Tendências de desenvolvimento de materiais para rolamentos
In rolamentoNa fabricação, as propriedades dos materiais determinam diretamente a vida útil, a confiabilidade e as condições de operação aplicáveis dos rolamentos. Atualmente, as peças de rolamentos ainda são feitas principalmente de aço cromo-carbono para rolamentos, como o comum GCr15 e GCr15SiMn. Nos últimos anos, com o desenvolvimento de equipamentos que operam em velocidades mais altas, cargas mais pesadas, temperaturas mais elevadas e condições de operação mais complexas, os materiais dos rolamentos também estão sendo constantemente aprimorados, apresentando principalmente as seguintes tendências de desenvolvimento:
1. Aço para rolamentos de alta temperabilidade
Para atender às necessidades de componentes de rolamentos de grandes dimensões e paredes espessas, a indústria tem desenvolvido gradualmente aços para rolamentos de alta temperabilidade, como o GCr15SiMo e o GCr18Mo. Esses materiais permitem obter uma estrutura endurecida uniforme em dimensões transversais maiores, melhorando a resistência geral e a vida útil à fadiga das peças, sendo adequados para rolamentos de grande porte e equipamentos pesados.
2. Aço para rolamentos com endurecimento superficial
O aço GCr4 com têmpera superficial é comumente utilizado em equipamentos de alta resistência, como veículos ferroviários e laminadores. Através do aquecimento por indução de média frequência e resfriamento rápido, uma camada endurecida de determinada profundidade pode ser formada na superfície das peças, conferindo ao rolamento alta dureza superficial e alta tenacidade interna, melhorando assim a resistência à fadiga e ao impacto.
3. Novos tipos de aço inoxidável para rolamentos
Os aços inoxidáveis tradicionais, como o 9Cr18 e o 9Cr18Mo (440C), possuem boa resistência à corrosão, mas são propensos à formação de carbonetos grosseiros, o que afeta a vida útil à fadiga e a qualidade da superfície. O aço inoxidável martensítico 0,7C-13Cr, desenvolvido nos últimos anos, reduz o teor de carbono e cromo e diminui a quantidade de carbonetos eutéticos, melhorando ainda mais o desempenho em fadiga por contato, a tenacidade e a resistência à corrosão dos rolamentos. É comumente utilizado em rolamentos de precisão à prova de ferrugem, como rolamentos de discos rígidos e rolamentos para equipamentos médicos.
4. Aço-liga de alta resistência
Os aços para rolamentos da série GT, através de uma composição de liga otimizada, melhoram a resistência e a tenacidade da matriz, além de aumentarem a estabilidade ao revenido. Adequados para projetos de rolamentos de serviço pesado ou leve, apresentam uma boa vida útil em condições de lubrificação limpa.
5. Aço para rolamentos resistente à contaminação
Em aplicações práticas, poeira ou partículas de desgaste no óleo lubrificante podem formar reentrâncias na superfície do rolamento, levando à concentração de tensões e ao desgaste prematuro por fadiga. Para solucionar esse problema, o Japão desenvolveu a série TF de aços para rolamentos resistentes à contaminação (como TF, HTF, STF, NTF, etc.).
Ao otimizar o teor de carbono e as proporções dos elementos de liga, o material forma carbonetos mais finos e aumenta a austenita retida, reduzindo assim a concentração de tensão nas bordas da indentação. A experiência prática demonstra que os mancais fabricados com aços da série TF podem ter uma vida útil de 4 a 10 vezes maior em condições de lubrificação contaminada.
6. Aço para rolamentos de alta temperatura (quase)
Quando rolamentos comuns de GCr15 são usados em ambientes com temperaturas entre 100 °C e 200 °C, uma "zona branca brilhante" de baixa dureza se forma facilmente na camada subsuperficial do material, reduzindo assim a vida útil do rolamento. Para solucionar esse problema, foram desenvolvidos aços para rolamentos de alta temperatura, como o NTJ2 e o KUJ7. Ao aumentar adequadamente o teor de elementos como Cr, Si e Mo, a formação de zonas brancas brilhantes é suprimida, permitindo que os rolamentos mantenham uma boa vida útil e estabilidade dimensional mesmo a 150 °C.～180℃. Esses materiais são amplamente utilizados em motores automotivos, geradores e equipamentos para trabalho a quente.
7. Aço para rolamentos de alta temperatura
Em condições operacionais de alta temperatura e alta velocidade, como na indústria aeroespacial, os materiais tradicionais são insuficientes. Os primeiros aços para rolamentos de alta temperatura, como T1, T2, T10 e M50, embora possuam alta dureza em altas temperaturas, apresentam alto teor de elementos de liga e alto custo.
Nos últimos anos, a Europa e os Estados Unidos desenvolveram uma nova geração de aços cementados para altas temperaturas, como o M50NiL, o CBS1000 e o RBD. Dentre eles, o M50NiL é o mais utilizado. Após a cementação, formam-se carbonetos finos na superfície, gerando tensão residual de compressão. Sua tenacidade no núcleo pode atingir 2,5 vezes a do M50, resultando em maior vida útil à fadiga. Atualmente, é utilizado principalmente em equipamentos de alta tecnologia, como mancais de eixo principal de motores aeronáuticos. De modo geral, o desenvolvimento de materiais para rolamentos avança continuamente em direção a maior resistência, maior confiabilidade, resistência à contaminação, resistência à corrosão e desempenho em altas temperaturas. Com o desenvolvimento dos setores aeroespacial, de equipamentos para novas energias e de manufatura de alta tecnologia, a pesquisa e a aplicação de novos materiais para rolamentos continuarão a se aprofundar, fornecendo um suporte técnico mais robusto para aprimorar o desempenho dos rolamentos.
Data da publicação: 13 de maio de 2026
