Thép chịu lực cao cấp ZWZ15cho gió mang vv
Tóm tắt: Thành phần, tính chất và ứng dụng của thép chịu lực thấm cacbon cao cấp ZWZ 15 mới được phát triển được giới thiệu và so sánh với thép 20Cr2Ni4. Kết quả cho thấy thép ZWZ 15 có các đặc tính tốt hơn, đáp ứng tốt các yêu cầu chế tạo các loại ổ trục lớn.
Từ khóa: ổ lăn; Thép chịu lực; Tính chất cơ học; xử lý nhiệt
Một trong những hướng phát triển quan trọng của ngành chế tạo thiết bị là quy mô lớn. Với quy mô ngày càng tăng của các thiết bị như máy cán, tàu, tua-bin gió, thiết bị điện hạt nhân, thiết bị hóa học và đầu đường, các ổ đỡ hỗ trợ cũng cho thấy xu hướng quy mô lớn. Hiện tại, thép chịu lực được cacbon hóa hiện có ở Trung Quốc không thể đáp ứng các yêu cầu sản xuất vòng bi lớn. Ví dụ, khi thép ổ trục thấm cacbon 20Cr2Ni4 được sử dụng để sản xuất vòng bi của trục chính tuabin gió 6 MW, độ cứng bề mặt, độ sâu lớp tôi cứng hiệu quả và độ cứng lõi của nó không thể đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật về xử lý nhiệt thấm cacbon của các bộ phận ổ trục. Do đó, Wafangdian Bearing Group Co., Ltd., Tập đoàn thép đặc biệt Đông Bắc và Thép đặc biệt Tây Ninh đã cùng phát triển một loại thép chịu lực được cacbon hóa cao cấp ZWZ15 với hiệu suất tốt hơn 20Cr2Ni4. Thành phần, tính chất và ứng dụng của loại thép này được giới thiệu và so sánh với thép 20Cr2Ni4.
1. Thép chịu lực 20Cr2Ni4
Hiện tại, các loại thép chịu lực được thấm cacbon thường được sử dụng ở Trung Quốc bao gồm 20CrNiMo, 20CrNi2Mo, 10CrNi3Mo và 20Cr2Ni4. Thép 20Cr2Ni4 có độ cứng tốt nhất. Hiện tại, nó được sử dụng và sử dụng rộng rãi nhất ở Trung Quốc. Nó có hiệu suất làm việc nóng và lạnh tuyệt vời và tính chất cơ học tốt. Sau khi thấm cacbon và xử lý nhiệt tôi, nó có độ cứng tuyệt vời, khả năng chống mài mòn và tuổi thọ mỏi tốt, có thể đáp ứng tốt các yêu cầu về hiệu suất của các bộ phận ổ trục. Thích hợp để gia công trục lăn có đường kính tối đa 160 mm và vòng bi có độ dày hiệu dụng 120 mm.
Xem Bảng 1 để biết tiêu chuẩn thành phần hóa học của thép 20Cr2Ni4 và thành phần hóa học thực tế của mẫu. Xem Bảng 2 để biết tiêu chuẩn tính chất cơ học của thép và tính chất cơ học của mẫu. Quá trình xử lý nhiệt của mẫu trong bảng là: (870 ± 20) độ làm nóng và làm mát dầu. Sau đó (790 ± 20) độ làm nóng và làm mát dầu. Ủ ở 150 ~ 200 độ và làm mát bằng không khí.
Nhiệt độ chuyển pha của mẫu thép 20Cr2Ni4 được thể hiện trong Bảng 3, dữ liệu về độ cứng được thể hiện trong Bảng 4 và đường cong tôi cuối được thể hiện trongHình 1.
Hình 1 Đường cong tôi cuối của các mẫu thép 20cr2ni4 và zwz15
Nếu con lăn có đường kính hiệu dụng lớn hơn 160 mm và măng sông có độ dày hiệu dụng lớn hơn 120 mm được làm bằng thép 20Cr2Ni4, thì độ cứng bề mặt, độ sâu lớp tôi cứng hiệu quả và độ cứng lõi khó đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của các bộ phận chịu lực. Để sản xuất các bộ phận chịu lực lớn này, cần phải phát triển thép chịu lực thấm cacbon cao cấp với hiệu suất tốt hơn 20Cr2Ni4.
2. Phát triển thép ZWZ15
2.1 Thiết kế bố cục
Quá trình phát triển thép chịu lực nước ngoài về cơ bản là điều chỉnh thành phần trên cơ sở thép trưởng thành hiện có, để thép mới có được hiệu suất mong muốn, giảm chi phí phát triển và độ khó của thép mới, đồng thời nâng cao tỷ lệ thành công của thép chịu lực nước ngoài. sự phát triển của thép mới. Theo ý tưởng này, trên cơ sở thép 20Cr2Ni4, thành phần hóa học được điều chỉnh hợp lý. Thành phần hóa học của thép ZWZ15 thiết kế được thể hiện trong Bảng 5.
Bảng 5 Thành phần hóa học của thép ZWZ15
Sự khác biệt chính giữa thép ZWZ15 và 20Cr2Ni4 là:
(1) Thép ZWZ15 được thêm Mo và phần khối lượng của nó là 0.25 phần trăm ~ 0.35 phần trăm . Mo có thể cải thiện độ cứng và độ ổn định tôi luyện của thép, cải thiện hiệu suất thấm cacbon, tinh chế các hạt cacbua, đồng thời cải thiện độ bền mỏi và khả năng chống mài mòn. Thêm một lượng nhỏ Mo có thể cải thiện đáng kể độ cứng của thép, nhưng nó không ảnh hưởng đến khả năng gia công nguội và nóng cũng như tính chất cơ học của thép. Hiệu suất có ít tác động.
(2) Việc giảm hàm lượng C một cách hợp lý và cải thiện độ bền đứt gãy của thép ZWZ 15 có thể bù đắp cho việc giảm độ bền đứt gãy của thép ZWZ 15 do bổ sung Mo ở một mức độ nhất định và khiến thép ZWZ 15 bị gãy. Độ dẻo dai tương đương với thép 20Cr2Ni4.
(3) Hiện nay, trong sản xuất thép chịu lực ở Trung Quốc, công nghệ kiểm soát thành phần thép đã rất trưởng thành. Việc giảm phạm vi thành phần của các nguyên tố C, Ni và Si một cách hợp lý sẽ không làm tăng độ khó sản xuất và chi phí sản xuất thép chịu lực, mà còn cải thiện tính nhất quán của thành phần thép, hiệu suất quy trình và các thông số khác, đồng thời giảm sự biến động chất lượng của quá trình xử lý nóng tiếp theo và xử lý nhiệt.
2.2 Thông số hoạt động
Thành phần hóa học của thép ZWZ 15 được sử dụng cho thử nghiệm được trình bày trong Bảng 5. Quá trình xử lý nhiệt của mẫu là: nung nóng (870 ± 20) độ và làm mát bằng dầu. Sau đó (790 ± 20) độ làm nóng và làm mát dầu. Ủ ở 150 ~ 200 độ và làm mát bằng không khí. Cơ tính của thép sau xử lý được thể hiện trong Bảng 6.
Bảng 6 Cơ tính của thép ZWZ15
Có thể thấy từ bảng 2 và bảng 6 rằng khi áp dụng cùng một quy trình xử lý nhiệt, các tính chất cơ học của thép ZWZ 15 tương đương với thép 20Cr2Ni4. Nhiệt độ chuyển biến của mẫu thép ZWZ 15 được thể hiện trong Bảng 7. Theo bảng 3 và bảng 7, nhiệt độ chuyển biến của mẫu ZWZ 15 tương tự như nhiệt độ chuyển biến của thép 20Cr2Ni4. Do đó, quy trình làm việc nóng tương tự hoặc tương tự có thể được áp dụng.
Bảng 7 Nhiệt độ biến đổi của thép ZWZ15
Dữ liệu về độ cứng của mẫu thép ZWZ 15 được thể hiện trong Bảng 8 và đường cong tôi cuối được thể hiện trong Hình 1. Từ bảng 4 và bảng 8 có thể thấy độ cứng của thép ZWZ 15 tốt hơn nhiều so với thép 20Cr2Ni4 . Do đó, thép ZWZ 15 phù hợp để sản xuất các bộ phận chịu lực lớn hơn.
Bảng 8Hdữ liệu khả năng cháy củaZWZ 15 thép (Asử dụngTnhiệt độ 870bằng cấp)
3. Công nghệ luyện và gia công thép ZWZ15
3.1 Luyện và cán
Quy trình luyện và cán ZWZ15 về cơ bản giống như quy trình luyện thép 20Cr2Ni4, nhưng chú ý làm nguội chậm sau khi cán để tránh nứt.
3.2 Rèn và nhiệt luyện
Các thông số quy trình rèn của ZWZ 15 về cơ bản giống như thép 20Cr2Ni4, nhưng chú ý đến việc làm nguội chậm và ủ kịp thời sau khi rèn, và quy trình ủ của nó về cơ bản giống như thép 20Cr2Ni4.
Nhiệt độ thấm cacbon của thép ZWZ 15 là 920 ~ 980 độ và thời gian thấm cacbon được xác định theo độ sâu của lớp cacbon hóa. Sau khi cacbon hóa, nó được làm mát bằng dầu và ủ ở nhiệt độ cao kịp thời. Ở cùng nhiệt độ cacbon hóa, tốc độ cacbon hóa của thép ZWZ15 về cơ bản giống như thép 20Cr2Ni4. Tuy nhiên, do các bộ phận chịu lực làm bằng thép ZWZ 15 lớn hơn nên độ sâu lớp thấm cacbon cần thiết thường sâu hơn. Để rút ngắn thời gian thấm cacbon và giảm chi phí thấm cacbon, nên sử dụng nhiệt độ thấm cacbon càng cao càng tốt.
Ủ nhiệt độ cao: ủ 650 độ × 12 giờ cộng với làm mát không khí đến 60 độ. Dưới đây cộng với nhiệt độ 650 độ × 12 giờ.
Làm nguội thứ cấp: (790 ± 20) độ, làm mát bằng dầu; Ủ ở 150 ~ 200 độ và làm mát bằng không khí.
3.3 Phạm vi kích thước bộ phận áp dụng
Thép chịu lực được cacbon hóa cao cấp ZWZ15 phù hợp để gia công các con lăn có đường kính 150 ~ 280 mm và các ống măng sông có độ dày thành hiệu quả là 120 ~ 230 mm. Sau quá trình cacbon hóa và làm nguội ở trên, độ cứng bề mặt, độ sâu lớp tôi cứng hiệu quả và độ cứng lõi có thể đáp ứng các yêu cầu của JB / T 8881-2001điều kiện kỹ thuật để xử lý nhiệt thấm cacbon các bộ phận ổ lăn.
thêm vềCon lăn côn WBM:
Mương lăn vòng trong và vòng ngoài là các đoạn hình nón và các con lăn được làm thon sao cho các bề mặt hình nón của mương và các trục lăn, nếu được chiếu ra, sẽ gặp nhau tại một điểm chung trên trục chính của ổ trục. Hình dạng này làm cho chuyển động của các hình nón vẫn đồng trục, không có chuyển động trượt giữa mương và đường kính ngoài của các con lăn.
Hình học hình nón này tạo ra một miếng vá tiếp xúc tuyến tính cho phép mang tải trọng lớn hơn so với ổ đỡ hình cầu (bi), có tiếp xúc điểm. Dạng hình học có nghĩa là tốc độ tiếp tuyến của các bề mặt của mỗi con lăn giống như đường lăn của chúng dọc theo toàn bộ chiều dài của miếng vá tiếp xúc và không xảy ra hiện tượng cọ rửa vi sai.
Các con lăn được ổn định và hạn chế bởi một mặt bích trên vòng trong, dựa vào đó đầu lớn của chúng trượt lên, giúp ngăn các con lăn bật ra do "hiệu ứng hạt bí ngô" của hình nón của chúng.
Công ty WBM được thành lập năm 1988, tọa lạc tại khu công nghiệp Lilou, quận Luolong, Lạc Dương, Trung Quốc. WBM là nhà cung cấp chuyên nghiệp khuôn dập nguội vòng bi, con lăn côn, dụng cụ mài và thiết bị phát hiện cũng như dịch vụ tư vấn/kinh doanh toàn diện trong chuỗi cung ứng của ngành vòng bi. Thiết kế, sản xuất, bán hàng, dịch vụ và khảo sát đều nằm trong hệ thống quản lý chất lượng. Và nhà máy bao gồm 36300㎡. Ngày nay, WBM có 80 bằng sáng chế.
WBM đã đạt được các chứng chỉ ISO9001:2000 và ISO/IATF16949. Danh tiếng vượt trội của WBM được xây dựng dựa trên các nguyên tắc quản lý cốt lõi của chúng tôi: đổi mới kỹ thuật, chất lượng và hiệu quả đầu ra cao, làm việc chăm chỉ, đáp ứng và vượt trên cả mong đợi của khách hàng.