1. Cải thiện công nghệ luyện kim để cải thiện độ sạch và tính đồng nhất của thép
So với các nước công nghiệp hóa, mặc dù hàm lượng oxy của thép chịu lực ở Trung Quốc gần bằng mức độ tiên tiến của nước ngoài, nhưng kích thước và sự phân bố của vùi và đồng nhất cacbua, tính đồng nhất về thành phần và khoảng cách lớn so với ở nước ngoài, chẳng hạn như kích thước lớn của vùi và cacbua không đồng đều hơn, dạng thành phần cơ bản của khu vực đen trắng, v.v., do sự thiếu hụt chất lượng bộ phận ổ trục, ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ của ổ trục, độ tin cậy và tính nhất quán.
Ngoài ra, sự tồn tại của các vùi kích thước lớn trên bề mặt tiếp xúc lăn cũng làm giảm nghiêm trọng độ chính xác của bề mặt và tăng tiếng ồn mang.Do đó, ngành công nghiệp ổ trục nên đàm phán với ngành luyện kim, được thúc đẩy trong ngành luyện kim, trên cơ sở giảm hơn nữa hàm lượng oxy trong công nghệ đúc và công nghệ cán, nghiên cứu kiểm soát và công nghệ thử nghiệm, như cải tiến đúc liên tục khuấy điện từ, tăng kích thước của phôi đúc liên tục, tăng cường ủ ủ khuếch tán nhiệt độ cao, vv, để cải thiện sự bao gồm và tính đồng nhất của kích thước và phân phối của cacbua.
Phát triển và thúc đẩy các loại thép mới để đáp ứng các yêu cầu của vòng bi khác nhau
Với sự thu nhỏ, nhẹ và tốc độ cao của động cơ chính, môi trường sử dụng ổ trục ngày càng đa dạng hơn, và các yêu cầu đối với ổ trục ngày càng trở nên khắt khe hơn. Hiện tại, các loại thép hiện có ở Trung Quốc không còn có thể đáp ứng hoặc đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của động cơ chính cho ổ trục. Do đó, việc phát triển và quảng bá các vật liệu mới cần được tích cực thực hiện.Chẳng hạn như sự phát triển của vòng bi kích thước lớn với thép có độ cứng cao, quá tải và làm sạch điều kiện bôi trơn hoặc trong điều kiện thép chịu lực nhỏ, nhẹ, trong điều kiện ô nhiễm sử dụng vòng bi trong thép cacbonat và thép carbon cao, nhiệt độ cao (nhiệt độ làm việc dưới 200oC) trong điều kiện sử dụng thép chịu lực và các điều kiện đặc biệt của thép chịu lực (thép không gỉ, thép chịu nhiệt độ cao).
Nghiên cứu và thúc đẩy công nghệ xử lý nhiệt mới
1. Làm nguội
Do độ bền va đập tốt và ứng suất nén trên bề mặt của vòng bi làm nguội đẳng nhiệt bainitic, xu hướng của vết nứt tay áo bên trong trong quá trình lắp ráp, khối rơi bên ngoài và phá vỡ ống tay áo trong quá trình sử dụng được giảm đáng kể, và ứng suất cạnh nồng độ của các con lăn có thể được giảm.Do đó, tuổi thọ trung bình và độ tin cậy của ổ trục sau quá trình làm nguội đẳng nhiệt được cải thiện đáng kể so với sau khi làm nguội thông thường.Quá trình này được sử dụng rộng rãi trong vòng bi đường sắt, vòng bi máy cán và vòng bi được sử dụng trong các điều kiện làm việc đặc biệt.So với các biện pháp kéo dài cuộc sống khác, quá trình này đơn giản và chi phí thấp hơn.Trong những năm gần đây, Trung Quốc đã phát triển một loại thép mới đặc biệt là thép làm nguội bainite GCr18Mo để thúc đẩy ứng dụng làm nguội bainite trong các bộ phận chịu lực cỡ lớn.Do nhiều ưu điểm của quy trình này, nên khuyến khích sử dụng vòng bi với điều kiện dịch vụ kém (tải trọng va đập lớn, bôi trơn kém, v.v.) hoặc yêu cầu độ tin cậy cao, và nghiên cứu thêm về khả năng chống mòn và tuổi thọ mỏi sau khi xử lý bainite .
2. Carbonitriding bề mặt
Viện nghiên cứu mang Luoyang trong những năm 1980, nghiên cứu ứng suất martensite làm nguội bằng thép chịu lực, thông qua nghiên cứu về sự đặc biệt của các bộ phận thép mang crôm carbon cao sau khi cacbon hóa cứng, cải thiện hàm lượng austenite còn sót lại trên bề mặt, cải thiện trạng thái ứng suất của bề mặt tăng khả năng truyền với carbonitriding, mà không làm giảm độ cứng bề mặt trên cơ sở cải thiện hàm lượng austenite còn lại trên bề mặt, để cải thiện tuổi thọ mỏi chịu lực và độ tin cậy của điều kiện bôi trơn trong ô nhiễm.
Công nghệ chỉnh sửa bề mặt
Các tính chất bề mặt được cải thiện bằng cách xử lý bề mặt thích hợp để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của vòng bi trong các điều kiện đặc biệt.Chẳng hạn như ứng dụng công nghệ lắng đọng khí trong lớp phủ đá kim cương mương có thể đạt được hiệu quả giảm ma sát, chống mài mòn, cải thiện đáng kể tuổi thọ ổ trục và hiệu suất bảo trì chính xác, có thể được sử dụng trong vòng bi điện gia dụng, ổ cứng máy tính vòng bi;Công nghệ sơn nhiệt có thể được sử dụng để phủ vật liệu gốm oxit nhôm trên xi lanh bên ngoài vòng ngoài của ổ trục, có thể cải thiện hiệu suất cách điện của ổ trục, ngăn ngừa hư hỏng điện và cải thiện tuổi thọ và độ tin cậy của ổ trục động cơ.Bôi trơn chống ma sát có thể đạt được bằng cách ngâm hoặc đặt M0S2 trên bề mặt các bộ phận ổ trục.
Thiết bị xử lý nhiệt và các công nghệ liên quan
1. Khí quyển và kiểm soát
Từ việc sử dụng hệ thống sưởi khí quyển bảo vệ đến kiểm soát chính xác tiềm năng carbon và đốt nóng khí quyển có kiểm soát nitơ, hiệu suất của các bộ phận được cải thiện sau khi xử lý nhiệt và các khuyết tật xử lý nhiệt như khử cacbon và nứt được giảm đáng kể.Kết hợp với công nghệ kiểm soát biến dạng dập tắt của xử lý nhiệt, nó có thể làm giảm dung sai hoàn thiện sau khi xử lý nhiệt, cải thiện tốc độ sử dụng vật liệu và hiệu quả gia công, và cải thiện trạng thái bề mặt của các bộ phận sau khi hoàn thiện, như cấu trúc, bề mặt carbon, độ cứng và trạng thái ứng suất.
2. Tự động hóa và thông minh
Một mặt, theo yêu cầu của các bộ phận, vật liệu, kích thước cấu trúc, sử dụng kiến thức về luyện kim vật lý và công nghệ mô phỏng và phát hiện máy tính tiên tiến, tối ưu hóa các tham số quy trình, để đạt được hiệu suất cần thiết hoặc tối đa hóa tiềm năng của vật liệu;Mặt khác, nó có thể cải thiện mức độ tự động hóa và tính ổn định của xử lý nhiệt, đảm bảo đầy đủ tính ổn định của quy trình tối ưu hóa và hiện thực hóa mục tiêu phân tán chất lượng sản phẩm nhỏ (hoặc bằng 0), để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất của động cơ chính trong các điều kiện sử dụng khác nhau và cải thiện độ tin cậy và tuổi thọ của ổ trục.
Vi. Biến dạng và ổn định kích thước
Trong quá trình làm nguội martensite, do các bộ phận làm mát không đồng đều, ứng suất nhiệt và ứng suất vi cấu trúc chắc chắn xuất hiện và dẫn đến biến dạng của các bộ phận.Quá trình làm nguội sau khi biến dạng các bộ phận (bao gồm thay đổi kích thước và hình dạng) bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, là một vấn đề khá phức tạp, chẳng hạn như các bộ phận của hình dạng và kích thước, tính đồng nhất của tổ chức ban đầu, trước khi dập tắt gia công thô số lượng, kích thước của ứng suất dư gia công, v.v.), nhiệt độ làm nguội và tốc độ gia nhiệt, cách đặt phôi, vào đường dầu, đặc tính của môi trường làm nguội và cách lưu thông, nhiệt độ của môi trường, v.v ... đều có thể ảnh hưởng đến biến dạng của các bộ phận.Biến dạng cần được nghiên cứu kết hợp với các thiết bị và sản phẩm cụ thể, và các biện pháp kiểm soát biến dạng cần được đưa ra, như áp dụng phương pháp làm nguội quay, làm nguội khuôn, kiểm soát đầu vào dầu của các bộ phận, vv để giảm biến dạng nhiệt xử lý và nâng cao hiệu quả xử lý và hiệu suất của các bộ phận.
Sau khi làm nguội martensitic, sự ổn định kích thước của bộ phận chủ yếu bị ảnh hưởng bởi ba biến đổi khác nhau: sự di chuyển carbon từ mạng martensitic để tạo thành -carbide, phân hủy austenitic dư và Fe3c, được đặt chồng lên nhau.Trong khoảng từ 50 ° c đến 120 ° c, thể tích của bộ phận bị giảm do sự kết tủa của - cacbua. Nói chung, bộ phận đã hoàn thành việc chuyển đổi này sau khi ủ ở 150 ° c và ảnh hưởng của nó đến sự ổn định kích thước của bộ phận trong quá trình sử dụng sau này có thể bị bỏ qua.Trong khoảng từ 100oC đến 250oC, austenit còn lại bị phân hủy và biến thành martensite hoặc bainite, sẽ đi kèm với sự gia tăng về thể tích.Ở nhiệt độ trên 200oC, cacbua chuyển đổi thành xi măng, dẫn đến giảm thể tích của chi tiết.Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng austenite còn lại bị phân hủy dưới tải trọng bên ngoài hoặc ở nhiệt độ ủ thấp (ngay cả ở nhiệt độ phòng), dẫn đến sự thay đổi kích thước của các bộ phận.Do đó, trong thực tế sử dụng, nhiệt độ gia nhiệt của tất cả các bộ phận ổ trục phải cao hơn nhiệt độ dịch vụ 50oC, độ ổn định kích thước của các bộ phận có yêu cầu cao hơn để giảm hàm lượng austenite còn lại và cải thiện độ ổn định kích thước, độ chính xác, tuổi thọ và độ tin cậy trong lưu trữ và sử dụng.