Температура и време за закаляване на ролкова верига: анализ на ключови параметри на процеса
В областта на механичната трансмисия,ролкова веригае ключов компонент и неговите характеристики пряко влияят върху експлоатационната ефективност и надеждността на механичното оборудване. Закаляването, като основен процес на термична обработка в производството на ролкови вериги, играе жизненоважна роля за подобряване на тяхната якост, твърдост, износоустойчивост и дълготрайност на умора. Тази статия ще разгледа задълбочено принципите за определяне на температурата и времето за закаляване на ролковите вериги, параметрите на процеса на често срещани материали, контрола на процеса и най-новите разработки, с цел да предостави подробни технически справки за производителите на ролкови вериги и международните купувачи на едро, за да им помогне да разберат задълбочено влиянието на процеса на закаляване върху производителността на ролковите вериги и да вземат по-информирани решения за производство и снабдяване.
1. Основни понятия за закаляване на ролкови вериги
Закаляването е процес на термична обработка, който нагрява ролковата верига до определена температура, поддържа я топла за определен период от време и след това я охлажда бързо. Целта му е да подобри механичните свойства на ролковата верига, като твърдост и якост, чрез промяна на металографската структура на материала. Бързото охлаждане трансформира аустенита в мартензит или бейнит, придавайки на ролковата верига отлични комплексни свойства.
2. Основа за определяне на температурата на закаляване
Критична точка на материалите: Ролковите вериги от различни материали имат различни критични точки, като например Ac1 и Ac3. Ac1 е най-високата температура в двуфазната област на перлита и ферита, а Ac3 е най-ниската температура за пълна аустенитизация. Температурата на закаляване обикновено се избира над Ac3 или Ac1, за да се гарантира, че материалът е напълно аустенитизиран. Например, за ролкови вериги, изработени от стомана 45, Ac1 е около 727℃, Ac3 е около 780℃, а температурата на закаляване често се избира около 800℃.
Състав на материала и изисквания за производителност: Съдържанието на легиращи елементи влияе върху закаливаемостта и производителността на ролковите вериги. За ролкови вериги с високо съдържание на легиращи елементи, като например ролкови вериги от легирана стомана, температурата на закаляване може да се повиши подходящо, за да се увеличи закаливаемостта и да се гарантира, че сърцевината също може да постигне добра твърдост и якост. За ролкови вериги от нисковъглеродна стомана температурата на закаляване не може да бъде твърде висока, за да се избегне силно окисляване и обезвъглеродяване, което влияе върху качеството на повърхността.
Контрол на размера на аустенитните зърна: фините аустенитни зърна могат да придобият фина мартензитна структура след закаляване, така че ролковата верига да има по-висока якост и жилавост. Следователно, температурата на закаляване трябва да се избере в диапазона, който позволява получаването на фини аустенитни зърна. Най-общо казано, с повишаване на температурата аустенитните зърна са склонни да растат, но подходящото увеличаване на скоростта на охлаждане или предприемане на технологични мерки за рафиниране на зърната може до известна степен да потисне растежа на зърната.
3. Фактори, определящи времето за закаляване
Размер и форма на ролковата верига: по-големите ролкови вериги изискват по-дълго време за изолация, за да се гарантира, че топлината се предава напълно навътре и цялото напречно сечение е равномерно аустенизирано. Например, за пластини на ролкови вериги с по-големи диаметри времето за изолация може да бъде удължено съответно.
Метод на зареждане и подреждане на пещта: Твърде голямото натоварване на пещта или твърде гъстото подреждане ще доведе до неравномерно нагряване на ролковата верига, което ще доведе до неравномерна аустенизация. Следователно, при определяне на времето за закаляване е необходимо да се вземе предвид влиянието на зареждането на пещта и метода на подреждане върху топлопреминаването, да се увеличи времето на задържане по подходящ начин и да се гарантира, че всяка ролкова верига може да постигне идеалния ефект на закаляване.
Равномерност на температурата на пещта и скорост на нагряване: Нагревателното оборудване с добра равномерност на температурата на пещта може да осигури равномерно нагряване на всички части на ролковата верига, като времето, необходимо за достигане на същата температура, е по-кратко и времето на задържане може да бъде намалено съответно. Скоростта на нагряване също ще повлияе на степента на аустенитизация. Бързото нагряване може да съкрати времето за достигане на температурата на закаляване, но времето на задържане трябва да гарантира, че аустенитът е напълно хомогенизиран.
4. Температура и време за закаляване на често срещани материали за ролкови вериги
Ролкова верига от въглеродна стомана
Стомана 45: Температурата на закаляване обикновено е 800℃-850℃, а времето на задържане се определя според размера на ролковата верига и натоварването на пещта, обикновено около 30 мин.-60 мин. Например, за малки ролкови вериги от стомана 45, температурата на закаляване може да бъде избрана на 820℃, а времето за изолация е 30 мин.; за големи ролкови вериги температурата на закаляване може да се увеличи до 840℃, а времето за изолация е 60 мин.
Стомана T8: Температурата на закаляване е около 780℃-820℃, а времето за изолация обикновено е 20-50 минути. Ролковата верига от стомана T8 има по-висока твърдост след закаляване и може да се използва в трансмисии с големи ударни натоварвания.
Ролкова верига от легирана стомана
Стомана 20CrMnTi: Температурата на закаляване обикновено е 860℃-900℃, а времето за изолация е 40-70 мин. Този материал има добра закаляемост и износоустойчивост и се използва широко в ролкови вериги в автомобилната, мотоциклетната и други индустрии.
40Cr стомана: Температурата на закаляване е 830℃-860℃, а времето за изолация е 30min-60min. Ролковата верига от 40Cr стомана има висока якост и жилавост и се използва широко в областта на индустриалните трансмисии.
Ролкова верига от неръждаема стомана: Вземайки за пример неръждаема стомана 304, нейната температура на закаляване обикновено е 1050℃-1150℃, а времето за изолация е 30min-60min. Ролковата верига от неръждаема стомана има добра устойчивост на корозия и е подходяща за химическата, хранително-вкусовата и други промишлености.
5. Контрол на процеса на закаляване
Контрол на процеса на нагряване: Използвайте усъвършенствано нагревателно оборудване, като например пещ с контролирана атмосфера, за да контролирате точно скоростта на нагряване и атмосферата в пещта, за да намалите окисляването и обезвъглеродяването. По време на процеса на нагряване, контролирайте скоростта на нагряване на етапи, за да избегнете деформация на ролковата верига или термично напрежение, причинено от внезапно повишаване на температурата.
Избор на закаляща среда и контрол на процеса на охлаждане: Изберете подходяща закаляща среда според материала и размера на ролковата верига, като например вода, масло, полимерна закаляща течност и др. Водата има бърза скорост на охлаждане и е подходяща за малки ролкови вериги от въглеродна стомана; маслото има относително бавна скорост на охлаждане и е подходящо за по-големи ролкови вериги или вериги от легирана стомана. По време на процеса на охлаждане контролирайте температурата, скоростта на разбъркване и други параметри на закалящата среда, за да осигурите равномерно охлаждане и да избегнете пукнатини от закаляването.
Отпускане: След закаляване ролковата верига трябва да се отпуска с времето, за да се елиминира напрежението от закаляването, да се стабилизира структурата и да се подобри здравината. Температурата на отпускане обикновено е 150℃-300℃, а времето на задържане е 1-3 часа. Изборът на температура на отпускане трябва да се определи според изискванията за употреба и твърдост на ролковата верига. Например, за ролкови вериги, изискващи висока твърдост, температурата на отпускане може да бъде съответно намалена.
6. Най-новото развитие на технологията за закаляване
Изотермичен процес на закаляване: Чрез контролиране на температурата на закаляващата среда, ролковата верига се изотермично поддържа в температурния диапазон на аустенитна и бейнитна трансформация, за да се получи бейнитна структура. Изотермичното закаляване може да намали деформацията от закаляване, да подобри точността на размерите и механичните свойства на ролковата верига и е подходящо за производството на някои високопрецизни ролкови вериги. Например, параметрите на изотермичния процес на закаляване на стоманена верига C55E са температура на закаляване 850℃, изотермична температура 310℃, изотермично време 25 минути. След закаляване, твърдостта на верижната плоча отговаря на техническите изисквания, а якостта, умората и други свойства на веригата са близки до тези на 50CrV материали, обработени по същия процес.
Процес на постепенна закалка: Ролковата верига първо се охлажда в среда с по-висока температура, а след това се охлажда в среда с по-ниска температура, така че вътрешната и външната структура на ролковата верига да се трансформират равномерно. Постепенната закалка може ефективно да намали напрежението при закаляване, да намали дефектите при закаляване и да подобри качеството и производителността на ролковата верига.
Технология за компютърна симулация и оптимизация: Използвайте софтуер за компютърна симулация, като JMatPro, за симулиране на процеса на закаляване на ролковата верига, за прогнозиране на промените в организацията и производителността и за оптимизиране на параметрите на процеса на закаляване. Чрез симулация може предварително да се разбере влиянието на различните температури и времена на закаляване върху производителността на ролковата верига, да се намали броят на тестовете и да се подобри ефективността на проектирането на процеса.
В обобщение, температурата и времето за закаляване на ролковата верига са ключовите параметри на процеса, влияещи върху нейната производителност. В реалното производство е необходимо разумно да се избере температурата и времето за закаляване според материала, размера, изискванията за употреба и други фактори на ролковата верига, както и стриктно да се контролира процесът на закаляване, за да се получат висококачествени и високопроизводителни продукти от ролкови вериги. В същото време, с непрекъснатото развитие и иновации в технологиите за закаляване, като изотермично закаляване, градуирано закаляване и прилагането на компютърна симулационна технология, качеството на производството и ефективността на ролковите вериги ще бъдат допълнително подобрени, за да отговорят на нарастващото пазарно търсене.
Време на публикуване: 09 май 2025 г.