Bagaimanakah rawatan nitriding meningkatkan rintangan haus rantai penggelek?
1. Pengenalan
Dalam industri moden, rantai penggelek merupakan komponen transmisi yang penting dan digunakan secara meluas dalam pelbagai peralatan mekanikal. Kualiti prestasinya secara langsung berkaitan dengan kecekapan operasi dan jangka hayat peralatan tersebut. Rintangan haus merupakan salah satu petunjuk prestasi utamarantai penggelek, dan rawatan nitridasi, sebagai teknologi pengukuhan permukaan yang berkesan, boleh meningkatkan rintangan haus rantai penggelek dengan ketara.
2. Prinsip rawatan nitriding
Rawatan nitriding ialah proses rawatan haba permukaan yang membolehkan atom nitrogen menembusi permukaan bahan kerja pada suhu tertentu dan dalam medium tertentu untuk membentuk lapisan nitrida kekerasan tinggi. Proses ini biasanya dijalankan pada suhu 500-540℃ dan berlangsung selama 35-65 jam. Kedalaman lapisan nitriding secara amnya cetek, contohnya, kedalaman lapisan nitriding keluli kromium-molibdenum-aluminium hanya 0.3-0.65mm. Kekerasan permukaan bahan kerja selepas rawatan nitriding boleh ditingkatkan dengan ketara kepada 1100-1200HV (bersamaan dengan 67-72HRC).
3. Proses nitriding
Proses nitriding terutamanya merangkumi langkah-langkah berikut:
Pemanasan: Panaskan rantai penggelek hingga suhu nitridasi, biasanya antara 500-540℃.
Penebat: Selepas mencapai suhu nitriding, pastikan masa penebat tertentu supaya atom nitrogen dapat menembusi sepenuhnya permukaan bahan kerja.
Penyejukan: Selepas nitriding selesai, sejukkan bahan kerja secara perlahan-lahan untuk mengelakkan tekanan dalaman.
Semasa proses nitridasi, medium gas yang mengandungi nitrogen, seperti ammonia, biasanya digunakan. Ammonia terurai pada suhu tinggi untuk menghasilkan atom nitrogen, yang akan menembusi permukaan bahan kerja untuk membentuk lapisan nitrida. Di samping itu, untuk meningkatkan kesan nitridasi, beberapa unsur aloi seperti aluminium, titanium, vanadium, tungsten, molibdenum, kromium, dan sebagainya ditambah kepada keluli. Unsur-unsur ini boleh membentuk sebatian yang stabil dengan nitrogen, seterusnya meningkatkan kekerasan dan rintangan haus lapisan nitridasi.
4. Mekanisme meningkatkan rintangan haus rantai penggelek melalui nitridasi
(I) Meningkatkan kekerasan permukaan
Selepas nitridasi, lapisan nitrida berkekerasan tinggi terbentuk pada permukaan rantai penggelek. Lapisan nitrida ini dapat menahan haus beban luaran dengan berkesan dan mengurangkan calar permukaan dan kedalaman haus. Contohnya, kekerasan permukaan rantai penggelek yang telah dinitrida boleh mencapai 1100-1200HV, yang jauh lebih tinggi daripada kekerasan permukaan rantai penggelek yang tidak dirawat.
(II) Penambahbaikan mikrostruktur permukaan
Rawatan nitridasi boleh membentuk zarah nitrida halus pada permukaan rantai penggelek. Zarah-zarah ini diagihkan secara sekata dalam matriks, yang boleh meningkatkan rintangan haus permukaan dan rintangan lesu dengan berkesan. Di samping itu, pembentukan lapisan nitridasi juga boleh meningkatkan mikrostruktur permukaan rantai penggelek, mengurangkan kecacatan dan retakan permukaan, dan seterusnya meningkatkan prestasi keseluruhan rantai penggelek.
(III) Peningkatan rintangan keletihan
Rawatan nitriding bukan sahaja dapat meningkatkan kekerasan dan rintangan haus permukaan rantai penggelek, tetapi juga meningkatkan rintangan lesunya dengan ketara. Ini kerana lapisan nitriding dapat menyebarkan tekanan dengan berkesan dan mengurangkan kepekatan tekanan, sekali gus mengurangkan kebarangkalian pembentukan dan pengembangan retakan lesu. Contohnya, dalam kajian rantai pemasaan motosikal dan rantai transmisi, didapati bahawa kekerasan permukaan dan rintangan lesu aci pin keluli yang dipadamkan dan dibaja karbon sederhana yang dirawat dengan karbonitriding telah bertambah baik dengan ketara.
(IV) Meningkatkan rintangan kakisan
Lapisan nitrida yang padat terbentuk pada permukaan rantai penggelek selepas rawatan nitridasi. Lapisan nitrida ini berkesan dapat mencegah hakisan oleh media menghakis luaran dan meningkatkan ketahanan kakisan rantai penggelek. Ini amat penting untuk rantai penggelek yang beroperasi dalam persekitaran yang keras, dan boleh memanjangkan hayat perkhidmatannya dengan berkesan.
5. Aplikasi rawatan nitriding dalam pembuatan rantai penggelek
(I) Meningkatkan jangka hayat rantai penggelek
Rawatan nitriding boleh meningkatkan rintangan haus dan rintangan lesu rantai penggelek dengan ketara, sekali gus memanjangkan hayat perkhidmatannya. Contohnya, selepas rawatan nitriding, hayat perkhidmatan rantai penghantar berkekuatan tinggi dan tahan haus tinggi telah meningkat lebih daripada dua kali ganda. Ini kerana rantai penggelek selepas rawatan nitriding boleh menahan penghasilan retakan haus dan lesu secara berkesan semasa operasi, sekali gus mengurangkan kekerapan penyelenggaraan dan penggantian.
(II) Meningkatkan kebolehpercayaan rantai penggelek
Rantai penggelek selepas rawatan nitridasi mempunyai kekerasan permukaan dan rintangan lesu yang lebih tinggi, yang menjadikannya lebih andal semasa operasi. Walaupun bekerja di bawah beban tinggi dan persekitaran yang keras, rantai penggelek selepas rawatan nitridasi dapat mengekalkan prestasi yang baik dan mengurangkan kebarangkalian kegagalan. Ini sangat penting untuk sesetengah peralatan dengan keperluan kebolehpercayaan yang tinggi, dan boleh meningkatkan kecekapan operasi peralatan dengan berkesan.
(III) Mengurangkan kos penyelenggaraan rantai penggelek
Memandangkan rawatan nitriding dapat meningkatkan jangka hayat dan kebolehpercayaan rantai penggelek dengan ketara, ia dapat mengurangkan kos penyelenggaraannya dengan berkesan. Mengurangkan kekerapan penyelenggaraan dan penggantian bukan sahaja dapat menjimatkan masa dan kos buruh, tetapi juga mengurangkan kerugian ekonomi yang disebabkan oleh masa henti peralatan. Ini mempunyai kepentingan ekonomi yang penting bagi perusahaan.
6. Kelebihan dan kekurangan rawatan nitridasi
(I) Kelebihan
Meningkatkan rintangan haus dengan ketara: Rawatan nitriding boleh meningkatkan kekerasan dan rintangan haus permukaan rantai penggelek dengan ketara, sekali gus memanjangkan hayat perkhidmatannya.
Meningkatkan rintangan keletihan: Lapisan nitriding boleh menyebarkan tekanan dan mengurangkan kepekatan tekanan dengan berkesan, sekali gus mengurangkan kebarangkalian pembentukan dan pengembangan retakan keletihan.
Meningkatkan rintangan kakisan: Lapisan nitrida padat terbentuk pada permukaan rantai penggelek selepas rawatan nitridasi, yang berkesan dapat mencegah hakisan oleh media menghakis luaran.
Proses matang: Rawatan nitriding ialah teknologi pengukuhan permukaan matang dengan asas aplikasi perindustrian yang luas.
(II) Kelemahan
Masa pemprosesan yang lama: Rawatan nitriding biasanya mengambil masa yang lama, seperti 35-65 jam, yang boleh meningkatkan kos pengeluaran.
Sedikit kesan pada saiz bahan kerja: Rawatan nitriding boleh menyebabkan sedikit perubahan dalam saiz bahan kerja, yang memerlukan perhatian khusus dalam beberapa aplikasi dengan keperluan ketepatan dimensi yang tinggi.
Keperluan tinggi untuk peralatan: Rawatan nitriding memerlukan peralatan khas dan kawalan proses yang ketat, yang boleh meningkatkan pelaburan peralatan dan kos operasi.
7. Kesimpulan
Sebagai teknologi pengukuhan permukaan yang berkesan, rawatan nitriding dapat meningkatkan rintangan haus dan rintangan lesu rantai penggelek dengan ketara, sekali gus memanjangkan hayat perkhidmatannya dan meningkatkan kebolehpercayaan. Walaupun rawatan nitriding mempunyai beberapa kelemahan, seperti masa pemprosesan yang panjang dan keperluan peralatan yang tinggi, kelebihannya jauh melebihi kelemahannya. Aplikasi rawatan nitriding dalam pembuatan rantai penggelek bukan sahaja dapat meningkatkan prestasi dan kualiti produk, tetapi juga mengurangkan kos penyelenggaraan, membawa manfaat ekonomi yang ketara kepada perusahaan. Oleh itu, prospek aplikasi rawatan nitriding dalam pembuatan rantai penggelek adalah luas, dan ia layak untuk penyelidikan dan promosi yang mendalam oleh perusahaan dan penyelidik.
8. Hala tuju pembangunan masa hadapan
Dengan kemajuan sains dan teknologi yang berterusan, teknologi rawatan nitriding juga sentiasa berkembang dan berinovasi. Pada masa hadapan, teknologi rawatan nitriding mungkin berkembang dalam arah berikut:
Meningkatkan kecekapan rawatan: Dengan mengoptimumkan parameter proses dan teknologi peralatan, memendekkan masa rawatan nitriding dan meningkatkan kecekapan pengeluaran.
Mengurangkan kos rawatan: Dengan menambah baik peralatan dan proses, mengurangkan pelaburan peralatan dan kos operasi rawatan nitriding.
Meningkatkan kualiti rawatan: Dengan mengawal parameter dalam proses nitriding dengan tepat, meningkatkan kualiti dan keseragaman lapisan nitriding.
Luaskan kawasan aplikasi: Gunakan teknologi rawatan nitriding pada lebih banyak jenis rantai penggelek dan produk berkaitan untuk mengembangkan lagi rangkaian aplikasinya.
Pendek kata, aplikasi teknologi rawatan nitriding dalam pembuatan rantai penggelek mempunyai kepentingan praktikal yang penting dan prospek pembangunan yang luas. Melalui penyelidikan dan inovasi yang berterusan, kami percaya bahawa teknologi rawatan nitriding akan memberikan sumbangan yang lebih besar kepada pembangunan industri rantai penggelek.
Masa siaran: 18 Julai 2025