Introduksjon til vanlige varmebehandlingsprosesser for rullekjeder

Introduksjon til vanlige varmebehandlingsprosesser for rullekjeder
I produksjonsprosessen av rullekjeder er varmebehandlingsprosessen en viktig del av arbeidet med å forbedre ytelsen. Gjennom varmebehandling kan rullekjedenes styrke, hardhet, slitestyrke og seighet forbedres betydelig, og dermed forlenge levetiden og oppfylle brukskravene under ulike komplekse arbeidsforhold. Følgende er en detaljert introduksjon til flere vanlige varmebehandlingsprosesser for rullekjeder:

I. Bråkjølings- og anløpingsprosess
(I) Slokking
Bråkjøling er en prosess der rullekjeden varmes opp til en viss temperatur (vanligvis over Ac3 eller Ac1), holdes varm i en viss tidsperiode og deretter kjøles ned raskt. Hensikten er å gi rullekjeden en martensittisk struktur med høy hardhet og høy styrke. Vanlig brukte bråkjølingsmedier inkluderer vann, olje og saltvann. Vann har en rask kjølehastighet og er egnet for rullekjeder med enkle former og små størrelser; olje har en relativt langsom kjølehastighet og er egnet for rullekjeder med komplekse former og store størrelser.
(II) Herding
Anløping er en prosess der man varmer opp den bråkjølte rullekjeden til en viss temperatur (vanligvis under Ac1), holder den varm og deretter kjøler den ned. Hensikten er å eliminere den indre spenningen som genereres under bråkjølingsprosessen, justere hardheten og forbedre seigheten. I henhold til anløpingstemperaturen kan den deles inn i lavtemperaturanløping (150℃–250℃), middels temperaturanløping (350℃–500℃) og høytemperaturanløping (500℃–650℃). Lavtemperaturanløping kan oppnå en anløpet martensittstruktur med høy hardhet og god seighet; middels temperaturanløping kan oppnå en anløpet troostittstruktur med høy flytegrense og god plastisitet og seighet; og høytemperaturanløping kan oppnå en anløpet troostittstruktur med gode omfattende mekaniske egenskaper.

2. Karbureringsprosess
Karburering er å få karbonatomer til å trenge inn i overflaten av rullekjeden for å danne et karburert lag med høyt karboninnhold, og dermed forbedre overflatehardheten og slitestyrken, mens kjernen fortsatt opprettholder seigheten til lavkarbonstål. Karbureringsprosesser inkluderer fast karburering, gasskarburering og flytende karburering. Blant disse er gasskarburering den mest brukte. Ved å plassere rullekjeden i en karburerende atmosfære infiltreres karbonatomer i overflaten ved en viss temperatur og tid. Etter karburering er det vanligvis nødvendig med bråkjøling og lavtemperaturherding for å forbedre overflatehardheten og slitestyrken ytterligere.

3. Nitreringsprosess
Nitrering er å infiltrere nitrogenatomer i overflaten av rullekjeden for å danne nitrider, og dermed forbedre overflatehardheten, slitestyrken og utmattingsstyrken. Nitreringsprosessen inkluderer gassnitrering, ionenitrering og flytende nitrering. Gassnitrering er å plassere rullekjeden i en nitrogenholdig atmosfære, og ved en viss temperatur og tid la nitrogenatomer infiltrere overflaten. Etter nitrering har rullekjeden høy overflatehardhet, god slitestyrke og liten deformasjon, noe som er egnet for rullekjeder med komplekse former.

4. Karbonitreringsprosess
Karbonitrering er å infiltrere karbon og nitrogen inn i overflaten av rullekjeden samtidig for å danne karbonitrider, og dermed forbedre overflatehardheten, slitestyrken og utmattingsstyrken. Karbonitreringsprosessen inkluderer gasskarbonitrering og flytende karbonitrering. Gasskarbonitrering er å plassere rullekjeden i en atmosfære som inneholder karbon og nitrogen, og ved en viss temperatur og tid la karbon og nitrogen infiltrere overflaten samtidig. Rullekjeden har høy overflatehardhet, god slitestyrke og god antibitt-ytelse etter karbonitrering.

5. Glødeprosess
Gløding er en prosess der rullekjeden varmes opp til en viss temperatur (vanligvis 30–50 ℃ over Ac3), holdes varm i en viss tidsperiode, sakte avkjøles til under 500 ℃ med ovnen, og deretter avkjøles i luften. Formålet er å redusere hardhet, forbedre plastisitet og seighet, og forenkle prosessering og påfølgende varmebehandling. Rullekjeden har en jevn struktur og moderat hardhet etter gløding, noe som kan forbedre skjæreytelsen.

6. Normaliseringsprosess
Normalisering er en prosess der rullekjeden varmes opp til en viss temperatur (vanligvis over Ac3 eller Acm), holdes varm, tas ut av ovnen og avkjøles i luften. Formålet er å raffinere kornene, gjøre strukturen jevn, forbedre hardhet og styrke, og forbedre skjæreytelsen. Rullekjeden har en jevn struktur og moderat hardhet etter normalisering, som kan brukes som den siste varmebehandlingen eller som en foreløpig varmebehandling.

7. Aldringsbehandlingsprosess
Aldringsbehandling er en prosess der rullekjeden varmes opp til en viss temperatur, holdes varm i en viss periode og deretter avkjøles. Formålet er å eliminere restspenninger, stabilisere størrelsen og forbedre styrke og hardhet. Aldringsbehandling er delt inn i naturlig aldring og kunstig aldring. Naturlig aldring er å plassere rullekjeden i romtemperatur eller naturlige forhold i lang tid for å gradvis eliminere restspenninger; kunstig aldring er å varme opp rullekjeden til en høyere temperatur og utføre aldringsbehandling på kortere tid.

8. Overflateslukkingsprosess
Overflatekjøling er en prosess der overflaten på rullekjeden varmes opp til en viss temperatur og deretter kjøles ned raskt. Formålet er å forbedre overflatehardheten og slitestyrken, samtidig som kjernen opprettholder god seighet. Overflatekjølingsprosesser inkluderer induksjonsoppvarmingsoverflatekjøling, flammeoppvarmingsoverflatekjøling og elektrisk kontaktoppvarmingsoverflatekjøling. Induksjonsoppvarmingsoverflatekjøling bruker varmen som genereres av den induserte strømmen til å varme opp overflaten på rullekjeden, noe som har fordelene med rask oppvarmingshastighet, god slukkekvalitet og liten deformasjon.

9. Overflateforsterkning
Overflateforsterkningsmetoden går ut på å danne et forsterkende lag med spesielle egenskaper på overflaten av rullekjeden gjennom fysiske eller kjemiske metoder, og dermed forbedre overflatehardheten, slitestyrken og utmattingsstyrken. Vanlige overflateforsterkningsmetoder inkluderer kuleblåsing, valseforsterkning, metallinfiltrasjonsforsterkning, etc. Kuleblåsing er å bruke høyhastighets kule for å påvirke overflaten av rullekjeden, slik at det genereres gjenværende trykkspenning på overflaten, og dermed forbedres utmattingsstyrken. Valseforsterkning er å bruke valseverktøy for å rulle overflaten av rullekjeden, slik at overflaten produserer plastisk deformasjon, og dermed forbedres overflatehardheten og slitestyrken.

10. Boreprosess
Boring er å infiltrere boratomer i overflaten av rullekjeden for å danne borider, og dermed forbedre overflatehardheten og slitestyrken. Boringsprosesser inkluderer gassboring og flytende boring. Gassboring er å plassere rullekjeden i en borholdig atmosfære, og ved en viss temperatur og tid la boratomer infiltrere overflaten. Etter boring har rullekjeden høy overflatehardhet, god slitestyrke og god antibitt-ytelse.

11. Varmebehandlingsprosess for sekundær bråkjøling av komposittmateriale
Sammensatt sekundær bråkjølingsvarmebehandling er en avansert varmebehandlingsprosess som forbedrer ytelsen til rullekjeder betydelig gjennom to bråkjølings- og anløpingsprosesser. Denne prosessen inkluderer vanligvis følgende trinn:
(I) Første bråkjøling
Rullekjeden varmes opp til en høyere temperatur (vanligvis høyere enn den konvensjonelle bråkjølingstemperaturen) for å fullstendig austenisere den indre strukturen, og deretter avkjøles den raskt for å danne en martensittisk struktur. Formålet med dette trinnet er å forbedre rullekjedens hardhet og styrke.
(II) Første herding
Etter den første bråkjølingen varmes rullekjeden opp til en middels temperatur (vanligvis mellom 300 ℃–500 ℃), holdes varm i en viss periode og avkjøles deretter. Formålet med dette trinnet er å eliminere den indre spenningen som genereres under bråkjølingsprosessen, samtidig som hardheten justeres og seigheten forbedres.
(III) Andre bråkjøling
Etter den første herdingen varmes rullekjeden opp igjen til en høyere temperatur, men litt lavere enn den første bråkjølingstemperaturen, og avkjøles deretter raskt. Formålet med dette trinnet er å ytterligere forbedre den martensittiske strukturen og forbedre rullekjedens hardhet og slitestyrke.
(IV) Andre herding
Etter den andre bråkjølingen varmes rullekjeden opp til en lavere temperatur (vanligvis mellom 150 ℃–250 ℃), holdes varm i en viss periode og avkjøles deretter. Formålet med dette trinnet er å eliminere indre spenninger ytterligere, stabilisere størrelsen og opprettholde høy hardhet og slitestyrke.

12. Flytende karbureringsprosess
Flytende karburering er en spesiell karbureringsprosess som lar karbonatomer trenge inn i overflaten ved å senke rullekjeden ned i et flytende karbureringsmedium. Denne prosessen har fordelene med høy karbureringshastighet, jevnt karbureringslag og god kontrollerbarhet. Den er egnet for rullekjeder med komplekse former og høye krav til dimensjonsnøyaktighet. Etter flytende karburering er det vanligvis nødvendig med bråkjøling og lavtemperaturherding for å forbedre overflatehardheten og slitestyrken ytterligere.

13. Herdingsprosess
Herding refererer til å forbedre hardheten og slitestyrken ved å forbedre rullekjeden sin indre struktur. De spesifikke trinnene er som følger:
(I) Oppvarming
Rullekjeden varmes opp til herdetemperaturen for å oppløse og diffundere elementer som karbon og nitrogen i kjeden.
(ii) Isolasjon
Etter at herdetemperaturen er nådd, må isolasjonen holdes en viss tid slik at elementene diffunderer jevnt og danner en fast løsning.
(iii) Avkjøling
Avkjøl kjedet raskt, den faste løsningen vil danne en finkornet struktur, forbedre hardheten og slitestyrken.

14. Metallinfiltrasjonsprosess
Metallinfiltrasjonsprosessen går ut på å infiltrere metallelementer inn i overflaten av rullekjeden for å danne metallforbindelser, og dermed forbedre overflatehardheten og slitestyrken. Vanlige metallinfiltrasjonsprosesser inkluderer kromisering og vanadiuminfiltrasjon. Kromiseringsprosessen går ut på å plassere rullekjeden i en kromholdig atmosfære, og ved en viss temperatur og tid infiltrerer kromatomer overflaten for å danne kromforbindelser, og dermed forbedre overflatehardheten og slitestyrken.

15. Aluminiseringsprosess
Aluminiseringsprosessen går ut på å infiltrere aluminiumatomer i overflaten av rullekjeden for å danne aluminiumforbindelser, og dermed forbedre overflatens oksidasjonsmotstand og korrosjonsmotstand. Aluminiseringsprosesser inkluderer gassaluminisering og flytende aluminisering. Gassaluminisering går ut på å plassere rullekjeden i en aluminiumholdig atmosfære, og ved en viss temperatur og tid infiltrerer aluminiumatomer overflaten. Overflaten av rullekjeden har god oksidasjonsmotstand og korrosjonsmotstand etter aluminiuminfiltrasjon, og er egnet for bruk i miljøer med høy temperatur og korrosjon.

16. Kobberinfiltrasjonsprosess
Kobberinfiltrasjonsprosessen går ut på å infiltrere kobberatomer i overflaten av rullekjeden for å danne kobberforbindelser, og dermed forbedre overflatens slitestyrke og anti-bitt-ytelse. Kobberinfiltrasjonsprosessen inkluderer gass-kobberinfiltrasjon og flytende kobberinfiltrasjon. Gass-kobberinfiltrasjon går ut på å plassere rullekjeden i en kobberholdig atmosfære, og ved en viss temperatur og tid infiltreres kobberatomer i overflaten. Overflaten av rullekjeden etter kobberinfiltrasjon har god slitestyrke og anti-bitt-ytelse, og er egnet for bruk under høye hastigheter og tunge belastningsforhold.

17. Titaninfiltrasjonsprosess
Titaninfiltrasjonsprosessen går ut på å infiltrere titanatomer i overflaten av rullekjeden for å danne titanforbindelser, og dermed forbedre overflatehardheten og slitestyrken. Titaninfiltrasjonsprosessen inkluderer gass-titaninfiltrasjon og flytende titaninfiltrasjon. Gass-titaninfiltrasjon går ut på å plassere rullekjeden i en titanholdig atmosfære, og ved en viss temperatur og tid infiltreres titanatomer i overflaten. Overflaten av rullekjeden etter titaninfiltrasjon har god hardhet og slitestyrke, og er egnet for arbeidsforhold med høy hardhet og høye krav til slitestyrke.

18. Kobolteringsprosess
Kobolteringsprosessen går ut på å infiltrere koboltatomer i overflaten av rullekjeden for å danne koboltforbindelser, og dermed forbedre overflatens hardhet og slitestyrke. Kobolteringsprosessen inkluderer gasskoboltering og flytende koboltering. Gasskoboltering innebærer å plassere rullekjeden i en koboltholdig atmosfære, og ved en viss temperatur og tid infiltreres koboltatomer i overflaten. Rullekjeden har god hardhet og slitestyrke etter koboltering, og er egnet for arbeidsforhold med høy hardhet og høye krav til slitestyrke.

19. Zirkoniseringsprosess
Zirkoniseringsprosessen går ut på å infiltrere zirkoniumatomer i overflaten av rullekjeden for å danne zirkoniumforbindelser, og dermed forbedre overflatens hardhet og slitestyrke. Zirkoniseringsprosessen inkluderer gasszirkonisering og flytende zirkonisering. Gasszirkonisering innebærer å plassere rullekjeden i en zirkoniumholdig atmosfære, og ved en viss temperatur og tid infiltreres zirkoniumatomer i overflaten. Rullekjeden har god hardhet og slitestyrke etter zirkonisering, og er egnet for arbeidsforhold med høy hardhet og høye krav til slitestyrke.

20. Molybdeninfiltrasjonsprosess
Molybdeninfiltrasjonsprosessen går ut på å infiltrere molybdenatomer i overflaten av rullekjeden for å danne molybdenforbindelser, og dermed forbedre overflatens hardhet og slitestyrke. Molybdeninfiltrasjonsprosessen inkluderer gassformet molybdeninfiltrasjon og flytende molybdeninfiltrasjon. Gassformet molybdeninfiltrasjon går ut på å plassere rullekjeden i en molybdenholdig atmosfære, og ved en viss temperatur og tid la molybdenatomer infiltrere overflaten. Overflaten av rullekjeden etter molybdeninfiltrasjon har god hardhet og slitestyrke, og er egnet for arbeidsforhold som krever høy hardhet og høy slitestyrke.