Kaip azotinimo apdorojimas padidina ritininių grandinių atsparumą dilimui?
1. Įvadas
Šiuolaikinėje pramonėje ritininės grandinės yra svarbus transmisijos komponentas ir yra plačiai naudojamos įvairiuose mechaniniuose įrenginiuose. Jų eksploatacinių savybių kokybė yra tiesiogiai susijusi su įrangos eksploatavimo efektyvumu ir tarnavimo laiku. Atsparumas dilimui yra vienas iš pagrindinių eksploatacinių rodiklių.ritininės grandinės, o azotinimo apdorojimas, kaip efektyvi paviršiaus stiprinimo technologija, gali žymiai pagerinti ritininių grandinių atsparumą dilimui.
2. Nitridavimo apdorojimo principas
Nitridavimas – tai paviršiaus terminio apdorojimo procesas, kurio metu azoto atomai tam tikroje temperatūroje ir tam tikroje terpėje įsiskverbia į ruošinio paviršių ir sudaro didelio kietumo nitrido sluoksnį. Šis procesas paprastai atliekamas 500–540 ℃ temperatūroje ir trunka 35–65 valandas. Nitridavimo sluoksnio gylis paprastai yra nedidelis, pavyzdžiui, chromo-molibdeno-aliuminio plieno nitridavimo sluoksnio gylis yra tik 0,3–0,65 mm. Po nitridavimo ruošinio paviršiaus kietumas gali būti žymiai padidintas iki 1100–1200 HV (atitinka 67–72 HRC).
3. Nitridavimo procesas
Nitridinimo procesas daugiausia apima šiuos veiksmus:
Šildymas: ritininė grandinė įkaitinama iki nitridavimo temperatūros, paprastai nuo 500 iki 540 ℃.
Izoliacija: pasiekus nitridavimo temperatūrą, reikia išlaikyti tam tikrą izoliacijos laiką, kad azoto atomai galėtų visiškai įsiskverbti į ruošinio paviršių.
Aušinimas: Baigus azotinimą, ruošinį lėtai atvėsinkite, kad išvengtumėte vidinių įtempių.
Nitrido proceso metu paprastai naudojama azoto turinti dujinė terpė, pvz., amoniakas. Aukštoje temperatūroje amoniakas skyla ir sudaro azoto atomus, kurie prasiskverbia į ruošinio paviršių ir sudaro nitrido sluoksnį. Be to, siekiant pagerinti nitrido efektą, į plieną pridedama kai kurių legiruojančių elementų, pvz., aliuminio, titano, vanadžio, volframo, molibdeno, chromo ir kt. Šie elementai gali sudaryti stabilius junginius su azotu, dar labiau pagerindami nitrido sluoksnio kietumą ir atsparumą dilimui.
4. Ritininių grandinių atsparumo dilimui didinimo mechanizmas nitriduojant
(I) Paviršiaus kietumo gerinimas
Po nitridavimo ant ritininės grandinės paviršiaus susidaro didelio kietumo nitrido sluoksnis. Šis nitrido sluoksnis gali efektyviai atsispirti išorinių apkrovų dilimui ir sumažinti paviršiaus įbrėžimus bei dilimo gylį. Pavyzdžiui, nitriduotos ritininės grandinės paviršiaus kietumas gali siekti 1100–1200 HV, tai yra daug daugiau nei neapdorotos ritininės grandinės paviršiaus kietumas.
(II) Paviršiaus mikrostruktūros gerinimas
Nitrido apdorojimas gali suformuoti smulkias nitrido daleles ant ritininės grandinės paviršiaus. Šios dalelės tolygiai pasiskirsto matricoje, o tai gali veiksmingai pagerinti paviršiaus atsparumą dilimui ir nuovargiui. Be to, nitrido sluoksnio susidarymas taip pat gali pagerinti ritininės grandinės paviršiaus mikrostruktūrą, sumažinti paviršiaus defektus ir įtrūkimus, taip pagerinant bendrą ritininės grandinės veikimą.
(III) Atsparumo nuovargiui gerinimas
Azoto apdorojimas gali ne tik pagerinti ritininės grandinės paviršiaus kietumą ir atsparumą dilimui, bet ir žymiai padidinti jos atsparumą nuovargiui. Taip yra todėl, kad azoto sluoksnis gali efektyviai išsklaidyti įtempius ir sumažinti įtempių koncentraciją, taip sumažindamas nuovargio įtrūkimų susidarymo ir plitimo tikimybę. Pavyzdžiui, tiriant motociklų paskirstymo grandines ir transmisijų grandines, nustatyta, kad vidutinio anglies kiekio grūdinto ir atleisto plieno kaiščio veleno, apdoroto karbonitridu, paviršiaus kietumas ir atsparumas nuovargiui buvo žymiai pagerinti.
(IV) Pagerinti atsparumą korozijai
Po nitridavimo ant ritininės grandinės paviršiaus susidaro tankus nitrido sluoksnis. Šis nitrido sluoksnis gali veiksmingai apsaugoti nuo erozijos dėl išorinių korozinių terpių ir pagerinti ritininės grandinės atsparumą korozijai. Tai ypač svarbu ritininėms grandinėms, veikiančioms atšiauriomis sąlygomis, ir gali veiksmingai pailginti jų tarnavimo laiką.
5. Nitridavimo taikymas ritininių grandinių gamyboje
(I) Pagerinti ritininių grandinių tarnavimo laiką
Azotinimas gali žymiai pagerinti ritininių grandinių atsparumą dilimui ir nuovargiui, taip pailgindamas jų tarnavimo laiką. Pavyzdžiui, po azotinimo didelio stiprumo ir atsparumo dilimui konvejerio grandinės tarnavimo laikas pailgėjo daugiau nei dvigubai. Taip yra todėl, kad po azotinimo ritininė grandinė gali efektyviai atsispirti dilimo ir nuovargio įtrūkimų susidarymui eksploatacijos metu, taip sumažindama priežiūros ir keitimo dažnumą.
(II) Pagerinti ritininių grandinių patikimumą
Ritininė grandinė po azotavimo pasižymi didesniu paviršiaus kietumu ir atsparumu nuovargiui, todėl ji yra patikimesnė eksploatacijos metu. Net ir dirbant didelėmis apkrovomis ir atšiauriomis sąlygomis, ritininė grandinė po azotavimo gali išlaikyti gerą našumą ir sumažinti gedimo tikimybę. Tai labai svarbu kai kuriems įrenginiams, kuriems keliami aukšti patikimumo reikalavimai, ir gali veiksmingai pagerinti įrangos veikimo efektyvumą.
(III) Sumažinti ritininių grandinių priežiūros išlaidas
Kadangi azotinimas gali žymiai pagerinti ritininių grandinių tarnavimo laiką ir patikimumą, jis gali veiksmingai sumažinti jų priežiūros išlaidas. Sumažinus priežiūros ir keitimo dažnumą, galima ne tik sutaupyti laiko ir darbo sąnaudų, bet ir sumažinti ekonominius nuostolius, atsirandančius dėl įrangos prastovų. Tai turi didelę ekonominę reikšmę įmonėms.
6. Nitridavimo apdorojimo privalumai ir trūkumai
(I) Privalumai
Žymiai pagerina atsparumą dilimui: Nitrido apdorojimas gali žymiai pagerinti ritininės grandinės paviršiaus kietumą ir atsparumą dilimui, taip pailgindamas jos tarnavimo laiką.
Pagerinti atsparumą nuovargiui: Nitrido sluoksnis gali efektyviai išsklaidyti įtempius ir sumažinti įtempių koncentraciją, taip sumažinant nuovargio įtrūkimų susidarymo ir plėtimosi tikimybę.
Pagerinti atsparumą korozijai: po nitridavimo ant ritininės grandinės paviršiaus susidaro tankus nitrido sluoksnis, kuris gali veiksmingai užkirsti kelią erozijai dėl išorinių korozinių terpių.
Subrendęs procesas: nitridinis apdorojimas yra brandi paviršiaus stiprinimo technologija, turinti platų pramoninį pritaikymą.
(II) Trūkumai
Ilgas apdorojimo laikas: nitridinis apdorojimas paprastai trunka ilgai, pvz., 35–65 valandas, todėl gali padidėti gamybos sąnaudos.
Tam tikras poveikis ruošinio dydžiui: nitridinis apdorojimas gali šiek tiek pakeisti ruošinio dydį, todėl kai kuriais atvejais, kai keliami aukšti matmenų tikslumo reikalavimai, reikia skirti ypatingą dėmesį.
Dideli įrangos reikalavimai: nitridavimo apdorojimui reikalinga speciali įranga ir griežta proceso kontrolė, todėl gali padidėti investicijos į įrangą ir eksploatavimo išlaidos.
7. Išvada
Nitrido apdorojimas, kaip efektyvi paviršiaus stiprinimo technologija, gali žymiai pagerinti ritininių grandinių atsparumą dilimui ir nuovargiui, taip pailgindamas jų tarnavimo laiką ir padidindamas patikimumą. Nors nitrido apdorojimas turi tam tikrų trūkumų, tokių kaip ilgas apdorojimo laikas ir dideli įrangos reikalavimai, jo privalumai gerokai atsveria trūkumus. Nitrido apdorojimo taikymas ritininių grandinių gamyboje gali ne tik pagerinti produkto našumą ir kokybę, bet ir sumažinti priežiūros išlaidas, o tai suteikia didelę ekonominę naudą įmonei. Todėl nitrido apdorojimo taikymo perspektyvos ritininių grandinių gamyboje yra plačios, todėl įmonės ir tyrėjai turėtų atlikti išsamius tyrimus ir propaguoti šią sritį.
8. Būsimos plėtros kryptis
Nuolat tobulėjant mokslui ir technologijoms, nuolat tobulėja ir diegiamos inovacijos, todėl nitridavimo apdorojimo technologija ateityje gali vystytis šiomis kryptimis:
Pagerinti apdorojimo efektyvumą: Optimizuojant proceso parametrus ir įrangos technologiją, sutrumpinamas nitridavimo apdorojimo laikas ir pagerinamas gamybos efektyvumas.
Sumažinkite apdorojimo išlaidas: tobulindami įrangą ir procesus, sumažinkite investicijas į įrangą ir nitridinio apdorojimo eksploatavimo išlaidas.
Pagerinti apdorojimo kokybę: Tiksliai kontroliuojant nitridavimo proceso parametrus, pagerėja nitridavimo sluoksnio kokybė ir vienodumas.
Išplėsti taikymo sritis: taikyti azotinimo apdorojimo technologiją daugiau tipų ritininėms grandinėms ir susijusiems gaminiams, siekiant dar labiau išplėsti jos taikymo sritį.
Trumpai tariant, azotavimo apdorojimo technologijos taikymas ritininių grandinių gamyboje turi didelę praktinę reikšmę ir plačias plėtros perspektyvas. Nuolatiniai tyrimai ir inovacijos leidžia manyti, kad azotavimo apdorojimo technologija dar labiau prisidės prie ritininių grandinių pramonės plėtros.
Įrašo laikas: 2025 m. liepos 18 d.