Trendovi razvoja materijala za kotrljajuće ležajeve
In kotrljajući ležajProizvodnja, svojstva materijala izravno određuju vijek trajanja ležaja, pouzdanost i primjenjive radne uvjete. Trenutno se dijelovi ležajeva uglavnom izrađuju od visokougljičnog kromiranog čelika za ležajeve, kao što su uobičajeni GCr15 i GCr15SiMn. Posljednjih godina, s razvojem opreme prema većim brzinama, većim opterećenjima, višim temperaturama i složenijim radnim uvjetima, materijali za ležajeve također se stalno unapređuju, uglavnom pokazujući sljedeće smjerove razvoja:
1. Čelik za ležajeve visoke prokaljivosti
Kako bi se zadovoljile potrebe za dijelovima ležajeva velikih dimenzija s debelim stijenkama, industrija je postupno razvila čelike za ležajeve visoke prokaljivosti, kao što su GCr15SiMo i GCr18Mo. Ovi materijali mogu postići ujednačenu okaljenu strukturu pri većim dimenzijama poprečnog presjeka, poboljšavajući ukupnu čvrstoću i vijek trajanja dijelova, te su prikladni za velike ležajeve i tešku opremu.
2. Površinski kaljeni ležajni čelik
Površinski kaljeni čelik GCr4 obično se koristi u teškoj opremi kao što su željeznička vozila i valjaonice. Korištenjem indukcijskog zagrijavanja srednje frekvencije i brzog hlađenja, na površini dijelova može se formirati otvrdnuti sloj određene dubine, što ležaju daje i visoku površinsku tvrdoću i visoku žilavost jezgre, čime se poboljšava otpornost na umor i otpornost na udarce.
3. Nove vrste ležajnog čelika od nehrđajućeg čelika
Tradicionalni nehrđajući čelici poput 9Cr18 i 9Cr18Mo (440C) imaju dobru otpornost na koroziju, ali su skloni stvaranju grubih karbida, što utječe na vijek trajanja od zamora i kvalitetu površine. Martenzitni nehrđajući čelik 0.7C-13Cr razvijen posljednjih godina, smanjenjem sadržaja ugljika i kroma te smanjenjem eutektičkih karbida, dodatno poboljšava performanse kontaktnog zamora, žilavost i otpornost ležajeva na koroziju. Obično se koristi u preciznim ležajevima otpornim na hrđu, kao što su ležajevi tvrdih diskova i ležajevi medicinske opreme.
4. Visokočvrsti legirani čelik
Čelici za ležajeve serije GT, zahvaljujući optimiziranom sastavu legure, poboljšavaju čvrstoću i žilavost matrice te poboljšavaju stabilnost otpuštanja. Pogodni su za teške ili lagane konstrukcije ležajeva, imaju dobar vijek trajanja u uvjetima čistog podmazivanja.
5. Čelik za ležajeve otporan na onečišćenje
U praktičnoj primjeni, čestice prašine ili trošenja u mazivom ulju mogu stvoriti udubljenja na površini ležaja, što dovodi do koncentracije naprezanja i preranog ljuštenja uslijed zamora. Kako bi se riješio ovaj problem, Japan je razvio TF seriju čelika za ležajeve otpornih na onečišćenje (kao što su TF, HTF, STF, NTF itd.).
Optimizacijom omjera ugljika i elemenata legure, materijal stvara više finih karbida i povećava zadržani austenit, čime se smanjuje koncentracija naprezanja na rubovima udubljenja. Praktično iskustvo pokazuje da ležajevi izrađeni od čelika serije TF mogu imati 4-10 puta dulji vijek trajanja u uvjetima kontaminiranog podmazivanja.
6. Čelik za ležajeve kvazi-visokih temperatura
Kada se obični GCr15 ležajevi koriste u okruženjima s temperaturama od 100 ℃ do 200 ℃, na podpovršinskom sloju materijala lako se formira "svijetlo bijela zona" niske tvrdoće, čime se smanjuje vijek trajanja ležaja. Kako bi se riješio ovaj problem, razvijeni su kvazi-visokotemperaturni čelici za ležajeve poput NTJ2 i KUJ7. Odgovarajućim povećanjem sadržaja elemenata poput Cr, Si i Mo, potiskuje se stvaranje svijetlo bijelih zona, što omogućuje ležajevima da održe dobar vijek trajanja i dimenzijsku stabilnost čak i na 150 ℃.～180℃. Ovi materijali se široko koriste u automobilskim motorima, generatorima i opremi za vruću obradu.
7. Čelik za ležajeve visoke temperature
U uvjetima rada na visokim temperaturama i velikim brzinama, kao što je to slučaj u zrakoplovstvu, tradicionalni materijali nisu dovoljni. Rani čelici za ležajeve za visoke temperature, kao što su T1, T2, T10 i M50, iako posjeduju visoku tvrdoću na visokim temperaturama, imaju visok sadržaj legirajućih elemenata i visoku cijenu.
Posljednjih godina, Europa i Sjedinjene Američke Države razvile su novu generaciju čelika za cementaciju na visokim temperaturama, kao što su M50NiL, CBS1000 i RBD. Među njima, M50NiL je najčešće korišten. Nakon cementacije, na površini se formiraju fini karbidi, stvarajući zaostala tlačna naprezanja. Njegova žilavost jezgre može doseći 2,5 puta veću od M50, što rezultira duljim vijekom trajanja od zamora. Trenutno se uglavnom koristi u područjima vrhunske opreme kao što su ležajevi glavnih osovina zrakoplovnih motora. Općenito, razvoj materijala za kotrljajuće ležajeve kontinuirano napreduje prema većoj čvrstoći, većoj pouzdanosti, otpornosti na onečišćenje, otpornosti na koroziju i performansama na visokim temperaturama. Razvojem zrakoplovstva, nove energetske opreme i vrhunske proizvodnje, istraživanje i primjena novih materijala za ležajeve nastavit će se produbljivati, pružajući jaču tehničku podršku za poboljšanje performansi ležajeva.
Vrijeme objave: 13. svibnja 2026.
