Роликті тізбектерді термиялық өңдеудің кең таралған процестеріне кіріспе

Роликті тізбектерді термиялық өңдеудің кең таралған процестеріне кіріспе
Роликті тізбектерді өндіру процесінде термиялық өңдеу процесі олардың өнімділігін жақсартудың негізгі буыны болып табылады. Термиялық өңдеу арқылы роликті тізбектердің беріктігі, қаттылығы, тозуға төзімділігі және төзімділігі айтарлықтай жақсартылуы мүмкін, осылайша олардың қызмет ету мерзімін ұзартуға және әртүрлі күрделі жұмыс жағдайларында пайдалану талаптарын қанағаттандыруға болады. Төменде роликті тізбектерді термиялық өңдеудің бірнеше кең таралған процестеріне егжей-тегжейлі кіріспе берілген:

I. Қалпына келтіру және шынықтыру процесі
(I) Сөндіру
Сөндіру - ролик тізбегін белгілі бір температураға дейін (әдетте Ac3 немесе Ac1-ден жоғары) қыздыру, оны белгілі бір уақыт ішінде жылы ұстау, содан кейін тез салқындату процесі. Оның мақсаты - ролик тізбегінің жоғары қаттылық пен жоғары беріктіктегі мартенситтік құрылым алуын қамтамасыз ету. Жиі қолданылатын сөндіру орталарына су, май және тұзды су жатады. Судың салқындату жылдамдығы жоғары және қарапайым пішінді және кіші өлшемді ролик тізбектеріне жарамды; майдың салқындату жылдамдығы салыстырмалы түрде баяу және күрделі пішінді және үлкен өлшемді ролик тізбектеріне жарамды.
(II) Шыңдау
Шынықтыру - сөндірілген ролик тізбегін белгілі бір температураға дейін (әдетте Ac1-ден төмен) қайта қыздыру, оны жылы ұстау және содан кейін салқындату процесі. Оның мақсаты - шынықтыру процесінде пайда болатын ішкі кернеуді жою, қаттылықты реттеу және беріктікті жақсарту. Шынықтыру температурасына сәйкес оны төмен температуралы шынықтыру (150℃-250℃), орташа температуралы шынықтыру (350℃-500℃) және жоғары температуралы шынықтыру (500℃-650℃) деп бөлуге болады. Төмен температуралы шынықтыру жоғары қаттылық пен жақсы беріктікке ие шыныққан мартенсит құрылымын алуға мүмкіндік береді; орташа температуралы шынықтыру жоғары беріктікке және жақсы пластикалық пен беріктікке ие шыныққан троостит құрылымын алуға мүмкіндік береді; жоғары температуралы шынықтыру жақсы кешенді механикалық қасиеттері бар шыныққан троостит құрылымын алуға мүмкіндік береді.

2. Көмірсутекпен өңдеу процесі
Карбюризациялау - көміртек атомдарының ролик тізбегінің бетіне еніп, жоғары көміртекті карбюрленген қабат түзуіне мүмкіндік беру, осылайша бетінің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсарту, ал өзегі төмен көміртекті болаттың беріктігін сақтайды. Карбюризациялау процестеріне қатты карбюризациялау, газбен карбюризациялау және сұйық карбюризациялау жатады. Олардың ішінде газбен карбюризациялау ең кең таралған. Ролик тізбегін карбюризациялау атмосферасына орналастыру арқылы көміртек атомдары белгілі бір температура мен уақытта бетке енеді. Карбюризациялаудан кейін, бетінің қаттылығы мен тозуға төзімділігін одан әрі жақсарту үшін әдетте сөндіру және төмен температурада шынықтыру қажет.

3. Азоттау процесі
Азоттау - ролик тізбегінің бетіне азот атомдарын еніп, нитридтер түзу, осылайша беттің қаттылығын, тозуға төзімділігін және шаршау беріктігін жақсарту. Азоттау процесіне газды азоттау, ионды азоттау және сұйық азоттау кіреді. Газды азоттау - ролик тізбегін азот бар атмосфераға орналастыру және белгілі бір температура мен уақытта азот атомдарының бетке енуіне мүмкіндік беру. Азоттаудан кейінгі ролик тізбегі жоғары беттік қаттылыққа, жақсы тозуға төзімділікке және шағын деформацияға ие, бұл күрделі пішінді ролик тізбектеріне жарамды.

4. Карбонитридтеу процесі
Карбонитридтеу - ролик тізбегінің бетіне көміртегі мен азотты бір уақытта енгізу арқылы карбонитридтер түзеді, осылайша беттің қаттылығын, тозуға төзімділігін және шаршау беріктігін жақсартады. Карбонитридтеу процесіне газ карбонитридтеу және сұйық карбонитридтеу кіреді. Газ карбонитридтеу - ролик тізбегін көміртегі мен азот бар атмосфераға орналастыру және белгілі бір температура мен уақытта көміртегі мен азоттың бетке бір уақытта енуіне мүмкіндік беру. Карбонитридтеуден кейінгі ролик тізбегі жоғары беттік қаттылыққа, жақсы тозуға төзімділікке және жақсы шағылысуға қарсы қасиеттерге ие.

5. Күйдіру процесі
Күйдіру - бұл ролик тізбегін белгілі бір температураға дейін (әдетте Ac3-тен 30-50℃ жоғары) қыздыру, белгілі бір уақыт бойы жылы ұстау, пешпен 500℃-тан төмен температураға дейін баяу салқындату, содан кейін ауада салқындату процесі. Оның мақсаты - қаттылықты азайту, икемділік пен беріктікті жақсарту, өңдеуді және кейінгі термиялық өңдеуді жеңілдету. Күйдіруден кейінгі ролик тізбегі біркелкі құрылымға және орташа қаттылыққа ие, бұл кесу өнімділігін жақсарта алады.

6. Қалыпқа келтіру процесі
Қалыпқа келтіру - бұл ролик тізбегін белгілі бір температураға дейін (әдетте Ac3 немесе Acm-ден жоғары) қыздыру, жылы ұстау, пештен алу және ауада салқындату процесі. Оның мақсаты - түйіршіктерді тазарту, құрылымды біркелкі ету, қаттылық пен беріктікті жақсарту және кесу өнімділігін жақсарту. Қалыпқа келтіргеннен кейін ролик тізбегі біркелкі құрылымға және орташа қаттылыққа ие, оны соңғы термиялық өңдеу немесе алдын ала термиялық өңдеу ретінде пайдалануға болады.

7. Қартаюды емдеу процесі
Қартаюды өңдеу - бұл ролик тізбегін белгілі бір температураға дейін қыздыру, белгілі бір уақыт ішінде жылы ұстау, содан кейін салқындату процесі. Оның мақсаты - қалдық кернеуді жою, өлшемін тұрақтандыру және беріктік пен қаттылықты жақсарту. Қартаюды өңдеу табиғи қартаю және жасанды қартаю болып бөлінеді. Табиғи қартаю - ролик тізбегін бөлме температурасында немесе табиғи жағдайда ұзақ уақытқа қойып, оның қалдық кернеуін біртіндеп жою; жасанды қартаю - ролик тізбегін жоғары температураға дейін қыздыру және қартаюды қысқа мерзімде өңдеу.

8. Беттік сөндіру процесі
Беттік сөндіру - ролик тізбегінің бетін белгілі бір температураға дейін қыздыру және оны тез салқындату процесі. Оның мақсаты - өзек жақсы беріктікті сақтай отырып, беттің қаттылығын және тозуға төзімділігін жақсарту. Беттік сөндіру процестеріне индукциялық қыздыру беттік сөндіру, жалынмен қыздыру беттік сөндіру және электрлік жанасу арқылы қыздыру беттік сөндіру кіреді. Индукциялық қыздыру беттік сөндіру индукциялық ток шығаратын жылуды ролик тізбегінің бетін қыздыру үшін пайдаланады, бұл жылдам қыздыру жылдамдығы, жақсы сөндіру сапасы және шағын деформация сияқты артықшылықтарға ие.

9. Беткі қабатты нығайту процесі
Беттік нығайту процесі - ролик тізбегінің бетінде физикалық немесе химиялық әдістер арқылы арнайы қасиеттері бар нығайту қабатын қалыптастыру, осылайша беттің қаттылығын, тозуға төзімділігін және шаршау беріктігін жақсарту. Жалпы беттік нығайту процестеріне дробовой тегістеу, домалауды нығайту, металл инфильтрациясын нығайту және т.б. жатады. Домалау - ролик тізбегінің бетіне әсер ету үшін жоғары жылдамдықты дробовойды пайдалану, осылайша бетінде қалдық қысу кернеуі пайда болады, осылайша шаршау беріктігін жақсартады; домалауды нығайту - ролик тізбегінің бетін домалау үшін домалау құралдарын пайдалану, осылайша бет пластикалық деформацияны тудырады, осылайша беттің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсартады.

10. Тегістеу процесі
Борлау - бор атомдарын ролик тізбегінің бетіне еніп, боридтер түзу, осылайша беттің қаттылығы мен тозуға төзімділігін арттыру. Борлау процестеріне газбен борлау және сұйықтықпен борлау жатады. Газбен борлау - ролик тізбегін бор бар атмосфераға орналастыру және белгілі бір температура мен уақытта бор атомдарының бетке енуіне мүмкіндік беру. Борлаудан кейінгі ролик тізбегі жоғары беттік қаттылыққа, жақсы тозуға төзімділікке және жақсы шағылысуға қарсы қасиеттерге ие.

11. Композиттік екінші реттік сөндіру термиялық өңдеу процесі
Қосылыстың екінші реттік сөндіру термиялық өңдеуі - екі сөндіру және шынықтыру процесі арқылы роликті тізбектердің өнімділігін айтарлықтай жақсартатын озық термиялық өңдеу процесі. Бұл процесс әдетте келесі қадамдарды қамтиды:
(I) Алғашқы сөндіру
Ролик тізбегі ішкі құрылымын толығымен аустенизациялау үшін жоғары температураға дейін (әдетте дәстүрлі сөндіру температурасынан жоғары) қыздырылады, содан кейін мартенситті құрылымды қалыптастыру үшін тез салқындатылады. Бұл қадамның мақсаты - ролик тізбегінің қаттылығы мен беріктігін жақсарту.
(II) Бірінші шынықтыру
Бірінші шынықтырудан кейінгі ролик тізбегі орташа температураға дейін (әдетте 300℃-500℃ аралығында) қыздырылады, белгілі бір уақыт ішінде жылы ұсталады, содан кейін салқындатылады. Бұл қадамның мақсаты - шынықтыру процесінде пайда болатын ішкі кернеуді жою, сонымен қатар қаттылықты реттеу және беріктікті жақсарту.
(III) Екінші рет сөндіру
Бірінші шынықтырудан кейін ролик тізбегі қайтадан жоғары температураға дейін қыздырылады, бірақ бірінші шынықтыру температурасынан сәл төмен, содан кейін тез салқындатылады. Бұл қадамның мақсаты - мартенситтік құрылымды одан әрі жетілдіру және ролик тізбегінің қаттылығы мен тозуға төзімділігін арттыру.
(IV) Екінші шынықтыру
Екінші рет шынықтырудан кейін ролик тізбегі төмен температураға дейін қыздырылады (әдетте 150℃ -250℃ аралығында), белгілі бір уақыт ішінде жылы ұсталады, содан кейін салқындатылады. Бұл қадамның мақсаты - ішкі кернеуді одан әрі жою, өлшемін тұрақтандыру және жоғары қаттылық пен тозуға төзімділікті сақтау.

12. Сұйықтықты көміртектеу процесі
Сұйықтықпен карбюризациялау - бұл көміртек атомдарының ролик тізбегін сұйық карбюризациялау ортасына батыру арқылы бетіне енуіне мүмкіндік беретін арнайы карбюризациялау процесі. Бұл процестің жылдам карбюризациялау жылдамдығы, біркелкі карбюризациялау қабаты және жақсы басқарылу артықшылықтары бар. Ол күрделі пішінді және жоғары өлшемді дәлдік талаптары бар ролик тізбектеріне жарамды. Сұйықтықпен карбюризациялаудан кейін, беттің қаттылығы мен тозуға төзімділігін одан әрі жақсарту үшін әдетте сөндіру және төмен температурада шынықтыру қажет.

13. Қатайту процесі
Қатайту дегеніміз ролик тізбегінің ішкі құрылымын жақсарту арқылы қаттылық пен тозуға төзімділікті арттыру. Нақты қадамдар келесідей:
(I) Жылыту
Роликті тізбек тізбектегі көміртек пен азот сияқты элементтерді еріту және диффузиялау үшін қатаю температурасына дейін қыздырылады.
(ii) Оқшаулау
Қатайту температурасына жеткеннен кейін, элементтердің біркелкі таралуы және қатты ерітінді түзілуі үшін белгілі бір оқшаулау уақытын сақтаңыз.
(iii) Салқындату
Тізбекті тез суытыңыз, қатты ерітінді ұсақ түйіршікті құрылым түзеді, қаттылықты және тозуға төзімділікті жақсартады.

14. Металлдың инфильтрация процесі
Металл инфильтрациясы процесі металл элементтерін ролик тізбегінің бетіне еніп, металл қосылыстарын түзеді, осылайша беттің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсартады. Металл инфильтрациясының кең таралған процестеріне хромдау және ванадий инфильтрациясы жатады. Хромдау процесі ролик тізбегін хром бар атмосфераға орналастыру болып табылады, ал белгілі бір температура мен уақытта хром атомдары бетке еніп, хром қосылыстарын түзеді, осылайша беттің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсартады.

15. Алюминийлеу процесі
Алюминийлеу процесі алюминий атомдарын ролик тізбегінің бетіне еніп, алюминий қосылыстарын түзеді, осылайша беттің тотығуға төзімділігі мен коррозияға төзімділігін жақсартады. Алюминийлеу процестеріне газбен алюминийлеу және сұйықпен алюминийлеу жатады. Газбен алюминийлеу ролик тізбегін алюминий бар атмосфераға орналастыру болып табылады, ал белгілі бір температура мен уақытта алюминий атомдары бетке енеді. Алюминий енгеннен кейін ролик тізбегінің беті жақсы тотығуға және коррозияға төзімділікке ие және жоғары температура мен коррозиялық ортада қолдануға жарамды.

16. Мыстың инфильтрация процесі
Мыс инфильтрациясы процесі мыс атомдарын ролик тізбегінің бетіне еніп, мыс қосылыстарын түзеді, осылайша беттің тозуға төзімділігін және шағылысуға қарсы қасиеттерін жақсартады. Мыс инфильтрациясы процесіне газ мыс инфильтрациясы және сұйық мыс инфильтрациясы кіреді. Газ мыс инфильтрациясы ролик тізбегін мыс бар атмосфераға орналастыру болып табылады, ал белгілі бір температура мен уақытта мыс атомдары бетке енеді. Мыс инфильтрациясынан кейін ролик тізбегінің беті жақсы тозуға төзімділікке және шағылысуға қарсы қасиеттеріне ие және жоғары жылдамдықты және ауыр жүктеме жағдайларында пайдалануға жарамды.

17. Титанның инфильтрация процесі
Титан инфильтрациясы процесі титан атомдарын ролик тізбегінің бетіне еніп, титан қосылыстарын түзеді, осылайша беттің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсартады. Титан инфильтрациясы процесіне газ титанының инфильтрациясы және сұйық титанның инфильтрациясы кіреді. Газ титанының инфильтрациясы ролик тізбегін титан бар атмосфераға орналастыру болып табылады, ал белгілі бір температура мен уақытта титан атомдары бетке енеді. Титан инфильтрациясынан кейін ролик тізбегінің беті жақсы қаттылық пен тозуға төзімділікке ие және жоғары қаттылық пен жоғары тозуға төзімділік талаптары бар жұмыс жағдайларына жарамды.

18. Кобальттау процесі
Кобальттау процесі кобальт атомдарын ролик тізбегінің бетіне еніп, кобальт қосылыстарын түзеді, осылайша бетінің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсартады. Кобальттау процесіне газ кобальттау және сұйық кобальттау кіреді. Газ кобальттау ролик тізбегін кобальт бар атмосфераға орналастыру болып табылады, ал белгілі бір температура мен уақытта кобальт атомдары бетіне енеді. Кобальттаудан кейінгі ролик тізбегінің беті жақсы қаттылық пен тозуға төзімділікке ие және жоғары қаттылық пен жоғары тозуға төзімділік талаптары бар жұмыс жағдайларына жарамды.

19. Цирконизация процесі
Цирконийлеу процесі цирконий атомдарын ролик тізбегінің бетіне еніп, цирконий қосылыстарын түзеді, осылайша бетінің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсартады. Цирконийлеу процесіне газ цирконийлеу және сұйық цирконийлеу кіреді. Газ цирконийлеу ролик тізбегін цирконий бар атмосфераға орналастыру болып табылады, ал белгілі бір температура мен уақытта цирконий атомдары бетіне енеді. Цирконийлеуден кейінгі ролик тізбегінің беті жақсы қаттылық пен тозуға төзімділікке ие және жоғары қаттылық пен жоғары тозуға төзімділік талаптары бар жұмыс жағдайларына жарамды.

20. Молибден инфильтрация процесі
Молибден инфильтрациясы процесі молибден атомдарын ролик тізбегінің бетіне еніп, молибден қосылыстарын түзеді, осылайша беттің қаттылығы мен тозуға төзімділігін жақсартады. Молибден инфильтрациясы процесіне газ молибден инфильтрациясы және сұйық молибден инфильтрациясы кіреді. Газ молибден инфильтрациясы ролик тізбегін молибден бар атмосфераға орналастыру және белгілі бір температура мен уақытта молибден атомдарының бетке енуіне мүмкіндік беру болып табылады. Молибден инфильтрациясынан кейінгі ролик тізбегінің беті жақсы қаттылық пен тозуға төзімділікке ие және жоғары қаттылық пен жоғары тозуға төзімділікті қажет ететін жұмыс жағдайларына жарамды.