Influência do líquido de têmpera do polímero no desempenho da corrente de rolos

Influência do líquido de têmpera do polímero no desempenho da corrente de rolos
No setor industrial,corrente de rolosA corrente de rolos é um componente importante da transmissão, e seu desempenho está diretamente relacionado à eficiência operacional e à estabilidade dos equipamentos mecânicos. Como elo fundamental para a melhoria do desempenho da corrente de rolos, a seleção e o uso do fluido de têmpera no processo de tratamento térmico desempenham um papel importante. Como um meio de têmpera comum, o fluido de têmpera polimérico está sendo cada vez mais utilizado no tratamento térmico de correntes de rolos. Este artigo explorará em detalhes como o fluido de têmpera polimérico afeta o desempenho da corrente de rolos.

1. Materiais e requisitos básicos de desempenho da corrente de rolos
As correntes de rolos são geralmente fabricadas em aço carbono, aço liga e outros materiais. Após o processamento e a conformação, esses materiais precisam ser submetidos a tratamento térmico para melhorar sua dureza, resistência ao desgaste, resistência à fadiga e outras propriedades, de modo a atender aos requisitos de uso em diferentes condições de trabalho. Por exemplo, em sistemas de transmissão de alta velocidade e carga pesada, as correntes de rolos precisam ter maior dureza e resistência para suportar enormes forças de tensão e impacto; em alguns equipamentos que ligam e desligam com frequência, uma boa resistência à fadiga pode garantir a vida útil das correntes de rolos.

2. Visão geral do líquido de têmpera de polímeros
O líquido de têmpera polimérico é composto por um polímero não iônico de alto peso molecular (PAG) específico, além de um aditivo que confere outras propriedades auxiliares e uma quantidade adequada de água. Comparado com o óleo de têmpera tradicional e água, o líquido de têmpera polimérico apresenta diversas vantagens, como velocidade de resfriamento ajustável, respeito ao meio ambiente e baixo custo de utilização. Suas características de resfriamento situam-se entre as da água e do óleo, permitindo o controle eficaz da velocidade de resfriamento durante o processo de têmpera da peça, reduzindo a deformação e a tendência a fissuras.

3. O efeito do líquido de têmpera do polímero no desempenho da corrente de rolos
(I) Dureza e resistência
Quando a corrente de rolos é temperada em um líquido de têmpera polimérico, o polímero presente no líquido se dissolve em alta temperatura e forma um revestimento rico em água na superfície da corrente. Esse revestimento permite ajustar a taxa de resfriamento da corrente, de modo que essa taxa seja moderada na faixa de transformação martensítica, resultando em uma estrutura martensítica uniforme e ideal. Comparado à têmpera em água, o líquido de têmpera polimérico reduz a taxa de resfriamento, diminui a tensão de têmpera e evita trincas causadas pelo resfriamento excessivo da corrente. Comparado à têmpera em óleo, o líquido de têmpera polimérico proporciona uma taxa de resfriamento relativamente mais rápida, resultando em maior dureza e resistência. Por exemplo, a dureza de uma corrente temperada com uma concentração adequada de líquido de têmpera polimérico pode atingir a faixa de HRC30-HRC40. Comparada a uma corrente não temperada ou temperada com outros meios, a dureza e a resistência são significativamente aprimoradas, aumentando a capacidade de carga e a resistência ao desgaste da corrente.
(II) Resistência ao desgaste
Uma boa resistência ao desgaste é uma garantia importante para o funcionamento normal da corrente de rolos. A película polimérica formada pelo líquido de têmpera polimérico na superfície da corrente de rolos não só ajusta a taxa de resfriamento, como também reduz, em certa medida, a oxidação e a descarbonetação da corrente durante o processo de têmpera, mantendo a atividade e a integridade do metal na superfície da corrente. No uso subsequente, a dureza superficial da corrente de rolos temperada com o líquido de têmpera polimérico é maior, o que resiste eficazmente ao atrito e ao desgaste entre o rolo e a placa da corrente, o eixo do pino e outros componentes, prolongando a vida útil da corrente. Ao mesmo tempo, a distribuição uniforme da microestrutura de têmpera também contribui para melhorar a resistência geral ao desgaste da corrente de rolos, permitindo que ela mantenha uma boa precisão e eficiência de transmissão durante a operação a longo prazo.
(III) Resistência à fadiga
Em condições reais de trabalho, as correntes de rolos são frequentemente submetidas a tensões repetidas de flexão e tração, o que exige que apresentem excelente resistência à fadiga. O líquido de têmpera polimérico pode reduzir a tensão residual no interior da corrente de rolos, controlando a distribuição de tensão durante o processo de resfriamento por têmpera, melhorando assim a resistência à fadiga da corrente. A presença de tensão residual afeta o início e a propagação de trincas por fadiga na corrente de rolos sob carga cíclica, e o uso adequado do líquido de têmpera polimérico pode otimizar o estado de tensão residual da corrente, permitindo que ela suporte mais ciclos sem danos por fadiga quando submetida a tensões alternadas. Estudos experimentais demonstraram que a vida útil até a fratura de correntes de rolos tratadas com líquido de têmpera polimérico em testes de fadiga pode ser prolongada várias vezes ou até dezenas de vezes em comparação com correntes de rolos não tratadas, o que é de grande importância para melhorar a confiabilidade de equipamentos mecânicos e reduzir os custos de manutenção.
(IV) Estabilidade dimensional
Durante o processo de têmpera, a precisão dimensional da corrente de rolos é afetada por diversos fatores, como a taxa de resfriamento e a tensão de têmpera. Como a taxa de resfriamento do líquido de têmpera polimérico é relativamente uniforme e ajustável, ele pode reduzir efetivamente a tensão térmica e a tensão estrutural da corrente de rolos durante a têmpera, melhorando assim a estabilidade dimensional da mesma. Comparado à têmpera em água, o líquido de têmpera polimérico reduz a deformação da corrente de rolos e diminui a necessidade de correções mecânicas subsequentes; comparado à têmpera em óleo, sua taxa de resfriamento é mais rápida, o que pode melhorar a dureza e a resistência da corrente de rolos, mantendo a estabilidade dimensional. Isso permite que a corrente de rolos atenda melhor aos requisitos dimensionais do projeto após a têmpera com líquido de têmpera polimérico, melhorando a precisão de montagem e transmissão e garantindo o funcionamento normal do equipamento mecânico.

4. Fatores que afetam o desempenho do líquido de têmpera polimérico na corrente de rolos
(I) Concentração do líquido de resfriamento
A concentração do líquido de têmpera polimérico é um dos principais fatores que afetam seu desempenho de resfriamento e o efeito de têmpera da corrente de rolos. De modo geral, quanto maior a concentração do líquido de têmpera, maior o teor de polímero, mais espessa a camada formada e mais lenta a taxa de resfriamento. Correntes de rolos de diferentes materiais e especificações exigem a escolha da concentração adequada do líquido de têmpera para obter o melhor desempenho de têmpera. Por exemplo, para algumas correntes de rolos pequenas e com cargas leves, uma concentração menor de líquido de têmpera polimérico, como 3% a 8%, pode ser usada; enquanto para correntes de rolos grandes e com cargas pesadas, a concentração do líquido de têmpera precisa ser aumentada para 10% a 20% ou até mais para atender aos requisitos de dureza e resistência. Na produção real, a concentração do líquido de têmpera deve ser rigorosamente controlada e inspeções e ajustes regulares devem ser realizados para garantir a estabilidade da qualidade da têmpera.
(II) Temperatura de têmpera
A temperatura de têmpera também exerce uma influência importante no desempenho da corrente de rolos. Uma temperatura de têmpera mais alta pode promover o crescimento dos grãos de austenita no interior da corrente, mas também pode causar a diminuição da dureza e da tenacidade após a têmpera, aumentando o risco de trincas por têmpera. Por outro lado, se a temperatura de têmpera for muito baixa, pode não se obter dureza suficiente e estrutura martensítica adequada, afetando a melhoria do desempenho da corrente. Para diferentes especificações de aço e corrente, é necessário determinar a faixa de temperatura de têmpera apropriada, de acordo com as propriedades do material e os requisitos do processo. De modo geral, a temperatura de têmpera para correntes de aço carbono situa-se entre 800 °C e 900 °C, enquanto para correntes de aço liga é ligeiramente superior, geralmente entre 850 °C e 950 °C. Durante o processo de têmpera, a uniformidade e a precisão da temperatura de aquecimento devem ser rigorosamente controladas para evitar diferenças no desempenho da corrente devido a flutuações de temperatura.
(III) Circulação e agitação do meio de resfriamento
Durante o processo de têmpera, a circulação e a agitação do fluido refrigerante têm um efeito significativo na eficiência da troca de calor entre o líquido de têmpera polimérico e a corrente de rolos. Uma boa circulação e agitação permitem que o líquido de têmpera entre em contato total com a superfície da corrente de rolos, acelerando a transferência de calor e melhorando a uniformidade da velocidade de têmpera. Se o fluxo do fluido refrigerante não for suave, a temperatura do líquido de têmpera em uma área localizada aumenta muito rapidamente, o que causa velocidades de resfriamento inconsistentes em diferentes partes da corrente de rolos, resultando em tensão e deformação excessivas durante a têmpera. Portanto, ao projetar e utilizar o tanque de têmpera, um sistema de circulação e agitação adequado deve ser instalado para garantir um bom fluxo do líquido de têmpera e criar condições favoráveis ​​para a têmpera uniforme da corrente de rolos.
(IV) Estado da superfície da corrente de rolos
O estado da superfície da corrente de rolos também influencia o efeito de resfriamento e o desempenho final do líquido de têmpera polimérico. Por exemplo, a presença de impurezas como óleo, limalha de ferro, carepa, etc., na superfície da corrente de rolos, afeta a formação e a adesão da película polimérica, reduz o desempenho de resfriamento do líquido de têmpera e pode levar a uma têmpera com dureza irregular ou até mesmo ao surgimento de trincas. Portanto, antes da têmpera, a superfície da corrente de rolos deve ser rigorosamente limpa para garantir que esteja livre de defeitos como óleo e carepa, de modo a assegurar que o líquido de têmpera polimérico possa desempenhar plenamente sua função e melhorar a qualidade da têmpera da corrente de rolos.
(V) Uso de aditivos
Para melhorar ainda mais o desempenho do líquido de têmpera polimérico e o efeito de têmpera da corrente de rolos, alguns aditivos especiais são adicionados ao líquido. Por exemplo, a adição de inibidor de ferrugem pode prevenir a corrosão da corrente de rolos após a têmpera e prolongar sua vida útil; a adição de antiespumante pode reduzir a espuma gerada durante a têmpera e melhorar o desempenho e a segurança do líquido; a adição de surfactante pode melhorar a molhabilidade e a adesão do líquido de têmpera polimérico, aumentar seu contato com a superfície da corrente de rolos e melhorar a eficiência de resfriamento. Ao selecionar e usar aditivos, eles devem ser escolhidos criteriosamente de acordo com o processo de têmpera específico e os requisitos de desempenho da corrente de rolos, e a quantidade de aditivos deve ser rigorosamente controlada para evitar efeitos adversos no desempenho do líquido de têmpera.

5. Manutenção e gestão do líquido de têmpera do polímero
Para garantir a estabilidade e o desempenho a longo prazo do líquido de têmpera polimérico durante o tratamento térmico da corrente de rolos, é necessário realizar sua manutenção e gerenciamento de forma eficaz.
Monitoramento regular da concentração: Utilize instrumentos profissionais, como refratômetros, para monitorar regularmente a concentração do líquido de têmpera e ajuste-a conforme necessário, de acordo com os resultados dos testes. Geralmente, recomenda-se monitorar a concentração uma vez por semana. Caso a concentração esteja acima dos limites do processo, o líquido deve ser diluído ou uma nova solução estoque de polímero deve ser adicionada imediatamente.
Controle o teor de impurezas: Limpe regularmente as impurezas e o óleo flutuante no fundo do tanque de têmpera para evitar que o excesso de impurezas afete o desempenho de resfriamento e a vida útil do líquido de têmpera. Um sistema de filtragem pode ser instalado para circular e filtrar o líquido de têmpera, removendo impurezas sólidas como limalha de ferro e incrustações de óxido.
Prevenção do crescimento bacteriano: O líquido de têmpera de polímeros é propenso à proliferação de bactérias durante o uso, causando deterioração e redução do desempenho. Portanto, é necessário adicionar bactericidas regularmente e manter o líquido de têmpera limpo e bem ventilado para evitar o crescimento bacteriano. Geralmente, os bactericidas são adicionados a cada duas semanas, e é importante controlar a temperatura e o pH do líquido de têmpera para mantê-los dentro de uma faixa adequada.
Preste atenção ao sistema de refrigeração: Verifique e faça a manutenção regularmente do sistema de refrigeração do tanque de têmpera para garantir que a temperatura do líquido de têmpera possa ser controlada de forma eficaz. Falhas no sistema de refrigeração podem causar temperaturas muito altas ou muito baixas no líquido de têmpera, afetando seu desempenho de refrigeração e a qualidade da têmpera da corrente de rolos. Verifique regularmente se o tubo de refrigeração está obstruído, se a bomba de água de refrigeração está funcionando corretamente, etc., e realize os reparos e a manutenção necessários em tempo hábil.

6. Conclusão
O líquido de têmpera polimérico desempenha um papel vital no processo de tratamento térmico de correntes de rolos. Ele melhora significativamente as propriedades abrangentes das correntes, como dureza, resistência, resistência ao desgaste, resistência à fadiga e estabilidade dimensional, ajustando a taxa de resfriamento da têmpera e otimizando a estrutura interna. No entanto, para aproveitar ao máximo as vantagens do líquido de têmpera polimérico e obter o desempenho ideal da corrente de rolos, é necessário considerar diversos fatores, como a concentração do líquido de têmpera, a temperatura de têmpera, a circulação e agitação do meio de resfriamento, a condição da superfície da corrente e o uso de aditivos, além de manter e controlar rigorosamente o líquido de têmpera. Somente assim podemos garantir que as correntes de rolos operem de forma estável e confiável em diversos equipamentos mecânicos e atendam aos altos requisitos de desempenho da produção industrial moderna de componentes de transmissão.