الزامات ویژه برای فرآیندهای ماشینکاری دقیق که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند در هنگام ساخت راهروهای بلبرینگ فولاد ضد زنگ چیست؟

بلبرینگ فولاد ضد زنگ به ویژه یاتاقان های فولادی ضد زنگ مارتنزیتی مانند AISI 440C، به دلیل ترکیبی از مقاومت در برابر خوردگی و سختی ارزش گذاری شده اند. با این حال، ساخت این مسیرهای بلبرینگ نیاز به فرآیندهای ماشینکاری دقیق با استاندارد بالا، مانند سنگ زنی و تکمیل فوق العاده دارد. با توجه به خواص متالورژیکی ذاتی فولاد ضد زنگ، این مراحل ماشینکاری الزامات سخت گیرانه تری را در مورد پارامترهای فرآیند و دقت تجهیزات نسبت به فولاد بلبرینگ معمولی ایجاد می کند.

1. الزامات ویژه برای سنگ زنی: جلوگیری از آسیب حرارتی و سخت شدن کار

سنگ زنی یک فرآیند حیاتی برای شکل دادن به هندسه راه آهن و دستیابی به دقت ابعادی و تحملی است. با توجه به سختی بالا و هدایت حرارتی کم فولاد ضد زنگ 440 درجه سانتیگراد، فرآیند سنگ زنی باید به شدت کنترل شود تا از ایجاد عیوب سطحی که می تواند بر عمر یاتاقان تأثیر بگذارد جلوگیری شود.

1. کنترل حرارت سنگ زنی دقیق

انباشت گرما: به دلیل رسانایی حرارتی کم فولاد ضد زنگ 440 درجه سانتیگراد، گرمای آسیاب تولید شده در حین سنگ زنی به سختی از بین می رود و منجر به دماهای بالای گذرا در سطح قطعه کار می شود. این دمای بالا می تواند باعث نرم شدن سطح راهرو، کاهش سختی مسیر و کاهش قابل توجه عمر خستگی تماس شود.

استراتژی خنک کننده: یک خنک کننده با جریان بالا و فشار بالا باید برای خنک سازی قوی استفاده شود. انتخاب یک سیال سنگ زنی با خواص روانکاری و خنک کنندگی عالی برای اطمینان از کنترل موثر دما در منطقه آسیاب و جلوگیری از تشکیل یک لایه آسیب حرارتی بسیار مهم است.

تغذیه کم، سرعت بالا: برای کاهش نیروهای سنگ زنی و تولید گرما، به طور کلی به سرعت تغذیه شعاعی کم و سرعت چرخ آسیاب مناسب نیاز است. ویژگی های خود تیز شوندگی چرخ سنگ زنی نیز باید برای حفظ لبه برش تیز و جلوگیری از کند شدن، که می تواند باعث افزایش ناگهانی گرما شود، بهینه شود.

2. سرکوب سخت شدن کار و استرس پسماند

تمایل به سخت شدن کار 440C: در طول برش یا آسیاب، دانه های سطحی فولاد ضد زنگ مارتنزیتی مستعد تغییر شکل پلاستیک هستند و در نتیجه کار سخت می شود. این لایه سخت شده دشواری برش بعدی را افزایش می دهد و می تواند زبری سطح را بدتر کند.

کنترل تنش باقیمانده: پارامترهای سنگ زنی نادرست می توانند به راحتی تنش کششی باقیمانده را در سطح راهرو ایجاد کنند. تنش کششی به طور قابل توجهی استحکام خستگی مواد و مقاومت در برابر خوردگی تنش را کاهش می دهد. سنگ زنی دقیق واجد شرایط باید تنش فشاری پسماند مطلوبی را روی سطح ایجاد کند، که برای بهبود عمر خستگی تماس غلتشی یاتاقان ها بسیار مهم است.

II. الزامات ویژه برای تکمیل نهایی: دستیابی به یکپارچگی سطح بالا

مرحله نهایی در ماشینکاری بلبرینگ یاتاقان، که به عنوان سنگ زنی نیز شناخته می شود، است. هدف آن از بین بردن موجی بودن سطح و خطای گردی به جا مانده از سنگ زنی، دستیابی به زبری سطح بسیار کم است.

1. کنترل موج و دقت توپوگرافی

از بین بردن علائم سنگ زنی: هسته فوق العاده در استفاده از یک سنگ ساینده برای نوسان دادن مسیر مسابقه در فشار کم، فرکانس بالا و ضربات کوتاه است و به طور موثر قله های میکروسکوپی باقی مانده از سنگ زنی را از بین می برد. برای مواد با سختی بالا مانند 440 درجه سانتیگراد، انتخاب سنگ (به عنوان مثال، اندازه ذرات، چسب) و کنترل فشار به کنترل دقیق تری نیاز دارد تا اطمینان حاصل شود که فقط قله ها بدون ایجاد اختلال در هندسه ماکروسکوپی مسیر مسابقه حذف می شوند.

گرد بودن و دقت نمایه شیار: تکمیل فوق العاده به طور قابل توجهی خطاهای شکل پروفیل راه آهن را بهبود می بخشد. بلبرینگ‌های فولادی ضد زنگ با دقت بالا به گرد بودن مسیر و انحنای شیار تا سطوح میکرونی یا حتی زیر میکرونی نیاز دارند که این امر مستلزم صلبیت نهایی و دقت کنترل حرکت تجهیزات فوق‌العاده است.

2. ناهمواری سطح و فیلم روان کننده

Ra بسیار کم: فوق‌العاده می‌تواند زبری سطح (Ra) مسیرهای فولادی ضد زنگ را به Ra 0.02 میکرون یا حتی کمتر کاهش دهد. این سطح فوق العاده صاف به تشکیل یک لایه روان کننده هیدرودینامیکی پایدار کمک می کند، اصطکاک و تولید گرما را کاهش می دهد، که برای عملکرد با سرعت بالا بسیار مهم است.

بهینه سازی یکپارچگی سطح: در طول فرآیند فوق تکمیلی، با کنترل فشار سنگ روغن و سیال برش، یک لایه تغییر شکل پلاستیک سرد یکنواخت با تنش فشاری باقیمانده بر روی سطح راه آهن تشکیل می شود. این لایه مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر ساییدگی راه آهن را بهبود می بخشد و برای قابلیت اطمینان یاتاقان های فولادی ضد زنگ بسیار مهم است.

3. پاکیزگی و الزامات ضد آلودگی

بلبرینگ های فولادی ضد زنگ نیاز به توجه ویژه به تمیزی دارند، زیرا محیط های کاربردی آنها اغلب به آلودگی حساس هستند.

لکه زدایی و تمیز کردن: پس از سنگ زنی و فوق العاده کردن، لکه گیری و شستشوی کامل ضروری است. حتی ذرات ریز فلز یا بقایای مواد ساینده، حتی در سطح میکرون، می‌تواند باعث آسیب ثانویه به مسیرهای مسابقه در سرعت‌های بالا شود که منجر به ایجاد صدا و خرابی زودهنگام شود.

جلوگیری از زنگ زدگی و غیرفعال شدن: بر خلاف فولادهای بلبرینگ معمولی، یاتاقان های فولادی ضد زنگ معمولاً پس از ماشین کاری نیاز به غیرفعال شدن دارند تا آهن و آلاینده های آزاد باقیمانده روی سطح را حذف کند، تشکیل یک لایه محافظ اکسید کروم را تقویت کند و اطمینان حاصل شود که مقاومت در برابر خوردگی مطابق با الزامات طراحی است.