Існують великі відмінності між робочою поверхнею та серцевиною несучих деталей з точки зору стану, конструкції та вимог до експлуатаційних характеристик, а загальна термічна обробка часто робить це неможливим, і потенціал матеріалу не може бути повністю використаний .Застосування технології поверхневого зміцнення дозволяє не тільки вирішити відмінності між поверхнею та серцевиною у структурі та вимогах, але й змусити поверхню отримати деякі особливі робочі властивості для задоволення вимог робочої поверхні підшипників, що працюють у конкретних умовах.Це має величезне значення в розвитку сучасної науки і техніки.
Традиційний метод зміцнення поверхні належить до категорії термічної обробки технологічно.Однак розроблені в наш час методи поверхневого зміцнення, такі як лазер, електронний промінь та іонний пучок, застосовують не лише деякі новітні та нові технології до поверхневого зміцнення матеріалів, але також вийшли за рамки традиційної термічної обробки та сформували нову технічну поле.Тому технологія поверхневого зміцнення може сформувати різноманітні методи класифікації з різних точок зору. Відповідно до фізико-хімічного процесу технології поверхневого зміцнення його можна приблизно розділити на п’ять категорій: зміцнення деформації поверхні, зміцнення поверхневої термообробки, зміцнення хімічною термічною обробкою, зміцнення поверхневої металургії, зміцнення поверхневої тонкої плівки.
1. Посилення деформації поверхні
За допомогою механічного методу пластичної деформації металевого поверхневого шару, утворюючи, таким чином, високу твердість та високоміцний загартовуючий шар, цей метод поверхневого зміцнення називається поверхневим деформаційним зміцненням, також відомим як зміцнення роботи.Включаючи обстрілювання, піскоструминну обробку, холодну екструзію, прокатку, холодну прокатку та удар, зміцнення від вибуху тощо.Характеристика цих методів полягає в наступному: збільшується щільність дислокації зміцнюючого шару, уточнюється субкристалічна структура, завдяки чому збільшуються твердість і міцність, зменшується значення шорсткості поверхні, в'язкість поверхні деталей може бути значно покращена і чутливість витоки може бути зменшена.Цей метод зміцнення має переваги простої технології та чудовий ефект. Очевидної межі між затверділим шаром і матрицею немає. Структура є цілісною і нелегко впасти у процесі використання.Більшість із цих методів використовувались у підшипниковій промисловості: зміцнення поверхневого удару коченням є одним із цих методів, а точне прокатування стало новим методом обробки та зміцнення кільця.
2 Посилення термообробки поверхні
Застосування твердофазної зміни за допомогою швидкого нагрівання частин обробки поверхневого шару називається тепловою обробкою поверхні, загальновідомою як загартування поверхні.Включаючи гасіння полум'я нагріванням, індукційне гасіння високо (середньої) частоти, лазерне нагрівання або гасіння нагріванням електронним променем.Характеристиками цих методів є: поверхневе локальне нагрівання та гартування, деформація заготовки невелика;Швидкість нагрівання висока, а ефективність виробництва висока.Час нагрівання короткий, а окислення та декарбонізація поверхні дуже незначні.Цей метод особливо ефективний для поліпшення зносостійкості та втомної міцності великих та надвеликих деталей підшипників при певних ударних навантаженнях.
3. Посилення хімічної термообробки
Застосування твердої дифузійної інфільтрації деяких елементів для зміни хімічного складу поверхневого шару металу для досягнення методу поверхневого зміцнення називається хімічним термообробним зміцненням, також відомим як дифузійна термічна обробка.Включаючи боронізацію, металізацію, карбюризацію та карбонізацію, азотування та азотування, азотування, сірчення та сірчистий азот, хромування, алюмінізування та хромування, шар графітування та ін.Інфільтрують елементи або розчиняються в металі-хазяїні, утворюючи твердий розчин, або поєднують з іншими металевими елементами, утворюючи сполуки.Словом, елементи інфільтрації можуть не тільки змінювати хімічний склад поверхневого шару, але й отримувати різні фазові структури.Технологія обробки вуглецевих несучих сталевих деталей та обробка поверхнею азотування підшипником голкових роликових підшипників належать до цього виду зміцнення.
4 Поверхневе металургійне зміцнення
Поверхневе зміцнення - це техніка, яка використовує переплавлення і затвердіння металу на поверхневому шарі заготовки для отримання бажаного складу або структури.Включаючи поверхневий автолітичний сплав або композитне порошкове покриття, поверхневу кристалізацію плавлення або аморфну обробку, поверхневе легування та інші методи.Характеризується швидким нагріванням з високою щільністю енергії для розплавлення поверхневого шару металу або легованого матеріалу, нанесеного на металеву поверхню, а потім затвердіння шляхом самоохолодження для отримання особливої структури або специфічних характеристик зміцненого шару.Залежно від параметрів процесу та методу поверхневої металургії, ця конкретна структура може бути очищеною кристалічною, перенасиченою, метастабільною або навіть аморфною.
У промисловості підшипників кочення лазерне нагрівання застосовується для зміцнення робочої поверхні мініатюрних підшипників, і результати задовільні.
5 покращення поверхневої плівки
Застосування фізичних або хімічних методів на поверхні металу, покритому різними властивостями матричного матеріалу зміцнюючої плівки, називається поверхневим зміцненням плівки.Він включає гальванічне покриття, безелектроне покриття (хром, нікель, мідь, срібло тощо) та композитне покриття, покриття щіткою або обробку конверсією, але також включає недавній швидкий розвиток високих та нових технологій, таких як CVD, PVD, P-CVD та інші способи зміцнення плівкових відкладень та технології зміцнення поверхні для імплантації іонів (також відомі як технологія атомної металургії) тощо.Їх спільною особливістю є те, що вони можуть формувати специфічні показники плівки на робочій поверхні, для посилення поверхні зносостійкості, стійкості до втоми, корозійної стійкості та самосмащування та інших властивостей.Наприклад, технологія іонної імплантації може зміцнити робочу поверхню підшипника, що може значно покращити зносостійкість, стійкість до корозії та стійкість до контактної втоми робочої поверхні підшипника, завдяки чому термін служби підшипника може бути збільшений.