Afkoeltemperatuur en -tijd van de rollenketting: analyse van de belangrijkste procesparameters
Op het gebied van mechanische transmissie,rollenkettingHet afschrikproces is een essentieel onderdeel en de prestaties ervan hebben een directe invloed op de operationele efficiëntie en betrouwbaarheid van mechanische apparatuur. Afschrikken, als kernwarmtebehandeling in de productie van rollenkettingen, speelt een cruciale rol in het verbeteren van de sterkte, hardheid, slijtvastheid en levensduur. Dit artikel gaat dieper in op de principes voor het bepalen van de afschriktemperatuur en -tijd van rollenkettingen, de procesparameters van gangbare materialen, procesbeheersing en de nieuwste ontwikkelingen. Het doel is om gedetailleerde technische informatie te bieden aan fabrikanten van rollenkettingen en internationale groothandelaren, zodat zij de impact van het afschrikproces op de prestaties van rollenkettingen beter begrijpen en weloverwogen productie- en inkoopbeslissingen kunnen nemen.
1. Basisprincipes van rollenkettingkoeling
Afschrikken is een warmtebehandelingsproces waarbij de rollenketting tot een bepaalde temperatuur wordt verhit, gedurende een bepaalde tijd warm wordt gehouden en vervolgens snel wordt afgekoeld. Het doel hiervan is om de mechanische eigenschappen van de rollenketting, zoals hardheid en sterkte, te verbeteren door de metallografische structuur van het materiaal te veranderen. Door de snelle afkoeling wordt austeniet omgezet in martensiet of bainiet, waardoor de rollenketting uitstekende algehele eigenschappen krijgt.
2. Grondslag voor het bepalen van de afkoelingstemperatuur
Kritisch punt van materialen: Rollenkettingen van verschillende materialen hebben verschillende kritische punten, zoals Ac1 en Ac3. Ac1 is de hoogste temperatuur waarbij het perliet-ferriet-tweefasengebied ontstaat, en Ac3 is de laagste temperatuur voor volledige austenitisatie. De afkoeltemperatuur wordt meestal boven Ac3 of Ac1 gekozen om ervoor te zorgen dat het materiaal volledig geaustenitiseerd is. Bijvoorbeeld, voor rollenkettingen van 45-staal is Ac1 ongeveer 727 °C, Ac3 ongeveer 780 °C, en de afkoeltemperatuur wordt vaak rond de 800 °C gekozen.
Materiaalsamenstelling en prestatie-eisen: Het gehalte aan legeringselementen beïnvloedt de hardbaarheid en prestaties van rollenkettingen. Bij rollenkettingen met een hoog gehalte aan legeringselementen, zoals rollenkettingen van gelegeerd staal, kan de afschriktemperatuur op passende wijze worden verhoogd om de hardbaarheid te vergroten en ervoor te zorgen dat de kern ook een goede hardheid en sterkte verkrijgt. Bij rollenkettingen van koolstofarm staal mag de afschriktemperatuur niet te hoog zijn om ernstige oxidatie en ontkoling te voorkomen, wat de oppervlaktekwaliteit beïnvloedt.
Beheersing van de austenietkorrelgrootte: fijne austenietkorrels kunnen na afschrikken een fijne martensietstructuur opleveren, waardoor de rollenketting een hogere sterkte en taaiheid heeft. Daarom moet de afschriktemperatuur worden gekozen binnen het bereik dat fijne austenietkorrels oplevert. Over het algemeen geldt dat austenietkorrels de neiging hebben te groeien naarmate de temperatuur stijgt, maar door de afkoelsnelheid op de juiste manier te verhogen of door procesmaatregelen te nemen om de korrels te verfijnen, kan korrelgroei tot op zekere hoogte worden geremd.
3. Factoren die de afkoeltijd bepalen
Grootte en vorm van de rollenketting: grotere rollenkettingen vereisen een langere isolatietijd om ervoor te zorgen dat de warmte volledig naar binnen wordt afgevoerd en de gehele dwarsdoorsnede gelijkmatig wordt geaustenitiseerd. Bijvoorbeeld, voor rollenkettingplaten met een grotere diameter kan de isolatietijd naar behoefte worden verlengd.
Laad- en stapelmethode in de oven: Een te hoge ovenbelading of een te dichte stapeling veroorzaakt ongelijkmatige verwarming van de rollenketting, wat resulteert in ongelijkmatige austenitisatie. Daarom moet bij het bepalen van de afkoeltijd rekening worden gehouden met de invloed van de ovenbelading en de stapelmethode op de warmteoverdracht, de verblijftijd dienovereenkomstig worden verlengd en ervoor worden gezorgd dat elke rollenketting het ideale afkoeleffect bereikt.
Gelijkmatigheid van de oventemperatuur en verwarmingssnelheid: Een verwarmingsinstallatie met een goede gelijkmatige oventemperatuur zorgt ervoor dat alle delen van de rollenketting gelijkmatig worden verwarmd. Hierdoor is de tijd die nodig is om dezelfde temperatuur te bereiken korter en kan de verblijftijd dienovereenkomstig worden verkort. De verwarmingssnelheid beïnvloedt ook de mate van austenitisatie. Snelle verwarming kan de tijd verkorten die nodig is om de afkoeltemperatuur te bereiken, maar de verblijftijd moet ervoor zorgen dat het austeniet volledig homogeen is.
4. Afkoeltemperatuur en -tijd van gangbare materialen voor rollenkettingen
Rollenketting van koolstofstaal
45-staal: De afschriktemperatuur ligt over het algemeen tussen 800 en 850 °C, en de verblijftijd wordt bepaald aan de hand van de grootte van de rollenketting en de belading van de oven, meestal tussen de 30 en 60 minuten. Zo kan voor kleine 45-stalen rollenkettingen een afschriktemperatuur van 820 °C worden gekozen met een verblijftijd van 30 minuten; voor grote rollenkettingen kan de afschriktemperatuur worden verhoogd tot 840 °C met een verblijftijd van 60 minuten.
T8-staal: De afschriktemperatuur ligt tussen de 780 en 820 °C, en de isolatietijd bedraagt doorgaans 20 tot 50 minuten. T8-stalen rollenkettingen hebben na het afschrikken een hogere hardheid en kunnen worden gebruikt in transmissiesystemen met grote schokbelastingen.
Rollenketting van gelegeerd staal
20CrMnTi-staal: De afschriktemperatuur ligt doorgaans tussen 860 en 900 °C, en de isolatietijd bedraagt 40 tot 70 minuten. Dit materiaal heeft een goede hardbaarheid en slijtvastheid en wordt veel gebruikt in rollenkettingen in de auto-, motor- en andere industrieën.
40Cr-staal: De afschriktemperatuur ligt tussen 830℃ en 860℃, en de isolatietijd bedraagt 30 tot 60 minuten. Rollenkettingen van 40Cr-staal hebben een hoge sterkte en taaiheid en worden veel gebruikt in de industriële transmissie.
Roestvrijstalen rollenketting: Neem bijvoorbeeld roestvrij staal 304. De afschriktemperatuur ligt doorgaans tussen 1050℃ en 1150℃, en de isolatietijd bedraagt 30 tot 60 minuten. Roestvrijstalen rollenkettingen hebben een goede corrosiebestendigheid en zijn geschikt voor de chemische, voedingsmiddelen- en andere industrieën.
5. Controle van het afkoelingsproces
Controle van het verwarmingsproces: Gebruik geavanceerde verwarmingsapparatuur, zoals een oven met gecontroleerde atmosfeer, om de verwarmingssnelheid en de atmosfeer in de oven nauwkeurig te regelen en zo oxidatie en ontkoling te verminderen. Regel tijdens het verwarmingsproces de verwarmingssnelheid in stappen om vervorming van de rollenketting of thermische spanning als gevolg van een plotselinge temperatuurstijging te voorkomen.
Keuze van het afkoelingsmedium en controle van het koelproces: Kies een geschikt afkoelingsmedium op basis van het materiaal en de afmetingen van de rollenketting, zoals water, olie, polymeer afkoelingsvloeistof, enz. Water koelt snel af en is geschikt voor kleine rollenkettingen van koolstofstaal; olie koelt relatief langzaam af en is geschikt voor grotere rollenkettingen of rollenkettingen van gelegeerd staal. Tijdens het koelproces moeten de temperatuur, de roersnelheid en andere parameters van het afkoelingsmedium worden gecontroleerd om een gelijkmatige koeling te garanderen en afkoelingsscheuren te voorkomen.
Ontlaatbehandeling: Na het harden moet de rollenketting tijdig worden ontlaat om de hardingsspanning te elimineren, de structuur te stabiliseren en de taaiheid te verbeteren. De ontlaattemperatuur ligt over het algemeen tussen 150℃ en 300℃ en de verblijftijd bedraagt 1 tot 3 uur. De keuze van de ontlaattemperatuur moet worden bepaald op basis van de gebruikseisen en de hardheidseisen van de rollenketting. Zo kan de ontlaattemperatuur bijvoorbeeld lager worden gehouden voor rollenkettingen die een hoge hardheid vereisen.
6. De nieuwste ontwikkelingen in de afkoelingstechnologie
Isothermisch afkoelingsproces: Door de temperatuur van het afkoelingsmedium te regelen, wordt de rollenketting isothermisch in het temperatuurbereik van de austeniet- en bainiettransformatie gehouden om een bainietstructuur te verkrijgen. Isothermisch afkoeling kan afkoelingsvervorming verminderen, de dimensionale nauwkeurigheid en mechanische eigenschappen van de rollenketting verbeteren en is geschikt voor de productie van bepaalde zeer nauwkeurige rollenkettingen. De parameters voor het isothermisch afkoelingsproces van een C55E stalen kettingplaat zijn bijvoorbeeld: afkoelingstemperatuur 850 °C, isothermische temperatuur 310 °C, isothermische tijd 25 min. Na het afkoelingsproces voldoet de hardheid van de kettingplaat aan de technische eisen en zijn de sterkte, vermoeiingsweerstand en andere eigenschappen van de ketting vergelijkbaar met die van 50CrV-materialen die met hetzelfde proces zijn behandeld.
Gefaseerd afkoelen: De rollenketting wordt eerst afgekoeld in een medium met een hogere temperatuur en vervolgens in een medium met een lagere temperatuur, waardoor de interne en externe structuren van de rollenketting gelijkmatig veranderen. Gefaseerd afkoelen kan de afkoelspanning effectief verminderen, afkoeldefecten beperken en de kwaliteit en prestaties van de rollenketting verbeteren.
Computersimulatie en optimalisatietechnologie: Gebruik computersimulatiesoftware, zoals JMatPro, om het afkoelingsproces van de rollenketting te simuleren, veranderingen in structuur en prestaties te voorspellen en de parameters van het afkoelingsproces te optimaliseren. Door middel van simulatie kan de invloed van verschillende afkoelingstemperaturen en -tijden op de prestaties van de rollenketting vooraf worden begrepen, kan het aantal tests worden verminderd en kan de efficiëntie van het procesontwerp worden verbeterd.
Samenvattend zijn de afkoeltemperatuur en -tijd van de rollenketting de belangrijkste procesparameters die de prestaties beïnvloeden. In de praktijk is het noodzakelijk om de afkoeltemperatuur en -tijd op een verstandige manier te kiezen, afhankelijk van het materiaal, de afmetingen, de gebruikseisen en andere factoren van de rollenketting, en het afkoelproces strikt te controleren om hoogwaardige en goed presterende rollenkettingen te verkrijgen. Tegelijkertijd zullen de continue ontwikkeling en innovatie van afkoeltechnologieën, zoals isothermisch afkoelen, gefaseerd afkoelen en de toepassing van computersimulatietechnologie, de productiekwaliteit en -efficiëntie van rollenkettingen verder verbeteren om aan de groeiende marktvraag te voldoen.
Geplaatst op: 9 mei 2025