Ճշգրիտ գլանակներ. Շղթաները բարձրացնելու համար ջերմային մշակման տարածված մեթոդներ

Ճշգրիտ գլանակներ. Շղթաները բարձրացնելու համար ջերմային մշակման տարածված մեթոդներ

Բարձրացնող մեքենաների արդյունաբերության մեջ շղթայի հուսալիությունը անմիջականորեն կապված է անձնակազմի անվտանգության և շահագործման արդյունավետության հետ, և ջերմային մշակման գործընթացները կարևոր են բարձրացնող շղթաների հիմնական կատարողականությունը, ներառյալ ամրությունը, ամրությունը և մաշվածության դիմադրությունը որոշելու համար: Որպես շղթայի «կմախք»,ճշգրիտ գլաններ, ինչպես նաև շղթայի թիթեղների և քորոցների նման բաղադրիչները, պահանջում են պատշաճ ջերմային մշակում՝ կայուն աշխատանքը պահպանելու համար ծանր բեռների բարձրացման և հաճախակի շահագործման պայմաններում: Այս հոդվածը կներկայացնի շղթաների բարձրացման համար լայնորեն օգտագործվող ջերմային մշակման մեթոդների խորը վերլուծություն, կուսումնասիրի դրանց գործընթացային սկզբունքները, կատարողականի առավելությունները և կիրառելի սցենարները՝ ոլորտի մասնագետներին տրամադրելով ընտրության և կիրառման համար անհրաժեշտ հղումներ:

1. Ջերմային մշակում. Բարձրացնող շղթայի կատարողականի «ձևավորողը»
Բարձրացնող շղթաները հաճախ պատրաստվում են բարձրորակ համաձուլվածքային կառուցվածքային պողպատներից (օրինակ՝ 20Mn2, 23MnNiMoCr54 և այլն), և ջերմային մշակումը կարևոր է այս հումքի մեխանիկական հատկությունները օպտիմալացնելու համար: Ջերմային մշակում չանցած շղթայի բաղադրիչները ունեն ցածր կարծրություն և վատ մաշվածության դիմադրություն, և հակված են պլաստիկ դեֆորմացիայի կամ կոտրման, երբ ենթարկվում են լարվածության: Գիտականորեն մշակված ջերմային մշակումը, ջեռուցման, պահման և սառեցման գործընթացները կառավարելով, փոխում է նյութի ներքին միկրոկառուցվածքը՝ հասնելով «ամրության-կոշտության հավասարակշռության»՝ բարձր ամրություն՝ ձգման և հարվածային լարվածություններին դիմակայելու համար, բայց միևնույն ժամանակ բավարար ամրություն՝ փխրուն կոտրվածքից խուսափելու համար, միաժամանակ բարելավելով մակերեսային մաշվածությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը:

Ճշգրիտ գլանների համար ջերմային մշակումը պահանջում է նույնիսկ ավելի բարձր ճշգրտություն. որպես շղթայի և ատամնանիվի միացման հիմնական բաղադրիչներ, գլանները պետք է ապահովեն մակերեսի կարծրության և միջուկի ամրության ճշգրիտ համապատասխանությունը: Հակառակ դեպքում, վաղաժամ մաշվածություն և ճաքեր կարող են առաջանալ, ինչը կվտանգի ամբողջ շղթայի փոխանցման կայունությունը: Հետևաբար, համապատասխան ջերմային մշակման գործընթացի ընտրությունը նախապայման է բարձրացնող շղթաների անվտանգ բեռնափոխադրման և երկարատև ծառայության ապահովման համար:

II. Շղթաների բարձրացման հինգ տարածված ջերմային մշակման մեթոդների վերլուծություն

(I) Ընդհանուր մարում + Բարձր ջերմաստիճան (մարում և ջերմաստիճան). Հիմնական կատարողականության «ոսկե ստանդարտը»

Գործընթացի սկզբունքը. Շղթայի բաղադրիչները (միացնող թիթեղներ, քորոցներ, գլանակներ և այլն) տաքացվում են մինչև Ac3-ից (հիպոէվտեկտոիդ պողպատ) կամ Ac1-ից (հիպերէվտեկտոիդ պողպատ) բարձր ջերմաստիճան: Նյութի լիարժեք աուստենիտացման համար ջերմաստիճանը որոշ ժամանակով պահպանելուց հետո, շղթան արագորեն մարվում է սառեցման միջավայրում, ինչպիսիք են ջուրը կամ յուղը՝ բարձր կարծրության, բայց փխրուն մարտենսիտային կառուցվածք ստանալու համար: Այնուհետև շղթան վերատաքացվում է մինչև 500-650°C՝ բարձր ջերմաստիճանային կոփման համար, որը մարտենսիտը քայքայում է միատարր սորբիտային կառուցվածքի՝ վերջնական արդյունքում հասնելով «բարձր ամրության + բարձր կարծրության» հավասարակշռության:

Արդյունավետության առավելություններ. Հալեցումից և կոփումից հետո շղթայի բաղադրիչները ցուցաբերում են գերազանց ընդհանուր մեխանիկական հատկություններ՝ 800-1200 ՄՊա ձգման ամրությամբ և լավ հավասարակշռված հոսունության սահմանով ու երկարացմամբ, որոնք կարող են դիմակայել բարձրացման գործողությունների ժամանակ առաջացող դինամիկ և հարվածային բեռներին: Ավելին, սորբիտային կառուցվածքի միատարրությունը ապահովում է բաղադրիչների մշակման գերազանց արդյունավետություն՝ նպաստելով հետագա ճշգրիտ ձևավորմանը (օրինակ՝ գլանաձև գլանմանը):

Կիրառություններ՝ Լայնորեն օգտագործվում է միջին և բարձր ամրության բարձրացնող շղթաների (օրինակ՝ 80-րդ և 100-րդ կարգի շղթաների) ընդհանուր կատարողականությունը օպտիմալացնելու համար, մասնավորապես՝ հիմնական բեռնակիր բաղադրիչների, ինչպիսիք են շղթայի թիթեղները և քորոցները, համար: Սա բարձրացնող շղթաների համար ամենահիմնարար և հիմնական ջերմային մշակման գործընթացն է: (II) Կարբուրացում և մարում + ցածր ջերմաստիճան. «Ամրացված վահան» մակերեսային մաշվածության դիմադրության համար

Գործընթացի սկզբունքը. Շղթայի բաղադրիչները (կենտրոնանալով ցանցկման և շփման բաղադրիչների վրա, ինչպիսիք են գլանները և քորոցները) տեղադրվում են կարբուրացնող միջավայրում (օրինակ՝ բնական գազ կամ կերոսինային կրեկինգի գազ) և պահվում են 900-950°C ջերմաստիճանում մի քանի ժամ, ինչը թույլ է տալիս ածխածնի ատոմներին ներթափանցել բաղադրիչի մակերեսը (կարբուրացված շերտի խորությունը սովորաբար 0.8-2.0 մմ է): Դրան հաջորդում է մարումը (սովորաբար յուղը որպես սառեցման միջավայր օգտագործելով), որը մակերեսին ձևավորում է բարձր կարծրության մարտենսիտային կառուցվածք՝ միաժամանակ միջուկում պահպանելով համեմատաբար կարծր պեռլիտային կամ սորբիտային կառուցվածքը: Վերջապես, 150-200°C ցածր ջերմաստիճանում կոփումը վերացնում է մարման լարվածությունները և կայունացնում մակերեսի կարծրությունը: Արդյունավետության առավելությունները. Կարբուրացումից և մարումից հետո բաղադրիչները ցուցաբերում են «դուրսից կարծր, ներսից կարծր» բնորոշ գրադիենտային կատարողականություն. մակերեսի կարծրությունը կարող է հասնել HRC58-62-ի, զգալիորեն բարելավելով մաշվածության դիմադրությունը և կծկման դիմադրությունը, արդյունավետորեն պայքարելով շփման և մաշվածության դեմ ատամնանիվների ցանցի ընթացքում: Միջուկի կարծրությունը մնում է HRC30-45 մակարդակի վրա, ինչը ապահովում է բավարար ամրություն՝ հարվածային բեռների տակ բաղադրիչների կոտրվելը կանխելու համար։

Կիրառություններ՝ Բարձրացնող շղթաներում բարձր մաշվածության նկատմամբ զգայուն ճշգրիտ գլանների և քորոցների համար, մասնավորապես՝ հաճախակի մեկնարկների և կանգառների, ինչպես նաև ծանր բեռների հետ շփման ենթակաների համար (օրինակ՝ նավահանգստային կռունկների և հանքային ամբարձիչների շղթաներ): Օրինակ՝ 120 կարգի բարձր ամրության բարձրացնող շղթաների գլանները սովորաբար ածխացվում և մարվում են, ինչը դրանց ծառայության ժամկետը երկարացնում է ավելի քան 30%-ով՝ համեմատած ավանդական ջերմային մշակման հետ: (III) Ինդուկցիոն կարծրացում + ցածր կոփում. Արդյունավետ և ճշգրիտ «տեղական ամրացում»:

Գործընթացի սկզբունքը. Բարձր կամ միջին հաճախականության ինդուկցիոն կծիկի կողմից առաջացած փոփոխական մագնիսական դաշտի միջոցով շղթայի բաղադրիչների որոշակի հատվածներ (օրինակ՝ գլանների արտաքին տրամագիծը և քորոցային մակերեսները) տեղայնորեն տաքացվում են: Տաքացումը արագ է (սովորաբար մի քանի վայրկյանից մինչև տասնյակ վայրկյաններ), թույլ տալով միայն մակերեսին արագ հասնել աուստենիտացման ջերմաստիճանին, մինչդեռ միջուկի ջերմաստիճանը մեծ մասամբ մնում է անփոփոխ: Այնուհետև ներարկվում է սառեցման ջուր՝ արագ մարման համար, որին հաջորդում է ցածր ջերմաստիճանում կոփումը: Այս գործընթացը թույլ է տալիս ճշգրիտ կառավարել տաքացված հատվածը և կարծրացած շերտի խորությունը (սովորաբար 0.3-1.5 մմ):

Արդյունավետության առավելություններ՝ ① Բարձր արդյունավետություն և էներգախնայողություն. Տեղայնացված տաքացումը խուսափում է ընդհանուր տաքացման էներգիայի վատնումից՝ բարձրացնելով արտադրության արդյունավետությունը ավելի քան 50%-ով՝ համեմատած ընդհանուր մարման հետ։ ② Ցածր դեֆորմացիա. Կարճ տաքացման ժամանակը նվազագույնի է հասցնում բաղադրիչների ջերմային դեֆորմացիան՝ վերացնելով հետագա լայնածավալ ուղղման անհրաժեշտությունը, ինչը այն հատկապես հարմար է դարձնում ճշգրիտ գլանների չափերի կառավարման համար։ ③ Կառավարելի արդյունավետություն. Ինդուկցիայի հաճախականությունը և տաքացման ժամանակը կարգավորելով՝ կարծրացած շերտի խորությունը և կարծրության բաշխումը կարող են ճկուն կերպով կարգավորվել։
Կիրառություններ՝ Հարմար է մասսայաբար արտադրվող ճշգրիտ գլանակների, կարճ քորոցների և այլ բաղադրիչների տեղային ամրացման համար, մասնավորապես՝ բարձր չափսերի ճշգրտություն պահանջող բարձրացնող շղթաների համար (օրինակ՝ ճշգրիտ փոխանցման տուփով բարձրացնող շղթաներ): Ինդուկցիոն ամրացումը կարող է նաև օգտագործվել շղթաների վերանորոգման և վերականգնման, մաշված մակերեսների վերաամրացման համար:

(IV) Աուստեմփերինգ. «Հարվածային պաշտպանություն»՝ առաջնահերթություն տալով ամրությանը

Գործընթացի սկզբունքը. Շղթայի բաղադրիչը աուստենիտացման ջերմաստիճանին տաքացնելուց հետո այն արագ տեղադրվում է աղային կամ ալկալային լոգանքի մեջ՝ Ms կետից (մարտենսիտային փոխակերպման սկզբնական ջերմաստիճան) մի փոքր բարձր։ Լոգանքը պահվում է որոշ ժամանակ, որպեսզի աուստենիտը վերածվի բայնիտի, որին հաջորդում է օդային սառեցումը։ Բայնիտը, որը միջանկյալ կառուցվածք է մարտենսիտի և պեռլիտի միջև, համատեղում է բարձր ամրությունը գերազանց կարծրության հետ։

Արդյունավետության առավելություններ. Մատակարարված բաղադրիչները ցուցաբերում են զգալիորեն ավելի մեծ ամրություն, քան ավանդական մագնիսացված և մագնիսացված մասերը, հասնելով 60-100 Ջ հարվածի կլանման էներգիայի, որը կարող է դիմակայել ծանր հարվածային բեռներին առանց կոտրվելու: Ավելին, կարծրությունը կարող է հասնել HRC 40-50-ի, բավարարելով միջին և ծանր բեռների բարձրացման կիրառությունների ամրության պահանջները, միաժամանակ նվազագույնի հասցնելով մարման աղավաղումը և նվազեցնելով ներքին լարվածությունները: Կիրառելի կիրառություններ. Հիմնականում օգտագործվում է ծանր հարվածային բեռների ենթարկվող շղթայի բաղադրիչները բարձրացնելու համար, ինչպիսիք են հանքարդյունաբերության և շինարարության արդյունաբերություններում հաճախ օգտագործվող անկանոն ձևի առարկաները բարձրացնելու համար, կամ ցածր ջերմաստիճանային միջավայրերում (օրինակ՝ սառը պահեստներում և բևեռային գործողություններում) օգտագործվող շղթաները բարձրացնելու համար: Բեյնիտը ցածր ջերմաստիճաններում ունի մարտենսիտի համեմատ շատ ավելի լավ ամրություն և կայունություն, նվազագույնի հասցնելով ցածր ջերմաստիճանային փխրուն կոտրման ռիսկը:

(V) Նիտրացում. «Երկարակյաց ծածկույթ» կոռոզիայի և մաշվածության դիմադրության համար
Գործընթացի սկզբունքը. Շղթայի բաղադրիչները տեղադրվում են ազոտ պարունակող միջավայրում, ինչպիսին է ամոնիակը, 500-580°C ջերմաստիճանում 10-50 ժամվա ընթացքում: Սա թույլ է տալիս ազոտի ատոմներին ներթափանցել բաղադրիչի մակերես՝ ձևավորելով նիտրիդային շերտ (հիմնականում կազմված Fe₄N-ից և Fe₂N-ից): Նիտրացումը չի պահանջում հետագա մարում և «ցածր ջերմաստիճանի քիմիական ջերմային մշակում» է՝ բաղադրիչի ընդհանուր կատարողականության վրա նվազագույն ազդեցությամբ: Արդյունավետության առավելությունները. ① Բարձր մակերեսային կարծրությունը (HV800-1200) ապահովում է գերազանց մաշվածության դիմադրություն՝ համեմատած կարբուրացված և մարված պողպատի հետ, միաժամանակ ապահովելով ցածր շփման գործակից՝ նվազեցնելով էներգիայի կորուստը միացման ընթացքում: ② Խիտ նիտրիդային շերտը ապահովում է գերազանց կոռոզիոն դիմադրություն՝ նվազեցնելով ժանգի առաջացման ռիսկը խոնավ և փոշոտ միջավայրերում: ③ Ցածր մշակման ջերմաստիճանը նվազագույնի է հասցնում բաղադրիչի դեֆորմացիան՝ այն դարձնելով հարմար նախապես ձևավորված ճշգրիտ գլանների կամ հավաքված փոքր շղթաների համար:

Կիրառություններ՝ Հարմար է շղթաների բարձրացման համար, որոնք պահանջում են ինչպես մաշվածության, այնպես էլ կոռոզիայի դիմադրություն, ինչպիսիք են սննդի վերամշակման արդյունաբերության մեջ (մաքուր միջավայրեր) և ծովային ճարտարագիտության մեջ (աղի բարձր պարունակությամբ միջավայրեր), կամ փոքր բարձրացման սարքավորումների համար, որոնք պահանջում են «սպասարկման կարիք չունեցող» շղթաներ:

III. Ջերմային մշակման գործընթացի ընտրություն. շահագործման պայմաններին համապատասխանելը գլխավորն է

Բարձրացնող շղթայի համար ջերմային մշակման մեթոդ ընտրելիս հաշվի առեք երեք հիմնական գործոն՝ բեռնվածության մակարդակը, աշխատանքային միջավայրը և բաղադրիչների գործառույթը: Խուսափեք բարձր ամրության կամ չափազանց մեծ ծախսերի խնայողության կուրորեն հետապնդելուց:

Ընտրեք բեռնվածության վարկանիշով. Թեթև բեռնվածության շղթաները (≤ 50-րդ կարգ) կարող են ենթարկվել լրիվ մարման և կոփման: Միջին և ծանր բեռնվածության շղթաները (80-100) պահանջում են կարբուրացման և կոփման համադրություն՝ խոցելի մասերը ամրացնելու համար: Ծանր բեռնվածության շղթաները (120-ից բարձր կարգ) պահանջում են համակցված կոփման և կոփման գործընթաց կամ ինդուկցիոն կարծրացում՝ ճշգրտությունն ապահովելու համար:

Ընտրեք աշխատանքային միջավայրի համաձայն. Նիտրացումը նախընտրելի է խոնավ և քայքայիչ միջավայրերի համար. ուժեղ կոփումը նախընտրելի է բարձր հարվածային բեռներով կիրառությունների համար: Հաճախակի ցանցապատման կիրառությունները նախապատվությունը տալիս են գլանների կարբուրացմանը կամ ինդուկցիոն կարծրացմանը: Ընտրեք բաղադրիչները՝ հիմնվելով դրանց գործառույթի վրա. Շղթայական թիթեղները և քորոցները նախապատվությունը տալիս են ամրությանը և ամրությանը, նախապատվությունը տալով մարմանը և կոփմանը: Գլանները նախապատվությունը տալիս են մաշվածության դիմադրությանը և ամրությանը, նախապատվությունը տալով կարբուրացմանը կամ ինդուկցիոն կարծրացմանը: Օժանդակ բաղադրիչները, ինչպիսիք են թևքերը, կարող են օգտագործել ցածր գնով, ինտեգրված կոփում և կոփում:

IV. Եզրակացություն. Ջերմային մշակումը շղթայի անվտանգության «անտեսանելի պաշտպանության գիծն» է
Բարձրացնող շղթաների ջերմային մշակման գործընթացը մեկ տեխնիկա չէ, այլ համակարգված մոտեցում է, որը ինտեգրում է նյութերի հատկությունները, բաղադրիչների գործառույթները և շահագործման պահանջները: Ճշգրիտ գլանների կարբուրացումից և մարումից մինչև շղթայական թիթեղների մարումը և կոփումը, յուրաքանչյուր գործընթացի ճշգրիտ վերահսկողությունը ուղղակիորեն որոշում է շղթայի անվտանգությունը բարձրացնող գործողությունների ընթացքում: Ապագայում, ինտելեկտուալ ջերմային մշակման սարքավորումների լայն տարածման հետ մեկտեղ (օրինակ՝ լիովին ավտոմատացված կարբուրացման գծեր և առցանց կարծրության փորձարկման համակարգեր), բարձրացնող շղթաների աշխատանքը և կայունությունը կբարելավվեն՝ ապահովելով հատուկ սարքավորումների անվտանգ շահագործման ավելի հուսալի երաշխիք: