自動車のような業界で働いている場合, 航空宇宙, または重機, 耐摩耗性のバランスをとるベアリングスチールが必要です, タフネス, と信頼性。JIS SUJ3ベアリングスチール - モリブデンを添加した日本の産業標準合金 - 疲労抵抗の強化と高温性能のために停止します. このガイドは、その重要なプロパティを分解します, 実世界の使用, 製造プロセス, そして、それが他の素材とどのように比較されますか, 要求の厳しいベアリングアプリケーションに適した鋼を選択するのに役立ちます.
1. JIS SUJ3ベアリングスチールの材料特性
JIS SUJ3のユニークな合金組成 (特にモリブデン) jis suj2のような標準ベアリング鋼とは一線を画します. そのプロパティを詳細に調べてみましょう.
1.1 化学組成
JIS SUJ3は、厳格な日本の産業基準に従います (彼はG4805です), 高ストレスベアリングの一貫した品質を確保します. 以下はその典型的な化学メイクです:
| 要素 | シンボル | コンテンツ範囲 (%) | 重要な役割 |
|---|---|---|---|
| 炭素 (c) | c | 0.95 - 1.05 | 硬度を高め、耐摩耗性を高めます |
| クロム (cr) | cr | 1.30 - 1.65 | 硬化性と疲労強度を改善します |
| モリブデン (MO) | MO | 0.15 - 0.30 | 高温強度と靭性を高めます |
| マンガン (Mn) | Mn | 0.25 - 0.45 | 作業性と引張強度を向上させます |
| シリコン (そして) | そして | 0.15 - 0.35 | 鋼製造中のエイズ脱酸化 |
| 硫黄 (s) | s | ≤ 0.025 | 脆性や疲労の亀裂を避けるために最小化されます |
| リン (p) | p | ≤ 0.025 | 穀物の境界亀裂を防ぐために制御されます |
| ニッケル (で) | で | ≤ 0.25 | トレース量, 大きなパフォーマンスへの影響はありません |
| 銅 (cu) | cu | ≤ 0.25 | パフォーマンスの大きな影響のないトレース要素 |
| バナジウム (v) | v | ≤ 0.05 | トレース量, 穀物の洗練を強化する可能性があります |
1.2 物理的特性
これらの特性は、JIS SUJ3が熱や磁気のような物理的条件下でどのように振る舞うかを説明しています:
- 密度: 7.85 g/cm³ (ほとんどのカーボンクロミウム - モリブデン鋼と同じです)
- 融点: 1,420 - 1,460 °C (2,588 - 2,660 °F)
- 熱伝導率: 45.0 w/(M・k) で 20 °C (室温)
- 熱膨張係数: 11.5 ×10⁻⁶/°C (から 20 - 100 °C)
- 磁気特性: 強磁性 (磁石を引き付けます), 並べ替えや非破壊検査に役立ちます.
1.3 機械的特性
機械的特性は、JIS SUJ3の力のあるパフォーマンスを定義します。. すべての値は、標準的な熱処理後に測定されます (クエンチングと焼き戻し):
| 財産 | 測定方法 | 典型的な値 |
|---|---|---|
| 硬度 (ロックウェル) | HRC | 61 - 65 HRC |
| 硬度 (ビッカーズ) | HV | 660 - 710 HV |
| 抗張力 | MPA | ≥ 2,100 MPA |
| 降伏強度 | MPA | ≥ 1,900 MPA |
| 伸長 | % (で 50 mm) | ≤ 7% |
| 衝撃の靭性 | j (で 20 °C) | ≥ 18 j |
| 疲労制限 | MPA (回転ビーム) | ≥ 1,050 MPA |
1.4 その他のプロパティ
JIS SUJ3の傑出したプロパティは、アプリケーションの要求に最適です:
- 耐摩耗性: 高炭素とクロムは硬い炭化物を形成します, ローリングまたはスライドコンタクトによる摩耗の削減.
- 疲労抵抗: モリブデンは、数百万の負荷サイクルに耐える能力を向上させます。.
- 高温性能: 強度を維持します 250 °C (482 °F), 暖かい環境のためのJIS SUJ2よりも優れています (例えば。, 自動車エンジン).
- ハーデン剤: 優れている - 厚いセクションにわたって均一な硬度を達成します, 大きなベアリングで一貫したパフォーマンスを確保します.
- 寸法安定性: 熱処理中の歪みを最小限に抑えます, ベアリングレースとローリング要素の精度を確保します.
- 耐食性: 適度 (JIS SUJ2よりも優れています); コーティングが必要です (亜鉛メッキのように) 濡れた環境または過酷な環境用.
2. JIS SUJ3ベアリングスチールのアプリケーション
JIS SUJ3の強化された特性により、より高いストレスに直面するベアリングに適しています, 熱, または標準アプリケーションよりも摩耗します. 主要な用途は次のとおりです:
- ベアリング: 自動車エンジンの高性能ベアリング, 産業用ギアボックス, 航空宇宙補助システム - 熱と荷重が上昇します.
- ローリング要素: ボール, ローラー, または頑丈なベアリングの針 (JIS SUJ3の耐摩耗性と靭性に依存しています).
- レース: 高ストレスベアリングの内側と外側のリング (寸法の安定性と耐熱性が必要です).
- 自動車コンポーネント: ターボチャージャーのベアリング, トランスミッションシステム, そして、大量のトラックエンジン - 高温とトルクを取り扱います.
- 産業機械: 高速ギアボックスのベアリング, 遠心分離機, および工作機械の紡錘 - 長い時間の下で操作し、重い負荷.
- 航空宇宙コンポーネント: 航空機の補助電力ユニットの小さなベアリング (Apus) および着陸装置システム (信頼性が重要である場合).
- 医療機器: 高速手術ドリルと診断装置の精密ベアリング (その寸法の安定性のおかげです).
- 電気モーター: 大きな工業用モーターのベアリング (例えば。, 工場や発電所用) これにより、中程度の熱が生成されます.
- 農業機械: トラクターのギアボックスとハーベスターのベアリング - ほこりの多いもの, 高負荷条件.
- マイニング機器: コンベアベルトとクラッシャーのベアリング - 研磨材の耐摩耗.
3. JIS SUJ3の製造技術
JIS SUJ3の生産には、その可能性を最大限に発揮するための正確なステップが必要です. これが典型的なプロセスです:
- スチール製造:
- JIS SUJ3 is made using an 電気弧炉 (EAF) 真空脱気. これにより不純物が削除されます (硫黄やリンのように) JIS G4805標準を満たすために、合金要素、特にモリブデンの正確な制御を保証します.
- ローリング:
- 製鉄所の後, 金属はです ホットロール (で 1,150 - 1,250 °C) ビレットやバーに. 精密部品用, それではそうです コールドロール (室温) 表面仕上げと寸法精度を改善するため (ベアリングフィットにとって重要です).
- 精密鍛造:
- 複雑な部品 (カスタムベアリングリングのように) 高温で近接形状に鍛造されます. これにより、穀物構造が改良され、機械的特性が強化されます。.
- 熱処理:
- JIS SUJ3のパフォーマンスを達成するには、熱処理が重要です:
- 消光: 熱に加熱します 830 - 870 °C, その後、鋼を強化するためにオイルまたは高圧ガスで急速に冷却します.
- 焼き戻し: 再加熱 160 - 220 °C (一貫性のために2回) 高い硬度と靭性を維持しながら脆性を低下させる.
- 浸炭: めったに使用されない - JIS SUJ3のアロイコンテンツはすでにほとんどのベアリングに十分な表面硬度を提供します.
- JIS SUJ3のパフォーマンスを達成するには、熱処理が重要です:
- 機械加工:
- 加熱後の治療, parts are machined using 研削 (超滑らかな表面用, ベアリングの摩擦を減らす) そして 旋回 (ベアリングレースのような円筒形の形). CNCマシンは、緊密な許容範囲を確保します (±0.001 mm) 精密適合の場合.
- 表面処理:
- パフォーマンスを向上させるためのオプションの手順:
- ニトリッド: 薄いものを追加します, 摩耗と腐食抵抗を強化するための硬い外層.
- 黒ずみ: 軽微な錆予防のために保護酸化物層を形成します.
- コーティング: 亜鉛メッキまたは薄いセラミックコーティング (ブリキのように) 極端な環境の場合 (例えば。, マイニング).
- パフォーマンスを向上させるためのオプションの手順:
- 品質管理:
- 厳密なテストにより、JIS標準へのコンプライアンスが保証されます:
- 化学分析: 分光測定を介して合金含有量を検証します.
- 硬度テスト: 均一性を確保するために、部品全体のロックウェル/ビッカーズの硬度を確認してください.
- 非破壊検査: 内部亀裂の超音波検査; 表面欠陥の磁気粒子試験.
- 寸法検査: 座標測定機を使用します (CMMS) 許容範囲を確認し、適切な適合を確保します.
- 厳密なテストにより、JIS標準へのコンプライアンスが保証されます:
4. ケーススタディ: JIS SUJ3が動作しています
現実世界の例は、JIS SUJ3が高性能ベアリングの課題をどのように解決するかを示しています.
ケーススタディ 1: 耐久性を担う自動車ターボチャージャー
日本の自動車メーカーは、頻繁なターボチャージャーの障害に直面しました (後 80,000 km). 元のベアリングでは、JIS SUJ2を使用しました, ターボを処理できませんでした 220 °C動作温度. JIS SUJ3ベアリングへの切り替え (ニトリッドで) に延長された寿命 150,000 km. この削減された保証請求による 70% そして保存されました $300,000 毎年.
ケーススタディ 2: マイニング機器の信頼性
鉱業会社は、故障の故障に苦労しました (毎 4 数ヶ月) ほこりと重い負荷のため. 彼らは標準ベアリングをJIS SUJ3ベアリングに置き換えました, セラミックコーティングとペアになっています. スイッチ後, ベアリングライフが増加しました 12 数ヶ月, メンテナンスのダウンタイムを削減します 80% 交換費用 65%.
5. 彼はSUJ3対. 他のベアリング材料
JIS SUJ3は他の一般的なベアリング鋼や材料と比較してどうですか? 下の表はそれを分解します:
| 材料 | JIS SUJ3との類似点 | 重要な違い | に最適です |
|---|---|---|---|
| 彼はsuj2 | カーボンクロミウム合金; ベアリンググレード | モリブデンはありません; 熱/疲労抵抗が低い | 標準的な自動車/光機械ベアリング |
| アイシ 52100 | 同様の炭素/クロム含有量; 強磁性 | モリブデンはありません; 私たち. 標準; より低い高テンポの強度 | グローバルな自動車/航空宇宙用サプライチェーン |
| GCR15 | ベアリンググレード; カーボンクロミウム | モリブデンはありません; 中国の基準; 疲労抵抗が低い | 中国の産業機械ベアリング |
| 100CR6 | 欧州標準; ベアリンググレード | モリブデンはありません; 靭性が低い; 軽量 | ヨーロッパの光産業ベアリング |
| 100crmo7 | モリブデンが含まれています; 耐摩耗性 | より高いモリブデン (0.15–0.25％); 欧州標準 | 頑丈な産業/鉱業ベアリング (ヨーロッパ) |
| Aisi M50 | 高温強度 | より多くのバナジウム/モリブデン; より高いコスト; 極端な速度の場合 | 航空宇宙タービンベアリング |
| ステンレス鋼 (AISI 440C) | 耐性耐性 | 低い引張強度; より高いコスト | 濡れた環境 (食品加工, 海兵隊) |
| セラミックベアリング (si₃n₄) | 低摩耗; 耐熱性 | ライター; より高価です; 脆い | 超高速アプリ (レース, MRIマシン) |
| プラスチックベアリング (PTFE) | 耐性耐性 | 低強度; 高負荷の使用はありません | 低負荷, 低速アプリ (家電製品) |
JIS SUJ3に関するYiguテクノロジーの視点
Yiguテクノロジーで, JIS SUJ3は、中程度の熱と重い負荷を処理するベアリングを必要とするクライアントに最大の選択肢です. そのモリブデンの追加は、耐久性におけるJIS SUJ2よりも明確なエッジを与えます, 特に自動車ターボチャージャーと鉱業用. 私たちはそのパフォーマンスを最大化するために、精密研削とオプションのニトリッドを使用します, JIS SUJ3ベアリングの作成は、標準オプションよりも20〜30％長く続く. JIS SUJ2よりわずかにコストがかかりますが, その長いサービス寿命により、高ストレス用途向けの費用対効果の高いソリューションになります.
JIS SUJ3ベアリングスチールに関するFAQ
- JIS SUJ3がJIS SUJ2よりも優れている理由?
I SUJ3にはモリブデンが含まれています, 高温強度と疲労抵抗を高めます. これにより、ターボチャージャーのベアリングに最適です, 重機, またはJIS SUJ2がより速く摩耗する他のアプリケーション. - jis suj3は湿った環境または腐食性環境で使用できますか?
中程度の腐食抵抗があります. 濡れたまたは化学物質が豊富な環境用 (例えば。, 海洋または食品加工), 錆を防ぎ、サービスの寿命を延ばすために、亜鉛メッキやニトリッドなどの表面処理を適用します. - JIS SUJ3は、グローバルベアリング基準と互換性があります?
はい-JIS SUJ3はAISIに似ています 52100 (私たち。) および100cr6 (ヨーロッパ) しかし、モリブデンを追加して. ほとんどのアプリケーションでこれらの鋼と同じ意味で使用できます, 特に、余分な熱または疲労抵抗が必要な場合.
