Ritininės grandinės grūdinimo temperatūra ir laikas: pagrindinių proceso parametrų analizė
Mechaninių transmisijų srityje,ritininė grandinėyra pagrindinis komponentas, o jo veikimas tiesiogiai veikia mechaninės įrangos veikimo efektyvumą ir patikimumą. Grūdinimas, kaip pagrindinis terminio apdorojimo procesas ritininių grandinių gamyboje, atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį gerinant jų stiprumą, kietumą, atsparumą dilimui ir nuovargio trukmę. Šiame straipsnyje bus išsamiai išnagrinėti ritininių grandinių grūdinimo temperatūros ir laiko nustatymo principai, įprastų medžiagų proceso parametrai, proceso valdymas ir naujausi pokyčiai, siekiant pateikti išsamias technines nuorodas ritininių grandinių gamintojams ir tarptautiniams didmeniniams pirkėjams, kad jie galėtų gerai suprasti grūdinimo proceso poveikį ritininių grandinių veikimui ir priimti labiau pagrįstus gamybos ir pirkimo sprendimus.
1. Pagrindinės ritininės grandinės gesinimo sąvokos
Grūdinimas yra terminio apdorojimo procesas, kurio metu ritininė grandinė įkaitinama iki tam tikros temperatūros, tam tikrą laiką palaikoma šilta, o tada greitai atvėsinama. Jo tikslas – pagerinti ritininės grandinės mechanines savybes, tokias kaip kietumas ir stiprumas, keičiant medžiagos metalografinę struktūrą. Greitas aušinimas austenitą paverčia martensitu arba bainitu, suteikdamas ritininei grandinei puikias visapusiškas savybes.
2. Grūdinimo temperatūros nustatymo pagrindas
Medžiagų kritinis taškas: Skirtingų medžiagų ritininės grandinės turi skirtingus kritinius taškus, tokius kaip Ac1 ir Ac3. Ac1 yra aukščiausia perlito ir ferito dvifazės srities temperatūra, o Ac3 yra žemiausia temperatūra, kad medžiaga būtų visiškai austenitizuota. Grūdinimo temperatūra paprastai parenkama aukštesnė nei Ac3 arba Ac1, kad medžiaga būtų visiškai austenituota. Pavyzdžiui, ritininėms grandinėms, pagamintoms iš 45 plieno, Ac1 yra apie 727 ℃, Ac3 yra apie 780 ℃, o gesinimo temperatūra dažnai parenkama apie 800 ℃.
Medžiagos sudėtis ir eksploataciniai reikalavimai: Legiruojančių elementų kiekis turi įtakos ritininių grandinių grūdinamumui ir eksploatacinėms savybėms. Ritininių grandinių, kuriose yra daug legiruojančių elementų, pavyzdžiui, legiruotojo plieno ritininių grandinių, grūdinimo temperatūrą galima atitinkamai padidinti, kad padidėtų grūdinamumas ir būtų užtikrintas geras šerdies kietumas bei stiprumas. Mažo anglies kiekio plieno ritininių grandinių grūdinimo temperatūra negali būti per aukšta, kad būtų išvengta stipraus oksidavimo ir dekarbiarizacijos, o tai turi įtakos paviršiaus kokybei.
Austenito grūdelių dydžio kontrolė: smulkūs austenito grūdeliai po grūdinimo gali įgyti smulkią martensito struktūrą, todėl ritininė grandinė pasižymi didesniu stiprumu ir tvirtumu. Todėl grūdinimo temperatūra turėtų būti parinkta tokiame diapazone, kuriame būtų galima gauti smulkius austenito grūdelius. Apskritai, kylant temperatūrai, austenito grūdeliai linkę didėti, tačiau tinkamai padidinus aušinimo greitį arba imantis proceso priemonių grūdeliams smulkinti, grūdelių augimas gali tam tikru mastu sulėtėti.
3. Gesinimo laiką lemiantys veiksniai
Ritininės grandinės dydis ir forma: didesnėms ritininėms grandinėms reikia ilgesnio izoliacijos laiko, kad šiluma būtų visiškai perduota į vidų ir visas skerspjūvis būtų tolygiai austenituotas. Pavyzdžiui, didesnio skersmens ritininių grandinių plokštėms izoliacijos laiką galima atitinkamai pailginti.
Krosnies įkrovimo ir krovimo būdas: per didelis krosnies įkrovimas arba per tankus krovimas sukels netolygų ritininės grandinės įkaitimą, dėl kurio austenitizacija bus netolygi. Todėl nustatant gesinimo laiką būtina atsižvelgti į krosnies įkrovimo ir krovimo būdo įtaką šilumos perdavimui, atitinkamai padidinti laikymo laiką ir užtikrinti, kad kiekviena ritininė grandinė pasiektų idealų gesinimo efektą.
Krosnies temperatūros vienodumas ir kaitinimo greitis: Kaitinimo įranga užtikrina gerą krosnies temperatūros vienodumą, visos ritininės grandinės dalys gali būti kaitinamos tolygiai, o laikas, reikalingas tai pačiai temperatūrai pasiekti, yra trumpesnis, o laikymo laikas gali būti atitinkamai sumažintas. Kaitinimo greitis taip pat turės įtakos austenitizacijos laipsniui. Greitas kaitinimas gali sutrumpinti laiką, reikalingą gesinimo temperatūrai pasiekti, tačiau laikymo laikas turi užtikrinti, kad austenitas būtų visiškai homogenizuotas.
4. Įprastų ritininių grandinių medžiagų grūdinimo temperatūra ir laikas
Anglinio plieno ritininė grandinė
45 plienas: Grūdinimo temperatūra paprastai yra 800 ℃–850 ℃, o laikymo laikas nustatomas pagal ritininės grandinės dydį ir krosnies apkrovą, paprastai apie 30–60 min. Pavyzdžiui, mažoms 45 plieninėms ritininėms grandinėms gesinimo temperatūra gali būti pasirinkta kaip 820 ℃, o izoliacijos laikas – 30 min.; didelėms ritininėms grandinėms gesinimo temperatūra gali būti padidinta iki 840 ℃, o izoliacijos laikas – 60 min.
T8 plienas: Grūdinimo temperatūra yra apie 780 ℃–820 ℃, o izoliacijos laikas paprastai yra 20–50 min. T8 plieno ritininė grandinė po grūdinimo yra kietesnė ir gali būti naudojama transmisijose, kurioms būdingos didelės smūginės apkrovos.
Legiruotojo plieno ritininė grandinė
20CrMnTi plienas: Grūdinimo temperatūra paprastai yra 860 ℃–900 ℃, o izoliacijos laikas – 40–70 min. Ši medžiaga pasižymi geru grūdinamumu ir atsparumu dilimui, todėl plačiai naudojama ritininėse grandinėse automobilių, motociklų ir kitose pramonės šakose.
40Cr plienas: gesinimo temperatūra yra 830 ℃–860 ℃, o izoliacijos laikas – 30–60 min. 40Cr plieno ritininė grandinė pasižymi dideliu stiprumu ir tvirtumu, todėl plačiai naudojama pramoninės transmisijos srityje.
Nerūdijančio plieno ritininė grandinė: pavyzdžiui, 304 nerūdijančio plieno, kurio gesinimo temperatūra paprastai yra 1050–1150 ℃, o izoliacijos laikas – 30–60 min. Nerūdijančio plieno ritininė grandinė yra atspari korozijai ir tinka chemijos, maisto ir kitoms pramonės šakoms.
5. Grūdinimo proceso valdymas
Šildymo proceso valdymas: naudokite pažangią šildymo įrangą, pvz., kontroliuojamos atmosferos krosnį, kad tiksliai valdytumėte šildymo greitį ir atmosferą krosnyje, taip sumažindami oksidaciją ir dekarbonizaciją. Šildymo proceso metu šildymo greitį valdykite etapais, kad išvengtumėte ritininės grandinės deformacijos ar terminio įtempio, kurį sukelia staigus temperatūros kilimas.
Aušinimo terpės parinkimas ir aušinimo proceso valdymas: Pasirinkite tinkamą gesinimo terpę pagal ritininės grandinės medžiagą ir dydį, pvz., vandenį, aliejų, polimerinį gesinimo skystį ir kt. Vanduo greitai vėsta ir tinka mažoms anglinio plieno ritininėms grandinėms; alyva lėtai vėsta ir tinka didesnėms arba legiruotojo plieno ritininėms grandinėms. Aušinimo proceso metu kontroliuokite gesinimo terpės temperatūrą, maišymo greitį ir kitus parametrus, kad užtikrintumėte tolygų aušinimą ir išvengtumėte gesinimo įtrūkimų.
Grūdinimo apdorojimas: po grūdinimo ritininė grandinė turi būti laiku grūdinama, kad būtų pašalintas grūdinimo įtempis, stabilizuojama konstrukcija ir pagerinamas tvirtumas. Grūdinimo temperatūra paprastai yra 150–300 ℃, o laikymo laikas – 1–3 val. Grūdinimo temperatūra turėtų būti parenkama atsižvelgiant į ritininės grandinės naudojimo reikalavimus ir kietumo reikalavimus. Pavyzdžiui, jei ritininei grandinei reikalingas didelis kietumas, grūdinimo temperatūrą galima atitinkamai sumažinti.
6. Naujausia gesinimo technologijos plėtra
Izoterminis gesinimo procesas: kontroliuojant gesinimo terpės temperatūrą, ritininė grandinė izotermiškai palaikoma austenito ir bainito virsmo temperatūros diapazone, kad būtų gauta bainito struktūra. Izoterminis gesinimas gali sumažinti gesinimo deformaciją, pagerinti ritininės grandinės matmenų tikslumą ir mechanines savybes, todėl tinka kai kurių didelio tikslumo ritininių grandinių gamybai. Pavyzdžiui, C55E plieninės grandinės plokštės izoterminio gesinimo proceso parametrai yra 850 ℃ gesinimo temperatūra, 310 ℃ izoterminė temperatūra, 25 min. izoterminis gesinimo laikas. Po gesinimo grandinės plokštės kietumas atitinka techninius reikalavimus, o grandinės stiprumas, nuovargis ir kitos savybės yra artimos tuo pačiu procesu apdorotų 50CrV medžiagų savybėms.
Laipsniškas gesinimo procesas: ritininė grandinė pirmiausia aušinama aukštesnės temperatūros terpėje, o po to žemesnės temperatūros terpėje, kad ritininės grandinės vidinė ir išorinė struktūros būtų tolygiai transformuojamos. Laipsniškas gesinimas gali efektyviai sumažinti gesinimo įtempį, sumažinti gesinimo defektus ir pagerinti ritininės grandinės kokybę bei našumą.
Kompiuterinio modeliavimo ir optimizavimo technologija: naudokite kompiuterinio modeliavimo programinę įrangą, tokią kaip „JMatPro“, ritininės grandinės gesinimo procesui imituoti, organizacijos ir našumo pokyčiams numatyti ir gesinimo proceso parametrams optimizuoti. Modeliavimo būdu galima iš anksto suprasti skirtingų gesinimo temperatūrų ir laikų įtaką ritininės grandinės našumui, sumažinti bandymų skaičių ir pagerinti proceso projektavimo efektyvumą.
Apibendrinant galima teigti, kad ritininės grandinės gesinimo temperatūra ir laikas yra pagrindiniai proceso parametrai, turintys įtakos jos veikimui. Faktinėje gamyboje būtina pagrįstai parinkti gesinimo temperatūrą ir laiką pagal ritininės grandinės medžiagą, dydį, naudojimo reikalavimus ir kitus veiksnius bei griežtai kontroliuoti gesinimo procesą, kad būtų gauti aukštos kokybės ir našūs ritininių grandinių gaminiai. Tuo pačiu metu, nuolat tobulinant ir diegiant naujoves gesinimo technologijoms, tokioms kaip izoterminis gesinimas, laipsniškas gesinimas ir kompiuterinio modeliavimo technologijų taikymas, ritininių grandinių gamybos kokybė ir efektyvumas bus dar labiau gerinami, siekiant patenkinti augančią rinkos paklausą.
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 9 d.