nouvelles

Quelles sont les exigences de base pour les matériaux de roulement ?

 

Le matériau le plus courant pourroulementsest en acier de roulement. La structure interne, l'uniformité de la composition chimique, les inclusions non métalliques, la taille et la distribution des particules de carbure, et le degré de décarburation deroulementsLes exigences sont très strictes. Autrement, ces défauts réduiront considérablement la durée de vie du roulement et l'applicabilité du matériau.

 

1. Pureté dePalierAcier : L’écaillage par fatigue des pièces de roulement est lié aux inclusions non métalliques dans l’acier, notamment les oxydes. En effet, lors de la rotation d’un roulement, les surfaces de contact des pièces sont soumises à des charges pulsées. Les inclusions non métalliques provoquent une rupture localisée de la continuité de la matrice d’acier, entraînant une concentration de contraintes, une déformation plastique autour des inclusions et la formation de microfissures.

 

De plus, la teneur en gaz (oxygène, azote, hydrogène) de l'acier à roulement est un indicateur important de sa pureté. L'oxygène dissous précipite lorsque la température diminue et forme des inclusions d'oxyde avec des éléments tels que l'aluminium, le calcium, le silicium et le manganèse. L'azote forme des inclusions de nitrure d'aluminium très dispersées et des inclusions de nitrure de titane et de carbonitrure de titane relativement grossières. Lorsque les atomes d'hydrogène s'agrègent pour former des molécules d'hydrogène, ils génèrent une pression considérable. Lorsque cette pression dépasse la limite de résistance de l'acier, des fissures internes apparaissent, formant des points blancs. La réduction de la teneur en gaz est une étape cruciale pour améliorer la pureté de l'acier à roulement.

 

Ces dernières années, de nombreux grands producteurs d'acier pour roulements de mon pays ont successivement construit et mis en service des fours à arc électrique de très haute puissance, utilisant une technologie avancée de coulée à creuset excentré pour l'affinage secondaire. Ceci permet de réduire la teneur en oxygène de l'acier à environ 10 × 10⁻⁶, certains cas atteignant même (4~3) × 10⁻⁶. Le taux d'affinage secondaire atteint également 100 %. Par conséquent, le nombre d'inclusions dans l'acier est parfaitement maîtrisé.

 

2. Uniformité dePalierAcier

 

L'homogénéité de l'acier à roulement fait référence à l'homogénéité de sa composition chimique et de ses carbures. La structure, le poids, la température et le procédé de coulée des lingots d'acier influent sur la distribution de la composition chimique. Le traitement thermique des lingots et billettes avant travail à chaud, la température de fin de travail à chaud et les méthodes de refroidissement ultérieures, ainsi que les traitements de recuit de sphéroïdisation, influent sur l'homogénéité des carbures. Selon la forme, la distribution et les causes de formation de l'hétérogénéité des carbures dans la microstructure de l'acier à roulement, on distingue les carbures liquides, les carbures rubanés et les carbures réticulés. La nocivité des carbures liquides est équivalente à celle des inclusions dans l'acier. Les carbures rubanés de classe 3 à 4 peuvent réduire la durée de vie en fatigue de l'acier de 30 %. Une augmentation d'une classe des carbures réticulés peut réduire la durée de vie du roulement d'un tiers. La taille des particules de carbure influe directement ou indirectement sur la durée de vie du roulement. Le classement des carbures liquides, des carbures à bandes et des carbures en réseau est un indicateur de l'uniformité des carbures.

 

3. Précision dimensionnelle et qualité de surface de l'acier

 

L'amélioration de la précision dimensionnelle de l'acier permet non seulement d'accroître le taux d'utilisation des matériaux de roulement, mais aussi de réduire les opérations d'usinage inutiles. Certaines aciéries ont adopté des laminoirs à haute rigidité et à lignes de contrainte courtes, ce qui réduit considérablement l'écart dimensionnel des sections transversales en acier. Pour les barres rondes d'acier d'un diamètre inférieur à 30 mm, l'écart de diamètre peut atteindre 0,3 mm.

 

La durée de vie et la fiabilité des roulements dépendent de facteurs tels que leur conception structurelle, les matériaux utilisés, les techniques et équipements de traitement thermique (à chaud et à froid), l'installation et les conditions de fonctionnement. Parmi ces facteurs, les matériaux et le traitement thermique sont déterminants. En effet, des problèmes tels qu'une faible résistance, une pureté insuffisante, une orientation des fibres inadéquate, une faible dureté, des taux de forgeage inappropriés et des contraintes résiduelles élevées peuvent facilement endommager les roulements. À l'étranger, l'impact de la qualité de l'acier sur la durée de vie des roulements était d'environ 50 % dans les années 1950 et 1960, puis a diminué d'un tiers dans les années 1980. Actuellement, en France, en raison de l'influence des procédés et des équipements, la qualité de l'acier des roulements représente environ 60 % de leur durée de vie. Par conséquent, pour les fabricants de roulements, le choix de matériaux qualifiés et de haute qualité est essentiel pour optimiser la durée de vie de leurs roulements.