Kompletna analiza procesa preciznog kovanja valjkastih lanaca: Tajna kvalitete od sirovina do gotovog proizvoda
U industriji industrijskih prijenosa, pouzdanostvaljkasti lancidirektno određuje operativnu efikasnost i vijek trajanja opreme proizvodne linije. Kao osnovna tehnologija proizvodnje komponenti valjkastih lanaca s jezgrom, precizno kovanje, sa svojom prednošću gotovo mrežnog oblika, postiže savršenu ravnotežu između dimenzijske tačnosti komponenti, mehaničkih svojstava i efikasnosti proizvodnje. Ovaj članak će se pozabaviti cijelim procesom preciznog kovanja valjkastih lanaca, otkrivajući tajne visokokvalitetnih valjkastih lanaca.
1. Prethodna obrada: Odabir sirovina i prethodna obrada – Kontrola kvalitete na izvoru
Temelj kvalitete u preciznom kovanju počinje rigoroznim odabirom sirovina i naučnom predobradom. Osnovne komponente valjkastih lanaca koje nose opterećenje (valjci, čahure, ploče lanca itd.) moraju izdržati naizmjenična opterećenja, udarce i habanje. Stoga, izbor i obrada sirovina direktno utječu na performanse konačnog proizvoda.
1. Izbor sirovine: Odabir čelika koji odgovara zahtjevima performansi
U zavisnosti od primjene valjkastog lanca (kao što su građevinske mašine, automobilski mjenjači i precizni alatni mašini), sirovine koje se obično koriste su visokokvalitetni ugljični konstrukcijski čelik ili legirani konstrukcijski čelik. Na primjer, valjci i čahure zahtijevaju visoku otpornost na habanje i žilavost, često koristeći legirane cementirajuće čelike kao što je 20CrMnTi. Ploče lanca zahtijevaju ravnotežu čvrstoće i otpornosti na zamor, često koristeći srednje ugljične konstrukcijske čelike kao što su 40Mn i 50Mn. Tokom odabira materijala, hemijski sastav čelika se testira spektralnom analizom kako bi se osiguralo da sadržaj elemenata kao što su ugljik, mangan i hrom bude u skladu s nacionalnim standardima kao što je GB/T 3077, čime se izbjegavaju pucanja pri kovanju ili nedostaci u performansama uzrokovani odstupanjima u sastavu.
2. Proces predobrade: "Zagrijavanje" za kovanje
Nakon ulaska u fabriku, sirovine prolaze kroz tri ključna koraka predobrade:
Čišćenje površine: Sačmarenjem se uklanjaju kamenac, hrđa i ulje sa čelične površine kako bi se spriječilo utiskivanje nečistoća u radni komad tokom kovanja i uzrokovanje defekata.
Rezanje: Precizne pile ili CNC makaze se koriste za rezanje čelika u gredice fiksne težine, s greškom tačnosti rezanja kontrolisanom unutar ±0,5% kako bi se osigurale konzistentne dimenzije obratka nakon kovanja.
Zagrijavanje: Obradbeni komad se uvodi u indukcijsku peć za zagrijavanje srednje frekvencije. Brzina zagrijavanja i konačna temperatura kovanja kontroliraju se prema vrsti čelika (na primjer, ugljični čelik se obično zagrijava na 1100-1250°C) kako bi se postiglo idealno stanje kovanja „dobre plastičnosti i niske otpornosti na deformacije“, a istovremeno se izbjegava pregrijavanje ili prekomjerno sagorijevanje koje bi moglo degradirati svojstva materijala.
II. Kovanje jezgra: Precizno oblikovanje za gotovo neto oblik
Proces kovanja jezgra ključan je za postizanje proizvodnje komponenti valjkastih lanaca sa "niskim rezom ili bez rezanja". Ovisno o strukturi komponente, prvenstveno se koriste kovanje u kalupu i kovanje uzdužnim rezanjem, koristeći precizne kalupe i inteligentnu opremu za dovršetak procesa oblikovanja.
1. Priprema kalupa: „Ključni medij“ za precizan prijenos
Kalupi za precizno kovanje izrađuju se od čelika za vruću obradu H13. CNC glodanjem, EDM obradom i poliranjem, šupljina kalupa postiže dimenzijsku tačnost IT7 i hrapavost površine Ra ≤ 1,6 μm. Kalup se mora prethodno zagrijati na 200-300°C i poprskati grafitnim mazivom. Ovo ne samo da smanjuje trenje i habanje između blanka i kalupa, već i olakšava brzo vađenje iz kalupa i sprječava nedostatke lijepljenja. Za simetrične komponente poput valjaka, kalup mora biti dizajniran i sa žljebovima za preusmjeravanje i otvorima kako bi se osiguralo da rastopljeni metal (vrući blank) ravnomjerno ispunjava šupljinu i uklanja zrak i nečistoće.
2. Kovanje: Prilagođena obrada na osnovu karakteristika komponenti
Kovanje valjcima: Koristi se dvostepeni proces "završnog kovanja i pritiskanja". Zagrijani komad se prvo pritiska u kalupu za prethodno kovanje, pri čemu se materijal u početku deformiše i ispunjava šupljina prethodnog kovanja. Zatim se komad brzo prenosi u kalup za konačno kovanje. Pod visokim pritiskom prese (obično presa za toplo kovanje sa silom od 1000-3000 kN), komad se potpuno uklapa u šupljinu za konačno kovanje, formirajući sfernu površinu valjka, unutrašnji otvor i druge strukture. Brzina kovanja i pritisak moraju se kontrolisati tokom cijelog procesa kako bi se izbjeglo pucanje obratka zbog prekomjerne deformacije.
Kovanje rukavca: Koristi se kompozitni proces "bušenje-širenje". Prvo se u sredini gredice buši slijepa rupa pomoću bušača. Zatim se rupa proširuje na projektovane dimenzije pomoću matrice za širenje, uz održavanje ujednačene tolerancije debljine stijenke rukavca od ≤0,1 mm.
Kovanje lančanih ploča: Zbog ravne i tanke strukture lančanih ploča, koristi se proces "kontinuiranog kovanja u kalupu s više stanica". Nakon zagrijavanja, blank prolazi kroz stanice za prethodno oblikovanje, konačno oblikovanje i obrezivanje, dovršavajući profil lančane ploče i obradu rupa u jednoj operaciji, s proizvodnom brzinom od 80-120 komada u minuti.
3. Obrada nakon kovanja: Stabilizacija performansi i izgleda
Kovani radni komad se odmah podvrgava kaljenju zaostalom toplotom ili izotermnoj normalizaciji. Kontrolisanjem brzine hlađenja (npr. korištenjem hlađenja vodenim prskanjem ili hlađenjem u nitratnoj kupki), metalografska struktura radnog komada se podešava kako bi se postigla ujednačena sorbitna ili perlitna struktura u komponentama kao što su valjci i čahure, poboljšavajući tvrdoću (tvrdoća valjka obično zahtijeva HRC 58-62) i čvrstoću na zamor. Istovremeno, mašina za obrezivanje velikom brzinom se koristi za uklanjanje neravnina i neravnina sa ivica otkivka, osiguravajući da izgled komponente ispunjava dizajnerske zahtjeve.
3. Završna obrada i ojačavanje: Poboljšanje kvalitete u detaljima
Nakon kovanja jezgre, obradak već ima osnovni izgled, ali su potrebni procesi završne obrade i ojačavanja kako bi se dodatno poboljšala njegova preciznost i performanse te ispunili strogi zahtjevi prijenosa valjkastim lancima velike brzine.
1. Precizna korekcija: Ispravljanje manjih deformacija
Zbog skupljanja i oslobađanja napona nakon kovanja, obratci mogu pokazivati manja dimenzijska odstupanja. Tokom procesa završne obrade, koristi se precizni korekcijski alat za primjenu pritiska na hladni obratak kako bi se ispravila dimenzijska odstupanja unutar IT8. Na primjer, greška kružnosti vanjskog promjera valjka mora se kontrolirati ispod 0,02 mm, a greška cilindričnosti unutrašnjeg promjera čahure ne smije prelaziti 0,015 mm kako bi se osigurao nesmetan prijenos lanca nakon montaže.
2. Površinsko kaljenje: Poboljšanje otpornosti na habanje i koroziju
U zavisnosti od okruženja primjene, radni komadi zahtijevaju ciljanu površinsku obradu:
Cementacija i kaljenje: Valjci i čahure se cementiraju u peći za cementaciju na 900-950°C tokom 4-6 sati kako bi se postigao sadržaj površinskog ugljika od 0,8%-1,2%. Zatim se kale i otpuštaju na niskim temperaturama kako bi se stvorila gradijentna mikrostruktura koju karakterizira visoka površinska tvrdoća i visoka žilavost jezgra. Površinska tvrdoća može doseći preko HRC60, a udarna žilavost jezgra ≥50J/cm².
Fosfatiranje: Komponente poput lančanih ploča se fosfatiraju kako bi se na površini formirao porozni fosfatni film, što poboljšava naknadno prianjanje masti i poboljšava otpornost na koroziju.
Sačmarenje: Sačmarenje površine lančane ploče stvara zaostali tlačni napon uslijed udara brzoreznog čelika, smanjujući nastanak pukotina usljed zamora i produžujući vijek trajanja lanca od zamora.
IV. Inspekcija cijelog procesa: Kvalitetna odbrana za uklanjanje nedostataka
Svaki proces preciznog kovanja se rigorozno kontroliše, formirajući sveobuhvatan sistem kontrole kvaliteta od sirovina do gotovog proizvoda, osiguravajući 100% garanciju kvaliteta za sve komponente valjkastih lanaca koje napuštaju fabriku.
1. Inspekcija procesa: Praćenje ključnih parametara u realnom vremenu
Inspekcija zagrijavanja: Infracrveni termometri se koriste za praćenje temperature zagrijavanja grede u realnom vremenu, sa greškom kontrolisanom unutar ±10°C.
Inspekcija kalupa: Šupljina kalupa se pregleda na habanje svakih 500 proizvedenih dijelova. Popravke poliranjem se izvode odmah ako hrapavost površine prelazi Ra3.2μm.
Inspekcija dimenzija: Trodimenzionalna koordinatna mjerna mašina koristi se za uzorkovanje i inspekciju kovanih dijelova, fokusirajući se na ključne dimenzije kao što su vanjski prečnik, unutrašnji prečnik i debljina zida. Stopa uzorkovanja nije manja od 5%.
2. Inspekcija gotovog proizvoda: Sveobuhvatna provjera pokazatelja performansi
Ispitivanje mehaničkih performansi: Nasumično uzorkujte gotove proizvode za ispitivanje tvrdoće (Rockwell tester tvrdoće), ispitivanje udarne žilavosti (tester s klatnom) i ispitivanje zatezne čvrstoće kako biste osigurali usklađenost sa standardima proizvoda.
Nerazorna ispitivanja: Ultrazvučno ispitivanje se koristi za otkrivanje unutrašnjih defekata poput pora i pukotina, dok se magnetsko ispitivanje česticama koristi za otkrivanje površinskih i podpovršinskih defekata.
Ispitivanje montaže: Kvalifikovane komponente se sastavljaju u valjkasti lanac i podvrgavaju se testiranju dinamičkih performansi, uključujući tačnost prenosa, nivo buke i vijek trajanja. Na primjer, komponenta se smatra kvalifikovanom samo ako je neprekidno radila na 1500 o/min tokom 1000 sati bez ikakvih problema.
V. Prednosti procesa i vrijednost primjene: Zašto je precizno kovanje prvi izbor u industriji?
U poređenju sa tradicionalnim postupkom "kovanje + opsežno rezanje", precizno kovanje nudi tri ključne prednosti za proizvodnju valjkastih lanaca:
Visoka iskorištenost materijala: Iskorištenost materijala porasla je sa 60%-70% u tradicionalnim procesima na preko 90%, što značajno smanjuje otpad sirovina;
Visoka efikasnost proizvodnje: Korištenjem višestanične opreme za kontinuirano kovanje i automatizovane opreme, efikasnost proizvodnje je 3-5 puta veća od tradicionalnih procesa;
Odlične performanse proizvoda: Kovanje raspoređuje strukturu metalnih vlakana duž konture obratka, stvarajući aerodinamičnu strukturu, što rezultira povećanjem vijeka trajanja od 20%-30% u poređenju sa mašinski obrađenim dijelovima.
Ove prednosti dovele su do široke upotrebe precizno kovanih valjkastih lanaca u proizvodnji vrhunske opreme, kao što su pogoni gusjenica za građevinske mašine, sistemi za razvod motora automobila i pogoni vretena za precizne alatne mašine. Oni su postali ključne energetske komponente koje osiguravaju stabilan rad industrijske opreme.
Zaključak
Precizni proces kovanja valjkastih lanaca je kulminacija sveobuhvatnog pristupa koji kombinuje nauku o materijalima, tehnologiju kalupa, automatizovanu kontrolu i kontrolu kvaliteta. Od strogih standarda u odabiru sirovina, preko milimetarske precizne kontrole u kovanju jezgara, do sveobuhvatne verifikacije u testiranju gotovog proizvoda, svaki proces utjelovljuje domišljatost i tehničku snagu industrijske proizvodnje.
Vrijeme objave: 24. septembar 2025.