Rullketi karastustemperatuur ja -aeg: peamiste protsessiparameetrite analüüs
Mehaanilise jõuülekande valdkonnasrullketton võtmekomponent ning selle toimivus mõjutab otseselt mehaaniliste seadmete töö efektiivsust ja töökindlust. Karastamine kui rullkettide tootmise põhiline kuumtöötlusprotsess mängib olulist rolli keti tugevuse, kõvaduse, kulumiskindluse ja väsimuse vastupidavuse parandamisel. See artikkel uurib põhjalikult rullkettide karastustemperatuuri ja -aja määramise põhimõtteid, tavaliste materjalide protsessiparameetreid, protsessi juhtimist ja uusimaid arenguid, eesmärgiga pakkuda rullkettide tootjatele ja rahvusvahelistele hulgimüüjatele üksikasjalikke tehnilisi viiteid, et aidata neil sügavalt mõista karastamisprotsessi mõju rullkettide toimivusele ning teha teadlikumaid tootmis- ja hankeotsuseid.
1. Rullketi karastamise põhimõisted
Karastamine on kuumtöötlusprotsess, mille käigus kuumutatakse rullkett teatud temperatuurini, hoitakse seda teatud aja jooksul soojas ja seejärel jahutatakse kiiresti. Selle eesmärk on parandada rullketi mehaanilisi omadusi, näiteks kõvadust ja tugevust, muutes materjali metallograafilist struktuuri. Kiire jahutamine muudab austeniidi martensiidiks või bainiidiks, andes rullketile suurepärased üldised omadused.
2. Kustutustemperatuuri määramise alus
Materjalide kriitiline punkt: Erinevatest materjalidest rullkettidel on erinevad kriitilised punktid, näiteks Ac1 ja Ac3. Ac1 on perliidi ja ferriidi kahefaasilise piirkonna kõrgeim temperatuur ning Ac3 on madalaim temperatuur täieliku austenitiseerumise jaoks. Karastustemperatuur valitakse tavaliselt kõrgemaks kui Ac3 või Ac1, et tagada materjali täielik austenitiseerumine. Näiteks 45-terasest rullkettide puhul on Ac1 umbes 727 ℃, Ac3 umbes 780 ℃ ja karastustemperatuur sageli umbes 800 ℃.
Materjali koostis ja jõudlusnõuded: Legeerelementide sisaldus mõjutab rullkettide karastatavust ja jõudlust. Suure legeerelementide sisaldusega rullkettide, näiteks legeerterasest rullkettide puhul saab karastatavuse suurendamiseks ja südamiku hea kõvaduse ja tugevuse tagamiseks karastatavuse suurendamiseks sobivalt tõsta karastatavust. Madala süsinikusisaldusega terasest rullkettide puhul ei tohi karastustemperatuur olla liiga kõrge, et vältida tugevat oksüdeerumist ja dekarboniseerumist, mis mõjutab pinna kvaliteeti.
Austeniidi terasuuruse kontroll: peened austeniiditerad võivad pärast karastamist omandada peene martensiitstruktuuri, nii et rullkett on tugevam ja sitkem. Seetõttu tuleks karastustemperatuur valida vahemikus, mis võimaldab saada peeneid austeniiditeri. Üldiselt kipuvad austeniiditerad temperatuuri tõustes kasvama, kuid jahutuskiiruse suurendamine või terade peenendamiseks vajalike protsessimeetmete võtmine võib terade kasvu teatud määral pärssida.
3. Kustutusaega määravad tegurid
Rullketi suurus ja kuju: suuremad rullketid vajavad pikemat isolatsiooniaega, et tagada soojuse täielik ülekandumine sissepoole ja kogu ristlõike ühtlane austeniit. Näiteks suurema läbimõõduga rullketiplaatide puhul saab isolatsiooniaega vastavalt pikendada.
Ahju laadimise ja virnastamise meetod: Liiga suur ahju laadimine või liiga tihe virnastamine põhjustab rullketi ebaühtlast kuumenemist, mille tulemuseks on ebaühtlane austenitiseerumine. Seetõttu on karastusaja määramisel vaja arvestada ahju laadimise ja virnastamise meetodi mõju soojusülekandele, suurendada hoidmisaega vastavalt ja tagada, et iga rullketi puhul saavutatakse ideaalne karastusefekt.
Ahju temperatuuri ühtlus ja kuumutamiskiirus: Hea ahju temperatuuri ühtlusega kütteseadmed võimaldavad rulliketi kõiki osi ühtlaselt kuumutada, lühendades sama temperatuuri saavutamiseks kuluvat aega ja vastavalt vähendades hoidmisaega. Kuumutamiskiirus mõjutab ka austenitiseerumise astet. Kiire kuumutamine võib lühendada kustutustemperatuuri saavutamise aega, kuid hoidmisaeg peab tagama austeniidi täieliku homogeniseerumise.
4. Levinud rullkettide materjalide karastustemperatuur ja -aeg
Süsinikterasest rullkett
45 teras: karastustemperatuur on üldiselt 800 ℃–850 ℃ ja hoidmisaeg määratakse vastavalt rullketi suurusele ja ahju koormusele, tavaliselt umbes 30–60 minutit. Näiteks väikeste 45 terasrullkettide puhul saab karastustemperatuuriks valida 820 ℃ ja isolatsiooniajaks 30 minutit; suurte rullkettide puhul saab karastustemperatuuri tõsta 840 ℃-ni ja isolatsiooniajaks 60 minutit.
T8 teras: karastustemperatuur on umbes 780 ℃–820 ℃ ja isolatsiooniaeg on üldiselt 20–50 minutit. T8 terasest rullkett on pärast karastamist suurema kõvadusega ja seda saab kasutada suurte löögikoormustega ülekandesüsteemides.
Legeerterasest rullkett
20CrMnTi teras: karastustemperatuur on tavaliselt 860 ℃–900 ℃ ja isolatsiooniaeg on 40–70 minutit. Sellel materjalil on hea karastatavus ja kulumiskindlus ning seda kasutatakse laialdaselt rullkettides autotööstuses, mootorrattatööstuses ja muudes tööstusharudes.
40Cr teras: karastustemperatuur on 830 ℃–860 ℃ ja isolatsiooniaeg on 30–60 minutit. 40Cr terasest rullkett on suure tugevusega ja vastupidav ning seda kasutatakse laialdaselt tööstusliku ülekande valdkonnas.
Roostevabast terasest rullkett: Näiteks 304 roostevabast terasest karastustemperatuur on üldiselt 1050–1150 ℃ ja isolatsiooniaeg 30–60 minutit. Roostevabast terasest rullkett on hea korrosioonikindlusega ja sobib kasutamiseks keemia-, toidu- ja muudes tööstusharudes.
5. Kustutusprotsessi juhtimine
Kuumumisprotsessi juhtimine: Kasutage täiustatud kuumutusseadmeid, näiteks kontrollitud atmosfääriga ahju, et täpselt reguleerida kuumutuskiirust ja ahju atmosfääri, et vähendada oksüdeerumist ja dekarboniseerimist. Kuumumisprotsessi ajal reguleerige kuumutuskiirust etapiviisiliselt, et vältida rullketi deformatsiooni või järsu temperatuuritõusu põhjustatud termilist pinget.
Kustutuskeskkonna valik ja jahutusprotsessi juhtimine: Valige sobiv kustutuskeskkond vastavalt rullketi materjalile ja suurusele, näiteks vesi, õli, polümeerkustutusvedelik jne. Vesi jahutab kiiresti ja sobib väikeste süsinikterasest rullkettide jaoks; õli jahutab aeglaselt ja sobib suuremate või legeerterasest rullkettide jaoks. Jahutusprotsessi ajal kontrollige kustutuskeskkonna temperatuuri, segamiskiirust ja muid parameetreid, et tagada ühtlane jahutamine ja vältida kustutuspragusid.
Karastamine: Pärast karastamist tuleks rullketti õigeaegselt karastada, et kõrvaldada karastamispinged, stabiliseerida struktuur ja parandada tugevust. Karastamistemperatuur on tavaliselt 150–300 °C ja hoidmisaeg 1–3 tundi. Karastamistemperatuuri valik tuleks määrata vastavalt rullketi kasutusnõuetele ja kõvadusnõuetele. Näiteks suure kõvadusega rullkettide puhul saab karastamistemperatuuri vastavalt alandada.
6. Kustutustehnoloogia uusim areng
Isotermiline karastusprotsess: karastuskeskkonna temperatuuri reguleerimise abil hoitakse rullketti isotermiliselt austeniidi ja bainiidi üleminekutemperatuuride vahemikus, et saada bainiidi struktuur. Isotermiline karastamine võib vähendada karastusdeformatsiooni, parandada rullketi mõõtmete täpsust ja mehaanilisi omadusi ning sobib mõnede ülitäpsete rullkettide tootmiseks. Näiteks C55E teraskettplaadi isotermilise karastamise protsessi parameetrid on karastustemperatuur 850 ℃, isotermiline temperatuur 310 ℃ ja isotermiline aeg 25 minutit. Pärast karastamist vastab kettplaadi kõvadus tehnilistele nõuetele ning keti tugevus, väsimus ja muud omadused on lähedased sama protsessiga töödeldud 50CrV materjalide omadustele.
Järkjärguline karastusprotsess: rullkett jahutatakse esmalt kõrgema temperatuuriga keskkonnas ja seejärel madalama temperatuuriga keskkonnas, et rullketi sise- ja välisstruktuur ühtlaselt muutuks. Järkjärguline karastamine võib tõhusalt vähendada karastuspinget ja karastusdefekte ning parandada rullketi kvaliteeti ja jõudlust.
Arvutisimulatsiooni ja optimeerimise tehnoloogia: kasutage arvutisimulatsioonitarkvara, näiteks JMatPro, rullketi karastusprotsessi simuleerimiseks, organisatsiooni ja jõudluse muutuste ennustamiseks ning karastusprotsessi parameetrite optimeerimiseks. Simulatsiooni abil saab eelnevalt aru saada erinevate karastustemperatuuride ja -aegade mõjust rullketi jõudlusele, vähendada katsete arvu ja parandada protsessi kavandamise efektiivsust.
Kokkuvõttes on rullketi karastustemperatuur ja -aeg peamised protsessiparameetrid, mis mõjutavad selle toimivust. Tegelikus tootmises on vaja karastustemperatuuri ja -aega mõistlikult valida vastavalt rullketi materjalile, suurusele, kasutusnõuetele ja muudele teguritele ning karastusprotsessi rangelt kontrollida, et saada kvaliteetseid ja suure jõudlusega rullketitooteid. Samal ajal paraneb karastustehnoloogia pidev arendamine ja uuendamine, näiteks isotermiline karastamine, astmeline karastamine ja arvutisimulatsioonitehnoloogia rakendamine, mis aitab rullkettide tootmiskvaliteeti ja efektiivsust veelgi parandada, et rahuldada kasvavat turunõudlust.
Postituse aeg: 09.05.2025