Wat zijn de speciale vereisten voor veelgebruikte precisiebewerkingsprocessen bij de productie van roestvrijstalen lagerloopbanen

Roestvrij stalen lagers , vooral martensitische roestvrijstalen lagers zoals AISI 440C, worden gewaardeerd vanwege hun gecombineerde corrosieweerstand en hardheid. De vervaardiging van deze lagerloopbanen vereist echter hoogwaardige precisiebewerkingsprocessen, zoals slijpen en superfinishing. Vanwege de inherente metallurgische eigenschappen van roestvrij staal stellen deze bewerkingsstappen nog strengere eisen aan procesparameters en apparatuurnauwkeurigheid dan die voor gewoon lagerstaal.

1. Speciale vereisten voor het slijpen: voorkomen van thermische schade en verharding van het werk

Slijpen is een cruciaal proces voor het vormen van loopbaangeometrie en het bereiken van maat- en tolerantienauwkeurigheid. Gezien de hoge hardheid en lage thermische geleidbaarheid van 440C roestvrij staal moet het slijpproces strikt worden gecontroleerd om te voorkomen dat oppervlaktedefecten worden geïntroduceerd die de levensduur van de lagers kunnen beïnvloeden.

1. Strikte slijpwarmtecontrole

Warmteaccumulatie: vanwege de lage thermische geleidbaarheid van 440C roestvrij staal is de tijdens het slijpen gegenereerde slijpwarmte moeilijk snel af te voeren, wat leidt tot tijdelijk hoge temperaturen op het werkstukoppervlak. Deze hoge temperatuur kan ervoor zorgen dat het loopvlakoppervlak zachter wordt, waardoor de hardheid van het loopvlak afneemt en de levensduur van contactvermoeidheid aanzienlijk wordt verkort.

Koelvloeistofstrategie: Voor robuuste koeling moet een koelvloeistof onder hoge druk worden gebruikt. Het selecteren van een slijpvloeistof met uitstekende smeer- en koeleigenschappen is cruciaal om een ​​effectieve temperatuurcontrole in de slijpzone te garanderen en de vorming van een thermische schadelaag te voorkomen.

Lage voeding, hoge snelheid: Om de slijpkrachten en de warmteontwikkeling te verminderen, zijn doorgaans een lage radiale voeding en een geschikte slijpschijfsnelheid vereist. De zelfslijpende eigenschappen van de slijpschijf moeten ook worden geoptimaliseerd om een ​​scherpe snijkant te behouden en botheid te voorkomen, wat een plotselinge toename van de hitte kan veroorzaken.

2. Het onderdrukken van werkverharding en reststress

De neiging tot verharding van 440C: Tijdens het snijden of slijpen zijn de oppervlaktekorrels van martensitisch roestvrij staal gevoelig voor plastische vervorming, wat resulteert in verharding door vervorming. Deze verharde laag vergroot de moeilijkheidsgraad van het daaropvolgende snijden en kan de oppervlakteruwheid verergeren.

Residuele spanningscontrole: Onjuiste slijpparameters kunnen gemakkelijk resterende trekspanning op het loopvlakoppervlak veroorzaken. Trekspanning vermindert de vermoeiingssterkte en weerstand tegen spanningscorrosie van een materiaal aanzienlijk. Gekwalificeerd precisieslijpen zou een gunstige restdrukspanning op het oppervlak moeten genereren, wat cruciaal is voor het verbeteren van de levensduur van lagers bij rolcontactvermoeidheid.

II. Speciale vereisten voor superfinishing: Het bereiken van een hoge oppervlakte-integriteit

Superfinishing, ook wel honen genoemd, is de laatste stap bij het bewerken van lagerloopbanen. Het doel is om oppervlaktegolvings- en rondheidsfouten die ontstaan ​​door het slijpen te elimineren, waardoor een extreem lage oppervlakteruwheid wordt bereikt.

1. Golving en topografische nauwkeurigheid beheersen

Elimineren van slijpsporen: De kern van superfinishing ligt in het gebruik van een schuursteen om de loopbaan te laten oscilleren bij lage druk, hoge frequentie en korte slagen, waardoor microscopisch kleine pieken die door het slijpen zijn achtergebleven, effectief worden verwijderd. Voor materialen met een hoge hardheid, zoals 440C, vereisen de steenselectie (bijv. deeltjesgrootte, bindmiddel) en drukregeling een nog nauwkeurigere controle om ervoor te zorgen dat alleen de pieken worden verwijderd zonder de macroscopische geometrie van de loopbaan te verstoren.

Rondheid en groefprofielnauwkeurigheid: Ultra-afwerking verbetert de vormfouten van het loopbaanprofiel aanzienlijk. Uiterst nauwkeurige roestvrijstalen lagers vereisen rondheid van de loopbaan en kromming van de groef tot micron- of zelfs submicronniveaus, wat de ultieme stijfheid en bewegingscontrolenauwkeurigheid van de ultra-afwerkingsapparatuur vereist.

2. Oppervlakteruwheid en smeerfilm

Extreem lage Ra: Ultra-afwerking kan de oppervlakteruwheid (Ra) van roestvrijstalen loopvlakken verminderen tot Ra 0,02 micron of zelfs lager. Dit ultragladde oppervlak helpt bij het vormen van een stabiele hydrodynamische smeerfilm, waardoor wrijving en warmteontwikkeling worden verminderd, wat cruciaal is voor prestaties bij hoge snelheden.

Optimalisatie van oppervlakte-integriteit: Tijdens het ultra-afwerkingsproces wordt, door het regelen van de oliesteendruk en de snijvloeistof, een uniforme koude plastische vervormingslaag met resterende drukspanning gevormd op het loopvlakoppervlak. Deze laag verbetert de slijtvastheid en weerstand tegen afbrokkelen van de loopbaan en is cruciaal voor de betrouwbaarheid van roestvrijstalen lagers.

3. Vereisten voor netheid en bestrijding van vervuiling

Roestvaststalen lagers vereisen bijzondere aandacht voor reinheid, omdat hun toepassingsomgevingen vaak gevoelig zijn voor verontreiniging.

Ontbramen en reinigen: Grondig ontbramen en wassen zijn essentieel na het slijpen en superfinishen. Zelfs kleine metaaldeeltjes of schuurresten, zelfs op micronniveau, kunnen bij hoge snelheden secundaire schade aan de loopbanen veroorzaken, wat leidt tot lawaai en voortijdige uitval.

Roestpreventie en passivatie: In tegenstelling tot gewoon lagerstaal moeten roestvrijstalen lagers na de bewerking doorgaans worden gepassiveerd om achtergebleven vrij ijzer en verontreinigingen op het oppervlak te verwijderen, de vorming van een beschermende chroomoxidefilm te bevorderen en ervoor te zorgen dat de corrosieweerstand voldoet aan de ontwerpvereisten.