Vpliv polimerne kalilne tekočine na delovanje valjčne verige
Na industrijskem področju,valjčna verigaJe pomembna komponenta prenosa, njena zmogljivost pa je neposredno povezana z učinkovitostjo delovanja in stabilnostjo mehanske opreme. Kot ključna povezava za izboljšanje zmogljivosti valjčne verige imata izbira in uporaba kalilne tekočine v procesu toplotne obdelave pomembno vlogo. Kot pogost kalilni medij se polimerna kalilna tekočina postopoma široko uporablja pri toplotni obdelavi valjčnih verig. Ta članek bo podrobno raziskal, kako polimerna kalilna tekočina vpliva na zmogljivost valjčne verige.
1. Materiali in osnovne zahteve glede delovanja valjčnih verig
Valjčne verige so običajno izdelane iz ogljikovega jekla, legiranega jekla in drugih materialov. Po obdelavi in oblikovanju je treba te materiale toplotno obdelati, da se izboljša njihova trdota, odpornost proti obrabi, odpornost proti utrujanju in druge lastnosti, ki ustrezajo zahtevam uporabe v različnih delovnih pogojih. Na primer, v sistemih za visoke hitrosti in težke obremenitve morajo imeti valjčne verige večjo trdoto in trdnost, da prenesejo velike natezne in udarne sile; pri nekaterih napravah, ki se pogosto zaganjajo in ustavljajo, lahko dobra odpornost proti utrujanju zagotovi dolgo življenjsko dobo valjčnih verig.
2. Pregled tekočine za kaljenje polimerov
Polimerna kalilna tekočina je narejena iz specifičnega polieterske neionske visokomolekularne polimerne snovi (PAG) ter kompozitnega dodatka, ki lahko doseže druge pomožne lastnosti, in ustrezne količine vode. V primerjavi s tradicionalnim kalilnim oljem in vodo ima polimerna kalilna tekočina številne prednosti, kot so nastavljiva hitrost hlajenja, varstvo okolja in nizki stroški uporabe. Njene hladilne lastnosti so med vodo in oljem ter lahko učinkovito nadzoruje hitrost hlajenja med postopkom kaljenja obdelovanca, kar zmanjšuje nagnjenost obdelovanca k deformacijam in razpokam.
3. Vpliv polimerne tekočine za gašenje na delovanje valjčne verige
(I) Trdota in trdnost
Ko se valjčna veriga kali v polimerni kalilni tekočini, se polimer v kalilni tekočini pri visoki temperaturi raztopi in na površini valjčne verige tvori premaz, bogat z vodo. Ta premaz lahko prilagodi hitrost hlajenja valjčne verige, tako da je njena hitrost hlajenja v območju martenzitne transformacije zmerna, s čimer se doseže enakomerna in idealna martenzitna struktura. V primerjavi s kaljenjem v vodi lahko polimerna kalilna tekočina zmanjša hitrost hlajenja, zmanjša napetost pri kaljenju in prepreči razpoke pri kaljenju, ki jih povzroča prekomerna hitrost hlajenja valjčne verige; v primerjavi s kaljenjem v olju je hitrost hlajenja relativno hitra in lahko doseže večjo trdoto in trdnost. Na primer, trdota valjčne verige, kaljene z ustrezno koncentracijo polimerne kalilne tekočine, lahko doseže območje HRC30-HRC40. V primerjavi z valjčno verigo, ki ni bila kaljena ali uporablja druge kalilne medije, se trdota in trdnost znatno izboljšata, s čimer se izboljša nosilnost in odpornost proti obrabi valjčne verige.
(II) Odpornost proti obrabi
Dobra odpornost proti obrabi je pomembno zagotovilo za normalno delovanje valjčne verige. Polimerni film, ki ga tvori polimerna kalilna tekočina na površini valjčne verige, ne le uravnava hitrost hlajenja, temveč tudi do določene mere zmanjšuje oksidacijo in razogljičenje valjčne verige med postopkom kaljenja ter ohranja kovinsko aktivnost in celovitost površine valjčne verige. V nadaljnjem postopku uporabe je površinska trdota valjčne verige, kaljene s polimerno kalilno tekočino, višja, kar lahko učinkovito preprečuje trenje in obrabo med valjčkom in ploščo verige, zatičem in drugimi komponentami ter podaljša življenjsko dobo valjčne verige. Hkrati enakomerna porazdelitev mikrostrukture kaljenja pomaga izboljšati tudi splošno odpornost valjčne verige proti obrabi, tako da lahko med dolgotrajnim delovanjem še vedno ohranja dobro natančnost in učinkovitost prenosa.
(III) Odpornost proti utrujenosti
V dejanskih delovnih pogojih so valjčne verige pogosto izpostavljene ponavljajočim se upogibnim in nateznim napetostim, kar zahteva odlično odpornost proti utrujenosti. Polimerna kalilna tekočina lahko zmanjša preostalo napetost znotraj valjčne verige z nadzorom porazdelitve napetosti med postopkom kaljenja in hlajenja, s čimer izboljša utrujenostno trdnost valjčne verige. Prisotnost preostale napetosti bo vplivala na nastanek utrujenostnih razpok in obnašanje valjčne verige pri ciklični obremenitvi, razumna uporaba polimerne kalilne tekočine pa lahko optimizira stanje preostale napetosti valjčne verige, tako da lahko prenese več ciklov brez utrujenostnih poškodb pri izmenični obremenitvi. Eksperimentalne študije so pokazale, da se lahko lomna življenjska doba valjčnih verig, obdelanih s polimerno kalilno tekočino, v preskusih utrujenosti podaljša večkrat ali celo več desetkrat v primerjavi z neobdelanimi valjčnimi verigami, kar je zelo pomembno za izboljšanje zanesljivosti mehanske opreme in zmanjšanje stroškov vzdrževanja.
(IV) Dimenzijska stabilnost
Med postopkom kaljenja na dimenzijsko natančnost valjčne verige vplivajo številni dejavniki, kot sta hitrost hlajenja in napetost pri kaljenju. Ker je hitrost hlajenja s polimerno kalilno tekočino relativno enakomerna in nastavljiva, lahko učinkovito zmanjša toplotne napetosti in strukturne napetosti valjčne verige med kaljenjem, s čimer se izboljša dimenzijska stabilnost valjčne verige. V primerjavi s kaljenjem v vodi lahko polimerna kalilna tekočina zmanjša deformacijo valjčne verige in zmanjša naknadna popravila mehanske obdelave; v primerjavi s kaljenjem v olju je hitrost hlajenja hitrejša, kar lahko izboljša trdoto in trdnost valjčne verige ob predpostavki zagotavljanja dimenzijske stabilnosti. To omogoča, da valjčna veriga po kaljenju s polimerno kalilno tekočino bolje izpolnjuje zahteve glede konstrukcijske velikosti, izboljša natančnost montaže in natančnost prenosa ter zagotovi normalno delovanje mehanske opreme.
4. Dejavniki, ki vplivajo na delovanje polimerne tekočine za gašenje na valjčni verigi
(I) Koncentracija tekočine za gašenje
Koncentracija polimerne kalilne tekočine je eden ključnih dejavnikov, ki vplivajo na njeno hladilno učinkovitost in učinek kaljenja valjčnih verig. Na splošno velja, da višja kot je koncentracija kalilne tekočine, večja je vsebnost polimera, debelejša je tvorjena prevleka in počasnejša je hitrost hlajenja. Valjne verige iz različnih materialov in specifikacij morajo izbrati ustrezno koncentracijo kalilne tekočine, da dosežejo najboljšo učinkovitost kaljenja. Na primer, za nekatere majhne, rahlo obremenjene valjčne verige se lahko uporabi nižja koncentracija polimerne kalilne tekočine, na primer 3 %–8 %; medtem ko je treba za velike, močno obremenjene valjčne verige koncentracijo kalilne tekočine ustrezno povečati na 10 %–20 % ali celo več, da se izpolnijo zahteve glede trdote in trdnosti. V dejanski proizvodnji je treba koncentracijo kalilne tekočine strogo nadzorovati ter redno pregledovati in prilagajati, da se zagotovi stabilnost kakovosti kaljenja.
(II) Temperatura kaljenja
Temperatura kaljenja ima pomemben vpliv tudi na delovanje valjčne verige. Višja temperatura kaljenja lahko povzroči rast avstenitnih zrn znotraj valjčne verige, hkrati pa lahko po kaljenju zlahka zmanjša trdoto in žilavost, kar poveča tveganje za nastanek razpok pri kaljenju; če je temperatura kaljenja prenizka, morda ne bo dosežena zadostna trdota in martenzitna struktura, kar vpliva na izboljšanje delovanja valjčne verige. Za različne specifikacije jekla in valjčnih verig je treba določiti ustrezno temperaturno območje kaljenja glede na lastnosti materiala in zahteve postopka. Na splošno je temperatura kaljenja valjčne verige iz ogljikovega jekla med 800 ℃ in 900 ℃, medtem ko je temperatura kaljenja valjčne verige iz legiranega jekla nekoliko višja, običajno med 850 ℃ in 950 ℃. Med kaljenjem je treba strogo nadzorovati enakomernost in natančnost temperature segrevanja, da se preprečijo razlike v delovanju valjčne verige zaradi temperaturnih nihanj.
(III) Kroženje in mešanje hladilnega medija
Med postopkom kaljenja imata kroženje in mešanje hladilnega medija pomemben vpliv na učinkovitost izmenjave toplote med polimerno kalilno tekočino in valjčno verigo. Dobra cirkulacija in mešanje lahko zagotovita popoln stik kalilne tekočine s površino valjčne verige, pospešita prenos toplote in izboljšata enakomernost hitrosti kaljenja. Če pretok hladilnega medija ni enakomeren, se temperatura kalilne tekočine v lokalnem območju prehitro dvigne, kar povzroči neskladne hitrosti hlajenja v različnih delih valjčne verige, kar povzroči prekomerne napetosti in deformacije pri kaljenju. Zato je treba pri načrtovanju in uporabi kalilne posode opremiti ustrezen sistem za kroženje in mešanje, ki zagotavlja dober pretok kalilne tekočine in ustvarja ugodne pogoje za enakomerno kaljenje valjčne verige.
(IV) Površinsko stanje valjčne verige
Tudi stanje površine valjčne verige bo imelo določen vpliv na hladilni učinek in končno delovanje polimerne kalilne tekočine. Če so na primer na površini valjčne verige nečistoče, kot so olje, železni opilki, ogljik itd., bo to vplivalo na nastanek in oprijem polimernega filma, zmanjšalo hladilno delovanje kalilne tekočine in povzročilo neenakomerno trdoto pri kaljenju ali razpoke pri kaljenju. Zato je treba površino valjčne verige pred kaljenjem temeljito očistiti, da se zagotovi njena čista površina in brez napak, kot sta olje in ogljik, da lahko polimerna kalilna tekočina v celoti opravlja svojo vlogo in izboljša kakovost kaljenja valjčne verige.
(V) Uporaba dodatkov
Za nadaljnje izboljšanje delovanja polimerne kalilne tekočine in izboljšanje učinka kaljenja valjčne verige se kalilni tekočini včasih dodajo posebni dodatki. Na primer, dodajanje zaviralca rje lahko prepreči rjavenje valjčne verige po kaljenju in podaljša njeno življenjsko dobo; dodajanje sredstva za odstranjevanje pene lahko zmanjša peno, ki nastane med kaljenjem, ter izboljša delovanje in varnost kalilne tekočine; dodajanje površinsko aktivne snovi lahko izboljša omočljivost in oprijem polimerne kalilne tekočine, okrepi njen stik s površino valjčne verige in izboljša učinkovitost hlajenja. Pri izbiri in uporabi dodatkov je treba le-te razumno uskladiti s specifičnim postopkom kaljenja in zahtevami glede delovanja valjčne verige, količino dodatkov pa je treba strogo nadzorovati, da se preprečijo negativni učinki na delovanje kalilne tekočine.
5. Vzdrževanje in upravljanje polimerne tekočine za gašenje
Da bi zagotovili dolgoročno stabilnost in delovanje polimerne kalilne tekočine med toplotno obdelavo valjčne verige, jo je treba učinkovito vzdrževati in upravljati.
Redno zaznavanje koncentracije: Za redno zaznavanje koncentracije kalilne tekočine uporabljajte profesionalne instrumente, kot so refraktometri, in jo pravočasno prilagajajte glede na rezultate preskusov. Na splošno je priporočljivo, da koncentracijo preverjate enkrat tedensko. Če se ugotovi, da koncentracija presega procesne zahteve, jo je treba pravočasno razredčiti ali dodati novo polimerno osnovno raztopino.
Nadzor nad vsebnostjo nečistoč: Redno čistite nečistoče in plavajoče olje na dnu kalilne posode, da preprečite, da bi prekomerne nečistoče vplivale na hladilno učinkovitost in življenjsko dobo kalilne tekočine. Za kroženje in filtriranje kalilne tekočine je mogoče namestiti filtracijski sistem, ki odstrani trdne nečistoče, kot so železni opilki in oksidni kamen.
Preprečevanje rasti bakterij: Polimerna kalilna tekočina je med uporabo nagnjena k razmnoževanju bakterij, kar povzroči njeno poslabšanje in zmanjšanje učinkovitosti. Zato je treba redno dodajati baktericide ter kalilno tekočino vzdrževati čisto in dobro prezračeno, da se prepreči rast bakterij. Na splošno se baktericidi dodajajo vsaka dva tedna, pozornost pa je namenjena nadzoru temperature in pH vrednosti kalilne tekočine, da se ohrani v ustreznem območju.
Bodite pozorni na hladilni sistem: Redno preverjajte in vzdržujte hladilni sistem kalilne posode, da zagotovite učinkovito uravnavanje temperature kalilne tekočine. Okvara hladilnega sistema lahko povzroči previsoko ali prenizko temperaturo kalilne tekočine, kar vpliva na njeno hladilno učinkovitost in kakovost kaljenja valjčne verige. Redno preverjajte, ali je hladilna cev blokirana, ali črpalka hladilne vode deluje pravilno itd., in pravočasno izvajajte popravila in vzdrževanje.
6. Zaključek
Polimerna kalilna tekočina igra ključno vlogo v procesu toplotne obdelave valjčnih verig. Z prilagajanjem hitrosti hlajenja pri kaljenju in optimizacijo notranje organizacijske strukture bistveno izboljša celovite lastnosti valjčnih verig, kot so trdota, trdnost, odpornost proti obrabi, odpornost proti utrujenosti in dimenzijska stabilnost. Da pa bi v celoti izkoristili prednosti polimerne kalilne tekočine in dosegli idealno delovanje valjčne verige, je treba celovito upoštevati več dejavnikov, kot so koncentracija kalilne tekočine, temperatura kaljenja, kroženje in mešanje hladilnega medija, stanje površine valjčne verige in uporaba dodatkov, ter strogo vzdrževati in upravljati kalilno tekočino. Le na ta način lahko zagotovimo, da lahko valjčne verige delujejo stabilno in zanesljivo v različni mehanski opremi ter izpolnjujejo visoke zahteve glede zmogljivosti sodobne industrijske proizvodnje za komponente menjalnika.
Čas objave: 7. maj 2025