Analisis Lengkap Proses Penempaan Kejituan Rantai Penggelek: Rahsia Kualiti daripada Bahan Mentah hingga Produk Siap
Dalam industri transmisi perindustrian, kebolehpercayaanrantai penggelekSecara langsung menentukan kecekapan operasi dan jangka hayat peralatan barisan pengeluaran. Sebagai teknologi pembuatan teras untuk komponen rantai penggelek teras, penempaan ketepatan, dengan kelebihan bentuk hampir bersihnya, mencapai keseimbangan sempurna antara ketepatan dimensi komponen, sifat mekanikal dan kecekapan pengeluaran. Artikel ini akan mengkaji keseluruhan proses penempaan ketepatan rantai penggelek, mendedahkan rahsia di sebalik rantai penggelek berkualiti tinggi.
1. Pra-Pemprosesan: Pemilihan Bahan Mentah dan Pra-rawatan – Mengawal Kualiti di Sumber
Asas kualiti dalam penempaan jitu bermula dengan pemilihan bahan mentah yang teliti dan prarawatan saintifik. Komponen teras rantai penggelek (gelek, sesendal, plat rantai, dll.) mesti menahan beban, hentaman dan haus yang berselang-seli. Oleh itu, pilihan dan rawatan bahan mentah memberi kesan langsung kepada prestasi produk akhir.
1. Pemilihan Bahan Mentah: Memilih Keluli untuk Memadankan Keperluan Prestasi
Bergantung pada aplikasi rantai penggelek (seperti jentera pembinaan, transmisi automotif dan peralatan mesin jitu), bahan mentah yang biasanya digunakan ialah keluli struktur karbon berkualiti tinggi atau keluli struktur aloi. Contohnya, penggelek dan sesendal memerlukan rintangan haus dan keliatan yang tinggi, selalunya menggunakan keluli pengkarbon aloi seperti 20CrMnTi. Plat rantai memerlukan keseimbangan kekuatan dan rintangan lesu, selalunya menggunakan keluli struktur karbon sederhana seperti 40Mn dan 50Mn. Semasa pemilihan bahan, komposisi kimia keluli diuji melalui analisis spektrum untuk memastikan kandungan unsur seperti karbon, mangan dan kromium mematuhi piawaian kebangsaan seperti GB/T 3077, sekali gus mengelakkan keretakan tempaan atau kekurangan prestasi yang disebabkan oleh sisihan komposisi.
2. Proses Pra-rawatan: “Pemanasan” untuk Penempaan
Selepas memasuki kilang, bahan mentah menjalani tiga langkah pra-rawatan utama:
Pembersihan Permukaan: Letupan tembakan menghilangkan kerak, karat dan minyak dari permukaan keluli untuk mengelakkan bendasing daripada ditekan ke dalam bahan kerja semasa penempaan dan menyebabkan kecacatan.
Pemotongan: Gergaji jitu atau gunting CNC digunakan untuk memotong keluli menjadi bilet dengan berat tetap, dengan ralat ketepatan pemotongan dikawal dalam lingkungan ±0.5% untuk memastikan dimensi bahan kerja yang konsisten selepas penempaan.
Pemanasan: Bilet dimasukkan ke dalam relau pemanasan aruhan frekuensi sederhana. Kadar pemanasan dan suhu penempaan akhir dikawal mengikut jenis keluli (contohnya, keluli karbon biasanya dipanaskan hingga 1100-1250°C) untuk mencapai keadaan penempaan ideal iaitu "keplastikan yang baik dan rintangan ubah bentuk yang rendah" sambil mengelakkan terlalu panas atau pembakaran berlebihan yang boleh merendahkan sifat bahan.
II. Penempaan Teras: Pembentukan Ketepatan untuk Bentuk Hampir Bersih
Proses penempaan teras adalah kunci untuk mencapai pengeluaran komponen rantai penggelek "potongan rendah atau tanpa potongan". Bergantung pada struktur komponen, penempaan acuan dan penempaan terbalik digunakan terutamanya, menggunakan acuan ketepatan dan peralatan pintar untuk melengkapkan proses pembentukan.
1. Penyediaan Acuan: "Medium Utama" untuk Penghantaran Ketepatan
Acuan penempaan jitu dihasilkan daripada keluli acuan kerja panas H13. Melalui pengilangan CNC, pemesinan EDM dan penggilapan, rongga acuan mencapai ketepatan dimensi IT7 dan kekasaran permukaan Ra ≤ 1.6μm. Acuan mesti dipanaskan terlebih dahulu kepada 200-300°C dan disembur dengan pelincir grafit. Ini bukan sahaja mengurangkan geseran dan haus antara acuan kosong dan acuan, tetapi juga memudahkan penyahcetakan cepat dan mencegah kecacatan melekat. Untuk komponen simetri seperti penggelek, acuan juga mesti direka bentuk dengan alur dan lubang udara pengalih untuk memastikan logam cair (acuan kosong panas) mengisi rongga secara sekata dan menyingkirkan udara dan bendasing.
2. Penempaan: Pemprosesan Tersuai Berdasarkan Ciri-ciri Komponen
Penempaan Penggelek: Proses dua langkah "penempaan akhir" digunakan. Bilet yang dipanaskan terlebih dahulu digerakkan dalam acuan pra-penempaan, pada mulanya mengubah bentuk bahan dan mengisi rongga pra-penempaan. Bilet kemudiannya dipindahkan dengan cepat ke acuan penempaan akhir. Di bawah tekanan tinggi mesin tekan (biasanya mesin tempa panas dengan daya 1000-3000 kN), bilet dipasang sepenuhnya ke dalam rongga penempaan akhir, membentuk permukaan sfera penggelek, lubang dalam dan struktur lain. Kelajuan dan tekanan penempaan mesti dikawal sepanjang keseluruhan proses untuk mengelakkan keretakan pada bahan kerja akibat ubah bentuk yang berlebihan.
Penempaan Lengan: Proses komposit "penebukan-pengembangan" digunakan. Lubang buta ditebuk dahulu di tengah bilet menggunakan penebuk. Lubang tersebut kemudiannya dikembangkan kepada dimensi yang direka menggunakan acuan pengembangan, sambil mengekalkan toleransi ketebalan dinding lengan yang seragam iaitu ≤0.1 mm.
Penempaan Plat Rantai: Disebabkan struktur plat rantai yang rata dan nipis, proses "penempaan acuan berterusan berbilang stesen" digunakan. Selepas pemanasan, bahan kerja melalui stesen pra-pembentukan, pembentukan akhir dan pemangkasan, melengkapkan profil plat rantai dan pemprosesan lubang dalam satu operasi, dengan kadar pengeluaran 80-120 keping seminit.
3. Pemprosesan Pasca-penempaan: Menstabilkan Prestasi dan Rupa
Bahan kerja yang ditempa serta-merta tertakluk kepada pelindapkejutan haba sisa atau penormalan isoterma. Dengan mengawal kadar penyejukan (contohnya, menggunakan penyejukan semburan air atau penyejukan mandian nitrat), struktur metalografi bahan kerja diselaraskan untuk mencapai struktur sorbit atau pearlit yang seragam dalam komponen seperti penggelek dan sesendal, meningkatkan kekerasan (kekerasan penggelek biasanya memerlukan HRC 58-62) dan kekuatan lesu. Pada masa yang sama, mesin pemangkasan berkelajuan tinggi digunakan untuk menanggalkan kilatan dan gerinda daripada tepi penempaan, memastikan penampilan komponen memenuhi keperluan reka bentuk.
3. Kemasan dan Pengukuhan: Meningkatkan Kualiti secara Terperinci
Selepas penempaan teras, bahan kerja sudah mempunyai penampilan asas, tetapi proses kemasan dan pengukuhan diperlukan untuk meningkatkan lagi ketepatan dan prestasinya bagi memenuhi keperluan ketat transmisi rantai penggelek berkelajuan tinggi.
1. Pembetulan Ketepatan: Membetulkan Ubah Bentuk Kecil
Disebabkan oleh pengecutan dan pelepasan tegasan selepas penempaan, bahan kerja mungkin menunjukkan sisihan dimensi kecil. Semasa proses kemasan, acuan pembetulan ketepatan digunakan untuk mengenakan tekanan pada bahan kerja sejuk bagi membetulkan sisihan dimensi dalam lingkungan IT8. Contohnya, ralat bulatan diameter luar penggelek mesti dikawal di bawah 0.02mm, dan ralat silindris diameter dalam lengan tidak boleh melebihi 0.015mm untuk memastikan penghantaran rantai yang lancar selepas pemasangan.
2. Pengerasan Permukaan: Meningkatkan Rintangan Haus dan Kakisan
Bergantung pada persekitaran aplikasi, bahan kerja memerlukan rawatan permukaan yang disasarkan:
Pengkarbonan dan Pelindapkejutan: Penggelek dan sesendal dikarbonkan dalam relau pengkarbonan pada suhu 900-950°C selama 4-6 jam untuk mencapai kandungan karbon permukaan sebanyak 0.8%-1.2%. Kemudian, ia dilindapkejutkan dan dibaja pada suhu rendah untuk menghasilkan mikrostruktur kecerunan yang dicirikan oleh kekerasan permukaan yang tinggi dan keliatan teras yang tinggi. Kekerasan permukaan boleh mencapai lebih HRC60, dan keliatan hentaman teras ≥50J/cm².
Pengfosfatan: Komponen seperti plat rantai difosfatkan untuk membentuk filem fosfat berliang pada permukaan, meningkatkan lekatan gris seterusnya dan meningkatkan rintangan kakisan.
Penyulingan Tembakan: Penyulingan tembakan pada permukaan plat rantai menghasilkan tegasan mampatan sisa melalui kesan tembakan keluli berkelajuan tinggi, mengurangkan permulaan retakan lesu dan memanjangkan jangka hayat lesu rantai.
IV. Pemeriksaan Proses Penuh: Pertahanan Kualiti untuk Menghapuskan Kecacatan
Setiap proses penempaan ketepatan diperiksa dengan teliti, membentuk sistem kawalan kualiti yang komprehensif daripada bahan mentah hingga produk siap, memastikan jaminan kualiti 100% untuk semua komponen rantai penggelek yang meninggalkan kilang.
1. Pemeriksaan Proses: Pemantauan Masa Nyata Parameter Utama
Pemeriksaan Pemanasan: Termometer inframerah digunakan untuk memantau suhu pemanasan bilet dalam masa nyata, dengan ralat dikawal dalam lingkungan ±10°C.
Pemeriksaan Acuan: Rongga acuan diperiksa untuk haus setiap 500 bahagian yang dihasilkan. Pembaikan penggilapan dilakukan dengan segera jika kekasaran permukaan melebihi Ra3.2μm.
Pemeriksaan Dimensi: Mesin pengukur koordinat tiga dimensi digunakan untuk mengambil sampel dan memeriksa bahagian yang ditempa, dengan memberi tumpuan kepada dimensi utama seperti diameter luar, diameter dalam dan ketebalan dinding. Kadar persampelan tidak kurang daripada 5%.
2. Pemeriksaan Produk Siap: Pengesahan Komprehensif Petunjuk Prestasi
Ujian Prestasi Mekanikal: Sampel produk siap secara rawak untuk ujian kekerasan (penguji kekerasan Rockwell), ujian ketahanan hentaman (penguji hentaman pendulum) dan ujian kekuatan tegangan untuk memastikan pematuhan dengan piawaian produk.
Ujian Tanpa Pemusnah: Ujian ultrasonik digunakan untuk mengesan kecacatan dalaman seperti liang dan retakan, manakala ujian zarah magnet digunakan untuk mengesan kecacatan permukaan dan bawah permukaan.
Ujian Pemasangan: Komponen yang layak dipasang ke dalam rantai penggelek dan tertakluk kepada ujian prestasi dinamik, termasuk ketepatan penghantaran, tahap hingar dan jangka hayat lesu. Contohnya, komponen dianggap layak hanya jika ia telah berjalan secara berterusan pada 1500 r/min selama 1000 jam tanpa sebarang masalah.
V. Kelebihan Proses dan Nilai Aplikasi: Mengapakah Penempaan Ketepatan Pilihan Pertama Industri?
Berbanding dengan proses "penempaan + pemotongan ekstensif" tradisional, penempaan ketepatan menawarkan tiga kelebihan teras untuk pembuatan rantai penggelek:
Penggunaan bahan yang tinggi: Penggunaan bahan telah meningkat daripada 60%-70% dalam proses tradisional kepada lebih 90%, sekali gus mengurangkan pembaziran bahan mentah dengan ketara;
Kecekapan pengeluaran yang tinggi: Menggunakan penempaan berterusan berbilang stesen dan peralatan automatik, kecekapan pengeluaran adalah 3-5 kali lebih tinggi daripada proses tradisional;
Prestasi produk yang cemerlang: Penempaan mengagihkan struktur gentian logam di sepanjang kontur bahan kerja, mewujudkan struktur yang ramping, menghasilkan peningkatan 20%-30% dalam jangka hayat lesu berbanding bahagian yang dimesin.
Kelebihan ini telah membawa kepada penggunaan meluas rantai penggelek tempa jitu dalam pembuatan peralatan mewah, seperti pemacu trek untuk jentera pembinaan, sistem pemasaan untuk enjin automotif dan pemacu gelendong untuk peralatan mesin jitu. Ia telah menjadi komponen kuasa teras yang memastikan operasi peralatan perindustrian yang stabil.
Kesimpulan
Proses penempaan ketepatan untuk rantai penggelek merupakan kemuncak pendekatan komprehensif yang menggabungkan sains bahan, teknologi acuan, kawalan automatik dan pemeriksaan kualiti. Daripada piawaian ketat dalam pemilihan bahan mentah, kepada kawalan ketepatan peringkat milimeter dalam penempaan teras, kepada pengesahan komprehensif dalam ujian produk siap, setiap proses merangkumi kepintaran dan kekuatan teknikal pembuatan perindustrian.
Masa siaran: 24 Sep-2025