Ciasteczka wykorzystywane przez serwis internetowy SKF

SKF uzywa na swoich stornach interentowych cookies w celu możliwie jak najlepszego dostosowywania prezentowanych informacji do preferencji odwiedzających, dotyczących między innymi regionu i języka. Czy wyrażasz zgodę na wykorzystywanie cookies przez SKF?

cookie_information_popup_text_2[150]

Materiały na pierścienie i elementy toczne łożyska

Standardowa stal łożyskowa

Stal wykorzystywana standardowo do produkcji super-precyzyjnych łożysk SKF jest niezwykle czystą, do hartowania na wskroś stalą węglowo-chromową (100Cr6) o zawartości węgla wynoszącej ok. 1% i zawartości chromu wynoszącej ok. 1,5%, zgodnie z normą ISO 683-17:1999. Taki skład stali łożyskowej zapewnia zoptymalizowanie z punktu widzenia technologii produkcji i parametrów użytkowych. Zazwyczaj stal ta jest poddawana obróbce cieplnej martenzytycznej lub bainitycznej, w wyniku której uzyskiwana jest twardość w zakresie od 58 do 65 HRC.

Super-precyzyjne łożyska SKF są stabilizowane cieplnie do pracy w 150 °C (300 °F). Inne czynniki, jak materiał koszyka, uszczelnienia lub smar, mogą zmniejszyć dopuszczalną temperaturę roboczą.

Informacje o właściwościach materiałów, patrz tabela 1.

Stal NitroMax (wysokoazotowa stal nierdzewna)
Stal NitroMax to nowa generacja bardzo czystej stali nierdzewnej o wysokiej zawartości azotu. W porównaniu do standardowej chromowo-węglowej stali łożyskowej (100Cr6), stal NitroMax zapewnia:
  • lepszą odporność na zmęczenie/zużywanie się w warunkach słabego smarowania
    (k < 1)
  • odporność na kruche pękanie
  • doskonałą odporność na korozję

Każda z tych właściwości przynosi korzyści, jeśli prędkość jest większa niż A = 1 to 1,15 × 106 mm/min.

Większa odporność na zmęczenie/zużywanie się umożliwia łożyskom dłuższą pracę we wszystkich warunkach smarowania, a w szczególności podczas smarowania cienką warstwą smaru, co jest wynikiem niedoboru kinematycznego środka smarnego przy bardzo wysokich prędkościach.

Zwiększona odporność na kruche pękanie zmniejsza ryzyko pęknięcia pierścienia wewnętrznego z powodu naprężeń rozciągających powodowanych siłami odśrodkowymi podczas pracy przy bardzo wysokich prędkościach.

W porównaniu do łożysk wykonanych ze stali węglowo-chromowej, ta bardzo czysta, o dużej zawartości azotu stal może znacząco wydłużyć trwałość eksploatacyjną łożyska podczas pracy w warunkach pełnego filmu smarnego (k ≥ 1). W warunkach cienkiego filmu smarnego, wydłużenie okresu eksploatacji jest jeszcze większe wykres 1.

Stal NitroMax jest nie tylko lepsza w porównaniu do konwencjonalnej łożyskowej stali węglowo-chromowej, ale również w porównaniu do innych gatunków stali wysokoazotowych. Aby wyjaśnić taki stan rzeczy, należy zrozumieć sposób, w jaki azot wpływa na mikrostrukturę stali i jak jest to optymalizowane podczas obróbki cieplnej.

Gdy stal węglowo-chromowa jest poddawana obróbce cieplnej, w czasie procesu wytwarzany jest duży, kruchy chrom oraz węgliki chromowo-molibdenowe, które zubożają otaczającą strukturę chromu i molibdenu, zmniejszając tym samym odporność stali na korozję. Z drugiej strony, gdy stal NitroMax jest hartowana i odpuszczana tworzone są małe ilości drobnego azotku chromu (ilustr. 1). Proces ten ma miejsce, ponieważ, gdy azot częściowo zastępuje węgiel w stopie stali, dużo większe ilości chromu są rozpuszczane w strukturze stali. Powstające w wyniku tego procesu mniejsze zubożone w chrom strefy dookoła azotków sprawiają, że stal NitroMax jest bardziej odporna na korozję (ilustr. 2).

Lepsza wytrzymałość zmęczeniowa stali NitroMax jest związana z jej spójną mikrostrukturą i doskonałym rozkładem azotku chromu z wytrąconymi wtórnymi nielicznymi jeśli są, węglikami w mikrostrukturze. Wysoka czystość struktury stali NitroMax wypada dużo korzystniej w porównaniu do stali 100Cr6, co pomaga wytłumaczyć doskonałe właściwości struktury stali NitroMax. Wysoka wytrzymałość na uderzenia, stabilność wymiarowa oraz twardość (> 58 HRC) wynika z faz oziębiania i odpuszczania podczas obróbki cieplnej.

Następna zaleta stali NitroMax to jej niska stała rozszerzalności cieplnej w porównaniu do stali 100Cr6. Zaleta ta w połączeniu z bardzo niską stałą rozszerzalności cieplnej ceramicznych elementów tocznych używanych standardowo w łożyskach SKF z pierścieniami ze stali NitroMax, umożliwia tym łożyskom być mniej wrażliwymi na różnice temperatury pierścieni wewnętrznych i zewnętrznych. Tym samym poziom napięcia wstępnego pozostaje dużo bardziej stabilny podczas ekstremalnych warunków pracy, dając w wyniku zmniejszone straty s z powodu tarcia, niższe temperatury robocze i dłuższy okres eksploatacji smaru.

Materiały ceramiczne

Materiałem ceramicznym używanym na elementy toczne w super-precyzyjnych łożyskach SKF jest azotek krzemu klasy łożyskowej zgodnym z normą ISO 26602:2009. Składa się on z drobnych, wydłużonych ziaren beta-azotku krzemu rozłożonych w masie szklanej. Materiał ten charakteryzuje się korzystnymi właściwościami szczególnie istotnymi dla łożysk precyzyjnych, którymi są:

  • wysoka twardość
  • wysoka wartość współczynnika sprężystości
  • mała gęstość
  • niska wartość współczynnika rozszerzalności cieplnej 
  • wysoka oporność elektryczna
  • niska stała dielektryczna
  • obojętność na działanie pola magnetycznego

Informacje o właściwościach materiałów, patrz tabela 1.

Łożyska z pierścieniami stalowymi i kulkami ceramicznymi są nazywane łożyskami hybrydowymi.

SKF logo