Temperatura i vrijeme kaljenja valjkastog lanca: analiza ključnih procesnih parametara
U oblasti mehaničkog prenosa,valjkasti lanacje ključna komponenta, a njene performanse direktno utiču na efikasnost rada i pouzdanost mehaničke opreme. Kaljenje, kao osnovni proces termičke obrade u proizvodnji valjkastih lanaca, igra vitalnu ulogu u poboljšanju njihove čvrstoće, tvrdoće, otpornosti na habanje i vijeka trajanja. Ovaj članak će detaljno istražiti principe određivanja temperature i vremena kaljenja valjkastih lanaca, procesne parametre uobičajenih materijala, kontrolu procesa i najnovija dostignuća, s ciljem da pruži detaljne tehničke reference proizvođačima valjkastih lanaca i međunarodnim veleprodajnim kupcima, kako bi im pomogao da dublje razumiju uticaj procesa kaljenja na performanse valjkastih lanaca i donose informiranije odluke o proizvodnji i nabavci.
1. Osnovni koncepti kaljenja valjkastih lanaca
Kaljenje je proces termičke obrade koji zagrijava lanac valjka na određenu temperaturu, održava ga toplim određeni vremenski period, a zatim ga brzo hladi. Njegova svrha je poboljšanje mehaničkih svojstava lanca valjka, kao što su tvrdoća i čvrstoća, promjenom metalografske strukture materijala. Brzo hlađenje transformira austenit u martenzit ili bainit, dajući lancu valjka odlična sveobuhvatna svojstva.
2. Osnova za određivanje temperature kaljenja
Kritična tačka materijala: Valjkasti lanci od različitih materijala imaju različite kritične tačke, kao što su Ac1 i Ac3. Ac1 je najviša temperatura dvofaznog područja perlita i ferita, a Ac3 je najniža temperatura za potpunu austenitizaciju. Temperatura kaljenja se obično bira iznad Ac3 ili Ac1 kako bi se osiguralo da je materijal potpuno austenitiziran. Na primjer, za valjkaste lance izrađene od čelika 45, Ac1 je oko 727 ℃, Ac3 je oko 780 ℃, a temperatura kaljenja se često bira na oko 800 ℃.
Sastav materijala i zahtjevi za performanse: Sadržaj legirajućih elemenata utiče na prokaljivost i performanse valjkastih lanaca. Kod valjkastih lanaca sa visokim sadržajem legirajućih elemenata, kao što su valjkasti lanci od legiranog čelika, temperatura kaljenja može se odgovarajuće povećati kako bi se povećala prokaljivost i osiguralo da jezgro također može postići dobru tvrdoću i čvrstoću. Kod valjkastih lanaca od niskougljičnog čelika, temperatura kaljenja ne smije biti previsoka kako bi se izbjegla jaka oksidacija i dekarburizacija, što utiče na kvalitet površine.
Kontrola veličine zrna austenita: fina zrna austenita mogu dobiti finu martenzitnu strukturu nakon kaljenja, tako da valjkasti lanac ima veću čvrstoću i žilavost. Stoga, temperaturu kaljenja treba odabrati unutar raspona koji može dobiti fina zrna austenita. Općenito govoreći, kako temperatura raste, zrna austenita imaju tendenciju rasta, ali odgovarajuće povećanje brzine hlađenja ili primjena procesnih mjera za rafiniranje zrna može do određene mjere inhibirati rast zrna.
3. Faktori koji određuju vrijeme kaljenja
Veličina i oblik valjkastog lanca: veći valjkasti lanci zahtijevaju duže vrijeme izolacije kako bi se osiguralo da se toplina u potpunosti prenese unutra i da je cijeli poprečni presjek ravnomjerno austenitiziran. Na primjer, za ploče valjkastih lanaca većeg promjera, vrijeme izolacije može se odgovarajuće produžiti.
Metoda punjenja peći i slaganja: Preveliko opterećenje peći ili pregusto slaganje uzrokovat će neravnomjerno zagrijavanje valjkastog lanca, što će rezultirati neravnomjernom austenitizacijom. Stoga je pri određivanju vremena kaljenja potrebno uzeti u obzir utjecaj punjenja peći i metode slaganja na prijenos topline, odgovarajuće povećati vrijeme zadržavanja i osigurati da svaki valjkasti lanac može postići idealan učinak kaljenja.
Ujednačenost temperature peći i brzina zagrijavanja: Oprema za grijanje s dobrom ujednačenošću temperature peći može ravnomjerno zagrijati sve dijelove valjkastog lanca, a vrijeme potrebno za postizanje iste temperature je kraće, te se vrijeme zadržavanja može shodno tome smanjiti. Brzina zagrijavanja će također utjecati na stepen austenitizacije. Brzo zagrijavanje može skratiti vrijeme potrebno za postizanje temperature kaljenja, ali vrijeme zadržavanja mora osigurati da je austenit potpuno homogeniziran.
4. Temperatura i vrijeme kaljenja uobičajenih materijala valjkastih lanaca
Valjkasti lanac od ugljičnog čelika
Čelik 45: Temperatura kaljenja je uglavnom 800℃-850℃, a vrijeme zadržavanja se određuje prema veličini valjkastog lanca i opterećenju peći, obično oko 30min-60min. Na primjer, za male valjkaste lance od čelika 45, temperatura kaljenja može se odabrati na 820℃, a vrijeme izolacije je 30min; za velike valjkaste lance, temperatura kaljenja se može povećati na 840℃, a vrijeme izolacije je 60min.
T8 čelik: Temperatura kaljenja je oko 780℃-820℃, a vrijeme izolacije je uglavnom 20min-50min. Valjkasti lanac od čelika T8 ima veću tvrdoću nakon kaljenja i može se koristiti u prijenosnim situacijama s velikim udarnim opterećenjima.
Valjkasti lanac od legiranog čelika
Čelik 20CrMnTi: Temperatura kaljenja je obično 860℃-900℃, a vrijeme izolacije je 40min-70min. Ovaj materijal ima dobru prokaljivost i otpornost na habanje te se široko koristi u valjkastim lancima u automobilskoj, motociklističkoj i drugim industrijama.
Čelik 40Cr: Temperatura kaljenja je 830℃-860℃, a vrijeme izolacije je 30min-60min. Valjkasti lanac od čelika 40Cr ima visoku čvrstoću i žilavost te se široko koristi u području industrijskih prijenosa.
Valjkasti lanac od nehrđajućeg čelika: Uzimajući nehrđajući čelik 304 kao primjer, njegova temperatura kaljenja je obično 1050℃-1150℃, a vrijeme izolacije je 30min-60min. Valjkasti lanac od nehrđajućeg čelika ima dobru otpornost na koroziju i pogodan je za hemijsku, prehrambenu i druge industrije.
5. Upravljanje procesom kaljenja
Kontrola procesa zagrijavanja: Koristite naprednu opremu za zagrijavanje, kao što je peć s kontroliranom atmosferom, kako biste precizno kontrolirali brzinu zagrijavanja i atmosferu u peći kako biste smanjili oksidaciju i dekarburizaciju. Tokom procesa zagrijavanja, kontrolirajte brzinu zagrijavanja u fazama kako biste izbjegli deformaciju valjkastog lanca ili termičko naprezanje uzrokovano naglim porastom temperature.
Odabir medija za kaljenje i kontrola procesa hlađenja: Odaberite odgovarajući medij za kaljenje prema materijalu i veličini valjkastog lanca, kao što su voda, ulje, polimerna tekućina za kaljenje itd. Voda ima brzu brzinu hlađenja i pogodna je za male valjkaste lance od ugljičnog čelika; ulje ima relativno sporu brzinu hlađenja i pogodno je za veće valjkaste lance ili lance od legiranog čelika. Tokom procesa hlađenja, kontrolišite temperaturu, brzinu miješanja i druge parametre medija za kaljenje kako biste osigurali ravnomjerno hlađenje i izbjegli pukotine pri kaljenju.
Tretman otpuštanja: Nakon kaljenja, lanac treba pravovremeno otpustiti kako bi se eliminisao napon kaljenja, stabilizovala struktura i poboljšala žilavost. Temperatura otpuštanja je uglavnom 150℃-300℃, a vrijeme zadržavanja je 1h-3h. Odabir temperature otpuštanja treba odrediti prema zahtjevima upotrebe i zahtjevima za tvrdoću lanca. Na primjer, za lance koji zahtijevaju visoku tvrdoću, temperatura otpuštanja se može odgovarajuće smanjiti.
6. Najnoviji razvoj tehnologije kaljenja
Izotermni proces kaljenja: Kontrolisanjem temperature medija za kaljenje, valjkasti lanac se izotermno održava u temperaturnom rasponu transformacije austenita i bainita kako bi se dobila bainitna struktura. Izotermno kaljenje može smanjiti deformaciju kaljenja, poboljšati dimenzijsku tačnost i mehanička svojstva valjkastog lanca, te je pogodno za proizvodnju nekih visokopreciznih valjkastih lanaca. Na primjer, parametri izotermnog procesa kaljenja čelične ploče lanca C55E su temperatura kaljenja 850℃, izotermna temperatura 310℃, izotermno vrijeme 25 minuta. Nakon kaljenja, tvrdoća ploče lanca ispunjava tehničke zahtjeve, a čvrstoća, zamor i druga svojstva lanca su bliska svojstvima 50CrV materijala obrađenih istim postupkom.
Proces postepenog kaljenja: Lanac se prvo hladi u mediju na višoj temperaturi, a zatim u mediju na nižoj temperaturi, tako da se unutrašnje i vanjske strukture lanca ravnomjerno transformišu. Postepeno kaljenje može efikasno smanjiti napon kaljenja, smanjiti nedostatke kaljenja i poboljšati kvalitet i performanse lanca.
Tehnologija kompjuterske simulacije i optimizacije: Koristite softver za kompjutersku simulaciju, kao što je JMatPro, za simulaciju procesa kaljenja valjkastog lanca, predviđanje promjena u organizaciji i performansama te optimizaciju parametara procesa kaljenja. Simulacijom se unaprijed može razumjeti utjecaj različitih temperatura i vremena kaljenja na performanse valjkastog lanca, smanjiti broj testova i poboljšati efikasnost dizajna procesa.
Ukratko, temperatura i vrijeme kaljenja valjkastog lanca su ključni procesni parametri koji utiču na njegove performanse. U stvarnoj proizvodnji, potrebno je razumno odabrati temperaturu i vrijeme kaljenja u skladu s materijalom, veličinom, zahtjevima upotrebe i drugim faktorima valjkastog lanca, te strogo kontrolirati proces kaljenja kako bi se dobili visokokvalitetni i visokoperformansni proizvodi valjkastih lanaca. Istovremeno, kontinuiranim razvojem i inovacijama tehnologije kaljenja, kao što su izotermno kaljenje, stepenasto kaljenje i primjena tehnologije kompjuterske simulacije, kvalitet proizvodnje i efikasnost valjkastih lanaca će se dodatno poboljšati kako bi se zadovoljila rastuća potražnja na tržištu.
Vrijeme objave: 09. maj 2025.