Acero para cojinetes cementado de alto grado ZWZ15para soportar el viento, etc.
Resumen: Se presenta la composición, las propiedades y la aplicación del acero para cojinetes carburizado de alta calidad ZWZ 15 recientemente desarrollado y se compara con el acero 20Cr2Ni4. Los resultados muestran que el acero ZWZ 15 tiene mejores propiedades y puede cumplir con los requisitos de fabricación de rodamientos grandes.
Palabras clave: rodamiento; Cojinete de acero; Propiedades mecánicas; tratamiento térmico
Una de las direcciones de desarrollo importantes de la industria de fabricación de equipos es a gran escala. Con el aumento a gran escala de equipos como laminadores, barcos, turbinas eólicas, equipos de energía nuclear, equipos químicos y cabezales de carreteras, los cojinetes de soporte también muestran una tendencia a gran escala. En la actualidad, el acero para rodamientos carburizado existente en China no puede cumplir con los requisitos de fabricación de rodamientos grandes. Por ejemplo, cuando se utiliza acero para cojinetes cementado 20Cr2Ni4 para fabricar el anillo del cojinete del eje principal de una turbina eólica de 6 MW, la dureza de su superficie, la profundidad de la capa de endurecimiento efectivo y la dureza del núcleo no pueden cumplir con los requisitos técnicos del tratamiento térmico de cementación de las piezas del cojinete. Por lo tanto, Wafangdian Bearing Group Co., Ltd., Northeast Special Steel Group y Xining Special Steel desarrollaron conjuntamente un acero para cojinetes carburizado de alto grado ZWZ15 con mejor rendimiento que 20Cr2Ni4. Se presenta la composición, propiedades y aplicación de este acero y se compara con el acero 20Cr2Ni4.
1. Acero para rodamientos cementado 20Cr2Ni4
En la actualidad, los aceros para cojinetes carburizados comúnmente utilizados en China incluyen 20CrNiMo, 20CrNi2Mo, 10CrNi3Mo y 20Cr2Ni4. El acero 20Cr2Ni4 tiene la mejor templabilidad. En la actualidad, es el más utilizado y utilizado en China. Tiene un excelente rendimiento de trabajo en frío y en caliente y buenas propiedades mecánicas. Después del tratamiento térmico de cementación y enfriamiento, tiene una excelente dureza, resistencia al desgaste y una buena vida útil a la fatiga, lo que puede cumplir con los requisitos de rendimiento de las piezas de los cojinetes. Adecuado para el mecanizado de rodillos con un diámetro máximo de 160 mm y anillos de rodamiento con un espesor efectivo de 120 mm.
Consulte la Tabla 1 para conocer el estándar de composición química del acero 20Cr2Ni4 y la composición química real de la muestra. Consulte la Tabla 2 para conocer el estándar de propiedades mecánicas del acero y las propiedades mecánicas de la muestra. El proceso de tratamiento térmico de la muestra en la tabla es: (870 ± 20) grados de calentamiento y enfriamiento del aceite. Luego (790 ± 20) grados de calentamiento y enfriamiento de aceite. Templado a 150 ~ 200 grados y refrigeración por aire.
La temperatura de transformación de fase de la muestra de acero 20Cr2Ni4 se muestra en la Tabla 3, los datos de templabilidad se muestran en la Tabla 4 y la curva de enfriamiento final se muestra enFigura 1.
Fig. 1 Curva de enfriamiento final de muestras de acero 20cr2ni4 y zwz15
Si el rodillo con un diámetro efectivo superior a 160 mm y la férula con un grosor efectivo superior a 120 mm están hechos de acero 20Cr2Ni4, su dureza superficial, la profundidad efectiva de la capa de endurecimiento y la dureza del núcleo son difíciles de cumplir con los requisitos técnicos de las piezas de rodamiento. Para fabricar estas piezas de gran tamaño para cojinetes, es necesario desarrollar un acero para cojinetes cementado de alta calidad con un mejor rendimiento que el 20Cr2Ni4.
2. Desarrollo de acero ZWZ15
2.1 Diseño de composición
El proceso de desarrollo del acero para rodamientos extranjeros consiste básicamente en ajustar la composición sobre la base del acero maduro existente, de modo que el nuevo acero pueda obtener el rendimiento deseado, reducir el costo de desarrollo y la dificultad del nuevo acero y mejorar la tasa de éxito de el desarrollo del nuevo acero. De acuerdo con esta idea, sobre la base del acero 20Cr2Ni4, la composición química se ajusta adecuadamente. La composición química del acero ZWZ15 diseñado se muestra en la Tabla 5.
Tabla 5 Composición química del acero ZWZ15
Las principales diferencias entre el acero ZWZ15 y el acero 20Cr2Ni4 son:
(1) El acero ZWZ15 se agrega con Mo, y su fracción de masa es 0.25 por ciento ~ 0.35 por ciento. Mo puede mejorar la templabilidad y la estabilidad de revenido del acero, mejorar el rendimiento de cementación, refinar las partículas de carburo y mejorar la resistencia a la fatiga y al desgaste. Agregar una pequeña cantidad de Mo puede mejorar en gran medida la templabilidad del acero, pero no tiene ningún efecto sobre la trabajabilidad en frío y en caliente ni sobre las propiedades mecánicas del acero. El rendimiento tiene poco impacto.
(2) Reducir adecuadamente el contenido de C y mejorar la tenacidad a la fractura del acero ZWZ 15 puede compensar la reducción de la tenacidad a la fractura del acero ZWZ 15 causada por la adición de Mo hasta cierto punto y hacer que el acero ZWZ 15 se rompa. La tenacidad es equivalente a la del acero 20Cr2Ni4.
(3) En la actualidad, en la producción de acero para rodamientos en China, la tecnología de control de la composición del acero ha sido muy madura. La reducción adecuada del rango de composición de los elementos C, Ni y Si no aumentará la dificultad de producción y el costo de producción del acero para cojinetes, sino que también mejorará la consistencia de la composición del acero, el rendimiento del proceso y otros parámetros, y reducirá la fluctuación de la calidad del procesamiento en caliente posterior y tratamiento térmico.
2.2 Parámetros de rendimiento
La composición química del acero ZWZ 15 utilizado para la prueba se muestra en la Tabla 5. El proceso de tratamiento térmico de la muestra es: calentamiento de (870 ± 20) grados y enfriamiento del aceite. Luego (790 ± 20) grados de calentamiento y enfriamiento de aceite. Templado a 150 ~ 200 grados y refrigeración por aire. Las propiedades mecánicas del acero después del tratamiento se muestran en la Tabla 6.
Tabla 6 Propiedades mecánicas del acero ZWZ15
Puede verse en la tabla 2 y la tabla 6 que cuando se adopta el mismo proceso de tratamiento térmico, las propiedades mecánicas del acero ZWZ 15 son equivalentes a las del acero 20Cr2Ni4. La temperatura de transformación de la muestra de acero ZWZ 15 se muestra en la Tabla 7. Según la tabla 3 y la tabla 7, la temperatura de transformación de ZWZ 15 es similar a la del acero 20Cr2Ni4. Por lo tanto, se puede adoptar el mismo proceso de trabajo en caliente o uno similar.
Tabla 7 Temperatura de transformación del acero ZWZ15
Los datos de templabilidad de la muestra de acero ZWZ 15 se muestran en la Tabla 8, y la curva de enfriamiento final se muestra en la Figura 1. En las tablas 4 y 8 se puede ver que la templabilidad del acero ZWZ 15 es mucho mejor que la del acero 20Cr2Ni4 . Por lo tanto, el acero ZWZ 15 es adecuado para la fabricación de piezas de cojinetes más grandes.
Tabla 8Hdatos de ardenabilidad deZWZ 15 acero (AustenitizandoTtemperatura 870grado)
3. Tecnología de fundición y procesamiento de acero ZWZ15
3.1 Fundición y laminación
El proceso de fundición y laminado de ZWZ15 es básicamente el mismo que el del acero 20Cr2Ni4, pero preste atención al enfriamiento lento después del laminado para evitar grietas.
3.2 Forja y tratamiento térmico
Los parámetros del proceso de forjado de ZWZ 15 son básicamente los mismos que los del acero 20Cr2Ni4, pero preste atención al enfriamiento lento y al recocido oportuno después del forjado, y su proceso de recocido también es básicamente el mismo que el del acero 20Cr2Ni4.
La temperatura de cementación del acero ZWZ 15 es de 920 ~ 980 grados, y el tiempo de cementación se determina según la profundidad de la capa de cementación. Después de cementar, se enfría con aceite y se templa a alta temperatura con el tiempo. A la misma temperatura de cementación, la velocidad de cementación del acero ZWZ15 es básicamente la misma que la del acero 20Cr2Ni4. Sin embargo, debido a las piezas de rodamiento más grandes hechas de acero ZWZ 15, la profundidad de la capa de cementación requerida suele ser mayor. Para acortar el tiempo de cementación y reducir el costo de cementación, se debe adoptar una temperatura de cementación más alta en la medida de lo posible.
Templado a alta temperatura: Templado de 650 grados × 12 h más refrigeración por aire a 60 grados. Templado por debajo de más 650 grados × 12 h.
Apagado secundario: (790 ± 20) grados, refrigeración por aceite; Templado a 150 ~ 200 grados y refrigeración por aire.
3.3 Rango de tamaño de pieza aplicable
El acero para cojinetes carburizado avanzado ZWZ15 es adecuado para procesar rodillos con un diámetro de 150 ~ 280 mm y férulas con un espesor de pared efectivo de 120 ~ 230 mm. Después de la cementación y el enfriamiento anteriores, la dureza de la superficie, la profundidad efectiva de la capa endurecida y la dureza del núcleo pueden cumplir con los requisitos de JB / T 8881-2001condiciones técnicas para el tratamiento térmico de cementación de piezas de rodamientos.
Más sobreRodillo cónico WBM:
Los caminos de rodadura de los anillos interior y exterior son segmentos de conos y los rodillos son cónicos de modo que las superficies cónicas de los caminos de rodadura y los ejes de los rodillos, si se proyectaran, se encontrarían en un punto común en el eje principal del rodamiento. Esta geometría hace que el movimiento de los conos sea coaxial, sin deslizamiento entre los caminos de rodadura y el diámetro exterior de los rodillos.
Esta geometría cónica crea una zona de contacto lineal que permite transportar mayores cargas que con los rodamientos esféricos (de bolas), que tienen puntos de contacto. La geometría significa que las velocidades tangenciales de las superficies de cada uno de los rodillos son las mismas que sus pistas de rodadura a lo largo de toda la superficie de contacto y no se produce fricción diferencial.
Los rodillos están estabilizados y sujetos por una pestaña en el aro interior, contra la cual desliza su extremo grande, lo que evita que los rodillos salten debido al "efecto de semilla de calabaza" de su forma cónica.
WBM Company fue fundada en 1988 y estaba ubicada en la zona industrial de Lilou, distrito de Luolong, Luoyang, República Popular China. WBM es un proveedor profesional de matrices de rodamientos en frío, rodillos cónicos, herramientas de rectificado y equipos de detección y un servicio integral de consulta/comercio en la cadena de suministro de la industria de rodamientos. El diseño, la producción, las ventas, el servicio y la encuesta están incluidos en el sistema de gestión de calidad. Y la planta cubre 36300㎡. Hoy en día, WBM tiene 80 patentes de invención.
WBM ha obtenido los certificados de ISO9001:2000 e ISO/IATF16949. La excelente reputación de WBM se basa en nuestros principios básicos de gestión: innovación técnica, alta calidad y eficiencia de producción, trabajo arduo, cumplimiento y más allá de las expectativas de los clientes.