Из какой стали делают подшипники

Из какой стали делают подшипники

Характеристики применения стали ШХ15, а также процесс ее производства привели к тому, что ее стали относить к группе конструкционных сталей.

Структура стали

Важнейшее требование, которое предъявляется к данному типу стали, — это высокая твердость. Для того чтобы достичь такого показателя, используют большое количество углерода в качестве легирующего элемента, а также добавляют некоторое количество хрома.

В момент поставки данной стали ее структура — это феррито-карбидная смесь. Чаще всего при поставке данного вида пишут, что она — отожженная на зернистый перлит.

Температура закалки стали, при которой она проходит термическую обработку, — 830-840 градусов по Цельсию. Отпуск же сырья осуществляется в температуре от 150 до 160 градусов, а время, требуемое на завершение операции, составляет 1-2 часа.

Карбидная фаза

Дальнейшие характеристики применения стали ШХ15 во многом зависят от карбидной фазы и от ее успешного завершения. Если рассматривать ее протекание под микроскопом, то можно наблюдать, что при успешном ее завершении, усилие, которое требуется для разрушения матрицы — 140 кН.

Для того чтобы достичь такого показателя, шарик, являющийся основным элементом структуры, должен иметь однородную матрицу, а также достаточно однородные карбиды. Одинаковыми они должны быть как по размеру, так и по своему распределению в матрице.

Если же во время обработки что-то пошло не так, то усилие, требуемое для разрушения структуры, может упасть до 68 кН. Если это происходит, значит, структура шарика получилась неоднородной. Карбиды в данном случае могут быть расположены неравномерно и/или иметь неодинаковый размер.

Этот показатель очень существенный для стали.

Дефекты карбидной фазы

Так как характеристики применения стали ШХ15 во многом зависят от протекания карбидной фазы, то важно знать, какие могут быть дефекты этого процесса:

• Один из первых дефектов — это карбидная полосчатость. Он возникает из-за того, что присутствует неоднородность структуры стали после ее закалки. В тех участках, где присутствует большое количество карбидов, появляется мартенситно-трооститная структура, а в тех местах, где количество этого вещества мало, появляется игольчатый мартенсит.
• Еще один дефект, который может возникнуть, — это карбидная ликвация. В подшипниковом типе стали часто встречается крупное включение карбидов, которые располагаются вдоль направления прокатки — это и называется карбидной ликвацией. Дефект этого явления заключается в том, что эти элементы характеризуются высокой прочностью, но и высокой хрупкостью. Чаще всего такие элементы разрушаются при выходе стали на рабочую поверхность, из-за чего образуется очаг разрушения. Ярко выраженный дефект этого типа сильно увеличивает изнашиваемость шарикоподшипниковой стали.

Подшипники из стали

Из-за характеристик применения стали ШХ15 ее стали часто использовать для производства шариков, роликов и колец подшипников.

Стоит отметить, что при работе данных деталей они постоянно подвергаются высоким знакопеременным напряжениям.

Также важно понимать, что ролик или шарик, а также дорожка из колец испытывают высокую нагрузку в единый момент времени, которая распределяется по очень малому участку плоскости.

Из-за этого в таких участках попеременно возникают такие знакопеременные напряжения порядка 3-5 МН/м2 (300-500 кгс/см2).

Именно из-за таких нагрузок температура закалки стали очень высока, чтобы придать высокую прочность материалу. Также важно отметить, что такие высокие нагрузки не проходят бесследно, они оставляют небольшую деформацию элементов подшипника.

Из-за этого на подшипнике образуются усталостные трещины.

Появление этих дефектов приводит к тому, что при прохождении этого участка происходит удар, из-за которого деформация лишь усиливается, а в конечном счете подшипник полностью выходит из строя.

Подшипниковая сталь: характеристики

Данная марка стали применяется для производства шариков диаметром до 150 мм, роликов диаметром до 23 мм, а также для производства колец подшипников, толщина стенки которых 14 мм.

Также эта сталь может использоваться для изготовления втулок плунжеров, нагнетательных клапанов, а также других деталей, для которых главное требование — это высокая твердость, высокая стойкость к износу, а также контактная прочность.

Подшипниковая сталь данной марки также обладает рядом определенных характеристик, таких как: склонность к отпускной хрупкости или флокеночувствительность. Пределы кратковременной прочности данного материала находятся в районе от 590 до 750 МПа.

Кроме этого, есть и характеристика ударной вязкости, показатель которой 440 кДж/м2.

Свойства стали ШХ15

Если говорить о свойствах данной марки, то нужно обратить внимание на ее химический состав, который во многом влияет на образование этих свойств. Сталь ШХ15 содержит в своем составе такие химические элементы:

• С — 0,95 -1.0;
• Si — 0,17-0,37;
• Mn — 0,2-0,4;
• Cr — 1,35-1,65.

Также данная марка характеризуется еще одним параметром — критическая точка температуры. Для стали ШХ15 этот показатель находится в районе от 735 до 765 градусов по Цельсию.

Для того чтобы достичь нужной прочности, этот тип сплава подвергают сильному нагреву, температура которого превышает эвтектоидное превращение. Он обеспечивает нужную концентрацию такого элемента как С и Cr в составе стали в твердом виде, а также делает структуру мелкого однородного зерна.

Расшифровка стали ШХ15, которая получается в итоге проведения всех этих операций следующая: буква Ш обозначает, что материал принадлежит к группе подшипниковых сталей, а буква Х указывает на то, что в составе сырья имеется такой материал, как хром, являющийся одним из легированных элементов.

Сталь ШХ15 — углеродистая и малолегированная сталь, которая в изготовлении ножей приобрела название «углеродистой». Данный материал используется уже примерно в течение 100 лет. Основная область применения данного материала — это подшипниковые, износостойкие и режущие детали или элементы.

Также стоит отметить, что данная группа стали является классической для изготовления ножей и за рубежом. Нож из ШХ15 будет обладать огромной прочностью, а также значительной остротой. Такие изделия используют чаще всего для каких-либо режущих инструментов, однако из нее же можно изготавливать и обычные кухонные ножи.

Производство подшипников: как и из чего делают, описание технологии

29.04.2019

Узел вращения – это важная деталь, обеспечивающая движение при качении или линейном перемещении, она служит опорой или упором для подвижной конструкции.

На территории РФ все больше строится заводов-производителей подшипников.

Это становится прибыльным делом, так как такие детали применяются во всех отраслях народного хозяйства (тяжелая и легкая промышленность, корабле и автомобилестроение, сельское хозяйство).

Способы и этапы производства

Существует два основных типа: скольжение и качения. Мы рассмотрим изделия из стали, где элементами, облегчающими вращения, являются шарики. Это самый востребованный в настоящее время вид. Они подразделяются на радиальные и упорные. Разница заключается в том, что первые компенсируют нагрузки, направленные перпендикулярно валу, а вторые отвечают за осевое смещение.

Деталь состоит из внешней и внутренней обоймы, металлических элементов и устройства, обеспечивающего правильное их распределение по периметру. Для узлов, работающих в условиях повышенного загрязнения, с одной или с обеих сторон устанавливается шайба-пыльник. Она препятствует попаданию извне абразивных частиц и ограничивает пространство, в котором находится смазка.

Технология производства подшипников начинается с подготовки необходимого сорта стали. На завод поступает металл определенной марки в виде круглых прутков.

Первоначально рассмотрим вопрос изготовления обойм:

• • Круглый прокат нарезается автоматической линией по размерам, необходимым для данного типа.
• • Прессом в цилиндрической заготовке делается отверстие. В результате получается грубая шайба.
• • После этого следует процесс раскатки. При этом деталь приобретает параметры и форму, грубо похожее на конечное изделие.
• • Следующим этапом являются токарные работы. На станке с числовым программным управлением формируется внешняя и боковые поверхности, канавка, по которой будут двигаться элементы качения.
• • Далее, следует фаза придания заготовке необходимых физических качеств. В большинстве случаев это осуществляется методом закалки. Сначала происходит нагрев до 850 градусов, затем резкое охлаждение до температуры от 40 до 50 °С и отпуск. В специальной камере разогревают деталь до 170 и дают ей медленно остыть.
• • Доведение до необходимых размеров методом шлифовки. На станках в автоматическом режиме все параметры дорабатываются до точности, соответствующей ГОСТу.
• • Последний этап – это полировка всех поверхностей до класса четкости 0,06.

Материалы

Важным вопросом для производства является, из какой стали делают обоймы подшипников? Наиболее распространенный материал имеет марку:

• • ШХ15;
• • ШХ15СГ;
• • ШХ20СГ;
• • ШХ4.

Они отличаются содержанием технологических присадок. В состав входит магний, кремний, углерод, хром в размерах до 2 процентов и примеси серы, фосфора, никеля, меди в очень ограниченном количестве. Твердость приобретается методом термической обработки.

Для изделий, выдерживающих большие нагрузки, необходимо иметь прочную поверхность соприкосновения и пластичную середину. В этом случае используются стали марки:

• • 15Г1;
• • 18ХГТ;
• • 20Х2Н4А.

Плоскости подвергаются цементации. При этом достигается прочность от 59 до 66 HRCэ. Сердцевина остается более мягкой с показателем около 36. Производственный процесс немного отличается от предыдущего.

В промышленности требуются узлы для работы в агрессивных средах. Для производства в этом случае применяются стали марок 95Х18Ш и 110Х18МШД.

В литейных цехах, в агрегатах термической обработке, нужны продукты из термостойкого материала. В России используют 8Х4В9Ф2Ш и 8Х4М4В2Ф1Ш.

Как делают шарики для подшипников на заводе, видео

Изготовление такого материала является высокоточным производством. Необходимо достичь определенных параметров, при которых трение будет сведено к минимуму. Обычно это является отдельной отраслью, которая обеспечивает элементами качения сборочные цеха.

Следует учесть, что материалом становится не только сталь разных марок, но и керамика, Si3N4. Это совершенно иной промышленный цикл.

Они применяются в узлах с большими скоростями вращения, потому что обладают меньшей массой, не подвержены деформации при высоких температурах, и пара (сталь, нитрид кремния) имеют лучшие показатели по скольжению.

Технология изготовления шариков для подшипников:

• • Берется пруток большего диаметра и нарезается цилиндрами необходимой длины.
• • В холодно-выставочном автомате придается форма шара с характерным пояском. Заготовка имеет размеры, немного превышающие требуемым. Поверхность обладает достаточно грубой конфигурацией.
• • Следующий этап – это обкатка между двумя вращающимися дисками. Будущий элемент качения приобретает почти идеальную форму с некоторым припуском.
• • Потом детали обрабатываются в шарошке. При помощи абразивных материалов с поверхности удаляются окалины и заусенцы.
• • Далее, происходит обкатывание между двумя чугунными планшайбами. При этом достигаются размеры, близкие к требуемым.
• • Пока мягкие элементы требуют придания твердости. Они подвергаются термической обработке или цементации. Это зависит от того, из какого металла делают подшипники.
• • Финишным этапом производства является шлифовка. Между двумя дисками непрерывно перекатываются заготовки, автоматически перемешиваясь. На выходе получается продукт, имеющий допуск 10 микрон. При необходимости точность можно поднять еще выше.
• • Завершающая фаза – промывка специальными растворителями, проверка качества автоматическим способом, при котором происходит выбраковка и сортировка по классу точности.
• • Изделие упаковывается и маркируется в соответствии с ГОСТом, и отправляется потребителям. Часть товара идет на изготовления узлов качения, а остальное реализуется, как готовый продукт.

Сырье, и как изготавливают шарики для подшипников: видео

Маленькая деталь для всего механизма является одной из самых сложных в технологическом смысле. Ведь добиться гладких, круглых шариков из металлического прутка с точными размерами до сотых долей микрона очень трудно, ведь лишний показатель может негативно сказаться на работе всего механизма. На заводах применяется специальная высококачественная сталь, регламентированная ГОСТом 3722-81:

• • Хромоуглеродлистая, типа ШХ15. Для показателей с более высокой твердостью используют на заказ ШХ4, ШХ20, 15 Г 1, 12Х18, 95Х18, 18ХГТ, 110Х18, 8Х4М4В2Ф1.
• • Молибденовая. Применяется для изготовления дроби охотничьего ружья и для шариков специального назначения. К основному компоненту добавляются в маленьких количествах медь, алюминий, латунь, полиамиды, полимеры и металлокерамика.
• • В последнее время используется новый сплав из синтетического материала – нитрид кремния. Из него выпускают изделия особого назначения, способные самоусиливаться.

Мы определили, из какой стали изготавливают подшипники. Стальные шары идут для производства узлов качения. Отдельно они используются в различных отраслях народного хозяйства.

Также они незаменимы в сферах автомобильной, лакокрасочной, оборонной, цементной, кондитерской, химической и сельскохозяйственной промышленностях.

Кроме этого, они могут выступать, как отдельные детали для дезодорантов и стержней пишущих ручек.

Эти устройства являются неотъемлемой частью в изготовлении колес и роликов для складской техники (гидравлические тележки, рохли), для запчастей и мебельной фурнитуры. В каталоге интернет-магазина «МПласт» можно найти необходимую деталь. Для этого надо войти на сайт и там найти требующееся изделие, а также определиться с ценой и формой оплаты.

В узлах, работающих в агрессивной среде, используются шары с высоким содержанием никеля. Из мягкого железа катают экологически чистую дробь (свинец наносит природе больше вреда, чем малоуглеродистая сталь) и омедненные, с диаметром 4,5 для пневматического оружия.

Следующим шагом в изготовлении стало создание элементов качения из керамики. Они нашли свое применение в экстремальных условиях эксплуатации (реактивные двигатели, шпиндели в металлообрабатывающих станках, автомобили Формулы 1.

Заводы

В России существуют больше двух десятков больших предприятий, выпускающих такую продукцию. Мы приведем несколько примеров:

• • ОАО «Московский подшипник». Специализируется на выпуске деталей для метростроя и железной дороги.
• • ОАО «ГПЗ–2» – старейший завод, работающий с 1916 года. Выпускает огромный перечень изделий небольшого размера от 4 до 6770 грамм. Поставляет продукцию в 50 стран.
• • Саратовский функционирует с 1941 г. Товаром для потребителей являются шарики.
• • Самарский «ЗПОН» производит роликовые механизмы разных видов (4000 наименований). Имеет производство оборудования, собственную научно-исследовательскую базу.
• • Томский «РОЛТОМ» ГПЗ-5. Выпускает механизмы с миниатюрными размерами диаметром от 2мм до больших – 22 см.
• • Екатеринбургский завод № 6 специализируется на выпуске сферических двухрядных товаров с повышенной радиальной нагрузкой.
• • Бакинский ГПЗ-7.
• • Харьковский №8. Диапазон производства изделий от 30 г до 45 кг.
• • Самарский завод номер 9 выпускает роликовые узлы качения.
• • ГПЗ-10 г. Ростова-на Дону работает с 1938 года и изготавливает детали для сельскохозяйственной техники, для перерабатывающего оборудования и металлургии.

На российский рынок поступает продукция с заводов разных стран. Наибольшей популярностью пользуются подшипники, сделанные:

• • В Китайской Народной Республике фирмой ААА. Она специализируется на изготовлении деталей для автомобилестроения.
• • А Индии на концерне ABC Bearings. Компания успешно работает более 50 лет и импортирует свою продукцию в многие страны мира.
• • В Словакии компанией AKE. Это новая марка не уступает по качеству знаменитым брендам. Каждый год увеличивается ассортимент выпускаемой продукции, которая по стоимости значительно ниже, чем у других импортных аналогов.

Виды

Эти механизмы можно разделить на группы по направлению нагрузки, по элементам, на которые опираются обоймы, по наличию или отсутствию вращающейся проставки и по материалу изготовления.

Из чего состоят, и как делают подшипники скольжения

Изделие бывает радиальным и опорным, с полным или частичным оборотом. В зависимости от условий эксплуатаций оно изготавливается в виде: внешней и внутренней обоймы (нижняя и верхняя), скользящей втулки (шайба), системы смазки (принудительная, естественная, воздушная).

Полированные поверхности, за счет смазочного материала или благодаря физическим свойствам прокладок, обеспечивают длительное легкое скольжение. Сырье для изготовления: сталь, чугун, бронза, фторопласт, баббит, алюминий, керамика. Подбираются пары с минимальным коэффициентом трения. Из какого металла изготовлена втулка подшипника, впрямую зависит, в каком обойме она будет вращаться.

Качения

Такие узлы делятся на радиальные, упорные и комплексные. Это определяет направление нагрузки. Первые подразделяются на три основных класса: шариковые, роликовые, игольчатые. Эти виды могут быть с ограничительными кольцами и без них, с одним или двумя пыльниками и полностью открытые.

Второй тип создается на основе шаровых элементов, цилиндрических и конусных роликов. Выпускаются разновидности полностью разборные. Третий – совмещает качества первого и второго по воспринимаемому усилию. Также бывают открытого и закрытого типа.

В зависимости от материалов для изготовления подшипников качения, существуют несколько подклассов:

• • стандартные (наиболее распространены);
• • предназначенные для повышенных нагрузок;
• • рассчитанные на экстремальные температуры;
• • устойчивые к агрессивным средам.

Для особых условий (сверхвысокие обороты вращения, сильный нагрев, необходимость эксплуатации в присутствии кислот и щелочей) применяются изделия из керамики, нитрида кремния, пластиков. Существуют модели, где скользящим слоем является газ или магнитное поле.

Устройство

Описать все многообразие не представляется возможным. Принципиально этот механизм состоит из внешней и внутренней опоры (их может заменить деталь корпуса), скользящей прокладки (смазка, сепаратор с элементами качения, втулка).

Самый распространенный вид сделан так:

• • две шайбы с канавками, имеющими необходимый радиус кривизны;
• • шарики, зафиксированные специальным приспособлением на одинаковом расстоянии друг от друга по всему периметру;
• • при движении обойм резко снижается трение.

Как собирают шариковые подшипники: видео

Процесс выглядит так:

• • Подготовленные соответствующим образом обоймы вкладываются одна в другую, соприкасаются в единой точке. В результате в стороне, противоположной контакту, образуется пространство, через которое можно ввести шарики.
• • Количество элементов качения при такой схеме ограничено. Следующим этапом является равномерное распределение их по периметру. При этом внутреннее кольцо автоматически центрируется относительно внешнего.
• • Снизу и сверху устанавливается специально изготовленные половинки сепаратора. Стандартный продукт делается из углеродистой стали. Но существуют разновидности, когда фиксация происходит за счет латунной или пластиковой детали. Последняя состоит из одной части и просто защелкивается.
• • На специальном автомате две половины удерживающего устройства соединяются заклепками, сделанными из металла, через заранее подготовленное отверстие.
• • Изделие промывается и смазывается (литолом, циатимом, графитом или консервирующим составом).
• • Устанавливаются защитные пыльники. Они могут быть металлическими, пластиковыми или композитными.
• • Далее, товар маркируется согласно ГОСТам, и упаковывается в коробки.

Сборка опорного изделия заключается в создании сепаратора, удерживающего элементы качения в определенных местах. Края устройства завальцовывают. В реализацию идет в виде трех деталей (верхняя и нижняя шайба, и сам узел).

Для высоких нагрузок необходимо создать больше точек соприкосновения. В классический механизм невозможно поместить дополнительные шарики. Тогда производители делают в дисках технологические выемки, через которые количество мест касания становится максимальным. В дальнейшем происходит классическая склепка сепаратора.

Одним из проверенных поставщиков является компания «МПласт». Она реализует продукцию на основе подшипников, произведенных на территории России заводами с идеальной репутацией.

Ковка ножа из подшипника своими руками

Русские умельцы ножевого дела, никогда не ищут лёгких путей. Потому что это – для многих хобби и увлечение. Бывает, что из простого занятия, получается настоящий небольшой бизнес.

Но в большинстве своём, для людей это всё же, это отдых и отвлечение от повседневной жизни. Каждый человек, определяет свой досуг сам.

Любители ковать, довольно часто изготавливают свои изделия из необычных вещей, например: нож из подшипника. Очень интересный и непростой процесс.

Самодельный нож из подшипника.

Плюсы и минусы ножа из подшипника

Многие обыватели скажут, что зачем этим заниматься, когда можно пойти в магазин и прикупить себе парочку замечательных клинков. Но мы же, им не указываем, как проводить своё время. Так что если неинтересно, идём на другой ресурс, а здесь будет статья, содержащая в себе немало полезной информации особенно для новичков. Потому что изложение планируется в пошаговом ракурсе.

https://www.youtube.com/watch?v=_CqdItraHaM

Мы уже писали о том, что «идеального ножа» на всё случаи жизни, не существует. И это правда, но стремиться к идеалу нужно всегда. Поэтому попробуем выделить положительные и отрицательные стороны клинка из подшипника. Чтобы знать, что получится в результате правильной обработки металла.

Сталь подшипника изначально предназначена для высоких нагрузок, по этой причине она отличается пластичностью и однородностью при нагреве.

Очень важно, правильно выполнить закалку, а ковку «на холодную», вообще, исключить.

Как сделать нож из подшипника своими руками

Понятно, что в данном деле без ковки никак не обойтись. Нужно обязательно распрямить обойму изделия. Знатоки таких вещей, разделяются на два лагеря, какую часть лучше выбрать для работы: внутреннюю или внешнюю. Однозначного ответа нет, но многие утверждают, что внутреннее кольцо состоит из лучшей стали. Подкрепляя свои слова, тем, что эта часть несёт на себе большую нагрузку.

Но, как бы там ни было, новичку однозначно без разницы. Для начала нужно, чтобы хоть что-то получилось и не треснуло во время закалки. Для нормальной работы потребуется свой, определённый набор инструментов. Ну и главное – кузница.

Требующиеся материалы и инструменты

У совсем «зелёного» новичка вряд ли есть необходимый инструмент, поэтому им нужно обзавестись. Что-то можно изготовить самостоятельно, а другое только купить.

 Но опять же, покупной инструмент позволительно заменить аналогичным более простым, но увеличится время изготовления.

Если нет в планах, заниматься кузнечным и ножевым делом, покупать что-либо, конечно, бессмысленно, если только мелочи. Материалы потребуются следующие:

• подшипник, желательно в разобранном состоянии;
• деревянный брусок, для изготовления рукояти;
• стержни для заклёпок, лучше из латуни;
• эпоксидный клей или похожий по свойствам заменитель;
• масло или воск для пропитки рукояти;
• малярный скотч, листок бумаги, карандаш, маркер.

Кухонный нож из подшипника.

С материалами не очень сложно и всё доступно. А вот что касаемо инструмента, обратите внимание, как уже говорилось выше, если не найдётся профессионального, пробуйте заменить на более доступные варианты. Их мы также укажем для ясности:

• металлические тиски, зажимы, струбцины;
• УШМ (болгарка) с набором различных дисков;
• горн или муфельную печь, которую можно изготовить самостоятельно;
• сверлильный станок или дрель с набором свёрл;
• бумага наждачная разной зернистости;
• полировальная машина, можно УШМ с полировочным кругом;
• духовой шкаф газовой плиты, для отпуска металла;
• наковальня и два молота разного веса, один – 6 кг, второй – 1,5-2 кг;
• ленточная шлифмашина или опять УШМ с абразивным кругом;
• электролобзик или просто ножовка с мелкими зубцами;
• сварочный аппарат;
• комплект для травления или гравёр (это по желанию).

Большинство этих предметов можно заменить аналогами. Что касается муфельной печи и горна, эти хитрые конструкции можно изготовить своими руками (читайте в статье «Закалка ножа в домашних условиях»).

Подготовка детали к ковке и обработка подшипника

Допустимы к изготовлению ножа из подшипника, любые экземпляры с рабочих машин и двигателей. Если он достался вам в собранном состоянии, самым лучшим способом получить из него заготовку, будет распил «болгаркой». Для этого зажимаем изделие в тиски и при помощи УШМ делаем разрез под углом.

Это делается для одной простой цели, в будущем будет проще ковать остриё и носик клинка. Затем при помощи слесарных инструментов, требуется разогнуть, насколько получится верхнюю обойму. Внимание! Ни в коем случае не стучать молотком, иначе загубите деталь, не начав с ней работать. Вынуть все ненужные части и можно приступать к следующему этапу.

Для полноценной работы, тем более для новичков, обязательно надо сделать эскиз на бумаге будущего клинка. Учесть толщину заготовки и её длину, вернее, то что в результате должно получиться.

Чертёж должен содержать в себе всю информацию по размерам, в том числе и рукояти. Для клинков из такого материала лучше использовать накладной метод монтажа рукояти из двух половинок дерева, закреплённых с помощью заклёпок.

Чертёж упростит задачу во много раз.

Отжиг и ковка обоймы подшипника

В верхней обойме подшипника чаще всего используется сталь ШХ15, но для точных характеристик, можно воспользоваться справочниками. Маркировка металла иногда присутствует на самих изделиях. Соответственно каждая марка стали ведёт себя по-разному во время ковки и закалки. В наш эксперимент попал экземпляр именно тот, что указан выше.

Подшипник для изготовления ножа.

Такую сталь, нужно подвергать обязательному отжигу, процесс происходит таким образом. В соответствии со справочником, буквы «ШХ», обозначают – подшипниковую сталь с легированием хромом. Отжиг её производится при температуре 800 °С, со снижением её со скоростью 10-20 град/час. Вся эта информация свободно доступна в интернете, пользуйтесь обязательно.

Многим людям, плохо знакомым с ковкой, будет сложно работать с кузнечными клещами. Для упрощения этой задачи к заготовке приваривается пруток. Деталь укладывается в печь и разогревается до 900-1100 °С, выглядеть она будет темно-жёлтой. Но лучше пользоваться лазерным термометром. Если его нет, пробуем сталь магнитом, заготовка не магнитится – значит, разогрев достиг определённой точки Кюри.

При достижении этого значения можно постепенно начинать ковку. Для начала маленьким молотом аккуратно выпрямляем деталь. Всегда контролируйте температуру, лучше подстраховаться и нагреть её, чем на холодную просто разрушить. Следующим приступает к работе большой молот. Проковку нужно выполнять по всем правилам:

• несильными ударами молота, с середины детали «сгоняем» метал в сторону, формируя, таким образом, спуски;
• работа над остриём, немного отличается от общего принципа, носик клинка аккуратно подгоняем к острию;
• обязательна оттяжка заготовки по длине для хвостовика;
• выполнив всё верно, обух будет не более 2 мм.

Вдруг вам вообще не захочется ковать, достаточно просто выпрямить деталь, и остальное можно сточить на шлифовальной машине. Но учтите, потеря в ширине и длине клинка, и сам процесс ковки придаёт металлу дополнительную жёсткость.

По окончании ковочного процесса обязательно требуется провести «нормализацию» стали. Нагреваем заготовку до 900 °С, вынимаем из печи и оставляем на воздухе остывать.

Обдирочные и шлифовальные работы с заготовкой

Всё, что было выполнено в процессе ковки, можно назвать «черновой» работой. Теперь предстоит привести деталь в соответствующий вид. Срежьте при помощи УШМ пруток. На шлифовальном станке, или ленточной машине не сильно прижимая, аккуратно нужно снять весь нагар с металла.

Таким образом, уйдут все неровности и поверхность станет блестящей. Не увлекайтесь этим процессом, дабы не снять лишнего с заготовки. Хотя после этой процедуры, в руках у вас уже будет практически клинок.

Перенос контуров с шаблона на клинок

Дошло дело и до эскиза, который мы выполняли в самом начале. Может случиться так, что чертёж не совпадёт с реальностью. Грустить, тут нет смысла, ведь это черновой вариант. Его надо вырезать и приложить на клинок, а есть смысл, даже приклеить на время любым бумажным клеем.

Чертеж ножа для изготовления из подшипника.

Теперь деталь можно закрепить в тиски, и при помощи «болгарки», абразивным кругом доводим клинок до нужного вам вида, попутно, срезая все задиры и неровности. Единственным минусом может быть, металл нагреется, и бумага сгорит. Поэтому прежде чем её приклеивать, надо процарапать все контуры с эскиза. Задача не из лёгких, но это просто необходимо.

Во время вырезания образа клинка нельзя допускать перегревания детали, даже небольших участков. Поливайте водой заготовку. По окончании работ можно переходить к следующему этапу.

Заточка и шлифовка

В самом начале изготовления ножа вы должны были задуматься: для каких целей он создаётся. Так как заточка для каждого типа изделия абсолютно разная. Но первым делом нужно вывести спуски.

Заострять внимание на них не будем, но запомните: главное в спусках – это симметричность. Только после их выведения, можно приниматься за заточку клинка, но сначала шлифовка.

Её можно производить на шлифмашине или при помощи УШМ со специальным кругом. Затем в хвостовике просверливаются два-три несквозных отверстия для крепления рукояти.

Во время закалки может случиться неприятность, если просверлить отверстия полностью.

Закалка и отпуск клинка

Очень важный момент, особенно для новичков. Согласно справочнику, температура закалки стали — 830 °С. Разогреть печь, до заданной отметки поможет термометр. Если его нет в наличии, следует воспользоваться одним из способов:

• самый простой и распространённый, проверять магнитом, как только не «прилипает» клинок к нему – цель достигнута;
• следующий очень интересный, посыпать деталь солью, её отметка плавления в 800 °С, значит осталось ещё немного;
• и способ для «прожжённых» профессионалов – цвет заготовки становится светло-красный.

Все способы действенны, но точнее термометра нет ничего. А в данном случае очень важна точность. Нагрев до нужной точки, клинок вынимается и опускается в масло с выдержкой 1 минута на 1 мм толщины изделия. Масло можно использовать практически любое: растительное, минеральное, машинное отработанное или трансформаторное.

Предварительно его нужно подогреть до 50 °С, это необходимо для хорошего обволакивания погружаемого изделия. Производя такие работы, будьте аккуратны, наденьте защитные очки и перчатки, есть вероятность разбрызгивания масла. Не нужно шевелить клинком, когда он находится в погружении.

После охлаждения заготовки пришёл момент для отпуска стали. Процедура ослабит напряжение в структуре кристаллической решётки металла, возникшее при ковке и закалке. В справочнике указанна температура в 150 °С и время 1,5 часа. Разогрев духовой шкаф кухонной газовой плиты, помещаем туда клин на нужное время.

Очистка клинка

После всех проведённых манипуляций, грубой очистки на гриндере, на клинке останутся тонкие, мелкие царапины. Убирать их надо вручную используя наждачную бумагу. Обрабатывать нужно начиная с зерна 400 перпендикулярно царапинам.

Затем переходим к 600-ому зерну и заканчиваем 800-ым. Добиться зеркального блеска, можно использовав пасту ГОИ или специальные шлифовальные смеси.

Подготовка накладок и сборка ножа

Материалов для изготовления рукояти, довольно широкий выбор: различные металлы, пластмассы, кожа, обмотка бечёвкой и прочие варианты. Но многие мастера любят работать именно с древесиной, она часто подчёркивает уникальность клинка и его красоту.

Подготовка накладок для ножа.

Принцип накладной рукояти довольно прост, и надёжнее, чем другие способы крепления. После отпуска металла можно насверлить отверстия в хвостовике окончательно. А также приготовить брусок:

1. Примерить к хвостовику, разметить и придать форму близкую к его размерам.
2. Зажав деталь в тиски, разрезать вдоль, строго пополам;
3. Для устранения зазоров внутренние части половинок ошкуривают наждачкой.
4. Делается разметка в соответствии с отверстиями на хвостовике, и насверливаются в дереве.
5. Следующим этапом, можно поступить по-разному, проще всего заклепать ручку клёпками.
6. На точильном станке или гриндере обработать рукоять окончательно, под нужную форму вместе с хвостовиком.
7. В заключении дерево обрабатывают наждачкой с мелким зерном и пропитывают специальными масляными растворами или покрывают лаком. Зависит от сорта древесины.

Для доведения дела до окончательного варианта можно смастерить ещё и ножны. Но это уже другая и довольно обширная тема. Весь описанный процесс, для новичка может показаться очень сложным.

Но люди, занимающиеся этим постоянно, изготавливают такие ножи, словно на конвейере. Так что не расстраиваться при случайных ошибках, продолжать работать, пробовать. И результат не заставит себя долго ждать.

Удачи в начинаниях!

Подшипниковая сталь: виды, особенности и характеристики

Подшипники порой несут чрезвычайновысокие нагрузки, поэтому к их надежности, прочности и долговечностипредъявляются высокие требования. Стали для изготовления подшипников – этосоставы высочайшего качества, отличающиеся максимальной износоустойчивостью ипрекрасно справляющиеся с большими контактными нагрузками.

Виды стали

Все смеси принято классифицировать подвум параметрам:

— для деталей, используемых при высокихтемпературных режимах и подверженных воздействию агрессивных химическихагентов. В категорию включаются жаропрочные и коррозиестойкие металлы;

— для деталей, функционирующих встандартных условиях. К ним причисляются составы с содержанием хрома имарганца, хромистые смеси с добавлением молибдена и кремния.

Среди составов первой группыпопулярностью обладают марки 95Х18-Ш, 11Х18М-ШД и др.Такие маркиприменяются в изготовлении приборных подшипников качения, работающих вагрессивной среде.

— обозначение «Ш» означает,что детали относятся к особо высокому классу и произведена по методу стандартной электрошлаковой переплавки,

— обозначение «ШД» – с помощью вакуумно-дуговой переплавки.Такая сталь используется в прецизионных подшипниках с классом точности выше P4, тоесть P2, P3, P4. Класс точностиP2 считается сверхвысоким встречается очень редко.

Во второй категории признанными лидераминазывают модели ШХ15, ШХ15СГ, ШХ20СГ.

Качества подшипниковых составов

Специфика их применения такова, чтосоставляющие деталей качения (роликовые, шариковые, кольцевые элементы)постоянно пребывают под влиянием высокого знакопеременного напряжения.

Из-заэтого их поверхность подвергается растяжению по краям и сжатию в центре.

Величинанагрузок способна достигать 500 кГ/см2, что существенно деформирует деталь,приводя со временем к образованию усталостных трещин.

Шариковые подшипниковые изделияподвержены механическому разрушению металла (истиранию). Силы трения приводят ктому, что от конструкций начинают откалываться мелкие элементы, а их абразивныйизнос значительно ускоряется.

Перечисленные факторы свидетельствуют отом, что композиционные составы для подшипников обязаны отвечать:

— максимально высоким качествам прочности;

— устойчивости к механическомуизнашиванию;

— значительной упругости;

— минимальной хрупкости, сочетающейся свысокой сопротивляемостью усталости металла.

Подшипниковые составы не должны иметьнеметаллические включения. Требование обусловлено их функциональной спецификой,поскольку компоненты деталей контактируют между собой рабочими поверхностями.Если технология не соблюдается, они быстро приходят в непригодность.

Компоненты смесей

Все элементы указаны в процентномотношении:

— ШХ20СГ. кремний – 0,55-0,85;углерод – 0,9-1; марганец, хром – 1,4-1,7, сера – 0,02, никель – 0,03, фосфор –0,25.

— ШХ15. Кремний – 0,17-0,37; углерод –0,95-1,05; хром – 1,3-1,65; марганец – 0,2-0,4; прочие элементы – аналогичнопредыдущим пунктам.

— 11Х18М-ШД. Кремний – 0,53-0,93; углерод– 1,1-1,2; хром – 16,5-18; марганец – 0,5-1; сера – 0,15; медь и никель – 0,3;фосфор – 0,025.

Составы для подшипниковых конструкцийимеют углеродные примеси. Благодаря углероду удается обеспечить устойчивость кистиранию, повысить показатели прочности после термической обработки самого изделия.

Марганец и хром, добавляемые в составкомпозиции(композиционный материал), увеличивают сопротивляемость к истиранию и одновременно с этимпридают изделию твердость. Однако оба этих компонента являются раскислителями испособны понизить вязкость металлического состава, поэтому их количество должнооставаться строго в определенных рамках.

Ключевым элементом в составеподшипникового сплава является хром. Карбиды этого вещества усиливаютустойчивость металла к изнашиванию и его твердость, обеспечивают нужнуюмелкозернистую структуру, не позволяет ему чрезмерно накаляться, повышаетстойкость мартенсита против отпуска.

Вредные примеси

Прочие примеси негативно сказываются накачествах композиции(композиционный материал), поэтому их содержание строго ограничивается:

— никель. Большое количество веществазначительно снижает твердость сплава;

— медь. Избыток в составе смесиувеличивает риск деформации и опасных повреждений;

— фосфор. Провоцирует хрупкость металла ирастрескивание при закалке;

— свинец, олово, мышьяк, азот. Количествоэтого материала в десятитысячной части процента вызывает окрашивание металла.

За рубежом становится популярной точказрения, что сера производит положительный эффект на подшипниковую смесь,облегчая обработку и способствуя длительному сроку эксплуатации. Однакоотечественные металлурги с этим не согласны, поскольку металлы с примесью серысвыше 0,15% подвержены усталости и быстрому истиранию.