Inleiding tot gangbare warmtebehandelingsprocessen voor rollenkettingen

Inleiding tot gangbare warmtebehandelingsprocessen voor rollenkettingen
Bij de productie van rollenkettingen is de warmtebehandeling een cruciale stap om hun prestaties te verbeteren. Door warmtebehandeling kunnen de sterkte, hardheid, slijtvastheid en taaiheid van rollenkettingen aanzienlijk worden verbeterd, waardoor hun levensduur wordt verlengd en ze voldoen aan de eisen onder diverse complexe werkomstandigheden. Hieronder volgt een gedetailleerde beschrijving van een aantal veelgebruikte warmtebehandelingsprocessen voor rollenkettingen:

I. Afkoelings- en temperingsproces
(I) Afkoeling
Afschrikken is een proces waarbij de rollenketting tot een bepaalde temperatuur (meestal boven Ac3 of Ac1) wordt verhit, gedurende een bepaalde tijd warm wordt gehouden en vervolgens snel wordt afgekoeld. Het doel hiervan is om de rollenketting een martensitische structuur met hoge hardheid en sterkte te laten verkrijgen. Veelgebruikte afschrikmedia zijn water, olie en zout water. Water koelt snel af en is geschikt voor rollenkettingen met eenvoudige vormen en kleine afmetingen; olie koelt relatief langzaam af en is geschikt voor rollenkettingen met complexe vormen en grote afmetingen.
(II) Temperen
Ontlaten is een proces waarbij de geharde rollenketting opnieuw wordt verhit tot een bepaalde temperatuur (meestal onder Ac1), warm wordt gehouden en vervolgens wordt afgekoeld. Het doel is om de interne spanningen die tijdens het afkoelingsproces zijn ontstaan ​​te elimineren, de hardheid aan te passen en de taaiheid te verbeteren. Afhankelijk van de ontlaattemperatuur kan er onderscheid worden gemaakt tussen lage-temperatuurontlaten (150℃-250℃), middelhoge-temperatuurontlaten (350℃-500℃) en hoge-temperatuurontlaten (500℃-650℃). Lage-temperatuurontlaten levert een getemperde martensietstructuur op met een hoge hardheid en goede taaiheid; middelhoge-temperatuurontlaten levert een getemperde troostietstructuur op met een hoge vloeigrens en goede plasticiteit en taaiheid; hoge-temperatuurontlaten levert een getemperde troostietstructuur op met goede algehele mechanische eigenschappen.

2. Carburatieproces
Carboneren is een proces waarbij koolstofatomen in het oppervlak van de rollenketting doordringen om een ​​koolstofrijke gecarboniseerde laag te vormen. Hierdoor wordt de oppervlaktehardheid en slijtvastheid verbeterd, terwijl de kern de taaiheid van koolstofarm staal behoudt. Carboneerprocessen omvatten vast carboneren, gascarboneren en vloeibaar carboneren. Gascarboneren is hiervan de meest gebruikte methode. Door de rollenketting in een carbonerende atmosfeer te plaatsen, worden koolstofatomen bij een bepaalde temperatuur en tijd in het oppervlak geïnfiltreerd. Na het carboneren zijn afschrikken en temperen bij lage temperatuur meestal nodig om de oppervlaktehardheid en slijtvastheid verder te verbeteren.

3. Nitreerproces
Nitreren is het infiltreren van stikstofatomen in het oppervlak van de rollenketting om nitriden te vormen, waardoor de oppervlaktehardheid, slijtvastheid en vermoeiingssterkte worden verbeterd. Het nitreerproces omvat gasnitreren, ionennitreren en vloeistofnitreren. Bij gasnitreren wordt de rollenketting in een stikstofhoudende atmosfeer geplaatst en gedurende een bepaalde tijd en temperatuur kunnen stikstofatomen in het oppervlak infiltreren. De rollenketting heeft na het nitreren een hoge oppervlaktehardheid, goede slijtvastheid en geringe vervorming, waardoor deze geschikt is voor rollenkettingen met complexe vormen.

4. Carbonitreringsproces
Carbonitreren is het gelijktijdig infiltreren van koolstof en stikstof in het oppervlak van de rollenketting om carbonitriden te vormen, waardoor de oppervlaktehardheid, slijtvastheid en vermoeiingssterkte worden verbeterd. Het carbonitreren omvat gascarbonitreren en vloeistofcarbonitreren. Bij gascarbonitreren wordt de rollenketting in een atmosfeer met koolstof en stikstof geplaatst, waarna koolstof en stikstof gedurende een bepaalde tijd bij een bepaalde temperatuur in het oppervlak worden geïnfiltreerd. De rollenketting heeft na carbonitreren een hoge oppervlaktehardheid, goede slijtvastheid en goede anti-aanhechtingseigenschappen.

5. Gloeiproces
Gloeien is een proces waarbij de rollenketting tot een bepaalde temperatuur wordt verhit (meestal 30-50 °C boven Ac3), gedurende een bepaalde tijd warm wordt gehouden, langzaam wordt afgekoeld tot onder de 500 °C in de oven en vervolgens aan de lucht afkoelt. Het doel is om de hardheid te verminderen, de plasticiteit en taaiheid te verbeteren en de verwerking en daaropvolgende warmtebehandeling te vergemakkelijken. De rollenketting heeft na het gloeien een uniforme structuur en een matige hardheid, wat de snijprestaties kan verbeteren.

6. Normalisatieproces
Normaliseren is een proces waarbij de rollenketting tot een bepaalde temperatuur wordt verhit (meestal boven Ac3 of Acm), warm wordt gehouden, uit de oven wordt gehaald en aan de lucht afkoelt. Het doel is om de korrels te verfijnen, de structuur uniform te maken, de hardheid en sterkte te verbeteren en de snijprestaties te optimaliseren. De genormaliseerde rollenketting heeft een uniforme structuur en een gemiddelde hardheid en kan worden gebruikt als eindwarmtebehandeling of als voorwarmtebehandeling.

7. Behandelingsproces tegen veroudering
Verouderingsbehandeling is een proces waarbij de rollenketting tot een bepaalde temperatuur wordt verwarmd, gedurende een bepaalde tijd warm wordt gehouden en vervolgens wordt afgekoeld. Het doel is om restspanningen te elimineren, de afmetingen te stabiliseren en de sterkte en hardheid te verbeteren. Verouderingsbehandelingen worden onderverdeeld in natuurlijke en kunstmatige veroudering. Bij natuurlijke veroudering wordt de rollenketting gedurende lange tijd op kamertemperatuur of onder natuurlijke omstandigheden geplaatst om de restspanningen geleidelijk te elimineren; bij kunstmatige veroudering wordt de rollenketting tot een hogere temperatuur verwarmd en gedurende een kortere tijd een verouderingsbehandeling uitgevoerd.

8. Oppervlakte-afkoelingsproces
Oppervlakteharding is een proces waarbij het oppervlak van de rollenketting tot een bepaalde temperatuur wordt verhit en vervolgens snel wordt afgekoeld. Het doel hiervan is om de oppervlaktehardheid en slijtvastheid te verbeteren, terwijl de kern een goede taaiheid behoudt. Oppervlaktehardingsprocessen omvatten inductieharding, vlamharding en elektrische contactharding. Bij inductieharding wordt de warmte die door de geïnduceerde stroom wordt opgewekt gebruikt om het oppervlak van de rollenketting te verwarmen. Dit heeft als voordelen een snelle opwarmtijd, een goede hardingskwaliteit en minimale vervorming.

9. Oppervlakteversterkingsproces
Het oppervlakteversterkingsproces houdt in dat er door middel van fysische of chemische methoden een versterkende laag met speciale eigenschappen op het oppervlak van de rollenketting wordt aangebracht, waardoor de oppervlaktehardheid, slijtvastheid en vermoeiingssterkte worden verbeterd. Veelgebruikte oppervlakteversterkingsprocessen zijn onder andere shotpeening, walsversterking en metaalinfiltratieversterking. Bij shotpeening wordt met hoge snelheid op het oppervlak van de rollenketting gestoten, waardoor restdrukspanningen op het oppervlak ontstaan ​​en de vermoeiingssterkte wordt verbeterd. Bij walsversterking wordt het oppervlak van de rollenketting met behulp van walsgereedschappen bewerkt, waardoor plastische vervorming optreedt en de oppervlaktehardheid en slijtvastheid worden verbeterd.

10. Boridingproces
Borideren is het infiltreren van booratomen in het oppervlak van de rollenketting om boriden te vormen, waardoor de oppervlaktehardheid en slijtvastheid worden verbeterd. Borideren kan met gas of met vloeistof. Bij gasborideren wordt de rollenketting in een boorhoudende atmosfeer geplaatst, waarna de booratomen gedurende een bepaalde tijd en bij een bepaalde temperatuur in het oppervlak worden geïnfiltreerd. De geborideerde rollenketting heeft een hoge oppervlaktehardheid, goede slijtvastheid en goede anti-aanhechtingseigenschappen.

11. Samengesteld secundair afschrikwarmtebehandelingsproces
De gecombineerde secundaire afschrikwarmtebehandeling is een geavanceerd warmtebehandelingsproces dat de prestaties van rollenkettingen aanzienlijk verbetert door middel van twee afschrik- en temperingsprocessen. Dit proces omvat doorgaans de volgende stappen:
(I) Eerste afkoeling
De rollenketting wordt verhit tot een hogere temperatuur (meestal hoger dan de gebruikelijke afkoeltemperatuur) om de interne structuur volledig te austenitiseren, en vervolgens snel afgekoeld om een ​​martensitische structuur te vormen. Het doel van deze stap is het verbeteren van de hardheid en sterkte van de rollenketting.
(II) Eerste temperen
De rollenketting wordt na de eerste afkoeling tot een gemiddelde temperatuur (meestal tussen 300℃ en 500℃) verwarmd, gedurende een bepaalde tijd warm gehouden en vervolgens afgekoeld. Het doel van deze stap is het elimineren van de interne spanningen die tijdens het afkoelingsproces zijn ontstaan, terwijl tegelijkertijd de hardheid wordt aangepast en de taaiheid wordt verbeterd.
(III) Tweede afkoeling
De rollenketting wordt na de eerste temperbehandeling opnieuw verhit tot een hogere temperatuur, maar iets lager dan de eerste afkoelingstemperatuur, en vervolgens snel afgekoeld. Het doel van deze stap is om de martensitische structuur verder te verfijnen en de hardheid en slijtvastheid van de rollenketting te verbeteren.
(IV) Tweede temperen
De rollenketting wordt na de tweede afkoelingsstap verwarmd tot een lagere temperatuur (meestal tussen 150℃ en 250℃), gedurende een bepaalde tijd warm gehouden en vervolgens afgekoeld. Het doel van deze stap is om interne spanningen verder te verminderen, de afmetingen te stabiliseren en een hoge hardheid en slijtvastheid te behouden.

12. Vloeibaar carbonisatieproces
Vloeibaar carboneren is een speciaal carboneringsproces waarbij koolstofatomen in het oppervlak doordringen door de rollenketting onder te dompelen in een vloeibaar carboneringsmedium. Dit proces heeft als voordelen een hoge carboneringssnelheid, een uniforme carboneringslaag en een goede beheersbaarheid. Het is geschikt voor rollenkettingen met complexe vormen en hoge eisen aan de maatnauwkeurigheid. Na het vloeibaar carboneren zijn afschrikken en temperen bij lage temperatuur meestal nodig om de oppervlaktehardheid en slijtvastheid verder te verbeteren.

13. Verhardingsproces
Harden verwijst naar het verbeteren van de hardheid en slijtvastheid door de interne structuur van de rollenketting te verbeteren. De specifieke stappen zijn als volgt:
(I) Verwarming
De rollenketting wordt verwarmd tot de hardingstemperatuur om elementen zoals koolstof en stikstof in de ketting op te lossen en te verspreiden.
(ii) Isolatie
Nadat de uithardingstemperatuur is bereikt, dient een bepaalde isolatietijd te worden aangehouden zodat de elementen gelijkmatig kunnen diffunderen en een vaste oplossing kunnen vormen.
(iii) Koeling
Door de ketting snel af te koelen, zal de vaste oplossing een fijne korrelstructuur vormen, waardoor de hardheid en slijtvastheid verbeteren.

14. Metaalinfiltratieproces
Het metaalinfiltratieproces houdt in dat metaalelementen in het oppervlak van de rollenketting worden geïnfiltreerd om metaalverbindingen te vormen, waardoor de oppervlaktehardheid en slijtvastheid worden verbeterd. Veelgebruikte metaalinfiltratieprocessen zijn chromering en vanadiuminfiltratie. Bij het chromeringsproces wordt de rollenketting in een chroomhoudende atmosfeer geplaatst, waarna chroomatomen bij een bepaalde temperatuur en tijdsduur in het oppervlak infiltreren en chroomverbindingen vormen, waardoor de oppervlaktehardheid en slijtvastheid worden verbeterd.

15. Aluminisatieproces
Het alumineringsproces houdt in dat aluminiumatomen in het oppervlak van de rollenketting worden geïnfiltreerd om aluminiumverbindingen te vormen, waardoor de oxidatie- en corrosiebestendigheid van het oppervlak wordt verbeterd. Alumineringprocessen omvatten gasaluminering en vloeibare aluminering. Bij gasaluminering wordt de rollenketting in een aluminiumhoudende atmosfeer geplaatst, waarna onder bepaalde temperatuur en tijd aluminiumatomen in het oppervlak worden geïnfiltreerd. Het oppervlak van de rollenketting heeft na aluminiuminfiltratie een goede oxidatie- en corrosiebestendigheid en is geschikt voor gebruik in omgevingen met hoge temperaturen en corrosieve omstandigheden.

16. Koperinfiltratieproces
Het koperinfiltratieproces houdt in dat koperatomen in het oppervlak van de rollenketting worden geïnfiltreerd om koperverbindingen te vormen, waardoor de slijtvastheid en de anti-aanhechtingseigenschappen van het oppervlak worden verbeterd. Het koperinfiltratieproces omvat gasinfiltratie en vloeibare koperinfiltratie. Bij gasinfiltratie wordt de rollenketting in een koperhoudende atmosfeer geplaatst, waarna bij een bepaalde temperatuur en tijd koperatomen in het oppervlak worden geïnfiltreerd. Het oppervlak van de rollenketting heeft na koperinfiltratie een goede slijtvastheid en anti-aanhechtingseigenschappen en is geschikt voor gebruik onder hoge snelheden en zware belasting.

17. Titanium-infiltratieproces
Het titaniuminfiltratieproces houdt in dat titaniumatomen in het oppervlak van de rollenketting worden geïnfiltreerd om titaniumverbindingen te vormen, waardoor de oppervlaktehardheid en slijtvastheid worden verbeterd. Het titaniuminfiltratieproces omvat gasinfiltratie en vloeibare titaniuminfiltratie. Bij gasinfiltratie wordt de rollenketting in een titaniumhoudende atmosfeer geplaatst, waarna bij een bepaalde temperatuur en tijd titaniumatomen in het oppervlak worden geïnfiltreerd. Het oppervlak van de rollenketting heeft na titaniuminfiltratie een goede hardheid en slijtvastheid en is geschikt voor werkomstandigheden met hoge eisen aan hardheid en slijtvastheid.

18. Kobaltproces
Het kobalteringsproces houdt in dat kobaltatomen in het oppervlak van de rollenketting worden geïnfiltreerd om kobaltverbindingen te vormen, waardoor de hardheid en slijtvastheid van het oppervlak worden verbeterd. Het kobalteringsproces omvat gaskobaltering en vloeibare kobaltering. Bij gaskobaltering wordt de rollenketting in een kobalthoudende atmosfeer geplaatst, waarna bij een bepaalde temperatuur en tijdsduur kobaltatomen in het oppervlak worden geïnfiltreerd. Het oppervlak van de rollenketting heeft na kobaltering een goede hardheid en slijtvastheid en is geschikt voor werkomstandigheden met hoge eisen aan hardheid en slijtvastheid.

19. Zirconisatieproces
Het zirconisatieproces houdt in dat zirkoniumatomen in het oppervlak van de rollenketting worden geïnfiltreerd om zirkoniumverbindingen te vormen, waardoor de hardheid en slijtvastheid van het oppervlak worden verbeterd. Het zirconisatieproces omvat gaszirconisatie en vloeistofzirconisatie. Bij gaszirconisatie wordt de rollenketting in een zirkoniumhoudende atmosfeer geplaatst, waarna bij een bepaalde temperatuur en tijd zirkoniumatomen in het oppervlak worden geïnfiltreerd. Het oppervlak van de rollenketting heeft na zirconisatie een goede hardheid en slijtvastheid en is geschikt voor werkomstandigheden met hoge eisen aan hardheid en slijtvastheid.

20. Molybdeen-infiltratieproces
Het molybdeen-infiltratieproces houdt in dat molybdeenatomen in het oppervlak van de rollenketting worden geïnfiltreerd om molybdeenverbindingen te vormen, waardoor de hardheid en slijtvastheid van het oppervlak worden verbeterd. Het molybdeen-infiltratieproces omvat gasmolybdeen-infiltratie en vloeibare molybdeen-infiltratie. Bij gasmolybdeen-infiltratie wordt de rollenketting in een molybdeenhoudende atmosfeer geplaatst en worden molybdeenatomen gedurende een bepaalde tijd bij een bepaalde temperatuur in het oppervlak geïnfiltreerd. Het oppervlak van de rollenketting heeft na molybdeen-infiltratie een goede hardheid en slijtvastheid en is geschikt voor werkomstandigheden die een hoge hardheid en slijtvastheid vereisen.