Роликті тізбекті термоөңдеу процесінің егжей-тегжейлі түсіндірмесі: өнімділікті жақсартудың негізгі технологиясы

Роликті тізбекті термоөңдеу процесінің егжей-тегжейлі түсіндірмесі: өнімділікті жақсартудың негізгі технологиясы

Кіріспе
Өнеркәсіптік беріліс және тасымалдау жүйелерінде кеңінен қолданылатын механикалық компонент ретінде, оның өнімділігі мен қызмет ету мерзіміроликті тізбекжабдықтардың тұрақты жұмысы үшін өте маңызды. Термиялық өңдеу процесі роликті тізбектердің өнімділігін жақсартудың негізгі буыны болып табылады. Материалдың микроқұрылымын өзгерту арқылы роликті тізбектердің беріктігі, қаттылығы, тозуға төзімділігі және шаршау мерзімін айтарлықтай жақсартуға болады.

1. Роликті тізбекті термиялық өңдеудің негізгі түсініктері
Термиялық өңдеу - қажетті өнімділікке қол жеткізу үшін металл материалдарының ішкі құрылымын қыздыру, оқшаулау және салқындату арқылы өзгертетін өңдеу әдісі. Роликті тізбектер үшін термиялық өңдеу олардың механикалық қасиеттерін жақсартып қана қоймай, сонымен қатар олардың тозуға төзімділігі мен шаршау мерзімін жақсарта алады, осылайша олар әртүрлі күрделі жұмыс жағдайларына бейімделе алады.

2. Роликті тізбектер үшін жиі қолданылатын термиялық өңдеу процестері
(I) Қалпына келтіру және шынықтыру
Сөндіру процесі
Қыздыру: Ролик тізбегін тиісті температураға дейін, әдетте Ac3 немесе Ac1-ден жоғары температураға дейін қыздырыңыз. Қыздыру температурасын таңдау ролик тізбегінің материалдық құрамына және қажетті өнімділік көрсеткіштеріне байланысты.
Оқшаулау: Сөндіру температурасына жеткеннен кейін, ролик тізбегінің ішкі температурасын біркелкі ету үшін белгілі бір оқшаулау уақытын сақтаңыз.
Сөндіру: Роликті тізбек су, май немесе тұзды су сияқты сүңдіру ортасына тез батырылады. Сүңдіру ортасын таңдау салқындату жылдамдығына және сүңгітуден кейінгі қаттылықтың таралуына әсер етеді. Судың салқындату жылдамдығы ең жоғары, бірақ ішкі кернеуді жоғарылатуы мүмкін; майдың салқындату жылдамдығы баяу және сүңгітуден кейінгі ішкі кернеуі аз.
Функциясы: Қатайтудың негізгі мақсаты - ролик тізбегінің қаттылығы мен беріктігін арттыру. Жылдам салқындату арқылы ролик тізбегінің бетінде және ішінде қатайған тіндер пайда болады, осылайша оның тозуға төзімділігі мен соққыға төзімділігі артады.
Шынықтыру процесі
Қыздыру: Сөндірілген ролик тізбегі Ac1-ден төмен температураға дейін қыздырылады. Шынықтыру температурасын таңдау қаттылық пен беріктіктің қажетті тепе-теңдігіне байланысты. Жалпы алғанда, шынықтыру температурасы неғұрлым жоғары болса, қаттылық соғұрлым төмен және беріктік соғұрлым жақсы болады.
Жылуды сақтау: Ролик тізбегінің ішкі құрылымын тұрақтандыру үшін белгілі бір уақыт ішінде температураны ұстап тұрыңыз.
Салқындату: Температураны көтергеннен кейін бөлме температурасына дейін баяу суытыңыз.
Функциясы: Шынықтырудың негізгі мақсаты - шынықтыру кезінде пайда болатын ішкі кернеуді азайту және ролик тізбегінің қаттылығы мен төзімділігін реттеу. Шынықтыру арқылы ролик тізбегі жақсырақ кешенді өнімділікке қол жеткізе алады және пайдалану кезінде жарылу және сыну қаупін азайтады.
(II) Беттік қатайтуды өңдеу
Беттік сөндіру
Индукциялық қыздыру бетін сөндіру: Электромагниттік индукция принципін қолдана отырып, айнымалы магнит өрісін тудыру үшін индукциялық катушка арқылы жоғары жиілікті ток өткізіледі, осылайша ролик тізбегінің беті құйынды токтар тудырады және тез қызады. Индукциялық қыздырудың артықшылықтары - жылдам қыздыру жылдамдығы, температураны дәл бақылау және жергілікті беттерді тез сөндіру.
Жалынмен қыздыру бетін сөндіру: Ролик тізбегінің бетін қыздыру үшін жалын бүріккіш пистолетін пайдаланыңыз, содан кейін оны тез суытыңыз. Жалынмен қыздырудың артықшылықтары - қарапайым жабдық және икемді пайдалану, бұл үлкен ролик тізбектерін немесе жергілікті жерлерді бетін сөндіру үшін жарамды.
Функциясы: Беттік сөндіру роликті тізбек бетінің қаттылығы мен тозуға төзімділігін айтарлықтай жақсарта алады. Айнымалы жүктемелер мен соққы жүктемелеріне ұшыраған кезде, беттік сөндіруден кейінгі роликті тізбек тозу мен шаршау зақымына жақсы қарсы тұра алады.
Көмірсутекпен өңдеу және нитридтеу
Карбюризациялау процесі: Роликті тізбек көміртегі элементтері бар ортаға орналастырылады, ал көміртегі атомдары жоғары температурада роликті тізбектің бетіне еніп, жоғары көміртекті қатайтылған қабат түзеді. Карбюризациядан кейін роликті тізбектің бетінің қаттылығы мен тозуға төзімділігін одан әрі жақсарту үшін әдетте сөндіру және шынықтыру қажет.
Азоттау процесі: Ролик тізбегін азот бар ортаға салыңыз және азот атомдарының белгілі бір температурада ролик тізбегінің бетіне еніп, нитридпен қатайтылған қабат түзуіне мүмкіндік беріңіз. Азоттаудан кейінгі ролик тізбегі жоғары беттік қаттылыққа, жақсы тозуға төзімділікке және жақсы коррозияға төзімділікке ие.
Функциясы: Карбюризациялау және азоттау процестері ролик тізбегінің беткі қаттылығын және тозуға төзімділігін айтарлықтай жақсарта алады. Беткі сөндірумен салыстырғанда, карбюризациялау және азоттау нәтижесінде пайда болған қатайған қабат тереңірек және тозу мен шаршау зақымына жақсы қарсы тұра алады.
(III) Жалпы термиялық өңдеу
Күйдіру
Процесс: Роликті тізбекті Ac3-тен 30-50 градусқа дейін қыздырыңыз, оны белгілі бір уақыт ішінде жылы ұстаңыз, содан кейін пеште 500 градустан төмен температураға дейін баяу суытып, ауада суытыңыз.
Функциясы: Күйдірудің негізгі мақсаты - ролик тізбегінің қаттылығын азайту және оның икемділігі мен кесу өнімділігін жақсарту. Күйдіру арқылы ролик тізбегін кейінгі өңдеу кезінде қалыптастыру және өңдеу оңайырақ.
Қалыпқа келтіру
Процесс: Роликті шынжырды Ac3 немесе Acm-ден жоғары температураға дейін қыздырыңыз, жылы ұстаңыз, пештен алып, ауада суытыңыз.
Функциясы: Қалыпқа келтіру түйіршіктерді тазартуға, құрылымды біркелкі етуге және ролик тізбегінің жан-жақты өнімділігін жақсартуға мүмкіндік береді. Күйдірумен салыстырғанда, қалыпқа келтіргеннен кейінгі ролик тізбегінің қаттылығы мен беріктігі жоғарырақ.
Қалпына келтіру және шынықтырумен өңдеу
Процесс: Сүндіру және шынықтыру өңдеуі - шынықтыру мен жоғары температурада шынықтырудың үйлесімі. Алдымен ролик тізбегін Ac3-тен жоғары температураға дейін қыздырыңыз, жылуды сақтағаннан кейін шынықтырыңыз, содан кейін 500-650 ℃ температурада шынықтырыңыз.
Функциясы: Қаттыру және шынықтыру өңдеуі жоғары беріктік пен жақсы төзімділіктің жан-жақты өнімділігіне қол жеткізе алады. Қаттыру және шынықтырудан кейінгі ролик тізбегі жоғары жүктемелер мен соққы жүктемелеріне ұшыраған кезде жақсы тұрақтылық пен сенімділікке ие болады.
(IV) Арнайы термиялық өңдеу процесі
Карбонитрид
Процесс: Ролик тізбегін және көміртегі мен азот көзін бірге диффузия температурасына дейін қыздырыңыз және оны белгілі бір уақытқа дейін ұстаңыз. Бірлескен диффузия процесінде көміртегі мен азот атомдары бір уақытта ролик тізбегінің бетіне еніп, карбонитридті қатайтылған қабат түзеді.
Функциясы: Карбонитридтеу ролик тізбегінің беткі қаттылығын және тозуға төзімділігін айтарлықтай жақсарта алады. Карбюризациялау және нитридтеумен салыстырғанда, карбонитридтеу нәтижесінде пайда болған қатайтылған қабат жан-жақты өнімділікке ие және тозу мен шаршау зақымына жақсы қарсы тұра алады.
Зеріктіру
Процесс: Ролик тізбегін бор элементтері бар ортаға орналастырыңыз және бор атомдарының белгілі бір температурада ролик тізбегінің бетіне енуіне мүмкіндік беріңіз.
Функциясы: Роликті тізбектің бұрғылаудан кейінгі беткі қаттылығы өте жоғары және тозуға төзімділігі өте жақсы. Ол жоғары температура мен жоғары жүктеме сияқты қатал жұмыс жағдайларында қолданылатын роликті тізбектерге жарамды.

3. Роликті тізбектердің жұмысына термиялық өңдеу процесінің әсері
Қаттылық және тозуға төзімділік
Роликті тізбектің беткі қаттылығын сөндіру, беткі сөндіру, карбюризациялау, азоттау және басқа да процестер арқылы айтарлықтай жақсартуға болады. Жоғары қаттылық беті тозуға жақсы төзімді және роликті тізбектің қызмет ету мерзімін ұзартады.
Беріктік және төзімділік
Қаттыру және шынықтыру, шынықтыру және шынықтыру өңдеуі және басқа да процестер ролик тізбегінің беріктігі мен төзімділігін арттыра алады. Жоғары жүктемелер мен соққы жүктемелеріне ұшыраған кезде, термиялық өңделген ролик тізбектері тұрақтылық пен сенімділікті жақсырақ сақтай алады.
Шаршау өмірі
Термиялық өңдеу ролик тізбегінің микроқұрылымын жақсарта алады, ішкі ақауларды азайтады және осылайша оның шаршау мерзімін ұзарта алады. Термиялық өңделген ролик тізбектері бірнеше рет ауыспалы жүктемелерге ұшыраған кезде шаршау зақымына жақсы қарсы тұра алады.
Коррозияға төзімділік
Нитридтеу және борлау сияқты процестер роликті тізбектердің коррозияға төзімділігін арттыра алады. Ылғалды немесе коррозиялық ортада қолданылатын роликті тізбектер осы термиялық өңдеу процестерінен кейін коррозияға жақсы қарсы тұра алады.

4. Термиялық өңдеу процестерін таңдау және оңтайландыру
Роликті тізбектің материалына сәйкес термиялық өңдеу процестерін таңдаңыз
Әртүрлі материалдардан жасалған роликті тізбектер термиялық өңдеу процестеріне әртүрлі бейімделеді. Мысалы, көміртекті болаттан жасалған роликті тізбектер әдетте сөндіру және шынықтыру, карбюризациялау және т.б. сияқты процестерді пайдаланады; ал тот баспайтын болаттан жасалған роликті тізбектер азоттау және карбонитридтеу сияқты процестерге қолайлырақ.
Роликті тізбектерді пайдалану талаптарына сәйкес термиялық өңдеу процестерін таңдаңыз
Егер ролик тізбегі негізінен жоғары жүктемелер мен соққы жүктемелеріне төтеп беру үшін пайдаланылса, беріктік пен төзімділікті жақсарта алатын термиялық өңдеу процесін таңдау керек; егер ролик тізбегі негізінен тозуға төзімділік үшін пайдаланылса, бетінің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсарта алатын термиялық өңдеу процесін таңдау керек.
Термиялық өңдеу процесінің параметрлерін оңтайландыру
Термиялық өңдеу процесінің параметрлерін таңдау ролик тізбектерінің жұмысына үлкен әсер етеді. Мысалы, сөндіру температурасы, ұстап тұру уақыты, салқындату жылдамдығы және т.б. сияқты параметрлерді негізсіз таңдау ролик тізбегінің жеткіліксіз қаттылығына немесе шамадан тыс ішкі кернеуіне әкелуі мүмкін. Сондықтан, ролик тізбегінің материалы мен пайдалану талаптарына сәйкес тәжірибелер мен тәжірибелер арқылы термиялық өңдеу процесінің параметрлерін оңтайландыру қажет.

5. Термиялық өңдеу процесін сынау және сапасын бақылау
Қаттылық сынағы
Қаттылық - роликті тізбекті термиялық өңдеу сапасын өлшеудің маңызды көрсеткіші. Қаттылық сынағы арқылы роликті тізбектің беті мен ішіндегі қаттылықтың таралуы талаптарға сай келетінін анықтауға болады. Қаттылықты сынаудың кең таралған әдістеріне Роквелл қаттылығын сынау, бетінің қаттылығын сынау және т.б. жатады.
Металлографиялық сынақ
Металлографиялық сынақ ролик тізбегінің микроқұрылымын бақылап, термиялық өңдеу процесінің күтілетін нәтижеге жеткенін немесе жетпегенін анықтауға мүмкіндік береді. Мысалы, металлографиялық сынақ арқылы шынықтырудан кейінгі мартенсит құрылымын және карбюризациядан кейінгі карбидтің таралуын бақылауға болады.
Механикалық қасиет сынағы
Механикалық қасиеттерді сынауға созылу сынағы, соққы сынағы, шаршау сынағы және т.б. кіреді. Осы сынақтар арқылы ролик тізбегінің беріктігі, төзімділігі, шаршау мерзімі және басқа да өнімділік көрсеткіштері пайдалану талаптарына сай келетініне көз жеткізу үшін жан-жақты бағалануы мүмкін.
Сапаны бақылау жүйесі
Дыбыс сапасын бақылау жүйесін құру роликті тізбекті термиялық өңдеудің сапасын қамтамасыз етудің кілті болып табылады. Шикізатты сатып алудан бастап, термиялық өңдеу процесін орындаудан бастап дайын өнімді тексеруге дейін әрбір буын қатаң бақылауда болуы керек. Сапаны бақылау жүйесі роликті тізбектің сапасының тұрақты және сенімді болуын қамтамасыз ете алады, бұл халықаралық көтерме сатып алушылардың талаптарына сай келеді.

6. Істі талдау
(I) Белгілі бір автомобиль өндірісі зауытындағы роликті тізбекті термиялық өңдеу жағдайы
Фон
Белгілі бір автомобиль зауытында қолданылатын роликті тізбек жоғары жүктемелер мен соққы жүктемелеріне төтеп беруі керек, сондай-ақ жақсы тозуға төзімділік пен шаршау мерзіміне ие болуы керек.
Жылулық өңдеу процесін таңдау
Сөндіру және шынықтыру процесі қолданылады, шынықтыру температурасы 850℃ және ұстау уақыты 30 минут, содан кейін 550℃ жоғары температурада шынықтыру және 2 сағат ұстау уақыты қолданылады.
Тест нәтижелері
Шынықтыру және шынықтырудан кейін ролик тізбегінің беткі қаттылығы HRC45-50-ге жетеді, ал өзек қаттылығы HRC30-35 құрайды. Металлографиялық зерттеу шынықтырудан кейінгі мартенсит құрылымының біркелкі екенін және шынықтырудан кейінгі сорбит құрылымының жақсы екенін көрсетеді. Механикалық қасиеттерді сынау ролик тізбегінің созылу беріктігінің 1200 МПа, беріктік шегі 1000 МПа, соққы беріктігі 50 Дж/см² екенін және шаршау мерзімінің айтарлықтай жақсарғанын көрсетеді.
Қолдану әсері
Автокөлік зауыты роликті шынжырды сөндіріп, шынықтырғаннан кейін пайдаланғаннан кейін жабдықтың жұмысы тұрақты болады, роликті шынжырдың қызмет ету мерзімі 50%-ға ұзарады және техникалық қызмет көрсету құны айтарлықтай төмендейді.
(II) Тау-кен жабдықтарының ролик тізбегін термиялық өңдеу корпусы
Фон
Тау-кен жабдықтарында қолданылатын роликті тізбек қатал жұмыс жағдайларында жұмыс істеуі керек және жоғары тозуға және коррозияға төзімділікті талап етеді.
Жылулық өңдеу процесін таңдау
Карбонитридтеу процесі қабылданды, бірлескен диффузия температурасы 850℃, ұстау уақыты 4 сағат, содан кейін сөндіру және төмен температурада шынықтыру жүзеге асырылады.
Тест нәтижелері
Карбонитридті өңдеуден кейін роликті тізбектің беткі қаттылығы HV1000-1200-ге жетеді және тозуға төзімділік айтарлықтай жақсарады. Металлографиялық зерттеу карбонитридті қатаю қабатының қалыңдығы 0,5-0,8 мм болатын біркелкі таралғанын көрсетеді. Коррозияға төзімділік сынағы роликті тізбектің ылғалды ортадағы коррозияға төзімділігі 3 есеге жақсарғанын көрсетеді.
Қолдану әсері
Тау-кен жабдықтары карбонитридпен өңделген роликті тізбекті пайдаланғаннан кейін, роликті тізбектің тозу жылдамдығы айтарлықтай төмендейді, қызмет ету мерзімі 2 есеге ұзарады және жабдықтың жұмыс тиімділігі айтарлықтай жақсарады.

7. Болашақ даму үрдісі
Ақылды жылу өңдеу технологиясы
Жасанды интеллект пен автоматтандыру технологиясының дамуымен ақылды термиялық өңдеу технологиясы болашақ даму үрдісіне айналады. Ақылды басқару жүйесі арқылы термиялық өңдеу процесінің параметрлерін нақты уақыт режимінде бақылауға және реттеуге болады, бұл дәл бақылауға қол жеткізуге және термиялық өңдеудің сапасы мен тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді.
Жасыл және экологиялық таза термиялық өңдеу технологиясы
Қоршаған орта туралы хабардарлықты арттыру жасыл және экологиялық таза термиялық өңдеу технологиясын дамытуға ықпал етеді. Мысалы, ластанудан қорғалған сөндіру құралдары мен энергия үнемдейтін жылыту жабдықтарын пайдалану термиялық өңдеу кезінде энергия тұтынуды және қоршаған ортаның ластануын азайта алады.
Жоғары өнімді термиялық өңдеу материалдары
Жоғары өнімді термиялық өңдеу материалдарын зерттеу және әзірлеу роликті тізбектердің өнімділігін жақсартудың кілті болып табылады. Мысалы, жаңа карбюризаторларды, нитридтеу агенттерін және т.б. әзірлеу роликті тізбектердің беткі қаттылығын және тозуға төзімділігін одан әрі жақсарта алады.
Жылулық өңдеу процестерін инновациялау және оңтайландыру
Озық материалтану және механика теориясымен біріктірілген термиялық өңдеу процесі үздіксіз оңтайландырылады және инновацияланады. Мысалы, құрама термиялық өңдеу процесі бірнеше термиялық өңдеу процестерін біріктіру үшін олардың тиісті артықшылықтарын толық пайдалану және роликті тізбектердің өнімділігін одан әрі жақсарту үшін қолданылады.

8. Қорытынды
Термиялық өңдеу процесі роликті тізбектердің өнімділігін жақсартудың негізгі технологиясы болып табылады. Қаттыру және шынықтыру, беттік беріктендіру, жалпы термиялық өңдеу және басқа да процестер арқылы роликті тізбектердің қаттылығын, беріктігін, тозуға төзімділігін және шаршау мерзімін айтарлықтай жақсартуға болады. Тиісті термиялық өңдеу процесін таңдау және процесс параметрлерін оңтайландыру роликті тізбектердің сапасын қамтамасыз етудің маңызды буындары болып табылады. Сонымен қатар, дыбыс сапасын бақылау жүйесін құру және озық сынақ әдістерін қолдану роликті тізбекті термиялық өңдеу сапасын қамтамасыз етудің кепілі болып табылады. Болашақта ақылды, жасыл және жоғары өнімді материалдарды дамытумен роликті тізбекті термиялық өңдеу технологиясы өнеркәсіптік беріліс және тасымалдау жүйелері үшін сенімдірек механикалық компоненттерді қамтамасыз ете отырып, инновациялар мен оңтайландыруды жалғастырады.