vijesti

Trendovi razvoja materijala za kotrljajuće ležajeve

 

In kotrljajući ležajProizvodnja, svojstva materijala direktno određuju vijek trajanja ležaja, pouzdanost i primjenjive radne uslove. Trenutno se dijelovi ležajeva uglavnom izrađuju od visokougljičnog hromiranog čelika za ležajeve, kao što su uobičajeni GCr15 i GCr15SiMn. Posljednjih godina, s razvojem opreme prema većim brzinama, većim opterećenjima, višim temperaturama i složenijim radnim uslovima, materijali za ležajeve se također stalno unapređuju, uglavnom pokazujući sljedeće smjerove razvoja:

 

1. Čelik za ležajeve visoke prokaljivosti

 

Kako bi se zadovoljile potrebe za dijelovima ležajeva velikih dimenzija s debelim stijenkama, industrija je postepeno razvila čelike za ležajeve visoke prokaljivosti, kao što su GCr15SiMo i GCr18Mo. Ovi materijali mogu postići ujednačenu okaljenu strukturu pri većim dimenzijama poprečnog presjeka, poboljšavajući ukupnu čvrstoću i vijek trajanja dijelova, te su pogodni za velike ležajeve i tešku opremu.

 

2. Površinski kaljeni ležajni čelik

 

Površinski kaljeni čelik GCr4 se obično koristi u teškoj opremi kao što su željeznička vozila i valjaonice. Korištenjem indukcijskog zagrijavanja srednje frekvencije i brzog hlađenja, na površini dijelova može se formirati kaljeni sloj određene dubine, što ležaju daje i visoku površinsku tvrdoću i visoku žilavost jezgra, čime se poboljšava otpornost na zamor i otpornost na udarce.

 

3. Nove vrste ležajeva od nehrđajućeg čelika

Tradicionalni nehrđajući čelici poput 9Cr18 i 9Cr18Mo (440C) imaju dobru otpornost na koroziju, ali su skloni stvaranju grubih karbida, što utiče na vijek trajanja pri zamoru i kvalitet površine. Martenzitni nehrđajući čelik 0.7C-13Cr, razvijen posljednjih godina, smanjenjem sadržaja ugljika i kroma te smanjenjem eutektičkih karbida, dodatno poboljšava performanse kontaktnog zamora, žilavost i otpornost ležajeva na koroziju. Obično se koristi u preciznim ležajevima otpornim na hrđu, kao što su ležajevi tvrdih diskova i ležajevi medicinske opreme.

 

4. Visokočvrsti legirani čelik

 

Čelici za ležajeve serije GT, zahvaljujući optimiziranom sastavu legure, poboljšavaju čvrstoću i žilavost matrice i poboljšavaju stabilnost pri otpuštanju. Pogodni su za konstrukcije ležajeva za teške ili lagane uvjete rada i imaju dobar vijek trajanja u uvjetima čistog podmazivanja.

 

5. Čelik za ležajeve otporan na kontaminaciju

 

U praktičnoj primjeni, čestice prašine ili habanja u mazivom ulju mogu formirati udubljenja na površini ležaja, što dovodi do koncentracije napona i preranog ljuštenja usljed zamora. Kako bi se riješio ovaj problem, Japan je razvio TF seriju čelika za ležajeve otpornih na kontaminaciju (kao što su TF, HTF, STF, NTF, itd.).

 

Optimizacijom sadržaja ugljika i odnosa elemenata legure, materijal formira više finih karbida i povećava zadržani austenit, čime se smanjuje koncentracija napona na rubovima udubljenja. Praktično iskustvo pokazuje da ležajevi izrađeni od čelika TF serije mogu imati 4-10 puta duži vijek trajanja u uvjetima kontaminiranog podmazivanja.

 

6. Čelik za ležajeve kvazi-visokih temperatura

Kada se obični GCr15 ležajevi koriste u okruženjima temperature od 100℃ do 200℃, na podpovršinskom sloju materijala lako se formira "svijetlo bijela zona" niske tvrdoće, čime se smanjuje vijek trajanja ležaja. Kako bi se riješio ovaj problem, razvijeni su kvazi-visokotemperaturni čelici za ležajeve kao što su NTJ2 i KUJ7. Odgovarajućim povećanjem sadržaja elemenata kao što su Cr, Si i Mo, suzbija se stvaranje svijetlo bijelih zona, što omogućava ležajevima da održe dobar vijek trajanja i dimenzionalnu stabilnost čak i na 150℃.～180℃. Ovi materijali se široko koriste u automobilskim motorima, generatorima i opremi za vruću obradu.

 

7. Čelik za ležajeve otporan na visoke temperature

U uslovima rada na visokim temperaturama i velikim brzinama, kao što je to slučaj u vazduhoplovstvu, tradicionalni materijali nisu dovoljni. Rani čelici za ležajeve za visoke temperature, kao što su T1, T2, T10 i M50, iako posjeduju visoku tvrdoću na visokim temperaturama, imaju visok sadržaj legirajućih elemenata i visoku cijenu.

 

Posljednjih godina, Evropa i Sjedinjene Američke Države razvile su novu generaciju čelika za cementaciju na visokim temperaturama, kao što su M50NiL, CBS1000 i RBD. Među njima, M50NiL je najčešće korišten. Nakon cementacije, na površini se formiraju fini karbidi, stvarajući zaostali tlačni napon. Njegova žilavost jezgra može doseći 2,5 puta veću od žilavosti M50, što rezultira dužim vijekom trajanja na zamor. Trenutno se uglavnom koristi u oblastima vrhunske opreme kao što su ležajevi glavnog vratila avionskih motora. Općenito, razvoj materijala za kotrljajuće ležajeve kontinuirano napreduje prema većoj čvrstoći, većoj pouzdanosti, otpornosti na zagađenje, otpornosti na koroziju i performansama na visokim temperaturama. S razvojem vazduhoplovstva, nove energetske opreme i vrhunske proizvodnje, istraživanje i primjena novih materijala za ležajeve nastavit će se produbljivati, pružajući jaču tehničku podršku za poboljšanje performansi ležajeva.