Letakkan bearing bola alur dalam baja tahan karat berdampingan dengan padanannya dari baja krom, dan hampir tidak ada yang berubah pada lembar data. Diameter lubang, diameter luar, lebar, dan kapasitas statisnya sama, tanpa penurunan kecepatan. Hanya satu kolom yang berubah.
Kolom itu adalah kapasitas beban dinamis dasar, yang turun 16 hingga 23 persen bergantung pada ukurannya. Hal ini penting karena umur nominal berbanding lurus dengan pangkat tiga nilai tersebut. Pertanyaan yang sering membuat insinyur buntu sebenarnya sudah dijawab dalam publikasi teknis, tetapi jawabannya hampir tidak pernah dikutip: grade apa yang dipakai pada cincin, bukan bola; berapa batas suhu sebenarnya; apakah baja tahan karat mengorbankan kecepatan; dan di bagian mana bearing tahan karat masih dapat berkarat. Panduan ini membahas semuanya berdasarkan katalog produsen dan standar yang mendefinisikan bajanya. Jika Anda perlu memahami penandaannya terlebih dahulu, mulailah dengan panduan kami tentang cara membaca nomor bearing.
Poin-Poin Utama
- Satu “bearing 440C” biasanya terdiri atas tiga jenis baja tahan karat. SKF membuat cincin bearing bola alur dalam tahan karatnya dari X65Cr13, bola dari X105CrMo17 (AISI 440C), serta sangkar dan pelindung dari X5CrNi18-10, yaitu baja austenitik 304.
- Hanya satu kolom yang turun ketika beralih ke baja tahan karat: C. Pada tiga pasang bearing terbuka dengan dimensi yang sama, C turun 16.4%, 20.9%, dan 22.8%, sedangkan C₀ turun 0%, 1.9%, dan 7.4%, serta batas beban kelelahan Pᵤ turun 0%, 0%, dan 6.3%.
- Baja tahan karat tidak mengurangi kecepatan; segel kontaklah yang melakukannya.
W 6000terbuka dan6000terbuka sama-sama memiliki kecepatan acuan 67 000 r/min dan kecepatan batas 40 000 r/min. Pada diameter lubang 40 mm, rating kecepatan bearing tahan karat justru lebih tinggi, yaitu 12 000 berbanding 11 000 r/min. Pasang segel kontak pada salah satunya dan keduanya turun ke 5 600 r/min.- Hitung dampaknya terhadap umur sebelum memperdebatkan grade. Karena L₁₀ berbanding dengan (C/P)³, penurunan C sebesar 16.4% hingga 22.8% berarti umur nominal berkurang 42% hingga 54% pada beban kerja yang sama.
- 440C yang dikeraskan adalah baja tahan karat dengan ketahanan korosi lebih rendah. Karbon tinggi mengikat kromium menjadi karbida selama pengerasan sehingga kromium terlarut yang tersedia untuk membentuk lapisan pasif berkurang. Schaeffler menyebut X105CrMo17 sebagai “kompromi antara ketahanan korosi dan ketahanan terhadap beban gelinding berulang.”
- 120 °C, bukan 300 °C. SKF menyatakan bearing bola alur dalam tahan karatnya stabil secara dimensi hingga setidaknya 120 °C (250 °F). Rentang 300 °C ke atas menjelaskan baja sebagai material, bukan bearing sebagai rakitan.
- Standarnya berubah pada 2023 dan menambahkan grade yang mengatasi kompromi tersebut. ISO 683-17:2023 adalah edisi 4, diterbitkan pada 22 September 2023, dan revisinya menambahkan X30CrMoN15-1, grade martensitik nitrogen tinggi.
Bearing Baja Tahan Karat Terbuat dari Apa?
Dalam kebanyakan kasus, tiga jenis baja tahan karat yang berbeda. Grade martensitik digunakan pada cincin, grade martensitik yang lebih keras pada bola, dan grade austenitik pada sangkar serta pelindung. Masing-masing dipilih karena sifat yang berbeda, tetapi biasanya hanya salah satu dari ketiganya yang dipakai untuk menamai seluruh produk.
SKF memublikasikan pembagiannya secara jelas. Cincin bearing dibuat dari X65Cr13 menurut ISO 683-17, bola dari X105CrMo17, serta pelindung dan sangkar dari X5CrNi18-10 menurut EN 10088-1 (SKF). X105CrMo17 adalah grade yang dipasarkan sebagai AISI 440C, sedangkan X5CrNi18-10 adalah AISI 304. Jadi, produk yang dalam kebanyakan daftar disebut bearing 440C sebenarnya memakai 440C pada bolanya, grade martensitik berkarbon lebih rendah pada lintasan gelindingnya, dan 304 austenitik pada sangkarnya.
Pembagian ini diperlukan karena setiap komponen menjalankan tugas berbeda: kontak gelinding membutuhkan kekerasan, sedangkan bagian tanpa kontak gelinding membutuhkan ketahanan korosi dan kemudahan pembentukan. Sangkar standar pada bearing tahan karat dengan penutup dibuat dari baja tahan karat pres, dalam tipe pita, keling, atau jepit, dan semuanya dipusatkan pada bola. Poliamida 66 cetak injeksi yang diperkuat serat kaca tersedia berdasarkan permintaan (SKF). Untuk memahami pengaruh pilihan itu terhadap suhu, lihat panduan kami tentang material sangkar bearing.
Konsekuensi praktisnya terasa saat pengadaan. Permintaan penawaran yang hanya menyebut “baja tahan karat, 440C” baru menetapkan material bolanya. Grade cincin, grade dan tipe sangkar, material pelindung atau segel, serta gemuknya masih belum ditentukan, padahal masing-masing menentukan karakteristik yang penting bagi pembeli.
Martensitik, Austenitik, dan Grade yang Mengakhiri Kompromi
Grade martensitik dapat dikeraskan untuk kontak gelinding, sedangkan grade austenitik tidak. Perbedaan mendasar ini menjelaskan mengapa 316 lebih tahan korosi tetapi kurang cocok sebagai material lintasan gelinding, sekaligus mengapa keluarga ketiga dikembangkan untuk mengatasi dilema tersebut.
| Grade | Keluarga | Penggunaan dalam bearing |
|---|---|---|
| X65Cr13 | Martensitik | Cincin. Strukturnya lebih halus daripada 440C sehingga beroperasi lebih senyap |
| X105CrMo17 / AISI 440C | Martensitik | Bola, serta cincin pada ukuran tertentu. Paling keras di antara kelompok umum |
| AISI 420 | Martensitik | Karbon lebih rendah, kekerasan lebih rendah, dan biaya lebih rendah. Penggunaan umum |
| X5CrNi18-10 / AISI 304 | Austenitik | Sangkar, pelindung, dan rumah. Bukan material lintasan gelinding |
| AISI 316 dan 316L | Austenitik | Lingkungan klorida. Hanya untuk lintasan gelinding pada desain berbeban ringan |
| X30CrMoN15-1 | Martensitik nitrogen tinggi | Cincin dan bola ketika ketahanan korosi sekaligus beban menjadi penentu |
Grade cincin perlu dibahas karena sekilas tampak seperti penurunan mutu, padahal bukan. GRW mencatat bahwa produsen bearing kecil dan miniatur berhenti menggunakan 440C untuk cincin pada akhir 1980-an. Alasannya terletak pada struktur, bukan komposisi kimia: ketahanan korosi 440C “dibayar dengan struktur butir yang lebih kasar dan karbida yang jauh lebih besar,” yang meningkatkan kebisingan pada ukuran tersebut. Struktur X65Cr13 yang lebih halus “menggabungkan ketahanan korosi baja 440C dengan tingkat kebisingan rendah baja krom 52100” (GRW, Baja tahan karat SV30 untuk bearing bola, dari salinan yang dihosting distributor). Jadi, pemilihan grade cincin juga merupakan keputusan terkait kebisingan.
Mekanisme di balik kompromi tersebut adalah ketersediaan kromium. Karbon dalam grade martensitik yang dikeraskan mengendap sebagai karbida kromium. Artinya, kromium itu tidak lagi terlarut dalam matriks dan tidak dapat membentuk lapisan pasif. Schaeffler merumuskan syaratnya dari sisi sebaliknya: ketahanan korosi dalam keadaan dikeraskan “dicapai melalui proporsi kromium terlarut yang tinggi di dalam struktur.” Atas dasar itu, X105CrMo17 diposisikan sebagai “kompromi antara ketahanan korosi dan ketahanan terhadap beban gelinding berulang” yang “semakin tidak mampu lagi memenuhi persyaratan saat ini” (Schaeffler).
Mengganti sebagian karbon dengan nitrogen dapat mengeraskan baja tanpa mengikat terlalu banyak kromium. Inilah inti rancangan X30CrMoN15-1. Komposisinya sekitar 15% Cr dan 1% Mo, dengan 0.15 hingga 0.35% C dan 0.20 hingga 0.40% N. Jumlah karbon plus nitrogen disetel menjadi 0.60 hingga 0.80% agar mencapai kekerasan minimum 58 HRC (Hucklenbroich et al., 1999). Keuntungan metalurgisnya terlihat pada ukuran karbida. Karbida dalam grade ini jauh lebih kecil daripada pada AISI 440C. Di bawah kelelahan kontak gelinding, karbida 440C yang lebih besar menghasilkan jaringan retakan yang luas, sedangkan pada grade nitrogen retakannya bercabang (Rejith et al., 2024).
Perlu diketahui bahwa grade ini kini tercantum dalam standar. ISO 683-17:2023 adalah edisi 4, diterbitkan pada 22 September 2023, dan menetapkan persyaratan teknis penyerahan untuk lima kelompok baja bearing, salah satunya baja bearing tahan karat. Edisi keempat membatalkan dan menggantikan edisi 2014, serta menambahkan X30CrMoN15-1 sebagai salah satu perubahannya. Jadi, jawaban atas pertanyaan “baja tahan karat mana yang termasuk baja bearing” berasal dari standar yang dipublikasikan, bukan preferensi pemasok.
Ukuran menentukan grade mana yang menjadi pilihan standar. Pada ukuran miniatur, baja tahan karat justru menjadi pilihan normal karena jumlah baja yang digunakan sangat sedikit sehingga selisih biayanya hampir hilang. Panduan kami tentang bearing miniatur membahas hal tersebut beserta prefiks S, SR, dan SMR yang menandainya. Untuk perbandingan tiga arah yang lebih luas dengan baja krom dan hibrida keramik, lihat untuk apa bearing bola digunakan.
Satu konsekuensi perlu dinyatakan dengan jelas: bearing austenitik hanya cocok untuk beban ringan. Jika desain menetapkan cincin 316, berarti desain tersebut menerima lintasan gelinding yang tidak dapat dikeraskan, sehingga angka beban, kecepatan, dan umur harus diambil dari katalog yang memang dibuat untuk konstruksi tersebut. Dalam industri berat, 316 tetap tepat untuk titik yang basah ketika korosi lebih dominan daripada tegangan kontak. Panduan kami tentang material bearing rolling mill membahas kasus tersebut untuk aplikasi mesin canai.
Apa Biaya Sebenarnya dari Baja Tahan Karat?
Hanya satu kolom. Pada dimensi yang sama, pemilihan baja tahan karat menurunkan kapasitas beban dinamis dasar, sementara kapasitas statis, batas beban kelelahan, dan rating kecepatan tetap atau sedikit lebih baik.
SKF sendiri menyatakan poin umumnya: bearing bola alur dalam tahan karat mereka “memiliki kapasitas angkut beban lebih rendah daripada bearing berukuran sama yang dibuat dari baja kromium tinggi” (SKF). Yang jarang dicantumkan dalam halaman perbandingan adalah besarnya selisih itu. Berikut tiga pasangan bearing terbuka dengan ukuran yang sama, berdasarkan tabel SKF sendiri.
| Dimensi keseluruhan | Baja krom | Baja tahan karat | ΔC | ΔC₀ | ΔPᵤ | Δ kecepatan batas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 × 26 × 8 mm | 6000: C 4.75 kN, C₀ 1.96 kN, Pᵤ 0.083 kN, 40 000 r/min | W 6000: C 3.97 kN, C₀ 1.96 kN, Pᵤ 0.083 kN, 40 000 r/min | −16.4% | 0% | 0% | 0% |
| 25 × 52 × 15 mm | 6205: C 14.8 kN, C₀ 7.8 kN, Pᵤ 0.335 kN, 18 000 r/min | W 6205: C 11.7 kN, C₀ 7.65 kN, Pᵤ 0.335 kN, 19 000 r/min | −20.9% | −1.9% | 0% | +5.6% |
| 40 × 80 × 18 mm | 6208: C 32.5 kN, C₀ 19 kN, Pᵤ 0.8 kN, 11 000 r/min | W 6208: C 25.1 kN, C₀ 17.6 kN, Pᵤ 0.75 kN, 12 000 r/min | −22.8% | −7.4% | −6.3% | +9.1% |
Angka baja krom berasal dari halaman produk SKF saat ini; angka baja tahan karat berasal dari katalog tahan karat SKF (November 2015). Kecepatan yang dicantumkan adalah kecepatan batas bearing terbuka. Delta dihitung dari kedua nilai yang dipublikasikan tersebut.
Ada dua catatan penting yang sebaiknya disampaikan bersama tabel, bukan disembunyikan dalam catatan kaki. Pertama, semua bearing baja krom di atas termasuk kelas kinerja SKF Explorer, yang meningkatkan C secara terpisah dari material. Jadi, sebagian selisih C berasal dari kelas kinerja, bukan grade. Kedua, kedua kelompok angka berasal dari publikasi berbeda dengan jarak lima belas tahun dan satu revisi katalog. Kedua catatan itu memengaruhi kolom C. Keduanya tidak memengaruhi C₀, Pᵤ, atau rating kecepatan, sehingga temuan pada ketiga kolom tersebut lebih dapat diandalkan.
Mengapa penurunannya terjadi pada C, bukan C₀
Karena kedua kapasitas tersebut dihitung dari dasar yang berbeda. Kapasitas beban statis dasar menurut ISO 76 ditetapkan oleh tegangan kontak tertentu pada titik kontak elemen gelinding yang menerima beban terbesar sehingga pada dasarnya merupakan perhitungan geometri. Geometri yang identik menghasilkan angka yang identik, dan bearing tahan karat memiliki geometri yang sama. Kapasitas beban dinamis dasar menurut ISO 281 menambahkan faktor mutu material dan manufaktur masa kini di atas geometri, dan faktor itulah yang berubah ketika gradenya diganti.
Ada satu detail yang membuat penjelasan ini tidak sesederhana kelihatannya. Jika mutu material menjadi satu-satunya penyebab, batas beban kelelahan Pᵤ seharusnya turun bersama C. Namun, pada diameter lubang 10 mm dan 25 mm nilainya sama sekali tidak berubah. Penurunan baru terjadi pada 40 mm, dan itu pun lebih kecil daripada penurunan kapasitas dinamis. Jadi, mekanisme di atas menjelaskan arah pengaruhnya, bukan seluruh penyebabnya.
Dampak penurunan C sebesar 23% terhadap umur nominal
Umurnya kira-kira tinggal separuh. Umur nominal dasar bearing bola mengikuti L₁₀ = (C/P)³ menurut ISO 281. Jadi, mengalikan C dengan 0.836 hingga 0.772 berarti mengalikan umur nominal dengan 0.58 hingga 0.46. Sederhananya, pada beban kerja yang sama, bearing tahan karat memiliki umur nominal 42% hingga 54% lebih pendek. Jika dibaca sebaliknya, mempertahankan umur yang sama berarti beban kerja harus dikurangi sebesar 16% hingga 23%.
Perhitungan inilah, bukan tabel grade, yang menentukan sebagian besar keputusan terkait baja tahan karat. Jika posisinya berbeban ringan, pengurangan 50% dari umur yang semula dihitung dalam hitungan dekade tidak banyak berarti, sehingga ketahanan korosi diperoleh tanpa konsekuensi praktis. Jika posisi bekerja mendekati kapasitasnya, pengurangan yang sama menghabiskan seluruh margin desain. Panduan kami tentang kapasitas beban dinamis dan statis menjelaskan kapasitas mana yang berlaku untuk tiap kasus.
Apakah Bearing Tahan Karat Lebih Lambat daripada Baja Krom?
Tidak. Dalam tabel SKF sendiri, bearing tahan karat terbuka menyamai atau melampaui padanan baja kromnya. Komponen yang benar-benar memangkas batas kecepatan hingga separuh adalah segel kontak.
Tiga pasangan terbuka di atas menunjukkan 40 000 berbanding 40 000 r/min pada diameter lubang 10 mm. Pada 25 mm nilainya 19 000 berbanding 18 000, dan pada 40 mm 12 000 berbanding 11 000. Kecepatan acuan menunjukkan pola yang sama pada dua pasangan yang lebih besar. Bearing tahan karat memiliki rating 30 000 dan 20 000 r/min, dibandingkan 28 000 dan 18 000 untuk bearing baja krom (SKF, dibandingkan dengan halaman produk SKF untuk 6205 dan 6208). Berdasarkan data ini, bearing tahan karat justru sedikit lebih cepat, bukan lebih lambat.
Namun, jenis penutup memberi hasil berbeda, dan hal ini dapat diperiksa dalam satu katalog serta satu keluarga penandaan. W 6208 terbuka memiliki batas 12 000 r/min. Dengan pelindung sebagai W 6208-2Z, nilainya turun menjadi 10 000. Dengan segel kontak sebagai W 6208-2RS1, nilainya turun menjadi 5 600. Baja krom 6208-2RS1 juga berada pada 5 600 (SKF). Penutup sama, batas sama, apa pun materialnya.
Hal ini penting karena klaim kecepatan paling sering keliru dalam perbandingan grade yang dipublikasikan. Tabel yang menempatkan 440C jauh di atas 304 dan 316 dalam hal kecepatan sebenarnya membandingkan rentang produk, bukan komponen berukuran sama, dan jarang menyebutkan dimensi atau jenis penutup yang dipakai untuk setiap angka. Jika ukuran dan penutup disamakan, peringkat tersebut menghilang. Jika kecepatan menjadi kendala utama, yang perlu ditinjau adalah jenis penutupnya. Panduan kami tentang bearing bersegel dan berpelindung membahasnya sebagai variabel spesifikasi tersendiri.
Di Mana Bearing Tahan Karat Masih Dapat Berkarat?
Pada pelindung, pada dudukan, dan di lingkungan klorida. Baja tahan karat menahan korosi, bukan mencegahnya sepenuhnya, dan korosi yang mengakhiri umur bearing tahan karat sering bermula di tempat selain lintasan gelinding.
Mulailah dari gradenya. Karena pengerasan mengikat kromium sebagai karbida, X105CrMo17 yang telah dikeraskan memiliki lebih sedikit kromium terlarut untuk membentuk lapisan pasif dibandingkan grade martensitik anil atau grade austenitik. Karena itu, di lingkungan klorida, pitting terjadi lebih cepat daripada pada 316. Banyak tabel perbandingan dengan rating bintang menempatkan 440C paling tinggi untuk mutu keseluruhan dan hanya sedikit di bawah 316 dalam hal korosi, padahal selisih sebenarnya di lingkungan garam jauh lebih besar.
Perbandingan terukur berikut layak diperhatikan, dengan setiap hasil dikaitkan pada pihak yang menjalankan pengujiannya. Schaeffler melaporkan lapisan permukaan Cronitect mencapai sekitar 900 jam dalam uji kabut garam. Hasil tersebut “hanya sedikit lebih rendah daripada Cronidur30” dan “jauh lebih tinggi daripada AISI440C atau baja bearing gelinding dengan lapisan kromium tipis dan padat.” Makalah yang sama melaporkan keausan lintasan pada kondisi kering hampir dua belas kali lebih rendah daripada 100Cr6. Umur nominal pada keandalan 90% di bawah gesekan campuran sembilan kali lebih tinggi daripada bearing dari AISI 440C atau 100Cr6 (Schaeffler). Semua itu merupakan hasil pengujian produsen pada kondisi tertentu, bukan rating yang berlaku umum, dan harus dibaca dalam konteks tersebut.
Selanjutnya, perhatikan komponen selain cincin. Pada bearing tahan karat tertutup, pelindung dan sangkarnya terbuat dari 304 austenitik, sedangkan segelnya menggunakan karet nitril kecuali ditentukan lain. Poros, rumah, dan pengikat mengikuti material mesin. Bearing tahan karat yang dipasang tekan ke dalam rumah baja karbon tetap menghasilkan korosi fretting pada dudukan akibat gerakan mikro, dan tidak ada grade cincin yang dapat mencegahnya. ISO 15243:2017 menggolongkannya dalam klausul 5.3.3.2, terpisah dari korosi akibat kelembapan pada 5.3.2. Panduan kami tentang mode kegagalan bearing menjelaskan cara membedakan keduanya pada komponen retur.
Ada satu kasus lain yang penting bagi siapa pun yang mengintegrasikan cincin bearing ke dalam struktur yang menerima tegangan. Dalam paparan retak korosi tegangan menurut standar ESA, AISI 440C hanya bertahan hingga sekitar 20% dari tegangan bukti 0.2%-nya, dibandingkan 50 hingga 75% untuk Cronidur X30. Meski demikian, kedua grade dinilai kelas 3 untuk ketahanan rendah menurut ECSS-Q-70-36C (Merstallinger et al., 2023). Cincin tahan karat yang dikeraskan dalam kondisi tarik tidak dapat diperlakukan sama dengan cincin serupa dalam kondisi tekan.
Urutan solusi dari biaya terendah adalah: tingkat perlindungan penutup dan drainase terlebih dahulu, lalu pasivasi, pemilihan gemuk, grade nitrogen, hibrida dengan bola keramik, dan terakhir pelapisan. Urutan ini sengaja menempatkan pilihan termahal di belakang. Pada lini pencucian, rumah bearing merupakan bagian dari keputusan yang sama. Panduan kami tentang material bearing berflensa menjelaskan kapan biaya rumah tahan karat atau komposit layak dikeluarkan.
Pada Suhu Berapa Bearing Tahan Karat Dapat Beroperasi?
Sekitar 120 °C, dan batasnya ditentukan oleh stabilisasi cincin, material segel, serta gemuk, bukan perilaku baja saat ditemper. SKF menyatakan bearing bola alur dalam tahan karatnya “stabil secara dimensi hingga setidaknya 120 °C (250 °F)” (SKF).
Rentang 300 °C atau 350 °C banyak beredar untuk bearing tahan karat, tetapi angka tersebut membahas hal yang berbeda, bukan menunjukkan perbedaan pendapat. Angka itu menjelaskan kemampuan baja sebagai material. Angka katalog menjelaskan kemampuan bearing yang telah dirakit, distabilkan, disegel, dan diberi gemuk untuk mempertahankan dimensinya. Gunakan angka kedua sebagai dasar spesifikasi. Kekeliruan yang sama juga terjadi pada klaim 800 °C untuk keramik hibrida, yang diuraikan dalam panduan kami tentang bearing keramik.
Di sinilah batas suhu dan persyaratan kepatuhan bertemu: pada gemuk. Bearing tahan karat dengan penutup standar dikirim dengan isian LHT23. Gemuk ini memakai sabun litium dengan oli dasar ester, kelas konsistensi NLGI 2 hingga 3, serta viskositas oli dasar 27 mm²/s pada 40 °C dan 5.1 mm²/s pada 100 °C. Alternatif kelas pangan VT378 memakai sabun kompleks aluminium dengan oli dasar PAO, NLGI 2, 150 dan 15.5 mm²/s, serta ditetapkan untuk −25 hingga +120 °C.
Varian Food Line VP311 memadukan segel nitril biru, yang diberi warna agar dapat dideteksi secara optis jika serpihannya masuk ke aliran makanan, dengan pelumas yang terdaftar pada NSF sebagai kategori H1. Persetujuan FDA mengacu pada 21 CFR bagian 177.2600 untuk komponen karet yang ditujukan bagi penggunaan berulang dalam kontak dengan makanan berair dan berlemak. Persetujuan EC mengacu pada persyaratan migrasi keseluruhan dalam rekomendasi BfR Jerman XXI untuk material kategori 3 (SKF).
Ada konsekuensi yang sudah dicantumkan produsen, tetapi mudah terlewat. Catatan SKF mengenai perhitungan umur gemuk VT378 menyatakan agar perhitungan dimulai dari gemuk acuan MT33, lalu hasilnya dikalikan 20% (SKF). Karena bearing tahan karat dengan penutup dianggap bebas perawatan sepanjang umur bearing, umur gemuk tersebut pada praktiknya menjadi umur bearing. Memilih isian kelas pangan berarti menentukan strategi pelumasan ulang sekaligus memenuhi persyaratan kepatuhan, suatu pola yang dibahas secara umum dalam panduan kami tentang pelumasan bearing.
Standar Apa yang Berlaku dan Edisi Mana yang Terkini?
Standarnya sama dengan yang berlaku untuk bearing baja krom. Itulah yang membuat bearing tahan karat dapat saling dipertukarkan secara dimensi dengan bearing standar. Namun, katalog yang menjadi acuannya masih mengutip edisi dari 1990-an dan 2000-an.
Katalog tahan karat SKF menjelaskan keempatnya secara spesifik. Dimensi batas metrik mengikuti ISO 15, kecuali bearing dengan prefiks WBB1 atau sufiks X. Bearing seri inci mengikuti ANSI/AFBMA Std 12.2. Semua bearing bola alur dalam tahan karat secara standar diproduksi dengan kelas toleransi Normal menurut ISO 492. Kelonggaran internal radialnya Normal menurut ISO 5753, kecuali diameter lubang di bawah 10 mm. Distributor sering menyebut kelas toleransi tersebut sebagai P0, yaitu kode DIN 620 untuk jenjang yang sama, bukan penandaan ISO: ISO 492:2023 menggunakan penandaan Normal, 6X, 6, 5, 4, dan 2. Seri tahan karat mencakup diameter poros 0.6 hingga 50 mm. Bearing terkecil dalam katalog, W 618/0.6, memiliki diameter lubang 0.6 mm, diameter luar 2.5 mm, lebar 1 mm, kapasitas C 34 N dan C₀ 7 N, serta massa 20 mg.
Edisi yang dikutip adalah ISO 683-17:2000, ISO 15-1998, ISO 492-2002, ISO 5753-1991, EN 10088-1:1995, dan ANSI/AFBMA Std 12.2-1992. Tiga di antaranya telah digantikan: versi terkini adalah ISO 683-17:2023 edisi 4, ISO 15:2017 edisi 4, dan ISO 492:2023 edisi 6. Kelonggaran radial berpindah dari ISO 5753:1991 ke ISO 5753-1:2009, yang masih berlaku dengan edisi kedua sedang dikembangkan. Perlakukan acuan katalog sebagai kutipan produsen pada saat publikasi, lalu periksa sendiri edisinya sebelum mencantumkannya dalam spesifikasi.
Implikasi praktisnya terlihat pada penandaan. SKF menandai baja tahan karat dengan prefiks, bukan sufiks. W berarti metrik, D/W berarti inci, dan WBB1 berarti bearing metrik tahan karat yang tidak mengikuti seri dimensi ISO (SKF). Sufiks setelahnya menjelaskan penutup dan kepatuhan. 2Z dan 2ZS berarti pelindung, 2RS1 segel kontak, 2TS segel PTFE, dan R cincin luar berflensa. X menandai satu dimensi batas yang menyimpang dari standar, sedangkan BB1 menandai dua atau lebih. VT378 berarti isian kelas pangan dan VP311 varian Food Line.
Kedua kode tersebut membuat pencarian padanan dimensi biasa tidak berlaku. Prefiks WBB1 maupun sufiks X menyatakan bahwa dimensi keseluruhannya bukan dimensi ISO. Karena itu, pencarian dalam tabel yang menganggapnya mengikuti ISO akan menghasilkan komponen yang tidak muat. Panduan kami tentang pencarian padanan bearing lintas merek memperlakukan kedua kode sebagai tanda berhenti karena alasan tersebut.
Satu angka sering mengejutkan orang yang menganggap bearing kecil lebih toleran terhadap kesalahan pemasangan. Ketidaksejajaran sudut yang diizinkan antara cincin dalam dan luar hanya berkisar 2 hingga 10 menit busur, bergantung pada kelonggaran operasi, ukuran, desain internal, dan gaya yang bekerja (SKF). Setiap ketidaksejajaran meningkatkan kebisingan dan mengurangi umur pakai.
Hal yang perlu dicantumkan dalam permintaan penawaran bearing tahan karat
| Cantumkan | Alasan penting |
|---|---|
| Grade cincin | Menentukan kekerasan, ketahanan korosi, dan kebisingan. “440C” saja baru menetapkan bolanya |
| Grade bola | Komponen paling keras dalam bearing dan biasanya tetap X105CrMo17 apa pun material cincinnya |
| Material dan tipe sangkar | Baja tahan karat pres atau poliamida cetak, dan pilihan tersebut membatasi suhu operasi (material sangkar) |
| Tipe dan material pelindung atau segel | Menentukan kecepatan batas dan apakah bearing mampu bertahan dalam proses pencucian |
| Gemuk dan persetujuannya | Kesesuaian NSF H1, FDA, dan EC jika terjadi kontak dengan makanan, sekaligus menentukan umur gemuk |
| Kelas toleransi | Normal kecuali Anda menyatakan lain. Kode berprefiks P yang dikutip distributor berasal dari DIN 620, bukan penandaan ISO (kelas toleransi) |
| Kelas kelonggaran internal radial | Normal kecuali Anda menyatakan lain, dan nilainya berubah akibat suaian serta suhu operasi (kelonggaran) |
| Pasivasi | Proses akhir terpisah yang memulihkan lapisan pasif setelah penggerindaan dan tidak otomatis tersirat dari gradenya |
| Persyaratan magnetik | Grade martensitik bersifat magnetik dan grade austenitik tidak, jadi nyatakan jika hal ini penting |
Berapa Besar Beban Aksial yang Dapat Ditahan Bearing Tahan Karat?
Secara desain sama dengan padanan baja kromnya, tetapi tetap tidak lebih dari 0.25 C₀ pada beban aksial murni. SKF memublikasikan kedua pernyataan tersebut, dan keduanya tampak bertentangan sampai dibandingkan dengan panduan umum.
Katalog tahan karat menyatakan bahwa bearing ini “memiliki kapasitas angkut beban aksial yang sama dengan bearing bola alur dalam SKF standar.” Katalog kemudian menyatakan bahwa pada beban aksial murni, “beban ini pada umumnya tidak boleh melebihi nilai 0,25 C₀,” karena beban aksial berlebih mengurangi umur pakai. Panduan umum bearing bola alur dalam SKF menetapkan batas bearing baris tunggal standar pada 0.5 C₀. Tiga kategori dibatasi separuh dari nilai itu: bearing dengan diameter lubang 12 mm atau kurang, bearing seri diameter 8, 9, 0, dan 1, serta bearing baja tahan karat (SKF).
Jika dibaca bersama, kedua pernyataan tersebut memberi penjelasan yang lebih berguna. Bearing tahan karat bukan lebih lemah secara aksial dalam arti memiliki kapasitas yang lebih rendah. Bearing ini hanya termasuk kelompok yang dibatasi pada porsi lebih kecil dari kapasitas yang sama. Mekanisme penentunya sama dengan yang membatasi seri kecil dan ringan. Di bawah beban aksial murni yang tinggi, elips kontak bergerak naik ke bahu lintasan gelinding sehingga kegagalannya bersifat geometris, bukan akibat beban statis berlebih. Panduan kami tentang beban aksial dan radial menjabarkan batas tersebut untuk setiap tipe bearing.
Beban minimum adalah pertimbangan lain yang mudah dilupakan pada aplikasi bearing tahan karat berbeban ringan. Beban radial minimum selalu diperlukan dan diperkirakan dari faktor beban minimum, viskositas pelumas pada suhu operasi, kecepatan, serta diameter rata-rata bearing. Beban yang lebih besar diperlukan saat penyalaan dalam kondisi dingin atau ketika pelumas sangat kental. Jika susunan menerima beban aksial murni, berikan prabeban dengan menyetel cincin dalam dan luar saling berhadapan atau menggunakan pegas.
Kapan Baja Tahan Karat Bukan Jawaban yang Tepat?
Ketika beban, klorida, atau suhu menjadi faktor dominan. Ketahanan korosi hanyalah satu dari beberapa variabel. Memilih grade terlebih dahulu justru menghasilkan bearing yang memenuhi spesifikasi material tetapi tetap gagal.
Beban dominan. Lakukan perhitungan umur sebelum membandingkan grade. Pada posisi yang bekerja mendekati kapasitasnya, kehilangan 42% hingga 54% umur nominal demi ketahanan korosi merupakan pertukaran yang buruk. Penutup, drainase, dan pemilihan pelumas yang lebih baik pada bearing baja krom akan menangani kelembapan secara langsung.
Klorida dominan. 440C yang dikeraskan bukan pilihan tepat untuk lingkungan garam. Alternatifnya, secara berurutan, adalah grade nitrogen tinggi, hibrida dengan bola keramik, pelapisan, atau keramik penuh. Pilihannya bergantung pada beban, kecepatan, dan media, bukan sekadar material mana yang paling tahan korosi secara abstrak. Perlu dicatat bahwa grade nitrogen unggul pada kondisi tertentu. Tidak ada kegagalan akibat retak etsa putih yang dilaporkan pada X30CrMoN15-1, padahal mode tersebut mengakhiri umur baja bearing karbon tinggi konvensional hanya pada 5 hingga 10% L₁₀ (Yu, Li, dan Herbig, 2019).
Suhu dominan. Di atas sekitar 120 °C, stabilisasi, segel, dan gemuk menjadi pembatas sebelum bajanya. Tentukan spesifikasi berdasarkan suhu terlebih dahulu, lalu gunakan ketahanan korosi sebagai batas dalam memilih opsi yang tersisa.
Persyaratan magnetik. Grade martensitik bersifat magnetik, sedangkan grade austenitik tidak. Karena itu, aplikasi pencitraan, sensor, atau instrumen mungkin mengharuskan penggunaan cincin austenitik, yang berarti desainnya harus berbeban ringan. Inilah satu-satunya keadaan ketika 316 pada lintasan gelinding merupakan keputusan yang disengaja, bukan kesalahan. Fakta ini juga menjadikan magnet sebagai alat pemeriksaan lapangan yang andal untuk menentukan keluarga material suatu komponen.
Jika Anda mencantumkan bearing tahan karat pada gambar teknik, kirimkan sumber korosi, kondisi beban, kecepatan, rentang suhu, serta persyaratan kontak makanan atau magnetik kepada kami. Hubungi tim teknik melalui halaman kontak, atau mulai dari seri bearing bola alur dalam. Memastikan batch yang datang benar-benar memenuhi grade dan toleransi dalam pesanan merupakan disiplin tersendiri yang dibahas dalam panduan kami tentang pengadaan bearing dari luar negeri.
Pertanyaan yang Sering Diajukan
Bearing baja tahan karat terbuat dari apa?
Biasanya tiga grade. SKF membuat cincin bearing bola alur dalam tahan karatnya dari X65Cr13, bola dari X105CrMo17 (AISI 440C), serta sangkar dan pelindung dari X5CrNi18-10, yaitu 304 austenitik. Grade yang disebut dalam daftar produk biasanya adalah grade bolanya.
Mana yang lebih baik untuk bearing, 440C atau 316?
Untuk lintasan gelinding berbeban, 440C, karena material ini dapat dikeraskan untuk kontak gelinding, sedangkan 316 tidak. Untuk ketahanan korosi klorida, 316. Jika suatu aplikasi memerlukan keduanya, jawabannya adalah grade martensitik nitrogen tinggi seperti X30CrMoN15-1, bukan salah satu dari keduanya.
Apakah bearing baja tahan karat memiliki kapasitas beban lebih rendah?
Untuk kapasitas beban dinamis dasar, ya. Pada tiga pasang bearing dengan dimensi yang sama, bearing tahan karat terbuka SKF berada 16.4%, 20.9%, dan 22.8% di bawah padanan baja kromnya. Kapasitas beban statis dasar dan batas beban kelelahan hampir tidak berubah, bahkan sama sekali tidak berubah pada ukuran terkecil dari ketiganya.
Apakah bearing baja tahan karat lebih lambat daripada bearing baja krom?
Tidak. Bearing tahan karat terbuka dan baja krom terbuka dengan ukuran sama memiliki rating kecepatan yang sama atau sedikit lebih tinggi. Segel kontak memangkas kecepatan batas kira-kira separuh, dan pengaruhnya sama pada kedua material.
Apakah bearing baja tahan karat dapat berkarat?
Ya. Grade martensitik yang dikeraskan mengalami pitting dalam klorida karena pengerasan mengikat kromium menjadi karbida, dan baja tahan karat sama sekali tidak mencegah korosi fretting pada dudukan poros atau rumah.
Pada suhu berapa bearing baja tahan karat dapat beroperasi?
SKF menetapkan bearing bola alur dalam tahan karatnya stabil secara dimensi hingga setidaknya 120 °C. Angka 300 °C ke atas menjelaskan kemampuan baja sebagai material, bukan kemampuan bearing yang telah dirakit dan diberi gemuk.
Apakah bearing baja tahan karat bersifat magnetik?
Grade martensitik seperti 440C dan X65Cr13 bersifat magnetik. Grade austenitik seperti 304 dan 316 tidak. Magnet merupakan cara yang andal untuk mengetahui keluarga material komponen yang tersimpan di gudang.
Ringkasan Singkat
- Satu bearing tahan karat biasanya memakai tiga jenis baja tahan karat, dan grade dalam daftar produk umumnya adalah grade bolanya.
- Pemilihan baja tahan karat hanya mengubah satu kolom katalog. C turun 16% hingga 23%, dan selisihnya melebar seiring bertambahnya ukuran.
- Pada beban kerja yang sama, penurunan tersebut berarti umur nominal 42% hingga 54% lebih pendek, atau penurunan beban yang diizinkan dalam persentase yang sama.
- Kapasitas statis, batas beban kelelahan, dan rating kecepatan tetap. Kecepatan ditentukan oleh penutup, bukan bajanya.
- Batasnya sekitar 120 °C, dan gemuk kelas pangan memangkas umur gemuk sebesar 80%.
- Proses pengerasanlah yang membuat baja tahan karat menjadi kurang tahan karat. Itulah alasan grade nitrogen hadir dan ISO 683-17 menambahkan salah satunya pada 2023.
Kirimkan sumber korosi, beban, kecepatan, suhu, dan persyaratan kepatuhan kepada tim teknik kami. Kami akan membantu menghitung penurunan kapasitasnya secara terbuka, bukan menyiasatinya.
Tentang Penulis
Jeff Li menulis tentang rekayasa bearing dan pengadaan global untuk ANDE Bearing. Ia bekerja langsung dengan pembeli OEM dan pasar purnajual di sektor otomotif, industri berat, serta energi terbarukan. Terhubung dengannya di LinkedIn.
