Bevezetés a görgősláncok általános hőkezelési eljárásaiba

Bevezetés a görgősláncok általános hőkezelési eljárásaiba
A görgősláncok gyártási folyamatában a hőkezelési eljárás kulcsfontosságú a teljesítményük javítása érdekében. Hőkezeléssel a görgősláncok szilárdsága, keménysége, kopásállósága és szívóssága jelentősen javítható, ezáltal meghosszabbítva élettartamukat és megfelelve a különféle összetett munkakörülmények közötti használati követelményeknek. Az alábbiakban részletesen bemutatjuk a görgősláncok számos gyakori hőkezelési eljárását:

I. Edzési és megeresztési folyamat
(I) Kioltás
A kioltás egy olyan folyamat, amelynek során a görgősláncot egy bizonyos hőmérsékletre (általában Ac3 vagy Ac1 fölé) melegítik, egy bizonyos ideig melegen tartják, majd gyorsan lehűtik. Célja, hogy a görgőslánc nagy keménységű és nagy szilárdságú martenzites szerkezetet kapjon. A gyakran használt kioltóközegek közé tartozik a víz, az olaj és a sós víz. A víz gyorsan hűl, és egyszerű alakú és kis méretű görgősláncokhoz alkalmas; az olaj viszonylag lassan hűl, és összetett alakú és nagy méretű görgősláncokhoz alkalmas.
(II) Edzés
A megeresztés az edzett görgőslánc bizonyos hőmérsékletre (általában Ac1 alá) történő újramelegítésének, melegen tartásának, majd lehűtésének folyamata. Célja a kioltási folyamat során keletkező belső feszültség kiküszöbölése, a keménység beállítása és a szívósság javítása. A megeresztési hőmérséklet szerint alacsony hőmérsékletű megeresztésre (150℃-250℃), közepes hőmérsékletű megeresztésre (350℃-500℃) és magas hőmérsékletű megeresztésre (500℃-650℃) osztható. Alacsony hőmérsékletű megeresztéssel nagy keménységű és jó szívósságú megeresztett martenzites szerkezetet lehet elérni; közepes hőmérsékletű megeresztéssel nagy folyáshatárú, jó képlékenységű és szívósságú megeresztett troosztit szerkezetet; magas hőmérsékletű megeresztéssel jó átfogó mechanikai tulajdonságokkal rendelkező megeresztett troosztit szerkezetet lehet elérni.

2. Karburizálási folyamat
A karbonizálás lényege, hogy a szénatomok behatolnak a görgőlánc felületébe, így egy magas széntartalmú karbonizált réteget képezve, ezáltal javítva a felületi keménységet és kopásállóságot, miközben a mag megőrzi az alacsony széntartalmú acél szívósságát. A karbonizálási eljárások közé tartozik a szilárd karbonizálás, a gázos karbonizálás és a folyékony karbonizálás. Ezek közül a gázos karbonizálás a legszélesebb körben elterjedt. A görgőlánc karbonizáló atmoszférába helyezésével a szénatomok bizonyos hőmérsékleten és időn belül beépülnek a felületbe. A karbonizálás után általában edzésre és alacsony hőmérsékletű megeresztésre van szükség a felületi keménység és a kopásállóság további javítása érdekében.

3. Nitridálási folyamat
A nitridálás során nitrogénatomokat juttatnak a görgőlánc felületébe nitridek képződése céljából, ezáltal javítva a felületi keménységet, kopásállóságot és fáradási szilárdságot. A nitridálási eljárás magában foglalja a gáznitridálást, az ionnitridálást és a folyékony nitridálást. A gáznitridálás során a görgőláncot nitrogéntartalmú atmoszférába helyezik, és bizonyos hőmérsékleten és időn belül lehetővé teszik a nitrogénatomok beszivárgását a felületbe. A nitridálás utáni görgőlánc nagy felületi keménységgel, jó kopásállósággal és kis deformációval rendelkezik, ami alkalmas összetett alakú görgőláncokhoz.

4. Karbonitrides eljárás
A karbonitrides eljárás során a görgőlánc felületébe szenet és nitrogént juttatnak egyszerre, így karbonitrideket képezve, ezáltal javítva a felületi keménységet, kopásállóságot és fáradási szilárdságot. A karbonitrides eljárás gázos karbonitrides és folyékony karbonitrides eljárást foglal magában. A gázos karbonitrides eljárás során a görgőláncot szenet és nitrogént tartalmazó atmoszférába helyezik, majd egy bizonyos hőmérsékleten és ideig lehetővé teszik, hogy a szén és a nitrogén egyidejűleg behatoljon a felületbe. A karbonitrides eljárás után a görgőlánc nagy felületi keménységgel, jó kopásállósággal és jó harapásállósággal rendelkezik.

5. Lágyítási folyamat
A lágyítás egy olyan eljárás, amelynek során a görgősláncot egy bizonyos hőmérsékletre melegítik (általában 30-50 ℃-kal az Ac3 felett), egy bizonyos ideig melegen tartják, majd kemencében lassan 500 ℃ alá hűtik, végül pedig levegőn hűtik. Célja a keménység csökkentése, a képlékenység és a szívósság javítása, valamint a feldolgozás és az azt követő hőkezelés megkönnyítése. A lágyítás után a görgőslánc egyenletes szerkezetű és mérsékelt keménységű lesz, ami javíthatja a vágási teljesítményt.

6. Normalizálási folyamat
A normalizálás egy olyan eljárás, amelynek során a görgősláncot egy bizonyos hőmérsékletre (általában Ac3 vagy Acm fölé) hevítik, melegen tartják, majd kiveszik a kemencéből és levegőn lehűtik. Célja a szemcsék finomítása, a szerkezet egyenletessé tétele, a keménység és a szilárdság javítása, valamint a vágási teljesítmény javítása. A normalizálás utáni görgőslánc egyenletes szerkezetű és mérsékelt keménységű, amely végső hőkezelésként vagy előzetes hőkezelésként használható.

7. Öregedésgátló kezelési folyamat
Az öregítési kezelés egy olyan eljárás, amelynek során a görgősláncot bizonyos hőmérsékletre melegítik, egy bizonyos ideig melegen tartják, majd lehűtik. Célja a maradék feszültség kiküszöbölése, a méret stabilizálása, valamint a szilárdság és a keménység javítása. Az öregítési kezelés természetes és mesterséges öregítésre oszlik. A természetes öregítés során a görgősláncot hosszú ideig szobahőmérsékleten vagy természetes körülmények között tartják, hogy fokozatosan megszüntessék a maradék feszültséget; a mesterséges öregítés során a görgősláncot magasabb hőmérsékletre melegítik, és rövidebb idő alatt elvégzik az öregítési kezelést.

8. Felületi edzési folyamat
A felületi edzés egy olyan eljárás, amelynek során a görgőslánc felületét bizonyos hőmérsékletre hevítik, majd gyorsan lehűtik. Célja a felületi keménység és kopásállóság javítása, miközben a mag továbbra is jó szívósságot tart fenn. A felületi edzési eljárások közé tartozik az indukciós melegítésű felületi edzés, a lángmelegítésű felületi edzés és az elektromos érintkezőmelegítésű felületi edzés. Az indukciós melegítésű felületi edzés az indukált áram által termelt hőt használja fel a görgőslánc felületének melegítésére, aminek előnyei a gyors melegítési sebesség, a jó oltási minőség és a kis deformáció.

9. Felületerősítési folyamat
A felületerősítő eljárás során fizikai vagy kémiai módszerekkel egy speciális tulajdonságokkal rendelkező erősítőréteget hoznak létre a görgőslánc felületén, ezáltal javítva a felületi keménységet, kopásállóságot és fáradási szilárdságot. A gyakori felületerősítő eljárások közé tartozik a sörétezés, a hengerléses erősítés, a fémbeszivárgásos erősítés stb. A sörétezés során nagy sebességű söréttel ütik meg a görgőslánc felületét, így maradék nyomófeszültség keletkezik a felületen, ezáltal javítva a fáradási szilárdságot; a hengerléses erősítés során hengerlő szerszámokkal hengerelik a görgőslánc felületét, így a felület képlékeny deformációt hoz létre, ezáltal javítva a felületi keménységet és a kopásállóságot.

10. Fúrási folyamat
A fórizás során a bóratomokat a görgőlánc felületébe juttatják, boridokat képezve, ezáltal javítva a felületi keménységet és a kopásállóságot. A fórizási folyamatok közé tartozik a gázfórizás és a folyadékfórizás. A gázfórizás során a görgőláncot bórtartalmú atmoszférába helyezik, és bizonyos hőmérsékleten és időn belül lehetővé teszik a bóratomok beszivárgását a felületbe. A fórizás után a görgőlánc nagy felületi keménységgel, jó kopásállósággal és jó harapásállósággal rendelkezik.

11. Kompozit másodlagos edzéses hőkezelési eljárás
Az összetett másodlagos edzéses hőkezelés egy fejlett hőkezelési eljárás, amely két edzési és megeresztési folyamat révén jelentősen javítja a görgősláncok teljesítményét. Ez a folyamat általában a következő lépéseket foglalja magában:
(I) Első kioltás
A görgősláncot magasabb hőmérsékletre melegítik (általában magasabbra, mint a hagyományos edzési hőmérséklet), hogy belső szerkezete teljesen ausztenitesedjen, majd gyorsan lehűtik, hogy martenzites szerkezet alakuljon ki. Ennek a lépésnek a célja a görgőslánc keménységének és szilárdságának javítása.
(II) Első edzés
Az első edzés után a görgősláncot közepes hőmérsékletre (általában 300℃-500℃ között) melegítik, egy bizonyos ideig melegen tartják, majd lehűtik. Ennek a lépésnek a célja a edzés során keletkező belső feszültség kiküszöbölése, a keménység beállítása és a szívósság javítása.
(III) Második kioltás
Az első edzés után a görgősláncot ismét magasabb hőmérsékletre, de az első edzési hőmérsékletnél kissé alacsonyabbra melegítik, majd gyorsan lehűtik. Ennek a lépésnek a célja a martenzites szerkezet további finomítása, valamint a görgőslánc keménységének és kopásállóságának javítása.
(IV) Másodlagos megeresztés
A görgősláncot a második edzés után alacsonyabb hőmérsékletre melegítik (általában 150℃-250℃ között), egy bizonyos ideig melegen tartják, majd lehűtik. Ennek a lépésnek a célja a belső feszültség további kiküszöbölése, a méret stabilizálása, valamint a nagy keménység és kopásállóság fenntartása.

12. Folyékony karbonizálási eljárás
A folyékony karbonizálás egy speciális karbonizálási eljárás, amely lehetővé teszi a szénatomok behatolását a felületbe a görgőlánc folyékony karbonizáló közegbe merítésével. Ennek az eljárásnak az előnyei a gyors karbonizálási sebesség, az egyenletes karbonizáló réteg és a jó szabályozhatóság. Alkalmas összetett alakú és nagy méretpontossági követelményeket támasztó görgőláncokhoz. A folyékony karbonizálás után általában edzés és alacsony hőmérsékletű megeresztés szükséges a felületi keménység és a kopásállóság további javítása érdekében.

13. Edzési folyamat
Az edzés a keménység és a kopásállóság javítását jelenti a görgőslánc belső szerkezetének javításával. A konkrét lépések a következők:
(I) Fűtés
A görgősláncot a keményedési hőmérsékletre melegítik, hogy feloldják és diffundálják a láncban lévő elemeket, például a szenet és a nitrogént.
(ii) Szigetelés
A keményedési hőmérséklet elérése után bizonyos szigetelési időt kell biztosítani, hogy az elemek egyenletesen diffundáljanak és szilárd oldatot képezzenek.
(iii) Hűtés
A lánc gyors lehűlése után a szilárd oldat finomszemcsés szerkezetet képez, javítja a keménységet és a kopásállóságot.

14. Féminfiltrációs folyamat
A féminfiltrációs eljárás lényege, hogy fém elemeket szivárogtatnak be a görgőlánc felületébe, fémvegyületeket képezve, ezáltal javítva a felület keménységét és kopásállóságát. A gyakori féminfiltrációs eljárások közé tartozik a krómozás és a vanádiuminfiltráció. A krómozás során a görgőláncot krómtartalmú atmoszférába helyezik, és bizonyos hőmérsékleten és időn belül a krómatomok beszivárognak a felületbe, krómvegyületeket képezve, ezáltal javítva a felület keménységét és kopásállóságát.

15. Aluminizációs folyamat
Az alumíniummal történő bevonási eljárás során alumíniumatomokat juttatnak a görgőlánc felületébe, alumíniumvegyületeket képezve, ezáltal javítva a felület oxidációs ellenállását és korrózióállóságát. Az alumíniummal történő bevonási eljárások közé tartozik a gázos alumíniummal történő bevonás és a folyékony alumíniummal történő bevonás. A gázos alumíniummal történő bevonás során a görgőláncot alumíniumtartalmú atmoszférába helyezik, és bizonyos hőmérsékleten és időn belül az alumíniumatomok behatolnak a felületbe. Az alumíniummal történő bevonás után a görgőlánc felülete jó oxidációs ellenállással és korrózióállósággal rendelkezik, és alkalmas magas hőmérsékletű és korrozív környezetben való használatra.

16. Réz infiltrációs folyamat
A réz infiltrációs eljárás lényege, hogy rézatomokat infiltrálnak a görgőlánc felületébe rézvegyületek képződése céljából, ezáltal javítva a felület kopásállóságát és harapásgátló tulajdonságait. A réz infiltrációs eljárás magában foglalja a gáz réz infiltrációját és a folyékony réz infiltrációját. A gáz réz infiltráció során a görgőláncot réztartalmú atmoszférába helyezik, és egy bizonyos hőmérsékleten és időn belül rézatomok infiltrálódnak a felületbe. A görgőlánc réz infiltráció utáni felülete jó kopásállósággal és harapásgátló tulajdonságokkal rendelkezik, és alkalmas nagy sebességű és nagy terhelésű körülmények között történő használatra.

17. Titán infiltrációs folyamat
A titán infiltrációs eljárás lényege, hogy titánatomokat infiltrálnak a görgőlánc felületébe, titánvegyületeket képezve, ezáltal javítva a felület keménységét és kopásállóságát. A titán infiltrációs eljárás magában foglalja a gáz-titán infiltrációt és a folyékony titán infiltrációt. A gáz-titán infiltráció lényege, hogy a görgőláncot titántartalmú atmoszférába helyezik, és egy bizonyos hőmérsékleten és időn belül titánatomokat infiltrálnak a felületbe. A titán infiltráció után a görgőlánc felülete jó keménységgel és kopásállósággal rendelkezik, és alkalmas nagy keménységi és kopásállósági követelményeket támasztó munkakörülményekhez.

18. Kobaltozási folyamat
A kobaltozási eljárás lényege, hogy kobaltatomokat juttatnak a görgőlánc felületébe, kobaltvegyületeket képezve, ezáltal javítva a felület keménységét és kopásállóságát. A kobaltozási eljárás magában foglalja a gázos kobaltozást és a folyékony kobaltozást. A gázos kobaltozás során a görgőláncot kobalttartalmú atmoszférába helyezik, és bizonyos hőmérsékleten és időn belül kobaltatomokat juttatnak a felületbe. A kobaltozás után a görgőlánc felülete jó keménységgel és kopásállósággal rendelkezik, és alkalmas nagy keménységi és kopásállósági követelményeket támasztó munkakörülményekhez.

19. Cirkonizálási eljárás
A cirkonizálási eljárás lényege, hogy cirkóniumatomokat juttatnak a görgőlánc felületébe, így cirkóniumvegyületeket képezve, ezáltal javítva a felület keménységét és kopásállóságát. A cirkonizálási eljárás magában foglalja a gázos cirkonizálást és a folyékony cirkonizálást. A gázos cirkonizálás során a görgőláncot cirkóniumtartalmú atmoszférába helyezik, és bizonyos hőmérsékleten és időn belül cirkóniumatomokat juttatnak a felületbe. A cirkonizálás utáni görgőlánc felülete jó keménységgel és kopásállósággal rendelkezik, és alkalmas nagy keménységi és kopásállósági követelményeket támasztó munkakörülményekhez.

20. Molibdén infiltrációs folyamat
A molibdén infiltrációs eljárás lényege, hogy a molibdénatomokat a görgőlánc felületébe infiltrálják, molibdénvegyületeket képezve, ezáltal javítva a felület keménységét és kopásállóságát. A molibdén infiltrációs eljárás magában foglalja a gázos molibdén infiltrációt és a folyékony molibdén infiltrációt. A gázos molibdén infiltráció lényege, hogy a görgőláncot molibdéntartalmú atmoszférába helyezik, és bizonyos hőmérsékleten és időn belül a molibdénatomok beszivárognak a felületbe. A molibdén infiltráció után a görgőlánc felülete jó keménységgel és kopásállósággal rendelkezik, és alkalmas nagy keménységet és nagy kopásállóságot igénylő munkakörülményekre.