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¿Cuáles son los requisitos básicos para los materiales de los cojinetes?

 

El material más común paraaspectoses acero para rodamientos. La estructura interna, la uniformidad de la composición química, las inclusiones no metálicas, el tamaño y la distribución de las partículas de carburo y el grado de descarburación deaspectosDeben cumplir con requisitos muy estrictos. De lo contrario, estos defectos acortarán significativamente la vida útil del rodamiento y la aplicabilidad del material.

 

1. Pureza deCojineteAcero: El desprendimiento por fatiga de las piezas de los rodamientos está relacionado con las inclusiones no metálicas en el acero, especialmente los óxidos. Esto se debe a que, durante la rotación de un rodamiento, las superficies de contacto de las piezas se ven sometidas a cargas pulsantes. Las inclusiones no metálicas provocan una interrupción localizada de la continuidad de la matriz de acero, lo que conlleva concentración de tensiones, deformación plástica alrededor de las inclusiones y la formación de microfisuras.

 

Además, el contenido de gases (oxígeno, nitrógeno, hidrógeno) en el acero para rodamientos es un indicador importante de pureza. El oxígeno disuelto en el acero precipita al disminuir la temperatura y forma inclusiones de óxido con elementos como aluminio, calcio, silicio y manganeso. El nitrógeno forma inclusiones de nitruro de aluminio altamente dispersas e inclusiones relativamente gruesas de nitruro de titanio y carbonitruro de titanio en el acero. Cuando los átomos de hidrógeno agregados se combinan para formar moléculas de hidrógeno, generan una presión inmensa. Una vez que esta presión supera el límite de resistencia del acero, se producen grietas internas que forman manchas blancas. Reducir el contenido de gases es un paso crucial para mejorar la pureza del acero para rodamientos.

 

En los últimos años, muchos de los principales productores de acero para rodamientos de mi país han construido y puesto en funcionamiento hornos de arco eléctrico de ultra alta potencia, empleando tecnología avanzada de extracción excéntrica del crisol para el refinado secundario. Esto reduce el contenido de oxígeno en el acero a aproximadamente 10 × 10⁻⁶, llegando incluso a valores tan bajos como (4~3) × 10⁻⁶ en algunos casos. La tasa de refinado secundario también alcanza el 100%. Por lo tanto, se controla eficazmente la cantidad de inclusiones en el acero.

 

2. Uniformidad deCojineteAcero

 

La uniformidad del acero para rodamientos se refiere a la uniformidad de su composición química y carburos. La estructura, el peso, la temperatura de fundición y el método de fundición de los lingotes de acero afectan la distribución de la composición química en el acero. El proceso de calentamiento de los lingotes y palanquillas de acero antes del trabajo en caliente, la temperatura de finalización del trabajo en caliente y los métodos de enfriamiento posteriores, así como los procesos de recocido de esferoidización, afectan la uniformidad de los carburos. Con base en la forma, la distribución y las causas de formación de la inhomogeneidad de los carburos en la microestructura del acero para rodamientos, los carburos se pueden clasificar en carburos líquidos, carburos bandeados y carburos reticulados. La nocividad de los carburos líquidos es equivalente a la de las inclusiones en el acero. Los carburos bandeados de grado 3-4 pueden reducir la vida útil a la fatiga del acero en un 30%. Un aumento de un grado en los carburos reticulados puede reducir la vida útil del rodamiento en un tercio. El tamaño de las partículas de carburo afecta directa o indirectamente la vida útil del rodamiento. La clasificación de los carburos líquidos, los carburos bandeados y los carburos reticulados es un indicador de la uniformidad de los carburos.

 

3. Precisión dimensional y calidad superficial del acero

 

Mejorar la precisión dimensional del acero no solo aumenta la tasa de utilización de los materiales de los rodamientos, sino que también reduce las operaciones de mecanizado innecesarias. Algunas acerías han adoptado laminadoras de alta rigidez con líneas de tensión cortas, lo que reduce significativamente la desviación dimensional de las secciones transversales del acero. Para acero redondo con un diámetro inferior a 30 mm, la desviación del diámetro puede ser tan baja como 0,3 mm.

 

La vida útil y la fiabilidad de los rodamientos dependen de factores como su diseño estructural, los materiales utilizados, las técnicas y equipos de procesamiento en caliente y en frío, la instalación y las condiciones de funcionamiento. Entre estos, los materiales y el tratamiento térmico son factores clave que afectan la vida útil y la fiabilidad de los rodamientos. Debido a la influencia de los materiales y los procesos de tratamiento térmico, factores como la baja resistencia del material, la escasa pureza, la orientación inadecuada de las fibras en los materiales metálicos, la baja dureza, las relaciones de forjado inapropiadas y las altas tensiones residuales pueden provocar fácilmente daños en los rodamientos. En otros países, el impacto de la calidad del acero en la vida útil de los rodamientos fue de aproximadamente el 50 % en las décadas de 1950 y 1960, reduciéndose a un tercio en la década de 1980. Actualmente, en mi país, debido a la influencia de los procesos y equipos, la calidad del acero para rodamientos representa aproximadamente el 60 % de su vida útil. Por lo tanto, para los fabricantes de rodamientos, seleccionar materiales de alta calidad es un factor fundamental para mejorar la vida útil de los mismos.