Файл: Олендер, Л. А. Технология и оборудование шарикового производства [учеб. пособие].pdf

226 ГЛ. 0. МАТЕРИАЛЫ И ТЕРМООБРАБОТКА ШАРИКОВ

Кроме того, шарики изготовляются из поделочного тексто­ лита, т. е. из пластика, получаемого методом прессования тка­ ней, пропитанных фенолформальдегидной смолой, стекловолокнита марки АГ-4 (В) и из марок подобного типа, но с други­ ми наполнителями, термопласта типа полиформальдегида и т. п.

Шарики из пластмасс, помимо использования их в качестве свободных деталей, также находят применение в подшипниках.

Недостатки подшипников с телами качения из пластмасс следующие: значительное снижение грузоподъемности под­ шипников, потребность в большем, чем у цельнометаллических подшипников, крутящем моменте (повышение момента тре­ ния), что говорит о невыгодности применения данных подшип­ ников при высоких числах оборотов, и значительная неодно­ родность тел качения, которую весьма трудно устранить. Пластмассовые шарики имеют точность порядка 12,5—25 мкм.

В то же время пластмассовые шарики, работающие по стальным кольцам, в отличие от стальных шариков меньше из­ нашиваются в условиях наличия абразивных частиц. Роль сепараторов в таких подшипниках могут выполнять промежу­ точные шарики, имеющие несколько меньший диаметр, чем не­ сущие. В этом случае шарики обоих видов окрашивают в раз­ ные цвета, чтобы их не перепутали при сборке подшипников.

Эти подшипники находят применение в бытовых машинах и устройствах, в автомобилях, в счетно-решающих механиз­ мах. Возможными областями применения пластмассовых под­ шипников являются некоторые узлы сельскохозяйственного и текстильного оборудования. Дальнейшее развитие химической промышленности позволит создать такие пластмассы, кото­ рые значительно расширят область применения подшипни­ ков с телами качения из пластмасс.

Твердые сплавы используются для шариков, которые долж­ ны обладать повышенной твердостью, износоустойчивостью, прочностью и т. п. В табл. 36 указаны наиболее распространен­ ные марки твердых сплавов, которые используются для изго­ товления шариков, и приведены их некоторые физико-химиче­ ские свойства.

Обработка шариков из твердых сплавов более трудоемкая, чем, например, из стали ШХ-15. Следует отметить, что наилуч­ шие результаты получаются при обработке шариков из спла­ ва ВК6М [38]. При увеличении или уменьшении содержания кобальта по сравнению со сплавом ВК6М качество и произво­ дительность обработки снижаются.

Для вольфрамотитанокобальтовых сплавов лучшие резуль­ таты получены при обработке шариков из сплава ТЗОКЮМ.

228 ГЛ. 6. МАТЕРИАЛЫ И ТЕРМООБРАБОТКА ШАРИКОВ

при постепенном и медленном нагреве образуется твердо­ сплавное изделие. Точность изготовления деталей из твердых сплавов лежит в пределах 3—5% от номинального размера. В большинстве случаев предприятия твердых сплавов выпу­ скают необработанные заготовки шариков, не производя отде­ лочных работ. Отделочные работы, т. е. шлифование и до­ водка, выполняются в шариковых цехах подшипниковых заводов.

Ситаллы—новые стеклокристаллические материалы—ста­ ли применяться для изготовления шариков в последние го­ ды. Благодаря высоким физико-механическим, термическим, химическим и электрическим свойствам ситалл можно приме­ нять даже там, где нельзя использовать ни металлы, ни пла­ стические массы.

Ситалл тверже закаленной стали, легче алюминия и в не­ сколько раз прочнее обычного стекла. Он обладает способно­ стью выдерживать быстрые и резкие смены температур в ши­ роком диапазоне почти без нарушения электрических свойств, что является предпосылкой для использования его в будущем в электронной, авиационной, химической и других отраслях промышленности, для изготовления разнообразных деталей.

Сущность изготовления ситалла заключается в том, что стекло, подвергаясь определенному режиму термической обра­ ботки, превращается в почти сплошь закристаллизованный материал. Процесс ситаллизации в отличие от процесса кри­ сталлизации стекла управляем.

В настоящее время разработано довольно много всевоз­ можных марок ситаллов, у которых превалируют те или иные требуемые свойства. Один из наиболее известных зарубеж­ ных стеклокристаллических материалов (ситаллов) — «пирокерам».

Значительная исследовательская работа по выбору стекло­ кристаллических материалов для колец и тел качения подшип­ ников, работающих в агрессивных средах и при повышенных температурах, выполнена во ВНИИПЩ39]. Там были проведе­ ны испытания на шариках диаметром 3/8", (9,525 мм) ситал­ лов марок ІѴ-23, Сі2—12» Сі2—и и ЖзИспытания проводились на специальной четырехшариковой, машине и показали, что ситаллы имеют более высокую контактную долговечность при качении в паре с металлами, чем в паре с ситаллами (ситалловый шарик и металлическое кольцо).

Поскольку подшипники с шариками из ситалла обладают низким моментом трения, а ситаллы, кроме того, являются не­ магнитными материалами и отличными диэлектриками, их применение для изготовления определенных видов подшипни­

ков качения желательно и принципиально возможно при до­ статочно высоком качестве материалов. Поэтому первоочеред­ ной задачей специалистов новой отрасли промышленности — стеклокристаллических материалов—является разработка тех­ нологии получения заготовок шариков из высококачествен­ ного, практически беспористого, однородного ситалла.

§ 2. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

Термическая обработка представляет собой процесс тепло­ вой обработки металлических изделий, заключающийся в на­ греве до заданной температуры, выдержке и охлаждении с раз­ личными скоростями. Термическая обработка предназначена для целенаправленного изменения структуры металлов и спла­ вов, а следовательно, и их механических свойств, к которым относятся: прочность, ударная вязкость, износоустойчивость, сопротивляемость длительным переменным нагрузкам, сопро­ тивление сжадию, контактная выносливость и твердость.

Указанные свойства зависят в основном от химического со­ става, структурного состояния, внешнего силового воздейст­ вия, способов . технологической обработки металлов и ряда других факторов. Определение механических свойств произво­ дится на специально подготовленных образцах стандартных размеров и формы по единой методике, установленной для каждого вида испытаний Государственными общесоюзными стандартами.

Прочность — это способность металла сопротивляться раз­ рушению под действием приложенной к металлу внешней на­ грузки. Она определяется качеством термической обработки и характеризуется пределом прочности. Предел прочности — на­ пряжение, равное отношению наибольшей нагрузки, предшест­ вовавшей разрушению образца, к первоначальной площади се­ чения образца.

Ударная вязкость — способность металла оказывать сопро­ тивление действию ударных нагрузок. При этом способе испы­ таний на специальном маятниковом копре производится разру­ шение образцов стандартных размеров и формы с помощью падающего маятника. Ударная вязкость измеряется количест­ вом работы, расходуемой на ударный излом образца и отне­ сенной к рабочей площади его поперечного сечения в месте

надреза.

Износоустойчивость — свойство материала оказывать со­ противление поверхностному износу. Показателем ее служит интенсивность износа, представляющая отношение линейного износа к пути трения, на котором произошел износ.