Проволока ШХ15-Ш: подшипниковая сталь в холоднотянутом исполнении
Проволока ШХ15-Ш — холоднотянутый сортовой прокат из подшипниковой стали ШХ15, изготовленный по квалификации «Ш» (шаровая), что подразумевает повышенные требования к макро- и микроструктуре, регламентированное содержание неметаллических включений и нормированную карбидную неоднородность. Марка ШХ15 — высокоуглеродистая легированная сталь с массовой долей углерода 0,95–1,05 % и хрома 1,30–1,65 %, выплавляемая в электродуговых печах с последующей обработкой в ковше-печи и вакуумированием. Индекс «Ш» отличает проволоку от рядового проката ШХ15: ужесточены допуски по сульфидным и оксидным строчкам, ограничена ликвация, стабилизирована твёрдость после сфероидизирующего отжига.
Сортамент и технические параметры
Проволока поставляется в отожжённом (сфероидизированном) состоянии с твёрдостью 179–207 HB, что обеспечивает технологичность при холодной высадке и последующей токарной или шлифовальной обработке. Диаметры — от 1,0 до 12,0 мм, точность изготовления — h9–h11, кривизна на базе 1 м — не более 3 мм для диаметров свыше 4 мм. Поверхность — светлая, травленая или омеднённая; обезуглероженный слой при квалификации «Ш» ограничен 1,0 % диаметра на сторону.
| Диаметр, мм | Допуск | Твёрдость, HB | Временное сопротивление, МПа | Относительное удлинение, % |
|---|---|---|---|---|
| 2,0 | h10 | 187–207 | 640–780 | 12 |
| 4,0 | h10 | 183–207 | 620–760 | 14 |
| 6,5 | h11 | 179–203 | 600–740 | 15 |
| 9,0 | h11 | 179–201 | 580–720 | 16 |
| 12,0 | h11 | 179–199 | 560–700 | 16 |
Химический состав и структурные требования
Сталь ШХ15-Ш нормируется по ГОСТ 801 и ГОСТ 4727. Ключевые ограничения для квалификации «Ш»:
- Сера — не более 0,015 %; фосфор — не более 0,025 %.
- Оксидные строчки — не более 2 баллов по ГОСТ 1778 (метод Ш).
- Сульфидные включения — не более 1,5 балла.
- Карбидная неоднородность — не более 2 баллов; карбидная сетка — не более 1 балла.
- Общая загрязнённость по максимальному баллу — не выше 2,5.
- Макроструктура — без усадочной рыхлости, подкорковых пузырей и трещин.
Сфероидизирующий отжиг формирует зернистый перлит с дисперсными карбидами хрома типа M3C и M7C3, что снижает твёрдость до технологического уровня и подготавливает структуру к закалке. После закалки от 830–850 C в масле и отпуска при 150–160 C достигается твёрдость 61–65 HRC при сохранении размерной стабильности.
Области применения
Проволока ШХ15-Ш ориентирована на производство прецизионных тел вращения и высоконагруженных деталей, работающих при контактных напряжениях до 3500–4500 МПа:
- Шарики и ролики подшипников качения диаметром до 12 мм — после холодной высадки и шлифовки.
- Иглы роликоподшипников и игольчатых подшипников автомобильных ступиц и КПП.
- Плунжеры и толкатели топливной аппаратуры дизельных двигателей.
- Направляющие втулки и штифты штамповой оснастки холодной высадки.
- Ролики цепных передач и обгонных муфт промышленных редукторов.
- Калиброванные стержни для измерительного инструмента и оправок.
Технологические особенности переработки
Холодная высадка шариков из проволоки ШХ15-Ш ведётся на четырёхпозиционных автоматах с усилием 30–80 кН; омеднённое покрытие толщиной 2–4 мкм снижает коэффициент трения и предотвращает схватывание в матрице. Перед закалкой выполняется отжиг в защитной атмосфере (эндогаз, азот) для исключения обезуглероживания. Шлифовка шариков — на двухдисковых станках с последующей доводкой в чугунных желобах; твёрдость контролируется по Роквеллу на каждой партии. Для игл роликоподшипников применяется бесцентровое шлифование с точностью диаметра 1,5 мкм.
Вопросы и ответы
Чем проволока ШХ15-Ш отличается от проволоки ШХ15 без индекса «Ш»?
Индекс «Ш» означает ужесточённые требования по чистоте стали: ограничены оксидные и сульфидные включения, карбидная неоднородность и обезуглероженный слой. Рядовой прокат ШХ15 допускает более высокие баллы загрязнённости и не гарантирует стабильность структуры при холодной высадке шариков.
Какая твёрдость у проволоки ШХ15-Ш в состоянии поставки?
После сфероидизирующего отжига твёрдость составляет 179–207 HB в зависимости от диаметра. Это обеспечивает пластичность при холодной высадке и обрабатываемость резанием.
До какой твёрдости закаливается ШХ15-Ш после термообработки?
Закалка от 830–850 C в масле с отпуском при 150–160 C даёт 61–65 HRC. Структура — мартенсит с равномерно распределёнными карбидами хрома.
Для каких диаметров шариков применяется проволока ШХ15-Ш?
Проволока диаметром 1,0–12,0 мм используется для высадки шариков номинальным диаметром от 1,5 до 25 мм с учётом припуска на шлифовку и усадки при высадке.
