Valg af kølemiddel til præcisionsrullekæder: nøglefaktorer og bedste praksis

Valg af kølemiddel til præcisionsrullekæder: nøglefaktorer og bedste praksis
I fremstillingsprocessen afpræcisionsrullekæder, kølningsprocessen spiller en afgørende rolle, og valget af kølningsmedium påvirker direkte rullekædens endelige ydeevne og kvalitet. Denne artikel vil undersøge de vigtigste punkter ved valg af kølningsmedium til præcisionsrullekæder, karakteristikaene for almindelige medier og relevante scenarier i dybden med det formål at hjælpe internationale engroskøbere med bedre at forstå dette nøgleled, så de kan træffe mere informerede beslutninger under indkøbsprocessen.

1. Betydningen af ​​​​kølemiddel i fremstillingen af ​​​​præcisionsrullekæder
Hærdning er en varmebehandlingsproces, der forbedrer materialers hårdhed og styrke ved hurtig afkøling. For præcisionsrullekæder kan hærdning danne et hærdet lag på overfladen, hvorved nøglepræstationsindikatorer som slidstyrke, udmattelsesmodstand og bæreevne forbedres. Som et af kerneelementerne i hærdningsprocessen vil kølehastigheden og køleegenskaberne for hærdningsmediet betydeligt påvirke rullekædens organisationsstruktur og ydeevne.

2. Almindelige slukningsmedier og deres egenskaber
Vand:
Kølehastighed: Vand afkøles relativt hurtigt, især i det lave temperaturområde. Dette gør det muligt at opnå hurtig afkøling af rullekæden på kortere tid og derved opnå en højere hårdhed.
Fordele: Brede kilder, lave omkostninger og kan opfylde rullekæders kølebehov med generelle præcisionskrav.
Ulemper: Vandets kølehastighed er vanskelig at kontrollere præcist, og kølehastigheden er for hurtig i højtemperaturzonen, hvilket let kan forårsage store indre spændinger og hærdningsrevner i rullekæden, hvilket påvirker dens sejhed og dimensionsstabilitet. Derfor kan der for nogle rullekæder med høje præcisionskrav og store størrelser være visse risici ved at bruge vand som hærdningsmedium.
Olie:
Kølehastighed: Olie har en langsommere kølehastighed end vand, og kølehastigheden er relativt ensartet over et bredt temperaturområde. Dette bidrager til at reducere rullekædens termiske spænding og strukturelle spænding under bratkølingsprocessen og reducerer tendensen til revner.
Fordele: Rullekædens ensartede hærdningshårdhed er god, og det kan effektivt forbedre dens sejhed og dimensionsnøjagtighed. Derudover kan oliens køleevne justeres ved at tilsætte forskellige tilsætningsstoffer for at opfylde hærdningskravene for rullekæder af forskellige materialer og specifikationer.
Ulemper: Olieprisen er relativt høj, og det er let at generere olierøg under brug, hvilket har en vis indflydelse på arbejdsmiljøet og operatørernes helbred. Samtidig er oliens kølehastighed langsom, og for nogle rullekæder, der skal køles hurtigt for at opnå højere hårdhed, opfylder den muligvis ikke deres ydeevnekrav.
Saltvand:
Kølehastighed: Saltvands kølehastighed ligger mellem vands og olies, og kølehastigheden kan ændres ved at justere saltkoncentrationen. Korrekt forøgelse af saltkoncentrationen kan fremskynde kølehastigheden, men en for høj koncentration vil øge korrosionsrisikoen for rullekæden.
Fordele: Den har en god køleeffekt og en vis hærdningsevne og kan opfylde kølebehovet for nogle rullekæder med mellemstore præcisions- og styrkekrav. Derudover er omkostningerne ved saltvand relativt lave, og renhedskravene til rullekædens overflade er ikke høje.
Ulemper: Saltvand er ætsende i en vis grad. Hvis det ikke rengøres i tide efter bratkøling, kan det forårsage rust på rullekæden, hvilket påvirker dens overfladekvalitet og levetid. Samtidig påvirkes saltvandets køleevne i høj grad af faktorer som saltkoncentration og temperatur, og parametrene for bratkølingsprocessen skal kontrolleres strengt.
Polymer-slukkende væske:
Kølehastighed: Kølehastigheden for polymerkølevæsken kan justeres fleksibelt ved at ændre dens koncentration, temperatur og omrøringshastighed. I højtemperaturzonen er kølehastigheden relativt hurtig, hvilket kan få rullekæden til at køle hurtigt af; i lavtemperaturzonen vil kølehastigheden falde, hvorved genereringen af ​​indre spændinger effektivt reduceres.
Fordele: Den har god hærdningsevne, hvilket kan give rullekæden en ensartet hårdhedsfordeling og gode omfattende mekaniske egenskaber. Derudover har polymer-blusningsvæsken stabil køleevne, lang levetid og relativt lille forurening af miljøet. Det er et ideelt blunkningsmedium.
Ulemper: Prisen er relativt høj, og kravene til køleudstyr og processtyring er relativt strenge. Hvis betjeningen er forkert, kan det føre til utilfredsstillende køleeffekt eller forringelse af kølevæskens ydeevne.

3. Faktorer at overveje ved valg af kølemiddel
Rullekædemateriale:
Forskellige materialer har forskellige krav til kølehastighed og køleegenskaber for kølmediet. For eksempel kan der for nogle rullekæder med et højt indhold af legeringselementer, såsom rullekæder af legeret stål, på grund af deres gode hærdbarhed normalt vælges olie- eller polymerkølingsvæske med en relativt langsom kølehastighed til køling for at opnå god organisering og ydeevne; mens der for nogle rullekæder af kulstofstål på grund af deres dårlige hærdbarhed kan være behov for vand eller saltvand med en hurtigere kølehastighed som kølmedium, men der bør træffes passende foranstaltninger for at reducere kølningsfejl.
Størrelse og form på rullekæde:
Rullekædens størrelse og form vil direkte påvirke dens kølehastighed og spændingsfordeling under bratkøling. For rullekæder med lille størrelse og enkel form er kølehastigheden relativt hurtig på grund af deres lille overfladeareal og volumenforhold, og et bratkølingsmedium med en lidt langsommere kølehastighed, såsom olie eller polymerblæsningsvæske, kan vælges. For rullekæder med stor størrelse og kompleks form er der ofte behov for et bratkølingsmedium med hurtigere kølehastighed og bedre hærdning, såsom vand eller højkoncentreret polymerblæsningsvæske, for at sikre, at både indersiden og ydersiden kan bratkøles fuldstændigt. Samtidig er det også nødvendigt at overveje rullekædens placering og fastspændingsposition under bratkølingsprocessen for at sikre dens kølejævnhed.
Ydeevnekrav til rullekæder:
Afhængigt af anvendelsesscenarierne og brugskravene for rullekæder er der forskellige vægtninger på deres ydeevneindikatorer. Hvis rullekæden primært bruges til at modstå høje stødbelastninger, friktion og slid, f.eks. inden for løfteudstyr, maskinteknik osv., kræver den højere hårdhed, sejhed og slidstyrke. På dette tidspunkt kan man vælge et kølemedium med en hurtigere kølehastighed og bedre hærdningsevne, såsom vand eller polymerkølevæske, og kombinere det med en passende tempereringsproces for at opnå den nødvendige ydeevnebalance. Hvis rullekæden primært bruges i tilfælde med høje krav til dimensionsnøjagtighed og stabilitet, f.eks. transmission i præcisionsinstrumenter, fødevareforarbejdningsudstyr og andet udstyr, bør effekten af ​​kølemediet på rullekædens dimensionsændring prioriteres, og der bør vælges et kølemedium med ensartet kølehastighed og lille køleforvrængning, f.eks. olie eller lavkoncentreret polymerkølevæske.
Produktionseffektivitet og omkostninger:
I den faktiske produktion er produktionseffektivitet og omkostninger også en af ​​de faktorer, der skal overvejes grundigt, når man vælger et kølemedium. Omkostningerne ved kølemedier som vand og saltvand er relativt lave, men hvis rullekædens køleeffekt og skrothastighed stiger på grund af for høj kølehastighed, vil det øge produktionsomkostningerne. Selvom olie- og polymerkølevæsker er dyrere, kan de forbedre kølekvaliteten og rullekædernes førstegangsgennemstrømningshastighed, hvilket kan reducere de samlede produktionsomkostninger på lang sigt. Derudover varierer forskellige kølemedier også i udstyrsinvesteringer, vedligeholdelse, energiforbrug osv., som skal vejes i henhold til den specifikke produktionsskala og virksomhedens økonomiske fordele.

4. Caseanalyse af tilpasning af kølemedium til præcisionsrullekæder af forskellige materialer
Rullekæde af kulstofstål: For eksempel er den almindelige 45# stålrullekæde generelt mellem 840℃-860℃. Hvis vand anvendes som kølemiddel, kan der opnås en højere hårdhed på grund af vandets hurtige afkølingshastighed, men det er let at forårsage store indre spændinger og kølerevner i rullekæden. Især for rullekæder med større størrelser eller komplekse former er denne risiko mere åbenlys. Derfor anvendes der normalt oliekølende eller graderet kølende til 45# stålrullekæder, dvs. rullekæden opvarmes først til køletemperaturen i en saltbadovn og placeres derefter hurtigt i olie til afkøling eller afkøles først i varm olie i en vis periode og overføres derefter til koldere olie til yderligere afkøling. Dette kan effektivt reducere den indre spænding ved kølen og reducere dannelsen af ​​revner. Samtidig kan det også sikre, at rullekæden opnår højere hårdhed og god sejhed. Hårdheden efter kølening kan generelt nå HRC30-35. Efter hærdning kan hårdheden reduceres passende, og sejheden kan forbedres yderligere for at opfylde normale brugskrav.
Legeret stålrullekæde: For 40Cr legeret stålrullekæde er dens hærdbarhed god, og den bratkøles generelt ved oliekøling eller luftkøling. Efter at have holdt sig varm ved bratkølingstemperaturen i en vis periode, placeres rullekæden i olie for afkøling. Olieens kølehastighed er moderat, hvilket kan transformere rullekædens indre og ydre strukturer jævnt og opnå gode omfattende mekaniske egenskaber. Brændningshårdheden kan nå HRC30-37, og hårdheden efter anløbning kan justeres i henhold til specifikke brugskrav. Derudover kan der for nogle højstyrke- og højsejhedslegerede stålrullekæder også anvendes en vand-olie dobbelt-væske bratkølingsproces, dvs. rullekæden afkøles først i vand til en vis grad og overføres derefter til olie for yderligere afkøling. Dette kan give fuld spil til vandets og oliens køleegenskaber, hvilket ikke kun sikrer rullekædens bratkølingshårdhed, men også reducerer bratkølingsindre spændinger og revnedannelsestendenser.
Rullekæde i rustfrit stål: Rullekæde i rustfrit stål har god korrosionsbestandighed og oxidationsbestandighed ved høje temperaturer, men dens bratkølingsproces er relativt kompliceret. Hvis vi tager austenitisk rustfri stålrullekæde som eksempel, anvendes der normalt fast opløsningsbehandling i stedet for traditionel bratkølingsproces, da den er tilbøjelig til intergranulær korrosion ved høje temperaturer. Det vil sige, at rullekæden opvarmes til 1050℃-1150℃ for at opnå fast opløsningsbehandling, så hårdmetal opløses fuldstændigt i austenitmatrixen, og derefter afkøles hurtigt for at opnå en enfaset austenitstruktur, der forbedrer dens korrosionsbestandighed og sejhed. Kølemediet bruger generelt vand eller polymerblæsningsvæske for at sikre hurtig afkøling og forhindre hårdmetaludfældning. For martensitiske rustfri stålrullekæder kræves bratkølings- og anløbningsbehandling. Blæsemediet bruger normalt olie eller polymerblæsningsvæske for at opnå højere hårdhed og styrke, samtidig med at visse krav til korrosionsbestandighed opfyldes.

5. Forholdsregler ved brug og vedligeholdelse af kølemedier
Temperaturkontrol: Temperaturen på kølemediet har en betydelig effekt på kølehastigheden og køleeffekten. Generelt bør vandtemperaturen styres mellem 20℃-30℃. En for høj temperatur vil reducere dens kølehastighed og påvirke kølehårdheden; olietemperaturen bør justeres i henhold til det specifikke mærke og proceskrav, normalt i området 20℃-60℃. En for høj temperatur vil få oliens viskositet til at falde, kølehastigheden til at aftage og kan endda få olien til at selvantænde. En for lav temperatur vil øge oliens viskositet, forringe dens flydeevne og påvirke køleens ensartethed. Temperaturen på polymerkølevæsken bør også styres inden for et passende område, generelt ikke over 50℃, da det ellers vil påvirke dens køleevne og levetid.
Koncentrationsovervågning og -justering: For kølemedier med justerbare koncentrationer, såsom polymerkølevæske, er det nødvendigt regelmæssigt at overvåge koncentrationsændringerne og justere dem i henhold til de faktiske forhold. Stigningen i koncentrationen vil øge kædelængden og viskositeten af ​​polymermolekylerne, hvorved kølehastigheden reduceres. Derfor bør koncentrationen af ​​kølemediet holdes stabil i faktisk brug ved at tilsætte en passende mængde vand eller koncentrat i henhold til køleeffekten og proceskravene for rullekæden. Samtidig skal man være forsigtig med at undgå urenheder i at blande sig med kølemediet for at undgå at påvirke dets ydeevne og kvalitet.
Omrøring og cirkulation: For at rullekæden kan afkøles jævnt under bratkølingsprocessen og forhindre bratkølingsforvrængning og revner forårsaget af for høje temperaturgradienter, skal bratkølingsmediet omrøres og cirkuleres korrekt. Installation af en omrører i bratkølingstanken eller brug af trykluftomrøring kan gøre temperatur- og sammensætningsfordelingen af ​​bratkølingsmediet mere ensartet og forbedre bratkølingskvaliteten. Omrøringshastigheden bør dog ikke være for høj for at undgå for mange bobler og olierøg, hvilket vil påvirke bratkølingseffekten og arbejdsmiljøet.
Regelmæssig udskiftning og rengøring: Ved langvarig brug vil kølemediets ydeevne forringes på grund af oxidation ved høj temperatur, blanding af urenheder, nedbrydning og forringelse, så det skal udskiftes regelmæssigt. Samtidig bør sediment, slam og urenheder i køletanken rengøres i tide for at holde kølemediet rent og have god køleevne. Det udskiftede kølemedium skal håndteres i overensstemmelse med relevante regler for at undgå forurening af miljøet.

6. Udviklingstendenser og udsigter inden for branchen
Med den fortsatte udvikling af materialevidenskab og varmebehandlingsteknologi uddybes også forskningen og udviklingen af ​​præcisionsrullekæde-kølemedier. På den ene side vil forskning, udvikling og anvendelse af nye miljøvenlige kølemedier blive en fremtidig udviklingstendens. Disse kølemedier har egenskaber som lav forurening, lavt energiforbrug og høj ydeevne, hvilket kan opfylde de stadig strengere miljøbeskyttelseskrav og behovene for bæredygtig udvikling af virksomheder. For eksempel promoveres og anvendes nogle vandbaserede polymerkølemedier, vegetabilsk oliebaserede kølemedier osv. gradvist, og de har vist gode fordele inden for køleevne, miljøbeskyttelsesevne og bionedbrydelighed.
På den anden side vil anvendelsen af ​​intelligente bratkølingsprocesser og -udstyr også give nye muligheder for produktion af præcisionsrullekæder. Ved at anvende avanceret sensorteknologi, automatisk styringsteknologi og computersimuleringsteknologi kan realtidsovervågning og præcis styring af parametre som temperatur, kølehastighed og mediestrømningshastighed under bratkøling opnås, hvorved bratkølingskvaliteten og rullekædernes ydeevnestabilitet yderligere forbedres. Samtidig kan bratkølingsprocesparametrene ved hjælp af big data-analyse og kunstig intelligens-algoritmer også optimeres og forudsiges, hvilket giver et videnskabeligt grundlag for virksomhedens produktionsbeslutninger, reducerer produktionsomkostningerne og forbedrer produktionseffektiviteten.
Kort sagt er det afgørende at vælge et passende kølemiddel for fremstilling af præcisionsrullekæder. I den faktiske produktion er det nødvendigt at overveje rullekædens materiale, størrelse, form, ydeevnekrav, produktionseffektivitet og omkostninger grundigt, vælge kølemiddel med rimelighed og strengt kontrollere køleprocesparametrene. Samtidig skal brugen og vedligeholdelsesstyringen af ​​kølemiddelet styrkes for at sikre, at rullekædens kvalitet og ydeevne er i den bedste stand. Med den kontinuerlige udvikling af industrien og teknologisk innovation har vi grund til at tro, at den fremtidige præcisionsrullekædekøleproces vil være mere moden, effektiv og miljøvenlig og dermed yde stærkere støtte til udviklingen af ​​det globale industrielle transmissionsområde.