Các yêu cầu đặc biệt đối với các quy trình gia công chính xác thường được sử dụng khi sản xuất mương ổ trục bằng thép không gỉ là gì

Vòng bi thép không gỉ , đặc biệt là vòng bi thép không gỉ martensitic như AISI 440C, được đánh giá cao nhờ khả năng chống ăn mòn và độ cứng kết hợp của chúng. Tuy nhiên, việc sản xuất các mương ổ trục này đòi hỏi các quy trình gia công có độ chính xác tiêu chuẩn cao, chẳng hạn như mài và gia công siêu hoàn thiện. Do đặc tính luyện kim vốn có của thép không gỉ, các bước gia công này thậm chí còn đặt ra những yêu cầu nghiêm ngặt hơn về thông số quy trình và độ chính xác của thiết bị so với thép chịu lực thông thường.

1. Yêu cầu đặc biệt khi mài: Ngăn ngừa hư hỏng do nhiệt và làm cứng sản phẩm

Mài là một quá trình quan trọng để hình thành hình học mương và đạt được độ chính xác về kích thước và dung sai. Do thép không gỉ 440C có độ cứng cao và độ dẫn nhiệt thấp nên quá trình mài phải được kiểm soát chặt chẽ để tránh tạo ra các khuyết tật bề mặt có thể ảnh hưởng đến tuổi thọ ổ trục.

1. Kiểm soát nhiệt mài nghiêm ngặt

Tích nhiệt: Do tính dẫn nhiệt thấp của thép không gỉ 440C nên nhiệt mài sinh ra trong quá trình mài khó tiêu tán nhanh dẫn đến nhiệt độ cao thoáng qua trên bề mặt phôi. Nhiệt độ cao này có thể làm mềm bề mặt mương khi tôi luyện, làm giảm độ cứng của mương và rút ngắn đáng kể tuổi thọ mỏi tiếp xúc.

Chiến lược làm mát: Phải sử dụng chất làm mát có lưu lượng cao, áp suất cao để làm mát hiệu quả. Việc lựa chọn chất lỏng mài có đặc tính bôi trơn và làm mát tuyệt vời là rất quan trọng để đảm bảo kiểm soát nhiệt độ hiệu quả trong vùng mài và ngăn ngừa sự hình thành lớp hư hỏng do nhiệt.

Bước tiến thấp, tốc độ cao: Để giảm lực mài và sinh nhiệt, thường cần tốc độ tiến dao hướng tâm thấp và tốc độ bánh mài thích hợp. Đặc tính tự mài của đá mài cũng cần được tối ưu hóa để duy trì lưỡi cắt sắc bén, tránh bị cùn có thể gây tăng nhiệt đột ngột.

2. Ngăn chặn sự căng thẳng và căng thẳng còn sót lại trong công việc

Xu hướng làm cứng gia công của 440C: Trong quá trình cắt hoặc mài, các hạt bề mặt của thép không gỉ martensitic dễ bị biến dạng dẻo, dẫn đến gia công bị cứng lại. Lớp cứng này làm tăng khó khăn cho việc cắt tiếp theo và có thể làm xấu đi độ nhám bề mặt.

Kiểm soát ứng suất dư: Thông số mài không chính xác có thể dễ dàng tạo ra ứng suất kéo dư trên bề mặt mương. Ứng suất kéo làm giảm đáng kể độ bền mỏi và khả năng chống ăn mòn ứng suất của vật liệu. Việc mài chính xác đủ tiêu chuẩn sẽ tạo ra ứng suất nén dư thuận lợi trên bề mặt, điều này rất quan trọng để cải thiện tuổi thọ mỏi tiếp xúc lăn của vòng bi.

II. Yêu cầu đặc biệt đối với quá trình hoàn thiện siêu mịn: Đạt được độ toàn vẹn bề mặt cao

Gia công siêu tinh, còn được gọi là mài giũa, là bước cuối cùng trong quá trình gia công rãnh vòng bi. Mục tiêu của nó là loại bỏ lỗi bề mặt gợn sóng và độ tròn do mài, đạt được độ nhám bề mặt cực thấp.

1. Kiểm soát độ gợn sóng và độ chính xác của địa hình

Loại bỏ vết mài: Cốt lõi của quá trình hoàn thiện siêu mịn nằm ở việc sử dụng đá mài mòn để làm dao động đường lăn ở áp suất thấp, tần số cao và hành trình ngắn, loại bỏ hiệu quả các đỉnh cực nhỏ do mài để lại. Đối với các vật liệu có độ cứng cao như 440C, việc lựa chọn đá (ví dụ: kích thước hạt, chất kết dính) và kiểm soát áp suất thậm chí còn yêu cầu kiểm soát chính xác hơn để đảm bảo rằng chỉ loại bỏ các đỉnh mà không làm gián đoạn hình học vĩ mô của mương.

Độ chính xác về độ tròn và biên dạng rãnh: Gia công tinh siêu tốc cải thiện đáng kể các lỗi về hình dạng biên dạng mương. Vòng bi thép không gỉ có độ chính xác cao yêu cầu độ tròn của rãnh lăn và độ cong của rãnh đến mức micron hoặc thậm chí dưới micromet, đòi hỏi độ cứng tối đa và độ chính xác điều khiển chuyển động của thiết bị siêu hoàn thiện.

2. Độ nhám bề mặt và màng bôi trơn

Ra cực thấp: Quá trình hoàn thiện siêu mịn có thể làm giảm độ nhám bề mặt (Ra) của mương thép không gỉ xuống Ra 0,02 micron hoặc thậm chí thấp hơn. Bề mặt siêu mịn này giúp hình thành màng bôi trơn thủy động ổn định, giảm ma sát và sinh nhiệt, điều này rất quan trọng để đạt được hiệu suất tốc độ cao.

Tối ưu hóa tính toàn vẹn bề mặt: Trong quá trình siêu hoàn thiện, bằng cách kiểm soát áp suất đá dầu và chất lỏng cắt, một lớp biến dạng dẻo nguội đồng nhất với ứng suất nén dư được hình thành trên bề mặt mương. Lớp này cải thiện khả năng chống mài mòn và chống va đập của mương, đồng thời rất quan trọng đối với độ tin cậy của vòng bi thép không gỉ.

3. Yêu cầu về độ sạch và chống ô nhiễm

Vòng bi thép không gỉ đòi hỏi sự chú ý đặc biệt đến độ sạch sẽ vì môi trường ứng dụng của chúng thường nhạy cảm với ô nhiễm.

Làm sạch và làm sạch: Việc làm sạch và làm sạch kỹ lưỡng là điều cần thiết sau khi mài và siêu hoàn thiện. Ngay cả các hạt kim loại nhỏ hoặc cặn mài mòn, thậm chí ở mức micron, cũng có thể gây ra hư hỏng thứ cấp cho mương ở tốc độ cao, dẫn đến tiếng ồn và hỏng hóc sớm.

Ngăn ngừa và thụ động rỉ sét: Không giống như thép chịu lực thông thường, vòng bi thép không gỉ thường yêu cầu thụ động sau khi gia công để loại bỏ sắt tự do còn sót lại và các chất gây ô nhiễm trên bề mặt, thúc đẩy sự hình thành màng oxit crom bảo vệ và đảm bảo khả năng chống ăn mòn đáp ứng yêu cầu thiết kế.