Explicație detaliată a procesului de tratare termică a lanțului cu role: tehnologie cheie pentru îmbunătățirea performanței
Introducere
Fiind o componentă mecanică utilizată pe scară largă în sistemele industriale de transmisie și transport, performanța și durata de viață alanț cu rolesunt cruciale pentru funcționarea stabilă a echipamentelor. Procesul de tratament termic este o verigă cheie pentru îmbunătățirea performanței lanțurilor cu role. Prin modificarea microstructurii materialului, rezistența, duritatea, rezistența la uzură și durata de viață la oboseală a lanțurilor cu role pot fi îmbunătățite semnificativ.
1. Concepte de bază ale tratamentului termic al lanțurilor cu role
Tratamentul termic este o metodă de procesare care modifică structura internă a materialelor metalice prin încălzire, izolare și răcire pentru a obține performanța necesară. În cazul lanțurilor cu role, tratamentul termic nu numai că poate îmbunătăți proprietățile lor mecanice, dar și rezistența la uzură și durata de viață la oboseală, astfel încât acestea să se poată adapta la diverse condiții complexe de lucru.
2. Procedee de tratament termic utilizate în mod obișnuit pentru lanțurile cu role
(I) Călire și revenire
Procesul de stingere
Încălzire: Încălziți lanțul cu role la o temperatură adecvată, de obicei peste Ac3 sau Ac1. Alegerea temperaturii de încălzire depinde de compoziția materialului lanțului cu role și de indicatorii de performanță necesari.
Izolație: După atingerea temperaturii de răcire, mențineți un anumit timp de izolație pentru a uniformiza temperatura internă a lanțului cu role.
Călire: Lanțul cu role este scufundat rapid într-un mediu de călire, cum ar fi apa, uleiul sau apa sărată. Alegerea mediului de călire afectează viteza de răcire și distribuția durității după călire. Apa are cea mai rapidă viteză de răcire, dar poate provoca o tensiune internă mai mare; uleiul are o viteză de răcire mai lentă și o tensiune internă mai mică după călire.
Funcție: Scopul principal al călirii este de a îmbunătăți duritatea și rezistența lanțului cu role. Prin răcire rapidă, se formează țesut întărit pe suprafața și în interiorul lanțului cu role, îmbunătățind astfel rezistența la uzură și la impact.
Procesul de revenire
Încălzire: Lanțul cu role călit este încălzit la o temperatură sub Ac1. Alegerea temperaturii de revenire depinde de echilibrul necesar între duritate și tenacitate. În general, cu cât temperatura de revenire este mai mare, cu atât duritatea este mai mică și tenacitatea este mai bună.
Conservarea căldurii: Mențineți la temperatura de revenire pentru o anumită perioadă de timp pentru a stabiliza organizarea internă a lanțului cu role.
Răcire: Se răcește lent la temperatura camerei după temperare.
Funcție: Scopul principal al revenirii este de a reduce tensiunea internă generată în timpul călirii și de a regla duritatea și tenacitatea lanțului cu role. Prin tratamentul de revenire, lanțul cu role poate obține performanțe complete mai bune și poate reduce riscul de fisurare și rupere în timpul utilizării.
(II) Tratament de întărire a suprafeței
Călirea suprafeței
Stingerea suprafeței prin încălzire prin inducție: Folosind principiul inducției electromagnetice, curentul de înaltă frecvență este trecut prin bobina de inducție pentru a genera un câmp magnetic alternativ, astfel încât suprafața lanțului cu role generează curenți turbionari și se încălzește rapid. Avantajele încălzirii prin inducție sunt viteza mare de încălzire, controlul precis al temperaturii și stingerea rapidă a suprafețelor locale.
Stingerea suprafeței de încălzire cu flacără: Folosiți un pistol de pulverizare cu flacără pentru a încălzi suprafața lanțului cu role și apoi a o răci rapid. Avantajele încălzirii cu flacără sunt echipamentul simplu și funcționarea flexibilă, fiind potrivită pentru călirea suprafeței lanțurilor cu role mari sau a zonelor locale.
Funcție: Călirea superficială poate îmbunătăți semnificativ duritatea și rezistența la uzură a suprafeței lanțului cu role. Atunci când este supus unor sarcini alternative și sarcini de impact, lanțul cu role, după călirea superficială, poate rezista mai bine la uzură și la deteriorarea prin oboseală.
Carburare și nitrurare
Procesul de carburare: Lanțul cu role este plasat într-un mediu care conține elemente de carbon, iar atomii de carbon sunt infiltrați în suprafața lanțului cu role la temperatură ridicată pentru a forma un strat întărit cu conținut ridicat de carbon. Lanțul cu role, după carburare, trebuie de obicei călit și revenit pentru a-i îmbunătăți duritatea suprafeței și rezistența la uzură.
Procesul de nitrurare: Se plasează lanțul cu role într-un mediu care conține azot și se permite atomilor de azot să pătrundă în suprafața lanțului cu role la o anumită temperatură pentru a forma un strat întărit cu nitrură. Lanțul cu role, după nitrurare, are o duritate superficială ridicată, o rezistență bună la uzură și o rezistență bună la coroziune.
Funcție: Procesele de carburare și nitrurare pot îmbunătăți semnificativ duritatea suprafeței și rezistența la uzură a lanțului cu role. Comparativ cu călirea suprafeței, stratul întărit format prin carburare și nitrurare este mai adânc și poate rezista mai bine la uzură și la deteriorări prin oboseală.
(III) Tratament termic general
Recoacere
Proces: Încălziți lanțul cu role la 30-50 de grade peste Ac3, mențineți-l cald pentru o anumită perioadă de timp, apoi răciți-l lent sub 500 de grade în cuptor și răciți-l la aer.
Funcție: Scopul principal al recoacerii este de a reduce duritatea lanțului cu role și de a îmbunătăți plasticitatea și performanța de tăiere a acestuia. Prin recoacere, lanțul cu role este mai ușor de format și prelucrat în prelucrările ulterioare.
Normalizare
Proces: Încălziți lanțul cu role la o temperatură mai mare decât Ac3 sau Acm, mențineți-l cald, scoateți-l din cuptor și răciți-l la aer.
Funcție: Normalizarea poate rafina granulele, uniformiza structura și îmbunătăți performanța generală a lanțului cu role. Comparativ cu recoacerea, lanțul cu role după normalizare are o duritate și o rezistență mai mari.
Tratament de călire și revenire
Proces: Tratamentul de călire și revenire este o combinație de călire și revenire la temperatură înaltă. Mai întâi, lanțul cu role se încălzește la o temperatură peste Ac3, se răcește după menținerea la căldură și apoi se revine la o temperatură de 500-650 ℃.
Funcție: Tratamentul de călire și revenire poate obține performanțe complete de rezistență ridicată și tenacitate bună. Lanțul cu role, după călire și revenire, are o stabilitate și o fiabilitate mai bune atunci când este supus unor sarcini mari și sarcini de impact.
(IV) Procedeu special de tratament termic
Carbonitrurare
Proces: Încălziți lanțul cu role și sursa de carbon și azot împreună la temperatura de co-difuzie și mențineți-o o anumită perioadă de timp. În timpul procesului de co-difuzie, atomii de carbon și azot pătrund simultan în suprafața lanțului cu role pentru a forma un strat întărit cu carbonitridă.
Funcție: Carbonitrurarea poate îmbunătăți semnificativ duritatea suprafeței și rezistența la uzură a lanțului cu role. Comparativ cu carburarea și nitrurarea, stratul întărit format prin carbonitrurare are o performanță completă mai bună și poate rezista mai bine la uzură și la deteriorări cauzate de oboseală.
Boriding
Procedeu: Se plasează lanțul cu role într-un mediu care conține elemente de bor și se permite atomilor de bor să pătrundă în suprafața lanțului cu role la o anumită temperatură.
Funcție: Duritatea suprafeței lanțului cu role după borurare este extrem de mare, iar rezistența la uzură este excelentă. Este potrivit pentru lanțurile cu role utilizate în condiții dure de lucru, cum ar fi temperaturi ridicate și sarcini mari.
3. Influența procesului de tratament termic asupra performanței lanțurilor cu role
Duritate și rezistență la uzură
Duritatea suprafeței lanțului cu role poate fi îmbunătățită semnificativ prin călire, călire superficială, carburare, nitrurare și alte procese. Suprafața cu duritate ridicată poate rezista mai bine la uzură și poate prelungi durata de viață a lanțului cu role.
Forță și rezistență
Călirea și revenirea, tratamentul de călire și revenire și alte procese pot îmbunătăți rezistența și tenacitatea lanțului cu role. Atunci când sunt supuse unor sarcini mari și sarcini de impact, lanțurile cu role tratate termic își pot menține mai bine stabilitatea și fiabilitatea.
Durata de viață la oboseală
Tratamentul termic poate îmbunătăți microstructura lanțului cu role, poate reduce defectele interne și, prin urmare, poate crește durata de viață a acestuia la oboseală. Lanțurile cu role tratate termic sunt mai capabile să reziste la deteriorarea prin oboseală atunci când sunt supuse în mod repetat la sarcini alternante.
Rezistență la coroziune
Procese precum nitrurarea și boronizarea pot îmbunătăți rezistența la coroziune a lanțurilor cu role. Lanțurile cu role utilizate în medii umede sau corozive pot rezista mai bine la coroziune după aceste procese de tratament termic.
4. Selectarea și optimizarea proceselor de tratament termic
Selectați procesele de tratament termic în funcție de materialul lanțului cu role
Lanțurile cu role din diferite materiale au o adaptabilitate diferită la procesele de tratament termic. De exemplu, lanțurile cu role din oțel carbon utilizează de obicei procese precum călirea și revenirea, carburarea etc.; în timp ce lanțurile cu role din oțel inoxidabil sunt mai potrivite pentru procese precum nitrurarea și carbonitrurarea.
Selectați procesele de tratament termic în funcție de cerințele de utilizare ale lanțurilor cu role
Dacă lanțul cu role este utilizat în principal pentru a rezista la sarcini mari și sarcini la impact, trebuie selectat un proces de tratament termic care poate îmbunătăți rezistența și tenacitatea; dacă lanțul cu role este utilizat în principal pentru rezistența la uzură, trebuie selectat un proces de tratament termic care poate îmbunătăți duritatea suprafeței și rezistența la uzură.
Optimizarea parametrilor procesului de tratament termic
Selectarea parametrilor procesului de tratament termic are o influență semnificativă asupra performanței lanțurilor cu role. De exemplu, o selecție nerezonabilă a unor parametri precum temperatura de răcire, timpul de menținere, viteza de răcire etc. poate duce la o duritate insuficientă sau la o solicitare internă excesivă a lanțului cu role. Prin urmare, este necesar să se optimizeze parametrii procesului de tratament termic prin experimente și experiență, în funcție de materialul și cerințele de utilizare ale lanțului cu role.
5. Testarea și controlul calității procesului de tratament termic
Test de duritate
Duritatea este un indicator important pentru măsurarea calității tratamentului termic al lanțului cu role. Prin testul de duritate, se poate evalua dacă distribuția durității pe suprafața și interiorul lanțului cu role îndeplinește cerințele. Metodele comune de testare a durității includ testul de duritate Rockwell, testul de duritate superficială etc.
Test metalografic
Testul metalografic poate observa microstructura lanțului cu role și poate evalua dacă procesul de tratament termic a obținut efectul scontat. De exemplu, prin testul metalografic, se poate observa structura martensitei după călire și distribuția carburilor după carburare.
Testul proprietăților mecanice
Testarea proprietăților mecanice include teste de tracțiune, teste de impact, teste de oboseală etc. Prin intermediul acestor teste, rezistența, tenacitatea, durata de viață la oboseală și alți indicatori de performanță ai lanțului cu role pot fi evaluați în mod cuprinzător pentru a se asigura că acesta poate îndeplini cerințele de utilizare.
Sistem de control al calității
Stabilirea unui sistem solid de control al calității este esențială pentru asigurarea calității tratamentului termic al lanțurilor cu role. De la achiziționarea materiilor prime, executarea procesului de tratament termic până la inspecția produselor finite, fiecare verigă trebuie să fie strict controlată. Sistemul de control al calității poate asigura că lanțul cu role este stabil și fiabil pentru a îndeplini cerințele cumpărătorilor angro internaționali.
6. Analiza cazului
(I) Cazul tratamentului termic al lanțului cu role într-o anumită fabrică de automobile
Fundal
Lanțul cu role utilizat într-o anumită fabrică de automobile trebuie să reziste la sarcini mari și sarcini la impact și trebuie să aibă o bună rezistență la uzură și o bună durată de viață la oboseală.
Selectarea procesului de tratament termic
Se adoptă procesul de călire și revenire, cu o temperatură de călire de 850℃ și un timp de menținere de 30 de minute, urmat de revenire la temperatură înaltă la 550℃ și un timp de menținere de 2 ore.
Rezultatele testelor
După călire și revenire, duritatea superficială a lanțului cu role atinge HRC45-50, iar duritatea miezului este HRC30-35. Examinarea metalografică arată că structura martensitei după călire este uniformă, iar structura sorbitului după revenire este bună. Testele proprietăților mecanice arată că rezistența la tracțiune a lanțului cu role este de 1200 MPa, limita de curgere este de 1000 MPa, tenacitatea la impact este de 50 J/cm², iar durata de viață la oboseală este semnificativ îmbunătățită.
Efectul aplicației
După ce fabrica de automobile folosește lanțul cu role după călire și revenire, funcționarea echipamentului este mai stabilă, durata de viață a lanțului cu role este prelungită cu 50%, iar costul de întreținere este redus considerabil.
(II) Cazul tratamentului termic al lanțului cu role al unui echipament minier
Fundal
Lanțul cu role utilizat într-un echipament minier trebuie să funcționeze în condiții dure de lucru și necesită o rezistență ridicată la uzură și coroziune.
Selectarea procesului de tratament termic
Se adoptă procesul de carbonitrurare, temperatura de co-difuzie este de 850 ℃, timpul de menținere este de 4 ore, apoi se efectuează călirea și revenirea la temperatură joasă.
Rezultatele testelor
După tratamentul de carbonitrurare, duritatea superficială a lanțului cu role atinge HV1000-1200, iar rezistența la uzură este îmbunătățită semnificativ. Examinarea metalografică arată că stratul de întărire a carbonitrurii este distribuit uniform, cu o grosime de 0,5-0,8 mm. Testul de rezistență la coroziune arată că rezistența la coroziune a lanțului cu role într-un mediu umed este îmbunătățită de 3 ori.
Efectul aplicației
După ce echipamentul minier utilizează lanțul cu role tratat cu carbonitrurare, rata de uzură a lanțului cu role este redusă considerabil, durata de viață este prelungită de 2 ori, iar eficiența de funcționare a echipamentului este îmbunătățită semnificativ.
7. Tendința de dezvoltare viitoare
Tehnologie inteligentă de tratament termic
Odată cu dezvoltarea inteligenței artificiale și a tehnologiei de automatizare, tehnologia inteligentă de tratament termic va deveni o tendință de dezvoltare viitoare. Prin intermediul sistemului inteligent de control, parametrii procesului de tratament termic pot fi monitorizați și ajustați în timp real pentru a obține un control precis și a îmbunătăți calitatea și eficiența tratamentului termic.
Tehnologie de tratament termic ecologică și ecologică
Creșterea gradului de conștientizare a mediului va promova dezvoltarea unor tehnologii de tratament termic ecologice și prietenoase cu mediul. De exemplu, utilizarea unor medii de răcire fără poluare și a unor echipamente de încălzire economice poate reduce consumul de energie și poluarea mediului în timpul tratamentului termic.
Materiale de tratament termic de înaltă performanță
Cercetarea și dezvoltarea materialelor de tratament termic de înaltă performanță sunt esențiale pentru îmbunătățirea performanței lanțurilor cu role. De exemplu, dezvoltarea de noi agenți de carburare, agenți de nitrurare etc. poate îmbunătăți și mai mult duritatea suprafeței și rezistența la uzură a lanțurilor cu role.
Inovarea și optimizarea proceselor de tratament termic
Combinat cu știința avansată a materialelor și teoria mecanicii, procesul de tratament termic este optimizat și inovat continuu. De exemplu, un proces de tratament termic compozit este utilizat pentru a combina mai multe procese de tratament termic pentru a valorifica pe deplin avantajele lor respective și a îmbunătăți în continuare performanța lanțurilor cu role.
8. Concluzie
Procesul de tratament termic este o tehnologie cheie pentru îmbunătățirea performanței lanțurilor cu role. Prin călire și revenire, tratament de întărire a suprafeței, tratament termic general și alte procese, duritatea, rezistența, rezistența la uzură și durata de viață la oboseală a lanțurilor cu role pot fi îmbunătățite semnificativ. Selectarea unui proces de tratament termic adecvat și optimizarea parametrilor procesului sunt verigi importante pentru asigurarea calității lanțurilor cu role. În același timp, stabilirea unui sistem solid de control al calității și adoptarea unor metode avansate de testare reprezintă garanția asigurării calității tratamentului termic al lanțurilor cu role. În viitor, odată cu dezvoltarea unor materiale inteligente, ecologice și de înaltă performanță, tehnologia de tratament termic al lanțurilor cu role va continua să inoveze și să optimizeze, oferind componente mecanice mai fiabile pentru sistemele industriale de transmisie și transport.
Data publicării: 16 iulie 2025