Индукционно закаленные и отшлифованные нержавеющие линейные валы WRB, X46Cr13 (W1.4034), Nimet

Прецизионные нержавеющие линейные валы WRB X46Cr13 (1.4034)

Индукционно закалённые и шлифованные нержавеющие линейные валы:

• Сталь: X46Cr13 / 1.4034
• Серия: WRB / NI-WRB
• Твёрдость поверхности: 56 ±2 HRC
• Шероховатость поверхности: Ra ≤ 0,32 мкм
• Допуск диаметра: ISO h6
• Стандартная длина: до 6000 мм в зависимости от диаметра
• Глубина поверхностной закалки: SHD согласно EN ISO 15787
• Допуск стандартной заводской длины: ±200 мм
• Специальные длины, размеры и допуски: по запросу
• Хромирование: возможно специальное исполнение по запросу

Что представляет собой сталь X46Cr13 / 1.4034

X46Cr13, номер материала 1.4034 — это закаливаемая мартенситная нержавеющая хромистая сталь. В отличие от распространённых аустенитных нержавеющих сталей, её основное преимущество состоит не только в коррозионной стойкости, но и в возможности получить высокую твёрдость после термической обработки.

Именно поэтому X46Cr13 применяется там, где детали одновременно подвергаются трению, механическим нагрузкам и воздействию влаги или умеренно коррозионной среды.

X46Cr13-1.4034 как мартенситную нержавеющую хромистую сталь с высокой способностью к закалке и хорошей коррозионной стойкостью в умеренно агрессивных средах. Материал также является ферромагнитным и хорошо полируется.

Для линейного вала сочетание свойств особенно удачное: сердцевина обеспечивает механическую прочность, а индукционно закалённая и точно шлифованная наружная поверхность создаёт рабочую дорожку для линейного подшипника.

Химический состав X46Cr13

Химический состав стали X46Cr13 / 1.4034 согласно DIN EN 10088-3:

Высокое содержание углерода для нержавеющей стали — одна из ключевых особенностей X46Cr13. Благодаря этому материал способен приобретать значительно более высокую твёрдость, чем типичные нержавеющие стали общего назначения.

Почему X46Cr13 хорошо подходит для линейных валов

Главное преимущество этой стали — сочетание свойств, которые обычно приходится выбирать отдельно: твёрдость, износостойкость, возможность точной шлифовки и коррозионная стойкость.

После обработки поверхность вала WRB имеет твёрдость 56 ±2 HRC, что особенно важно при работе шариков линейного подшипника непосредственно по поверхности вала.

Шлифование до Ra ≤0,32 мкм уменьшает неровности рабочей поверхности, обеспечивает более стабильный контакт с подшипником и способствует плавному линейному перемещению.

Допуск диаметра ISO h6 позволяет использовать вал в прецизионных системах линейного перемещения с линейными подшипниками соответствующего размера.

Основные преимущества WRB X46Cr13

1. Нержавеющая сталь — значительно лучше защищена от коррозии, чем обычные закалённые углеродистые валы.
2. Высокая поверхностная твёрдость 56 ±2 HRC — подходит для постоянного контакта с шариками линейных подшипников.
3. Индукционная закалка — закаливается рабочая поверхностная зона вала.
4. Прецизионное шлифование — обеспечивает стабильный диаметр и качественную рабочую поверхность.
5. Допуск ISO h6 — подходит для высокоточных систем линейного перемещения.
6. Ra ≤0,32 мкм — низкая шероховатость рабочей поверхности.
7. Хорошая устойчивость к воде, водяному пару и умеренно агрессивным средам без хлоридов.
8. Ферромагнитный материал — в отличие от большинства аустенитных нержавеющих сталей.
9. Возможность изготовления специальных длин и размеров.
10. Возможно дополнительное хромирование поверхности в специальном исполнении.

Коррозионная стойкость X46Cr13

X46Cr13 является нержавеющей сталью, но это не означает абсолютную устойчивость к любой химической среде, Имеет хорошую стойкость материала 1.4034 к воде, водяному пару, моющим средствам и ряду умеренно агрессивных сред без хлоридов. Наилучшая коррозионная стойкость достигается в закалённом состоянии с хорошо обработанной или полированной поверхностью.

При этом материал не является оптимальным выбором для длительной работы в морской воде, концентрированных солевых растворах и некоторых сильных кислотах. Для NaCl и морской воды производитель указывает риск точечной коррозии.

Это важное преимущество именно для линейного вала

У WRB поверхность одновременно:

нержавеющая сталь → индукционная закалка → прецизионное шлифование.

То есть здесь защита от коррозии получается не только за счёт покрытия поверх обычной стали. Сам основной материал вала является нержавеющим.

Где лучше всего применять WRB X46Cr13

Для этих валов я бы выделил несколько основных отраслей.

Технические характеристики WRB / NI-WRB

ISO 15787 использует обозначение SHD — Surface Hardening Depth, глубина поверхностной закалки для деталей с поверхностным упрочнением.

SHD (Surface Hardening Depth) — глубина поверхностной закалки. Обозначения в таблице я сохранил в форме производителя: например, 0,6 +0,9 мм.

Индукционная закалка — зачем она нужна линейному валу

При индукционной закалке нагревается и упрочняется наружный рабочий слой вала. Благодаря этому рабочая поверхность получает высокую твёрдость, необходимую для контакта с шариками линейного подшипника.

Для серии WRB заявленная поверхностная твёрдость составляет:

56 ±2 HRC

То есть рабочая поверхность рассчитана на повышенные контактные нагрузки и износ.

При этом стандарт ISO 15787 определяет правила обозначения глубины поверхностного упрочнения SHD. В стандарте SHD используется именно для поверхностно закалённых деталей.

Прецизионное шлифование Ra ≤0,32 мкм

После закалки вал подвергается точному шлифованию.

Максимальная шероховатость поверхности:

Ra 0,32 мкм

Для линейных подшипников это один из ключевых параметров, поскольку именно по наружной поверхности вала движутся шарики подшипника.

Высокое качество поверхности способствует:

• плавному движению линейного подшипника;
• стабильному контакту шариков с валом;
• снижению локального износа;
• высокой повторяемости перемещения;
• увеличению срока службы линейной системы при правильной смазке и монтаже.

Допуск диаметра ISO h6

Валы WRB изготовлены с допуском ISO h6.

Именно поэтому обозначение h6 стоит обязательно оставить в карточке товара — покупатели линейных подшипников часто ищут валы именно по этому параметру.

Как X46Cr13 ведёт себя в разных средах

Самое важное техническое ограничение хорошо сформулировано производителем: хорошая коррозионная стойкость именно в умеренно коррозионных средах, свободных от хлоридов.

Стойкость к условиям эксплуатации

X46Cr13 / 1.4034 обладает хорошей коррозионной стойкостью в пресной воде, водяном пару, влажном воздухе, мыльных и умеренных моющих средах без значительного содержания хлоридов. Закалённая и прецизионно шлифованная поверхность обеспечивает оптимальную для этой марки стали коррозионную стойкость.

Не рекомендуется длительная эксплуатация стандартного WRB в морской и солёной воде, концентрированных хлоридных растворах, гипохлоритах и других сильно агрессивных химических средах без предварительной проверки совместимости.

Стойкость к кислотам и щелочам зависит от конкретного химического вещества, концентрации раствора и его температуры. Для концентрированных химических сред материал необходимо подбирать индивидуально.

X46Cr13 не относится к сталям для криогенных применений. Предельно допустимые рабочие температуры готового прецизионного вала определяются не только свойствами стали, но и сохранением твёрдости, допуска h6, прямолинейности и характеристик линейного подшипникового узла.

Сравнение нержавеющих линейных валов WRA и WRB

Главное отличие WRA от WRB

Самое большое различие — не один HRC твёрдости.

Разница находится в химическом составе самой стали.

WRA X90CrMoV18 содержит:

17–19 % хрома + 0,90–1,30 % молибдена + 0,07–0,12 % ванадия.

WRB X46Cr13 содержит:

12,5–14,5 % хрома, но не имеет легирования молибденом и ванадием в стандартном составе.

Отсюда и разница в свойствах.

Коррозионная стойкость — преимущество WRA

Это, на мой взгляд, главное преимущество WRA.

X90CrMoV18 содержит значительно больше хрома:

• WRA: 17–19 % Cr
• WRB: 12,5–14,5 % Cr

Кроме того, WRA содержит 0,90–1,30 % Mo.

Молибден особенно важен для повышения стойкости нержавеющей стали к локальным видам коррозии.

BGH прямо характеризует 1.4112 X90CrMoV18 как закаливаемую нержавеющую мартенситную сталь с высокой износостойкостью и коррозионной стойкостью.

Для X46Cr13 определяет коррозионную стойкость как хорошую в умеренно коррозионных средах без хлоридов, включая воду, пар, мыло и моющие средства.

Поэтому относительно друг друга:

WRA > WRB по коррозионной стойкости.

Почему в WRA есть молибден

Молибден Mo 0,90–1,30 % является одним из ключевых отличий.

Он способствует:

• повышению прокаливаемости;
• повышению износостойкости;
• улучшению сопротивления некоторым видам коррозии;
• улучшению свойств стали при тяжёлых условиях эксплуатации.

В WRB X46Cr13 молибден отсутствует по стандартному химическому составу.

Зачем WRA ванадий

В X90CrMoV18 присутствует:

V = 0,07–0,12 %.

В X46Cr13 его нет в стандартном составе.

Ванадий способствует формированию износостойкой структуры стали и повышает её эксплуатационные свойства после термической обработки.

Именно поэтому X90CrMoV18 применяется для деталей, где важна высокая стойкость к износу.

При высокой механической нагрузке

Если выбирать между двумя валами одинакового диаметра:

Для обычного линейного перемещения

WRB — достаточно.

Для интенсивной промышленной эксплуатации

WRA — предпочтительнее.

Применения X90CrMoV18 в:

• валах;
• механическом машиностроении;
• насосах;
• компонентах высокого давления;
• изнашиваемых деталях.

Но снова важно: это не означает, что линейный вал WRA автоматически имеет определённое допустимое давление в барах. Допустимая нагрузка вала определяется его диаметром, расстоянием между опорами и конструкцией узла.

 Работа при температуре

Есть ещё одно интересное преимущество WRA для прецизионной механики.

Коэффициент теплового расширения примерно:

То есть WRA немного меньше расширяется при нагреве.

Разница небольшая, но для длинных прецизионных направляющих это уже технически интересный плюс.

Что лучше для пищевого оборудования

Здесь я бы чаще выбирал WRA.

BGH указывает пищевую промышленность среди типичных областей применения 1.4112 X90CrMoV18.

Особенно WRA логичен там, где присутствуют:

• высокая влажность;
• частая мойка;
• вода;
• продукты;
• интенсивная эксплуатация;
• требования к износостойкости.

Но если мойка осуществляется сильными хлорсодержащими средствами, необходимо отдельно проверять их состав и концентрацию.

Что лучше для фармацевтического и медицинского оборудования

Обе стали применяются в медицинской отрасли.

Для X46Cr13 DEW среди типичных областей применения указывает медицинскую и фармацевтическую промышленность.

Для X90CrMoV18 BGH и Böhler также указывают медицинские/хирургические применения.

Но для высоконагруженной линейной системы я снова бы дал преимущество:

WRA X90CrMoV18.

Где какой вал выбирать

Вот такую таблицу я бы обязательно поставил на сайт.

Чем WRA отличается от WRB?

Обе серии представляют собой прецизионные нержавеющие линейные валы с индукционно закалённой и шлифованной рабочей поверхностью. Главное различие заключается в используемой марке стали.

WRB производится из X46Cr13 (1.4034) — мартенситной нержавеющей стали с содержанием хрома 12,5–14,5 %. Это универсальное решение для систем линейного перемещения, работающих в обычных промышленных условиях, при повышенной влажности и периодическом контакте с пресной водой.

WRA производится из более высоколегированной стали X90CrMoV18 (1.4112) с 17–19 % хрома, 0,90–1,30 % молибдена и 0,07–0,12 % ванадия. Такой состав обеспечивает повышенную износостойкость и более высокий потенциал коррозионной стойкости, поэтому WRA предпочтителен для интенсивно работающего оборудования, влажных условий, частой мойки и повышенных требований к долговечности.

Коротко:

WRB — универсальный нержавеющий линейный вал.

WRA — усиленный вариант для более тяжёлых условий эксплуатации.