Въведение в често срещаните процеси на термична обработка на ролкови вериги

Въведение в често срещаните процеси на термична обработка на ролкови вериги
В производствения процес на ролкови вериги, процесът на термична обработка е ключово звено за подобряване на техните характеристики. Чрез термична обработка, здравината, твърдостта, износоустойчивостта и жилавостта на ролковите вериги могат да бъдат значително подобрени, като по този начин се удължава експлоатационният им живот и се отговаря на изискванията за употреба при различни сложни работни условия. Следва подробно въведение в няколко често срещани процеса на термична обработка на ролкови вериги:

I. Процес на закаляване и отпускане
(I) Закаляване
Закаляването е процес на нагряване на ролковата верига до определена температура (обикновено над Ac3 или Ac1), поддържане на топло за определен период от време и след това бързо охлаждане. Целта му е ролковата верига да придобие висока твърдост и мартензитна структура с висока якост. Често използваните закалителни среди включват вода, масло и солена вода. Водата има бърза скорост на охлаждане и е подходяща за ролкови вериги с прости форми и малки размери; маслото има относително бавна скорост на охлаждане и е подходящо за ролкови вериги със сложни форми и големи размери.
(II) Закаляване
Отпускането е процес на повторно нагряване на закалена ролкова верига до определена температура (обикновено под Ac1), поддържането ѝ топла и последващото ѝ охлаждане. Целта му е да се елиминира вътрешното напрежение, генерирано по време на процеса на закаляване, да се регулира твърдостта и да се подобри жилавостта. Според температурата на отпускане, то може да се раздели на нискотемпературно отпускане (150℃-250℃), среднотемпературно отпускане (350℃-500℃) и високотемпературно отпускане (500℃-650℃). Нискотемпературното отпускане може да получи отпускана мартензитна структура с висока твърдост и добра жилавост; среднотемпературното отпускане може да получи отпускана трооститна структура с висока граница на провлачване и добра пластичност и жилавост; високотемпературното отпускане може да получи отпускана трооститна структура с добри комплексни механични свойства.

2. Процес на карбуризация
Цементацията е процес, който кара въглеродните атоми да проникнат в повърхността на ролковата верига, за да образуват високовъглероден цементиран слой, като по този начин подобряват твърдостта на повърхността и износоустойчивостта, като същевременно сърцевината запазва здравината на нисковъглеродната стомана. Процесите на цементация включват твърда цементация, газова цементация и течна цементация. Сред тях газовата цементация е най-широко използваната. Чрез поставяне на ролковата верига в цементираща атмосфера, въглеродните атоми се инфилтрират в повърхността при определена температура и време. След цементацията обикновено се изисква закаляване и нискотемпературно отпускане, за да се подобри допълнително твърдостта на повърхността и износоустойчивостта.

3. Процес на азотиране
Азотирането е процес на инфилтриране на азотни атоми в повърхността на ролковата верига, за да се образуват нитриди, като по този начин се подобрява твърдостта на повърхността, износоустойчивостта и якостта на умора. Процесът на азотиране включва газово азотиране, йонно азотиране и течно азотиране. Газовото азотиране е процес, при който ролковата верига се поставя в азотсъдържаща атмосфера и при определена температура и време азотните атоми се инфилтрират в повърхността. След азотиране ролковата верига има висока повърхностна твърдост, добра износоустойчивост и малка деформация, което е подходящо за ролкови вериги със сложни форми.

4. Процес на карбонитриране
Карбонитрирането е едновременно инфилтриране на въглерод и азот в повърхността на ролковата верига, за да се образуват карбонитриди, като по този начин се подобрява твърдостта на повърхността, износоустойчивостта и якостта на умора. Процесът на карбонитриране включва газово карбонитриране и течно карбонитриране. Газовото карбонитриране е поставяне на ролковата верига в атмосфера, съдържаща въглерод и азот, и при определена температура и време позволява на въглерода и азота да инфилтрират повърхността едновременно. След карбонитриране ролковата верига има висока повърхностна твърдост, добра износоустойчивост и добра устойчивост на захапване.

5. Процес на отгряване
Отгряването е процес, при който ролковата верига се нагрява до определена температура (обикновено 30-50℃ над Ac3), държи се топла за определен период от време, бавно се охлажда под 500℃ с пещта и след това се охлажда на въздух. Целта му е да намали твърдостта, да подобри пластичността и жилавостта, както и да улесни обработката и последващата термична обработка. След отгряване ролковата верига има равномерна структура и умерена твърдост, което може да подобри режещите характеристики.

6. Процес на нормализиране
Нормализирането е процес, при който ролковата верига се нагрява до определена температура (обикновено над Ac3 или Acm), поддържа се топла, изважда се от пещта и се охлажда на въздух. Целта му е да се рафинират зърната, да се направи структурата еднородна, да се подобри твърдостта и якостта, както и да се подобри режещата способност. След нормализиране ролковата верига има еднородна структура и умерена твърдост, което може да се използва като последна или предварителна термична обработка.

7. Процес на лечение на стареене
Стареенето е процес, при който ролковата верига се нагрява до определена температура, поддържа се топла за определен период от време и след това се охлажда. Целта му е да се елиминира остатъчното напрежение, да се стабилизира размерът и да се подобри якостта и твърдостта. Стареенето се разделя на естествено стареене и изкуствено стареене. Естественото стареене е поставянето на ролковата верига при стайна температура или естествени условия за дълго време, за да се елиминира постепенно остатъчното напрежение; изкуственото стареене е нагряването на ролковата верига до по-висока температура и извършването на стареене за по-кратко време.

8. Процес на повърхностно закаляване
Повърхностното закаляване е процес на нагряване на повърхността на ролковата верига до определена температура и бързото ѝ охлаждане. Целта му е да подобри твърдостта на повърхността и износоустойчивостта, като същевременно сърцевината запазва добрата си жилавост. Процесите на повърхностно закаляване включват индукционно нагряване на повърхността, пламъчно нагряване на повърхността и електрическо контактно нагряване на повърхността. Индукционното нагряване на повърхността използва топлината, генерирана от индуцирания ток, за нагряване на повърхността на ролковата верига, което има предимствата на бърза скорост на нагряване, добро качество на закаляване и малка деформация.

9. Процес на укрепване на повърхността
Процесът на повърхностно укрепване е да се образува укрепващ слой със специални свойства върху повърхността на ролковата верига чрез физични или химични методи, като по този начин се подобрява твърдостта на повърхността, износоустойчивостта и якостта на умора. Често срещани процеси за повърхностно укрепване включват дробеструйно обработване, валцоващо укрепване, укрепване чрез инфилтрация на метал и др. Дробеструйното обработване е използване на високоскоростна дроб за въздействие върху повърхността на ролковата верига, така че да се генерира остатъчно напрежение на натиск върху повърхността, като по този начин се подобрява якостта на умора; валцоващото укрепване е използване на валцоващи инструменти за валцоване на повърхността на ролковата верига, така че повърхността да се деформира пластично, като по този начин се подобрява твърдостта на повърхността и износоустойчивостта.

10. Процес на бориране
Борирането е инфилтриране на атоми на бор в повърхността на ролковата верига, за да се образуват бориди, като по този начин се подобрява твърдостта на повърхността и износоустойчивостта. Процесите на бориране включват газово бориране и течно бориране. Газовото бориране е поставяне на ролковата верига в атмосфера, съдържаща бор, и при определена температура и време позволява на атомите на бор да инфилтрират повърхността. След бориране ролковата верига има висока повърхностна твърдост, добра износоустойчивост и добри противозахапващи свойства.

11. Процес на термична обработка чрез вторично закаляване на композитни материали
Вторичната закалителна термична обработка е усъвършенстван процес на термична обработка, който значително подобрява производителността на ролковите вериги чрез два процеса на закаляване и отпускане. Този процес обикновено включва следните стъпки:
(I) Първо закаляване
Ролковата верига се нагрява до по-висока температура (обикновено по-висока от конвенционалната температура на закаляване), за да се аустенитира напълно вътрешната ѝ структура, след което бързо се охлажда, за да се образува мартензитна структура. Целта на тази стъпка е да се подобри твърдостта и здравината на ролковата верига.
(II) Първо темпериране
След първото закаляване ролковата верига се нагрява до средна температура (обикновено между 300℃-500℃), държи се топла за определен период от време и след това се охлажда. Целта на тази стъпка е да се елиминира вътрешното напрежение, генерирано по време на процеса на закаляване, като същевременно се регулира твърдостта и се подобрява жилавостта.
(III) Второ закаляване
След първото темпериране, ролковата верига се нагрява отново до по-висока температура, но малко по-ниска от температурата на първото закаляване, след което се охлажда бързо. Целта на тази стъпка е допълнително да се усъвършенства мартензитната структура и да се подобри твърдостта и износоустойчивостта на ролковата верига.
(IV) Второ темпериране
След второто закаляване ролковата верига се нагрява до по-ниска температура (обикновено между 150℃-250℃), държи се топла за определен период от време и след това се охлажда. Целта на тази стъпка е допълнително да се елиминира вътрешното напрежение, да се стабилизира размерът и да се поддържа висока твърдост и износоустойчивост.

12. Процес на течно карбуризиране
Течното цементиране е специален процес на цементиране, който позволява на въглеродните атоми да проникнат в повърхността чрез потапяне на ролковата верига в течна цементираща среда. Този процес има предимствата на бърза скорост на цементиране, равномерен цементиращ слой и добра контролируемост. Подходящ е за ролкови вериги със сложни форми и високи изисквания за точност на размерите. След течното цементиране обикновено се изисква закаляване и нискотемпературно отпускане, за да се подобри допълнително твърдостта на повърхността и износоустойчивостта.

13. Процес на втвърдяване
Закаляването се отнася до подобряване на твърдостта и износоустойчивостта чрез подобряване на вътрешната структура на ролковата верига. Конкретните стъпки са следните:
(I) Отопление
Ролковата верига се нагрява до температурата на втвърдяване, за да разтвори и дифузира елементи като въглерод и азот във веригата.
(ii) Изолация
След достигане на температурата на втвърдяване, поддържайте определено време за изолация, за да могат елементите да дифундират равномерно и да образуват твърд разтвор.
(iii) Охлаждане
Бързо охладете веригата, твърдият разтвор ще образува финозърнеста структура, ще подобри твърдостта и износоустойчивостта.

14. Процес на инфилтрация на метал
Процесът на инфилтрация на метал е да се инфилтрират метални елементи в повърхността на ролковата верига, за да се образуват метални съединения, като по този начин се подобрява твърдостта на повърхността и износоустойчивостта. Често срещаните процеси на инфилтрация на метал включват хромиране и ванадиева инфилтрация. Процесът на хромиране е да се постави ролковата верига в атмосфера, съдържаща хром, и при определена температура и време хромови атоми се инфилтрират в повърхността, за да образуват хромови съединения, като по този начин се подобрява твърдостта на повърхността и износоустойчивостта.

15. Процес на алуминизация
Процесът на алуминизация е инфилтриране на алуминиеви атоми в повърхността на ролковата верига, за да се образуват алуминиеви съединения, като по този начин се подобрява устойчивостта на окисление и корозия на повърхността. Процесите на алуминизация включват газова алуминизация и течна алуминизация. Газовата алуминизация е поставяне на ролковата верига в атмосфера, съдържаща алуминий, и при определена температура и време алуминиевите атоми инфилтрират повърхността. След инфилтрация на алуминий, повърхността на ролковата верига има добра устойчивост на окисление и корозия и е подходяща за употреба във високотемпературни и корозивни среди.

16. Процес на инфилтрация на мед
Процесът на инфилтрация на мед е насочен към инфилтриране на медни атоми в повърхността на ролковата верига, за да се образуват медни съединения, като по този начин се подобрява износоустойчивостта на повърхността и противодействието на захапване. Процесът на инфилтрация на мед включва газова инфилтрация на мед и течна инфилтрация на мед. Газовата инфилтрация на мед е насочена към поставяне на ролковата верига в атмосфера, съдържаща мед, и при определена температура и време, медните атоми се инфилтрират в повърхността. След инфилтрация на мед, повърхността на ролковата верига има добра износоустойчивост и противодействие на захапване и е подходяща за употреба при условия на висока скорост и тежко натоварване.

17. Процес на инфилтрация на титан
Процесът на инфилтрация на титан е да се инфилтрират титанови атоми в повърхността на ролковата верига, за да се образуват титанови съединения, като по този начин се подобрява твърдостта на повърхността и износоустойчивостта. Процесът на инфилтрация на титан включва газова титанова инфилтрация и течна титанова инфилтрация. Газовата титанова инфилтрация е поставяне на ролковата верига в атмосфера, съдържаща титан, и при определена температура и време титановите атоми се инфилтрират в повърхността. Повърхността на ролковата верига след инфилтрация на титан има добра твърдост и износоустойчивост и е подходяща за работни условия с високи изисквания за твърдост и високи изисквания за износоустойчивост.

18. Процес на кобалтиране
Процесът на кобалтиране е инфилтриране на кобалтови атоми в повърхността на ролковата верига, за да се образуват кобалтови съединения, като по този начин се подобрява твърдостта и износоустойчивостта на повърхността. Процесът на кобалтиране включва газово кобалтиране и течно кобалтиране. Газовото кобалтиране е поставяне на ролковата верига в атмосфера, съдържаща кобалт, и при определена температура и време кобалтовите атоми се инфилтрират в повърхността. Повърхността на ролковата верига след кобалтиране има добра твърдост и износоустойчивост и е подходяща за работни условия с високи изисквания за твърдост и високи изисквания за износоустойчивост.

19. Процес на цирконизиране
Процесът на цирконизиране е инфилтриране на циркониеви атоми в повърхността на ролковата верига, за да се образуват циркониеви съединения, като по този начин се подобрява твърдостта и износоустойчивостта на повърхността. Процесът на цирконизиране включва газово цирконизиране и течно цирконизиране. Газовото цирконизиране е поставяне на ролковата верига в атмосфера, съдържаща цирконий, и при определена температура и време циркониевите атоми се инфилтрират в повърхността. Повърхността на ролковата верига след цирконизиране има добра твърдост и износоустойчивост и е подходяща за работни условия с високи изисквания за твърдост и високи изисквания за износоустойчивост.

20. Процес на инфилтрация на молибден
Процесът на инфилтрация на молибден е да се инфилтрират атоми молибден в повърхността на ролковата верига, за да се образуват молибденови съединения, като по този начин се подобрява твърдостта и износоустойчивостта на повърхността. Процесът на инфилтрация на молибден включва инфилтрация на газов молибден и инфилтрация на течен молибден. Инфилтрацията на газов молибден е поставяне на ролковата верига в атмосфера, съдържаща молибден, и при определена температура и време позволява на атомите молибден да инфилтрират повърхността. Повърхността на ролковата верига след инфилтрация на молибден има добра твърдост и износоустойчивост и е подходяща за работни условия, изискващи висока твърдост и висока износоустойчивост.