Kynning á algengum hitameðferðarferlum fyrir rúllukeðjur

Kynning á algengum hitameðferðarferlum fyrir rúllukeðjur
Í framleiðsluferli rúllukeðja er hitameðferð lykilatriði til að bæta afköst þeirra. Með hitameðferð er hægt að bæta styrk, hörku, slitþol og seiglu rúllukeðja verulega, sem lengir líftíma þeirra og uppfyllir kröfur um notkun við ýmsar flóknar vinnuaðstæður. Eftirfarandi er ítarleg kynning á nokkrum algengum hitameðferðarferlum fyrir rúllukeðjur:

I. Slökkvunar- og herðingarferli
(I) Slökkvun
Kæling er ferli þar sem rúllukeðjan hitnar upp í ákveðið hitastig (venjulega yfir Ac3 eða Ac1), henni haldið heitri í ákveðinn tíma og síðan kælt hratt. Tilgangur þess er að gera rúllukeðjuna að martensítbyggingu með mikilli hörku og miklum styrk. Algeng kæliefni eru vatn, olía og saltvatn. Vatn hefur hraðan kælihraða og hentar vel fyrir rúllukeðjur með einföldum formum og litlum stærðum; olía hefur tiltölulega hægan kælihraða og hentar vel fyrir rúllukeðjur með flóknum formum og stórum stærðum.
(II) Herðing
Herðing er ferli þar sem kælt rúllukeðja er hituð upp aftur í ákveðið hitastig (venjulega undir Ac1), haldið heitri og síðan kælt. Tilgangur þess er að útrýma innri spennu sem myndast við herðingarferlið, stilla hörku og bæta seigju. Samkvæmt herðingarhita má skipta henni í lághitaherðingu (150℃-250℃), meðalhitaherðingu (350℃-500℃) og háhitaherðingu (500℃-650℃). Með lághitaherðingu er hægt að fá hert martensítbyggingu með mikilli hörku og góðri seigju; með meðalhitaherðingu er hægt að fá hert troostítbyggingu með miklum sveigjanleika og góðri mýkt og seigju; með háhitaherðingu er hægt að fá hert troostítbyggingu með góðum alhliða vélrænum eiginleikum.

2. Kolvetnisframleiðsla
Kolefnismeðhöndlun er að láta kolefnisatóm smjúga inn í yfirborð rúllukeðjunnar og mynda kolefnisríkt kolefnislag, sem bætir yfirborðshörku og slitþol, en kjarninn viðheldur samt seiglu lágkolefnisstálsins. Kolefnismeðhöndlunarferli fela í sér fasta kolefnismeðhöndlun, gaskolefnismeðhöndlun og fljótandi kolefnismeðhöndlun. Meðal þeirra er gaskolefnismeðhöndlun mest notuð. Með því að setja rúllukeðjuna í kolefnismeðhöndlunarloft eru kolefnisatóm síast inn í yfirborðið við ákveðið hitastig og tíma. Eftir kolefnismeðhöndlun er venjulega krafist kælingar og lághitaherðingar til að bæta yfirborðshörku og slitþol enn frekar.

3. Nítrunarferli
Nítríðun er að síast köfnunarefnisatómum inn í yfirborð rúllukeðjunnar til að mynda nítríð, sem bætir yfirborðshörku, slitþol og þreytuþol. Nítríðunarferlið felur í sér gasnítríðun, jónnítríðun og fljótandi nítríðun. Gasnítríðun er að setja rúllukeðjuna í köfnunarefnisinnihaldandi andrúmsloft og leyfa köfnunarefnisatómum að síast inn á yfirborðið við ákveðið hitastig og tíma. Eftir nítríðun hefur rúllukeðjan mikla yfirborðshörku, góða slitþol og litla aflögun, sem hentar fyrir rúllukeðjur með flókin form.

4. Karbónítríðunarferli
Karbónítríðun er að síast kolefni og köfnunarefni inn í yfirborð rúllukeðjunnar á sama tíma til að mynda karbónítríð, og þannig bæta yfirborðshörku, slitþol og þreytuþol. Karbónítríðunarferlið felur í sér gaskarbónítríðun og fljótandi karbónítríðun. Gaskarbónítríðun er að setja rúllukeðjuna í andrúmsloft sem inniheldur kolefni og köfnunarefni, og við ákveðið hitastig og tíma, leyfa kolefni og köfnunarefni að síast inn á yfirborðið á sama tíma. Eftir karbónítríðun hefur rúllukeðjan mikla yfirborðshörku, góða slitþol og góða bitþol.

5. Glæðingarferli
Glæðing er ferli þar sem rúllukeðjan er hituð upp í ákveðið hitastig (venjulega 30-50℃ yfir Ac3), haldið heitri í ákveðinn tíma, kæld hægt niður fyrir 500℃ með ofni og síðan kæld í lofti. Tilgangur þess er að draga úr hörku, bæta mýkt og seiglu og auðvelda vinnslu og síðari hitameðferð. Eftir glæðingu hefur rúllukeðjan einsleita uppbyggingu og miðlungs hörku, sem getur bætt skurðargetu.

6. Aðlögunarferli
Stöðlun er ferli þar sem rúllukeðjan er hituð upp í ákveðið hitastig (venjulega yfir Ac3 eða Acm), haldið heitri, tekin úr ofninum og kæld í loftinu. Tilgangur þess er að fínpússa kornin, gera uppbygginguna einsleita, bæta hörku og styrk og bæta skurðargetu. Eftir staðlun hefur rúllukeðjan einsleita uppbyggingu og miðlungs hörku, sem hægt er að nota sem lokahitameðferð eða sem undirbúningshitameðferð.

7. Meðferðarferli öldrunar
Öldrunarmeðferð er ferli þar sem rúllukeðjan er hituð upp í ákveðið hitastig, haldið heitri í ákveðinn tíma og síðan kæld. Tilgangur hennar er að útrýma leifarálagi, stöðuga stærð og bæta styrk og hörku. Öldrunarmeðferð skiptist í náttúrulega öldrun og gerviöldrun. Náttúruleg öldrun er að setja rúllukeðjuna við stofuhita eða náttúrulegar aðstæður í langan tíma til að smám saman útrýma leifarálagi hennar; gerviöldrun er að hita rúllukeðjuna upp í hærra hitastig og framkvæma öldrunarmeðferð á styttri tíma.

8. Yfirborðskælingarferli
Yfirborðsherjun er ferli þar sem yfirborð rúllukeðjunnar er hitað upp í ákveðið hitastig og síðan kælt hratt. Tilgangur þess er að bæta yfirborðshörku og slitþol, en kjarninn viðheldur samt góðri seiglu. Yfirborðsherjunarferli fela í sér yfirborðsherjun með spanhitun, yfirborðsherjun með logahitun og yfirborðsherjun með rafsnertihitun. Yfirborðsherjun með spanhitun notar hitann sem myndast við örvunarstrauminn til að hita yfirborð rúllukeðjunnar, sem hefur kosti eins og hraðan hitunarhraða, góðan herðingargæði og litla aflögun.

9. Yfirborðsstyrkingarferli
Yfirborðsstyrkingarferlið felst í því að mynda styrkingarlag með sérstökum eiginleikum á yfirborði rúllukeðjunnar með eðlisfræðilegum eða efnafræðilegum aðferðum, og þannig bæta yfirborðshörku, slitþol og þreytuþol. Algengar yfirborðsstyrkingaraðferðir eru meðal annars skotblásun, valsstyrking, málmíferðarstyrking o.s.frv. Skotblásun er að nota háhraða skot til að höggva á yfirborð rúllukeðjunnar, þannig að eftirstandandi þjöppunarspenna myndist á yfirborðinu, og þannig bæta þreytuþol; valsstyrking er að nota rúllutól til að rúlla yfirborð rúllukeðjunnar, þannig að yfirborðið framleiðir plastaflögun, og þannig bæta yfirborðshörku og slitþol.

10. Borunarferli
Borun er að síast bóratómum inn í yfirborð rúllukeðjunnar til að mynda bóríð, og þannig bæta yfirborðshörku og slitþol. Borunarferli fela í sér gasborun og fljótandi borun. Gasborun er að setja rúllukeðjuna í bórinnihaldandi andrúmsloft og leyfa bóratómum að síast inn á yfirborðið við ákveðið hitastig og tíma. Eftir borun hefur rúllukeðjan mikla yfirborðshörku, góða slitþol og góða bitþol.

11. Samsett hitameðferð með efri slökkvun
Samsett annars stigs hitameðferð með kælingu er háþróuð hitameðferð sem bætir verulega afköst rúllukeðja með tveimur kælingar- og herðingarferlum. Þetta ferli felur venjulega í sér eftirfarandi skref:
(I) Fyrsta slökkvun
Rúllukeðjan er hituð upp í hærra hitastig (venjulega hærra en hefðbundið kælihitastig) til að austenítisera innri uppbyggingu hennar að fullu og síðan kæld hratt til að mynda martensítbyggingu. Tilgangur þessa skrefs er að bæta hörku og styrk rúllukeðjunnar.
(II) Fyrsta herðing
Eftir fyrstu kælingu er rúllukeðjan hituð upp í meðalhita (venjulega á milli 300℃-500℃), haldin heit í ákveðinn tíma og síðan kæld. Tilgangur þessa skrefs er að útrýma innri spennu sem myndast við kælingarferlið, en jafnframt að stilla hörku og bæta seiglu.
(III) Önnur slökkvun
Eftir fyrstu herðingu er rúllukeðjan hituð aftur upp í hærra hitastig, en örlítið lægra en fyrsta kælingarhitastigið, og síðan kæld hratt. Tilgangur þessa skrefs er að fínpússa martensítbygginguna enn frekar og bæta hörku og slitþol rúllukeðjunnar.
(IV) Önnur herðing
Eftir seinni kælingu er rúllukeðjan hituð niður í lægra hitastig (venjulega á milli 150℃-250℃), haldið heitri í ákveðinn tíma og síðan kæld. Tilgangur þessa skrefs er að útrýma frekar innri spennu, stöðuga stærðina og viðhalda mikilli hörku og slitþoli.

12. Fljótandi kolefnisframleiðsla
Fljótandi kolefnismeðhöndlun er sérstök kolefnismeðhöndlunarferli sem gerir kolefnisatómum kleift að komast inn í yfirborðið með því að sökkva rúllukeðjunni í fljótandi kolefnismiðil. Þetta ferli hefur kosti eins og hraðan kolefnismeðhöndlunarhraða, einsleitt kolefnislag og góða stjórnhæfni. Það hentar fyrir rúllukeðjur með flóknum formum og kröfur um mikla nákvæmni í vídd. Eftir fljótandi kolefnismeðhöndlun er venjulega krafist slökkvunar og lághitaherðingar til að bæta yfirborðshörku og slitþol enn frekar.

13. Herðingarferli
Herðing vísar til þess að bæta hörku og slitþol með því að bæta innri uppbyggingu rúllukeðjunnar. Nákvæm skref eru sem hér segir:
(I) Upphitun
Rúllukeðjan er hituð upp að herðingarhita til að leysa upp og dreifa frumefnum eins og kolefni og köfnunarefni í keðjunni.
(ii) Einangrun
Eftir að harðnunarhitastigi hefur náð skal halda ákveðnum einangrunartíma til að frumefnin dreifist jafnt og myndi fasta lausn.
(iii) Kæling
Kælið keðjuna fljótt, fasta lausnin mun mynda fínkorna uppbyggingu, bæta hörku og slitþol.

14. Málmsígræðsluferli
Málmsíunarferlið felst í því að síast málmþáttum inn í yfirborð rúllukeðjunnar til að mynda málmsambönd, sem bætir yfirborðshörku og slitþol. Algengar málmsíunaraðferðir eru krómun og vanadíumsíun. Krómunarferlið felst í því að setja rúllukeðjuna í króminnihaldandi andrúmsloft og við ákveðið hitastig og tíma síast krómatóm inn í yfirborðið til að mynda krómsambönd, sem bætir yfirborðshörku og slitþol.

15. Álmyndunarferli
Álmyndunarferlið felst í því að síast ál atómum inn í yfirborð rúllukeðjunnar til að mynda álsambönd og þannig bæta oxunarþol og tæringarþol yfirborðsins. Álmyndunarferli fela í sér gasálmyndun og fljótandi álmyndun. Gasálmyndun felur í sér að setja rúllukeðjuna í ál-innihaldandi andrúmsloft og við ákveðið hitastig og tíma síast ál atómin inn í yfirborðið. Yfirborð rúllukeðjunnar eftir að ál síast inn hefur góða oxunarþol og tæringarþol og er hentugt til notkunar í umhverfi með miklum hita og tæringu.

16. Koparinnrennslisferli
Koparinnrennslisferlið felst í því að síast koparatómum inn í yfirborð rúllukeðjunnar til að mynda koparsambönd, sem bætir slitþol yfirborðsins og bitþol. Koparinnrennslisferlið felur í sér gaskoparinnrennsli og fljótandi koparinnrennsli. Gaskoparinnrennsli felst í því að setja rúllukeðjuna í koparinnihaldandi andrúmsloft og við ákveðið hitastig og tíma síast koparatómar inn í yfirborðið. Yfirborð rúllukeðjunnar eftir koparinnrennsli hefur gott slitþol og bitþol og er hentugt til notkunar við mikinn hraða og þungar álagsaðstæður.

17. Títaníumsíunarferli
Títaníferðarferlið felst í því að síast títanatómum inn í yfirborð rúllukeðjunnar til að mynda títansambönd og þannig bæta yfirborðshörku og slitþol. Títaníferðarferlið felur í sér gastítaníferð og fljótandi títaníferð. Gastítaníferð felst í því að setja rúllukeðjuna í títaninnihaldandi andrúmsloft og við ákveðið hitastig og tíma síast títanatómin inn í yfirborðið. Yfirborð rúllukeðjunnar eftir títaníferð hefur góða hörku og slitþol og er hentugt fyrir vinnuskilyrði með mikilli hörku og mikilli slitþolskröfu.

18. Kóbaltvinnsluferli
Kóbaltmyndunarferlið felst í því að síast kóbalt atómum inn í yfirborð rúllukeðjunnar til að mynda kóbalt efnasambönd og þannig bæta hörku og slitþol yfirborðsins. Kóbaltmyndunarferlið felur í sér gaskóbaltmyndun og fljótandi kóbaltmyndun. Gaskóbaltmyndun felst í því að setja rúllukeðjuna í kóbaltinnihaldandi andrúmsloft og við ákveðið hitastig og tíma síast kóbalt atóm inn í yfirborðið. Yfirborð rúllukeðjunnar eftir kóbaltmyndun hefur góða hörku og slitþol og er hentugt fyrir vinnuskilyrði með mikilli hörku og miklum kröfum um slitþol.

19. Sirkonmyndunarferli
Sirkonmyndunarferlið felst í því að síast sirkonatómum inn í yfirborð rúllukeðjunnar til að mynda sirkonsambönd og þannig bæta hörku og slitþol yfirborðsins. Sirkonmyndunarferlið felur í sér gassirkonmyndun og fljótandi sirkonmyndun. Gassirkonmyndun felst í því að setja rúllukeðjuna í sirkoninnihaldandi andrúmsloft og við ákveðið hitastig og tíma síast sirkonatómum inn í yfirborðið. Yfirborð rúllukeðjunnar eftir sirkonmyndun hefur góða hörku og slitþol og er hentugt fyrir vinnuskilyrði með mikilli hörku og miklum kröfum um slitþol.

20. Mólýbden síunarferli
Mólýbden síunarferlið felst í því að síast mólýbden atómum inn í yfirborð rúllukeðjunnar til að mynda mólýbden efnasambönd, sem bætir hörku og slitþol yfirborðsins. Mólýbden síunarferlið felur í sér gas mólýbden síun og fljótandi mólýbden síun. Gas mólýbden síun felst í því að setja rúllukeðjuna í mólýbden-innihaldandi andrúmsloft og leyfa mólýbden atómum að síast inn á yfirborðið við ákveðið hitastig og tíma. Yfirborð rúllukeðjunnar eftir mólýbden síun hefur góða hörku og slitþol og er hentugt fyrir vinnuskilyrði sem krefjast mikillar hörku og mikils slitþols.