เหล็กตลับลูกปืน: GCr15, 52100, 100Cr6 และ 440C

อะไรทำให้เหล็กเป็นเหล็กตลับลูกปืน

รางวิ่งของตลับลูกปืนเม็ดกลิ้งรับความเค้นสัมผัสสูงมากในพื้นที่เล็กมาก ซ้ำนับล้านครั้ง เหล็กโครงสร้างธรรมดาทำเช่นนี้ไม่ได้ จะเสียรูปหรือเป็นหลุมเร็ว เหล็กตลับลูกปืนสร้างมาเพื่องานนี้ คือมีปริมาณคาร์บอนสูงเพื่อความแข็ง โครเมียมเพื่อความสามารถในการชุบแข็ง และโครงสร้างที่สะอาดและควบคุมได้ เพื่อให้มีจุดอ่อนภายในเนื้อโลหะน้อย

ตัวหลักคือเหล็กโครเมียมคาร์บอนสูง ในมาตรฐานจีนเรียกว่า GCr15 ส่วนที่เทียบเท่าที่ใช้กันกว้างขวางที่สุดคือ AISI 52100 ในสหรัฐอเมริกา และ 100Cr6 ในยุโรป ช่วงองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างมาตรฐาน คำกล่าวที่ถูกต้องจึงเป็นเทียบเคียงได้ ไม่ใช่เหมือนกัน และมาตรฐานที่แน่นอนจะระบุในคำสั่งซื้อ ใช้กับวงแหวน ลูกบอล และลูกกลิ้งส่วนใหญ่ในเครื่องจักรทั่วไป มอเตอร์ และยานพาหนะ

ตระกูลเหล็กและการใช้งาน

เหล็กคาร์บูไรซ์เริ่มต้นด้วยคาร์บอนต่ำและแกนที่เหนียว หลังกลึง คาร์บอนถูกแพร่เข้าไปที่ผิวและชิ้นงานถูกชุบแข็ง ได้ผิวแข็งบนแกนที่เหนียวกว่า ช่วยในงานที่รับแรงกระแทกและน้ำหนักมาก และพบบ่อยในตลับลูกปืนเม็ดเรียว เหล็กตลับลูกปืนสแตนเลส 440C แลกอายุความล้าบางส่วนกับการต้านการกัดกร่อน ดูตลับลูกปืนสแตนเลสและตลับลูกปืนทนการสึกหรอ

ความสะอาดและสิ่งเจือปน

เหล็กทุกชนิดมีอนุภาคที่ไม่ใช่โลหะขนาดเล็กที่เรียกว่าสิ่งเจือปน ได้แก่ ออกไซด์ ซัลไฟด์ ซิลิเกต ที่หลงเหลือจากการผลิตเหล็ก ภายใต้ความเค้นสัมผัสแบบวัฏจักร สิ่งเจือปนแข็งใกล้รางวิ่งอาจเริ่มรอยแตกจากความล้าได้ เหล็กตลับลูกปืนจึงถูกกลั่น ไล่แก๊สด้วยสุญญากาศ และหล่ออย่างระมัดระวังเพื่อให้สิ่งเจือปนเล็ก น้อย และกระจายตัวดี นี่คือสิ่งที่ผู้ซื้อหมายถึงด้วยความสะอาดหรือคุณภาพเหล็ก

ความสะอาดตรวจสอบด้วยวิธีให้คะแนนโลหะวิทยาและการวัดปริมาณออกซิเจนที่โรงถลุง วิธีทดสอบและระดับการยอมรับตกลงกันระหว่างผู้ซื้อและผู้จัดหา และโต๊ะจัดหาไม่ระบุตัวเลขโดยไม่มีรายงานจากโรงถลุง ในทางปฏิบัติ ตลับลูกปืนสองตัวที่มีรหัสเดียวกันและความแข็งตามค่าระบุเท่ากันอาจมีอายุการใช้งานต่างกันมาก และความสะอาดของเหล็กเป็นสิ่งแรกๆ ที่ควรตรวจดูเมื่อเป็นเช่นนั้น

การอบความร้อนและความแข็ง

ความแข็งเกิดจากการอบความร้อน ไม่ใช่จากเหล็กเพียงอย่างเดียว ชิ้นงานเหล็กโครเมียมชุบแข็งตลอดหน้าตัดถูกให้ความร้อน ชุบเย็นเร็ว แล้วอบคืนตัว ความแข็งของวงแหวนและลูกบอลเหล็กโครเมียมชุบแข็งตลอดหน้าตัดโดยทั่วไปประมาณ 58-65 HRC ค่าเป้าหมายและช่วงที่แน่นอนขึ้นกับชิ้นงาน ขนาด และชนิดตลับลูกปืน และกำหนดโดยแบบและมาตรฐานของโรงงาน การอบคืนตัวยังทำให้ขนาดเสถียรเพื่อให้ตลับลูกปืนไม่เปลี่ยนขนาดขณะใช้งานที่อุณหภูมิปกติ

• การชุบเย็นเร็วและการอบคืนตัว กำหนดความแข็งและความเหนียว ความเบี่ยงเบนปรากฏเป็นจุดอ่อนหรือชิ้นส่วนเปราะ
• การทำให้ขนาดเสถียร สำคัญสำหรับตลับลูกปืนที่ทำงานอุ่น และสำหรับระดับความแม่นยำ
• การตรวจโครงสร้างจุลภาค บนชิ้นตัวอย่างที่ตัดผ่าช่วยยืนยันการชุบแข็งที่สม่ำเสมอและการกระจายตัวของคาร์ไบด์

ความแข็งตรวจสอบบนชิ้นส่วนสำเร็จรูปด้วยการสุ่มตัวอย่าง เป็นส่วนหนึ่งของแผนที่อธิบายไว้ในการทดสอบและการตรวจสอบ

ใบรับรองวัสดุและการสืบย้อนกลับ

ใบรับรองโรงถลุงระบุเกรด องค์ประกอบทางเคมี และหมายเลขความร้อนของล็อตเหล็ก มักมีหมายเหตุเรื่องความสะอาด หมายเลขล็อตความร้อนทำให้สืบย้อนล็อตสำเร็จรูปของวงแหวนหรือลูกบอลไปยังเหล็กที่ใช้ผลิตได้ เอกสารทั่วไปที่โต๊ะจัดหาขอได้ต่อคำสั่งซื้อมีดังนี้

1. ใบรับรองโรงถลุงของเหล็ก แสดงเกรดและองค์ประกอบทางเคมีเทียบกับมาตรฐานที่ระบุ
2. บันทึกการอบความร้อนของล็อตสำเร็จรูป
3. รายงานการตรวจสอบความแข็งและขนาดจากโรงงาน
4. คำประกาศวัสดุ เช่น RoHS หรือ REACH เมื่อโครงการต้องการ

เอกสารตกลงกันก่อนสั่งซื้อและยืนยันเป็นลายลักษณ์อักษร และควรจับคู่กับล็อตที่ส่งมอบ ไม่ใช่ยอมรับเป็นคำกล่าวทั่วไป

หมายเหตุด้านการจัดหา

เหล็กซื้อในรูปแบบที่ชิ้นส่วนต้องการ คือแท่งและท่อสำหรับวงแหวน ลวดเส้นสำหรับลูกบอลและลูกกลิ้ง โรงงานในกลุ่มตลับลูกปืนหลักซื้อจากโรงถลุงเหล็กที่อยู่ใกล้ โต๊ะจัดหาจับคู่แหล่งเหล็กและโรงงานกับชิ้นส่วนและระดับคุณภาพที่ต้องการ ไม่ใช่เพียงราคา ช่วงอ้างอิงโดยทั่วไปของปริมาณชิ้นส่วนและระยะเวลานำส่งอยู่ในหน้าMOQ และระยะเวลานำส่ง หากต้องการดูว่าเหล็กกลายเป็นวงแหวนอย่างไร อ่านวงแหวนตลับลูกปืน หรือกลับไปที่ศูนย์รวมชิ้นส่วน