Potpuna analiza procesa preciznog kovanja valjkastih lanaca: Tajna kvalitete od sirovina do gotovog proizvoda
U industriji industrijskih prijenosa, pouzdanostvaljkasti lanciizravno određuje operativnu učinkovitost i vijek trajanja opreme proizvodne linije. Kao osnovna tehnologija proizvodnje komponenti valjkastih lanaca s jezgrom, precizno kovanje, sa svojom prednošću gotovo mrežnog oblika, postiže savršenu ravnotežu između dimenzijske točnosti komponenti, mehaničkih svojstava i učinkovitosti proizvodnje. Ovaj članak će se pozabaviti cijelim procesom preciznog kovanja valjkastih lanaca, otkrivajući tajne visokokvalitetnih valjkastih lanaca.
1. Prethodna obrada: Odabir i prethodna obrada sirovina – Kontrola kvalitete na izvoru
Temelj kvalitete u preciznom kovanju započinje strogim odabirom sirovina i znanstvenom predobradom. Glavne nosive komponente valjkastih lanaca (valjci, čahure, ploče lanca itd.) moraju izdržati naizmjenična opterećenja, udarce i habanje. Stoga izbor i obrada sirovina izravno utječu na performanse konačnog proizvoda.
1. Odabir sirovine: Odabir čelika koji odgovara zahtjevima performansi
Ovisno o primjeni valjkastog lanca (kao što su građevinski strojevi, automobilski mjenjači i precizni alatni strojevi), sirovine koje se obično koriste su visokokvalitetni ugljični konstrukcijski čelik ili legirani konstrukcijski čelik. Na primjer, valjci i čahure zahtijevaju visoku otpornost na habanje i žilavost, često koristeći legirane cementirajuće čelike poput 20CrMnTi. Ploče lanca zahtijevaju ravnotežu čvrstoće i otpornosti na umor, često koristeći srednje ugljične konstrukcijske čelike poput 40Mn i 50Mn. Tijekom odabira materijala, kemijski sastav čelika testira se spektralnom analizom kako bi se osiguralo da sadržaj elemenata poput ugljika, mangana i kroma bude u skladu s nacionalnim standardima kao što je GB/T 3077, čime se izbjegavaju pukotine pri kovanju ili nedostaci u performansama uzrokovani odstupanjima u sastavu.
2. Postupak predobrade: „Zagrijavanje“ za kovanje
Nakon ulaska u tvornicu, sirovine prolaze kroz tri ključna koraka predobrade:
Čišćenje površine: Sačmarenjem se uklanjaju okamin, hrđa i ulje s površine čelika kako bi se spriječilo utiskivanje nečistoća u obradak tijekom kovanja i uzrokovanje nedostataka.
Rezanje: Precizne pile ili CNC škare koriste se za rezanje čelika u gredice fiksne težine, s pogreškom točnosti rezanja kontroliranom unutar ±0,5% kako bi se osigurale konzistentne dimenzije obratka nakon kovanja.
Zagrijavanje: Ploča se uvodi u indukcijsku peć za zagrijavanje srednje frekvencije. Brzina zagrijavanja i konačna temperatura kovanja kontroliraju se prema vrsti čelika (na primjer, ugljični čelik se obično zagrijava na 1100-1250 °C) kako bi se postiglo idealno stanje kovanja „dobre plastičnosti i niske otpornosti na deformacije“, a istovremeno se izbjegava pregrijavanje ili prekomjerno izgaranje koje bi moglo degradirati svojstva materijala.
II. Kovanje jezgre: Precizno oblikovanje za gotovo neto oblik
Proces kovanja jezgre ključan je za postizanje proizvodnje komponenti valjkastih lanaca s "niskim rezom ili bez rezanja". Ovisno o strukturi komponente, prvenstveno se koriste kovanje u kalupu i kovanje uzdužnim rezanjem, koristeći precizne kalupe i inteligentnu opremu za dovršetak procesa oblikovanja.
1. Priprema kalupa: „Ključni medij“ za precizan prijenos
Precizni kalupi za kovanje izrađuju se od čelika za vruću obradu H13. CNC glodanjem, EDM obradom i poliranjem, šupljina kalupa postiže dimenzijsku točnost IT7 i hrapavost površine Ra ≤ 1,6 μm. Kalup se mora prethodno zagrijati na 200-300 °C i poprskati grafitnim mazivom. To ne samo da smanjuje trenje i trošenje između blanka i kalupa, već i olakšava brzo vađenje iz kalupa i sprječava nedostatke lijepljenja. Za simetrične komponente poput valjaka, kalup također mora biti dizajniran s utorima za preusmjeravanje i otvorima kako bi se osiguralo da rastaljeni metal (vrući blank) ravnomjerno ispunjava šupljinu i uklanja zrak i nečistoće.
2. Kovanje: Prilagođena obrada na temelju karakteristika komponenti
Kovanje valjcima: Koristi se dvostupanjski proces „završnog kovanja s naprezanjem“. Zagrijani komad se prvo napreže u kalupu za prethodno kovanje, pri čemu se materijal u početku deformira i ispunjava šupljina prethodnog kovanja. Zatim se komad brzo prenosi u kalup za konačno kovanje. Pod visokim tlakom preše (obično preše za vruće kovanje silom od 1000-3000 kN), komad se potpuno uklapa u šupljinu za konačno kovanje, formirajući sfernu površinu valjka, unutarnji provrt i druge strukture. Brzina kovanja i tlak moraju se kontrolirati tijekom cijelog procesa kako bi se izbjeglo pucanje obratka zbog prekomjerne deformacije.
Kovanje čahure: Koristi se kompozitni postupak „bušenjem i širenjem“. Prvo se u središtu gredice bušilicom izbuši slijepa rupa. Zatim se rupa proširuje na projektirane dimenzije pomoću matrice za širenje, uz održavanje ujednačene tolerancije debljine stijenke čahure od ≤0,1 mm.
Kovanje lančanih ploča: Zbog ravne i tanke strukture lančanih ploča, koristi se postupak „kontinuiranog kovanja u kalupu s više stanica“. Nakon zagrijavanja, blank prolazi kroz stanice za predoblikovanje, završno oblikovanje i obrezivanje, dovršavajući profil lančane ploče i obradu rupa u jednoj operaciji, s proizvodnom brzinom od 80-120 komada u minuti.
3. Obrada nakon kovanja: Stabilizacija performansi i izgleda
Kovani obratak se odmah podvrgava kaljenju zaostalom toplinom ili izotermnoj normalizaciji. Kontroliranjem brzine hlađenja (npr. hlađenjem vodenim raspršivanjem ili hlađenjem u nitratnoj kupelji), metalografska struktura obratka se podešava kako bi se postigla ujednačena sorbitna ili perlitna struktura u komponentama kao što su valjci i čahure, poboljšavajući tvrdoću (tvrdoća valjka obično zahtijeva HRC 58-62) i čvrstoću na zamor. Istovremeno, stroj za obrezivanje velike brzine koristi se za uklanjanje neravnina i neravnina s rubova otkivka, osiguravajući da izgled komponente zadovoljava zahtjeve dizajna.
3. Završna obrada i ojačavanje: Poboljšanje kvalitete u detaljima
Nakon kovanja jezgre, obradak već ima osnovni izgled, ali potrebni su procesi završne obrade i ojačavanja kako bi se dodatno poboljšala njegova preciznost i performanse te zadovoljili strogi zahtjevi prijenosa valjkastim lancima velike brzine.
1. Precizna korekcija: Ispravljanje manjih deformacija
Zbog skupljanja i otpuštanja naprezanja nakon kovanja, obratci mogu pokazivati manja dimenzijska odstupanja. Tijekom procesa završne obrade, precizni korekcijski alat koristi se za primjenu pritiska na hladni obratak kako bi se ispravila dimenzijska odstupanja unutar IT8. Na primjer, pogreška kružnosti vanjskog promjera valjka mora se kontrolirati ispod 0,02 mm, a pogreška cilindričnosti unutarnjeg promjera čahure ne smije prelaziti 0,015 mm kako bi se osigurao nesmetan prijenos lanca nakon montaže.
2. Površinsko kaljenje: Poboljšanje otpornosti na habanje i koroziju
Ovisno o okruženju primjene, obradci zahtijevaju ciljanu površinsku obradu:
Cementacija i kaljenje: Valjci i čahure se cementiraju u peći za cementaciju na 900-950°C tijekom 4-6 sati kako bi se postigao površinski sadržaj ugljika od 0,8%-1,2%. Zatim se kale i otpuštaju na niskim temperaturama kako bi se stvorila gradijentna mikrostruktura koju karakterizira visoka površinska tvrdoća i visoka žilavost jezgre. Površinska tvrdoća može doseći preko HRC60, a udarna žilavost jezgre ≥50J/cm².
Fosfatiranje: Komponente poput lančanih ploča fosfatiraju se kako bi se na površini stvorio porozni fosfatni film, što poboljšava naknadno prianjanje masti i otpornost na koroziju.
Sačmarenje: Sačmarenje površine lančane ploče stvara zaostala tlačna naprezanja udarom brzoreznog čelika, smanjujući nastanak pukotina uslijed zamora i produžujući vijek trajanja lanca od zamora.
IV. Inspekcija cijelog procesa: Kvalitetna obrana za uklanjanje nedostataka
Svaki proces preciznog kovanja rigorozno se kontrolira, tvoreći sveobuhvatan sustav kontrole kvalitete od sirovina do gotovog proizvoda, osiguravajući 100%-tno jamstvo kvalitete za sve komponente valjkastih lanaca koje napuštaju tvornicu.
1. Inspekcija procesa: Praćenje ključnih parametara u stvarnom vremenu
Inspekcija zagrijavanja: Infracrveni termometri koriste se za praćenje temperature zagrijavanja gredice u stvarnom vremenu, s pogreškom kontroliranom unutar ±10°C.
Pregled kalupa: Šupljina kalupa se pregledava na habanje svakih 500 proizvedenih dijelova. Popravci poliranjem se izvode odmah ako hrapavost površine prelazi Ra3,2 μm.
Inspekcija dimenzija: Trodimenzionalni koordinatni mjerni stroj koristi se za uzorkovanje i inspekciju kovanih dijelova, s naglaskom na ključne dimenzije kao što su vanjski promjer, unutarnji promjer i debljina stijenke. Stopa uzorkovanja nije manja od 5%.
2. Inspekcija gotovog proizvoda: Sveobuhvatna provjera pokazatelja učinkovitosti
Ispitivanje mehaničkih performansi: Nasumično uzorkujte gotove proizvode za ispitivanje tvrdoće (Rockwellov tester tvrdoće), ispitivanje udarne žilavosti (tester s njihalom) i ispitivanje vlačne čvrstoće kako biste osigurali usklađenost sa standardima proizvoda.
Nerazorna ispitivanja: Ultrazvučno ispitivanje se koristi za otkrivanje unutarnjih nedostataka poput pora i pukotina, dok se magnetsko ispitivanje česticama koristi za otkrivanje površinskih i podpovršinskih nedostataka.
Ispitivanje montaže: Kvalificirane komponente sastavljaju se u valjkasti lanac i podvrgavaju se dinamičkim ispitivanjima performansi, uključujući točnost prijenosa, razinu buke i vijek trajanja od zamora. Na primjer, komponenta se smatra kvalificiranom samo ako je neprekidno radila pri 1500 o/min tijekom 1000 sati bez ikakvih problema.
V. Prednosti procesa i vrijednost primjene: Zašto je precizno kovanje prvi izbor u industriji?
U usporedbi s tradicionalnim postupkom "kovanje + opsežno rezanje", precizno kovanje nudi tri ključne prednosti za proizvodnju valjkastih lanaca:
Visoka iskorištenost materijala: Iskorištenost materijala porasla je sa 60%-70% u tradicionalnim procesima na preko 90%, što značajno smanjuje otpad sirovina;
Visoka učinkovitost proizvodnje: Korištenjem višestanične kontinuirane kovanja i automatizirane opreme, učinkovitost proizvodnje je 3-5 puta veća od tradicionalnih procesa;
Izvrsne performanse proizvoda: Kovanje raspoređuje strukturu metalnih vlakana duž konture obratka, stvarajući aerodinamičnu strukturu, što rezultira povećanjem vijeka trajanja od 20%-30% u usporedbi s obrađenim dijelovima.
Ove prednosti dovele su do široke upotrebe precizno kovanih valjkastih lanaca u proizvodnji vrhunske opreme, kao što su pogoni gusjenica za građevinske strojeve, sustavi za razvod zraka za automobilske motore i pogoni vretena za precizne alatne strojeve. Postali su ključne energetske komponente koje osiguravaju stabilan rad industrijske opreme.
Zaključak
Precizni proces kovanja valjkastih lanaca vrhunac je sveobuhvatnog pristupa koji kombinira znanost o materijalima, tehnologiju kalupa, automatiziranu kontrolu i kontrolu kvalitete. Od strogih standarda u odabiru sirovina, preko milimetarske precizne kontrole u kovanju jezgre, do sveobuhvatne provjere u ispitivanju gotovog proizvoda, svaki proces utjelovljuje domišljatost i tehničku snagu industrijske proizvodnje.
Vrijeme objave: 24. rujna 2025.