Interval de temperatură adecvat pentru testarea durității lanțului cu role
În domeniul producției industriale și al transmisiei mecanice, lanțul cu role este o componentă cheie a transmisiei, iar performanța sa este direct legată de eficiența operațională și durata de viață a echipamentelor mecanice. Duritatea este un indicator important de performanță al lanțului cu role, care afectează rezistența la uzură, rezistența la oboseală și rezistența generală a lanțului cu role. Pentru a evalua cu precizie duritatea lanțului cu role și pentru a se asigura că acesta poate îndeplini cerințele de utilizare în diverse condiții de lucru, testul de duritate a devenit o verigă indispensabilă în producția de lanțuri cu role, inspecția calității și cercetarea științifică. Pentru a asigura acuratețea și fiabilitatea rezultatelor testelor de duritate, este foarte important să se clarifice intervalul de temperatură adecvat pentru testul de duritate al lanțului cu role. Pornind de la principiile de bază ale testului de duritate al lanțului cu role, această lucrare va explora în profunzime influența temperaturii asupra rezultatelor testelor de duritate și va combina standardele relevante și cercetările experimentale pentru a analiza și determina intervalul de temperatură adecvat pentru testul de duritate al lanțului cu role, cu scopul de a oferi o referință valoroasă pentru producătorii de lanțuri cu role, agențiile de inspecție a calității și practicienii conexi.
1. Principii de bază ale testului de duritate a lanțului cu role
Duritatea se referă la capacitatea unui material de a rezista la apăsarea obiectelor dure pe suprafața sa și este un indicator important pentru măsurarea durității unui material. Testul de duritate al lanțului cu role utilizează de obicei un duritatemetru Rockwell, care utilizează un indentator cu diamant sau un indentator cu carbură pentru a presa indentatorul în suprafața piesei testate a lanțului cu role sub sarcina specificată și determină valoarea durității acestuia prin măsurarea adâncimii de indentare. Duritateametrul Rockwell are avantajele funcționării simple, eficienței ridicate și indentației mici și este potrivit pentru testarea durității pieselor mici și mijlocii produse în loturi, cum ar fi lanțurile cu role.
Lanțul cu role este compus în principal dintr-o placă interioară a lanțului, o placă exterioară a lanțului, un știft, un manșon și o rolă, iar cerințele de duritate ale fiecărei componente sunt diferite. De exemplu, știftul și manșonul, ca piese cheie de transmisie ale lanțului cu role, trebuie să aibă o duritate mai mare pentru a le îmbunătăți rezistența la uzură și la oboseală. În general, duritatea suprafeței știftului și a manșonului trebuie să fie între HRC30 și HRC40, în timp ce duritatea plăcii interioare a lanțului și a plăcii exterioare a lanțului este relativ scăzută, de obicei între HRC20 și HRC30. Prin proiectarea și controlul rezonabile al durității, se poate asigura că lanțul cu role are o bună performanță de angrenare și o durată lungă de viață în timpul transmisiei.
2. Influența temperaturii asupra testului de duritate al lanțurilor cu role
Temperatura este un factor important care afectează duritatea materialelor. Atunci când temperatura se schimbă, microstructura și proprietățile fizice ale materialului lanțului cu role se modifică în mod corespunzător, ceea ce duce la modificarea durității acestuia. În timpul testului de duritate, influența temperaturii asupra rezultatelor testului de duritate a lanțului cu role se reflectă în principal în următoarele aspecte:
(I) Modificări ale microstructurii materialelor
Duritatea materialelor metalice depinde în mare măsură de microstructura lor. Luând ca exemplu materialul din oțel aliat utilizat în mod obișnuit în lanțurile cu role, structura metalografică a oțelului aliat se va schimba la temperaturi diferite. De exemplu, la temperaturi mai scăzute, feritele, perlitele și alte structuri din oțelul aliat sunt relativ stabile, iar duritatea materialului este determinată în principal de compoziția sa chimică și de structura metalografică. Cu toate acestea, odată cu creșterea temperaturii, rata de difuzie a atomilor de carbon și a elementelor de aliere din oțelul aliat se accelerează, ceea ce poate provoca creșterea granulelor și transformarea structurală în interiorul materialului. Aceste modificări ale microstructurii vor afecta direct duritatea materialului, provocând abateri ale rezultatelor testelor de duritate. În general, duritatea materialului va scădea odată cu creșterea temperaturii. Acest lucru se datorează faptului că creșterea temperaturii slăbește forța de legătură atomică din interiorul materialului, facilitând mișcarea dislocațiilor, rezultând o scădere a capacității materialului de a rezista la intruziunea obiectelor dure.
(II) Precizia aparatului de testare a durității
Fiind un instrument de măsurare de precizie, precizia aparatului de duritate va fi afectată de temperatura ambiantă. Indentatorul, arcul, mecanismul micrometrului și alte părți ale aparatului de duritate sunt fabricate din materiale metalice. Schimbările de temperatură vor provoca dilatarea sau contracția termică a acestor părți, modificând astfel geometria indentatorului, rigiditatea arcului și precizia mecanismului micrometrului. De exemplu, atunci când temperatura ambiantă crește, indentatorul aparatului de duritate se poate dilata ușor, rezultând o valoare mai mare a măsurării adâncimii de indentare, ceea ce face ca valoarea măsurată a durității să fie mai mică; invers, când temperatura ambiantă scade, indentatorul se contractă, valoarea măsurată a adâncimii de indentare este mai mică, iar valoarea măsurată a durității este mai mare. În plus, schimbările de temperatură pot afecta, de asemenea, stabilitatea indicației aparatului de duritate, rezultând o repetabilitate și reproductibilitate slabă a rezultatelor testelor. Prin urmare, atunci când se utilizează un aparat de duritate pentru a efectua teste de duritate a lanțului cu role în diferite condiții de temperatură, aparatul de duritate trebuie calibrat și ajustat pentru a asigura acuratețea rezultatelor măsurătorilor.
(III) Dilatarea termică a componentelor lanțului cu role
Schimbările de temperatură vor provoca dilatarea sau contracția termică a diferitelor componente ale lanțului cu role, afectând astfel poziția și valoarea măsurată în testul de duritate. Placa interioară de legătură, placa exterioară de legătură, știftul, manșonul și rola lanțului cu role au coeficienți de dilatare termică diferiți la temperaturi diferite. Când temperatura crește, dimensiunea acestor componente se va modifica, ceea ce poate determina abaterea poziției testului de duritate de la cerințele de proiectare. De exemplu, poziția în care ar trebui testată duritatea suprafeței știftului poate fi deplasată spre interiorul sau marginea știftului din cauza dilatării termice a știftului după creșterea temperaturii, afectând astfel precizia rezultatelor testului de duritate. În plus, dilatarea termică va provoca, de asemenea, redistribuirea stresului în interiorul componentelor lanțului cu role, afectând în continuare performanța acestuia în ceea ce privește duritatea.
3. Interval de temperatură adecvat pentru testul de duritate a lanțului cu role
Conform standardelor relevante și unui număr mare de studii experimentale, intervalul de temperatură adecvat pentru testarea durității lanțurilor cu role este în general între 10℃ și 35℃. Testarea durității în acest interval de temperatură poate minimiza impactul temperaturii asupra rezultatelor testelor și poate asigura acuratețea și fiabilitatea rezultatelor testelor de duritate.
(I) Cerințe de temperatură conform standardelor relevante
Standardul internațional: ISO 606:2015 „Lanțuri cu role de precizie cu pas scurt, pinioane și sisteme de acționare cu lanț pentru transmisie” stipulează că testul de duritate al lanțurilor cu role trebuie efectuat la temperatura camerei, care se referă de obicei la intervalul de temperatură ambiantă de 20 ℃ ± 5 ℃. Acest standard oferă o specificație unificată a temperaturii de testare a durității pentru producția internațională și inspecția calității lanțurilor cu role, ceea ce ajută la asigurarea consecvenței și comparabilității indicatorilor de duritate ai lanțurilor cu role produse de diferiți producători.
Standard național: Standardul național chinez GB/T 1243-2006 „Lanțuri cu role de precizie cu pas scurt și pinioane pentru transmisie” stipulează, de asemenea, în mod clar că testul de duritate al lanțurilor cu role trebuie efectuat la temperatura camerei, care este în general controlată între 10℃-35℃. Setarea acestui interval de temperatură ia în considerare pe deplin condițiile climatice și mediul de producție industrială din diferite regiuni ale țării mele și are o aplicabilitate și o operabilitate puternice.
(II) Rezultatele cercetărilor experimentale
Influența temperaturii asupra rezultatelor testelor de duritate: Printr-un număr mare de studii experimentale, s-a constatat că în intervalul de temperatură 10℃-35℃, valorile de duritate ale diferitelor componente ale lanțului cu role sunt relativ stabile, iar influența schimbărilor de temperatură asupra rezultatelor testelor de duritate este mică. De exemplu, un lot de știfturi de lanț cu role cu aceleași specificații au fost testate la 10℃, 15℃, 20℃, 25℃, 30℃ și respectiv 35℃. Rezultatele arată că în intervalul de temperatură 10℃-35℃, intervalul de fluctuație a valorii de duritate a știftului este în general în limita a ±2HRC. Acest interval de fluctuație se încadrează în intervalul de eroare acceptabil și nu va avea un impact semnificativ asupra evaluării calității și performanței lanțului cu role.
Impactul depășirii intervalului corespunzător de temperatură: Când temperatura este mai mică de 10℃, duritatea materialului lanțului cu role va crește semnificativ, ceea ce poate duce la un rezultat ridicat al testului de duritate și la o estimare greșită a gradului de duritate al lanțului cu role. În același timp, o temperatură prea scăzută poate face ca componentele lanțului cu role să devină fragile și dure, reducându-le tenacitatea și producând cu ușurință fisuri sau fracturi în timpul testului de duritate, afectând desfășurarea normală a testului. Când temperatura este mai mare de 35℃, duritatea materialului lanțului cu role va fi redusă semnificativ, iar rezultatele testului vor fi scăzute, ceea ce nu poate reflecta cu adevărat nivelul real de duritate al lanțului cu role. În plus, temperaturile mai ridicate pot accelera uzura și deformarea componentelor lanțului cu role și pot scurta durata lor de viață.
4. Aplicarea măsurilor de control al temperaturii în testul de duritate al lanțului cu role
Pentru a asigura acuratețea rezultatelor testului de duritate a lanțului cu role, trebuie luate măsuri eficiente de control al temperaturii în timpul procesului de testare propriu-zis:
(I) Controlul temperaturii ambientale
Laboratorul de testare a durității trebuie să fie dotat cu aer condiționat, echipamente de temperatură constantă etc., pentru a controla strict temperatura ambiantă în intervalul corespunzător de 10℃-35℃. Înainte de testare, echipamentul de control al temperaturii trebuie pornit în prealabil pentru a stabiliza temperatura laboratorului și a menține temperatura relativ constantă pentru a evita afectarea rezultatelor testelor din cauza fluctuațiilor de temperatură. În același timp, este necesar să se evite efectuarea testelor de duritate în lumina directă a soarelui, în apropierea surselor de căldură sau a gurilor de ventilație etc., pentru a reduce interferența factorilor externi de mediu asupra temperaturii laboratorului.
(II) Ajustarea temperaturii probei
Înainte de a introduce proba de lanț cu role în aparatul de testare a durității, aceasta trebuie plasată în mediul de laborator pentru o perioadă de timp pentru a-i echilibra temperatura cu temperatura mediului din laborator. În general, se recomandă plasarea probei mai mult de 2-3 ore pentru a asigura o temperatură uniformă a probei. Pentru unele probe de lanț cu role prelevate din medii cu temperaturi ridicate sau scăzute, trebuie acordată o atenție deosebită reglării temperaturii pentru a evita condensul sau stresul termic cauzat de diferența mare dintre temperatura probei și temperatura ambiantă, care va afecta rezultatele testului de duritate.
(III) Calibrarea temperaturii aparatului de testare a durității
Duritatea aparatului trebuie calibrată periodic în timpul utilizării pentru a asigura precizia măsurătorii în diferite condiții de temperatură. Duritatea aparatului poate fi calibrată cu un bloc standard de duritate. Valoarea durității blocului standard a fost calibrată de o organizație autorizată și are o valoare a durității cunoscută la diferite temperaturi. La calibrarea durității aparatului, blocul standard de duritate și duritatea aparatului trebuie plasate împreună la aceeași temperatură ambiantă ca și testul de duritate al lanțului cu role. După echilibrarea temperaturii, trebuie efectuată operațiunea de calibrare, iar mecanismul de micro-măsurare și indicația aparatului trebuie ajustate pentru ca rezultatul măsurătorii să fie în concordanță cu valoarea durității blocului standard de duritate. Prin calibrarea regulată a temperaturii, influența schimbărilor de temperatură asupra preciziei măsurătorii aparatului de duritate poate fi eliminată eficient, iar fiabilitatea rezultatelor testului de duritate al lanțului cu role poate fi asigurată.
5. Analiza cazului
Când un producător de lanțuri cu role producea un lot de lanțuri cu role de înaltă rezistență, acesta supunea unui tratament termic strict și prelucrarea diferitelor componente ale lanțului cu role în conformitate cu cerințele procesului de producție. În cadrul verificării calității durității, înainte de a părăsi fabrica, pinii lanțului cu role au fost testați în conformitate cu standardele de control al calității ale companiei. Cu toate acestea, în timpul testului, s-a constatat că valorile durității unor pini erau mai mici decât limita inferioară a cerințelor de proiectare, ceea ce a atras atenția companiei.
După o investigație detaliată, s-a constatat că în ziua testului de duritate, din cauza unei defecțiuni a echipamentului de aer condiționat din laborator, temperatura ambiantă a atins 38°C, depășind intervalul de temperatură adecvat pentru testul de duritate al lanțului cu role. Compania a luat imediat măsuri pentru a muta testul de duritate într-un alt laborator cu o temperatură ambiantă care îndeplinea cerințele (22°C) pentru retestare. Rezultatele retestării au arătat că valorile de duritate ale știfturilor s-au încadrat în cerințele de proiectare și au îndeplinit standardele de calitate. Acest lucru arată că mediul cu temperatură ridicată a cauzat abaterea rezultatelor testului de duritate, determinând subestimarea valorii durității știfturilor. Acest caz demonstrează importanța controlului temperaturii în testul de duritate al lanțurilor cu role. Numai prin efectuarea testelor de duritate într-un interval de temperatură adecvat se poate asigura autenticitatea și fiabilitatea rezultatelor testelor, se pot evita erorile de evaluare a calității cauzate de factorii de temperatură și se poate garanta calitatea și performanța produselor cu lanțuri cu role.
6. Concluzie
Intervalul de temperatură adecvat pentru testele de duritate a lanțurilor cu role este unul dintre factorii importanți pentru a asigura acuratețea și fiabilitatea rezultatelor testelor. Influența temperaturii asupra testelor de duritate a lanțurilor cu role se reflectă în principal în modificările microstructurii materialului, precizia aparatului de testare a durității și dilatarea termică a componentelor lanțului cu role. Conform prevederilor standardelor relevante și verificării cercetărilor experimentale, 10℃-35℃ este considerat a fi intervalul de temperatură adecvat pentru testele de duritate a lanțurilor cu role. Efectuarea testelor de duritate în acest interval de temperatură poate minimiza impactul temperaturii asupra rezultatelor testelor și poate oferi o bază fiabilă pentru inspecția calității și evaluarea performanței lanțurilor cu role.
În procesul propriu-zis de testare a durității lanțurilor cu role, întreprinderile și agențiile de inspecție a calității ar trebui să respecte cu strictețe cerințele standardului și să ia măsuri eficiente de control al temperaturii, inclusiv controlul temperaturii ambiante, ajustarea temperaturii probei și calibrarea temperaturii aparatului de testare a durității, pentru a asigura acuratețea și fiabilitatea rezultatelor testelor de duritate. În același timp, înțelegerea aprofundată a mecanismului de influență a temperaturii asupra testării durității lanțurilor cu role va ajuta la optimizarea în continuare a metodelor și proceselor de testare a durității, la îmbunătățirea nivelului de control al calității produselor cu lanțuri cu role și la promovarea dezvoltării sănătoase a industriei lanțurilor cu role.
Pe scurt, intervalul de temperatură adecvat pentru testarea durității lanțurilor cu role este o problemă care trebuie apreciată cu atenție. Numai prin efectuarea testelor de duritate în condiții de temperatură adecvate se poate reflecta cu adevărat performanța de duritate a lanțului cu role și se poate asigura aplicarea sa fiabilă în diverse condiții de lucru. În viitor, odată cu dezvoltarea continuă a științei materialelor și a tehnologiei de testare, avem motive să credem că cercetarea privind temperatura de testare a durității lanțurilor cu role va fi mai aprofundată și mai precisă, oferind un suport tehnic mai puternic pentru inspecția calității și îmbunătățirea performanței lanțurilor cu role.
Data publicării: 28 aprilie 2025