Het draait allemaal om het staal: het belang van reinheid van lagerstaal voor toepassingen met een lange levensduur-2

- Jun 01, 2020-

Het draait allemaal om het staal: het belang van reinheid van lagerstaal voor toepassingen met een lange levensduur-2

1. Invoering

Rollagers zijn een van de meest voorkomende machine-elementen en spelen een sleutelrol in de betrouwbaarheid van de meeste industriële apparatuur. In dit opzicht zijn de keuze van het juiste lagermateriaal en de verwerking ervan van het grootste belang.

In de loop der jaren zijn de specifieke vereisten van wentellagers, dat wil zeggen rolvermoeidheid, weerstand tegen vervorming en slijtage, taaiheid, bewerkbaarheid en hardbaarheid, uitgevoerd op een speciaal staal dat algemeen bekend staat als dragend staal [1].

Er zijn twee grote stalen varianten met wentellager [2]:

- de doorgeharde staalsoorten (tabel 1), waarvoor na de laatste warmtebehandeling de hardheid de hoge waarde van 58-64 HRC in het gehele volume bereikt als de lagercomponenten;

- de gehard staalsoorten (tabel 2), waarvoor een carbonisatiebehandeling het koolstofgehalte verhoogt tot 0,65-1. 10 % alleen in een oppervlakkige laag van 0,7-3. {{7} } mm dikte, waarbij een goede hardings- en ontlaten behandeling de benodigde hoge hardheid van 58-64 HRC garandeert, terwijl de rest van het materiaal op een veel lagere hardheid van 0- 32-48 HRC wordt gehandhaafd die een betere taaiheid biedt.

De juiste staalkeuze voor de fabricage van wentellagers is gebaseerd op de specifieke industriële toepassing, geometrie, maat, productietechnologieën en bijbehorende kosten [1].

Een belangrijke factor die de vermoeiingslevensduur van het wentellager bepaalt, is de homogeniteit en zuiverheid of reinheid van het staal. Een bepaald staal kan als schoon worden beschouwd als het gehalte aan onzuiverheden, zoals fosfor, zwavel, silicium en aluminium, erg laag is. Deze onzuiverheden in combinatie met zuurstof vormen niet-metalen insluitsels [4].

Als twee groepen identieke wentellagers zouden zijn vervaardigd met hetzelfde type materiaal, maar uit verschillende partijen, wat een mogelijk verschillende inhoud van niet-metalen insluitsels betekent, zou een aanzienlijk verschil in de verdeling van de werkelijke vermoeiingslevens kunnen worden verwacht [{{1 }}]. De bestaande niet-metalen insluitsels werken als spanningsverhogers die microscheurtjes kunnen initiëren tijdens de herhaalde contactspanningen die worden veroorzaakt door de rolbelasting in de ondiepe laag van de raceways. Uiteindelijk kunnen deze microscheurtjes door het oppervlak van de racebaan breken en na verloop van tijd kan er afbrokkeling optreden en tot een totale lageruitval leiden (figuur 1) [6].

Om een ​​geschikte reinheidsgraad te verkrijgen, is het noodzakelijk om een ​​breed scala aan bedrijfspraktijken tijdens het staalproductieproces te controleren en te verbeteren, zoals deoxidant en toevoegingen, secundaire metallurgische behandelingen en gietactiviteiten mogelijk te maken [3].