長持ちするベアリングを設計している場合, ハイウェアの自動車部品, または産業機械コンポーネント - どこにいますか優れた耐摩耗性 そして疲労強度 交渉不可能です - SUJ2ベアリングツールスチール 解決策です. プレミアム高炭素クロム鋼として, ストレス環境で頻繁にコンポーネント故障する問題を解決します. このガイドは、その重要な特性を分解します, 実世界の使用, そして、それが代替案を上回る方法, したがって、耐久性を構築できます, メンテナンスの低い製品.
1. SUJ2ベアリングツールスチールのコア材料特性
SUJ2 (日本の産業標準JIS G4805) 特殊なベアリングスチールです。化学と熱処理は、硬度を実現するために設計されています, タフネス, ローリング/スライドコンポーネントに必要な耐摩耗性. 以下は詳細な内訳です:
1.1 化学組成
タイトな化学的制御により、SUJ2グレード全体で一貫した性能が確保されます. 典型的な化学組成 含まれています:
- 炭素 (c): 0.95–1.10％ (熱処理後の高い硬度を達成するために重要です; クロムで硬い炭化物を形成します)
- クロム (cr): 1.30–1.60％ (ハードナビリティを向上させます, 耐摩耗性, と疲労強度; 炭化物の分離を防ぎます)
- マンガン (Mn): 0.25–0.45％ (最終製品の硬化性を向上させ、脆性を低下させます)
- シリコン (そして): 0.15–0.35％ (スチールマトリックスを強化し、熱処理に対する反応を強化する)
- リン (p): ≤0.025％ (寒い脆性を避け、疲労亀裂のリスクを減らすために最小化)
- 硫黄 (s): ≤0.025％ (靭性を維持し、機械加工の欠陥を防ぐために超低を維持しました)
- 他の合金要素: トレース量のニッケル (カスタムグレードで) 低温衝撃の靭性をさらに強化するため.
1.2 物理的特性
これらの特性は、SUJ2グレード全体で一貫しています。設計と製造の計算には必須です:
| 物理的な特性 | 典型的な値 |
|---|---|
| 密度 | 7.81 g/cm³ |
| 融点 | 1420–1460°C |
| 熱伝導率 | 42 w/(M・k) (20°C) |
| 熱膨張係数 | 11.5 ×10⁻⁶/°C (20–100°C) |
| 電気抵抗率 | 0.20 ω・mm²/m (20°C) |
1.3 機械的特性
SUJ2の機械的パフォーマンスは後にピークに達しますクエンチングと焼き戻し - ベアリング用途向けの標準熱処理. 一般的な炭素鋼と比較する方法は次のとおりです (1045):
| 機械的特性 | SUJ2ベアリングツールスチール (クエンチ & 気性) | 1045 炭素鋼 (クエンチ & 気性) |
|---|---|---|
| 抗張力 | 1800–2200 MPa | 800–1000 MPa |
| 降伏強度 | 1500–1800 MPa | 600–750 MPa |
| 硬度 | 58–62 HRC (ロックウェルc) | 28–32 HRC (ロックウェルc) |
| 衝撃の靭性 | 15–25 j (シャルピーv-notch, 20°C) | 40–50 j (シャルピーv-notch, 20°C) |
| 伸長 | 5–8％ | 15–20％ |
| 疲労抵抗 | 600–700 MPa (10⁷サイクル) | 300–350 MPa (10⁷サイクル) |
重要なハイライト:
- 耐摩耗性: その58〜62 hrcの硬度により、3〜4倍の耐摩耗性が高くなります 1045 スチール - 荷重の下でスライドまたはロールするベアリング用のideal.
- 疲労強度: アウトパフォーム 1045 80〜130％の鋼, したがって、シャフトやローラーベアリングなどのコンポーネントは、繰り返されるストレスの下で長持ちします (例えば。, 自動車の送信).
- タフネストレードオフ: 炭素鋼よりも延性が低い, しかし、これは摩耗/疲労抵抗が柔軟性よりも重要なアプリケーションでは受け入れられます.
1.4 その他のプロパティ
- 優れた耐摩耗性: 炭化クロムは、摩耗に耐える硬い表面を作ります。.
- 良好な腐食抵抗: プレーン炭素鋼よりも優れています; クロムは、錆びを遅らせる薄い酸化物層を形成します (湿った環境のためのメッキで強化されました).
- 高温強度: 中程度の温度で動作する自動車エンジンコンポーネントまたは産業機械に適している最大200°Cの硬度と強度を維持する.
- 溶接性: 適度 (割れを避けるために、200〜300°Cに予熱する必要があります; 歓迎後の熱処理は、靭性を回復します).
- 形成性: ホットフォーミングまたはコールドローリングを介して最高の形をしています (炭素含有量が多いため、ホットフォーミングはコールドフォーミングよりも簡単です).
2. SUJ2ベアリングツールスチールの主要なアプリケーション
SUJ2の耐摩耗性と疲労強度のバランスにより、業界全体で不可欠になります. 以下はそのトップ用途です, 実際のケーススタディとペアになっています:
2.1 ベアリング (一次アプリケーション)
SUJ2は、ベアリングコンポーネントの業界標準です, 低摩擦と長いサービス寿命が重要です:
- ボールベアリング: 内側/外側のリングとボール (電気モーターで使用されます, 家電製品, 自動車ホイール).
- ローラーベアリング: シリンダー, テーパーローラー, および針ローラー (建設機器や産業用ポンプなどの大型機械用).
- スラストベアリング: プレートとローリング要素 (ギアボックスの軸荷重を処理します, タービン, および航空機着陸装置).
ケーススタディ: 日本の自動車メーカーが切り替えられました 1045 小型電動モーターボールベアリング用の鋼からSUJ2. SUJ2ベアリングは6倍長く続きました (から 1,500 に 9,000 営業時間) 摩擦関連のエネルギー損失を10％減らす - エネルギー効率の高い電化製品の重要な利点.
2.2 自動車
自動車はSUJ2に依存しています, ハイウェアコンポーネント:
- エンジンコンポーネント: カムシャフト, バルブリフター, タイミングチェーンギア (一定の金属間接触による摩耗に抵抗します).
- 送信コンポーネント: 歯の歯, 出力シャフト, クラッチハブ (トルクと繰り返しのシフトを処理します).
- ステアリングコンポーネント: ネクタイロッドの終わり, ステアリングナックル, ホイールベアリング (道路の振動と重い負荷に耐えます).
2.3 産業機械
産業機器は耐久性にSUJ2を使用しています, メンテナンスの低い部品:
- ギア: 高精度のギア歯 (コンベヤーで, ミキサー, およびCNC工作機械).
- シャフト: ドライブシャフト, スピンドルシャフト, ポンプシャフト (曲げに抵抗します, 着る, と疲労).
- 機械部品: ガイドレール, スライドブロック, およびツールホルダー (高精度機械用).
2.4 航空宇宙 & 鉄道
- 航空宇宙: 航空機のエンジンベアリングと着陸装置コンポーネント (極端なストレスに耐えなければなりません, 温度の変化, と振動).
- 鉄道: 鉄道車輪 (トラックコンタクトから摩耗に抵抗します) と車軸 (長距離にわたって重い貨物荷重を処理します).
ケーススタディ: ヨーロッパの鉄道メーカーがSUJ2を貨物列車車軸に使用しました. SUJ2車軸は、HSLAスチールで作られた車よりも3.5倍長く続きました (から 400,000 に 1.4 百万km) メンテナンスコストを45％削減します。長距離貨物運用のために重要.
3. SUJ2ベアリングツールスチールの製造技術
SUJ2は、その最大限の可能性を解き放つために正確な製造と熱処理が必要です. これがどのように生産されているかです:
3.1 スチール製造プロセス
- 電気弧炉 (EAF): SUJ2で最も一般的です. スクラップスチールを溶かします, 次に、クロムを追加します, マンガン, 化学物質の仕様に当たる他の合金. EAFは不純物を厳しく制御します (ベアリングパフォーマンスにとって重要です, 小さな欠陥でさえ、早期障害を引き起こすため).
- 基本的な酸素炉 (bof): 大規模な生産に使用されます. 酸素を溶融鉄に吹き込み、炭素を減らします, 次に、合金を追加します. より厳格な不純物の要件により、SUJ2ではあまり一般的ではありません.
3.2 熱処理
熱処理が最も重要なステップです, SUJ2は、その署名の硬度と耐摩耗性を達成しません:
- クエンチングと焼き戻し: 標準プロセス. 830〜860°Cまで鋼を加熱します (オーステナイト化), 硬いマルテンサイトを形成するために、油または水に染み込みます, 次に、150〜200°Cで焼きます. これにより、58〜62 HRCの硬度が得られ、脆性が低下します.
- 浸炭 (オプション): 硬い表面と厳しいコアを必要とする部品の場合 (例えば。, 歯の歯). 炭素が豊富な大気で900〜950°Cに加熱します, クエンチ, 次に、気性. 0.5〜1 mmの硬い表面層を作成します (60+ HRC) 延性コアで.
- ニトリッド (オプション): 表面の硬度と耐食性を高めます. 窒素雰囲気で500〜550°Cに加熱します. 薄い形を形成します (5–15μm) ハードレイヤー (70+ HRC) 湿った環境でのベアリングに最適です.
3.3 プロセスの形成
SUJ2は、その高い炭素含有量に対応するプロセスを使用して形作られています:
- ホットローリング: 鋼を1100〜1200°Cに加熱し、バーに転がります, ロッド, またはシート (ブランクまたはギアストックのベアリングに使用されます).
- コールドローリング: 室温でロールして、正確な形状を作成します (例えば。, ベアリングリング) 滑らかな表面で (後処理のニーズを減らします).
- 鍛造: スチールとハンマー/押し込み/それを複雑な形に押します (例えば。, 着陸装置コンポーネントまたは大きなシャフト).
- 押し出し: ダイを通して加熱された鋼を押して、長く作成します, 均一な形 (例えば。, 機械用のガイドレール).
- スタンピング: 薄いに使用されます, 単純な部品 (例えば。, 小さなベアリングワッシャー) アニーリングを介して軟化した後.
3.4 表面処理
表面処理により、SUJ2の耐久性とパフォーマンスが向上します:
- メッキ: クロムメッキ (耐性抵抗を加え、湿った環境でのベアリングの摩擦を減らす).
- コーティング: 窒化チタン (錫) コーティング (スチールよりも難しい; 切削工具やギアの歯などのハイウィアパーツに使用).
- ピーニングを撃った: 小さな金属製のボールで表面を爆破します (圧縮応力を作成します, 疲労抵抗を15〜20％改善する).
- 研磨: 滑らかな表面を作成します (ベアリングの摩擦を減らし、高精度機械の精度を改善する).
4. SUJ2ベアリングツールスチールが他の材料と比較される方法
SUJ2を選択することは、代替案よりもその利点を理解することを意味します. 明確な比較があります:
| マテリアルカテゴリ | 重要な比較ポイント |
|---|---|
| 他のベアリング鋼 (例えば。, EN31 52100, 440c) | – vs. EN31 52100: ほぼ同一 (EN31 52100 SUJ2の欧州標準です); パフォーマンスの違いはありません - 選択は地域の基準に依存します. – vs. 440Cステンレスベアリングスチール: 440Cは耐食性が優れていますが、疲労強度が低くなります (500–550対. 600–700 MPa); SUJ2はです 20% 安く. – に最適です: 一般的なベアリングの使用のためのSUJ2; 440c/腐食性環境のc. |
| 炭素鋼 (例えば。, 1045) | – 強さ: SUJ2は125〜175％強いです (引張1800〜2200対. 800–1000 MPa). – 耐摩耗性: 3–4xが良くなっています (58–62対. 28–32 HRC). – 料金: SUJ2は約50％高価ですが、3〜6倍長く続きます. |
| 高合金鋼 (例えば。, アイシ 4340) | – タフネス: 4340 難しいです (40–60対. 15–25 J衝撃エネルギー) しかし、耐摩耗性が少なくなります. – 耐摩耗性: SUJ2は2倍です. – 料金: SUJ2は〜30％安くなっています (摩耗中心の部品の方が適しています). |
| ステンレス鋼 (例えば。, 304) | – 耐食性: 304 より良いです (湿った環境では錆はありません). – 筋力/摩耗抵抗: SUJ2は2〜3倍強く、より耐摩耗性があります. – 料金: SUJ2は〜20％安いです (乾燥に最適です, ハイウェアアプリケーション). |
| アルミニウム合金 (例えば。, 7075) | – 重さ: 7075 3倍軽量です; SUJ2は2倍強いです. – 耐摩耗性: SUJ2は5〜10倍優れています (ベアリングにとって重要です). – 料金: SUJ2は〜10％安いです (高ストレスの方が良い, ハイウェアパーツ). |
5. SUJ2ベアリングツールスチールに関するYiguテクノロジーの視点
Yiguテクノロジーで, わかりますSUJ2ベアリングツールスチール 信頼できるものとして, 長持ちする必要があるクライアント向けの高性能ソリューション, 耐摩耗性コンポーネント. ベアリングに関する私たちの一番の推奨事項です, 自動車トランスミッション部品, および産業用具 - 頻繁な交換や高度なメンテナンスコストのようなソルビングペインポイント. ベアリングメーカー向け, その一貫した硬度は、均一なパフォーマンスを保証します; 自動車クライアント向け, エンジンとステアリングシステムの耐久性を高めます. 一方、炭素鋼よりも延性が低いです, その摩耗と疲労の利点は、ほとんどの産業用途でこれをはるかに上回っています. 疲労抵抗と腐食保護を強化するために、ショットピーニングまたはクロムメッキとしばしばペアリングします, クライアントに最大値を提供します.
SUJ2ベアリングツールスチールに関するFAQ
- SUJ2は高温アプリケーションに使用できますか (例えば。, 航空機エンジン)?
はい - its 高温強度 lets it perform reliably up to 200°C. 200°Cを超える温度の場合, モリブデンを追加したカスタムSUJ2グレードをお勧めします (耐熱性を高めます) または、セラミックのような耐熱コーティングと組み合わせます. - SUJ2は機械加工が難しいです?
硬度が高いため、低炭素鋼よりも機械加工するのが難しい (58–62 HRC). 簡単に機械加工します, 最初にSUJ2をアニールします (20〜25 hrcに柔らかくします) 炭化物ツールを使用します (高速スチールの代わりに). マシン後の熱処理は、その完全な硬さと耐摩耗性を回復します. - suj2バーや耐久性のあるブランクの典型的なリードタイムは何ですか?
標準のホットロールバーには2〜3週間かかります. コールドロールされたバーまたは磨かれたベアリングブランクには3〜4週間かかります. カスタムグレード (例えば。, 浸炭または窒化した部品) 余分な熱治療の手順と質の高いテストのために4〜6週間かかります.
