Quali sono i requisiti speciali per i processi di lavorazione di precisione comunemente utilizzati nella produzione di piste per cuscinetti in acciaio inossidabile?

Cuscinetti in acciaio inossidabile , in particolare i cuscinetti in acciaio inossidabile martensitico come AISI 440C, sono apprezzati per la loro resistenza alla corrosione e durezza combinate. Tuttavia, la produzione di queste piste di cuscinetti richiede processi di lavorazione meccanica di alta precisione, come la rettifica e la superfinitura. A causa delle proprietà metallurgiche intrinseche dell'acciaio inossidabile, queste fasi di lavorazione impongono requisiti ancora più rigorosi sui parametri di processo e sulla precisione delle apparecchiature rispetto a quelli per l'acciaio per cuscinetti ordinario.

1. Requisiti speciali per la rettifica: prevenzione di danni termici e incrudimento

La rettifica è un processo fondamentale per formare la geometria delle piste e ottenere precisione dimensionale e di tolleranza. Data l'elevata durezza e la bassa conduttività termica dell'acciaio inossidabile 440C, il processo di rettifica deve essere rigorosamente controllato per evitare l'introduzione di difetti superficiali che potrebbero compromettere la durata dei cuscinetti.

1. Controllo rigoroso del calore di macinazione

Accumulo di calore: a causa della bassa conduttività termica dell'acciaio inossidabile 440C, il calore generato durante la rettifica è difficile da dissipare rapidamente, portando a temperature elevate transitorie sulla superficie del pezzo. Questa temperatura elevata può causare un rammollimento della superficie della pista, riducendone la durezza e accorciando significativamente la durata a fatica da contatto.

Strategia del refrigerante: per un raffreddamento efficace è necessario utilizzare un refrigerante ad alto flusso e ad alta pressione. La scelta di un fluido di macinazione con eccellenti proprietà di lubrificazione e raffreddamento è fondamentale per garantire un efficace controllo della temperatura nella zona di macinazione e prevenire la formazione di uno strato di danno termico.

Basso avanzamento, alta velocità: per ridurre le forze di rettifica e la generazione di calore, sono generalmente necessari un basso avanzamento radiale e un'adeguata velocità della mola. Anche le proprietà autoaffilanti della mola dovrebbero essere ottimizzate per mantenere un tagliente affilato ed evitare lo smussamento, che può causare un improvviso aumento di calore.

2. Eliminare l'incrudimento del lavoro e lo stress residuo

Tendenza all'incrudimento del 440C: durante il taglio o la rettifica, i grani superficiali dell'acciaio inossidabile martensitico sono soggetti a deformazione plastica, con conseguente incrudimento. Questo strato indurito aumenta la difficoltà del taglio successivo e può peggiorare la rugosità superficiale.

Controllo dello stress residuo: parametri di rettifica errati possono facilmente introdurre uno stress di trazione residuo sulla superficie della pista. Lo stress da trazione riduce significativamente la resistenza alla fatica e alla tensocorrosione di un materiale. Una rettifica di precisione qualificata dovrebbe generare una sollecitazione di compressione residua favorevole sulla superficie, che è fondamentale per migliorare la durata a fatica dei cuscinetti da contatto volvente.

II. Requisiti speciali per la superfinitura: raggiungimento di un'elevata integrità superficiale

La superfinitura, nota anche come levigatura, è la fase finale della lavorazione delle piste dei cuscinetti. Il suo obiettivo è eliminare l'ondulazione superficiale e l'errore di rotondità lasciati dalla rettifica, ottenendo una rugosità superficiale estremamente bassa.

1. Controllo dell'ondulazione e precisione topografica

Eliminazione dei segni di rettifica: il fulcro della superfinitura risiede nell'utilizzo di una pietra abrasiva per far oscillare la pista a bassa pressione, alta frequenza e corse brevi, rimuovendo efficacemente i picchi microscopici lasciati dalla rettifica. Per i materiali ad alta durezza come 440C, la selezione della pietra (ad esempio, dimensione delle particelle, legante) e il controllo della pressione richiedono un controllo ancora più preciso per garantire che vengano rimossi solo i picchi senza interrompere la geometria macroscopica della pista.

Rotondità e precisione del profilo della scanalatura: l'ultrafinitura migliora significativamente gli errori di forma del profilo della pista. I cuscinetti in acciaio inossidabile ad alta precisione richiedono rotondità delle piste e curvatura delle scanalature a livelli micron o addirittura submicron, il che richiede la massima rigidità e precisione di controllo del movimento delle apparecchiature di ultrafinitura.

2. Rugosità superficiale e film lubrificante

Ra estremamente basso: l'ultrafinitura può ridurre la rugosità superficiale (Ra) delle piste di rotolamento in acciaio inossidabile a Ra 0,02 micron o anche meno. Questa superficie ultra liscia aiuta a formare un film lubrificante idrodinamico stabile, riducendo l'attrito e la generazione di calore, fondamentali per le prestazioni ad alta velocità.

Ottimizzazione dell'integrità della superficie: durante il processo di ultrafinitura, controllando la pressione della pietra oleosa e del fluido da taglio, sulla superficie della pista si forma uno strato uniforme di deformazione plastica a freddo con stress di compressione residuo. Questo strato migliora la resistenza all'usura e alla scheggiatura della pista ed è fondamentale per l'affidabilità dei cuscinetti in acciaio inossidabile.

3. Requisiti di pulizia e antinquinamento

I cuscinetti in acciaio inossidabile richiedono particolare attenzione alla pulizia, poiché i loro ambienti applicativi sono spesso sensibili alla contaminazione.

Sbavatura e pulizia: sbavatura e lavaggio accurati sono essenziali dopo la smerigliatura e la superfinitura. Anche minuscole particelle metalliche o residui abrasivi, anche a livello di micron, possono causare danni secondari alle piste ad alte velocità, causando rumore e guasti prematuri.

Prevenzione della ruggine e passivazione: a differenza dei normali acciai per cuscinetti, i cuscinetti in acciaio inossidabile richiedono generalmente la passivazione dopo la lavorazione per rimuovere residui di ferro libero e contaminanti sulla superficie, favorire la formazione di una pellicola protettiva di ossido di cromo e garantire che la resistenza alla corrosione soddisfi i requisiti di progettazione.