ASTM A295 Τύπος ελαστικών από κράμα χάλυβα υψηλής ποιότητας άνθρακα για εφαρμογές αυτοκινήτων

Ο σωλήνας ρουλεμάν ακριβείας ψυχρής έλασης ASTM A295 κατασκευάζεται από χάλυβα υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα ποιότητας ρουλεμάν, ο οποίος προορίζεται για εξαρτήματα ρουλεμάν αντιτριβής που υπόκεινται σε επαναλαμβανόμενη επαφή κύλισης και υψηλά κυκλικά φορτία. Για εφαρμογές ρουλεμάν αυτοκινήτων, ο 52100 είναι η κύρια ποιότητα, επειδή η σύνθεσή του με περίπου 1,0% άνθρακα και 1,35-1,60% χρώμιο παρέχει την σκληρυνσιμότητα, την αντοχή στη φθορά, τη διαστατική σταθερότητα και την απόδοση κόπωσης που απαιτούνται για τις δακτυλίους ρουλεμάν και παρόμοια εξαρτήματα ακριβείας.

Σε αντίθεση με τις συνηθισμένες προδιαγραφές σωλήνων μηχανικής, το ASTM A295 δίνει ιδιαίτερη έμφαση στην μεταλλουργική καθαρότητα, την αξιολόγηση των εγκλείστων, τη λεπτόκοκκη δομή, τον έλεγχο της αποάνθραξης, την κατάσταση των καρβιδίων και τη σφαιροειδή ανόπτηση μικροδομής. Αυτές οι απαιτήσεις είναι σημαντικές όταν ο σωλήνας ψυχρής έλασης χωρίς συγκόλληση μηχανουργείται στη συνέχεια σε δακτυλίους ρουλεμάν αυτοκινήτων και θερμαίνεται σε υψηλή σκληρότητα.

Το ASTM A295 δεν καθορίζει ένα ενιαίο εύρος εξωτερικής διαμέτρου, πάχους τοιχώματος ή μήκους για τους σωλήνες ρουλεμάν. Η φυσική διάσταση και το σχήμα συμφωνούνται μεταξύ του κατασκευαστή και του αγοραστή. Αυτό είναι σημαντικό για την προμήθεια σωλήνων ρουλεμάν ακριβείας για αυτοκίνητα, επειδή οι διαστατικές απαιτήσεις θα πρέπει επομένως να δηλώνονται σαφώς στην παραγγελία αγοράς.

Το ASTM A295 ελέγχει τα μη μεταλλικά εγκλείσματα, επειδή τα εγκλείσματα οξειδίων, θειούχων και πυριτικών μπορούν να γίνουν σημεία έναρξης ρωγμών κόπωσης υπό επαφή κύλισης.

Οι τυπικές απαιτήσεις αξιολόγησης εγκλείστων είναι:

Για τις πέντε συνθέσεις ASTM A295 που εμφανίζονται παρακάτω, το οξυγόνο περιορίζεται στο μέγιστο 0,0015%. Η χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο σχετίζεται ιδιαίτερα με την απόδοση κόπωσης των ρουλεμάν, επειδή τα εγκλείσματα οξειδίων αποτελούν κρίσιμη παράμετρο καθαρότητας στους χάλυβες ρουλεμάν.

Ο χάλυβας ASTM A295 πρέπει να είναι ικανός να αναπτύσσει λεπτό κλάσμα κόκκου περίπου ASTM No. 8 όταν σβήνεται από κανονικές θερμοκρασίες ωστενιτοποίησης που δεν υπερβαίνουν τους 843°C.

Η λεπτόκοκκη δομή υποστηρίζει πιο ομοιόμορφη σκλήρυνση και βοηθά στη μείωση των τοπικών μικροδομικών διαφορών σε εξαρτήματα ρουλεμάν ακριβείας.

Για σωλήνες ψυχρής επεξεργασίας με ανόπτηση, το ASTM A295 καθορίζει τη μέγιστη επιτρεπόμενη αποάνθραξη ή τις επιφανειακές ατέλειες ανά πλευρά ανάλογα με το μέγεθος του σωλήνα.

Ο έλεγχος της αποάνθραξης είναι ιδιαίτερα σημαντικός για τους δακτυλίους ρουλεμάν, επειδή η υπερβολική απώλεια άνθρακα κοντά στην επιφάνεια μπορεί να δημιουργήσει άνιση σκληρότητα μετά τη θερμική επεξεργασία και να απαιτήσει επιπλέον ανοχή μηχανουργικής κατεργασίας.

Όταν ορίζεται ανόπτηση, το ASTM A295 απαιτεί πλήρως σφαιροειδή μικροδομή.

Για τον χάλυβα 52100, το περιεχόμενο λαμελλών δεν πρέπει να υπερβαίνει το LC1. Τα όρια αποδοχής μεγέθους καρβιδίων και δικτύου καρβιδίων πρέπει να συμφωνούνται μεταξύ αγοραστή και κατασκευαστή ανάλογα με το μέγεθος του εξαρτήματος και την εφαρμογή.

Η σφαιροειδής ανόπτηση βελτιώνει την μηχανουργική κατεργασία πριν από την περιστροφή, τη διάτρηση, την λείανση και την τελική σκλήρυνση των δακτυλίων ρουλεμάν.

Το ASTM A295 ορίζει τη μέγιστη σκληρότητα ανάλογα με την κατάσταση του προϊόντος:

Για μικρές διατομές όπου η δοκιμή Rockwell B είναι ανέφικτη, η μέγιστη αντοχή εφελκυσμού είναι 760 MPa.

Μια κοινή ανησυχία κατά την προμήθεια είναι εάν ένας σωλήνας που περιγράφεται απλώς ως "52100" έχει επαρκή καθαρότητα για χρήση σε ρουλεμάν επαφής κύλισης.

Η χημική σύνθεση από μόνη της δεν καθορίζει την ποιότητα ρουλεμάν. Το ASTM A295 απαιτεί επιπλέον μακρο-χάραξη και αξιολόγηση μικρο-εγκλείστων. Για προμήθειες που απαιτούν πιο αυστηρό έλεγχο καθαρότητας, μπορούν επίσης να οριστούν συμπληρωματικές απαιτήσεις επιθεώρησης στην παραγγελία αγοράς.

Αυτό επιτρέπει οι παραγγελίες σωλήνων ρουλεμάν να βασίζονται σε μετρήσιμα μεταλλουργικά κριτήρια αντί μόνο στην ονομασία της ποιότητας.

Οι κατασκευαστές ρουλεμάν αυτοκινήτων συχνά μηχανουργούν προσκομιδές σωλήνων πριν από την τελική σκλήρυνση. Η υπερβολική αποάνθραξη μπορεί να απαιτήσει βαθύτερη αφαίρεση υλικού και να μειώσει την απόδοση παραγωγής.

Το ASTM A295 παρέχει καθορισμένα μέγιστα όρια αποάνθραξης και επιφανειακών ατελειών ανάλογα με το μέγεθος του σωλήνα και την κατάσταση επεξεργασίας. Η απαιτούμενη κατάσταση, η ανοχή μηχανουργικής κατεργασίας και η μέθοδος επιθεώρησης μπορούν επομένως να καθοριστούν πριν από την παραγωγή.

Για δακτυλίους ρουλεμάν ακριβείας, η προδιαγραφή αγοράς θα πρέπει να δηλώνει την ανοχή του τελικού εξαρτήματος αντί να βασίζεται μόνο στις ονομαστικές διαστάσεις του σωλήνα.

Ο χάλυβας ρουλεμάν που περιέχει περίπου 1% άνθρακα μπορεί να είναι δύσκολος στην μηχανουργική κατεργασία εάν η μορφολογία των καρβιδίων δεν ελέγχεται σωστά.

Όταν παραγγέλλεται ανόπτητο υλικό σύμφωνα με το ASTM A295, ο χάλυβας απαιτείται να έχει πλήρως σφαιροειδή δομή. Το μέγεθος των καρβιδίων, το δίκτυο καρβιδίων και το περιεχόμενο λαμελλών μπορούν να αξιολογηθούν σύμφωνα με τις ισχύουσες απαιτήσεις μικροδομής χάλυβα ρουλεμάν.

Αυτό παρέχει μια πιο ελεγχόμενη αρχική κατάσταση για την CNC περιστροφή δακτυλίων ρουλεμάν αυτοκινήτων και μειώνει την μεταβλητότητα πριν από την τελική θερμική επεξεργασία.

Ο σωλήνας ρουλεμάν χωρίς συγκόλληση ASTM A295 52100 ψυχρής έλασης μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως σωληνωτό υλικό για την κατασκευή εξωτερικών δακτυλίων ρουλεμάν τροχού αυτοκινήτου.

Ο σωλήνας κόβεται σε προσκομιδές δακτυλίων, περιστρέφεται με CNC σε σχεδόν τελικές διαστάσεις, θερμαίνεται και στη συνέχεια λειαίνεται με ακρίβεια. Η χρήση σωληνωτού υλικού μπορεί να μειώσει την ποσότητα υλικού που πρέπει να αφαιρεθεί από την οπή σε σύγκριση με την μηχανουργική κατεργασία του ίδιου δακτυλίου από συμπαγή στρογγυλή ράβδο.

Για αυτήν την εφαρμογή, οι πιο σημαντικές παράμετροι προμήθειας είναι η καθαρότητα του χάλυβα, το βάθος αποάνθραξης, η κατάσταση των καρβιδίων, η διαστατική συνέπεια, η ευθύτητα και η ανοχή μηχανουργικής κατεργασίας.