Vplyv polymérnej kaliacej kvapaliny na výkon valčekovej reťaze

Vplyv polymérnej kaliacej kvapaliny na výkon valčekovej reťaze
V priemyselnej oblasti,valčeková reťazJe dôležitým komponentom prevodovky a jeho výkon priamo súvisí s prevádzkovou účinnosťou a stabilitou mechanických zariadení. Ako kľúčový článok na zlepšenie výkonu valčekovej reťaze zohráva výber a použitie kaliacej kvapaliny v procese tepelného spracovania dôležitú úlohu. Ako bežné kaliace médium sa polymérna kaliaca kvapalina postupne široko používa pri tepelnom spracovaní valčekových reťazí. Tento článok sa podrobne zaoberá tým, ako polymérna kaliaca kvapalina ovplyvňuje výkon valčekovej reťaze.

1. Materiály a základné výkonnostné požiadavky na valčekovú reťaz
Valčekové reťaze sa zvyčajne vyrábajú z uhlíkovej ocele, legovanej ocele a iných materiálov. Po spracovaní a tvarovaní je potrebné tieto materiály tepelne spracovať, aby sa zlepšila ich tvrdosť, odolnosť proti opotrebovaniu, odolnosť proti únave a ďalšie vlastnosti, ktoré spĺňajú požiadavky na použitie v rôznych pracovných podmienkach. Napríklad vo vysokorýchlostných a ťažkých prevodových systémoch musia mať valčekové reťaze vyššiu tvrdosť a pevnosť, aby odolali obrovským silám v napätí a nárazoch; v niektorých zariadeniach, ktoré sa často spúšťajú a zastavujú, môže dobrá odolnosť proti únave zabezpečiť životnosť valčekových reťazí.

2. Prehľad kvapaliny na kalenie polymérov
Polymérna kaliaca kvapalina je vyrobená zo špecifického polyéterového neiónového vysokomolekulárneho polyméru (PAG) plus kompozitnej prísady, ktorá môže dosiahnuť ďalšie pomocné vlastnosti, a vhodného množstva vody. V porovnaní s tradičným kaliacim olejom a vodou má polymérna kaliaca kvapalina mnoho výhod, ako je nastaviteľná rýchlosť chladenia, ochrana životného prostredia a nízke prevádzkové náklady. Jej chladiace vlastnosti sú medzi vodou a olejom a dokáže účinne regulovať rýchlosť chladenia počas procesu kalenia obrobku, čím sa znižuje jeho deformácia a tendencia k praskaniu.

3. Vplyv polymérnej kaliacej kvapaliny na výkon valčekovej reťaze
(I) Tvrdosť a pevnosť
Keď sa valčeková reťaz kalí v polymérovej kaliacej kvapaline, polymér v kaliacej kvapaline sa pri vysokej teplote rozpúšťa a na povrchu valčekovej reťaze vytvára povlak bohatý na vodu. Tento povlak môže upraviť rýchlosť chladenia valčekovej reťaze tak, aby jej rýchlosť chladenia v rozsahu martenzitickej transformácie bola mierna, čím sa dosiahne rovnomerná a ideálna martenzitická štruktúra. V porovnaní s kalením vo vode môže polymérová kaliaca kvapalina znížiť rýchlosť chladenia pri kalení, znížiť kaliace napätie a zabrániť kaleniu praskaním spôsobeným nadmernou rýchlosťou chladenia valčekovej reťaze; v porovnaní s kalením v oleji je jej rýchlosť chladenia relatívne rýchla a môže dosiahnuť vyššiu tvrdosť a pevnosť. Napríklad tvrdosť valčekovej reťaze kalená vhodnou koncentráciou polymérovej kaliacej kvapaliny môže dosiahnuť rozsah HRC30-HRC40. V porovnaní s valčekovou reťazou, ktorá nebola kalená alebo používala iné kaliace médiá, sa tvrdosť a pevnosť výrazne zlepšujú, čím sa zlepšuje nosnosť a odolnosť valčekovej reťaze proti opotrebovaniu.
(II) Odolnosť proti opotrebovaniu
Dobrá odolnosť proti opotrebovaniu je dôležitou zárukou normálnej prevádzky valčekovej reťaze. Polymérny film vytvorený polymérnou kaliacou kvapalinou na povrchu valčekovej reťaze dokáže nielen upraviť rýchlosť chladenia, ale tiež do určitej miery znížiť oxidáciu a oduhličenie valčekovej reťaze počas procesu kalenia a udržať kovovú aktivitu a integritu povrchu valčekovej reťaze. V následnom procese používania je tvrdosť povrchu valčekovej reťaze kalená polymérnou kaliacou kvapalinou vyššia, čo môže účinne odolávať treniu a opotrebovaniu medzi valčekom a doskou reťaze, čapom hriadeľa a ďalšími komponentmi a predĺžiť životnosť valčekovej reťaze. Zároveň rovnomerné rozloženie mikroštruktúry kalenia pomáha zlepšiť celkovú odolnosť valčekovej reťaze proti opotrebovaniu, takže si aj počas dlhodobej prevádzky zachováva dobrú presnosť a účinnosť prenosu.
(III) Odolnosť voči únave
V reálnych prevádzkových podmienkach sú valčekové reťaze často vystavené opakovanému ohybovému a ťahovému namáhaniu, čo vyžaduje, aby valčekové reťaze mali vynikajúcu odolnosť proti únave. Polymérna kaliaca kvapalina môže znížiť zvyškové napätie vo vnútri valčekovej reťaze riadením rozloženia napätia počas procesu kalenia a chladenia, čím sa zlepší únavová pevnosť valčekovej reťaze. Existencia zvyškového napätia ovplyvní vznik únavových trhlín a správanie sa valčekovej reťaze pri cyklickom zaťažení a rozumné použitie polymérnej kaliacej kvapaliny môže optimalizovať stav zvyškového napätia valčekovej reťaze tak, aby vydržala viac cyklov bez poškodenia únavou pri striedavom namáhaní. Experimentálne štúdie ukázali, že životnosť valčekových reťazí ošetrených polymérnou kaliacou kvapalinou v testoch únavy sa môže niekoľkonásobne alebo dokonca desiatkykrát predĺžiť v porovnaní s neošetrenými valčekovými reťazami, čo má veľký význam pre zlepšenie spoľahlivosti mechanických zariadení a zníženie nákladov na údržbu.
(IV) Rozmerová stabilita
Počas procesu kalenia bude rozmerová presnosť valčekovej reťaze ovplyvnená mnohými faktormi, ako je rýchlosť chladenia a kaliace napätie. Keďže rýchlosť chladenia polymérovej kaliacej kvapaliny je relatívne rovnomerná a nastaviteľná, môže účinne znížiť tepelné napätie a štrukturálne napätie valčekovej reťaze počas kalenia, čím sa zlepší rozmerová stabilita valčekovej reťaze. V porovnaní s kalením vo vode môže polymérová kaliaca kvapalina znížiť kaliacu deformáciu valčekovej reťaze a znížiť následné mechanické korekčné práce pri spracovaní; v porovnaní s kalením v oleji je jej rýchlosť chladenia rýchlejšia, čo môže zlepšiť tvrdosť a pevnosť valčekovej reťaze za predpokladu zabezpečenia rozmerovej stability. To umožňuje, aby valčeková reťaz po kalení polymérovou kaliacou kvapalinou lepšie spĺňala požiadavky na konštrukčnú veľkosť, zlepšila sa presnosť montáže a presnosť prenosu a zabezpečila sa normálna prevádzka mechanických zariadení.

4. Faktory ovplyvňujúce výkon polymérnej kaliacej kvapaliny na valčekovej reťazi
(I) Koncentrácia kaliacej kvapaliny
Koncentrácia polymérnej kaliacej kvapaliny je jedným z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich jej chladiaci výkon a kaliaci účinok valčekových reťazí. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je koncentrácia kaliacej kvapaliny, tým viac polyméru obsahuje, tým hrubší je vytvorený povlak a tým pomalšia je rýchlosť chladenia. Valčekové reťaze z rôznych materiálov a špecifikácií si musia zvoliť vhodnú koncentráciu kaliacej kvapaliny, aby sa dosiahol najlepší kaliaci výkon. Napríklad pre niektoré malé, ľahko zaťažené valčekové reťaze sa môže použiť nižšia koncentrácia polymérnej kaliacej kvapaliny, napríklad 3 % – 8 %; zatiaľ čo pre veľké, ťažko zaťažené valčekové reťaze sa musí koncentrácia kaliacej kvapaliny primerane zvýšiť na 10 % – 20 % alebo aj viac, aby sa splnili požiadavky na tvrdosť a pevnosť. V skutočnej výrobe sa musí koncentrácia kaliacej kvapaliny prísne kontrolovať a musia sa vykonávať pravidelné kontroly a úpravy, aby sa zabezpečila stabilita kvality kalenia.
(II) Teplota kalenia
Teplota kalenia má tiež dôležitý vplyv na výkon valčekovej reťaze. Vyššia teplota kalenia môže spôsobiť rast austenitových zŕn vo vnútri valčekovej reťaze, ale je tiež ľahké spôsobiť zníženie tvrdosti a húževnatosti po kalení, čo zvyšuje riziko prasklín pri kalení; ak je teplota kalenia príliš nízka, nemusí sa dosiahnuť dostatočná tvrdosť a martenzitická štruktúra, čo ovplyvňuje zlepšenie výkonu valčekovej reťaze. Pre rôzne špecifikácie ocele a valčekovej reťaze je potrebné určiť vhodný rozsah teploty kalenia podľa ich materiálových vlastností a požiadaviek procesu. Vo všeobecnosti je teplota kalenia valčekovej reťaze z uhlíkovej ocele medzi 800 ℃ a 900 ℃, zatiaľ čo teplota kalenia valčekovej reťaze z legovanej ocele je o niečo vyššia, zvyčajne medzi 850 ℃ a 950 ℃. Počas kalenia by sa mala prísne kontrolovať rovnomernosť a presnosť teploty ohrevu, aby sa predišlo rozdielom vo výkone valčekovej reťaze v dôsledku teplotných výkyvov.
(III) Cirkulácia a miešanie chladiaceho média
Počas procesu kalenia má cirkulácia a miešanie chladiaceho média významný vplyv na účinnosť výmeny tepla medzi polymérnou kaliacou kvapalinou a valčekovou reťazou. Dobrá cirkulácia a miešanie môžu zabezpečiť úplný kontakt kaliacej kvapaliny s povrchom valčekovej reťaze, urýchliť prenos tepla a zlepšiť rovnomernosť rýchlosti kalenia. Ak tok chladiaceho média nie je plynulý, teplota kaliacej kvapaliny v lokálnej oblasti stúpa príliš rýchlo, čo spôsobí nekonzistentné rýchlosti chladenia v rôznych častiach valčekovej reťaze a nadmerné kalenie a deformácie. Preto by mal byť pri navrhovaní a používaní kaliacej nádrže vybavený vhodným cirkulačným miešacím systémom, ktorý zabezpečí dobrý stav prúdenia kaliacej kvapaliny a vytvorí priaznivé podmienky pre rovnomerné kalenie valčekovej reťaze.
(IV) Povrchový stav valčekovej reťaze
Stav povrchu valčekovej reťaze bude mať tiež určitý vplyv na chladiaci účinok a konečný výkon polymérovej kaliacej kvapaliny. Napríklad, ak sa na povrchu valčekovej reťaze nachádzajú nečistoty, ako je olej, železné piliny, vodný kameň atď., ovplyvní to tvorbu a priľnavosť polymérneho filmu, zníži chladiaci výkon kaliacej kvapaliny a povedie k nerovnomernej tvrdosti pri kalení alebo k prasklinám pri kalení. Preto musí byť povrch valčekovej reťaze pred kalením dôkladne vyčistený, aby sa zabezpečilo, že je čistý a bez defektov, ako je olej a vodný kameň, aby polymérová kaliaca kvapalina mohla plne plniť svoju úlohu a zlepšiť kvalitu kalenia valčekovej reťaze.
(V) Používanie prísad
Aby sa ďalej zlepšil výkon polymérnej kaliacej kvapaliny a zlepšil sa kaliaci účinok valčekovej reťaze, do kaliacej kvapaliny sa niekedy pridávajú špeciálne prísady. Napríklad pridanie inhibítora hrdze môže zabrániť hrdzaveniu valčekovej reťaze po kalení a predĺžiť jej životnosť; pridanie odpeňovača môže znížiť penu vznikajúcu počas kalenia a zlepšiť výkon a bezpečnosť kaliacej kvapaliny; pridanie povrchovo aktívnej látky môže zlepšiť zmáčateľnosť a priľnavosť polymérnej kaliacej kvapaliny, zvýšiť jej kontaktný účinok s povrchom valčekovej reťaze a zlepšiť účinnosť chladenia. Pri výbere a používaní prísad by sa mali primerane zvoliť podľa špecifického procesu kalenia a požiadaviek na výkon valčekovej reťaze a množstvo prísad by sa malo prísne kontrolovať, aby sa predišlo nepriaznivým účinkom na výkon kaliacej kvapaliny.

5. Údržba a riadenie polymérnej kaliacej kvapaliny
Aby sa zabezpečila dlhodobá stabilita a výkon polymérnej kaliacej kvapaliny počas tepelného spracovania valčekovej reťaze, je potrebné ju efektívne udržiavať a riadiť.
Pravidelná detekcia koncentrácie: Na pravidelnú detekciu koncentrácie kaliacej kvapaliny používajte profesionálne prístroje, ako sú refraktometre, a včas ju upravujte podľa výsledkov testu. Vo všeobecnosti sa odporúča testovať koncentráciu raz týždenne. Ak sa zistí, že koncentrácia prekračuje procesné požiadavky, mala by sa zriediť alebo včas pridať nový polymérny zásobný roztok.
Kontrola obsahu nečistôt: Pravidelne čistite nečistoty a plávajúci olej na dne kaliacej nádrže, aby ste zabránili nadmernému ovplyvňovaniu chladiaceho výkonu a životnosti kaliacej kvapaliny nadmernými nečistotami. Na cirkuláciu a filtráciu kaliacej kvapaliny je možné nainštalovať filtračný systém, ktorý odstráni pevné nečistoty, ako sú železné piliny a oxidové usadeniny.
Zabránenie rastu baktérií: Polymérna kaliaca kvapalina je počas používania náchylná na množenie baktérií, čo spôsobuje jej zhoršenie a zhoršenie výkonu. Preto je potrebné pravidelne pridávať baktericídy a udržiavať kaliacu kvapalinu čistú a dobre vetranú, aby sa zabránilo rastu baktérií. Baktericídy sa vo všeobecnosti pridávajú každé dva týždne a pozornosť sa venuje kontrole teploty a hodnoty pH kaliacej kvapaliny, aby sa udržiavala v príslušnom rozmedzí.
Venujte pozornosť chladiacemu systému: Pravidelne kontrolujte a udržiavajte chladiaci systém kaliacej nádrže, aby ste zabezpečili účinnú reguláciu teploty kaliacej kvapaliny. Porucha chladiaceho systému môže spôsobiť, že teplota kaliacej kvapaliny bude príliš vysoká alebo príliš nízka, čo ovplyvní jej chladiaci výkon a kvalitu kalenia valčekovej reťaze. Pravidelne kontrolujte, či nie je chladiace potrubie upchaté, či čerpadlo chladiacej vody funguje správne atď. a včas vykonávajte opravy a údržbu.

6. Záver
Polymérna kaliaca kvapalina zohráva dôležitú úlohu v procese tepelného spracovania valčekových reťazí. Výrazne zlepšuje komplexné vlastnosti valčekových reťazí, ako je tvrdosť, pevnosť, odolnosť proti opotrebovaniu, odolnosť proti únave a rozmerová stabilita, a to úpravou rýchlosti chladenia pri kalení a optimalizáciou vnútornej organizačnej štruktúry. Aby sa však naplno využili výhody polymérnej kaliacej kvapaliny a dosiahol sa ideálny výkon valčekovej reťaze, je potrebné komplexne zvážiť viacero faktorov, ako je koncentrácia kaliacej kvapaliny, teplota kalenia, cirkulácia a miešanie chladiaceho média, stav povrchu valčekovej reťaze a použitie prísad, a prísne udržiavať a riadiť kaliacu kvapalinu. Len týmto spôsobom môžeme zabezpečiť, aby valčekové reťaze mohli stabilne a spoľahlivo fungovať v rôznych mechanických zariadeniach a spĺňať vysoké výkonnostné požiadavky modernej priemyselnej výroby na prevodové komponenty.