Keuze van het afkoelingsmedium voor stalen rollenkettingen van 45#: prestaties, toepassingen en vergelijking

Keuze van het afkoelingsmedium voor stalen rollenkettingen van 45#: prestaties, toepassingen en vergelijking
In de machinebouw is de rollenketting een essentieel transmissieonderdeel, waarvan de prestaties direct van invloed zijn op de operationele efficiëntie en betrouwbaarheid van mechanische apparatuur. 45# stalen rollenkettingen worden veel gebruikt vanwege hun lage kosten en redelijke mechanische eigenschappen. Het hardingsproces is cruciaal voor het verbeteren van de hardheid, sterkte en slijtvastheid. De keuze van het hardingsmedium bepaalt de kwaliteit van het hardingseffect. Dit artikel gaat dieper in op de geschikte hardingsmedia voor 45# stalen rollenkettingen om internationale groothandelaren en fabrikanten te helpen de productprestaties te optimaliseren en de commerciële waarde te maximaliseren.

1. Kenmerken en afkoelingsvereisten van een stalen rollenketting van 45#
45# staal is een middelmatig koolstofstaal met goede algehele mechanische eigenschappen, zoals hoge sterkte, hardheid en taaiheid, en een goede verwerkingstechnologie, waardoor het een ideaal materiaal is voor de productie van rollenkettingen. De hardbaarheid is echter relatief laag, vooral bij grotere onderdelen, en het is moeilijk om tijdens het afkoelen een uniforme martensitische structuur te verkrijgen. Om te voldoen aan de eisen van rollenkettingen op het gebied van hoge sterkte, slijtvastheid en vermoeiingslevensduur, is het daarom noodzakelijk om een ​​geschikt afkoelingsmedium te kiezen dat zorgt voor snelle en uniforme afkoeling en een verbeterde diepte van de geharde laag en algehele prestaties van de onderdelen.

2. Veelgebruikte blusmiddelen en hun eigenschappen
(I) Water
Water is het meest gebruikte en goedkoopste afkoelingsmedium met een hoge afkoelsnelheid, vooral in het hogetemperatuurgebied. Hierdoor kan het 45# stalen rollenkettingen snel afkoelen, wat de vorming van een martensitische structuur bevordert en zo de hardheid en sterkte verbetert. Na het laatste smeedproces wordt het tandwiel met een lage modulus, gemaakt van 45# staal, bijvoorbeeld snel vastgeklemd en in een waterbad geplaatst om af te koelen met behulp van een afkoelmachine. De hardheid van het tandwiel kan oplopen tot boven HRC45, er ontstaan ​​geen afkoelscheuren en de prestaties zijn beter dan bij traditionele processen. De afkoelsnelheid van water in het lagetemperatuurgebied is echter te hoog, wat kan leiden tot grote thermische en structurele spanningen aan het oppervlak van het werkstuk, waardoor het risico op scheuren toeneemt, met name bij rollenkettingonderdelen met complexe vormen of grote afmetingen.
(II) Olie
De afkoelsnelheid van olie is lager dan die van water en de snelheid is gelijkmatiger gedurende het afkoelingsproces. Dit maakt olie een milder afschrikmedium, wat de neiging tot afschrikvervorming en scheuren effectief kan verminderen. Minerale olie is een van de meest gebruikte afschrikoliën en de koelcapaciteit ervan kan worden aangepast door de olietemperatuur, additieven, enz. te variëren. Voor sommige onderdelen van 45# stalen rollenkettingen met hoge precisie-eisen en complexe vormen, zoals kettingplaten, kan afschrikken in olie een betere dimensionale stabiliteit en mechanische eigenschappen opleveren. De relatief lage afkoelsnelheid van olie kan echter leiden tot een onvoldoende hardingseffect bij sommige kleine of dunwandige onderdelen en kan niet voldoen aan de eisen van hoge hardheid en hoge sterkte.
(III) Pekeloplossing
De afkoelsnelheid van een pekeloplossing ligt tussen die van water en olie, en de koeleigenschappen kunnen worden aangepast door de zoutconcentratie en de watertemperatuur te variëren. Over het algemeen neemt het koelvermogen van een pekeloplossing toe met een hogere zoutconcentratie, maar een te hoge concentratie kan de oplossing corrosiever maken en schade aan werkstukken en apparatuur veroorzaken. Een veelgebruikt afkoelingsmedium is bijvoorbeeld een 10% zoutoplossing. Deze koelt sneller af dan zuiver water en de koeling is gelijkmatiger. Het kan het probleem van scheurvorming tijdens afkoeling met zuiver water tot op zekere hoogte verminderen. Tegelijkertijd heeft het een hogere koelefficiëntie dan olie en is het geschikt voor sommige middelgrote en eenvoudig gevormde onderdelen van stalen rollenkettingen van 45#.
(IV) Waterige calciumchloride-oplossing
Als efficiënt afschrikmedium presteert een waterige calciumchlorideoplossing goed bij het afschrikken van 45# stalen rollenkettingen. De unieke koeleigenschappen zorgen voor een snelle afkoeling in de hoge-temperatuurfase en een passende vertraging van de afkoelsnelheid in de lage-temperatuurfase. Hierdoor wordt de afschrikspanning effectief verminderd en de neiging tot vervorming en scheurvorming van het werkstuk teruggedrongen. Studies hebben aangetoond dat bij het afschrikken van 45# stalen rollen met een verzadigde waterige calciumchlorideoplossing van 20℃ de hardheid van de rollen 56-60 HRC kan bereiken, de vervorming van de binnendiameter zeer gering is, het hardingsvermogen sterk is en de algehele prestaties en levensduur van de rollen aanzienlijk worden verbeterd.

3. Effect van verschillende afkoelingsmedia op de prestaties van een 45# stalen rollenketting
(I) Hardheid en sterkte
Door de snelle afkoeling kan waterkoeling de hardheid en sterkte van een stalen rollenketting van 45# doorgaans verhogen. Een te hoge afkoelsnelheid kan echter leiden tot grotere restspanningen in het werkstuk, wat de dimensionale stabiliteit en taaiheid beïnvloedt. Hoewel de hardheid en sterkte van oliekoeling iets lager zijn dan die van waterkoeling, zorgt het wel voor een betere taaiheid en minder vervorming van het werkstuk. Zoutoplossingen en calciumchlorideoplossingen kunnen, afhankelijk van de specifieke procesvereisten, een betere balans tussen hardheid, sterkte en taaiheid bereiken. Zo is bijvoorbeeld onder dezelfde omstandigheden de oppervlaktehardheid van een stalen pen van 45# na koeling met een verzadigde calciumchlorideoplossing aanzienlijk verbeterd ten opzichte van dezelfde pen na koeling met 20# motorolie, en is ook de treksterkte aanzienlijk verbeterd.
(II) Slijtvastheid
Het afkoelingsmedium heeft ook een belangrijke invloed op de slijtvastheid van de rollenketting. Een hoge hardheid en een uniforme structuur zijn cruciale factoren voor een verbeterde slijtvastheid. Door een medium te gebruiken met een gelijkmatige koeling en goede hardbaarheid, zoals een waterige calciumchlorideoplossing, kan de 45# stalen rollenketting een hogere hardheid en een betere uniformiteit van de structuur verkrijgen, waardoor de slijtvastheid wordt verbeterd. In de praktijk kan de levensduur van rollenkettingen die met een geschikt afkoelingsmedium zijn behandeld, onder dezelfde bedrijfsomstandigheden aanzienlijk worden verlengd.
(III) Vermoeidheidsleven
De vermoeiingslevensduur is van groot belang voor rollenkettingen. De restspanningsverdeling en de organisatiestructuur die tijdens het afkoelingsproces ontstaan, hebben een grote invloed op de vermoeiingslevensduur. Afkoeling in water kan leiden tot een hoge concentratie van restspanningen aan het oppervlak van het werkstuk, waardoor de vermoeiingslevensduur afneemt. Afkoeling in olie en pekel kan een evenwichtigere restspanningsverdeling creëren, wat de vermoeiingslevensduur ten goede komt. Bovendien kan afkoeling met een waterige calciumchlorideoplossing, doordat deze de afkoelingsspanning effectief vermindert, een meer uniforme organisatie en restspanningsverdeling in het werkstuk opleveren, wat eveneens een positief effect heeft op de vermoeiingslevensduur van de rollenketting.

4. Factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de keuze van blusmedia
(I) Werkstukgrootte en -vorm
Voor kleine of eenvoudig gevormde onderdelen van 45# stalen rollenkettingen, zoals kleine rollen, kan afschrikken in water snel afkoelen en een goed hardingseffect bereiken vanwege hun relatief grote oppervlakte-volumeverhouding. Voor grote of complex gevormde onderdelen, zoals grote kettingplaten, is afschrikken in olie of pekel geschikter om vervorming en scheurvorming te verminderen. Omdat de afkoelsnelheid van deze media relatief uniform is, kunnen problemen met spanningsconcentratie als gevolg van te hoge afkoelsnelheden effectief worden voorkomen.
(II) Materiële samenstelling en organisatietoestand
De chemische samenstelling en de oorspronkelijke structuur van 45# staal hebben een significant effect op de afschrikeigenschappen. Veranderingen in het koolstofgehalte en het gehalte aan legeringselementen beïnvloeden bijvoorbeeld de kritische afkoelsnelheid en de hardbaarheid. Voor 45# staal met een iets lagere hardbaarheid kan een afschrikmedium met een snellere afkoelsnelheid, zoals een waterige calciumchlorideoplossing, worden gekozen om een ​​voldoende dikke hardingslaag te garanderen. Tegelijkertijd beïnvloedt de oorspronkelijke structuur van het materiaal, zoals de aanwezigheid van een bandstructuur, Widmanstätten-structuur, enz., ook het afschrikeffect en moet hiermee rekening worden gehouden afhankelijk van de specifieke situatie.
(III) Productiebatch en kosten
Bij grootschalige productie zijn de kosten een belangrijke factor. Water als afkoelmedium is goedkoop en gemakkelijk verkrijgbaar. Het is een economische keuze voor kleine rollenkettingonderdelen die in grote hoeveelheden worden geproduceerd. Voor de productie van zeer nauwkeurige en complexe onderdelen kan het echter, ondanks de relatief hoge kosten van afkoelen in olie of pekel, op de lange termijn voordeliger zijn omdat het de afvalpercentages effectief verlaagt en de productkwaliteit verbetert. Daarnaast moeten ook de onderhoudskosten en de levensduur van het afkoelmedium in overweging worden genomen.

5. Gebruik en onderhoud van het blusmiddel
(I) Voorzorgsmaatregelen voor gebruik
Bij gebruik van water als afkoelingsmedium moet men letten op factoren zoals watertemperatuur, zuiverheid en hardheid. Een te hoge watertemperatuur verlaagt de afkoelsnelheid en beïnvloedt het afkoelingseffect negatief; onzuiverheden en een te hoge hardheid in het water kunnen problemen veroorzaken zoals een verminderde oppervlaktekwaliteit van het werkstuk en aanslag op de apparatuur. Bij afkoeling met olie moeten de olietemperatuur, de oliekwaliteit en de roeromstandigheden strikt worden gecontroleerd. Een te hoge olietemperatuur vertraagt ​​de afkoelsnelheid en kan zelfs brand veroorzaken; bovendien beïnvloedt de verslechtering van de olie de afkoelingsprestaties, waardoor deze regelmatig moet worden vervangen en gefilterd. Bij gebruik van pekeloplossing en calciumchlorideoplossing moet men letten op de concentratie, temperatuur en corrosiewerende maatregelen van de oplossing om de stabiliteit van de koelprestaties en de veilige werking van de apparatuur te garanderen.
(II) Onderhoudspunten
Regelmatige controle van diverse parameters van het blusmiddel, zoals waterhardheid, olieviscositeit en vlampunt, en de concentratie van pekeloplossing en calciumchlorideoplossing, is essentieel voor het waarborgen van de bluskwaliteit. Tegelijkertijd moet de blustank schoon worden gehouden en moeten sedimenten en onzuiverheden tijdig worden verwijderd. Bij bluswerkzaamheden met olie moeten ook brandpreventiemaatregelen worden genomen en de juiste brandbestrijdingsapparatuur aanwezig zijn. Daarnaast kan het gebruik van geschikte koel- en circulatiesystemen de levensduur van het blusmiddel verlengen en de koelefficiëntie en -stabiliteit verbeteren.

6. Conclusie
Samenvattend speelt de keuze van een geschikt afkoelingsmedium een ​​cruciale rol in de prestatieverbetering en kwaliteitscontrole van 45# stalen rollenkettingen. Water, olie, pekeloplossing en calciumchlorideoplossing hebben elk hun eigen kenmerken. In de praktijk moet rekening worden gehouden met de grootte, vorm, materiaalsamenstelling, productiebatch en kosten van het werkstuk om het beste afkoelingseffect te bereiken. Internationale groothandelaren en fabrikanten dienen een grondig begrip te hebben van de eigenschappen en het toepassingsgebied van verschillende afkoelingsmedia, de samenwerking met leveranciers van warmtebehandelingsoplossingen te versterken en het afkoelingsproces te optimaliseren. Op die manier wordt de marktconcurrentiepositie van 45# stalen rollenkettingen verbeterd en kan worden voldaan aan de wereldwijde vraag naar hoogwaardige transmissiecomponenten.