A görgősláncos precíziós kovácsolási folyamat teljes körű elemzése

A görgősláncos precíziós kovácsolási folyamat teljes körű elemzése: A minőség titka a nyersanyagoktól a késztermékig

Az ipari átviteli iparban a megbízhatósággörgős láncokközvetlenül meghatározza a gyártósor működési hatékonyságát és berendezés élettartamát. A precíziós kovácsolás, mint a maggörgőslánc-alkatrészek alapvető gyártási technológiája, közel azonos alak előnyével tökéletes egyensúlyt ér el az alkatrész méretpontossága, a mechanikai tulajdonságok és a termelési hatékonyság között. Ez a cikk a teljes görgőslánc-precíziós kovácsolási folyamatot bemutatja, feltárva a kiváló minőségű görgősláncok mögött rejlő titkokat.

1. Előfeldolgozás: Nyersanyag-kiválasztás és előkezelés – Minőségellenőrzés a forrásnál

A precíziós kovácsolás minőségének alapja a szigorú alapanyag-kiválasztás és a tudományos előkezelés. A görgősláncok fő teherhordó alkatrészeinek (görgők, perselyek, lánclemezek stb.) el kell viselniük a váltakozó terheléseket, az ütéseket és a kopást. Ezért a nyersanyagok kiválasztása és kezelése közvetlenül befolyásolja a végtermék teljesítményét.

1. Nyersanyag-kiválasztás: Acél kiválasztása a teljesítménykövetelményeknek megfelelően
A görgőslánc alkalmazásától függően (például építőipari gépek, autóipari sebességváltók és precíziós szerszámgépek) a tipikusan használt alapanyagok a kiváló minőségű szén szerkezeti acél vagy az ötvözött szerkezeti acél. Például a görgők és perselyek nagy kopásállóságot és szívósságot igényelnek, gyakran ötvözött acélokat, például 20CrMnTi-t használnak. A lánclemezekhez a szilárdság és a fáradási ellenállás egyensúlyára van szükség, gyakran közepes széntartalmú szerkezeti acélokat, például 40Mn és 50Mn-t használnak. Az anyagkiválasztás során az acél kémiai összetételét spektrális analízissel vizsgálják, hogy biztosítsák, hogy az olyan elemek, mint a szén, a mangán és a króm tartalma megfeleljen a nemzeti szabványoknak, például a GB/T 3077-nek, ezáltal elkerülve a kovácsolási repedéseket vagy az összetételi eltérések okozta teljesítménybeli hiányosságokat.

2. Előkezelési folyamat: „Bemelegítés” kovácsoláshoz

A gyárba való belépés után a nyersanyagok három fő előkezelési lépésen mennek keresztül:

Felülettisztítás: A sörétes szórás eltávolítja a revét, a rozsdát és az olajat az acél felületéről, hogy megakadályozza a szennyeződések bejutását a munkadarabba kovácsolás közben, és hibákat okozzon.

Forgácsolás: Precíziós fűrészeket vagy CNC ollókat használnak az acél fix súlyú tuskókra vágására, a vágási pontossági hiba ±0,5%-on belül szabályozva, hogy a kovácsolás után a munkadarab méretei állandóak legyenek.

Melegítés: A tuskót egy középfrekvenciás indukciós fűtőkemencébe vezetik. A melegítési sebességet és a végső kovácsolási hőmérsékletet az acél típusának megfelelően szabályozzák (például a szénacélt jellemzően 1100-1250°C-ra melegítik), hogy elérjék az ideális kovácsolási állapotot, a „jó képlékenységet és az alacsony alakváltozási ellenállást”, miközben elkerülik a túlmelegedést vagy a túlégetést, ami ronthatja az anyag tulajdonságait.

II. Magkovácsolás: Precíziós alakítás a közel eredeti alakért

A magkovácsolási folyamat kulcsfontosságú a görgőslánc-alkatrészek „alacsony forgácsolású vagy forgácsmentes” gyártásának eléréséhez. Az alkatrész szerkezetétől függően elsősorban süllyesztékes kovácsolást és zsinóros kovácsolást alkalmaznak, precíziós formákat és intelligens berendezéseket használva a formázási folyamat elvégzéséhez.

1. Formakészítés: A precíziós átvitel „kulcsfontosságú közege”

A precíziós kovácsolt formák H13 minőségű melegalakító szerszámacélból készülnek. CNC marással, szikraforgácsolással és polírozással a formaüreg IT7 méretpontosságot és Ra ≤ 1,6 μm felületi érdességet ér el. A formát 200-300°C-ra kell előmelegíteni, és grafit kenőanyaggal kell bepermetezni. Ez nemcsak a nyersdarab és a forma közötti súrlódást és kopást csökkenti, hanem megkönnyíti a gyors formakiválást és megakadályozza a tapadási hibákat is. Szimmetrikus alkatrészek, például görgők esetén a formát terelőhornyokkal és szellőzőnyílásokkal is meg kell tervezni, hogy az olvadt fém (forró nyersdarab) egyenletesen kitöltse az üreget, és eltávolítsa a levegőt és a szennyeződéseket.

2. Kovácsolás: Testreszabott feldolgozás az alkatrész jellemzői alapján

Hengeres kovácsolás: Egy kétlépéses „zúzási-végső kovácsolási” folyamatot alkalmaznak. A felmelegített bugát először egy előkovácsoló szerszámban zúzzák, kezdetben deformálva az anyagot és kitöltve az előkovácsolási üreget. A bugát ezután gyorsan áthelyezik a végső kovácsoló szerszámba. Egy prés (jellemzően egy 1000-3000 kN erejű melegkovácsoló prés) nagy nyomása alatt a bugát teljesen beillesztik a végső kovácsüregbe, kialakítva a henger gömbfelületét, belső furatát és egyéb szerkezeteit. A kovácsolási sebességet és nyomást a teljes folyamat során szabályozni kell, hogy elkerüljük a munkadarab repedését a túlzott deformáció miatt.

Hüvelykovácsolás: Egy „lyukasztásos-tágításos” kompozit eljárást alkalmaznak. Először egy zsáklyukat lyukasztanak a buga közepébe egy lyukasztóval. A lyukat ezután egy tágító szerszám segítségével a tervezett méretekre tágítják, miközben a hüvely falvastagságának ≤0,1 mm-es egyenletes tűrését fenntartják.

Lánclemez kovácsolás: A lánclemezek lapos és vékony szerkezete miatt „többállomásos folyamatos öntőformás kovácsolás” eljárást alkalmaznak. A melegítés után a nyersdarab előformázó, végső formázó és vágóállomásokon halad át, egyetlen műveletben elvégezve a lánclemez profil- és furatmegmunkálását, percenként 80-120 darabos termelési sebességgel.

3. Kovácsolás utáni feldolgozás: A teljesítmény és a megjelenés stabilizálása

A kovácsolt munkadarabot azonnal maradékhő-oltásnak vagy izotermikus normalizálásnak vetik alá. A hűtési sebesség szabályozásával (pl. vízpermet-hűtéssel vagy nitrátfürdős hűtéssel) a munkadarab metallográfiai szerkezetét úgy állítják be, hogy egyenletes szorbit- vagy perlitszerkezetet érjenek el olyan alkatrészekben, mint a görgők és perselyek, javítva a keménységet (a görgők keménysége jellemzően HRC 58-62-t igényel) és a kifáradási szilárdságot. Ezzel egyidejűleg egy nagy sebességű élvágó gépet használnak a sorják és a sorják eltávolítására a kovácsolt darab éleiről, biztosítva, hogy az alkatrész megjelenése megfeleljen a tervezési követelményeknek.

3. Kivitelezés és megerősítés: A minőség javítása a részletekben

A magkovácsolás után a munkadarabnak már van alapvető megjelenése, de további kidolgozási és megerősítési folyamatokra van szükség a pontosság és a teljesítmény további növelése érdekében, hogy megfeleljen a nagy sebességű görgősláncos átvitel szigorú követelményeinek.

1. Precíziós korrekció: Kisebb deformációk korrigálása

A kovácsolás utáni zsugorodás és feszültségoldás miatt a munkadarabok kisebb méretbeli eltéréseket mutathatnak. A kikészítési folyamat során egy precíziós korrekciós szerszámot használnak a hideg munkadarabra gyakorolt ​​nyomáshoz, hogy a méretbeli eltéréseket IT8-on belül korrigálják. Például a henger külső átmérőjének kerekségi hibáját 0,02 mm alatt kell tartani, a hüvely belső átmérőjének hengerességi hibáját pedig nem szabad 0,015 mm-nél nagyobbra tartani, hogy az összeszerelés után a lánc zökkenőmentesen továbbítódjon.
2. Felületkeményedés: A kopás- és korrózióállóság javítása

Az alkalmazási környezettől függően a munkadarabok célzott felületkezelést igényelnek:

Karburálás és edzés: A görgőket és perselyeket karburáló kemencében 900-950°C-on 4-6 órán át karburálják, hogy 0,8%-1,2% felületi széntartalmat érjenek el. Ezután alacsony hőmérsékleten edzik és megeresztik őket, hogy gradiens mikrostruktúrát hozzanak létre, amelyet nagy felületi keménység és nagy magszívósság jellemez. A felületi keménység elérheti a HRC60-at, a mag ütésállósága pedig ≥50J/cm².

Foszfátozás: Az olyan alkatrészeket, mint a lánclemezek, foszfátozzák, hogy porózus foszfátfilmet képezzenek a felületükön, ami fokozza a zsír későbbi tapadását és javítja a korrózióállóságot.

Sörétezés: A lánclemez felületének sörétezése a gyorsacél sörét becsapódása révén maradék nyomófeszültséget hoz létre, csökkentve a kifáradásos repedések kialakulását és meghosszabbítva a lánc kifáradási élettartamát.

IV. Teljes folyamatra kiterjedő ellenőrzés: Minőségi védelem a hibák kiküszöbölésére

Minden precíziós kovácsolási folyamatot szigorúan ellenőriznek, ami egy átfogó minőségellenőrzési rendszert alkot a nyersanyagoktól a késztermékig, biztosítva a gyárat elhagyó összes görgőslánc-alkatrész 100%-os minőségbiztosítását.

1. Folyamatellenőrzés: A kulcsfontosságú paraméterek valós idejű monitorozása

Fűtésellenőrzés: Az infravörös hőmérőket a tuskó fűtési hőmérsékletének valós idejű ellenőrzésére használják, ±10°C-on belüli hibával.

Formaellenőrzés: A formaüreg kopását 500 legyártott alkatrészenként ellenőrzik. A polírozási javításokat azonnal elvégzik, ha a felületi érdesség meghaladja az Ra3,2 μm-t.

Méretvizsgálat: Egy háromdimenziós koordináta-mérőgépet használnak a kovácsolt alkatrészek mintavételére és vizsgálatára, a kulcsfontosságú méretekre, például a külső átmérőre, a belső átmérőre és a falvastagságra összpontosítva. A mintavételi arány legalább 5%.

2. Késztermék-ellenőrzés: A teljesítménymutatók átfogó ellenőrzése

Mechanikai teljesítményvizsgálat: A késztermékekből véletlenszerűen mintákat veszünk keménységvizsgálatra (Rockwell keménységmérő), ütésállósági vizsgálatra (ingás ütőműszer) és szakítószilárdsági vizsgálatra a termékszabványoknak való megfelelés biztosítása érdekében.

Roncsolásmentes vizsgálat: Az ultrahangos vizsgálatot belső hibák, például pórusok és repedések kimutatására használják, míg a mágneses részecskékkel végzett vizsgálatot felületi és felület alatti hibák kimutatására.

Összeszerelési vizsgálat: A minősített alkatrészeket görgősláncba szerelik össze, és dinamikus teljesítményvizsgálatnak vetik alá, beleértve az átviteli pontosságot, a zajszintet és a kifáradási élettartamot. Például egy alkatrész csak akkor tekinthető minősítettnek, ha 1000 órán át folyamatosan 1500 ford/perc fordulatszámon működött problémamentesen.

V. Eljárás előnyei és alkalmazási érték: Miért a precíziós kovácsolás az iparág elsődleges választása?
A hagyományos „kovácsolás + alapos forgácsolás” eljárással összehasonlítva a precíziós kovácsolás három fő előnyt kínál a görgőslánc-gyártásban:

Magas anyagkihasználás: Az anyagkihasználás a hagyományos folyamatokban alkalmazott 60%-70%-ról több mint 90%-ra nőtt, ami jelentősen csökkentette a nyersanyag-pazarlást;

Magas termelési hatékonyság: Többállomásos folyamatos kovácsolás és automatizált berendezések alkalmazásával a termelési hatékonyság 3-5-ször magasabb, mint a hagyományos eljárásoknál;

Kiváló termékteljesítmény: A kovácsolás a fém szálszerkezetét a munkadarab kontúrja mentén osztja el, áramvonalas szerkezetet hozva létre, ami 20-30%-kal növeli a kifáradási élettartamot a megmunkált alkatrészekhez képest.

Ezek az előnyök vezettek a precíziós kovácsolt görgősláncok széles körű elterjedéséhez a csúcskategóriás berendezések gyártásában, például az építőipari gépek lánctalp-hajtásaiban, az autóipari motorok időzítő rendszereiben és a precíziós szerszámgépek orsóhajtásaiban. Ezek az ipari berendezések stabil működését biztosító alapvető teljesítményalkatrészekké váltak.

Következtetés
A görgősláncok precíziós kovácsolási folyamata egy átfogó megközelítés csúcspontja, amely ötvözi az anyagtudományt, a fröccsöntési technológiát, az automatizált vezérlést és a minőségellenőrzést. A nyersanyag-kiválasztás szigorú szabványaitól a magkovácsolás milliméteres pontosságú precíziós ellenőrzésén át a késztermék-tesztelés átfogó ellenőrzéséig minden folyamat az ipari gyártás találékonyságát és műszaki erejét testesíti meg.