Влияние на полимерната закаляща течност върху производителността на ролковите вериги
В индустриалната област,ролкова веригае важен компонент на трансмисията и неговата производителност е пряко свързана с експлоатационната ефективност и стабилността на механичното оборудване. Като ключово звено за подобряване на производителността на ролковите вериги, изборът и използването на закаляща течност в процеса на термична обработка играят важна роля. Като често срещана закаляща среда, полимерната закаляща течност постепенно се използва широко в термичната обработка на ролкови вериги. Тази статия ще разгледа подробно как полимерната закаляща течност влияе върху производителността на ролковите вериги.
1. Материали и основни изисквания за производителност на ролковите вериги
Ролковите вериги обикновено се изработват от въглеродна стомана, легирана стомана и други материали. След обработка и формоване, тези материали трябва да бъдат термично обработени, за да се подобри тяхната твърдост, износоустойчивост, устойчивост на умора и други свойства, за да отговарят на изискванията за употреба при различни работни условия. Например, във високоскоростни и тежкотоварни трансмисионни системи, ролковите вериги трябва да имат по-висока твърдост и якост, за да издържат на огромни сили на опън и удар; в някои съоръжения, които често се стартират и спират, добрата устойчивост на умора може да осигури експлоатационния живот на ролковите вериги.
2. Преглед на течността за закаляване на полимери
Полимерната закаляща течност е направена от специфичен полиетер нейонен високомолекулен полимер (PAG) плюс композитна добавка, която може да постигне други спомагателни свойства, и подходящо количество вода. В сравнение с традиционните закалящи масла и вода, полимерната закаляща течност има много предимства, като например регулируема скорост на охлаждане, опазване на околната среда и ниска цена. Нейните охлаждащи характеристики са между вода и масло и тя може ефективно да контролира скоростта на охлаждане по време на процеса на закаляване на детайла, намалявайки склонността му към деформация и напукване.
3. Влиянието на полимерната закаляща течност върху производителността на ролковата верига
(I) Твърдост и якост
Когато ролковата верига се закали в полимерна закалителна течност, полимерът в закалителната течност се разтваря при висока температура и образува богато на вода покритие върху повърхността на ролковата верига. Това покритие може да регулира скоростта на охлаждане на ролковата верига, така че скоростта на охлаждане в диапазона на мартензитна трансформация да е умерена, като по този начин се получава равномерна и идеална мартензитна структура. В сравнение с водното закаляване, полимерната закалителна течност може да намали скоростта на охлаждане при закаляване, да намали напрежението при закаляване и да избегне пукнатини от закаляване, причинени от прекомерна скорост на охлаждане на ролковата верига; в сравнение с масленото закаляване, скоростта на охлаждане е сравнително бърза и може да се постигне по-висока твърдост и якост. Например, твърдостта на ролковата верига, закалена с подходяща концентрация на полимерна закалителна течност, може да достигне диапазона HRC30-HRC40. В сравнение с ролкова верига, която не е закалена или използва друга закалителна среда, твърдостта и якостта се подобряват значително, като по този начин се подобрява носещата способност и износоустойчивостта на ролковата верига.
(II) Устойчивост на износване
Добрата износоустойчивост е важна гаранция за нормалната работа на ролковата верига. Полимерният филм, образуван от полимерната закаляща течност върху повърхността на ролковата верига, може не само да регулира скоростта на охлаждане, но и да намали до известна степен окисляването и обезвъглеродяването на ролковата верига по време на процеса на закаляване, като същевременно поддържа металната активност и целостта на повърхността на ролковата верига. В последващия процес на употреба, повърхностната твърдост на ролковата верига, закалена с полимерната закаляща течност, е по-висока, което може ефективно да устои на триенето и износването между ролката и верижната плоча, вала на щифта и други компоненти, и да удължи експлоатационния живот на ролковата верига. В същото време, равномерното разпределение на микроструктурата на закаляването също спомага за подобряване на общата износоустойчивост на ролковата верига, така че тя да може да поддържа добра точност на предаване и ефективност по време на продължителна работа.
(III) Устойчивост на умора
При реални работни условия ролковите вериги често са подложени на многократно огъващо и опънно напрежение, което изисква от тях отлична устойчивост на умора. Полимерната закаляща течност може да намали остатъчното напрежение във веригата, като контролира разпределението на напрежението по време на процеса на охлаждане при закаляване, като по този начин подобри якостта на умора на веригата. Наличието на остатъчно напрежение ще повлияе на поведението на образуване на пукнатини от умора и разширяване на веригата при циклично натоварване, а разумното използване на полимерна закаляща течност може да оптимизира състоянието на остатъчно напрежение на веригата, така че тя да може да издържи повече цикли без повреди от умора, когато е подложена на променливо напрежение. Експериментални изследвания показват, че животът на ролковите вериги, обработени с полимерна закаляща течност при тестове за умора, може да бъде удължен няколко пъти или дори десетки пъти в сравнение с необработените ролкови вериги, което е от голямо значение за подобряване на надеждността на механичното оборудване и намаляване на разходите за поддръжка.
(IV) Размерна стабилност
По време на процеса на закаляване, точността на размерите на ролковата верига ще бъде повлияна от много фактори, като скорост на охлаждане и напрежение при закаляване. Тъй като скоростта на охлаждане с полимерна закаляща течност е относително равномерна и регулируема, тя може ефективно да намали термичното напрежение и структурното напрежение на ролковата верига по време на закаляване, като по този начин подобри размерната стабилност на ролковата верига. В сравнение с водното закаляване, полимерната закаляща течност може да намали деформацията на ролковата верига от закаляване и да намали последващата корекция на механичната обработка; в сравнение с масленото закаляване, скоростта на охлаждане е по-бърза, което може да подобри твърдостта и здравината на ролковата верига, при условие че се осигури размерна стабилност. Това позволява на ролковата верига да отговаря по-добре на изискванията за конструктивни размери след закаляване с полимерна закаляща течност, да подобри точността на сглобяване и точността на предаване и да осигури нормална работа на механичното оборудване.
4. Фактори, влияещи върху работата на полимерната закаляща течност върху ролкова верига
(I) Концентрация на охлаждаща течност
Концентрацията на полимерна закаляща течност е един от ключовите фактори, влияещи върху охлаждащите характеристики и ефекта на закаляване на ролковите вериги. Най-общо казано, колкото по-висока е концентрацията на закалящата течност, толкова повече полимерно съдържание, толкова по-дебело е образуваното покритие и толкова по-бавна е скоростта на охлаждане. Ролковите вериги от различни материали и спецификации трябва да изберат подходяща концентрация на закалящата течност, за да постигнат най-добри резултати при закаляване. Например, за някои малки, леко натоварени ролкови вериги може да се използва по-ниска концентрация на полимерна закаляща течност, например 3%-8%; докато за големи, тежко натоварени ролкови вериги, концентрацията на закалящата течност трябва да се увеличи съответно до 10%-20% или дори по-високо, за да се изпълнят изискванията за твърдост и якост. В реалното производство концентрацията на закалящата течност трябва да се контролира стриктно и да се извършват редовни проверки и корекции, за да се гарантира стабилността на качеството на закаляване.
(II) Температура на закаляване
Температурата на закаляване също има важно влияние върху производителността на ролковата верига. По-високата температура на закаляване може да доведе до увеличаване на аустенитните зърна във веригата, но също така е лесно да се намали твърдостта и жилавостта след закаляване, което увеличава риска от пукнатини при закаляване; ако температурата на закаляване е твърде ниска, може да не се постигне достатъчна твърдост и мартензитна структура, което влияе върху подобряването на производителността на ролковата верига. За различни спецификации на стомана и ролкови вериги е необходимо да се определи подходящият диапазон на температура на закаляване според свойствата на материала и изискванията на процеса. Най-общо казано, температурата на закаляване на ролковите вериги от въглеродна стомана е между 800℃-900℃, докато температурата на закаляване на ролковите вериги от легирана стомана е малко по-висока, обикновено между 850℃-950℃. По време на закаляването, равномерността и точността на температурата на нагряване трябва да бъдат стриктно контролирани, за да се избегнат разлики в производителността на ролковите вериги поради температурни колебания.
(III) Циркулация и разбъркване на охлаждащата среда
По време на процеса на закаляване, циркулацията и разбъркването на охлаждащата среда имат значително влияние върху ефективността на топлообмена между полимерната закаляща течност и ролковата верига. Добрата циркулация и разбъркване могат да осигурят пълен контакт на закалящата течност с повърхността на ролковата верига, да ускорят преноса на топлина и да подобрят равномерността на скоростта на закаляване. Ако потокът на охлаждащата среда не е плавен, температурата на закалящата течност в локалната зона се повишава твърде бързо, което ще доведе до неравномерни скорости на охлаждане в различните части на ролковата верига, причинявайки прекомерно напрежение и деформация при закаляване. Следователно, при проектирането и използването на резервоара за закаляване трябва да се оборудва подходяща система за циркулационно разбъркване, за да се гарантира добро състояние на потока на закалящата течност и да се създадат благоприятни условия за равномерно закаляване на ролковата верига.
(IV) Повърхностно състояние на ролковата верига
Състоянието на повърхността на ролковата верига също ще окаже известно влияние върху охлаждащия ефект и крайните характеристики на полимерната закаляща течност. Например, ако по повърхността на ролковата верига има примеси като масло, железни стружки, котлен камък и др., това ще повлияе на образуването и адхезията на полимерния филм, ще намали охлаждащите характеристики на закалящата течност и ще доведе до неравномерна твърдост при закаляване или пукнатини при закаляване. Следователно, преди закаляване, повърхността на ролковата верига трябва да бъде старателно почистена, за да се гарантира, че е чиста и без дефекти като масло и котлен камък, за да може полимерната закаляща течност да изпълнява напълно своята роля и да подобри качеството на закаляване на ролковата верига.
(V) Употреба на добавки
За да се подобри допълнително производителността на полимерната закаляща течност и да се подобри закалителният ефект на ролковата верига, понякога към закалящата течност се добавят специални добавки. Например, добавянето на инхибитор на ръжда може да предотврати ръждясването на ролковата верига след закаляване и да удължи експлоатационния ѝ живот; добавянето на пеногасител може да намали образуването на пяна по време на закаляване и да подобри производителността и безопасността на закалящата течност; добавянето на повърхностноактивно вещество може да подобри омокряемостта и адхезията на полимерната закаляща течност, да засили контактния ѝ ефект с повърхността на ролковата верига и да подобри ефективността на охлаждане. При избора и използването на добавки, те трябва да бъдат разумно съобразени със специфичния процес на закаляване и изискванията за производителност на ролковата верига, а количеството на добавките трябва да бъде стриктно контролирано, за да се избегнат неблагоприятни ефекти върху производителността на закалящата течност.
5. Поддръжка и управление на полимерна закаляща течност
За да се осигури дългосрочна стабилност и производителност на полимерната закаляща течност по време на термичната обработка на ролковата верига, е необходимо тя да се поддържа и управлява ефективно.
Редовно откриване на концентрация: Използвайте професионални инструменти като рефрактометри, за да откривате редовно концентрацията на закалящата течност и да я коригирате навреме според резултатите от теста. Обикновено се препоръчва концентрацията да се тества веднъж седмично. Ако се установи, че концентрацията надвишава изискванията на процеса, тя трябва да се разреди или да се добави нов полимерен разтвор навреме.
Контролирайте съдържанието на примеси: Редовно почиствайте примесите и плаващото масло на дъното на резервоара за закаляване, за да предотвратите прекомерните примеси да повлияят на охлаждащата ефективност и експлоатационния живот на закаляващата течност. Може да се инсталира филтрираща система за циркулация и филтриране на закаляващата течност, за да се отстранят твърди примеси, като железни стружки и оксиден камък.
Предотвратяване на растежа на бактерии: Полимерната закаляща течност е склонна да размножава бактерии по време на употреба, което води до влошаване на нейните характеристики и влошаване на нейните характеристики. Поради това е необходимо редовно да се добавят бактерициди и течността за закаляване да се поддържа чиста и добре проветрива, за да се избегне растежът на бактерии. Обикновено бактерицидите се добавят на всеки две седмици и се обръща внимание на контролирането на температурата и pH стойността на закалящата течност, за да се поддържат в подходящ диапазон.
Обърнете внимание на охладителната система: Редовно проверявайте и поддържайте охладителната система на резервоара за закаляване, за да осигурите ефективен контрол на температурата на закаляващата течност. Повредата в охладителната система може да доведе до твърде висока или твърде ниска температура на закаляващата течност, което да повлияе на охлаждащата ѝ ефективност и качеството на закаляване на ролковата верига. Редовно проверявайте дали охлаждащата тръба е запушена, дали помпата за охлаждаща вода работи правилно и др. и извършвайте ремонти и поддръжка навреме.
6. Заключение
Полимерната закаляща течност играе жизненоважна роля в процеса на термична обработка на ролковите вериги. Тя значително подобрява комплексните свойства на ролковите вериги, като твърдост, якост, износоустойчивост, устойчивост на умора и размерна стабилност, чрез регулиране на скоростта на охлаждане при закаляване и оптимизиране на вътрешната организационна структура. Въпреки това, за да се възползваме максимално от предимствата на полимерната закаляща течност и да постигнем идеална производителност на ролковите вериги, е необходимо да се вземат предвид множество фактори, като концентрация на закалящата течност, температура на закаляване, циркулация и разбъркване на охлаждащата среда, състояние на повърхността на ролковите вериги и използване на добавки, както и стриктно да поддържаме и управляваме закалящата течност. Само по този начин можем да гарантираме, че ролковите вериги могат да работят стабилно и надеждно в различни механични съоръжения и да отговарят на високите изисквания за производителност на съвременното индустриално производство на трансмисионни компоненти.
Време на публикуване: 07 май 2025 г.