969 Eg/pz / 135
Uglne Kuhlmann, Io rue du General Poyt Paris 8e/Frankreich Wälzlagerstahl
Die Erfindung bezieht sich auf verbesserte Wälzlagerstähle, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und die daraus hergestellten Wälzlager.
Es ist bekannt, solche Stähle mit einem Gehalt an Schwefel und/oder Selen und/oder Tellur in der Größenordnung von o,o2o bis 0,050 %, bezogen auf die Gesamtmenge, hefzustelT len, um ihre Verarbeitbarkeit zu verbessern. Es ist jedoch im Gegenteil bekannt, daß diese Zusätze gewisse Anwendungseigenschaften dieser Stähle merklich ändern.
Gemäß der Erfindung sollen in erster Linie diese Wälzlagerstähle verbessert werden, indem man ihnen eine erhöhte Verarbeitbarkeit verleiht, ohne ihre mechanischen Anwendungseigenschaften zu verschlechtern.
Erfindungsgegenstand ist ein Wälzlagerstahl, der gekennzeichnet ist durch einen Gehalt an
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1932U5-
ο, 5 bis 1,2 Gew.-# C
o,5 bis 2 Gew.-^ Cr
o,l bis 2 Gew.-^ Mn
o,l bis 1 Gew.-# Si
0 bis 1 Gew.-# Mo
0 bis o,5 Gew.-% V
o,o2o bis o,4oo Gew.-# S +.Se + Te
weniger als 35 Teile O2 pro 1 Million Teile Rest Eisen und Verunreinigungen.
Vorzugsweise enthält der erfindungsgemäße Stahl die Elemente S + Se + Te in einer Menge von o,o25 bis ο,ΐοο $. Op ist vorzugsweise in einer Menge von weniger als 25 Teile pro 1 Million Teile vorhanden.
Diese Stähle sind hinsichtlich der Verarbeitbarkeit den bekannten rückgeschwefelten Stählen gleich und besitzen mechanische Eigenschaften, die wenigstens gleich den Eigenschaften von nicht rückgeschwefelten Wälzlagerstählen sind.
Nach einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der erfIndungsgemäßen Stähle entgast man den flüssigen Stahl im Vakuum, um den Sauerstoffgenalt auf einen Viert von weniger als 35 Teile, vorzugsweise weniger als 25 Seile pro 1 Million Teile zu bringen und führt dann die Rückschwefelung des Stahls nach dem Entgasen mit Hilfe einer geeigneten Menge Eisensulfid durch, welches beispielsweise in die Gußform gegeben wird.
Man kann, jedoch ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen, ebensogut die Desoxydation durch Verschmelzen und Vermischen mit einer synthetischen Schlacke durchführen und/oder den Schwefel und/oder das Selen und/oder das Tellur nach irgend-
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einer geeigneten Methode zusetzen.
Die folgenden Beispiele verdeutlichen die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Stähle.
Beispiel 1
In einem basischen Lichtbogenofen wurde ein Wälzlagerstahl vom Typ loo C 6 hergestellt, der gemäß einer Analyse folgende Zusammensetzung hatte:
C=I,olo % Si a ο,24 % Mn = o,39 % Jr=I,52 % P= o,ol5 % Rest Fe und Verunreinigungen.
Ein Teil (A), Standartstahl aus dem basischen Lichtbogenofen wurde sofort in eine Gußform gegossen. Ein anderer Teil (B) wurde in der Gußform rückgeschwefelt. Der Rest des Gusses wurde im Vakuum entgast. Ein Teil (C) dieses Rests wurde ohne Ruckschwefelung vergossen, der andere Teil (D) (erfindungsgemäßer Stahl) wurde in der Gußform rückgeschwefelt. Die Gehalte an Schwefel und Sauerstoff dieser vier Anteile be- ' trugen:
(A) (B) (C) (D)
S o,oo8 % 0,038 % 0,008 % 0,035 ^
O2 54 ppm +) 46 ppm+) 26 ppm* ^ 2J ppm"1")
+) (Teile pro 1 Million Teile).
Die Figur 1 zeigt die Kurven der Lebensdauer eines Werkzeugs aus Schnelldrehstahl, mit dem die Stähle (C) und (D) unter gleichen Bedingungen im wieder angelassenen Zustand bearbeitet wurden. In diesen Kurven ist auf der Ordinate, die Lebensdauer in Minuten als Funktion der Schneidgeschwindigkeit aufgetragen, die in m/Min, auf der Abszisse angegeben ist.
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T.93-2H5
Es ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Stahl (D) besser bearbeitbar ist, als der Stahl (C). So beträgt beispielsweise bei einer Schneidgeschwindigkeit von 5o m/Min, die Lebensdauer des Werkzeugs 12 Minuten bei Stahl (C) mit 0,008 % Schwefel und mehr als J55 Minuten im Fall des Stahls (D) mit einem Gehalt von ο,ο25 % Schwefel.
Die Figur 2 stellt die Wöhler-Kurven dar (auf den Abszissen ist die Frequenz in Millionen Umdrehungen angegeben, auf den
) Ordinaten sind die ErmUdungsgrenzwerte in Hektobar aufgetragen), die den Stählen A, B, C und D entsprechen. Diese Kurven wurden durch Ermüdungsversuche im Drehbiegetest an Probestücken nach Moore festgestellt. Diese Probestücke waren vorher derselben Behandlung unterworfen worden, (einer ölhärtung bei 8500C und dem Anlassen bei 17o° C während einer Stunde), wodurch ihnen eine Rockwell C-Härte von 62 verliehen wurde. Die Ermüdungsgrenze bei loo Millionen Cyclen beträgt 65 Hektobar für den Stahl A und 67,5 Hektobar für den Stahl B und erhöht sich auf 77 Hektobar bei dem Stahl C und 78,5 Hektobar bei dem Stahl D' gemäß der Erfindung. Es-ist festzustellen, daß die durch Entgasen erzielte Verbesserung durch Zusatz von Schwefel beibehalten und sogar
* vergrößert wird.
Die Figur 5 zeigt die Ergebnisse eines Dauerbelastungsversuches der an einer Reihe vollständiger Lager mit tiefer Laufrille unter Anwendungisbedingungen durchgeführt wurde. Für diesen Versuch wurden die Stähle A, B, C und D verwendet. Die Kurven nach Weibull geben auf der Ordinate den prozentualen Anteil ausgeschlagener Lager als Funktion der Anzahl der Umdrehungen, ausgedrückt in Millionen Umdrehungen auf der Abszisse an. Auch hier wurde festgestellt, daß die durch Entgasen erzielte Verbesserung durch Schwefelzusatz nicht
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nur beibehalten, sondern sogar noch erhöht wird. Beispiel 2
Ein Stahlguß des Typs loo C 6 wurde im basischen Lichtbogenofen hergestellt und nach dem Perrin-Verfahren verschmolzen. Ein Teil E wurde in Üblicher Weise vergossen und der andere Teil wurde in der Gußfortn rückgeschwefelt, so daß zwei Anteile mit verschiedenen Schwefelgehalten (P und G) erzielt wurden* ·
Die Analyse der gewöhnlichen Anteile zeigte folgende Werte:
C » o,99o % Si - o,26 % Mn « o,34 % Cr= 1,48 % P « o,ol2 % Pe und Verunreinigungen: Rest
Die Gehalte an Schwefel und Sauerstoff der zwei unterschiedlichen Anteile betrugen:
(E) (P) (Q)
S o,oo6 # . o,o42 % 0,083 % .
O2 26 ppm*) 23 ppm*) 24 ppm+)
+) Teile pro 1 Million Teile.
In Figur 4 sind die Ergebnisse dieser Dauerbelastungsversuche an Wälzlagern mit tiefer Laufrille in Form der Weibull-Kurven angegeben. Es kann ferner festgestellt werden, daß das RUokschwefeln die Anwendungseigenschaften der Kugellager nicht nur nicht beeinträchtigt, sondern sogar eine merkliche Erhöhung ihrer Lebensdauer zur Folge hat.
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Claims (8)

Patentansprüche
1. Wälzlagerstahl, gekennzeichnet durch einen Gehalt an
o,5 bis 1,2 Gew.-# C
o,5 bis 2 Gew.-Ji Gr
o,l bis 2 Gew,-# Mn
o,l bis 1 Gew.-# Si
G bis 1 Gew. -# Mo
0 bis 1 Gew.-Ji V .
o,o2o bis o,4oo Gew.-Ji S + Se + Te weniger als 35 Teile pro 1 Million Teile O2 Rest Eisen und Verunreinigungen.
2. Wälzlagerstahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an S + Se -f Te zwischen ο,o25 und ο,ΐοο % liegt.
3· Wälzlagerstahl nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoffgehalt weniger als 25 Teile pro
1 Million Teile beträgt.
4. Verfahren zur Herstellung eines Wälzlagerstahls nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den flüssigen Stahl desoxydiert und danach die Metalloide Schwefel und/oder Selen und/oderTellur einführt*
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Desoxydation durch Vakuumentgasen erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Desoxydation durch. Versohmelzen mit einer synthetischen Schlacke erfolgt.
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, 1932U5
7· Verfahren.nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Metalloide während des Giessens zusetzt.
8. Verfahren nach Anspruch 4 bis "J, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schwefel in Form eines Sulfids, vorzugsweise von Eisensulfid, zusetzt.
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DE19691932145 1968-06-26 1969-06-25 Waelzlagerstahl Pending DE1932145A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4444426A1 (de) * 1994-12-14 1996-06-27 Gft Gleistechnik Gmbh Radreifen-Stahl

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US5085733A (en) * 1989-08-24 1992-02-04 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Rolling steel bearing
CN107824780A (zh) * 2017-10-20 2018-03-23 广西银英生物质能源科技开发股份有限公司 一种用于轴承的粉末冶金材料及其制备方法

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CH511945A (fr) 1971-08-31
GB1216165A (en) 1970-12-16
FR1597416A (de) 1970-06-29
NL6909565A (de) 1969-12-30
LU58928A1 (de) 1969-11-11
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BE734881A (fr) 1969-08-29

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