Temperatura in čas kaljenja valjčne verige: analiza ključnih procesnih parametrov
Na področju mehanskih prenosov,valjčna verigaje ključna komponenta, njena učinkovitost pa neposredno vpliva na učinkovitost delovanja in zanesljivost mehanske opreme. Kaljenje kot osrednji postopek toplotne obdelave pri proizvodnji valjčnih verig igra ključno vlogo pri izboljšanju njihove trdnosti, trdote, odpornosti proti obrabi in utrujenosti. Ta članek bo podrobno raziskal načela določanja temperature in časa kaljenja valjčnih verig, procesne parametre običajnih materialov, nadzor procesov in najnovejši razvoj, s ciljem zagotoviti podrobne tehnične reference za proizvajalce valjčnih verig in mednarodne veleprodajne kupce, da bi jim pomagali poglobljeno razumeti vpliv postopka kaljenja na delovanje valjčnih verig in sprejemati bolj informirane odločitve o proizvodnji in nabavi.
1. Osnovni koncepti kaljenja valjčnih verig
Kaljenje je postopek toplotne obdelave, pri katerem se valjčna veriga segreje na določeno temperaturo, jo določen čas ohranja toplo in nato hitro ohladi. Njegov namen je izboljšati mehanske lastnosti valjčne verige, kot sta trdota in trdnost, s spreminjanjem metalografske strukture materiala. Hitro ohlajanje pretvori avstenit v martenzit ali bainit, kar daje valjčni verigi odlične celovite lastnosti.
2. Osnova za določanje temperature kaljenja
Kritične točke materialov: Valjčne verige iz različnih materialov imajo različne kritične točke, kot sta Ac1 in Ac3. Ac1 je najvišja temperatura dvofaznega območja perlita in ferita, Ac3 pa je najnižja temperatura za popolno avstenitizacijo. Temperatura kaljenja se običajno izbere nad Ac3 ali Ac1, da se zagotovi popolna avstenitizacija materiala. Na primer, za valjčne verige iz jekla 45 je Ac1 približno 727 ℃, Ac3 približno 780 ℃, temperatura kaljenja pa se pogosto izbere pri približno 800 ℃.
Zahteve glede sestave materiala in zmogljivosti: Vsebnost legirnih elementov vpliva na kaljivost in zmogljivost valjčnih verig. Pri valjčnih verigah z visoko vsebnostjo legirnih elementov, kot so valjčne verige iz legiranega jekla, se lahko temperatura kaljenja ustrezno zviša, da se poveča kaljivost in zagotovi dobra trdota in trdnost jedra. Pri valjčnih verigah iz nizkoogljičnega jekla temperatura kaljenja ne sme biti previsoka, da se prepreči huda oksidacija in razogljičenje, kar vpliva na kakovost površine.
Nadzor velikosti avstenitnih zrn: drobna avstenitna zrna lahko po kaljenju dobijo drobno martenzitno strukturo, tako da ima valjčna veriga večjo trdnost in žilavost. Zato je treba temperaturo kaljenja izbrati znotraj območja, ki omogoča pridobitev drobnih avstenitnih zrn. Na splošno velja, da se avstenitna zrna z naraščajočo temperaturo običajno povečajo, vendar lahko ustrezno povečanje hitrosti ohlajanja ali sprejetje postopkov za rafiniranje zrn do neke mere zavre rast zrn.
3. Dejavniki, ki določajo čas kaljenja
Velikost in oblika valjčne verige: večje valjčne verige potrebujejo daljši čas izolacije, da se zagotovi popoln prenos toplote v notranjost in enakomerna avstenitizacija celotnega prereza. Na primer, pri ploščah valjčnih verig z večjim premerom se lahko čas izolacije ustrezno podaljša.
Način nalaganja in zlaganja v peči: Prevelika obremenitev peči ali pregosto zlaganje povzroči neenakomerno segrevanje valjčne verige, kar povzroči neenakomerno avstenitizacijo. Zato je treba pri določanju časa kaljenja upoštevati vpliv nalaganja in načina zlaganja v peči na prenos toplote, ustrezno povečati čas zadrževanja in zagotoviti, da vsaka valjčna veriga doseže idealen učinek kaljenja.
Enakomernost temperature peči in hitrost segrevanja: Grelna oprema z dobro enakomernostjo temperature peči lahko enakomerno segreje vse dele valjčne verige, čas, potreben za dosego enake temperature, pa je krajši, zato se lahko ustrezno skrajša tudi čas zadrževanja. Hitrost segrevanja vpliva tudi na stopnjo avstenitizacije. Hitro segrevanje lahko skrajša čas doseganja temperature kaljenja, vendar mora čas zadrževanja zagotoviti, da je avstenit popolnoma homogeniziran.
4. Temperatura in čas kaljenja običajnih materialov valjčnih verig
Valjčna veriga iz ogljikovega jekla
Jeklo 45: Temperatura kaljenja je običajno 800 ℃–850 ℃, čas zadrževanja pa se določi glede na velikost valjčne verige in obremenitev peči, običajno okoli 30–60 minut. Na primer, za majhne valjčne verige iz jekla 45 se lahko temperatura kaljenja izbere na 820 ℃, čas izolacije pa 30 minut; za velike valjčne verige se lahko temperatura kaljenja poveča na 840 ℃, čas izolacije pa 60 minut.
Jeklo T8: Temperatura kaljenja je približno 780 ℃-820 ℃, čas izolacije pa je običajno 20 min-50 min. Valjčna veriga iz jekla T8 ima po kaljenju večjo trdoto in se lahko uporablja v menjalnikih z velikimi udarnimi obremenitvami.
Valjčna veriga iz legiranega jekla
Jeklo 20CrMnTi: Temperatura kaljenja je običajno 860 ℃–900 ℃, čas izolacije pa 40–70 min. Ta material ima dobro kaljivost in odpornost proti obrabi ter se pogosto uporablja v valjčnih verigah v avtomobilski, motoristični in drugih industrijah.
Jeklo 40Cr: Temperatura kaljenja je 830 ℃-860 ℃, čas izolacije pa 30 min-60 min. Valjčna veriga iz jekla 40Cr ima visoko trdnost in žilavost ter se pogosto uporablja na področju industrijskih prenosov.
Valjčna veriga iz nerjavečega jekla: Če za primer vzamemo nerjavno jeklo 304, je njegova temperatura kaljenja običajno 1050 ℃-1150 ℃, čas izolacije pa 30 min-60 min. Valjčna veriga iz nerjavečega jekla ima dobro odpornost proti koroziji in je primerna za kemično, živilsko in druge industrije.
5. Nadzor procesa kaljenja
Nadzor procesa segrevanja: Za natančen nadzor hitrosti segrevanja in atmosfere v peči uporabite napredno opremo za segrevanje, kot je peč z nadzorovano atmosfero, da zmanjšate oksidacijo in razogljičenje. Med procesom segrevanja nadzorujte hitrost segrevanja po stopnjah, da preprečite deformacijo valjčne verige ali toplotne obremenitve zaradi nenadnega dviga temperature.
Izbira kalilnega medija in nadzor procesa hlajenja: Izberite primeren kalilni medij glede na material in velikost valjčne verige, kot so voda, olje, polimerna kalilna tekočina itd. Voda ima hitro hitrost hlajenja in je primerna za majhne valjčne verige iz ogljikovega jekla; olje ima relativno počasno hitrost hlajenja in je primerno za večje valjčne verige ali valjčne verige iz legiranega jekla. Med procesom hlajenja nadzorujte temperaturo, hitrost mešanja in druge parametre kalilnega medija, da zagotovite enakomerno hlajenje in preprečite razpoke pri gašenju.
Popuščanje: Valjčno verigo je treba po kaljenju pravočasno popustiti, da se odpravijo napetosti zaradi kaljenja, stabilizira struktura in izboljša žilavost. Temperatura popuščanja je običajno 150 ℃–300 ℃, čas zadrževanja pa 1–3 ure. Izbira temperature popuščanja mora biti odvisna od zahtev uporabe in trdote valjčne verige. Na primer, pri valjčnih verigah, ki zahtevajo visoko trdoto, se lahko temperatura popuščanja ustrezno zniža.
6. Najnovejši razvoj tehnologije kaljenja
Izotermni postopek kaljenja: Z nadzorom temperature kalilnega medija se valjčna veriga izotermno zadržuje v temperaturnem območju avstenitne in bainitne transformacije, da se doseže bainitna struktura. Izotermno kaljenje lahko zmanjša deformacijo kaljenja, izboljša dimenzijsko natančnost in mehanske lastnosti valjčne verige ter je primerno za izdelavo nekaterih visoko preciznih valjčnih verig. Na primer, parametri izotermnega postopka kaljenja jeklene verižne plošče C55E so temperatura kaljenja 850 ℃, izotermna temperatura 310 ℃, izotermni čas 25 minut. Po kaljenju trdota verižne plošče izpolnjuje tehnične zahteve, trdnost, utrujenost in druge lastnosti verige pa so blizu lastnostim materialov 50CrV, obdelanih z istim postopkom.
Postopek postopnega kaljenja: Valjčna veriga se najprej ohladi v mediju z višjo temperaturo, nato pa v mediju z nižjo temperaturo, tako da se notranja in zunanja struktura valjčne verige enakomerno preoblikujeta. Postopno kaljenje lahko učinkovito zmanjša napetost pri kaljenju, zmanjša napake pri kaljenju ter izboljša kakovost in delovanje valjčne verige.
Tehnologija računalniške simulacije in optimizacije: Uporabite programsko opremo za računalniško simulacijo, kot je JMatPro, za simulacijo procesa kaljenja valjčne verige, napovedovanje sprememb v organizaciji in delovanju ter optimizacijo parametrov procesa kaljenja. S simulacijo je mogoče vnaprej razumeti vpliv različnih temperatur in časov kaljenja na delovanje valjčne verige, zmanjšati število testov in izboljšati učinkovitost načrtovanja procesa.
Skratka, temperatura in čas kaljenja valjčne verige sta ključna procesna parametra, ki vplivata na njeno delovanje. V dejanski proizvodnji je treba temperaturo in čas kaljenja razumno izbrati glede na material, velikost, zahteve uporabe in druge dejavnike valjčne verige ter strogo nadzorovati postopek kaljenja, da se dobijo visokokakovostni in visoko zmogljivi izdelki valjčne verige. Hkrati se bosta z nenehnim razvojem in inovacijami tehnologije kaljenja, kot so izotermno kaljenje, stopnjevano kaljenje in uporaba tehnologije računalniške simulacije, kakovost proizvodnje in učinkovitost valjčnih verig še izboljšali, da bi zadostili naraščajočemu povpraševanju na trgu.
Čas objave: 9. maj 2025