Utjecaj tekućine za kaljenje polimera na performanse valjkastog lanca
U industrijskoj oblasti,valjkasti lanacje važna komponenta prijenosa, a njegove performanse izravno su povezane s radnom učinkovitošću i stabilnošću mehaničke opreme. Kao ključna karika za poboljšanje performansi valjkastog lanca, odabir i upotreba tekućine za kaljenje u procesu toplinske obrade igra važnu ulogu. Kao uobičajeni medij za kaljenje, polimerna tekućina za kaljenje postupno se široko koristi u toplinskoj obradi valjkastog lanca. Ovaj članak će detaljno istražiti kako polimerna tekućina za kaljenje utječe na performanse valjkastog lanca.
1. Materijali i osnovni zahtjevi za performanse valjkastog lanca
Valjkasti lanac obično se izrađuje od ugljičnog čelika, legiranog čelika i drugih materijala. Nakon obrade i oblikovanja, ovi materijali moraju se toplinski obraditi kako bi se poboljšala njihova tvrdoća, otpornost na habanje, otpornost na umor i druga svojstva te zadovoljili zahtjevi upotrebe u različitim radnim uvjetima. Na primjer, u sustavima prijenosa velikih brzina i velikih opterećenja, valjkasti lanci moraju imati veću tvrdoću i čvrstoću kako bi izdržali ogromne sile napetosti i udara; u nekoj opremi koja se često pokreće i zaustavlja, dobra otpornost na umor može osigurati vijek trajanja valjkastih lanaca.
2. Pregled tekućine za gašenje polimera
Tekućina za kaljenje polimera izrađena je od specifičnog polieterskog neionskog visokomolekularnog polimera (PAG) plus kompozitnog aditiva koji može postići druga pomoćna svojstva i odgovarajuću količinu vode. U usporedbi s tradicionalnim uljem za kaljenje i vodom, tekućina za kaljenje polimera ima mnoge prednosti kao što su podesiva brzina hlađenja, zaštita okoliša i niski troškovi korištenja. Njene karakteristike hlađenja su između vode i ulja, te može učinkovito kontrolirati brzinu hlađenja tijekom procesa kaljenja obratka, smanjujući sklonost deformaciji i pucanju obratka.
3. Utjecaj tekućine za kaljenje polimera na performanse valjkastog lanca
(I) Tvrdoća i čvrstoća
Kada se lanac valjka kali u polimernoj tekućini za kaljenje, polimer u tekućini za kaljenje se otapa na visokoj temperaturi i stvara premaz bogat vodom na površini lanca valjka. Ovaj premaz može prilagoditi brzinu hlađenja lanca valjka tako da je njegova brzina hlađenja u rasponu martenzitne transformacije umjerena, čime se postiže ujednačena i idealna martenzitna struktura. U usporedbi s kaljenjem u vodi, tekućina za kaljenje u polimeru može smanjiti brzinu hlađenja pri kaljenju, smanjiti naprezanje pri kaljenju i izbjeći pukotine uzrokovane pretjeranom brzinom hlađenja lanca valjka; u usporedbi s kaljenjem u ulju, brzina hlađenja je relativno brza i može postići veću tvrdoću i čvrstoću. Na primjer, tvrdoća lanca valjka kaljenog odgovarajućom koncentracijom polimerne tekućine za kaljenje može doseći raspon od HRC30 do HRC40. U usporedbi s lancem valjka koji nije kaljen ili koristi druge medije za kaljenje, tvrdoća i čvrstoća su značajno poboljšane, čime se poboljšava nosivost i otpornost na habanje lanca valjka.
(II) Otpornost na habanje
Dobra otpornost na habanje važno je jamstvo za normalan rad valjkastog lanca. Polimerni film koji tvori tekućina za kaljenje polimera na površini valjkastog lanca ne samo da može prilagoditi brzinu hlađenja, već i smanjiti oksidaciju i dekarburizaciju valjkastog lanca tijekom procesa kaljenja do određene mjere te održati aktivnost i integritet metala na površini valjkastog lanca. U naknadnom procesu upotrebe, tvrdoća površine valjkastog lanca kaljenog tekućinom za kaljenje polimera je veća, što može učinkovito odoljeti trenju i habanju između valjka i ploče lanca, osovine klina i drugih komponenti te produžiti vijek trajanja valjkastog lanca. Istovremeno, ujednačena raspodjela mikrostrukture kaljenja također pomaže u poboljšanju ukupne otpornosti valjkastog lanca na habanje, tako da i dalje može održati dobru točnost prijenosa i učinkovitost tijekom dugotrajnog rada.
(III) Otpornost na umor
U stvarnim radnim uvjetima, valjkasti lanci često su izloženi ponovljenim naprezanjima savijanja i vlačnim naprezanjima, što zahtijeva od valjkastih lanaca izvrsnu otpornost na umor. Polimerna tekućina za kaljenje može smanjiti zaostalo naprezanje unutar valjkastog lanca kontroliranjem raspodjele naprezanja tijekom procesa hlađenja kaljenjem, čime se poboljšava čvrstoća valjkastog lanca na umor. Postojanje zaostalog naprezanja utjecat će na nastanak pukotina uslijed zamora i ponašanje širenja valjkastog lanca pod cikličkim opterećenjem, a razumna upotreba polimerne tekućine za kaljenje može optimizirati stanje zaostalog naprezanja valjkastog lanca, tako da može izdržati više ciklusa bez oštećenja od zamora kada je izložen izmjeničnom naprezanju. Eksperimentalne studije pokazale su da se vijek trajanja valjkastih lanaca tretiranih polimernom tekućinom za kaljenje u testovima zamora može produžiti nekoliko puta ili čak desetke puta u usporedbi s netretiranim valjkastim lancima, što je od velikog značaja za poboljšanje pouzdanosti mehaničke opreme i smanjenje troškova održavanja.
(IV) Dimenzijska stabilnost
Tijekom procesa kaljenja, na dimenzijsku točnost valjkastog lanca utječu mnogi čimbenici poput brzine hlađenja i naprezanja kaljenja. Budući da je brzina hlađenja polimerne tekućine za kaljenje relativno ujednačena i podesiva, ona može učinkovito smanjiti toplinsko naprezanje i strukturno naprezanje valjkastog lanca tijekom kaljenja, čime se poboljšava dimenzijska stabilnost valjkastog lanca. U usporedbi s kaljenjem u vodi, polimerna tekućina za kaljenje može smanjiti deformaciju valjkastog lanca i smanjiti naknadne mehaničke korekcije obrade; u usporedbi s kaljenjem u ulju, brzina hlađenja je veća, što može poboljšati tvrdoću i čvrstoću valjkastog lanca pod uvjetom da se osigura dimenzijska stabilnost. To omogućuje valjkastom lancu da bolje zadovolji zahtjeve za dimenzije dizajna nakon kaljenja polimernom tekućinom za kaljenje, poboljša točnost montaže i točnost prijenosa te osigura normalan rad mehaničke opreme.
4. Čimbenici koji utječu na performanse tekućine za kaljenje polimera na valjkastom lancu
(I) Koncentracija tekućine za gašenje
Koncentracija polimerne tekućine za kaljenje jedan je od ključnih čimbenika koji utječu na performanse hlađenja i učinak kaljenja valjkastih lanaca. Općenito govoreći, što je veća koncentracija tekućine za kaljenje, to je veći sadržaj polimera, deblji je sloj i sporija je brzina hlađenja. Valjkasti lanci različitih materijala i specifikacija moraju odabrati odgovarajuću koncentraciju tekućine za kaljenje kako bi se postigla najbolja učinkovitost kaljenja. Na primjer, za neke male, lagano opterećene valjkaste lance može se koristiti niža koncentracija polimerne tekućine za kaljenje, kao što je 3%-8%; dok se za velike, teško opterećene valjkaste lance koncentracija tekućine za kaljenje mora odgovarajuće povećati na 10%-20% ili čak više kako bi se zadovoljili zahtjevi za tvrdoću i čvrstoću. U stvarnoj proizvodnji, koncentracija tekućine za kaljenje mora se strogo kontrolirati, a redovito se moraju provoditi inspekcije i podešavanja kako bi se osigurala stabilnost kvalitete kaljenja.
(II) Temperatura kaljenja
Temperatura kaljenja također ima važan utjecaj na performanse valjkastog lanca. Viša temperatura kaljenja može uzrokovati rast austenitnih zrna unutar valjkastog lanca, ali je također lako uzrokovati smanjenje tvrdoće i žilavosti nakon kaljenja, povećavajući rizik od pukotina pri kaljenju; ako je temperatura kaljenja preniska, možda se neće postići dovoljna tvrdoća i martenzitna struktura, što utječe na poboljšanje performansi valjkastog lanca. Za različite specifikacije čelika i valjkastih lanaca potrebno je odrediti odgovarajući raspon temperature kaljenja prema njihovim svojstvima materijala i zahtjevima procesa. Općenito govoreći, temperatura kaljenja valjkastog lanca od ugljičnog čelika je između 800 ℃-900 ℃, dok je temperatura kaljenja valjkastog lanca od legiranog čelika nešto viša, obično između 850 ℃-950 ℃. Tijekom postupka kaljenja, ujednačenost i točnost temperature zagrijavanja trebaju se strogo kontrolirati kako bi se izbjegle razlike u performansama valjkastog lanca zbog temperaturnih fluktuacija.
(III) Cirkulacija i miješanje rashladnog medija
Tijekom procesa kaljenja, cirkulacija i miješanje rashladnog medija značajno utječu na učinkovitost izmjene topline između polimerne tekućine za kaljenje i valjkastog lanca. Dobra cirkulacija i miješanje mogu dovesti do potpunog kontakta tekućine za kaljenje s površinom valjkastog lanca, ubrzati prijenos topline i poboljšati ujednačenost brzine kaljenja. Ako protok rashladnog medija nije gladak, temperatura tekućine za kaljenje u lokalnom području prebrzo raste, što će uzrokovati neujednačene brzine hlađenja u različitim dijelovima valjkastog lanca, uzrokujući prekomjerno naprezanje i deformacije pri kaljenju. Stoga, prilikom projektiranja i korištenja spremnika za kaljenje, treba opremiti odgovarajući sustav za cirkulacijsko miješanje kako bi se osiguralo dobro stanje protoka tekućine za kaljenje i stvorili povoljni uvjeti za ujednačeno kaljenje valjkastog lanca.
(IV) Površinsko stanje valjkastog lanca
Stanje površine valjkastog lanca također će imati određeni utjecaj na učinak hlađenja i konačne performanse tekućine za kaljenje polimera. Na primjer, ako na površini valjkastog lanca postoje nečistoće poput ulja, željeznih strugotina, kamenca itd., to će utjecati na stvaranje i prianjanje polimernog filma, smanjiti performanse hlađenja tekućine za kaljenje i dovesti do neujednačene tvrdoće pri kaljenju ili pukotina pri kaljenju. Stoga se prije kaljenja površina valjkastog lanca mora strogo očistiti kako bi se osiguralo da je njezina površina čista i bez nedostataka poput ulja i kamenca, kako bi se osiguralo da tekućina za kaljenje polimera može u potpunosti odigrati svoju ulogu i poboljšati kvalitetu kaljenja valjkastog lanca.
(V) Upotreba aditiva
Kako bi se dodatno poboljšale performanse polimerne tekućine za kaljenje i poboljšao učinak kaljenja valjkastog lanca, ponekad se tekućini za kaljenje dodaju neki posebni aditivi. Na primjer, dodavanje inhibitora hrđe može spriječiti hrđanje valjkastog lanca nakon kaljenja i produžiti njegov vijek trajanja; dodavanje sredstva za uklanjanje pjene može smanjiti pjenu koja se stvara tijekom kaljenja i poboljšati performanse i sigurnost tekućine za kaljenje; dodavanje surfaktanta može poboljšati kvašenje i prianjanje polimerne tekućine za kaljenje, poboljšati njezin kontaktni učinak s površinom valjkastog lanca i poboljšati učinkovitost hlađenja. Prilikom odabira i korištenja aditiva, oni bi trebali biti razumno usklađeni prema specifičnom procesu kaljenja i zahtjevima performansi valjkastog lanca, a količina aditiva treba biti strogo kontrolirana kako bi se izbjegli štetni učinci na performanse tekućine za kaljenje.
5. Održavanje i upravljanje tekućinom za gašenje polimera
Kako bi se osigurala dugoročna stabilnost i performanse polimerne tekućine za kaljenje tijekom toplinske obrade valjkastog lanca, potrebno ju je učinkovito održavati i upravljati.
Redovito otkrivanje koncentracije: Koristite profesionalne instrumente poput refraktometra za redovito otkrivanje koncentracije tekućine za gašenje i pravovremeno je prilagođavajte prema rezultatima ispitivanja. Općenito se preporučuje testiranje koncentracije jednom tjedno. Ako se utvrdi da koncentracija prelazi procesne zahtjeve, treba je razrijediti ili na vrijeme dodati novu otopinu polimera.
Kontrolirajte sadržaj nečistoća: Redovito čistite nečistoće i plutajuće ulje na dnu spremnika za kaljenje kako biste spriječili da prekomjerne nečistoće utječu na performanse hlađenja i vijek trajanja tekućine za kaljenje. Može se ugraditi sustav za filtriranje za cirkulaciju i filtriranje tekućine za kaljenje radi uklanjanja krutih nečistoća poput željeznih strugotina i oksidnog kamenca.
Sprječavanje rasta bakterija: Tekućina za gašenje polimera sklona je razmnožavanju bakterija tijekom upotrebe, što uzrokuje propadanje i smanjenje performansi. Stoga je potrebno redovito dodavati baktericide te održavati tekućinu za gašenje čistom i dobro prozračenom kako bi se izbjegao rast bakterija. Općenito, baktericidi se dodaju svaka dva tjedna, a pozornost se posvećuje kontroli temperature i pH vrijednosti tekućine za gašenje kako bi se održala unutar odgovarajućeg raspona.
Obratite pozornost na sustav hlađenja: Redovito provjeravajte i održavajte sustav hlađenja spremnika za kaljenje kako biste osigurali učinkovitu kontrolu temperature tekućine za kaljenje. Kvar sustava hlađenja može uzrokovati previsoku ili prenisku temperaturu tekućine za kaljenje, što utječe na performanse hlađenja i kvalitetu kaljenja valjkastog lanca. Redovito provjeravajte je li cijev za hlađenje blokirana, radi li pumpa rashladne vode ispravno itd. te na vrijeme provodite popravke i održavanje.
6. Zaključak
Polimerna tekućina za kaljenje igra vitalnu ulogu u procesu toplinske obrade valjkastih lanaca. Značajno poboljšava sveobuhvatna svojstva valjkastih lanaca kao što su tvrdoća, čvrstoća, otpornost na habanje, otpornost na umor i dimenzijska stabilnost podešavanjem brzine hlađenja pri kaljenju i optimizacijom unutarnje organizacijske strukture. Međutim, kako bi se u potpunosti iskoristile prednosti polimerne tekućine za kaljenje i postigle idealne performanse valjkastog lanca, potrebno je sveobuhvatno uzeti u obzir više čimbenika kao što su koncentracija tekućine za kaljenje, temperatura kaljenja, cirkulacija i miješanje rashladnog medija, stanje površine valjkastog lanca i upotreba aditiva, te strogo održavati i upravljati tekućinom za kaljenje. Samo na taj način možemo osigurati da valjkasti lanci mogu stabilno i pouzdano raditi u različitoj mehaničkoj opremi i zadovoljiti visoke zahtjeve performansi moderne industrijske proizvodnje za komponente prijenosa.
Vrijeme objave: 07.05.2025.