O que faz de um aço um aço para rolamentos
As pistas dos rolamentos suportam tensões de contato muito altas em uma área muito pequena, repetidas milhões de vezes. O aço estrutural comum não aguenta isso; deforma-se ou sofre pites cedo. O aço para rolamentos é concebido para essa tarefa: alto teor de carbono para a dureza, cromo para a temperabilidade e uma estrutura controlada e limpa, de modo que haja poucos pontos fracos no interior do metal.
O cavalo de batalha é o aço cromo de alto carbono. Nas normas chinesas chama-se GCr15; os equivalentes mais usados e próximos são o AISI 52100 nos Estados Unidos e o 100Cr6 na Europa. As faixas químicas diferem ligeiramente entre as normas, portanto a afirmação correta é comparável e não idêntico, e a norma exata é indicada no pedido. É usado na grande maioria dos anéis, esferas e rolos de máquinas em geral, motores e veículos.
Famílias de aço e onde são usadas
| Família | Exemplos | Onde se aplica |
|---|---|---|
| Cromo de alto carbono, temperado em toda a seção | GCr15, 52100, 100Cr6 | Anéis, esferas e rolos padrão de uso geral |
| Aço cromo para seções maiores | Graus com manganês ou silício adicionados para temperabilidade | Anéis espessos e rolamentos grandes |
| Para cementação (endurecimento superficial) | Aços-liga de baixo carbono cementados após a usinagem | Cargas de choque, rolamentos cônicos de rolos, séries resistentes ao desgaste |
| Inox martensítico | 440C | Exposição à corrosão, uso alimentício e marinho |
Os aços para cementação partem de baixo carbono e um núcleo tenaz. Após a usinagem, o carbono é difundido na superfície e a peça é temperada, resultando em uma camada dura sobre um núcleo mais tenaz. Isso ajuda em serviço com impacto e carga pesada e é comum nos rolamentos cônicos de rolos. O aço inox para rolamentos 440C troca parte da vida em fadiga por resistência à corrosão; veja rolamentos de aço inoxidável e rolamentos resistentes ao desgaste.
Limpeza e inclusões
Todo aço contém minúsculas partículas não metálicas chamadas inclusões - óxidos, sulfetos, silicatos - que restam da siderurgia. Sob tensão de contato cíclica, uma inclusão dura perto da pista pode iniciar uma trinca de fadiga. O aço para rolamentos é, portanto, refinado, desgaseificado a vácuo e vazado com cuidado para manter as inclusões pequenas, poucas e bem dispersas. É isso que os compradores chamam de limpeza ou qualidade do aço.
A limpeza é verificada por métodos metalográficos de classificação e por medições do teor de oxigênio na usina. O método de ensaio e o nível de aceitação são acordados entre comprador e fornecedor, e a mesa não cita um valor sem o relatório da usina. Na prática, dois rolamentos com a mesma designação e a mesma dureza nominal podem ter vidas muito diferentes, e a limpeza do aço é uma das primeiras coisas a examinar quando isso ocorre.
Tratamento térmico e dureza
A dureza é produzida pelo tratamento térmico, e não apenas pelo aço. Uma peça de aço cromo temperada em toda a seção é aquecida, temperada e depois revenida. A dureza de anéis e esferas de aço cromo temperados em toda a seção é tipicamente de cerca de 58-65 HRC; o alvo exato e a faixa dependem da peça, do tamanho e do tipo de rolamento e são definidos pelo desenho e pela norma da planta. O revenimento também estabiliza as dimensões, de modo que o rolamento não muda de tamanho em serviço a temperaturas normais.
- Têmpera e revenimento definem a dureza e a tenacidade; desvios aparecem como pontos moles ou peças frágeis.
- A estabilização dimensional importa para rolamentos que trabalham quentes e para as classes de precisão.
- As verificações de microestrutura em uma amostra seccionada confirmam a têmpera uniforme e a distribuição de carbonetos.
A dureza é verificada em peças acabadas por amostragem, como parte do plano descrito em ensaios e inspeção.
Certificados de material e rastreabilidade
Um certificado da usina lista o grau, a composição química e o número da corrida do lote de aço, muitas vezes com notas sobre a limpeza. O número do lote de corrida permite rastrear um lote acabado de anéis ou esferas até o aço de que foi feito. Os documentos típicos que a mesa pode solicitar por pedido são:
- Certificado da usina para o aço, indicando grau e química conforme a norma declarada.
- Registro do tratamento térmico do lote acabado.
- Relatório de inspeção de dureza e dimensional da planta.
- Declarações de material, como RoHS ou REACH, quando o projeto as exigir.
Os documentos são acordados antes do pedido e confirmados por escrito; devem corresponder ao lote entregue, e não ser aceitos como uma declaração geral.
Notas de sourcing
O aço é comprado na forma necessária para a peça: barras e tubos para anéis, fio-máquina para esferas e rolos. As plantas dos principais polos de rolamentos compram de usinas siderúrgicas próximas; a mesa combina a origem do aço e a planta com a peça e o nível de qualidade exigido, e não apenas com o preço. As faixas de referência típicas para volumes e prazos de componentes estão na página de MOQ e prazo de entrega. Para ver como o aço se torna um anel, leia anéis de rolamento ou volte ao hub de componentes.