Zehaztasun-arrabolak: Kateak altxatzeko bero-tratamendu metodo ohikoenak

Zehaztasun-arrabolak: Kateak altxatzeko bero-tratamendu metodo ohikoenak

Jasotzeko makinen industrian, kateen fidagarritasuna zuzenean lotuta dago langileen segurtasunarekin eta funtzionamendu-eraginkortasunarekin, eta tratamendu termikoen prozesuak funtsezkoak dira altxatzeko kateen errendimendu nagusia zehazteko, besteak beste, indarra, gogortasuna eta higadura-erresistentzia. Katearen "eskeletoa" denez,zehaztasun-arrabolak, kate-plakak eta pinoak bezalako osagaiekin batera, bero-tratamendu egokia behar dute errendimendu egonkorra mantentzeko baldintza zorrotzetan, hala nola pisu handiak altxatzea eta maiz erabiltzea. Artikulu honek kateak altxatzeko ohiko bero-tratamendu metodoen analisi sakona eskainiko du, haien prozesu-printzipioak, errendimendu-abantailak eta aplikagarri diren egoerak aztertuz, industriako profesionalei hautaketa eta aplikaziorako erreferentzia bat emanez.

1. Tratamendu termikoa: Jasotzeko katearen errendimenduaren “moldatzailea”
Jasotzeko kateak askotan kalitate handiko aleaziozko altzairu estrukturalekin fabrikatzen dira (adibidez, 20Mn2, 23MnNiMoCr54, etab.), eta tratamendu termikoa ezinbestekoa da lehengai horien propietate mekanikoak optimizatzeko. Tratamendu termikorik jaso ez duten kate-osagaiek gogortasun txikia eta higadurarekiko erresistentzia eskasa dute, eta deformazio plastikoa edo haustura izateko joera dute tentsiopean daudenean. Zientzialariki diseinatutako tratamendu termikoak, berotze, euste eta hozte prozesuak kontrolatuz, materialaren barne mikroegitura aldatzen du, "erresistentzia-gogortasun oreka" lortuz: erresistentzia handia trakzio eta inpaktu tentsioak jasateko, baina gogortasun nahikoa haustura hauskorrak saihesteko, eta, aldi berean, gainazaleko higadura eta korrosioarekiko erresistentzia hobetuz.

Doitasun-arrabolen kasuan, tratamendu termikoak zehaztasun handiagoa eskatzen du: katearen eta piñoiaren arteko engranajean osagai gakoak direnez, arrabolek gainazalaren gogortasunaren eta nukleoaren gogortasunaren arteko bat etortze zehatza bermatu behar dute. Bestela, higadura eta pitzadura goiztiarrak gerta daitezke, kate osoaren transmisio-egonkortasuna arriskuan jarriz. Beraz, tratamendu termiko egokia hautatzea ezinbestekoa da altxatzeko kateen karga-eramate segurua eta zerbitzu iraunkorra bermatzeko.

II. Kateak altxatzeko bost tratamendu termiko ohiko metodoen azterketa

(I) Tenplaketa Orokorra + Tenplaketa Altua (Tenplaketa eta Tenplaketa): Oinarrizko Errendimendurako “Urrezko Araua”

Prozesuaren Printzipioa: Katearen osagaiak (lotura-plakak, pinak, arrabolak, etab.) Ac3 (altzairu hipoeutektoidea) edo Ac1 (altzairu hipereutektoidea) baino tenperatura altuago batera berotzen dira. Materiala guztiz austenizatzeko tenperatura denbora batez mantendu ondoren, katea azkar hozten da uretan edo olioan bezalako hozte-ingurune batean, gogortasun handiko baina hauskorra den martensita-egitura lortzeko. Ondoren, katea 500-650 °C-ra berotzen da tenperatura altuko tenplaketa egiteko, eta horrek martensita sorbita-egitura uniforme batean deskonposatzen du, azkenean "erresistentzia handiko + gogortasun handiko" oreka lortuz.

Errendimenduaren abantailak: Tenplatu eta tenplatu ondoren, kate-osagaiek propietate mekaniko bikainak erakusten dituzte orokorrean, 800-1200 MPa-ko trakzio-erresistentziarekin eta etekin-erresistentzia eta luzapen orekatuarekin, altxatze-eragiketetan gertatzen diren karga dinamiko eta inpaktuei aurre egiteko gai direnak. Gainera, sorbita-egituraren uniformetasunak osagaien prozesamendu-errendimendu bikaina bermatzen du, ondorengo doitasun-konformazioa erraztuz (adibidez, arrabol-biribilkatzea).

Aplikazioak: Oso erabilia da erresistentzia ertaineko eta handiko altxatzeko kateen (adibidez, 80. eta 100. mailako kateak) errendimendu orokorra optimizatzeko, batez ere karga-euskarri diren osagai garrantzitsuetarako, hala nola kate-plakak eta pinoak. Hau da altxatzeko kateetarako tratamendu termiko oinarrizkoena eta muinena. (II) Karburatzea eta Tenplatzea + Tenplaketa Baxua: Gainazaleko higaduraren aurkako erresistentziarako "ezkutu indartua".

Prozesuaren Printzipioa: Katearen osagaiak (sareetan eta marruskadura-osagaietan arreta jarriz, hala nola arrabolak eta pinoak) karburazio-euskarri batean jartzen dira (gas naturala edo kerosenoa pitzatzeko gasa adibidez) eta 900-950 °C-tan mantentzen dira hainbat orduz, karbono atomoek osagaiaren gainazalean sartzen utziz (karburizatutako geruzaren sakonera normalean 0,8-2,0 mm-koa da). Ondoren, hozte-egitura bat egiten da (normalean olioa hozte-euskarri gisa erabiliz), eta horrek gogortasun handiko martensita-egitura bat sortzen du gainazalean, nukleoan perlita edo sorbita-egitura nahiko gogorra mantenduz. Azkenik, 150-200 °C-ko tenperatura baxuko tenplaketak hozte-tentsioak ezabatzen ditu eta gainazaleko gogortasuna egonkortzen du. Errendimendu-abantailak: Karburatu eta hoztu ondoren, osagaiek "kanpotik gogorra, barrutik gogorra" den errendimendu-ezaugarri gradientea erakusten dute; gainazaleko gogortasunak HRC58-62ra irits daiteke, higadura-erresistentzia eta gripetze-erresistentzia nabarmen hobetuz, piñoien engranajean marruskadura eta higadura eraginkortasunez borrokatuz. Nukleoaren gogortasuna HRC30-45ean mantentzen da, eta horrek nahikoa gogortasun eskaintzen du osagaiak inpaktu-kargen pean haustea saihesteko.

Aplikazioak: Jasotzeko kateetan higadura handiko doitasun-arrabol eta pinetarako, batez ere maiz abiarazi eta gelditu eta karga astunak nahasten direnetan (adibidez, portuko garabietarako eta meategietako jasogailuetarako kateak). Adibidez, 120 graduko erresistentzia handiko altxatzeko kateen arrabolak normalean karburizatu eta hoztu egiten dira, eta horrek haien zerbitzu-bizitza % 30 baino gehiago luzatzen du ohiko tratamendu termikoarekin alderatuta. (III) Indukzio bidezko gogortzea + Tenplaketa baxua: "Tokiko indartze" eraginkorra eta zehatza

Prozesuaren Printzipioa: Maiztasun handiko edo maiztasun ertaineko indukzio-bobina batek sortutako eremu magnetiko alterno bat erabiliz, kate-osagaien eremu espezifikoak (adibidez, arrabolen kanpoko diametroa eta pin-gainazalak) tokian tokiko berotzen dira. Berokuntza azkarra da (normalean segundo gutxi batzuetatik hamarnaka segundora), gainazalak bakarrik lortzen baitu austenizazio-tenperatura azkar, nukleoaren tenperatura ia aldatu gabe mantenduz. Ondoren, hozteko ura injektatzen da tenplatze azkarra egiteko, eta ondoren tenperatura baxuko tenplaketa egiten da. Prozesu honek berotutako eremuaren eta gogortutako geruzaren sakoneraren kontrol zehatza ahalbidetzen du (normalean 0,3-1,5 mm).

Errendimenduaren abantailak: ① Eraginkortasun handia eta energia aurreztea: Berokuntza lokalizatuak berokuntza orokorraren energia-xahuketa saihesten du, ekoizpen-eraginkortasuna % 50 baino gehiago handituz hozte orokorrarekin alderatuta. ② Deformazio baxua: Berokuntza-denbora laburrek osagaien deformazio termikoa minimizatzen dute, ondorengo zuzenketa zabala egiteko beharra ezabatuz, eta bereziki egokia da zehaztasun-arrabolen dimentsio-kontrolerako. ③ Errendimendu kontrolagarria: Indukzio-maiztasuna eta berokuntza-denbora doitzean, gogortutako geruzaren sakonera eta gogortasunaren banaketa malgutasunez doi daitezke.
Aplikazioak: Seriean ekoitzitako doitasun-arrabolen, pin laburren eta beste osagai batzuen tokiko indartzerako egokia, batez ere dimentsio-zehaztasun handia behar duten altxatze-kateetarako (adibidez, doitasun-transmisioko altxatze-kateak). Indukzio bidezko gogortzea kateak konpontzeko eta berritzeko ere erabil daiteke, higatutako gainazalak berriro indartuz.

(IV) Austempering: "Inpaktu Babesa" Gogortasunari Lehentasuna emanez

Prozesuaren printzipioa: Katearen osagaia austenizazio-tenperaturara berotu ondoren, azkar jartzen da gatz- edo alkali-bainu batean, Ms puntutik (eraldaketa martensitikoaren hasiera-tenperatura) zertxobait gorago. Bainua denbora batez mantentzen da austenita bainita bihurtzeko, eta ondoren airez hozten da. Bainitak, martensitaren eta perlitaren arteko tarteko egitura batek, erresistentzia handia eta gogortasun bikaina konbinatzen ditu.

Errendimenduaren abantailak: Austenpatutako osagaiek gogortasun nabarmen handiagoa erakusten dute ohiko tenplatu eta tenplatutako piezekin alderatuta, 60-100 J-ko inpaktu-xurgapen energia lortuz, eta inpaktu-karga handiak hausturarik gabe jasateko gai dira. Gainera, gogortasunak 40-50 HRC-ra irits daiteke, karga ertain eta astuneko altxatze-aplikazioetarako erresistentzia-eskakizunak betez, aldi berean hozte-distortsioa minimizatuz eta barne-tentsioak murriztuz. Aplikazio aplikagarriak: Batez ere inpaktu-karga handiak jasaten dituzten kate-osagaiak altxatzeko erabiltzen da, hala nola meatzaritza- eta eraikuntza-industrietan forma irregularreko objektuak altxatzeko maiz erabiltzen direnak, edo tenperatura baxuko inguruneetan (hala nola, biltegiratze hotzean eta eragiketa polarretan) erabiltzen diren kateak altxatzeko. Bainitak martensitak baino gogortasun eta egonkortasun askoz handiagoa du tenperatura baxuetan, tenperatura baxuko haustura hauskorraren arriskua minimizatuz.

(V) Nitrurazioa: Korrosioarekiko eta higadurarekiko erresistentziarako "estaldura iraunkorra"
Prozesuaren printzipioa: Kate-osagaiak nitrogenoa duen ingurune batean jartzen dira, hala nola amoniakoa, 500-580 °C-tan 10-50 orduz. Horri esker, nitrogeno atomoek osagaiaren gainazalean sartzen dira, nitruro geruza bat sortuz (batez ere Fe₄N eta Fe₂N-z osatua). Nitrurazioak ez du ondorengo hozterik behar eta "tenperatura baxuko tratamendu kimiko termikoa" da, osagaiaren errendimendu orokorrean eragin minimoa duena. Errendimenduaren abantailak: ① Gainazaleko gogortasun handiak (HV800-1200) higadura-erresistentzia handiagoa eskaintzen du altzairu karburizatu eta hoztuarekin alderatuta, eta, aldi berean, marruskadura-koefiziente baxua eskaintzen du, sarean zehar energia-galera murriztuz. ② Nitruratutako geruza trinkoak korrosioarekiko erresistentzia bikaina eskaintzen du, ingurune heze eta hautsez beteetan herdoilaren arriskua murriztuz. ③ Prozesatzeko tenperatura baxuak osagaien deformazioa minimizatzen du, eta egokia da aurrez eratutako zehaztasun-arraboletarako edo muntatutako kate txikietarako.

Aplikazioak: Higadura eta korrosioarekiko erresistentzia behar duten altxatzeko kateetarako egokia, hala nola elikagaien prozesatzeko industrian (ingurune garbiak) eta itsas ingeniaritzan (gatz-ihinztadura handiko inguruneak) erabiltzen direnak, edo "mantentze-lanik gabeko" kateak behar dituzten altxatzeko ekipo txikietarako.

III. Bero-tratamenduaren prozesuaren hautaketa: funtzionamendu-baldintzetara egokitzea funtsezkoa da

Jasotzeko kate batentzako tratamendu termiko metodo bat hautatzerakoan, kontuan hartu hiru faktore nagusi: karga-balorazioa, funtzionamendu-ingurunea eta osagaien funtzioa. Saihestu itsu-itsuan erresistentzia handia edo gehiegizko kostu-aurrezkiak bilatzea:

Aukeratu karga-balioaren arabera: Karga arinen kateek (≤ 50. maila) tenplaketa eta tenplaketa osoa jasan dezakete. Karga ertain eta astunaren kateek (80-100) karburatze eta tenplaketa konbinatu behar dituzte zati zaurgarriak indartzeko. Karga astunaren kateek (120. mailatik gorakoak) tenplaketa eta tenplaketa prozesu konbinatu bat edo indukziozko gogortzea behar dute zehaztasuna bermatzeko.

Aukeratu funtzionamendu-ingurunearen arabera: Nitrurazioa hobesten da ingurune heze eta korrosiboetarako; austemperinga hobesten da inpaktu-karga handiko aplikazioetarako. Sartze-aplikazio maiz egiten direnean, arrabolen karburazioa edo indukzio-gogortzea lehenesten da. Aukeratu osagaiak haien funtzioaren arabera: Kate-plakek eta pinek erresistentzia eta gogortasuna lehenesten dituzte, hozte eta tenplatzea lehenetsiz. Arrabolek higadura-erresistentzia eta gogortasuna lehenesten dituzte, karburazioa edo indukzio-gogortzea lehenetsiz. Osagai laguntzaileek, hala nola buxinek, kostu txikiko hozte eta tenplatze integratua erabil dezakete.

IV. Ondorioa: Bero-tratamendua katearen segurtasunerako "defentsa-lerro ikusezina" da
Jasotzeko kateen tratamendu termikoa ez da teknika bakarra; aitzitik, materialen propietateak, osagaien funtzioak eta funtzionamendu-eskakizunak integratzen dituen ikuspegi sistematikoa da. Zehaztasun-arrabolen karburaziotik eta hoztetik hasi eta kate-plaken hozte eta tenplaturaino, prozesu bakoitzeko zehaztasun-kontrolak zuzenean zehazten du katearen segurtasuna altxatzeko eragiketetan. Etorkizunean, tratamendu termiko adimenduneko ekipamenduen erabilera zabalarekin (adibidez, karburazio-lerro guztiz automatizatuak eta gogortasun-proba sistemak linean), altxatzeko kateen errendimendua eta egonkortasuna are gehiago hobetuko dira, ekipamendu berezien funtzionamendu segururako berme fidagarriagoa eskainiz.