Utjecaj tekućine za kaljenje polimera na performanse valjkastog lanca
U industrijskoj oblasti,valjkasti lanacje važna komponenta prijenosa, a njegove performanse su direktno povezane s radnom efikasnošću i stabilnošću mehaničke opreme. Kao ključna karika za poboljšanje performansi valjkastog lanca, odabir i upotreba tekućine za kaljenje u procesu termičke obrade igra važnu ulogu. Kao uobičajeni medij za kaljenje, polimerna tekućina za kaljenje postepeno se široko koristi u termičkoj obradi valjkastog lanca. Ovaj članak će detaljno istražiti kako polimerna tekućina za kaljenje utječe na performanse valjkastog lanca.
1. Materijali i osnovni zahtjevi za performanse valjkastog lanca
Valjkasti lanac se obično izrađuje od ugljičnog čelika, legiranog čelika i drugih materijala. Nakon obrade i oblikovanja, ovi materijali moraju biti termički obrađeni kako bi se poboljšala njihova tvrdoća, otpornost na habanje, otpornost na zamor i druga svojstva te zadovoljili zahtjevi upotrebe u različitim radnim uslovima. Na primjer, u sistemima za prijenos velikih brzina i velikih opterećenja, valjkasti lanci moraju imati veću tvrdoću i čvrstoću kako bi izdržali ogromne sile zatezanja i udara; kod neke opreme koja se često pokreće i zaustavlja, dobra otpornost na zamor može osigurati vijek trajanja valjkastih lanaca.
2. Pregled tekućine za kaljenje polimera
Polimerna tekućina za kaljenje napravljena je od specifičnog polieterskog nejonskog visokomolekularnog polimera (PAG) plus kompozitnog aditiva koji može postići druga pomoćna svojstva i odgovarajuću količinu vode. U poređenju s tradicionalnim uljem za kaljenje i vodom, polimerna tekućina za kaljenje ima mnoge prednosti kao što su podesiva brzina hlađenja, zaštita okoliša i niski troškovi korištenja. Njene karakteristike hlađenja su između vode i ulja, i može efikasno kontrolirati brzinu hlađenja tokom procesa kaljenja obratka, smanjujući sklonost deformaciji i pucanju obratka.
3. Utjecaj tekućine za kaljenje polimera na performanse valjkastog lanca
(I) Tvrdoća i čvrstoća
Kada se lanac valjka kali u polimernoj tekućini za kaljenje, polimer u tekućini za kaljenje se rastvara na visokoj temperaturi i formira premaz bogat vodom na površini lanca valjka. Ovaj premaz može podesiti brzinu hlađenja lanca valjka tako da je njegova brzina hlađenja u rasponu martenzitne transformacije umjerena, čime se postiže ujednačena i idealna martenzitna struktura. U poređenju s kaljenjem u vodi, tekućina za kaljenje polimerom može smanjiti brzinu hlađenja pri kaljenju, smanjiti napon kaljenja i izbjeći pukotine uzrokovane prekomjernom brzinom hlađenja lanca valjka; u poređenju s kaljenjem u ulju, brzina hlađenja je relativno brza i može postići veću tvrdoću i čvrstoću. Na primjer, tvrdoća lanca valjka kaljenog odgovarajućom koncentracijom polimerne tekućine za kaljenje može doseći raspon HRC30-HRC40. U poređenju s lancem valjka koji nije kaljen ili koristi druge medije za kaljenje, tvrdoća i čvrstoća su značajno poboljšane, čime se poboljšava nosivost i otpornost na habanje lanca valjka.
(II) Otpornost na habanje
Dobra otpornost na habanje je važna garancija za normalan rad valjkastog lanca. Polimerni film koji formira polimerna tečnost za kaljenje na površini valjkastog lanca ne samo da može podesiti brzinu hlađenja, već i smanjiti oksidaciju i dekarburizaciju valjkastog lanca tokom procesa kaljenja do određene mjere, te održati aktivnost i integritet metala na površini valjkastog lanca. U naknadnom procesu upotrebe, tvrdoća površine valjkastog lanca kaljenog polimernom tečnošću za kaljenje je veća, što može efikasno odoljeti trenju i habanju između valjka i ploče lanca, osovine klina i drugih komponenti, te produžiti vijek trajanja valjkastog lanca. Istovremeno, ujednačena raspodjela mikrostrukture kaljenja također pomaže u poboljšanju ukupne otpornosti valjkastog lanca na habanje, tako da i dalje može održati dobru tačnost i efikasnost prijenosa tokom dugotrajnog rada.
(III) Otpornost na zamor
U stvarnim radnim uslovima, lanci valjkasti su često izloženi ponovljenim naprezanjima savijanja i zatezanja, što zahtijeva od lanaca valjkasti da imaju odličnu otpornost na zamor. Polimerna tečnost za kaljenje može smanjiti zaostali napon unutar lanca valjkasti kontrolisanjem raspodjele napona tokom procesa hlađenja kaljenjem, čime se poboljšava čvrstoća lanca valjkasti. Postojanje zaostalog napona će uticati na nastanak pukotina usled zamora i ponašanje širenja lanca valjkasti pod cikličnim opterećenjem, a razumna upotreba polimerne tečnosti za kaljenje može optimizovati stanje zaostalog napona lanca valjkasti, tako da može izdržati više ciklusa bez oštećenja od zamora kada je izložen naizmjeničnom naprezanju. Eksperimentalne studije su pokazale da se vijek trajanja lanaca valjkastih tretiranih polimernom tečnošću za kaljenje u testovima zamora može produžiti nekoliko puta ili čak desetine puta u poređenju sa netretiranim lancima valjkastim lancima, što je od velikog značaja za poboljšanje pouzdanosti mašinske opreme i smanjenje troškova održavanja.
(IV) Dimenzionalna stabilnost
Tokom procesa kaljenja, na dimenzionalnu tačnost valjkastog lanca će uticati mnogi faktori kao što su brzina hlađenja i napon kaljenja. Budući da je brzina hlađenja polimerne tečnosti za kaljenje relativno ujednačena i podesiva, ona može efikasno smanjiti termički napon i strukturni napon valjkastog lanca tokom kaljenja, čime se poboljšava dimenzionalna stabilnost valjkastog lanca. U poređenju sa kaljenjem u vodi, polimerna tečnost za kaljenje može smanjiti deformaciju valjkastog lanca i smanjiti naknadne radove na korekciji mehaničke obrade; u poređenju sa kaljenjem u ulju, brzina hlađenja je veća, što može poboljšati tvrdoću i čvrstoću valjkastog lanca pod pretpostavkom da se osigura dimenzionalna stabilnost. Ovo omogućava valjkastom lancu da bolje ispuni zahtjeve za dimenzije dizajna nakon kaljenja polimernom tečnošću za kaljenje, poboljša tačnost montaže i tačnost prenosa, te osigura normalan rad mehaničke opreme.
4. Faktori koji utiču na performanse tečnosti za kaljenje polimera na valjkastom lancu
(I) Koncentracija tekućine za gašenje
Koncentracija polimerne tečnosti za kaljenje jedan je od ključnih faktora koji utiču na performanse hlađenja i efekat kaljenja valjkastih lanaca. Općenito govoreći, što je veća koncentracija tečnosti za kaljenje, to je veći sadržaj polimera, deblji premaz se formira i sporija je brzina hlađenja. Valjkasti lanci različitih materijala i specifikacija moraju odabrati odgovarajuću koncentraciju tečnosti za kaljenje kako bi se postigle najbolje performanse kaljenja. Na primjer, za neke male, lagano opterećene valjkaste lance, može se koristiti niža koncentracija polimerne tečnosti za kaljenje, kao što je 3%-8%; dok se za velike, teško opterećene valjkaste lance, koncentracija tečnosti za kaljenje mora odgovarajuće povećati na 10%-20% ili čak i više kako bi se zadovoljili zahtjevi za tvrdoću i čvrstoću. U stvarnoj proizvodnji, koncentracija tečnosti za kaljenje mora biti strogo kontrolisana, a redovne inspekcije i podešavanja moraju se provoditi kako bi se osigurala stabilnost kvaliteta kaljenja.
(II) Temperatura kaljenja
Temperatura kaljenja također ima važan utjecaj na performanse valjkastog lanca. Viša temperatura kaljenja može uzrokovati rast austenitnih zrna unutar valjkastog lanca, ali je također lako uzrokovati smanjenje tvrdoće i žilavosti nakon kaljenja, povećavajući rizik od pukotina pri kaljenju; ako je temperatura kaljenja preniska, možda se neće postići dovoljna tvrdoća i martenzitna struktura, što utječe na poboljšanje performansi valjkastog lanca. Za različite specifikacije čelika i valjkastih lanaca, potrebno je odrediti odgovarajući raspon temperature kaljenja prema njihovim svojstvima materijala i zahtjevima procesa. Općenito govoreći, temperatura kaljenja valjkastog lanca od ugljičnog čelika je između 800℃-900℃, dok je temperatura kaljenja valjkastog lanca od legiranog čelika nešto viša, obično između 850℃-950℃. Tokom procesa kaljenja, ujednačenost i tačnost temperature zagrijavanja trebaju biti strogo kontrolirane kako bi se izbjegle razlike u performansama valjkastog lanca zbog temperaturnih fluktuacija.
(III) Cirkulacija i miješanje rashladnog medija
Tokom procesa kaljenja, cirkulacija i miješanje rashladnog medija značajno utiču na efikasnost izmjene toplote između polimerne tečnosti za kaljenje i valjkastog lanca. Dobra cirkulacija i miješanje mogu učiniti da tečnost za kaljenje u potpunosti dođe u kontakt sa površinom valjkastog lanca, ubrzati prenos toplote i poboljšati ujednačenost brzine kaljenja. Ako protok rashladnog medija nije gladak, temperatura tečnosti za kaljenje u lokalnom području prebrzo raste, što će uzrokovati neujednačene brzine hlađenja u različitim dijelovima valjkastog lanca, uzrokujući prekomjerno naprezanje i deformacije pri kaljenju. Stoga, prilikom projektovanja i korištenja rezervoara za kaljenje, treba opremiti odgovarajući sistem za cirkulacijsko miješanje kako bi se osiguralo dobro stanje protoka tečnosti za kaljenje i stvorili povoljni uslovi za ujednačeno kaljenje valjkastog lanca.
(IV) Površinsko stanje valjkastog lanca
Stanje površine valjkastog lanca također će imati određeni utjecaj na učinak hlađenja i konačne performanse tekućine za kaljenje polimera. Na primjer, ako na površini valjkastog lanca postoje nečistoće poput ulja, željeznih strugotina, kamenca itd., to će utjecati na formiranje i prianjanje polimernog filma, smanjiti performanse hlađenja tekućine za kaljenje i dovesti do neujednačene tvrdoće pri kaljenju ili pukotina pri kaljenju. Stoga, prije kaljenja, površina valjkastog lanca mora se strogo očistiti kako bi se osiguralo da je njena površina čista i bez nedostataka poput ulja i kamenca, kako bi se osiguralo da tekućina za kaljenje polimera može u potpunosti odigrati svoju ulogu i poboljšati kvalitet kaljenja valjkastog lanca.
(V) Upotreba aditiva
Kako bi se dodatno poboljšale performanse polimerne tekućine za kaljenje i poboljšao učinak kaljenja valjkastog lanca, ponekad se tekućini za kaljenje dodaju neki posebni aditivi. Na primjer, dodavanje inhibitora hrđe može spriječiti hrđanje valjkastog lanca nakon kaljenja i produžiti njegov vijek trajanja; dodavanje sredstva za uklanjanje pjene može smanjiti pjenu koja se stvara tokom kaljenja i poboljšati performanse i sigurnost tekućine za kaljenje; dodavanje surfaktanta može poboljšati kvašenje i prianjanje polimerne tekućine za kaljenje, poboljšati njen kontaktni učinak s površinom valjkastog lanca i poboljšati efikasnost hlađenja. Prilikom odabira i upotrebe aditiva, oni bi trebali biti razumno usklađeni prema specifičnom procesu kaljenja i zahtjevima performansi valjkastog lanca, a količina aditiva treba biti strogo kontrolirana kako bi se izbjegli negativni učinci na performanse tekućine za kaljenje.
5. Održavanje i upravljanje tekućinom za gašenje polimera
Da bi se osigurala dugoročna stabilnost i performanse polimerne tečnosti za kaljenje tokom termičke obrade valjkastog lanca, potrebno je efikasno održavati i upravljati njome.
Redovno detektovanje koncentracije: Koristite profesionalne instrumente poput refraktometra za redovno detektovanje koncentracije tečnosti za gašenje i pravovremeno je prilagođavajte prema rezultatima ispitivanja. Općenito se preporučuje testiranje koncentracije jednom sedmično. Ako se utvrdi da koncentracija prelazi procesne zahtjeve, treba je razrijediti ili na vrijeme dodati novi osnovni rastvor polimera.
Kontrola sadržaja nečistoća: Redovno čistite nečistoće i plutajuće ulje na dnu rezervoara za kaljenje kako biste spriječili da prekomjerne nečistoće utiču na performanse hlađenja i vijek trajanja tečnosti za kaljenje. Može se ugraditi sistem za filtriranje za cirkulaciju i filtriranje tečnosti za kaljenje radi uklanjanja čvrstih nečistoća poput željeznih strugotina i oksidnog kamenca.
Sprječavanje rasta bakterija: Polimerna tekućina za gašenje sklona je razmnožavanju bakterija tokom upotrebe, što uzrokuje njeno propadanje i smanjenje performansi. Stoga je potrebno redovno dodavati baktericide i održavati tekućinu za gašenje čistom i dobro prozračenom kako bi se izbjegao rast bakterija. Općenito, baktericidi se dodaju svake dvije sedmice, a pažnja se posvećuje kontroli temperature i pH vrijednosti tekućine za gašenje kako bi se održala u odgovarajućem rasponu.
Obratite pažnju na sistem hlađenja: Redovno provjeravajte i održavajte sistem hlađenja rezervoara za kaljenje kako biste osigurali da se temperatura tečnosti za kaljenje može efikasno kontrolisati. Kvar sistema hlađenja može uzrokovati previsoku ili prenisku temperaturu tečnosti za kaljenje, što utiče na performanse hlađenja i kvalitet kaljenja valjkastog lanca. Redovno provjeravajte da li je cijev za hlađenje blokirana, da li pumpa za rashladnu vodu ispravno radi itd. i na vrijeme vršite popravke i održavanje.
6. Zaključak
Polimerna tekućina za kaljenje igra vitalnu ulogu u procesu termičke obrade valjkastih lanaca. Značajno poboljšava sveobuhvatna svojstva valjkastih lanaca kao što su tvrdoća, čvrstoća, otpornost na habanje, otpornost na zamor i dimenzionalna stabilnost podešavanjem brzine hlađenja pri kaljenju i optimizacijom unutrašnje organizacijske strukture. Međutim, kako bi se u potpunosti iskoristile prednosti polimerne tekućine za kaljenje i postigle idealne performanse valjkastog lanca, potrebno je sveobuhvatno uzeti u obzir više faktora kao što su koncentracija tekućine za kaljenje, temperatura kaljenja, cirkulacija i miješanje rashladnog medija, stanje površine valjkastog lanca i upotreba aditiva, te strogo održavati i upravljati tekućinom za kaljenje. Samo na taj način možemo osigurati da valjkasti lanci mogu stabilno i pouzdano raditi u različitoj mehaničkoj opremi i ispuniti visoke zahtjeve performansi moderne industrijske proizvodnje za komponente prijenosa.
Vrijeme objave: 07.05.2025.