Propriétés et exigences de l'acier à roulement (1)
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Les matériaux de roulement comprennent les matériaux et les cages des pièces de roulement, les rivets et autres matériaux auxiliaires. La grande majorité des roulements et leurs pièces sont en acier, et l'acier utilisé pour les roulements est généralement de l'acier au chrome à haute teneur en carbone et de l'acier cémenté. Avec le développement de la science et de la technologie modernes et l'utilisation croissante des roulements, les exigences pour les roulements deviennent de plus en plus élevées, telles qu'une haute précision, une longue durée de vie et une grande fiabilité. Pour certains roulements à usage spécial, les matériaux de roulement doivent également avoir une résistance à haute température, une résistance à la corrosion, des propriétés non magnétiques, à ultra-basse température, une résistance aux radiations et d'autres propriétés. De plus, les matériaux de roulement comprennent également les matériaux d'alliage, les métaux non ferreux et les matériaux non métalliques. De plus, des roulements en matériaux céramiques ont été utilisés dans les locomotives, les automobiles, les métros, l'aviation, l'aérospatiale, la chimie et d'autres domaines.
Les exigences matérielles de base des roulements dépendent dans une large mesure des performances de fonctionnement du roulement. La pertinence du matériau utilisé pour fabriquer les roulements aura une grande influence sur ses performances et sa durée de vie. En général, les principales formes de défaillance des roulements sont l'écaillage par fatigue sous contrainte alternée et la perte de précision des roulements due au frottement et à l'usure. De plus, il existe également des fissures, des indentations, de la rouille et d'autres raisons qui causent des dommages anormaux au roulement. Par conséquent, les roulements doivent avoir une résistance élevée à la déformation plastique, moins de frottement et d'usure, une bonne précision de rotation, une bonne précision et stabilité dimensionnelles et une longue durée de vie à la fatigue de contact. Et bon nombre de ces propriétés sont déterminées conjointement par le matériau et le processus de traitement thermique. Étant donné que les exigences de base des roulements pour les matériaux sont déterminées par la forme d'endommagement des roulements, les matériaux nécessaires à la fabrication des roulements doivent avoir les propriétés suivantes après un certain traitement thermique dans le post-processus :
a, haute résistance à la fatigue de contact
La défaillance par fatigue de contact est la principale forme de défaillance normale des roulements. Lorsque le roulement est en marche, les éléments roulants roulent entre les chemins de roulement des bagues intérieure et extérieure du roulement, et la pièce de contact est soumise à des charges alternées périodiques, qui peuvent atteindre des centaines de milliers de fois par minute. Sous l'action répétée de contraintes alternées périodiques, la surface de contact s'effrite par fatigue. Une fois que le roulement commence à se décoller, les vibrations et le bruit du roulement augmentent et la température de fonctionnement augmente fortement, entraînant des dommages finaux au roulement. Cette forme de dommage est appelée dommage par fatigue de contact. Par conséquent, l'acier pour roulements doit avoir une résistance élevée à la fatigue de contact.
b, haute résistance à l'usure
Lorsque les roulements fonctionnent normalement, en plus du frottement de roulement, il existe également un frottement de glissement. Les principales parties du frottement par glissement sont : la surface de contact entre l'élément roulant et le chemin de roulement, la surface de contact entre l'élément roulant et la poche de la cage, entre la cage et les nervures de guidage de l'anneau, et la face d'extrémité du rouleau et le guide de l'anneau, etc. .entre les parois latérales. L'existence de frottements de glissement dans les roulements entraîne inévitablement l'usure des pièces du roulement. Si la résistance à l'usure de l'acier du roulement est faible, le roulement perdra sa précision prématurément en raison de l'usure ou augmentera la vibration du roulement et réduira la durée de vie en raison de la diminution de la précision de rotation. Par conséquent, l'acier à roulement doit avoir une résistance élevée à l'usure.