ზუსტი ლილვაკები: ჯაჭვების ასაწევად გამოყენებული თერმული დამუშავების გავრცელებული მეთოდები

ზუსტი ლილვაკები: ჯაჭვების ასაწევად გამოყენებული თერმული დამუშავების გავრცელებული მეთოდები

ამწევი მანქანების ინდუსტრიაში, ჯაჭვის საიმედოობა პირდაპირ კავშირშია პერსონალის უსაფრთხოებასთან და ოპერაციულ ეფექტურობასთან, ხოლო თერმული დამუშავების პროცესები გადამწყვეტია ამწევი ჯაჭვების ძირითადი მახასიათებლების დასადგენად, მათ შორის სიმტკიცის, სიმტკიცისა და ცვეთამედეგობის დასადგენად. როგორც ჯაჭვის „ჩონჩხი“,ზუსტი ლილვაკებიისეთ კომპონენტებთან ერთად, როგორიცაა ჯაჭვის ფირფიტები და ქინძისთავები, საჭიროებენ სათანადო თერმულ დამუშავებას სტაბილური მუშაობის შესანარჩუნებლად ისეთ რთულ პირობებში, როგორიცაა მძიმე ტვირთის აწევა და ხშირი მუშაობა. ეს სტატია უზრუნველყოფს ჯაჭვების აწევისთვის ხშირად გამოყენებული თერმული დამუშავების მეთოდების სიღრმისეულ ანალიზს, შეისწავლის მათ დამუშავების პრინციპებს, შესრულების უპირატესობებსა და შესაბამის სცენარებს, რაც ინდუსტრიის პრაქტიკოსებს შერჩევისა და გამოყენების სახელმძღვანელოს მისცემს.

1. თერმული დამუშავება: ამწევი ჯაჭვის მუშაობის „ფორმირების“ ფაქტორი
ამწევი ჯაჭვები ხშირად დამზადებულია მაღალი ხარისხის შენადნობის სტრუქტურული ფოლადებისგან (მაგალითად, 20Mn2, 23MnNiMoCr54 და ა.შ.) და თერმული დამუშავება გადამწყვეტია ამ ნედლეულის მექანიკური თვისებების ოპტიმიზაციისთვის. ჯაჭვის კომპონენტებს, რომლებიც არ დამუშავებულა თერმულად, აქვთ დაბალი სიმტკიცე და ცუდი ცვეთამედეგობა და მიდრეკილნი არიან პლასტიკური დეფორმაციის ან მოტეხილობისკენ სტრესის დროს. მეცნიერულად ინჟინერირებული თერმული დამუშავება, გათბობის, შეკავებისა და გაგრილების პროცესების კონტროლით, ცვლის მასალის შიდა მიკროსტრუქტურას, რაც აღწევს „სიმტკიცე-მედეგობის ბალანსს“ - მაღალ სიმტკიცეს დაჭიმვისა და დარტყმითი დატვირთვების გასაძლოდ, მაგრამ საკმარის სიმტკიცეს მყიფე მოტეხილობის თავიდან ასაცილებლად, ამავდროულად აუმჯობესებს ზედაპირის ცვეთას და კოროზიისადმი მდგრადობას.

ზუსტი ლილვაკების შემთხვევაში, თერმული დამუშავება კიდევ უფრო მაღალ სიზუსტეს მოითხოვს: ჯაჭვისა და სპრეკეტის შეერთების ძირითად კომპონენტებად, ლილვაკები უნდა უზრუნველყოფდნენ ზედაპირის სიმტკიცესა და ბირთვის სიმტკიცეს შორის ზუსტ შესაბამისობას. წინააღმდეგ შემთხვევაში, შესაძლებელია ნაადრევი ცვეთა და ბზარების გაჩენა, რაც საფრთხეს უქმნის მთელი ჯაჭვის გადაცემის სტაბილურობას. ამიტომ, შესაბამისი თერმული დამუშავების პროცესის შერჩევა წინაპირობაა ამწევი ჯაჭვების უსაფრთხო დატვირთვისა და ხანგრძლივი მომსახურების უზრუნველსაყოფად.

II. ჯაჭვების ასაწევად ხუთი გავრცელებული თერმული დამუშავების მეთოდის ანალიზი

(I) საერთო ჩაქრობა + მაღალი ტემპერატურა (ჩაქრობა და ტემპერატურა): „ოქროს სტანდარტი“ ძირითადი მუშაობისთვის

პროცესის პრინციპი: ჯაჭვის კომპონენტები (ბმული ფირფიტები, ქინძისთავები, ლილვაკები და ა.შ.) თბება Ac3-ზე (ჰიპოევტექტოიდური ფოლადი) ან Ac1-ზე (ჰიპერევტექტოიდური ფოლადი) მაღალ ტემპერატურამდე. მასალის სრული აუსტენიტიზაციისთვის ტემპერატურის გარკვეული პერიოდის განმავლობაში შენარჩუნების შემდეგ, ჯაჭვი სწრაფად ქრება გამაგრილებელ გარემოში, როგორიცაა წყალი ან ზეთი, მაღალი სიმტკიცის, მაგრამ მყიფე მარტენსიტული სტრუქტურის მისაღებად. შემდეგ ჯაჭვი ხელახლა თბება 500-650°C-მდე მაღალტემპერატურულ გამაგრებისთვის, რაც მარტენსიტს იშლება ერთგვაროვან სორბიტის სტრუქტურად, საბოლოოდ კი მიიღწევა „მაღალი სიმტკიცის + მაღალი სიმტკიცის“ ბალანსი.

მახასიათებლების უპირატესობები: გამაგრებისა და გამაგრების შემდეგ, ჯაჭვის კომპონენტები ავლენენ შესანიშნავ საერთო მექანიკურ თვისებებს, 800-1200 მპა დაჭიმვის სიმტკიცით და კარგად დაბალანსებული დენადობის ზღვარითა და წაგრძელებით, რაც მათ საშუალებას აძლევს გაუძლონ აწევის ოპერაციებში წარმოქმნილ დინამიურ და დარტყმით დატვირთვებს. გარდა ამისა, სორბიტის სტრუქტურის ერთგვაროვნება უზრუნველყოფს კომპონენტების დამუშავების შესანიშნავ შესრულებას, რაც ხელს უწყობს შემდგომ ზუსტ ფორმირებას (მაგალითად, ლილვაკებით გლინვას).

გამოყენება: ფართოდ გამოიყენება საშუალო და მაღალი სიმტკიცის ამწევი ჯაჭვების (მაგალითად, 80-ე და 100-ე კლასის ჯაჭვების) საერთო მუშაობის ოპტიმიზაციისთვის, განსაკუთრებით ძირითადი დატვირთვის მქონე კომპონენტებისთვის, როგორიცაა ჯაჭვის ფირფიტები და ქინძისთავები. ეს არის ამწევი ჯაჭვების ყველაზე ფუნდამენტური და ძირითადი თერმული დამუშავების პროცესი. (II) კარბურიზაცია და ჩაქრობა + დაბალი ტემპერატურა: „გამაგრებული ფარი“ ზედაპირის ცვეთისადმი მდგრადობისთვის.

პროცესის პრინციპი: ჯაჭვის კომპონენტები (ძირითადად შეერთებისა და ხახუნის კომპონენტებზე, როგორიცაა ლილვაკები და ქინძისთავები) თავსდება კარბურიზაციის გარემოში (მაგალითად, ბუნებრივი აირი ან ნავთის კრეკინგის გაზი) და ინახება 900-950°C ტემპერატურაზე რამდენიმე საათის განმავლობაში, რაც ნახშირბადის ატომებს საშუალებას აძლევს შეაღწიონ კომპონენტის ზედაპირზე (კარბურიზებული ფენის სიღრმე, როგორც წესი, 0.8-2.0 მმ-ია). ამას მოჰყვება გაქრობა (ჩვეულებრივ, ზეთის გამოყენებით, როგორც გამაგრილებელი საშუალება), რომელიც ზედაპირზე ქმნის მაღალი სიმტკიცის მარტენსიტის სტრუქტურას, ხოლო ბირთვში ინარჩუნებს შედარებით მყარ პერლიტის ან სორბიტის სტრუქტურას. და ბოლოს, 150-200°C-ზე დაბალ ტემპერატურაზე გამაგრება გამორიცხავს ჩაქრობის სტრესებს და სტაბილიზაციას უკეთებს ზედაპირის სიმტკიცეს. შესრულების უპირატესობები: კარბურიზაციისა და გაქრობის შემდეგ კომპონენტები ავლენენ გრადიენტულ შესრულებას, რომელიც დამახასიათებელია „გარედან მყარი, შიგნიდან მყარი“ - ზედაპირის სიმტკიცე შეიძლება მიაღწიოს HRC58-62-ს, რაც მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს ცვეთამედეგობას და დაჭიმვისადმი მდგრადობას, ეფექტურად ებრძვის ხახუნს და ცვეთას კბილანების შეერთების დროს. ბირთვის სიმტკიცე HRC30-45-ზე რჩება, რაც უზრუნველყოფს საკმარის სიმტკიცეს დარტყმითი დატვირთვის ქვეშ კომპონენტის გატეხვის თავიდან ასაცილებლად.

გამოყენება: მაღალი ცვეთისადმი მდგრადი ზუსტი ლილვაკებისა და ქინძისთავებისთვის ამწევ ჯაჭვებში, განსაკუთრებით ისეთებისთვის, რომლებიც ხშირად იწყებენ და ჩერდებიან და მძიმე დატვირთვით იჭედებიან (მაგ., პორტის ამწეებისა და მაღაროს ამწეების ჯაჭვები). მაგალითად, 120 კლასის მაღალი სიმტკიცის ამწევი ჯაჭვების ლილვაკები ჩვეულებრივ კარბურიზებული და გამაგრებულია, რაც მათ მომსახურების ვადას 30%-ზე მეტით ახანგრძლივებს ტრადიციულ თერმულ დამუშავებასთან შედარებით. (III) ინდუქციური გამკვრივება + დაბალი ტემპერატურა: ეფექტური და ზუსტი „ადგილობრივი გამაგრება“

პროცესის პრინციპი: მაღალი ან საშუალო სიხშირის ინდუქციური ხვეულის მიერ გენერირებული ცვლადი მაგნიტური ველის გამოყენებით, ჯაჭვის კომპონენტების კონკრეტული ადგილები (მაგალითად, ლილვაკების და ქინძისთავების ზედაპირების გარე დიამეტრი) ლოკალურად თბება. გათბობა სწრაფია (როგორც წესი, რამდენიმე წამიდან ათეულ წამამდე), რაც მხოლოდ ზედაპირს საშუალებას აძლევს სწრაფად მიაღწიოს აუსტენიტიზაციის ტემპერატურას, ხოლო ბირთვის ტემპერატურა ძირითადად უცვლელი რჩება. შემდეგ შეჰყავთ გამაგრილებელი წყალი სწრაფი ჩაქრობისთვის, რასაც მოჰყვება დაბალტემპერატურული გამაგრება. ეს პროცესი საშუალებას იძლევა გაცხელებული არეალის და გამაგრებული ფენის სიღრმის ზუსტი კონტროლის (როგორც წესი, 0.3-1.5 მმ) საშუალებას.

შესრულების უპირატესობები: ① მაღალი ეფექტურობა და ენერგიის დაზოგვა: ლოკალიზებული გათბობა თავიდან აგაცილებთ საერთო გათბობის ენერგიის ფლანგვას, რაც ზრდის წარმოების ეფექტურობას 50%-ზე მეტით საერთო ჩაქრობასთან შედარებით. ② დაბალი დეფორმაცია: მოკლე გათბობის დრო მინიმუმამდე ამცირებს კომპონენტის თერმულ დეფორმაციას, რაც გამორიცხავს შემდგომი ფართომასშტაბიანი გასწორების საჭიროებას, რაც მას განსაკუთრებით შესაფერისს ხდის ზუსტი ლილვაკების განზომილებიანი კონტროლისთვის. ③ კონტროლირებადი შესრულება: ინდუქციის სიხშირისა და გათბობის დროის რეგულირებით, გამაგრებული ფენის სიღრმისა და სიმტკიცის განაწილების მოქნილად რეგულირება შესაძლებელია.
გამოყენება: გამოდგება მასობრივი წარმოების ზუსტი ლილვაკების, მოკლე ქინძისთავების და სხვა კომპონენტების ლოკალური გამაგრებისთვის, განსაკუთრებით მაღალი განზომილებიანი სიზუსტის მოთხოვნით ამწევი ჯაჭვებისთვის (მაგალითად, ზუსტი ტრანსმისიული ამწევი ჯაჭვები). ინდუქციური გამკვრივება ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ჯაჭვის შეკეთებისა და განახლებისთვის, ცვეთილი ზედაპირების ხელახლა გამაგრებისთვის.

(IV) აუსტემპერი: „დარტყმისგან დაცვა“ - სიმტკიცის პრიორიტეტი

პროცესის პრინციპი: ჯაჭვის კომპონენტის აუსტენიტიზაციის ტემპერატურამდე გაცხელების შემდეგ, ის სწრაფად თავსდება მარილიან ან ტუტე აბაზანაში, რომელიც ოდნავ აღემატება Ms წერტილს (მარტენსიტული გარდაქმნის საწყისი ტემპერატურა). აბაზანა გარკვეული პერიოდის განმავლობაში რჩება, რათა აუსტენიტი გარდაიქმნას ბაინიტად, რასაც მოჰყვება ჰაერით გაგრილება. ბაინიტი, რომელიც შუალედური სტრუქტურაა მარტენსიტსა და პერლიტს შორის, აერთიანებს მაღალ სიმტკიცეს შესანიშნავ სიმტკიცესთან.

უპირატესობები: გამაგრებული კომპონენტები ავლენენ მნიშვნელოვნად მეტ სიმტკიცეს, ვიდრე ჩვეულებრივი გამაგრებული და გამაგრებული ნაწილები, რაც აღწევს 60-100 ჯ დარტყმის შთანთქმის ენერგიას, რაც გაუძლებს მძიმე დარტყმით დატვირთვას მოტეხილობის გარეშე. გარდა ამისა, სიმტკიცემ შეიძლება მიაღწიოს HRC 40-50-ს, რაც აკმაყოფილებს საშუალო და მძიმე ტვირთამწეობის ამწევი აპლიკაციების სიმტკიცის მოთხოვნებს, ამავდროულად მინიმუმამდე ამცირებს ჩაქრობის დამახინჯებას და ამცირებს შიდა დაძაბულობას. გამოყენებადი გამოყენება: ძირითადად გამოიყენება მძიმე დარტყმითი დატვირთვის ქვეშ მყოფი ჯაჭვის კომპონენტების ასაწევად, როგორიცაა ის, რაც ხშირად გამოიყენება არარეგულარული ფორმის ობიექტების ასაწევად სამთო და სამშენებლო ინდუსტრიებში, ან დაბალი ტემპერატურის გარემოში (როგორიცაა მაცივარში შენახვა და პოლარული ოპერაციები) გამოყენებული ჯაჭვების ასაწევად. ბაინიტს გააჩნია მარტენსიტისგან გაცილებით უკეთესი სიმტკიცე და სტაბილურობა დაბალ ტემპერატურაზე, რაც მინიმუმამდე ამცირებს დაბალ ტემპერატურაზე მყიფე მოტეხილობის რისკს.

(V) ნიტრიდაცია: „ხანგრძლივი საფარი“ კოროზიისა და ცვეთისადმი მდგრადობისთვის
პროცესის პრინციპი: ჯაჭვის კომპონენტები თავსდება აზოტის შემცველ გარემოში, როგორიცაა ამიაკი, 500-580°C ტემპერატურაზე 10-50 საათის განმავლობაში. ეს საშუალებას აძლევს აზოტის ატომებს შეაღწიონ კომპონენტის ზედაპირზე და შექმნან ნიტრიდის ფენა (ძირითადად შედგება Fe₄N-ისა და Fe₂N-ისგან). ნიტრიდაცია არ საჭიროებს შემდგომ გაქრობას და წარმოადგენს „დაბალტემპერატურულ ქიმიურ თერმულ დამუშავებას“, რომელიც მინიმალური ზეგავლენით მოქმედებს კომპონენტის საერთო მუშაობაზე. შესრულების უპირატესობები: ① მაღალი ზედაპირის სიმტკიცე (HV800-1200) უზრუნველყოფს უკეთეს ცვეთამედეგობას კარბურიზებულ და გაქრობის ფოლადთან შედარებით, ამასთანავე გთავაზობთ დაბალ ხახუნის კოეფიციენტს, რაც ამცირებს ენერგიის დანაკარგს ბადისებრი შეერთების დროს. ② მკვრივი ნიტრიდირებული ფენა უზრუნველყოფს შესანიშნავ კოროზიისადმი მდგრადობას, რაც ამცირებს ჟანგის რისკს ნოტიო და მტვრიან გარემოში. ③ დაბალი დამუშავების ტემპერატურა მინიმუმამდე ამცირებს კომპონენტის დეფორმაციას, რაც მას შესაფერისს ხდის წინასწარ ფორმირებული ზუსტი ლილვაკებისთვის ან აწყობილი მცირე ჯაჭვებისთვის.

გამოყენება: გამოდგება აწევის ჯაჭვებისთვის, რომლებიც მოითხოვენ როგორც ცვეთის, ასევე კოროზიისადმი მდგრადობას, მაგალითად, კვების მრეწველობაში (სუფთა გარემო) და საზღვაო ინჟინერიაში (მარილის მაღალი შესხურების გარემო), ან მცირე ზომის აწევის მოწყობილობებისთვის, რომლებიც მოითხოვენ „მოვლა-პატრონობის გარეშე“ ჯაჭვებს.

III. თერმული დამუშავების პროცესის შერჩევა: ოპერაციული პირობების შესაბამისობა მთავარია

ამწევი ჯაჭვისთვის თერმული დამუშავების მეთოდის არჩევისას გაითვალისწინეთ სამი ძირითადი ფაქტორი: დატვირთვის ნომინალური მაჩვენებელი, სამუშაო გარემო და კომპონენტის ფუნქცია. მოერიდეთ მაღალი სიმტკიცის ან ზედმეტი ხარჯების დაზოგვის ბრმად სწრაფვას:

აირჩიეთ დატვირთვის ნომინალური მაჩვენებლის მიხედვით: მსუბუქი დატვირთვის ჯაჭვები (≤ 50 კლასი) შეიძლება გაიარონ სრული გაქრობა და გამაგრება. საშუალო და მძიმე დატვირთვის ჯაჭვები (80-100) საჭიროებენ კარბურიზაციისა და გამაგრების კომბინაციას დაუცველი ნაწილების გასამაგრებლად. მძიმე დატვირთვის ჯაჭვები (120 კლასის ზემოთ) საჭიროებენ გამაგრებისა და გამაგრების კომბინირებულ პროცესს ან ინდუქციურ გამკვრივებას სიზუსტის უზრუნველსაყოფად.

აირჩიეთ სამუშაო გარემოს მიხედვით: ნიტრირება სასურველია ნოტიო და კოროზიულ გარემოში; აუსტერიზაცია - მაღალი დარტყმითი დატვირთვების მქონე აპლიკაციებისთვის. ხშირი ბადისებრი გამოყენებისას უპირატესობა ენიჭება ლილვაკების კარბურიზაციას ან ინდუქციურ გამკვრივებას. კომპონენტების შერჩევა მათი ფუნქციის მიხედვით: ჯაჭვის ფირფიტები და ქინძისთავები უპირატესობას ანიჭებენ სიმტკიცეს და სიმტკიცეს, უპირატესობას ანიჭებენ ჩაქრობას და გამკვრივებას. ლილვაკები უპირატესობას ანიჭებენ ცვეთამედეგობას და სიმტკიცეს, უპირატესობას ანიჭებენ კარბურიზაციას ან ინდუქციურ გამკვრივებას. დამხმარე კომპონენტებს, როგორიცაა ბუჩქები, შეუძლიათ გამოიყენონ დაბალფასიანი, ინტეგრირებული ჩაქრობა და გამკვრივება.

IV. დასკვნა: თერმული დამუშავება ჯაჭვის უსაფრთხოების „უხილავი დაცვის ხაზია“
ამწევი ჯაჭვების თერმული დამუშავების პროცესი არ არის ერთიანი ტექნიკა; ეს არის სისტემატური მიდგომა, რომელიც აერთიანებს მასალის თვისებებს, კომპონენტების ფუნქციებს და საოპერაციო მოთხოვნებს. ზუსტი ლილვაკების დამუშავებიდან და ჩაქრობიდან დაწყებული ჯაჭვის ფირფიტების ჩაქრობითა და გამაგრებით დამთავრებული, თითოეულ პროცესში ზუსტი კონტროლი პირდაპირ განსაზღვრავს ჯაჭვის უსაფრთხოებას ამწევი ოპერაციების დროს. მომავალში, ინტელექტუალური თერმული დამუშავების აღჭურვილობის ფართოდ გავრცელებით (როგორიცაა სრულად ავტომატიზირებული დამუშავების ხაზები და ონლაინ სიმტკიცის ტესტირების სისტემები), ამწევი ჯაჭვების მუშაობა და სტაბილურობა კიდევ უფრო გაუმჯობესდება, რაც უზრუნველყოფს სპეციალური აღჭურვილობის უსაფრთხო მუშაობის უფრო საიმედო გარანტიას.