Išsamus ritininės grandinės terminio apdorojimo proceso paaiškinimas: pagrindinė technologija, skirta pagerinti našumą

Išsamus ritininės grandinės terminio apdorojimo proceso paaiškinimas: pagrindinė technologija, skirta pagerinti našumą

Įvadas
Kaip mechaninis komponentas, plačiai naudojamas pramoninėse perdavimo ir transportavimo sistemose, jo veikimas ir tarnavimo laikasritininė grandinėyra labai svarbūs stabiliam įrangos veikimui. Terminio apdorojimo procesas yra pagrindinė grandis, gerinanti ritininių grandinių našumą. Keičiant medžiagos mikrostruktūrą, galima žymiai pagerinti ritininių grandinių stiprumą, kietumą, atsparumą dilimui ir nuovargio trukmę.

1. Pagrindinės ritininių grandinių terminio apdorojimo sąvokos
Terminis apdorojimas yra apdorojimo metodas, kurio metu keičiama metalinių medžiagų vidinė struktūra jas kaitinant, izoliuojant ir aušinant, siekiant pasiekti reikiamą našumą. Ritininių grandinių terminis apdorojimas gali ne tik pagerinti jų mechanines savybes, bet ir padidinti atsparumą dilimui bei nuovargio trukmę, kad jos galėtų prisitaikyti prie įvairių sudėtingų darbo sąlygų.

2. Dažniausiai naudojami ritininių grandinių terminio apdorojimo procesai
(I) Grūdinimas ir atleidimas
Grūdinimo procesas
Šildymas: ritininė grandinė įkaitinama iki tinkamos temperatūros, paprastai aukštesnės nei Ac3 arba Ac1. Šildymo temperatūros pasirinkimas priklauso nuo ritininės grandinės medžiagos sudėties ir reikiamų našumo rodiklių.
Izoliacija: Pasiekus gesinimo temperatūrą, palaikykite tam tikrą izoliacijos laiką, kad ritininės grandinės vidinė temperatūra būtų vienoda.
Grūdinimas: ritininė grandinė greitai panardinama į grūdinimo terpę, pvz., vandenį, aliejų arba sūrų vandenį. Grūdinimo terpės pasirinkimas turi įtakos aušinimo greičiui ir kietumo pasiskirstymui po grūdinimo. Vanduo vėsta greičiausiai, tačiau gali sukelti didesnį vidinį įtempį; aliejus vėsta lėčiau ir po grūdinimo patiria mažesnį vidinį įtempį.
Funkcija: Pagrindinis grūdinimo tikslas – pagerinti ritininės grandinės kietumą ir stiprumą. Greitai aušinant, ritininės grandinės paviršiuje ir viduje susidaro sukietėjęs audinys, taip pagerinant jos atsparumą dilimui ir smūgiams.
Grūdinimo procesas
Kaitinimas: Grūdinta ritininė grandinė kaitinama iki žemesnės nei Ac1 temperatūros. Atleidimo temperatūros pasirinkimas priklauso nuo reikiamos kietumo ir tvirtumo pusiausvyros. Apskritai, kuo aukštesnė atleidimo temperatūra, tuo mažesnis kietumas ir tuo geresnis tvirtumas.
Šilumos išsaugojimas: tam tikrą laiką palaikykite grūdinimo temperatūroje, kad stabilizuotųsi ritininės grandinės vidinė struktūra.
Aušinimas: Po atšildymo lėtai atvėsinkite iki kambario temperatūros.
Funkcija: Pagrindinis grūdinimo tikslas yra sumažinti vidinį įtempį, susidarantį grūdinimo metu, ir sureguliuoti ritininės grandinės kietumą bei tvirtumą. Grūdinimo būdu ritininė grandinė gali pagerinti visapusiškas eksploatacines savybes ir sumažinti įtrūkimų bei lūžių riziką naudojimo metu.
(II) Paviršiaus grūdinimas
Paviršiaus gesinimas
Indukcinio kaitinimo paviršiaus gesinimas: naudojant elektromagnetinės indukcijos principą, per indukcinę ritę praleidžiama aukšto dažnio srovė, kad būtų sukurtas kintamasis magnetinis laukas, todėl ritininės grandinės paviršius sukuria sūkurines sroves ir greitai įkaista. Indukcinio kaitinimo privalumai yra didelis kaitinimo greitis, tikslus temperatūros valdymas ir greitas vietinių paviršių gesinimas.
Liepsnos kaitinimo paviršiaus gesinimas: ritininės grandinės paviršiui šildyti ir greitai atvėsinti naudokite liepsnos purškimo pistoletą. Liepsnos kaitinimo privalumai yra paprasta įranga ir lankstus veikimas, todėl jis tinka didelių ritininių grandinių arba vietinių plotų paviršiaus gesinimui.
Funkcija: Paviršiaus grūdinimas gali žymiai pagerinti ritininės grandinės paviršiaus kietumą ir atsparumą dilimui. Veikiant kintamas apkrovas ir smūgines apkrovas, ritininė grandinė po paviršiaus grūdinimo gali būti geriau atspari dilimui ir nuovargio pažeidimams.
Anglinimas ir nitridavimas
Anglinimo procesas: ritininė grandinė dedama į terpę, kurioje yra anglies elementų, ir aukštoje temperatūroje į ritininės grandinės paviršių infiltruojami anglies atomai, kad susidarytų daug anglies turintis sukietėjęs sluoksnis. Po anglies dioksido uždeginimo ritininė grandinė paprastai turi būti grūdinama ir atleista, kad būtų dar labiau pagerintas jos paviršiaus kietumas ir atsparumas dilimui.
Nitrido procesas: ritininė grandinė įdedama į azoto turinčią terpę ir tam tikroje temperatūroje azoto atomai įsiskverbia į ritininės grandinės paviršių, kad susidarytų nitridu sukietėjęs sluoksnis. Po nitrido ritininė grandinė pasižymi dideliu paviršiaus kietumu, geru atsparumu dilimui ir geru atsparumu korozijai.
Funkcija: Karburavimo ir nitridavimo procesai gali žymiai pagerinti ritininės grandinės paviršiaus kietumą ir atsparumą dilimui. Palyginti su paviršiaus grūdinimu, karburavimo ir nitridavimo būdu susidaręs sukietėjęs sluoksnis yra gilesnis ir geriau atsparus dilimui bei nuovargio pažeidimams.
(III) Bendras terminis apdorojimas
Atkaitinimas
Procesas: Įkaitinkite ritininę grandinę iki 30–50 laipsnių virš Ac3, palaikykite ją šiltai tam tikrą laiką, tada lėtai atvėsinkite krosnyje iki žemesnės nei 500 laipsnių temperatūros ir atvėsinkite ore.
Funkcija: Pagrindinis atkaitinimo tikslas yra sumažinti ritininės grandinės kietumą ir pagerinti jos plastiškumą bei pjovimo savybes. Atkaitinimo būdu ritininę grandinę lengviau formuoti ir apdoroti vėlesniame apdorojime.
Normalizavimas
Procesas: Įkaitinkite ritininę grandinę iki aukštesnės nei Ac3 arba Acm temperatūros, palaikykite ją šiltai, išimkite iš krosnies ir atvėsinkite ore.
Funkcija: Normalizavimas gali pagerinti grūdelius, suvienodinti struktūrą ir pagerinti visapusiškas ritininės grandinės eksploatacines savybes. Palyginti su atkaitinimu, normalizuota ritininė grandinė yra kietesnė ir stipresnė.
Grūdinimo ir atleidimo apdorojimas
Procesas: Grūdinimas ir atleidimas yra grūdinimo ir aukštoje temperatūroje atleidimo derinys. Pirmiausia ritininė grandinė įkaitinama iki aukštesnės nei Ac3 temperatūros, po to užgrūdinama ir atleidžiama 500–650 ℃ temperatūroje.
Funkcija: Grūdinimo ir atleidimo būdu galima pasiekti visapusišką didelio stiprumo ir tvirtumo našumą. Po grūdinimo ir atleidimo ritininė grandinė pasižymi geresniu stabilumu ir patikimumu, kai veikiama didelių apkrovų ir smūginių apkrovų.
(IV) Specialus terminio apdorojimo procesas
Karbonitridas
Procesas: ritininė grandinė ir anglies bei azoto šaltinis kartu įkaitinami iki bendros difuzijos temperatūros ir palaikomi tam tikrą laiką. Kodifuzijos proceso metu anglies ir azoto atomai vienu metu prasiskverbia į ritininės grandinės paviršių ir sudaro karbonitridu sukietėjusį sluoksnį.
Funkcija: Karbonitridinimas gali žymiai pagerinti ritininės grandinės paviršiaus kietumą ir atsparumą dilimui. Palyginti su įanglinimu ir azotinimu, karbonitridinimo būdu suformuotas sukietėjęs sluoksnis pasižymi geresnėmis visapusiškomis savybėmis ir yra atsparesnis dilimui bei nuovargio pažeidimams.
Nuobodulys
Procesas: Įdėkite ritininę grandinę į terpę, kurioje yra boro elementų, ir leiskite boro atomams tam tikroje temperatūroje prasiskverbti į ritininės grandinės paviršių.
Funkcija: Ritininės grandinės paviršiaus kietumas po išgręžimo yra itin didelis, o atsparumas dilimui – puikus. Tinka ritininėms grandinėms, naudojamoms atšiauriomis darbo sąlygomis, tokiomis kaip aukšta temperatūra ir didelė apkrova.

3. Terminio apdorojimo proceso įtaka ritininių grandinių veikimui
Kietumas ir atsparumas dilimui
Ritininės grandinės paviršiaus kietumą galima žymiai pagerinti grūdinant, paviršiaus grūdinant, įanglinant, nitrinant ir kitais procesais. Didelio kietumo paviršius gali geriau atlaikyti dilimą ir pailginti ritininės grandinės tarnavimo laiką.
Stiprumas ir tvirtumas
Grūdinimas ir atleidimas, grūdinimo ir atleidimo apdorojimas bei kiti procesai gali pagerinti ritininės grandinės stiprumą ir tvirtumą. Esant didelėms apkrovoms ir smūginėms apkrovoms, termiškai apdorotos ritininės grandinės gali geriau išlaikyti stabilumą ir patikimumą.
Nuovargio gyvenimas
Terminis apdorojimas gali pagerinti ritininės grandinės mikrostruktūrą, sumažinti vidinius defektus ir taip pailginti jos nuovargio tarnavimo laiką. Termiškai apdorotos ritininės grandinės yra geriau atsparios nuovargio pažeidimams, kai pakartotinai veikiamos kintamomis apkrovomis.
Atsparumas korozijai
Tokie procesai kaip nitridavimas ir boravimas gali pagerinti ritininių grandinių atsparumą korozijai. Drėgnoje arba korozinėje aplinkoje naudojamos ritininės grandinės po šių terminio apdorojimo procesų yra geriau atsparios korozijai.

4. Terminio apdorojimo procesų parinkimas ir optimizavimas
Pasirinkite terminio apdorojimo procesus pagal ritininės grandinės medžiagą
Skirtingų medžiagų ritininės grandinės skirtingai prisitaiko prie terminio apdorojimo procesų. Pavyzdžiui, anglinio plieno ritininės grandinės paprastai apdorojamos grūdinant ir atleidžiant, įanglinant ir kt., o nerūdijančio plieno ritininės grandinės labiau tinka tokiems procesams kaip azotinimas ir karbonitridinimas.
Pasirinkite terminio apdorojimo procesus pagal ritininių grandinių naudojimo reikalavimus
Jei ritininė grandinė daugiausia naudojama didelėms apkrovoms ir smūginėms apkrovoms atlaikyti, reikia pasirinkti terminio apdorojimo procesą, kuris gali pagerinti stiprumą ir tvirtumą; jei ritininė grandinė daugiausia naudojama atsparumui dilimui, reikia pasirinkti terminio apdorojimo procesą, kuris gali pagerinti paviršiaus kietumą ir atsparumą dilimui.
Optimizuokite terminio apdorojimo proceso parametrus
Terminio apdorojimo proceso parametrų pasirinkimas daro didelę įtaką ritininių grandinių veikimui. Pavyzdžiui, nepagrįstas parametrų, tokių kaip gesinimo temperatūra, laikymo laikas, aušinimo greitis ir kt., pasirinkimas gali lemti nepakankamą ritininės grandinės kietumą arba per didelį vidinį įtempį. Todėl būtina optimizuoti terminio apdorojimo proceso parametrus eksperimentais ir patirtimi, atsižvelgiant į ritininės grandinės medžiagą ir naudojimo reikalavimus.

5. Terminio apdorojimo proceso bandymai ir kokybės kontrolė
Kietumo bandymas
Kietumas yra svarbus rodiklis, matuojantis ritininės grandinės terminio apdorojimo kokybę. Kietumo bandymu galima įvertinti, ar kietumo pasiskirstymas ritininės grandinės paviršiuje ir viduje atitinka reikalavimus. Įprasti kietumo bandymo metodai apima Rokvelo kietumo bandymą, paviršiaus kietumo bandymą ir kt.
Metalografinis bandymas
Metalografiniu bandymu galima stebėti ritininės grandinės mikrostruktūrą ir nuspręsti, ar terminio apdorojimo procesas pasiekė laukiamą efektą. Pavyzdžiui, metalografiniu bandymu galima stebėti martensito struktūrą po grūdinimo ir karbido pasiskirstymą po įanglinimo.
Mechaninių savybių bandymas
Mechaninių savybių bandymas apima tempimo bandymą, smūgio bandymą, nuovargio bandymą ir kt. Šių bandymų metu galima išsamiai įvertinti ritininės grandinės stiprumą, tvirtumą, nuovargio tarnavimo laiką ir kitus eksploatacinius rodiklius, siekiant užtikrinti, kad ji atitiktų naudojimo reikalavimus.
Kokybės kontrolės sistema
Patikimos kokybės kontrolės sistemos sukūrimas yra raktas į ritininių grandinių terminio apdorojimo kokybės užtikrinimą. Nuo žaliavų įsigijimo, terminio apdorojimo proceso vykdymo iki gatavų gaminių patikrinimo, kiekviena grandis turi būti griežtai kontroliuojama. Kokybės kontrolės sistema gali užtikrinti, kad ritininių grandinių kokybė būtų stabili ir patikima, kad atitiktų tarptautinių didmeninių pirkėjų reikalavimus.

6. Atvejo analizė
(I) Ritininės grandinės terminio apdorojimo atvejis tam tikroje automobilių gamykloje
Fonas
Tam tikroje automobilių gamykloje naudojama ritininė grandinė turi atlaikyti dideles apkrovas ir smūgines apkrovas, taip pat turi pasižymėti geru atsparumu dilimui ir nuovargiu.
Terminio apdorojimo proceso pasirinkimas
Grūdinimo ir atleidimo procesas yra taikomas, kai gesinimo temperatūra yra 850 ℃, o laikymo laikas – 30 minučių, po to atliekamas aukštoje temperatūroje atleidimas 550 ℃, o laikymo laikas – 2 valandos.
Testo rezultatai
Po grūdinimo ir atleidimo ritininės grandinės paviršiaus kietumas siekia HRC45-50, o šerdies kietumas – HRC30-35. Metalografinis tyrimas rodo, kad po grūdinimo martensito struktūra yra vienoda, o po atleidimo – gera sorbito struktūra. Mechaninių savybių bandymai rodo, kad ritininės grandinės tempiamasis stipris yra 1200 MPa, takumo riba – 1000 MPa, smūginis tvirtumas – 50 J/cm², o nuovargio atsparumas žymiai pagerėja.
Taikymo efektas
Automobilių gamybos gamyklai panaudojus ritininę grandinę po grūdinimo ir atleidimo, įrangos veikimas tampa stabilesnis, ritininės grandinės tarnavimo laikas pailgėja 50%, o priežiūros išlaidos labai sumažėja.
(II) Kasybos įrangos ritininės grandinės terminio apdorojimo atvejis
Fonas
Kasybos įrangoje naudojama ritininė grandinė turi veikti atšiauriomis darbo sąlygomis ir būti atspari dilimui bei korozijai.
Terminio apdorojimo proceso pasirinkimas
Priimamas karbonitridinimo procesas, bendro difuzijos temperatūra yra 850 ℃, laikymo laikas yra 4 valandos, o tada atliekamas gesinimas ir žemos temperatūros atleidimas.
Testo rezultatai
Po karbonitrido apdorojimo ritininės grandinės paviršiaus kietumas pasiekia HV1000–1200, o atsparumas dilimui žymiai pagerėja. Metalografinis tyrimas rodo, kad karbonitrido grūdinimo sluoksnis yra tolygiai paskirstytas, jo storis yra 0,5–0,8 mm. Atsparumo korozijai bandymas rodo, kad ritininės grandinės atsparumas korozijai drėgnoje aplinkoje padidėja 3 kartus.
Taikymo efektas
Kai kasybos įranga naudoja karbonitridu apdorotą ritininę grandinę, ritininės grandinės susidėvėjimo greitis labai sumažėja, tarnavimo laikas pailgėja 2 kartus, o įrangos veikimo efektyvumas gerokai pagerėja.

7. Būsimos plėtros tendencijos
Pažangi terminio apdorojimo technologija
Tobulėjant dirbtiniam intelektui ir automatizavimo technologijoms, intelektualios terminio apdorojimo technologijos taps ateities plėtros tendencija. Pažangios valdymo sistemos dėka terminio apdorojimo proceso parametrus galima stebėti ir reguliuoti realiuoju laiku, siekiant tiksliai valdyti ir pagerinti terminio apdorojimo kokybę bei efektyvumą.
Žalioji ir aplinkai nekenksminga terminio apdorojimo technologija
Aplinkosauginio sąmoningumo didinimas skatins ekologiškų ir aplinkai nekenksmingų terminio apdorojimo technologijų plėtrą. Pavyzdžiui, naudojant neteršiančias gesinimo priemones ir energiją taupančią šildymo įrangą, galima sumažinti energijos suvartojimą ir aplinkos taršą terminio apdorojimo metu.
Didelio našumo terminio apdorojimo medžiagos
Didelio našumo terminio apdorojimo medžiagų tyrimai ir kūrimas yra raktas į ritininių grandinių eksploatacinių savybių gerinimą. Pavyzdžiui, naujų carburizavimo, nitrinimo ir kt. medžiagų kūrimas gali dar labiau pagerinti ritininių grandinių paviršiaus kietumą ir atsparumą dilimui.
Terminio apdorojimo procesų inovacijos ir optimizavimas
Derinant su pažangia medžiagų mokslo ir mechanikos teorija, terminio apdorojimo procesas yra nuolat optimizuojamas ir tobulinamas. Pavyzdžiui, sudėtinis terminio apdorojimo procesas naudojamas norint sujungti kelis terminio apdorojimo procesus, kad būtų galima visapusiškai išnaudoti jų atitinkamus privalumus ir dar labiau pagerinti ritininių grandinių našumą.

8. Išvada
Terminio apdorojimo procesas yra pagrindinė technologija, skirta pagerinti ritininių grandinių našumą. Grūdinant ir atleidžiant, atliekant paviršiaus grūdinimą, bendrą terminį apdorojimą ir kitus procesus, galima žymiai pagerinti ritininių grandinių kietumą, stiprumą, atsparumą dilimui ir nuovargio trukmę. Tinkamo terminio apdorojimo proceso pasirinkimas ir proceso parametrų optimizavimas yra svarbios grandys, užtikrinančios ritininių grandinių kokybę. Tuo pačiu metu patikimos kokybės kontrolės sistemos sukūrimas ir pažangių bandymo metodų taikymas yra ritininių grandinių terminio apdorojimo kokybės užtikrinimo garantas. Ateityje, tobulėjant išmanioms, ekologiškoms ir didelio našumo medžiagoms, ritininių grandinių terminio apdorojimo technologijos ir toliau bus diegiamos naujovės ir optimizuojamos, užtikrinant patikimesnius mechaninius komponentus pramoninėms perdavimo ir transportavimo sistemoms.