Роликті тізбекті карбюризациялау процесі

Роликті тізбек - өнеркәсіптік өндірісте кеңінен қолданылатын беріліс бөлігі. Оның өнімділігі көбінесе өндіріс процесіне байланысты, ал карбюрациялау процесі роликті тізбектің өнімділігін жақсартудың кілті болып табылады.

Роликті тізбекті карбюризациялау процесі: өнімділікті жақсартудың кілті
Роликті тізбек әртүрлі механикалық жабдықтарда беріліс қорабының маңызды міндетін атқарады. Оның жұмыс ортасы көбінесе күрделі және өзгермелі болып келеді, жоғары қарқынды жүктеме, тозу және шаршау сияқты қиындықтарға тап болады. Роликті тізбектердің осы қатал жағдайларға жақсы бейімделуіне және қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік беру үшін карбюризация процесі роликті тізбекті өндіру процесінің ажырамас бөлігіне айналды.

Көмірсутектерді өңдеу процесінің негізгі принциптері
Карбюризациялау - бұл негізінен болат бетінің қаттылығын, тозуға төзімділігін және шаршауға төзімділігін жақсарту үшін қолданылатын термиялық өңдеу процесі, сонымен қатар өзектің жақсы беріктігі мен пластикалық қасиетін сақтайды. Нақтырақ айтқанда, ролик тізбегі көміртегіге бай ортаға орналастырылады, ал көміртек атомдары жоғары температурада ролик тізбегінің бетіне еніп, жоғары көміртекті карбюрленген қабат түзеді. Температура төмендеген сайын жоғары көміртекті аустениттің бұл қабаты өте қатты мартенситке айналады, осылайша ролик тізбегінің бетінің қатаюына қол жеткізіледі.

Роликті тізбекті карбюризациялаудың кең таралған әдістері
Газбен көміртектеу: Бұл ең кең таралған көміртектеу әдістерінің бірі. Роликті тізбек тығыздалған көміртектеу пешіне орналастырылады және негізінен метан мен этан сияқты көмірсутек газдарынан тұратын көміртектеуші агент енгізіледі. Жоғары температурада бұл газдар белсенді көміртек атомдарын түзу үшін ыдырайды, осылайша көміртектеуге қол жеткізіледі. Газбен көміртектеудің артықшылықтары - қарапайым жұмыс, жылдам қыздыру жылдамдығы, қысқа өндіріс циклі және газ құрамы мен ағын жылдамдығы сияқты параметрлерді басқару арқылы көміртектеуші қабаттың тереңдігі мен концентрациясын дәл реттеу мүмкіндігі. Көміртектеудің сапасы тұрақты, бұл механикаландырылған және автоматтандырылған жұмысты жүзеге асыруға оңай, бұл еңбек жағдайларын айтарлықтай жақсартады.
Сұйық көміртектілеу: Сұйық көміртектілеу - ролик тізбегін сұйық көміртектілеу ортасына батыру. Жиі қолданылатын орталарға кремний карбиді, «603» көміртектілеу агенті және т.б. жатады. Тиісті температурада көміртек атомдары сұйық ортадан еріп, ролик тізбегінің бетіне енеді. Сұйық көміртектілеу артықшылығы - өндіріс циклі салыстырмалы түрде қысқа, ал тотығу және көміртекті декарбуризация туралы алаңдамай, карбюрациядан кейін бірден сөндіру мүмкін. Температура мен уақытты басқару оңай, қыздыру біркелкі және дайындаманың деформациясын тиімді түрде азайтуға болады. Жабдық та салыстырмалы түрде қарапайым. Дегенмен, оның жұмыс жағдайлары салыстырмалы түрде нашар және әдетте бір дана немесе шағын партия өндірісіне жарамды.
Қатты көміртектілеу: Бұл дәстүрлі көміртектілеу әдісі. Роликті тізбек жабық карбюризация қорабына қатты карбюризациялаушы агентпен бірге орналастырылады, содан кейін карбюризациялау қорабы қыздыру пешіне салынып, карбюризациялау температурасына дейін қыздырылып, белгілі бір уақыт бойы жылы ұсталады, осылайша белсенді көміртек атомдары роликті тізбектің бетіне енеді. Қатты карбюризациялаушы агент әдетте көмірден және кейбір промоторлардан тұрады. Бұл әдістің артықшылықтары - пайдаланудың қарапайымдылығы, техникалық талаптардың төмендігі, арнайы жабдықтың қажеттілігінің болмауы, карбюризациялаушы агенттердің кең ауқымы және өз бетіңізбен дайындауға болатындығы және қолданудың кең ауқымы. Бірақ кемшіліктері де айқын. Карбюризациялау сапасын дәл бақылау қиын, жұмыс жағдайлары нашар, беріктігі жоғары, өндіріс циклі ұзақ, құны жоғары және карбюризациялау процесінде дәннің өсу үрдісі күрделі. Кейбір маңызды дайындамалар үшін әдетте тікелей сөндіру қолданылмайды.

Роликті тізбекті карбюризациялау процесінің негізгі элементтері
Көміртектеу температурасы мен уақыты: Көміртектеу температурасы әдетте 900℃ және 950℃ аралығында болады. Жоғары температура көміртек атомдарының диффузия жылдамдығын жеделдетіп, көміртектеу уақытын қысқартуы мүмкін, бірақ сонымен бірге дәннің өсуіне себеп болуы және ролик тізбегінің жұмысына әсер етуі мүмкін. Көміртектеу уақыты қажетті көміртектеу қабатының тереңдігіне сәйкес анықталады, әдетте бірнеше сағаттан ондаған сағатқа дейін. Мысалы, таяз көміртектеу қабатын қажет ететін кейбір ролик тізбектері үшін бұл бірнеше сағатты ғана алуы мүмкін, ал тереңірек көміртектеу қабатын қажет ететін ролик тізбектері үшін ондаған сағат көміртектеу уақыты алуы мүмкін. Нақты өндірісте ролик тізбегінің нақты материалы, өлшемі және жұмыс талаптары сияқты факторларға негізделген тәжірибелер мен тәжірибе арқылы оңтайлы көміртектеу температурасы мен уақыт параметрлерін анықтау қажет.
Көміртек потенциалын басқару: Көміртек потенциалы карбюризатор агентінің дайындаманың бетіне көміртек атомдарын беру қабілетін білдіреді. Көміртек потенциалын дәл басқару - идеалды карбюризацияланған қабатты алудың кілті. Тым жоғары көміртек потенциалы ролик тізбегінің бетінде желілік карбидтердің пайда болуына әкеліп соғады, бұл оның шаршау беріктігін төмендетеді; тым төмен көміртек потенциалы карбюризацияланған қабаттың тереңдігінің жеткіліксіз болуына және өнімділік талаптарына сай келмеуіне әкеледі. Әдетте, пештегі атмосфераны нақты уақыт режимінде бақылау үшін оттегі зондтары және инфрақызыл газ анализаторлары сияқты құралдар қолданылады, ал көміртек потенциалы бақылау нәтижелеріне сәйкес уақытында реттеледі, бұл көміртек потенциалы градиентінің әрқашан идеалды диапазонда болуын қамтамасыз етеді, осылайша біркелкі және жоғары сапалы карбюризацияланған қабат алынады. Сонымен қатар, озық компьютерлік модельдеу технологиясының көмегімен көміртек потенциалы градиентінің өзгеруін және әртүрлі процесс параметрлері бойынша карбюризацияланған қабаттың эволюциясын модельдеу, карбюризация әсерін алдын ала болжау, процесті оңтайландыру үшін ғылыми негіз жасау және карбюризациялау процесінің дәлдігі мен тұрақтылығын одан әрі жақсарту үшін көміртек потенциалының диффузиялық моделін жасауға болады.
Салқындату және сөндіру: Карбюрлеуден кейін, әдетте, ролик тізбегін тез салқындатып, сөндіру қажет, бұл мартенситтік құрылымды қалыптастыру және бетінің қаттылығын жақсарту үшін қажет. Жалпы сөндіру орталарына май, су, полимерлі сөндіру сұйықтығы және т.б. жатады. Әртүрлі сөндіру орталарының салқындату жылдамдығы мен сипаттамалары әртүрлі, сондықтан оларды ролик тізбегінің материалы мен өнімділік талаптарына сәйкес таңдау керек. Мысалы, кейбір шағын ролик тізбектері үшін маймен сөндіру қолданылуы мүмкін; үлкен ролик тізбектері немесе қаттылық талаптары жоғары ролик тізбектері үшін сумен сөндіру немесе полимерлі сөндіру сұйықтығымен сөндіру қолданылуы мүмкін. Сөндіруден кейін, сөндіру процесінде пайда болатын ішкі кернеуді жою және оның беріктігін жақсарту үшін ролик тізбегін де сөндіру қажет. Шыңдау температурасы әдетте 150℃ және 200℃ аралығында болады, ал шынықтыру уақыты ролик тізбегінің өлшемі және шынықтыру температурасы сияқты факторларға байланысты анықталады, әдетте шамамен 1-2 сағат.

Роликті тізбектің материалын таңдау және карбюризация процесін бейімдеу
Роликті шынжырдың материалы әдетте төмен көміртекті болат немесе төмен көміртекті қорытпалы болат, мысалы, 20 болат, 20CrMnTi және т.б. болып табылады. Бұл материалдар жақсы икемділік пен беріктікке ие және карбюрлеу кезінде жоғары сапалы карбюрленген қабат түзе алады. 20CrMnTi мысал ретінде оның құрамында хром, марганец және титан сияқты элементтер бар. Бұл қорытпа элементтері болаттың беріктігі мен беріктігін жақсартып қана қоймай, сонымен қатар карбюрлеу кезінде оның қатаю әсеріне де әсер етеді. Карбюрлеу алдында, карбюрлеу процесінің бірқалыпты жүруін қамтамасыз ету үшін беткі оксидтер мен кірді кетіру үшін роликті шынжырды алдын ала өңдеу, мысалы, маринадтау немесе құм себу қажет.

Карбюризация процесі роликті тізбектің жұмысын жақсартады
Қаттылық және тозуға төзімділік: Карбюризациядан кейін роликті тізбектің беткі қаттылығын айтарлықтай жақсартуға болады, әдетте HRC58-ден 64-ке дейін. Бұл оған жоғары жылдамдық, ауыр жүктеме және жиі іске қосу сияқты қатал жұмыс жағдайларында тіс бетінің тозуы, жабысу және шұңқырлану сияқты мәселелерге тиімді қарсы тұруға және оның қызмет ету мерзімін айтарлықтай ұзартуға мүмкіндік береді. Мысалы, кейбір ірі тау-кен машиналарында қолданылатын роликті тізбектер карбюризациялаудан кейін тозуға төзімділігін айтарлықтай жақсартты және материалдарды ұзақ уақыт бойы тұрақты тасымалдай алады, бұл тізбектің тозуынан туындаған жабдықтың тоқтап қалуы мен жөндеу санын азайтады.
Шаршауға қарсы өнімділік: Карбюрленген қабат пен беткі қабаттың жетілдірілген құрылымы түзетін қалдық қысу кернеуі ролик тізбегінің шаршауға қарсы өнімділігін жақсартуға көмектеседі. Циклдік жүктемелердің әсерінен ролик тізбегі үлкен кернеу амплитудасына төтеп бере алады және шаршау жарықтарына бейім емес, осылайша ұзақ мерзімді пайдалану кезінде оның сенімділігін арттырады. Бұл әсіресе үздіксіз жұмыс істеуі қажет кейбір жабдықтар үшін маңызды, мысалы, автомобиль қозғалтқышындағы уақыт тізбегі, бұл жабдықтың қауіпсіз және тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді және істен шығу қаупін азайтады.
Кешенді механикалық қасиеттер: Карбюризация процесі роликті тізбек бетінің өнімділігін жақсартып қана қоймай, сонымен қатар өзектің жақсы беріктігін сақтайды. Осылайша, роликті тізбек соққы жүктемелеріне ұшыраған кезде, ол энергияны жақсы сіңіріп, тарата алады және жергілікті кернеу концентрациясына байланысты сыну сияқты ақаулық мәселелерінен аулақ бола алады. Роликті тізбек әртүрлі күрделі жұмыс орталарында жақсы кешенді механикалық қасиеттерді көрсете алады және әртүрлі механикалық жабдықтардың беріліс қажеттіліктерін қанағаттандыра алады.

Карбюрленген роликті тізбектердің сапасын тексеру және бақылау
Карбюрленген қабат тереңдігін тексеру: Әдетте металлографиялық талдау карбюрленген қабаттың тереңдігін өлшеу үшін қолданылады. Роликті тізбек үлгісін кесіп, жылтыратып және коррозияға ұшыратқаннан кейін, карбюрленген қабаттың құрылымы металлографиялық микроскоппен бақыланады және оның тереңдігі өлшенеді. Бұл көрсеткіш карбюрлеу әсері жобалау талаптарына сәйкес келетінін тікелей көрсетеді, бұл роликті тізбектің жұмысын қамтамасыз ету үшін өте маңызды. Мысалы, ауыр жүктеме кезінде беріліс үшін қолданылатын кейбір роликті тізбектер үшін карбюрленген қабат тереңдігі жоғары жүктемелер кезінде тозуға төзімділік және шаршауға төзімділік талаптарына сәйкес келу үшін шамамен 0,8-ден 1,2 мм-ге дейін жетуі мүмкін.
Қаттылық сынағы: Ролик тізбегінің беті мен өзегінің қаттылығын тексеру үшін қаттылық өлшегішті пайдаланыңыз. Бетінің қаттылығы белгіленген стандартты диапазонға сәйкес келуі керек, ал өзектің қаттылығы да ролик тізбегінің жақсы кешенді өнімділігіне көз жеткізу үшін тиісті диапазонда болуы керек. Қаттылық сынағы әдетте белгілі бір сынама алу жиілігінде жүргізіледі және өнім сапасының тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін өндірілген ролик тізбектерінің әрбір партиясынан сынама алынады.
Металлографиялық құрылымды тексеру: Карбюрленген қабаттың тереңдігін анықтаумен қатар, карбюрленген қабаттың металлографиялық құрылымын да тексеру керек, соның ішінде карбидтердің морфологиясын, таралуын және түйіршік өлшемін де тексеру керек. Жақсы металлографиялық құрылым пайдалану кезінде ролик тізбегінің жұмысын қамтамасыз ете алады. Мысалы, жұқа және біркелкі таралған карбидтер ролик тізбегінің тозуға төзімділігін және шаршауға төзімділігін жақсартуға көмектеседі, ал түйіршік өлшемінің шамадан тыс болуы оның беріктігін төмендетуі мүмкін. Металлографиялық құрылымды тексеру арқылы карбюрлеу процесіндегі мәселелерді уақытында анықтауға және өнім сапасын жақсарту үшін оларды реттеу және жақсарту үшін тиісті шаралар қабылдауға болады.

Қорытынды
Роликті тізбектерді карбюризациялау процесі күрделі және маңызды технология болып табылады, ол роликті тізбектердің өнімділігін арттыруда маңызды рөл атқарады. Процесс әдістерін таңдаудан бастап негізгі элементтерді басқаруға, материалдарды бейімдеуге және сапаны тексеруге дейін, роликті тізбектің әртүрлі жұмыс жағдайларында пайдалану талаптарына сай болуын қамтамасыз ету үшін барлық буындарды қатаң бақылау қажет. Ғылым мен техниканың үздіксіз дамуымен карбюризациялау процесі де үнемі жаңарып, жетілдірілуде. Мысалы, озық компьютерлік модельдеу мен нақты уақыт режиміндегі онлайн бақылау технологиясын пайдалану карбюризациялау процесінің параметрлерін одан әрі оңтайландыруға, роликті тізбектердің өнімділігі мен сапасын жақсартуға және өнеркәсіптік өндіріс үшін сенімді және тиімді беріліс шешімдерін ұсынуға көмектеседі.