Proses Penguatkuasaan Rantai Penggelek: Komponen Teras yang Menentukan Kebolehpercayaan Transmisi
Dalam sektor transmisi perindustrian,rantai penggelekmerupakan komponen utama untuk menghantar kuasa dan gerakan, dan prestasinya memberi kesan langsung kepada kecekapan operasi dan keselamatan keseluruhan jentera. Daripada transmisi tugas berat dalam jentera perlombongan kepada pemanduan tepat alat mesin jitu, daripada operasi lapangan dalam jentera pertanian kepada transmisi kuasa dalam enjin automobil, rantai penggelek secara konsisten memainkan peranan sebagai "jambatan kuasa". Dalam pembuatan rantai penggelek, pembajaan, langkah teras dalam proses rawatan haba, adalah seperti langkah penting yang "menukarkan batu menjadi emas," yang menentukan secara langsung kekuatan, ketahanan, rintangan haus dan hayat perkhidmatan rantai.
1. Mengapakah pembajaan merupakan “kursus wajib” dalam pembuatan rantai penggelek?
Sebelum membincangkan proses pembajaan, kita perlu menjelaskan terlebih dahulu: Mengapa pembajaan rantai penggelek penting? Ini bermula dengan pemprosesan komponen teras rantai: penggelek, sesendal, pin dan plat pautan. Selepas pembentukan, komponen rantai penggelek utama biasanya menjalani proses pelindapkejutan: bahan kerja dipanaskan melebihi suhu kritikal (biasanya 820-860°C), dikekalkan pada suhu tersebut untuk tempoh masa tertentu, dan kemudian disejukkan dengan cepat (contohnya, dalam air atau minyak) untuk mengubah struktur dalaman logam menjadi martensit. Walaupun pelindapkejutan meningkatkan kekerasan bahan kerja dengan ketara (mencapai HRC 58-62), ia juga menunjukkan kelemahan kritikal: tekanan dalaman dan kerapuhan yang sangat tinggi, menjadikannya mudah patah di bawah kejutan atau getaran. Bayangkan menggunakan rantai penggelek yang telah dilindapkejutkan secara langsung untuk penghantaran. Kegagalan seperti pin patah dan keretakan penggelek boleh berlaku semasa beban awal, dengan akibat yang buruk.
Proses pembajaan menangani isu "keras tetapi rapuh" selepas pelindapkejutan. Bahan kerja yang telah dilindapkejutan dipanaskan semula pada suhu di bawah suhu kritikal (biasanya 150-350°C), dikekalkan pada suhu tersebut untuk tempoh masa tertentu, dan kemudian disejukkan secara perlahan-lahan. Proses ini melaraskan struktur dalaman logam untuk mencapai keseimbangan optimum antara kekerasan dan ketahanan. Bagi rantai penggelek, pembajaan memainkan peranan penting dalam tiga bidang utama:
Melegakan tekanan dalaman: Melepaskan tekanan struktur dan haba yang dihasilkan semasa pelindapkejutan, mencegah ubah bentuk dan keretakan pada bahan kerja akibat kepekatan tekanan semasa penggunaan;
Optimumkan sifat mekanikal: Laraskan nisbah kekerasan, kekuatan dan ketahanan berdasarkan keperluan aplikasi—contohnya, rantai untuk jentera pembinaan memerlukan ketahanan yang lebih tinggi, manakala rantai penghantaran ketepatan memerlukan kekerasan yang lebih tinggi;
Menstabilkan mikrostruktur dan dimensi: Menstabilkan mikrostruktur dalaman logam untuk mencegah ubah bentuk dimensi rantai yang disebabkan oleh perubahan mikrostruktur semasa penggunaan, yang boleh menjejaskan ketepatan penghantaran.
II. Parameter Teras dan Titik Kawalan Proses Pembajaan Rantai Penggelek
Keberkesanan proses pembajaan bergantung pada kawalan tepat tiga parameter teras: suhu, masa dan kadar penyejukan. Kombinasi parameter yang berbeza boleh menghasilkan hasil prestasi yang jauh berbeza. Proses pembajaan perlu disesuaikan dengan komponen rantai penggelek yang berbeza (penggelek, sesendal, pin dan plat) disebabkan oleh ciri beban dan keperluan prestasi yang berbeza-beza.
1. Suhu Pembajaan: "Tombol Teras" untuk Kawalan Prestasi
Suhu pembajaan merupakan faktor paling kritikal dalam menentukan prestasi akhir sesuatu bahan kerja. Apabila suhu meningkat, kekerasan bahan kerja berkurangan dan keliatannya meningkat. Bergantung pada aplikasi rantai penggelek, suhu pembajaan secara amnya dikategorikan seperti berikut:
Pembajaan suhu rendah (150-250°C): Terutamanya digunakan untuk komponen yang memerlukan kekerasan dan rintangan haus yang tinggi, seperti penggelek dan sesendal. Pembajaan suhu rendah mengekalkan kekerasan bahan kerja HRC 55-60 sambil menghapuskan sedikit tekanan dalaman, menjadikannya sesuai untuk aplikasi penghantaran frekuensi tinggi dan berimpak rendah (seperti pemacu gelendong alat mesin).
Pembajaan suhu sederhana (300-450°C): Sesuai untuk komponen yang memerlukan kekuatan dan keanjalan yang tinggi, seperti pin dan plat rantai. Selepas pembajaan suhu sederhana, kekerasan bahan kerja menurun kepada HRC 35-45, sekali gus meningkatkan kekuatan alah dan had keanjalannya dengan ketara, membolehkannya menahan beban hentaman berat (contohnya, dalam jentera pembinaan dan peralatan perlombongan).
Pembajaan suhu tinggi (500-650°C): Jarang digunakan untuk komponen rantai penggelek teras, ia hanya digunakan dalam aplikasi khusus untuk komponen tambahan yang memerlukan ketahanan tinggi. Pada suhu ini, kekerasan dikurangkan lagi (HRC 25-35), tetapi ketahanan hentaman bertambah baik dengan ketara.
Titik Kawalan Utama: Keseragaman suhu dalam relau pembajaan adalah penting, dengan perbezaan suhu dikawal dalam lingkungan ±5°C. Suhu yang tidak sekata boleh menyebabkan variasi prestasi yang ketara dalam kelompok bahan kerja yang sama. Contohnya, suhu setempat yang terlalu tinggi pada penggelek boleh mewujudkan "titik lembut", mengurangkan rintangan haus. Suhu yang terlalu rendah boleh menghapuskan tekanan dalaman secara tidak lengkap, yang membawa kepada keretakan.
2. Masa Pembajaan: "Keadaan Mencukupi" untuk Transformasi Mikrostruktur
Masa pembajaan mesti memastikan transformasi mikrostruktur yang mencukupi dalam bahan kerja sambil mengelakkan penurunan prestasi yang disebabkan oleh pembajaan berlebihan. Masa yang terlalu singkat menghalang pembebasan tegasan dalaman sepenuhnya, mengakibatkan transformasi mikrostruktur yang tidak lengkap dan keliatan yang tidak mencukupi. Masa yang terlalu lama meningkatkan kos pengeluaran dan juga boleh menyebabkan pengurangan kekerasan yang berlebihan. Masa pembajaan untuk komponen rantai penggelek biasanya ditentukan oleh ketebalan bahan kerja dan beban relau:
Komponen berdinding nipis (seperti plat rantai, setebal 3-8mm): Masa pembajaan biasanya 1-2 jam;
Komponen berdinding tebal (seperti penggelek dan pin, diameter 10-30mm): Masa pembajaan perlu dilanjutkan kepada 2-4 jam;
Untuk beban relau yang lebih besar, masa pembajaan perlu ditingkatkan sebanyak 10%-20% untuk memastikan pemindahan haba yang sekata ke teras bahan kerja.
Titik Kawalan Utama: Menggunakan kaedah "tanjakan suhu langkah" boleh mengoptimumkan kecekapan pembajaan—mula-mula naikkan suhu relau kepada 80% daripada suhu sasaran, tahan selama 30 minit, dan kemudian naikkannya kepada suhu sasaran untuk mengelakkan tekanan haba baharu dalam bahan kerja disebabkan oleh peningkatan suhu yang cepat.
3. Kadar Penyejukan: "Barisan Pertahanan Terakhir" untuk Prestasi Stabil
Kadar penyejukan selepas pembajaan mempunyai kesan yang agak kecil terhadap prestasi bahan kerja, tetapi ia masih perlu dikawal dengan betul. Penyejukan udara (penyejukan semula jadi) atau penyejukan relau (penyejukan relau) biasanya digunakan:
Selepas pembajaan suhu rendah, penyejukan udara biasanya digunakan untuk mengurangkan suhu ke suhu bilik dengan cepat dan mengelakkan pendedahan berpanjangan kepada suhu sederhana, yang boleh mengakibatkan kehilangan kekerasan.
Jika ketahanan yang lebih tinggi diperlukan selepas pembajaan suhu sederhana, penyejukan relau boleh digunakan. Proses penyejukan perlahan memperhalusi lagi saiz butiran dan meningkatkan rintangan hentaman.
Titik Kawalan Utama: Semasa proses penyejukan, adalah penting untuk mengelakkan sentuhan yang tidak sekata antara permukaan bahan kerja dan udara, yang boleh menyebabkan pengoksidaan atau penyahkarbonan. Gas pelindung seperti nitrogen boleh dimasukkan ke dalam relau pembajaan, atau salutan anti-pengoksidaan boleh digunakan pada permukaan bahan kerja untuk memastikan kualiti permukaan.
III. Masalah dan Penyelesaian Penyesuaian Rantai Penggelek yang Biasa
Walaupun parameter teras difahami, isu kualiti pembajaan masih boleh berlaku dalam pengeluaran sebenar disebabkan oleh faktor seperti peralatan, operasi atau bahan. Berikut adalah empat masalah paling biasa yang dihadapi semasa pembajaan rantai penggelek dan penyelesaiannya yang berkaitan:
1. Kekerasan Tidak Mencukupi atau Tidak Sekata
Simptom: Kekerasan bahan kerja adalah lebih rendah daripada keperluan reka bentuk (contohnya, kekerasan penggelek tidak mencapai HRC 55), atau perbezaan kekerasan antara bahagian berbeza bahan kerja yang sama melebihi HRC 3. Punca:
Suhu pembajaan terlalu tinggi atau masa pegangan terlalu lama;
Pengagihan suhu relau pembajaan tidak sekata;
Kadar penyejukan bahan kerja selepas pelindapkejutan tidak mencukupi, mengakibatkan pembentukan martensit yang tidak lengkap.
Penyelesaian:
Kalibrasi termogandingan relau pembajaan, pantau taburan suhu di dalam relau secara berkala, dan gantikan tiub pemanasan yang telah usang;
Kawal suhu dan masa dengan ketat mengikut helaian proses dan gunakan pengendalian berperingkat;
Optimumkan proses pelindapkejutan dan penyejukan bagi memastikan penyejukan bahan kerja yang cepat dan seragam.
2. Tekanan dalaman tidak dihapuskan, menyebabkan keretakan semasa penggunaan
Simptom: Semasa pemasangan dan penggunaan awal rantai, pin atau plat rantai mungkin patah tanpa amaran, dengan keretakan rapuh.
Punca:
Suhu pembajaan terlalu rendah atau masa pegangan terlalu pendek, mengakibatkan pembebasan tekanan dalaman yang tidak mencukupi;
Bahan kerja tidak dilembutkan dengan segera selepas pelindapkejutan (selama lebih daripada 24 jam), yang mengakibatkan pengumpulan tekanan dalaman. Penyelesaian:
Tingkatkan suhu pembajaan dengan sewajarnya berdasarkan ketebalan bahan kerja (contohnya, dari 300°C hingga 320°C untuk pin) dan lanjutkan masa pegangan.
Selepas pelindapkejutan, bahan kerja mesti di-temper dalam masa 4 jam untuk mengelakkan pengumpulan tekanan yang berpanjangan.
Gunakan proses "pembajaan sekunder" untuk komponen utama (selepas pembajaan awal, sejukkan ke suhu bilik dan kemudian bapkan semula pada suhu tinggi) untuk menghapuskan lagi tegasan baki.
3. Pengoksidaan Permukaan dan Penyahkarbonan
Simptom: Kerak oksida kelabu-hitam muncul pada permukaan bahan kerja, atau penguji kekerasan menunjukkan bahawa kekerasan permukaan lebih rendah daripada kekerasan teras (lapisan penyahkarbonan lebih daripada 0.1mm tebal).
Punca:
Kandungan udara yang berlebihan dalam relau pembajaan menyebabkan tindak balas antara bahan kerja dan oksigen.
Masa pembajaan yang berlebihan menyebabkan karbon meresap dan hilang dari permukaan. Penyelesaian: Gunakan relau pembajaan tertutup dengan atmosfera pelindung nitrogen atau hidrogen untuk mengawal kandungan oksigen dalam relau kepada di bawah 0.5%. Kurangkan masa pembajaan yang tidak perlu dan optimumkan kaedah pemuatan relau untuk mengelakkan bahan kerja yang terlalu padat. Bagi bahan kerja yang telah sedikit teroksida, lakukan letupan tembakan selepas pembajaan untuk menghilangkan kerak permukaan.
4. Ubah Bentuk Dimensi
Simptom: Bentuk oval penggelek yang berlebihan (melebihi 0.05mm) atau lubang plat rantai yang tidak sejajar.
Punca: Kadar pemanasan atau penyejukan temperamen yang terlalu pantas menghasilkan tekanan haba yang mengakibatkan ubah bentuk.
Penempatan benda kerja yang tidak betul semasa pemuatan relau mengakibatkan tekanan yang tidak sekata.
Penyelesaian: Gunakan pemanasan perlahan (50°C/jam) dan penyejukan perlahan untuk mengurangkan tekanan haba.
Reka bentuk lekapan khusus untuk memastikan bahan kerja kekal bebas semasa pembajaan bagi mengelakkan ubah bentuk mampatan.
Untuk bahagian berketepatan tinggi, tambahkan langkah pelurusan selepas pembajaan, menggunakan pelurusan tekanan atau rawatan haba untuk membetulkan dimensi.
IV. Pemeriksaan Kualiti dan Kriteria Penerimaan Proses Penyesuaian
Bagi memastikan komponen rantai penggelek memenuhi keperluan prestasi selepas pembajaan, sistem pemeriksaan kualiti yang komprehensif mesti diwujudkan, yang menjalankan pemeriksaan komprehensif merentasi empat dimensi: rupa, kekerasan, sifat mekanikal dan mikrostruktur.
1. Pemeriksaan Rupa
Kandungan Pemeriksaan: Kecacatan permukaan seperti kerak, retakan dan penyok.
Kaedah Pemeriksaan: Pemeriksaan visual atau pemeriksaan dengan kanta pembesar (pembesaran 10x).
Kriteria Penerimaan: Tiada kerak, retakan atau gerigi yang kelihatan pada permukaan, dan warnanya seragam.
2. Pemeriksaan Kekerasan
Kandungan Pemeriksaan: Kekerasan permukaan dan keseragaman kekerasan.
Kaedah Pemeriksaan: Gunakan penguji kekerasan Rockwell (HRC) untuk menguji kekerasan permukaan penggelek dan pin. 5% daripada bahan kerja daripada setiap kelompok disampel secara rawak dan tiga lokasi berbeza pada setiap bahan kerja diperiksa.
Kriteria Penerimaan:
Penggelek dan sesendal: HRC 55-60, dengan perbezaan kekerasan ≤ HRC3 dalam kelompok yang sama.
Plat pin dan rantai: HRC 35-45, dengan perbezaan kekerasan ≤ HRC2 dalam kelompok yang sama. 3. Pengujian Sifat Mekanikal
Kandungan Ujian: Kekuatan tegangan, ketahanan hentaman;
Kaedah Ujian: Spesimen standard disediakan daripada satu kelompok bahan kerja setiap suku tahun untuk ujian tegangan (GB/T 228.1) dan ujian hentaman (GB/T 229);
Kriteria Penerimaan:
Kekuatan Tegangan: Pin ≥ 800 MPa, Rantai ≥ 600 MPa;
Ketahanan Impak: Pin ≥ 30 J/cm², Rantai ≥ 25 J/cm².
4. Pengujian Mikrostruktur
Kandungan Ujian: Struktur dalaman ialah martensit terbaja dan bainit terbaja yang seragam;
Kaedah Ujian: Keratan rentas benda kerja dipotong, digilap dan diukir, kemudian diperhatikan menggunakan mikroskop metalografi (pembesaran 400x);
Kriteria Penerimaan: Struktur seragam tanpa karbida rangkaian atau butiran kasar, dan ketebalan lapisan yang dinyahkarbonkan ≤ 0.05 mm.
V. Trend Industri: Hala Tuju Pembangunan Proses Penyesuaian Pintar
Dengan penggunaan teknologi Industri 4.0 yang meluas, proses pembajaan rantai penggelek sedang berkembang ke arah proses yang pintar, tepat dan mesra alam. Berikut adalah tiga trend utama yang perlu diberi perhatian:
1. Sistem Kawalan Suhu Pintar
Dengan menggunakan teknologi Internet of Things (IoT), pelbagai set termogandingan berketepatan tinggi dan sensor suhu inframerah diletakkan di dalam relau pembajaan untuk mengumpul data suhu masa nyata. Menggunakan algoritma AI, kuasa pemanasan dilaraskan secara automatik untuk mencapai ketepatan kawalan suhu dalam lingkungan ±2°C. Tambahan pula, sistem merekodkan lengkung pembajaan untuk setiap kelompok bahan kerja, mencipta rekod kualiti yang boleh dikesan.
2. Simulasi Proses Digital
Menggunakan perisian analisis unsur terhingga (seperti ANSYS), medan suhu dan tegasan bahan kerja semasa pembajaan disimulasikan untuk meramalkan potensi ubah bentuk dan prestasi yang tidak sekata, sekali gus mengoptimumkan parameter proses. Contohnya, simulasi boleh menentukan masa pembajaan optimum untuk model penggelek tertentu, meningkatkan kecekapan sebanyak 30% berbanding kaedah percubaan dan ralat tradisional.
3. Proses Hijau dan Penjimatan Tenaga
Membangunkan teknologi pembajaan suhu rendah dan jangka pendek dapat mengurangkan suhu pembajaan dan penggunaan tenaga dengan menambahkan mangkin. Melaksanakan sistem pemulihan haba buangan untuk mengitar semula haba daripada gas serombong suhu tinggi yang dilepaskan dari relau pembajaan untuk memanaskan bahan kerja terlebih dahulu, mencapai penjimatan tenaga lebih 20%. Tambahan pula, menggalakkan penggunaan salutan anti-pengoksidaan larut air sebagai alternatif kepada salutan berasaskan minyak tradisional dapat mengurangkan pelepasan VOC.
Masa siaran: 8-Sep-2025