SK127499A3 - Steel and process for the manufacture of a part for ball bearing - Google Patents
Steel and process for the manufacture of a part for ball bearing Download PDFInfo
- Publication number
- SK127499A3 SK127499A3 SK1274-99A SK127499A SK127499A3 SK 127499 A3 SK127499 A3 SK 127499A3 SK 127499 A SK127499 A SK 127499A SK 127499 A3 SK127499 A3 SK 127499A3
- Authority
- SK
- Slovakia
- Prior art keywords
- steel
- chemical composition
- cold
- preform
- steel according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/10—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies
- C21D8/105—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of tubular bodies of ferrous alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
-
- 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
-
- 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
- C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/30—Parts of ball or roller bearings
- F16C33/58—Raceways; Race rings
- F16C33/64—Special methods of manufacture
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/902—Metal treatment having portions of differing metallurgical properties or characteristics
- Y10S148/906—Roller bearing element
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S384/00—Bearings
- Y10S384/90—Cooling or heating
- Y10S384/912—Metallic
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Description
Oblasť techniky
Vynález sa týka výroby prvkov valivých ložísk a najmä ložiskového krúžku na guľôčkové, ihlové alebo valčekové ložisko.
Doterajší stav techniky
Prvky na valivé ložiská, ako ložiskové krúžky, guľky, ihly alebo valčeky, sa všeobecne vyrábajú z ocele typu 100 Cr6 alebo 100 CrMn6, obsahujúcej 0,6 -1,5 % uhlíka, 1,3-1,6% chrómu, 0,3 -1 % mangánu a menej ako 0,4 % kremíka, ktorá má výborné vlastnosti z hľadiska vtrúsenín. Oceľ sa používa vo forme valcovaných tyčí, bezšvových rúrok alebo drôtov, ktoré sa rozrezávajú na kusy (diely), a tieto diely sa tvarujú plastickou deformáciou za studená alebo za tepla a potom sa kalia a popúšťajú pred nasledujúcim obrábaním. Takto získané diely majú veľkú tvrdosť a húževnatosť, požadovanú preto, aby sa dosiahla dobrá odolnosť ložiska proti únave, a to aspoň v obvyklých podmienkach použitia, najmä pri pracovných teplotách nižších ako 150 °C. Takto vytvorené diely majú nedostatočnú odolnosť proti únave v náročnejších podmienkach, ktoré majú sklon sa všeobecne rozširovať. Tieto náročnejšie pracovné podmienky sa vyznačujú najmä pracovnou teplotou vyššou ako 150 °C, ktorá môže dosahovať 350 °C a/alebo prítomnosťou javu poškodzovania povrchov ložiska tvorbou zárezov. Tento jav má za následok zárodky tvorby trhlín povrchu vyvolávaných tvorbou zárezov, to znamená deformáciami vyvolávanými tvrdými časticami prítomnými v mastive.
Na obmedzovanie tvorby zárezov bolo navrhnuté používať materiály s veľkou tvrdosťou, ako sú keramické materiály alebo povlaky z tvrdých materiálov. Táto technológia však so sebou nesie nevýhodu v tom, že je málo spoľahlivá vzhľadom na príliš veľkú krehkosť týchto
I materiálov, ktorá ich robí veľmi citlivými na najmenšie kazy.
Bolo taktiež navrhnuté, napríklad v patentovom spise US 5 030 017, používať oceľ obsahujúcu najmä 0,3 - 0,6 % uhlíka, 3 -14 % chrómu, 0,4 - 2 % molybdénu, 0,3 -1 % vanádia a menej ako 2 % mangánu. Výrobky (súčiastky) sú cementované alebo nitrocementované v blízkosti povrchu ložiska, takže sa získa súčet obsahov uhlíka a dusíka od 0,03 -1 %, a potom sa kalia preto, aby ich mikrografická štruktúra obsahovala 20 - 50 obj. % zvyškového austenitu v povrchovej vrstve, predstavujúce 10-25 % objemu súčiastky. Táto technológia prináša dvojitú nevýhodu v tom, že vyžaduje použitie ocele silne legovanej legovacími prvkami, a preto drahej, a uskutočňovanie cementovacieho a nitrocementovacieho spracovania, ktoré je dlhé a nákladné.
Bolo taktiež navrhnuté, a to v nemeckej patentovej prihláške DE 195 24 957, použitie ocele obsahujúcej 0,9 - 1,3 % uhlíka, 0,6 -1,2 % kremíka, 1,1 -1,6 % mangánu a 1,3 -1,7 % chrómu, pričom zvyšok je železo a nečistoty vyplývajúce z výroby, pričom štruktúra tejto ocele obsahuje 7-25 % zvyškového austenitu. Táto oceľ naproti tomu neposkytuje, v dôsledku svojho chemického zloženia, žiadnu záruku odlievateľnosti, spôsobilosti deformácie za studená, ako aj obsahu a stability zvyškového austenitu. Uvedený obsah zvyškového austenitu, ktorý je potrebný na zlepšenie odolnosti oproti únave pri tvorbe zárezov, okrem toho vyžaduje u tejto ocele použiť na ložiskách ťažšie tepelné spracovanie, zahrňujúce fázu udržovania materiálu na teplote okolo 100 C počas 10 hodín medzi kalením a popúšťaním bez návratu na teplotu okolitého prostredia po kalení a pred popúšťaním. Okrem toho je v prítomnosti viacsmerových namáhaní, nižších ako je cyklická medza pružnosti, jej austenit stabilný po dobu dlhšiu ako 2000 hodín iba pre tepelné zaťaženie nižšie ako 120 C, čo je pre niektoré prípady použitia príliš málo.
Na zlepšenie odolnosti ocelí na valivé ložiská proti únave bolo navrhnuté, najmä v patentovom spise US 1 439 072, uskutočňovať tepelné spracovanie spočívajúce v austenizácii, nasledované rýchlym chladením až na teplotu od 480 °C do 725 “C, nasledovaným dlhým udržovaním na tejto teplote, na vyvolávanie perlitickej transformácie, potom rýchlym opätovným ohrevom až na teplotu austenizácie a nakoniec kalenie. Toto spracovávanie je aplikované konkrétne na oceľ obsahujúcu 0,8 až 1 % uhlíka, 0,5 až 0,8 % kremíka, 1,4 až 1,7 %mangánu a 1,4 až 1,8 % chrómu. Toto spracovanie a jeho aplikácia na uvažovanú oceľ však nerieši problém odolnosti proti tvorbe zárezov.
Vynález si kladie za úlohu prekonať tieto nevýhody a navrhnúť prostriedok na ekonomickú výrobu, najmä pomocou relatívne štandardného tepelného spracovania, prvkov na valivé ložiská, odolávajúcich tvorbe zárezov, najmä keď dochádza k bodovým alebo príležitostným opotrebovaniam pri teplotách nad 300 eC a málo krehkých.
Podstata vynálezu
Vynález navrhuje oceľ na výrobu prvkov na valivé ložiská, ktorých chemické zloženie obsahuje, v percentách 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%<AI<0,05%
0%<Ti<0,04%
S <0,04%, pričom zvyšok je železo a nečistoty vyplývajúce z výroby a zloženia, okrem toho vyhovuje vzťahom:
Mn < 0,75 + 0,55 x Si Mn< 2,5-0,8 x Si.
S výhodou je chemické zloženie ocele také, že samostatne alebo lepšie súčasne platí, že jednako
0,8 % < Mn < 1,2 %
0,8 %< Si <1,7% a jednako
0,9%<C<1,1 %
1,3 % < Cr< 1,6 %.
Výhodne je taktiež obsah kremíka vyšší ako 1,2 %, pričom autori konštatovali, že neočakávane dochádza k tomu, že keď je súčasne obsah kremíka vyšší ako 1,2 % a obsah mangánu je nižší ako 1,5 % a výhodne nižší ako 1,2 %, ale vyšší ako 0,8 %, je stabilita austenitu veľmi podstatne zlepšená.
Vynález sa taktiež týka spôsobu výroby prvkov na valivé ložiská, pri ktorom sa pripraví polotovar z ocele podľa vynálezu, tento polotovar sa tvaruje plastickou deformáciou za tepla na získanie predvýrobku a konkrétne predvýrobku bezšvovej rúrky, na predvýrobku sa uskutočňuje globulizačné spracovanie, spočívajúce v ohreve na teplotu od 750 °C do
850 °C, nasledovným ochladzovaním, ktorého maximálna rýchlosť je 10 ’C/hod., až na teplotu 650 °C, na získanie štruktúry s tvrdosťou nižšou ako 270 HV a obsahujúcu jemnú disperziu karbidov a eventuálne tvarovanie plastickou deformáciou za studená, napríklad valcovaním za studená alebo ťahaním za studená, na získanie výrobku, z ktorého sa odrezáva diel, ktorý sa tvaruje plastickou deformáciou za studená alebo za tepla alebo obrábaním na získanie predvýrobku prvku valivého ložiska a na predvýrobku prvku valivého ložiska sa uskutočňuje tepelné spracovanie kalením pomocou ochladenia, napríklad olejom, po austenizácii pri teplote 800 °C a 950 °C a tepelné spracovanie popúšťaním medzi 100 °C a 400 °C a výhodne pod 250 °C, čím sa získa prvok na valivé ložisko, ktorý má štruktúru, ktorej tvrdosť je v rozmedzí od 58 HRC a 67 HRC a ktorá je tvorená zvyškovými karbidmi, martenzitom a 5 % až 30 % zvyškovým austenitom.
Vynález sa konečne týka jednak bezšvovej rúrky z ocele podľa vynálezu a jednak prvku na valivé ložisko z ocele podľa vynálezu, ktorý má štruktúru tvorenú zvyškovými karbidmi, martenzitom a 5 % až 30 % zvyškovým austenitom, tepelne stabilného až do najmenej 400 °C.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Vynález bude teraz konkrétnejšie opísaný na príkladoch uskutočnenia, neobmedzujúcich jeho rozsah.
Na výrobu prvku valivého ložiska, ako ložiskového krúžku valivého telesa, ktorý má dobrú odolnosť proti zárezom (vrubom), napríklad z bezšvovej rúrky, sa použije oceľ, ktorej chemické zloženie obsahuje, v percentách hmotnosti:
- viac ako 0,6 % a výhodne viac ako 0,9 % uhlíka na získanie dostatočnej tvrdosti a dostatočného podielu zvyškového austenitu, ale má menej ako
1.5 % a výhodne menej ako 1,1 %, aby sa zabránilo tvorbe príliš veľkých segregácií a na obmedzenie tvorby primárnych karbidov,
- viac ako 0,75 % a výhodne viac ako 0,8 % a ešte lepšie viac ako 1,2 % kremíka, na zvýšenie stability zvyškového austenitu za tepla (približne medzi 170 °C a 450 °C a výhodne nad 300 °C) a tvrdosti, ale menej ako
2.5 % a výhodne menej ako 1,7 %, lebo keď je obsah kremíka príliš vysoký, stane sa oceľ príliš krehkou, najmä preto, aby mohla byť tvarovaná plastickou deformáciou,
- viac ako 0,4 % mangánu a výhodne viac ako 0,8 % preto, aby mohla získať kaliacu štruktúru, ktorá má obsah zvyškového austenitu vyšší ako 5 % a výhodne vyšší ako 15 %, pričom obsah mangánu musí byť taký, že Mn < 0,75 + 0,55 x Si, na získanie dobrej odlievateľnosti, bez ktorej sa stáva obťažné získať oceľ dostatočne čistú preto, aby mala dobrú odolnosť proti únave ložiska a taký, že Mn < 2,5 - 0,8 Si, na umožnenie dokončovacích operácií a tvarovania plastickou deformáciou za studená, pričom z uvedených vzťahov vyplýva, že obsah mangánu musí byť nižší ako 1,5 %, pričom je výhodné, aby bol nižší ako 1,2 %,
- od 0,2 % do 2 % chrómu a výhodne od 1,3 % do 1,6 %, na získanie jednak dostatočnej kaliteľnosti a jednak tvorby zárodkov globulárnych t
karbidov s veľkosťou nižšou ako 2 pm, rovnomerne rozdelených a v dostatočnom množstve,
- menej ako 0,5 % niklu, čo je zvyškový prvok, ktorý nie je nevyhnuteľný, ale ktorý má priaznivý účinok na kaliteľnosť,
- menej ako 0,2 % molybdénu, čo je prvok, ktorý spomaluje zmäkčovanie pri popúšťaní,
- od Ο % do 0,05 % hliníka a menej ako 0,04 % síry, pričom zvyšok je tvorený železom a nečistotami z výroby.
Táto oceľ sa odlieva a eventuálne valcuje na vytváranie polotovaru, ktorý keď sa má vyrábať ložiskový krúžok z bezšvovej rúrky, je polotovar kruhového prierezu na rúrku. Tento polotovar sa teraz vytvára plastickou deformáciou za tepla na získanie predvýrobku vyrábaného prvku, napríklad valcovaním za tepla na získanie bezšvovej rúrky.
Predvýrobok vyrábaného prvku sa teraz podrobí globulizačnému tepelnému spracovaniu, spočívajúcom v ohreve pri teplote od 750 °C do 850 °C, s následným chladením, ktorého maximálna rýchlosť je 10 °C/hod., až na teplotu 650 °C, na získanie štruktúry s tvrdosťou nižšou ako 270 HV, ktoré má jemný rozptyl karbidov. Toto tepelné spracovanie je potrebné na to, aby sa oceli dodala dobrá schopnosť tvarovania plastickou deformáciou za studená a dobrá obrobiteľnosť, čo je spôsob používaný na vyrábanie výrobku napríklad valcovaním za studená alebo ťahaním za studená. Tento výrobok, ktorým môže byť bezšvová rúrka, vyznačuje sa tým, že sa dá dobre kalibrovať. Slúži na výrobu predvýrobkov vyrábaných súčiastok, napríklad predvýrobku ložiskových krúžkov na valivé ložiská.
Výroba predvýrobkov vyrábaných súčiastok, uskutočňovaná tvarovaním dielov, narezaných z výrobku, za studená alebo za tepla alebo obrábaním dielov narezaných z výrobkov, dokončuje sa tepelným spracovaním, ktoré pozostáva z kalenia a popúšťania. Získa sa tak prvok valivého ložiska. Teplota austenizácie pred kalením, vyššia ako 800 °C, sa nastaví tak, že sa po kalení získa štruktúra tvorená martezitom, 5 % až 30 % zvyškovým austenitom a sieťou zvyškových karbidov. Podiel zvyškového austenitu, ktorého prítomnosť je nevyhnutná na získanie dobrej odolnosti proti tvorbe zárezov, závisí na hodnote bodu Ms (teplota začiatku martenzitickej transformácie), ktorá sama o sebe závisí súčasne na zložení ocele a na podmienkach austenizácie. Odborník v odbore môže určiť tieto parametre, napríklad pomocou dilatometrických skúšok. Popúšťanie, ktoré presnejšie povedané predstavuje odstraňovanie napätia, sa uskutočňuje ohrevom nad 100 °C za účelom stabilizácie štruktúry, ale na teplotu nižšiu, ako 400 °C a výhodne nižšiu ako 250 °C, aby nedošlo k destabilizácii zvyškového austenitu.
V prvom prípade sa vytvorilo desať laboratórnych odliatkov, a to dva podľa vynálezu (označené A a B) a osem na porovnanie (označené C, D, E, F, G, H, I a J). Tieto odliatky, ku ktorým bola pripojená štandardná oceľ 100 Cr6, určené najmä na ukázanie účinku legovacích prvkov na rôzne vlastnosti ocele na ložiská, mali nasledujúce chemické zloženia (v % hmotnosti, pričom sú udávané iba hlavné prvky a zvyšok je železo a nečistoty), zostavené do tabuľky 1A a 1 B.
TAB.1A
Príklad | A | B | C | D | E |
Uhlík | 0,957 | 0,972 | 0,950 | 0,959 | 0,938 |
Kremík | 1,508 | 1,080 | 2,501 | 2,508 | 0,446 |
Mangán | 1,006 | 1,100 | 1,016 | 2,074 | 2,110 |
Nikel | 0,138 | 0,161 | 0,132 | 0,126 | 0,129 |
Chróm | 1,632 | 1,520 | 1,571 | 1,607 | 1,6055 |
Molybdén | 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 |
ΤΑΒ.1Β
Príklad | F | G | H | I J | 100 C6 | |
Uhlík | 0,972 | 0,950 | 0,952 | 0,985 | 0,966 | 1,000 |
Kremík | 1,509 | 1,513 | 0,501 | 1,040 | 2,060 | 0,200 |
Mangán | 2,045 | 0,263 | 1,022 | 0,345 | 0,297 | 0,300 |
Nikel | 0,124 | 0,131 | 0,139 | 0,149 | 0,159 | - |
Chróm | 1,539 | 1,570 | 1,606 | 1,490 | 1,520 | 1,500 |
Molybdén | 0,019 | 0,020 | 0,021 | 0,017 | 0,019 | - |
Hliník | 0,032 | 0,027 | 0,022 | 0,032 | 0,038 | a |
Síra | 0,008 | 0,006 | 0,004 | 0,009 | 0,006 | - |
Ocele boli odlievané do ingotov s hmotnosťou 65 kg, ktoré boli vykované do tyčí štvorcového prierezu so stranou 20 mm a potom globulizované udržovaním počas 1 hodiny 30 °C nad teplotu konca transformácie perlitu na austenit, pričom nasledovalo ochladenie až na teplotu 650 °C rýchlosťou od 8 do 10 °C za hodinu, dokončované ochladením vzduchom na teplotu okolitého prostredia. Spôsobilosť deformácie za studená bola vyhodnotená meraním pružnosti KCU pri
I teplote 60 °C, vyjadrenej v daJ/cm2. Keď je táto pružnosť vyššia ako 4,2 daJ/cm2, spôsobilosť tvarovania za studená je dobrá, zatiaľ čo v opačnom prípade je zlá. Predvýrobky sa potom ochladili v studenom oleji po austenizácii na teplotu 895 °C a bol zmeraný jednak obsah τ zvyškového austenitu a jednak teplota Θ začiatku destabilizácie zvyškového austenitu. Bola taktiež hodnotená odlievateľnosť. Výsledky boli zostavené do nasledujúcej tab. 2A a 2B.
ΤΑΒ. 2Α
Príklad | A | B | C | D | E |
Si (%) | 1,508 | 1,080 | 2, 501 | 2,508 | 0,446 |
Μη (%) | 1,006 | 1,100 | 1,016 | 2,074 | 2,110 |
0,75 + 0,55 Si | 1,579 | 1,344 | 2,125 | 2,129 | 0,995 |
odlievateľnosť | dobrá | dobrá | dobrá | dobrá | zlá |
2,5 - 0,8 Si | 1,294 | 1,636 | 0,499 | 0,494 | 2,143 |
KCU pri 60 eC | 4,2 | 5,5 | 1,3 | 0,5 | 5,6 |
daj/cm2 | |||||
T | 14% | 17% | 15% | 19% | nd |
Θ | 390 eC | 400 °C | 405 ’C | 440 eC | 260 ’C |
ΤΑΒ. 2Β
Príklad Si (%) | F 1,509 | G 1,513 | H 0,501 | I 1,040 | J 2,060 | 100 C6 0,200 |
Mn (%) | 2,045 0,263 1,022 | 0,345 | 0,297 0,300 0,75 + 0,55 Si | |||
1,580 1,582 1,025 1,322 1,883 0,86 | ||||||
odlievaternosť | zlá | dobrá. | dobrá | dobrá | dobrá | dobrá |
2,5 - 0,8 Si | 1,293 | 1,290 | 2,099 | 1,668 | 0,852 | | 2,34 |
KCU pri 60 ’C | 2,1 | 4,6 | 6,7 | 6,0 | 4,4 | 6,6 |
daJ/cm2 | ||||||
T | 22% | 9% | 9% | 14% | 12% | |
Θ | 410 “C | 350 ’C | 225 ’C | nd | nd | 170 °C |
.11
Tieto výsledky ukazujú, že iba odliatky A a B podľa vynálezu spojujú všetky požadované vlastnosti, to znamená dobrú odlievateľnosť, dobrú spôsobilosť deformácie za studená, zvýšený zvyškový podiel austenitu a stabilnú štruktúru až do zvýšených teplôt. Tieto dva posledné znaky boli výrazne vyššie ako u štandardnej ocele 100 Cr6.
Okrem toho ukázali skúšky stability zvyškového austenitu pri rovnomernom namáhaní a cyklickom stlačovaní, že:
- pre odliatky, u ktorých je obsah kremíka vyšší ako 1%, zostáva zvyškový austenit stabilný, keď je vystavený stlačeniu na napätie v šmyku 1 400 MPa, zatiaľ čo v rovnakých podmienkach je 50 % zvyškového austenitu ocele 100 Cr6 (obsahujúci menej ako 0,5 % kremíka) destabilizovaných,
- skúšky destabilizácie zvyškového austenitu pri cyklickom stlačovaní (napätie ekvivalentného šmyku premenlivého medzi 25 MPa a 1 025 MPa pri frekvencii 200 Hz) ukázali, že nevzniká po 1 milióne cyklov žiadna destabilizácia u odliatkov obsahujúcich okolo 1 % mangánu a 1,5 % kremíka (odliatok A).
V druhom príklade bol vyrobený odliatok v priemyselnej mierke z ocele podľa vynálezu, z ktorého sa vyrobil ložiskový krúžok. Chemické zloženie ocele, v percentách hmotnosti, bolo nasledujúce:
C = 0,9 %
Si = 1,25%
Mn = 1 %
Cr=1,4%
Ni = 0,25 %
Mo = 0,015%, pričom zvyšok bol tvorený železom a nečistotami z výroby.
Táto oceľ bola odliata a valcovaná vo forme guľatiny na rúrku s priemerom 100 mm. Guľatina na rúrku bola za tepla perforovaná medzi dvoma valcami a potom valcovaná za tepla na získanie predvýrobku bezšvovej rúrky s vonkajším priemerom 67,5 mm a vnútorným priemerom 36,5 mm. Predvýrobok rúrky bol podrobený globulizačnému spracovaniu, spočívajúcemu v jeho udržovaní počas dvoch hodín na teplote 800 °C, nasledovnému chladeniu až na teplotu 650 °C rýchlosťou 10 eC za hodinu, čím sa získala tvrdosť podľa Brinella s hodnotou 240 HB. Predvýrobok rúrky sa potom valcoval za studená na získanie bezšvovej rúrky s vonkajším priemerom 42,9 mm a vnútorným priemerom 22,7 mm.
Z rúrky sa odrezávali a obrábali ložiskové krúžky, ktoré sa potom podrobili kaleniu v oleji po austenizácii pri teplote 900 °C a popúšťaniu pri teplote 200 °C, čím sa získala štruktúra obsahujúca 18 % zvyškového austenitu.
Bola skúšaná odolnosť proti tvorbe zárezov, a to na únavu axiálneho ložiska pri silnom cyklickom stlačení, pri použití ložiskového krúžku a pred tým sa vytvorili zárezy (vruby) v úrovni ložiskových dráh dvoma súmerne uloženými Vickersovými odtlačkami a meraním časov, v ktorých došlo k poškodeniu krúžkov. Porovnali sa krúžky podľa vynálezu a krúžky z ocele 100 C6 podľa stavu techniky s odtlačkami, ktorých diagonálne rozmery boli 267 pm a 304 pm. Ako u krúžkov podľa vynálezu, tak i u krúžkov podľa stavu techniky, bpla tyrdosť 64 HRC.
Výsledky boli nasledujúce:
Veľkosť zárezov
267 pm
Vynález
100 Cr 6 podľa stavu techniky > 269 hodín 145 hodín
304 pm 252 hodín hodín
Tieto výsledky ukazujú, že krúžky podľa vynálezu mali viac ako dvojnásobnú životnosť pokiaľ ide o veľké zárezy.
Oceľ podľa vynálezu sa predovšetkým dobre hodí na výrobu ložiskových krúžkov z bezšvových rúrok, ale je taktiež dobre uspôsobená na výrobu krúžkov, guľôčok, valčekov a ihiel z valcovaných tyčí alebo drôtov. Tieto prvky môžu byť tvarované plastickou deformáciou za tepla alebo za studená alebo obrábaním.
Claims (11)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Oceľ na výrobu prvkov valivých ložísk, vyznačujúca sa tým, že jej chemické zloženie obsahuje, v percentách 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%<AI<0,05%S < 0,04 %, pričom zvyšok je železo a nečistoty vyplývajúce z výroby a zloženie okrem toho vyhovuje vzťahom:Mn < 0,75 + 0,55 x SiMn< 2,5-0,8 x Si, s výnimkou jednak ocelí, ktorých chemické zloženie obsahuje, v percentách hmotnosti:0,4 % < C < 0,8 %Cr<0,8%Mo < 1 %0,01 < Si <2%0,2 % < Mn < 2 %, a jednak ocelí, ktorých chemické zloženie obsahuje, v percentách hmotnosti:0,9%<C<1,3%0,6 %< Si <1,2%1,1 %<Mn<1,6%1,3%<Cr<1,7%
- 2. Oceľ podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že jej chemické zloženie je také, že0,8 % < Mn < 1,2 %0,8 %< Si <1,7%.
- 3. Oceľ podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúca sa tým, že jej chemické zloženie je také, žeSi >1,2%.
- 4. Oceľ podľa nároku 1, vyznačujúca sa tým, že jej chemické zloženie je také, že0,9%<C<1,1 %1,3 % < Cr < 1,6 %.
- 5. Oceľ podľa nároku 4, vyznačujúca sa tým, že jej chemické zloženie je také, že0,8%<Mn<1,2%0,8 %< Si <1,7%.
- 6. Oceľ podľa nároku 4 alebo 5, vyznačujúca sa tým, že jej chemické zloženie je také, žeSi >1.2%.
- 7. Spôsob výroby prvku na valivé ložisko, pri ktorom sa tvaruje polotovar prvku valivého ložiska plastickou deformáciou za tepla na získanie predvýrobku a konkrétne predvýrobku bezšvovej rúrky, na predvýrobku sa uskutočňuje globulizačné spracovanie, na získanie štruktúry s tvrdosťou nižšou ako 270 HV a obsahujúcou jemnú disperziu karbidov a eventuálne tvarovanie plastickou deformáciou za studená, napríklad valcovaním za studená alebo ťahaním za studená, na získanie výrobku, pričom z výrobku sa odrezáva diel, ktorý sa tvaruje plastickou deformáciou za studená alebo za tepla alebo obrábaním na získanie predvýrobku prvku valivého ložiska a na predvýrobku prvku valivého ložiska sa uskutočňuje konečné tepelné spracovanie na získanie prvku na valivé ložisko, ktorý má štruktúru, ktorej tvrdosť je v rozmedzí od 58 HRC a 67 HRC a ktorá je tvorená zvyškovými karbidmi, martenzitom a 5 % až 30 % zvyškovým austenitom, pričom konečné tepelné spracovanie spočíva v izotermickom kalení alebo ochladzovaní, napríklad olejom, po austenizácii pri teplote 800 ’C a 950 ’C a popúšťaní medzi 100 ’C a 400 °C a výhodne pod 250 ’C, vyznačujúci sa tým, že sa použije oceľ podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6 a globulizačné spracovanie spočíva v ohreve na teplotu od 750 ’C do 850 ’C, nasledovným ochladzovaním, ktorého maximálna rýchlosť je10 ’C/hod., až na teplotu 650 ’C.* .
- 8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že výrobok je bezšvová rúrka.
- 9. Bezšvová rúrka z ocele podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6.
- 10. Prvok na valivé ložisko z ocele podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, ktorý má štruktúru tvorenú sieťou karbidov, martenzitom a 5 % až 30 % zvyškovým austenitom.
- 11. Prvok podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že je v tvare krúžku alebo prstenca.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9704092A FR2761699B1 (fr) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | Acier et procede pour la fabrication d'une piece pour roulement |
PCT/FR1998/000653 WO1998045495A1 (fr) | 1997-04-04 | 1998-04-01 | Acier et procede pour la fabrication d'une piece pour roulement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SK127499A3 true SK127499A3 (en) | 2000-05-16 |
Family
ID=9505496
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SK1274-99A SK127499A3 (en) | 1997-04-04 | 1998-04-01 | Steel and process for the manufacture of a part for ball bearing |
Country Status (17)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US6162390A (sk) |
EP (1) | EP0972090B1 (sk) |
JP (1) | JP2001519853A (sk) |
KR (1) | KR20010006033A (sk) |
CN (1) | CN1251622A (sk) |
AR (1) | AR012333A1 (sk) |
AT (1) | ATE305527T1 (sk) |
AU (1) | AU7053698A (sk) |
BR (1) | BR9809568A (sk) |
CA (1) | CA2286380A1 (sk) |
DE (1) | DE69831733T2 (sk) |
FR (1) | FR2761699B1 (sk) |
PL (1) | PL336005A1 (sk) |
SK (1) | SK127499A3 (sk) |
TR (1) | TR199902374T2 (sk) |
WO (1) | WO1998045495A1 (sk) |
ZA (1) | ZA982894B (sk) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000266064A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-09-26 | Komatsu Ltd | 円筒ころ軸受及び針状ころ軸受用軸部品 |
NL1012382C2 (nl) * | 1999-06-17 | 2000-12-19 | Skf Eng & Res Centre Bv | Staal voor wentelconstructie. |
JP4423754B2 (ja) * | 2000-06-22 | 2010-03-03 | 日本精工株式会社 | 転動軸の製造方法 |
KR100427614B1 (ko) * | 2001-04-13 | 2004-04-29 | 서울대학교 공과대학 교육연구재단 | 덕트 내부의 능동 소음 제어용 스마트 폼 및 그것을구비한 조립체 |
DE10247372A1 (de) * | 2002-10-10 | 2004-04-22 | Rexroth Star Gmbh | Verfahren zur Herstellung von gehärteten, insbesondere wälzbeanspruchten, Bauteilen aus Stahl |
KR100541720B1 (ko) * | 2002-11-02 | 2006-01-11 | 주식회사 스틸카스피 | 베어링용 내,외측레이스 및 저어널베어링의 제조방법 |
WO2004067790A1 (ja) * | 2003-01-30 | 2004-08-12 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 軸受要素部品用鋼管、その製造方法および切削方法 |
JP4252837B2 (ja) * | 2003-04-16 | 2009-04-08 | Jfeスチール株式会社 | 転動疲労寿命の優れた鋼材及びその製造方法 |
US20060026838A1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-09 | Timken Us Corporation | High carbon steel formed bearing assembly |
DE102004059592B4 (de) * | 2004-12-10 | 2014-09-04 | MTU Aero Engines AG | Verfahren zum Oberflächenstrahlen von Hohlräumen, insbesondere von Hohlräumen an Gasturbinen |
DE102005014967A1 (de) * | 2005-04-01 | 2006-10-05 | Schaeffler Kg | Geschweißter Wälzlagerring aus Wälzlagerstahl |
JP4569961B2 (ja) * | 2005-09-13 | 2010-10-27 | 山陽特殊製鋼株式会社 | ボールネジまたはワンウェイクラッチ用部品の製造方法 |
CZ299495B6 (cs) * | 2005-12-06 | 2008-08-13 | Comtes Fht, S. R. O. | Zpusob výroby vysokopevných nízkolegovaných ocelových trubek |
JP4781847B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2011-09-28 | Jfeスチール株式会社 | 転動疲労性の優れた鋼部材の製造方法 |
CN101903539A (zh) * | 2007-12-20 | 2010-12-01 | Posco公司 | 轴承钢盘条、轴承钢盘条的制造方法、钢轴承的热处理方法、钢轴承及轴承钢的均热处理方法 |
FR2935988B1 (fr) | 2008-09-12 | 2010-10-08 | Ascometal Sa | Acier, notamment pour roulements et pieces mecaniques aptes a la cementation ou a la carbonitruration, et pieces realisees avec cet acier. |
JP2011208745A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
JP5697901B2 (ja) | 2010-06-09 | 2015-04-08 | Ntn株式会社 | 転がり軸受軌道輪用リング部材および転がり軸受 |
KR101551805B1 (ko) | 2010-11-29 | 2015-09-09 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 구상화 어닐링 후의 가공성이 우수하고, 그리고 ?칭·템퍼링 후의 내수소 피로 특성이 우수한 베어링강 |
KR20130048798A (ko) | 2010-11-29 | 2013-05-10 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 구상화 어닐링 후의 가공성이 우수하고, 그리고 ?칭·템퍼링 후의 내수소 피로 특성이 우수한 베어링강 |
BR112013012641B1 (pt) * | 2010-12-13 | 2018-06-05 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Aço de rolamento de cromo de alto carbono e método de produção do mesmo |
JP5820326B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2015-11-24 | 株式会社神戸製鋼所 | 転動疲労特性に優れた軸受用鋼材およびその製造方法 |
CN110004365A (zh) * | 2019-04-16 | 2019-07-12 | 柳州市创科复合金属陶瓷制品有限公司 | 板坯连铸辊用新型轴承座 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU161047A1 (ru) * | 1962-11-03 | 1964-03-09 | Всесоюзный научно исследовательский институт подшипниковой | Шарикоподшипниковая сталь, содержашая углерод, марганец, кремний, хром |
FR1528752A (fr) * | 1967-04-25 | 1968-06-14 | Edelstahlwerk 8 Mai 1945 Veb | Acier, fondu sous vide, pour paliers de laminoirs et analogues |
US3663314A (en) * | 1970-10-14 | 1972-05-16 | Kaizo Monma | Bearing steel composition |
US3826694A (en) * | 1972-05-18 | 1974-07-30 | Torrington Co | Thermal treatment of steel |
US4023988A (en) * | 1976-02-02 | 1977-05-17 | Ford Motor Company | Heat treatment for ball bearing steel to improve resistance to rolling contact fatigue |
US5167727A (en) * | 1989-10-02 | 1992-12-01 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Alloy steel tire cord and its heat treatment process |
JPH04362123A (ja) * | 1991-06-06 | 1992-12-15 | Kawasaki Steel Corp | 軸受用鋼素材の製造方法 |
JPH0610097A (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-18 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 転動疲労特性に優れた軸受鋼 |
JP3351041B2 (ja) * | 1993-02-26 | 2002-11-25 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受 |
JP3435799B2 (ja) * | 1993-05-13 | 2003-08-11 | 日本精工株式会社 | 転がり軸受 |
JP3241491B2 (ja) * | 1993-06-29 | 2001-12-25 | 大同特殊鋼株式会社 | 高温高速回転用転がり軸受 |
US5478523A (en) * | 1994-01-24 | 1995-12-26 | The Timken Company | Graphitic steel compositions |
-
1997
- 1997-04-04 FR FR9704092A patent/FR2761699B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-04-01 JP JP54244198A patent/JP2001519853A/ja active Pending
- 1998-04-01 TR TR1999/02374T patent/TR199902374T2/xx unknown
- 1998-04-01 AT AT98917279T patent/ATE305527T1/de not_active IP Right Cessation
- 1998-04-01 BR BR9809568-4A patent/BR9809568A/pt active Search and Examination
- 1998-04-01 KR KR1019997009111A patent/KR20010006033A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-04-01 SK SK1274-99A patent/SK127499A3/sk unknown
- 1998-04-01 CA CA002286380A patent/CA2286380A1/fr not_active Abandoned
- 1998-04-01 PL PL98336005A patent/PL336005A1/xx unknown
- 1998-04-01 DE DE69831733T patent/DE69831733T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-01 EP EP98917279A patent/EP0972090B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-01 AU AU70536/98A patent/AU7053698A/en not_active Abandoned
- 1998-04-01 CN CN98803825A patent/CN1251622A/zh active Pending
- 1998-04-01 WO PCT/FR1998/000653 patent/WO1998045495A1/fr active IP Right Grant
- 1998-04-03 AR ARP980101544A patent/AR012333A1/es unknown
- 1998-04-06 ZA ZA982894A patent/ZA982894B/xx unknown
- 1998-04-06 US US09/055,357 patent/US6162390A/en not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-07-13 US US09/615,713 patent/US6403026B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-07-13 US US09/615,712 patent/US6383317B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0972090B1 (fr) | 2005-09-28 |
AU7053698A (en) | 1998-10-30 |
ZA982894B (en) | 1998-10-26 |
TR199902374T2 (xx) | 2000-04-21 |
US6383317B1 (en) | 2002-05-07 |
KR20010006033A (ko) | 2001-01-15 |
AR012333A1 (es) | 2000-10-18 |
FR2761699B1 (fr) | 1999-05-14 |
PL336005A1 (en) | 2000-06-05 |
ATE305527T1 (de) | 2005-10-15 |
US6162390A (en) | 2000-12-19 |
US6403026B1 (en) | 2002-06-11 |
CN1251622A (zh) | 2000-04-26 |
DE69831733D1 (de) | 2006-02-09 |
JP2001519853A (ja) | 2001-10-23 |
EP0972090A1 (fr) | 2000-01-19 |
CA2286380A1 (fr) | 1998-10-15 |
BR9809568A (pt) | 2000-07-04 |
FR2761699A1 (fr) | 1998-10-09 |
DE69831733T2 (de) | 2006-06-22 |
WO1998045495A1 (fr) | 1998-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SK127499A3 (en) | Steel and process for the manufacture of a part for ball bearing | |
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 | |
JP6857738B2 (ja) | 浸炭軸受部品用鋼材 | |
KR100939462B1 (ko) | 피로 강도가 우수한 열간 단조품 및 그 제조 방법 그리고기계 구조 부품 | |
JP2002256397A (ja) | 耐食性に優れた高硬度マルテンサイト系ステンレス鋼 | |
KR20130058069A (ko) | 냉간 단조성이 우수한 침탄용 강 및 그 제조 방법 | |
RU2324760C2 (ru) | Сталь и изготовленный из нее формовочный инструмент для пластмассы | |
US20190040506A1 (en) | Martensitic stainless steel member and method for manufacturing same, and martensitic stainless steel component and method for manufacturing same | |
JPH05117804A (ja) | 加工性および転動疲労性に優れた軸受用鋼 | |
CN103547696A (zh) | 改进型轴承钢 | |
US20140182414A1 (en) | Steel for induction hardening and crankshaft manufactured by using the same | |
MX2012005737A (es) | Acero con alta resistencia al templado. | |
WO2001029277A1 (fr) | Acier pour grand roulement et parties pour grand roulement | |
KR100685544B1 (ko) | 강재, 그 용도 및 제조 방법 | |
JPH07188857A (ja) | 軸受部品 | |
EP0704546B1 (en) | An improved steel composition for bearings and method of producing the same | |
US6123785A (en) | Product and process for producing constant velocity joint having improved cold workability and strength | |
US5733388A (en) | Steel composition for bearings and method of producing the same | |
SK1442001A3 (en) | Steel for making a ball bearing part | |
JPH0215604B2 (sk) | ||
CZ347299A3 (cs) | Ocel pro výrobu prvků valivých ložisek, způsob její výroby, bezešvá trubka a prvek pro valivé ložisko z oceli | |
JPS61166919A (ja) | 高靭性非調質温間鍛造品の製造方法 | |
JPH04362123A (ja) | 軸受用鋼素材の製造方法 | |
JP2003001307A (ja) | 圧延ロール | |
JPS59159971A (ja) | 焼入性のすぐれた冷間鍛造用鋼 |