- Cỏc mỏc gang cú độ bền cao, σ b ≥ 300MPa, với nền peclit nhỏ mịn và grafit tấm rất nhỏ mịn qua biến tớnh cẩn thận như CЧ30, CЧ35 được dựng làm
2.4.3 Thộp ổ lăn
Trong cỏc mỏy sử dụng rất nhiều ổ lăn (ổ bi, ổ đũa) vỡ nú cú tuổi bền cao. Để chế tạo nú người ta dựng một loại thộp hợp kim thấp và cacbon cao với chất lượng rất cao chuyờn dựng.
Điều kiện làm việc và yờu cầu đối với thộp ổ lăn.
Cỏc bề mặt làm việc của ổ lăn (gồm cỏc vũng, bi, đũa) chịu ứng suất tiếp xỳc cao với số lượng chu trỡnh rất lớn, do trượt lăn với nhau nờn ở từng thời điểm chỳng bị mài mũn điểm. Để bảo đảm điều kiện làm việc như vậy thộp ổ lăn phải đạt được cỏc yờu cầu sau:
- Độ cứng và tớnh chống mài mũn cao (HRC ≥ 64, cao hơn cả bề mặt thấm cacbon,...).
- Cơ tớnh phải thật đồng nhất, tức tuyệt đối khụng cú điểm mềm, để trỏnh mài mũn điểm, gõy nờn rỗ và phải tụi thấu.
- Độ bền mỏi tiếp xỳc cao.
Đặc điểm về thành phần húa học và nhiệt luyện.
Về thành phần húa học, thộp ổ lăn cú những đặc điểm sau:
- Để bảo đảm độ cứng và tớnh chống mài mũn cao thộp phải cú thành phần cacbon cao tới 1% và qua tụi + ram thấp.
- Để đạt được cơ tớnh đồng nhất (tụi thấu) thộp phải được hợp kim húa thớch hợp để bảo đảm tụi thấu trong dầu. Phụ thuộc vào kớch thước của tiết diện chi tiết (bi, đũa, vũng...) người ta thường dựng crụm với hàm lượng (0,50 ữ 1,50)%, đụi khi cú thờm cả Mn và Si (mỗi nguyờn tố 1%).
- Để trỏnh điểm mềm và nõng cao độ bền mỏi tiếp xỳc, thộp phải chứa đến mức ớt nhất cỏc tạp chất phi kim loại như P, S, khớ,... vỡ như đó biết chỳng tạo ra cỏc pha mềm (FeS, MnS) hoặc cỏc phần tử giũn (P thiờn tớch, ụxyt, nitrit...) dễ bị phỏ hủy giũn, gõy nờn rỗ và là nơi tập trung ứng suất làm giảm độ bền mỏi. Do vậy thộp ổ lăn tuy thuộc loại hợp kim húa thấp nhưng cú chất lượng đặc biệt cao: P ≤ 0,02%, S ≤ 0,02%, khụng chứa khớ. Muốn đạt được
yờu cầu này thộp phải qua tinh luyện bằng điện xỉ và đỳc rút trong chõn khụng.
- Do cú nhiều cacbon nờn thộp cú cacbit dư. Để cú tớnh chống mài mũn cao nhất, thộp phải được biến dạng núng sao cho cỏc cacbit đú trở nờn nhỏ mịn và phõn bố đều.
Về nhiệt luyện phải qua cỏc bước sau đõy:
- Ở trạng thỏi ủ thộp ổ lăn phải cú tổ chức peclit hạt và cacbit dư nhỏ mịn với độ cứng HB (187 ữ 205) để bảo đảm tớnh gia cụng cắt tốt. Muốn vậy phụi thộp phải được ủ khụng hoàn toàn (cầu húa).
- Để đạt được độ cứng cao, cỏc chi tiết ổ lăn đều được nhiệt luyện tụi + ram thấp (tụi trong dầu ở (850 ữ 860)o
C, ram (150 ữ 180)oC). Người ta cũng cú khuynh hướng sử dụng gia cụng lạnh để khử austenit dư một cỏch triệt để sau khi tụi, lỳc đú cú thể đạt tới HRC ≥ 65 với tớnh chống mài mũn cao nhất.
Cũng cú thể dựng thộp cacbon thấp qua thấm cacbon cho cỏc ổ lăn, bi khụng thật quan trọng.
Cỏc mỏc thộp và cụng dụng:
- TCVN chưa quy định cỏc mỏc thộp dễ cắt, song đó quy định cỏch ký hiệu, bắt đầu bằng hai chữ OL và tiếp theo như bỡnh thường, vớ dụ OL100Cr1,5 là loại cú 1,00%C, 1,5%Cr.
- ΓOCT ký hiệu thộp ổ lăn bắt đầu bằng hai chữ ỉế và số tiếp theo chỉ lượng crụm trung bỡnh theo phần nghỡn, thường dựng cỏc mỏc: ШХ6, ШХ9, ШХ15, ШХ15CΓ với cỏc cấp tụi thấu từ thấp đến cao, lần lượt là < 10; 10 ữ 20; 20 ữ 30 > 30mm.
- AISI / SAE quy định cỏc mỏc thộp ổ lăn là 5195, 50100, 51100, 52100 (tuy cú trựng với cỏc mỏc thộp crụm chế tạo mỏy nhưng cú thành phần P, S cực thấp).
- JIS ký hiệu cỏc mỏc thộp ổ lăn bằng SUJx, trong đú x là số thứ tự (từ 1 đến 5). Ngoài ra để làm cỏc ổ lăn khụng gỉ người ta dựng thộp khụng gỉ crụm (> 13%Cr) nhưng với lượng cacbon cao (~1,00%), như ΓOCT dựng mỏc 95X18, ASTM dựng 440C và 440MOD.
Hiện cũng cú xu hướng chế tạo ổ lăn bằng phương phỏp thấm cacbon. Song để làm ổ lăn quan trọng, thộp cacbon thấp đem thấm ở đõy tuy cũng là cỏc mỏc đó khảo sỏt ở mục trước nhưng phải cú chất lượng rất cao (P, S ≤ 0,02%).
Cụng dụng: Cụng dụng chủ yếu của nhúm thộp này là làm ổ lăn ở cỏc nhà mỏy chuyờn mụn húa. Ngoài ra thộp ổ lăn cũn được sử dụng ở cỏc nhà mỏy cơ khớ để làm bộ đụi bơm cao ỏp trong động cơ Diesel và với tớnh cỏch như là thộp dụng cụ để làm trục cỏn nguội, tarụ, dụng cụ đo.