عملیات حرارتی بلبرینگ ها به زبان ساده

عملیات حرارتی از دیرباز به منظور بهبود خواص مکانیکی قطعات مورد استفاده قرار می گرفتــه است . از عصر آهن در سده ۱۲ قبل از میلاد مسیح انسان ها با گداختن آهن و آهنگری در ایران باستان ، مدیترانه و یونان باستان آشنا شده بودند و با آزمون و خطا بــه صورت کاملاً تجربی با عملیات حرارتی بــه منظور افزایش دوام و استحکام ابزارهایی که می ساختند آشنــا بوده‌اند. امروزه مواد نفتی انواع گوناگونی دارد و مصارف گسترده و مختلفی در صنایع گوناگون ایفا می کند مانند روانکارها در صنایع خودروسازی و ماشین آلات که برای تهیه نوع مرغوب آن می‌توانید به نمایندگی ترمینول در ایران مراجعه نمایید.

عملیات حرارتی بلبرینگ ها و رولبرینگ ها به عنوان یکی از کاربردهای عملیات حرارتی در ادامه بیشتــر توضیح داده خواهد شد. تعریفی که به طور کلی برای عملیات حرارتی فلزات و آلیاژهای فلزی پذیرفته شده است ، عبارت است از گرم و سرد کردن آلیاژ فلزی در شرایط کنترل شده به نحوی که خواص مکانیکی یا فیزیکی خاصی از این عملیات حاصل گردد . بطور کلی مقاوم نمودن فولادها توسط عملیات حرارتی شامل سه مرحله کلی که شامل حرارت دادن تا دمای بالا، سرد کردن و بازگشت دادن است می باشد . این سه مرحله ذکر شده در تمامی فلزات و آلیاژها یکسان می باشد و تنها درجه حرارت اوج ، زمان نگهداری در دمای آستنیته شدن ، سرعت سرد کردن و درجه حرارت بازگشت و مدت زمان بازگشت باتوجه به نوع آلیاژ و کاربرد آن متفاوت است .

نحوه انجام عملیات حرارتی بلبرینگ ها

عملیات حرارتی بلبرینگ ها و رولبرینگ ها کمتر از صد سال است که توسعه یافته است ، همانطور که در مقاله تاریخچه بلبرینگ ها اشاره کردیم در سال ۱۸۹۱ میلادی آقای فیشر اولین کارخانه ساخت مکانیزه بلبرینگ ها و رولبرینگ ها را احداث کرد و به مرور فناوری ساخت بلبرینگ ها و رولبرینگ ها توسعه پیدا کرد و به شکل امروزی تبدیل شد .

فولاد بلبرینگ یک فولاد آلیاژی است که با توجه به شرکت سازنده آن می تواند نوع آن متفاوت باشد . یکی از پرکاربرد ترین فولادهای آلیاژی که برای ساخت بلبرینگ ها و رولبرینگ ها مورد استفاده قرار می گیرد فولاد AISI 52100 یــا 100Cr6 است که مقاومت به سایش آن قابل ملاحظه است . عملیات حرارتی متداول برای سخت کاری این فولاد، آستنیته کردن در دمای ۸۴۰ درجه سانتیگراد، آبدهی در محیط روغن و سپس انجام عملیات حرارتی بازگشت دادن می باشد اما آنچــه که کیفیت یک بلبرینگ و رولبرینگ ساختــه شده توسط شرکت های مختلف را تعیین می کند نحوه انجام این عملیات است .

رسیدن به بهترین خواص فولاد بلبرینگ در عملیات حرارتی

جزئیات نحوه انجام عملیات حرارتی بلبرینگ ها و رولبرینگ ها گلوگاه تکنولوژی ساخت بلبرینگ ها و رولبرینگ ها می باشد و اطلاعات آن در اختیــار عموم قرار نمیگیــرد همانطور که شما کماکان مشاهده می کنید کیفیت بلبرینگ ها و رولبرینگ ها  با برند های مختلف از جمله بلبرینگ SKF ، بلبرینگ ژاپنی و بلبرینگ چینی متفاوت است قسمت اعظم آن مربوز به نحوه انجام عملیات حرارتی بلبرینگ می باشد .

یکی از روش هایی که در سی یا چهل سال گذشته به منظور بهبود عملیات حرارتی معرفی شده است روش عملیات سردکاری عمیق قطعه است . در عملیات سردکاری عمیق پس از آستنیته کردن نمونه های آزمون در دمای ۸۴۰ درجه سانتیگراد و کوئنچ کردن آنها در محیط روغن، بلافاصله نمونه های آزمایشی به مدت زمان های مختلف از ۶ الی ۷۲ ساعت در محیط نیتروژن مایع با دمای ۱۹۶- درجه سانتیگراد قرار داده می شوند این کار سبب می شود که مقدار آستنیت باقیمانده به مقدار قابل ملاحضه ایی کاهش پیدا کند .

مقایسه عملیات سردکاری عمیق با حالتی که عملیات حرارتی مرسوم که انجام می شود به مــا نشان داده است که انجام این عملیات سبب  تفاوت های قابل ملاحظه ایی در خواص ماده من جمله کاهش میزان آستنیت باقیمانده ، بهبــود مقاومت سایشی فولاد و افزایش سختی فولاد شده است .

بررسی اثر عملیات سردکاری عمیق با پارامترهای مختلف

در پژوهش آقایان سلطانمردی و منصوری که در هفتمین همایش انجمن مهندسی متالوژی ایران منتشر شده است به بررسی عملیات سردکاری و پارامترهای بهینه پرداخته شده است . همانطور که اشاره شد عملیات سردکاری عمیق بر جمله کاهش میزان آستنیت باقیمانده ، بهبود مقاومت سایشی فولاد و افزایش سختی فولاد اثر دارد و آنچــه که اهمیت زیادی در انجام این عملیات دارد مدت زمان نگه داشتن قطعه در فلاکس نیتروژن مایع است در پژوهش مذبور انجام این عملیات در مدت زمان ۶ ، ۲۴ ، ۳۶ ، ۴۸ و ۷۲ ساعت مجزاً انجام شده است و نتیــجه گیری شده است که ۳۶ ساعت بهترین نتیجه را برای افزایش سختی و استحام قطعه آزمایش شده می دهد .

همچنین مشاهده شده است که با افزایش مدت زمان انرژی جذب شده در آزمون شارپی تا مدت زمان ۳۶ ساعت کاهش می یابد و سپس اگر انجام این عملیات تا مدت ۷۲ ساعت ادامه داده شود انرژی جذب شده در آزمون شارپی افزایش پیدا می کند . و علت آن کاهش استحکام فولاد بلبرینگ با افزایش مدت زمان عملیات سردکاری عمیق است .