Quais são os requisitos especiais para processos de usinagem de precisão comumente usados ​​na fabricação de pistas de rolamentos de aço inoxidável

Rolamentos de aço inoxidável , especialmente os rolamentos de aço inoxidável martensítico, como o AISI 440C, são valorizados por sua combinação de resistência à corrosão e dureza. Entretanto, a fabricação dessas pistas de rolamentos requer processos de usinagem de precisão de alto padrão, como retificação e superacabamento. Devido às propriedades metalúrgicas inerentes ao aço inoxidável, essas etapas de usinagem impõem requisitos ainda mais rigorosos aos parâmetros do processo e à precisão do equipamento do que aquelas do aço comum para rolamentos.

1. Requisitos especiais para retificação: prevenção de danos térmicos e endurecimento por trabalho

A retificação é um processo crítico para formar a geometria da pista e obter precisão dimensional e de tolerância. Dada a alta dureza e baixa condutividade térmica do aço inoxidável 440C, o processo de retificação deve ser rigorosamente controlado para evitar a introdução de defeitos superficiais que possam afetar a vida útil do rolamento.

1. Controle rigoroso de calor de moagem

Acumulação de calor: Devido à baixa condutividade térmica do aço inoxidável 440C, o calor gerado durante a retificação é difícil de dissipar rapidamente, levando a altas temperaturas transitórias na superfície da peça. Esta alta temperatura pode causar amolecimento da superfície da pista, reduzindo a dureza da pista e encurtando significativamente a vida útil da fadiga de contato.

Estratégia de refrigerante: Um refrigerante de alto fluxo e alta pressão deve ser usado para um resfriamento robusto. A seleção de um fluido de moagem com excelentes propriedades de lubrificação e resfriamento é crucial para garantir o controle eficaz da temperatura na zona de moagem e evitar a formação de uma camada de danos térmicos.

Baixo avanço, alta velocidade: Para reduzir as forças de retificação e a geração de calor, geralmente são necessários um baixo avanço radial e uma velocidade adequada do rebolo. As propriedades de autoafiação do rebolo também devem ser otimizadas para manter uma aresta de corte afiada e evitar embotamento, o que pode causar um aumento repentino de calor.

2. Suprimindo o endurecimento do trabalho e o estresse residual

Tendência de endurecimento por trabalho do 440C: Durante o corte ou retificação, os grãos da superfície do aço inoxidável martensítico são propensos à deformação plástica, resultando em endurecimento por trabalho. Esta camada endurecida aumenta a dificuldade de corte posterior e pode piorar a rugosidade superficial.

Controle de tensão residual: Parâmetros de retificação incorretos podem facilmente introduzir tensão de tração residual na superfície da pista. A tensão de tração reduz significativamente a resistência à fadiga e a resistência à corrosão sob tensão de um material. A retificação de precisão qualificada deve gerar uma tensão de compressão residual favorável na superfície, o que é crucial para melhorar a vida útil da fadiga por contato de rolamento dos rolamentos.

II. Requisitos especiais para superacabamento: obtenção de alta integridade superficial

O superacabamento, também conhecido como brunimento, é a etapa final na usinagem de pistas de rolamentos. Seu objetivo é eliminar a ondulação superficial e os erros de circularidade deixados pela retificação, alcançando uma rugosidade superficial extremamente baixa.

1. Controle de ondulação e precisão topográfica

Eliminação de marcas de retificação: O núcleo do superacabamento reside no uso de uma pedra abrasiva para oscilar a pista em baixa pressão, alta frequência e movimentos curtos, removendo efetivamente os picos microscópicos deixados pela retificação. Para materiais de alta dureza como 440C, a seleção da pedra (por exemplo, tamanho de partícula, ligante) e o controle de pressão exigem um controle ainda mais preciso para garantir que apenas os picos sejam removidos sem perturbar a geometria macroscópica da pista.

Precisão do perfil redondo e do sulco: O ultraacabamento melhora significativamente os erros de formato do perfil da pista. Os rolamentos de aço inoxidável de alta precisão exigem arredondamento da pista e curvatura da ranhura em níveis de mícron ou mesmo submícron, o que exige a máxima rigidez e precisão de controle de movimento do equipamento de ultraacabamento.

2. Rugosidade da superfície e filme lubrificante

Ra extremamente baixo: O ultraacabamento pode reduzir a rugosidade da superfície (Ra) das pistas de aço inoxidável para Ra 0,02 mícrons ou até menos. Esta superfície ultralisa ajuda a formar uma película lubrificante hidrodinâmica estável, reduzindo o atrito e a geração de calor, o que é crucial para o desempenho em alta velocidade.

Otimização da integridade da superfície: Durante o processo de ultraacabamento, controlando a pressão da pedra oleada e o fluido de corte, uma camada uniforme de deformação plástica a frio com tensão de compressão residual é formada na superfície da pista. Essa camada melhora a resistência ao desgaste e à lascamento da pista e é crucial para a confiabilidade dos rolamentos de aço inoxidável.

3. Requisitos de limpeza e antipoluição

Os rolamentos de aço inoxidável requerem atenção especial à limpeza, pois seus ambientes de aplicação são frequentemente sensíveis à contaminação.

Rebarbação e Limpeza: Rebarbação e lavagem completas são essenciais após o lixamento e superacabamento. Mesmo minúsculas partículas de metal ou resíduos abrasivos, mesmo em nível de mícron, podem causar danos secundários às pistas em altas velocidades, causando ruído e falhas prematuras.

Prevenção de ferrugem e passivação: Ao contrário dos aços para rolamentos comuns, os rolamentos de aço inoxidável normalmente requerem passivação após a usinagem para remover ferro livre residual e contaminantes na superfície, promover a formação de uma película protetora de óxido de cromo e garantir que a resistência à corrosão atenda aos requisitos do projeto.