Sammutusväliaineen valinta 45# teräsrullaketjulle: suorituskyky, käyttö ja vertailu
Koneenrakennuksessa rullaketju on keskeinen voimansiirtokomponentti, ja sen suorituskyky vaikuttaa suoraan mekaanisten laitteiden toiminnan tehokkuuteen ja luotettavuuteen. 45# teräksestä valmistettua rullaketjua käytetään laajalti sen alhaisen hinnan ja kohtuullisten mekaanisten ominaisuuksien vuoksi, ja sammutusprosessi on ratkaisevan tärkeä sen kovuuden, lujuuden ja kulutuskestävyyden parantamiseksi. Sammutusväliaineen valinta määrää sammutusvaikutuksen laadun. Tässä artikkelissa tarkastellaan perusteellisesti 45# teräksestä valmistettuun rullaketjuun sopivaa sammutusväliainetta, jotta kansainväliset tukkumyyjät ja valmistajat voivat optimoida tuotteen suorituskyvyn ja maksimoida kaupallisen arvon.
1. 45# teräsrullaketjun ominaisuudet ja sammutusvaatimukset
45# teräs on keskihiilinen teräs, jolla on hyvät kokonaisvaltaiset mekaaniset ominaisuudet, kuten korkea lujuus, kovuus ja sitkeys, sekä hyvä prosessointitekniikka, mikä tekee siitä ihanteellisen materiaalin rullaketjujen valmistukseen. Sen karkenevuus on kuitenkin suhteellisen alhainen, erityisesti suuremmissa osissa, ja tasaisen martensiittisen rakenteen saavuttaminen sammutuksen aikana on vaikeaa. Siksi rullaketjujen korkean lujuuden, kulutuskestävyyden ja väsymiskestävyyden vaatimusten täyttämiseksi on tarpeen valita sopiva sammutusväliaine nopean ja tasaisen jäähdytyksen saavuttamiseksi sekä karkaistun kerroksen syvyyden ja osien yleisen suorituskyvyn parantamiseksi.
2. Yleiset sammutusaineet ja niiden ominaisuudet
(I) Vesi
Vesi on yleisin ja edullisin sammutusväliaine, jolla on korkea jäähdytysnopeus, erityisesti korkean lämpötilan vyöhykkeellä. Tämä mahdollistaa 45# teräksestä valmistettujen rullaketjujen nopean jäähdytyksen, mikä auttaa muodostamaan martensiittisen rakenteen ja parantaa siten kovuutta ja lujuutta. Esimerkiksi viimeisen takomisen jälkeen 45# teräksestä valmistettu pienimoduulinen hammaspyörä kiinnitetään nopeasti ja siirretään vesihauteeseen sammutuskoneella sammutettavaksi. Hammaspyörän kovuus voi nousta yli HRC45:n, eikä sammutushalkeamia synny, ja suorituskyky on parempi kuin perinteisillä prosesseilla. Veden jäähdytysnopeus matalan lämpötilan vyöhykkeellä on kuitenkin liian nopea, mikä voi aiheuttaa suuria lämpöjännityksiä ja rakenteellisia jännityksiä työkappaleen pinnalle, mikä lisää halkeiluriskiä, erityisesti monimutkaisten muotojen tai suurten kokoisten rullaketjujen osien kohdalla.
(II) Öljy
Öljyn jäähdytysnopeus on hitaampi kuin veden, ja nopeus on tasaisempi koko jäähdytysprosessin ajan. Tämä tekee öljystä miedomman sammutusväliaineen, mikä voi tehokkaasti vähentää sammutuksen muodonmuutosten ja halkeilun taipumusta. Mineraaliöljy on yksi yleisesti käytetyistä sammutusöljyistä, ja sen jäähdytyskykyä voidaan säätää säätämällä öljyn lämpötilaa, lisäaineita jne. Joillekin 45# teräsrullaketjun osille, joilla on korkeat tarkkuusvaatimukset ja monimutkaiset muodot, kuten ketjulevyt, öljysammutus voi saavuttaa paremman mittapysyvyyden ja mekaaniset ominaisuudet. Öljyn jäähdytysnopeus on kuitenkin suhteellisen hidas, mikä voi johtaa joidenkin pienten tai ohutseinäisten osien huonoon karkaisuvaikutukseen, eikä se pysty täyttämään korkean kovuuden ja lujuuden vaatimuksia.
(III) Suolaliuos
Suolaliuoksen jäähdytysnopeus on veden ja öljyn välillä, ja jäähdytysominaisuuksia voidaan muuttaa säätämällä suolapitoisuutta ja veden lämpötilaa. Yleisesti ottaen suolaliuoksen jäähdytysteho kasvaa suolapitoisuuden kasvaessa, mutta liian korkea pitoisuus voi aiheuttaa liuoksen syövyttävää vaikutusta ja vahingoittaa työkappaleita ja laitteita. Esimerkiksi 10-prosenttinen suolavesiliuos on yleisesti käytetty sammutusväliaine. Sen jäähdytysnopeus on nopeampi kuin puhtaalla vedellä ja sen tasaisuus on parempi. Se voi jossain määrin lievittää halkeiluongelmaa puhtaalla vedellä sammutuksen aikana. Samalla sillä on korkeampi jäähdytystehokkuus kuin öljyllä ja se soveltuu joillekin keskikokoisille ja yksinkertaisen muotoisille 45# teräsrullaketjuosille.
(IV) Kalsiumkloridin vesiliuos
Tehokkaana sammutusväliaineena kalsiumkloridin vesiliuos toimii hyvin 45# teräsrullaketjujen sammutuksessa. Sen ainutlaatuiset jäähdytysominaisuudet mahdollistavat nopean jäähdytyksen korkeassa lämpötilassa, ja jäähdytysnopeus hidastuu asianmukaisesti matalassa lämpötilassa, mikä vähentää tehokkaasti sammutusjännitystä ja vähentää työkappaleen muodonmuutosta ja halkeilua. Tutkimukset ovat osoittaneet, että kun 45# teräsrullia sammutetaan 20 ℃ kylläisellä kalsiumkloridin vesiliuoksella, rullien kovuus voi nousta 56–60 HRC:hen, sisähalkaisijan muodonmuutos on hyvin pieni, karkaisukyky on vahva ja rullien kokonaisvaltaista suorituskykyä ja käyttöikää voidaan parantaa merkittävästi.
3. Erilaisten sammutusväliaineiden vaikutus 45# teräsrullaketjun suorituskykyyn
(I) Kovuus ja lujuus
Nopean jäähdytysominaisuuden ansiosta vesisammutus voi yleensä parantaa 45# teräsrullaketjujen kovuutta ja lujuutta. Liian nopea jäähdytysnopeus voi kuitenkin aiheuttaa työkappaleeseen suuremman jäännösjännityksen, mikä vaikuttaa työkappaleen mittapysyvyyteen ja sitkeyteen. Vaikka öljysammutuksen kovuus ja lujuus ovat hieman alhaisemmat kuin vesisammutuksen, se voi varmistaa, että työkappaleella on parempi sitkeys ja vähemmän muodonmuutoksia. Suolaliuos ja kalsiumkloridin vesiliuos voivat saavuttaa paremman tasapainon kovuuden, lujuuden ja sitkeyden välillä tiettyjen prosessivaatimusten mukaisesti. Esimerkiksi samoissa olosuhteissa 45# terästapin pinnan kovuus kyllästetyllä kalsiumkloridin vesiliuoksella sammuttamisen jälkeen paranee merkittävästi verrattuna 20# moottoriöljyllä sammutettuun tappiin, ja myös vetolujuus paranee merkittävästi.
(II) Kulumiskestävyys
Sammutusväliaineella on myös tärkeä vaikutus rullaketjun kulutuskestävyyteen. Korkea kovuus ja tasainen rakenne ovat avaintekijöitä kulutuskestävyyden parantamisessa. Tasaisesti jäähdytettävän ja hyvin karkenevan väliaineen, kuten kalsiumkloridin vesiliuoksen, käyttö voi parantaa 45# teräksestä valmistetun rullaketjun kovuutta ja rakennetta, mikä parantaa sen kulutuskestävyyttä. Käytännön sovelluksissa sopivalla sammutusväliaineella käsiteltyjen rullaketjujen käyttöikää voidaan pidentää merkittävästi samoissa käyttöolosuhteissa.
(III) Väsymysikä
Väsymislujuus on erittäin tärkeä rullaketjuille. Sammutusprosessin aikana muodostuva jäännösjännitysten jakautuminen ja organisaatiorakenne vaikuttavat merkittävästi väsymislukuun. Vesisammutus voi aiheuttaa suurten jäännösjännitysten keskittymisen työkappaleen pintaan, mikä lyhentää väsymislujuutta. Öljysammutus ja suolavedessä sammutus voivat muodostaa kohtuullisemman jäännösjännitysten jakautuman, mikä auttaa parantamaan väsymislujuutta. Lisäksi kalsiumkloridin vesiliuoksella sammutuksen jälkeen työkappale voi saada tasaisemman organisaation ja jäännösjännitysten jakautuman, koska se voi tehokkaasti vähentää sammutusjännitystä, mikä myös parantaa rullaketjun väsymislujuutta.
4. Sammutusväliainetta valittaessa huomioon otettavat tekijät
(I) Työkappaleen koko ja muoto
Pienille tai yksinkertaisen muotoisille 45# teräsrullaketjuosille, kuten pienille rullille, vesisammutus voi jäähdyttää nopeasti ja saada hyvän karkaisutuloksen suhteellisen suuren pinta-ala-tilavuussuhteen ansiosta. Suurille tai monimutkaisen muotoisille osille, kuten suurille ketjulevyille, öljysammutus tai suolavesisammutus on sopivampi muodonmuutosten ja halkeilutaipumusten vähentämiseksi. Koska näiden väliaineiden jäähdytysnopeus on suhteellisen tasainen, se voi tehokkaasti välttää liiallisen jäähdytysnopeuden aiheuttamat jännityskeskittymisongelmat.
(II) Materiaalinen koostumus ja organisaation tila
45# teräksen kemiallisella koostumuksella ja alkuperäisellä organisaatiotilalla on merkittävä vaikutus sen sammutusominaisuuksiin. Esimerkiksi jos materiaalin hiilipitoisuus ja seosainepitoisuus muuttuvat, se vaikuttaa sen kriittiseen jäähdytysnopeuteen ja karkenevuuteen. Hieman huonosti karkenevalle 45# teräkselle voidaan valita nopeampi jäähdytysnopeus, kuten kalsiumkloridin vesiliuos, riittävän karkean kerroksen paksuuden varmistamiseksi. Samalla materiaalin alkuperäinen organisaatiotila, kuten esimerkiksi nauhamainen rakenne, Widmanstätten-rakenne jne., vaikuttaa myös sammutusvaikutukseen, ja sitä on säädettävä tilanteen mukaan.
(III) Tuotantoerä ja kustannukset
Laajamittainen tuotanto on tärkeä tekijä. Vesi sammutusväliaineena on edullista ja helppoa saada. Se on taloudellinen valinta pienille rullaketjuosille, joita valmistetaan suuria määriä. Kuitenkin erittäin tarkkojen ja monimutkaisten osien tuotannossa, vaikka öljy- tai suolavesisammutus onkin kustannuksiltaan suhteellisen korkea, sen kokonaiskustannukset voivat olla pitkällä aikavälillä edullisempia, koska se voi tehokkaasti vähentää hylkyprosenttia ja parantaa tuotteen laatua. Lisäksi sammutusväliaineen ylläpitokustannukset ja käyttöikä on otettava kokonaisvaltaisesti huomioon.
5. Sammutusväliaineen käyttö ja huolto
(I) Käyttöön liittyvät varotoimet
Kun käytät vettä sammutusväliaineena, kiinnitä huomiota tekijöihin, kuten veden lämpötilaan, puhtauteen ja kovuuteen. Liian korkea veden lämpötila hidastaa jäähdytysnopeutta ja vaikuttaa sammutusvaikutukseen; epäpuhtaudet ja liian korkea veden kovuus voivat aiheuttaa ongelmia, kuten työkappaleen pinnanlaadun heikkenemistä ja laitteen hilseilyä. Öljyn sammutuksessa öljyn lämpötilaa, öljyn laatua ja sekoitusolosuhteita on valvottava tarkasti. Liiallinen öljyn lämpötila hidastaa jäähdytysnopeutta ja jopa aiheuttaa tulipalon; ja öljyn heikkeneminen vaikuttaa sammutustehoon, joten se on vaihdettava ja suodatettava säännöllisesti. Suolaliuoksen ja kalsiumkloridiliuoksen käyttö edellyttää liuoksen pitoisuuden, lämpötilan ja korroosionestotoimenpiteiden huomioimista jäähdytystehon vakauden ja laitteen turvallisen käytön varmistamiseksi.
(II) Huoltokohdat
Sammutusväliaineen eri parametrien, kuten veden kovuuden, öljyn viskositeetin ja leimahduspisteen, sekä suolaliuoksen ja kalsiumkloridiliuoksen pitoisuuden säännöllinen testaus on avain sammutuksen laadun varmistamiseen. Samanaikaisesti sammutussäiliö on pidettävä puhtaana ja poistettava sedimentti ja epäpuhtaudet ajoissa. Öljysammutuksessa on myös toteutettava palontorjuntatoimenpiteitä ja varustettava vastaavat sammutuslaitteet. Lisäksi asianmukaisten jäähdytys- ja kiertojärjestelmien käyttö voi pidentää sammutusväliaineen käyttöikää ja parantaa sen jäähdytystehokkuutta ja vakautta.
6. Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan todeta, että sopivan sammutusväliaineen valinta on ratkaisevan tärkeää 45# teräsrullaketjujen suorituskyvyn parantamisessa ja laadunvalvonnassa. Vedellä, öljyllä, suolaliuoksella ja kalsiumkloridiliuoksella on omat ominaisuutensa. Käytännön sovelluksissa työkappaleen koko, muoto, materiaalikoostumus, tuotantoerä ja kustannukset on otettava kokonaisvaltaisesti huomioon parhaan sammutusvaikutuksen saavuttamiseksi. Kansainvälisten tukkumyyjien ja -valmistajien tulisi ymmärtää syvällisesti eri sammutusväliaineiden ominaisuudet ja sovellettavuus, vahvistaa yhteistyötä lämpökäsittelytoimittajien kanssa ja optimoida sammutusprosessi, mikä parantaa 45# teräsrullaketjujen kilpailukykyä markkinoilla ja vastaa korkealaatuisten voimansiirtokomponenttien maailmanlaajuiseen kysyntään.
Julkaisun aika: 19. toukokuuta 2025