Увод у уобичајене процесе термичке обраде ваљкастих ланаца

Увод у уобичајене процесе термичке обраде ваљкастих ланаца
У процесу производње ваљкастих ланаца, процес термичке обраде је кључна карика за побољшање њихових перформанси. Термичком обрадом, чврстоћа, тврдоћа, отпорност на хабање и жилавост ваљкастих ланаца могу се значајно побољшати, чиме се продужава њихов век трајања и испуњавају захтеви употребе у различитим сложеним условима рада. У наставку је детаљан увод у неколико уобичајених процеса термичке обраде ваљкастих ланаца:

I. Процес каљења и отпуштања
(I) Кашење
Каљење је процес загревања ланца ваљка на одређену температуру (обично изнад Ac3 или Ac1), одржавања топлим током одређеног временског периода, а затим брзог хлађења. Његова сврха је да ланац ваљка добије високу тврдоћу и мартензитну структуру високе чврстоће. Уобичајено коришћени медијуми за каљење укључују воду, уље и слану воду. Вода има брзу брзину хлађења и погодна је за ланце ваљка једноставних облика и малих димензија; уље има релативно спору брзину хлађења и погодно је за ланце ваљка сложених облика и великих димензија.
(II) Каљење
Отпуштање је процес поновног загревања каљеног ваљкастог ланца на одређену температуру (обично испод Ac1), одржавања топлим, а затим хлађења. Његова сврха је елиминисање унутрашњег напрезања насталог током процеса каљења, подешавање тврдоће и побољшање жилавости. Према температури отпуштања, може се поделити на нискотемпературно отпуштање (150℃-250℃), средњетемпературно отпуштање (350℃-500℃) и високотемпературно отпуштање (500℃-650℃). Нискотемпературним отпуштањем се може добити отпушена мартензитна структура са високом тврдоћом и добром жилавошћу; средњетемпературним отпуштањем се може добити отпушена трооститна структура са високом границом течења и добром пластичношћу и жилавошћу; високотемпературним отпуштањем се може добити отпушена трооститна структура са добрим свеобухватним механичким својствима.

2. Процес карбуризације
Наугљеничење служи за продирање атома угљеника у површину ваљкастог ланца како би се формирао слој са високим садржајем угљеника, чиме се побољшава тврдоћа површине и отпорност на хабање, док језгро и даље задржава жилавост нискоугљеничног челика. Процеси наугљеничења укључују чврсто наугљеничење, гасно наугљеничење и течно наугљеничење. Међу њима, гасно наугљеничење је најчешће коришћено. Постављањем ваљкастог ланца у атмосферу наугљеничења, атоми угљеника се инфилтрирају у површину на одређеној температури и времену. Након наугљеничења, обично су потребни каљење и отпуштање на ниској температури како би се додатно побољшала тврдоћа површине и отпорност на хабање.

3. Процес нитрирања
Нитрирање је инфилтрација атома азота у површину ваљкастог ланца како би се формирали нитриди, чиме се побољшава тврдоћа површине, отпорност на хабање и чврстоћа на замор. Процес нитрирања обухвата гасно нитрирање, јонско нитрирање и течно нитрирање. Гасно нитрирање је постављање ваљкастог ланца у атмосферу која садржи азот, где се на одређеној температури и времену омогућава атомима азота да се инфилтрирају у површину. Ваљкасти ланац након нитрирања има високу површинску тврдоћу, добру отпорност на хабање и малу деформацију, што је погодно за ваљкасте ланце сложених облика.

4. Процес карбонитрирања
Карбонитрирање је истовремено инфилтрирање угљеника и азота у површину ланца ваљка, чиме се побољшава тврдоћа површине, отпорност на хабање и чврстоћа на замор. Процес карбонитрирања обухвата гасно карбонитрирање и течно карбонитрирање. Гасно карбонитрирање је постављање ланца ваљка у атмосферу која садржи угљеник и азот, и на одређеној температури и времену, омогућавајући угљенику и азоту да истовремено инфилтрирају површину. Ланац ваљка након карбонитрирања има високу површинску тврдоћу, добру отпорност на хабање и добру отпорност на огреботине.

5. Процес жарења
Жарење је процес у којем се ланац загрева на одређену температуру (обично 30-50℃ изнад Ac3), држи топлим одређени временски период, полако хлади испод 500℃ помоћу пећи, а затим хлади на ваздуху. Његова сврха је смањење тврдоће, побољшање пластичности и жилавости, као и олакшавање обраде и накнадне термичке обраде. Ланац након жарења има уједначену структуру и умерену тврдоћу, што може побољшати перформансе сечења.

6. Процес нормализације
Нормализација је процес у којем се ваљкасти ланац загрева на одређену температуру (обично изнад Ac3 или Acm), држи топлим, вади из пећи и хлади на ваздуху. Његова сврха је рафинирање зрна, уједначавање структуре, побољшање тврдоће и чврстоће и побољшање перформанси сечења. Ваљкасти ланац након нормализације има уједначену структуру и умерену тврдоћу, што се може користити као завршна термичка обрада или као прелиминарна термичка обрада.

7. Процес лечења старења
Обрада старењем је процес у коме се ланац ваљка загрева на одређену температуру, држи топлим одређени временски период, а затим хлади. Његова сврха је елиминисање заосталог напрезања, стабилизација величине и побољшање чврстоће и тврдоће. Обрада старењем се дели на природно старење и вештачко старење. Природно старење је постављање ланца ваљка на собну температуру или природне услове током дужег времена како би се постепено елиминисало његово заостало напрезање; вештачко старење је загревање ланца ваљка на вишу температуру и извођење обраде старењем у краћем временском периоду.

8. Процес површинског каљења
Површинско каљење је процес загревања површине ваљкастог ланца на одређену температуру и брзог хлађења. Његова сврха је побољшање тврдоће површине и отпорности на хабање, док језгро и даље одржава добру жилавост. Процеси површинског каљења укључују индукционо каљење површине загревањем, каљење површине загревањем пламеном и каљење површине загревањем електричним контактом. Индукционо каљење површине загревањем користи топлоту генерисану индукованом струјом за загревање површине ваљкастог ланца, што има предности велике брзине загревања, доброг квалитета каљења и мале деформације.

9. Процес површинског јачања
Процес површинског ојачавања је формирање слоја ојачања са посебним својствима на површини ваљкастог ланца физичким или хемијским методама, чиме се побољшава тврдоћа површине, отпорност на хабање и чврстоћа на замор. Уобичајени процеси површинског ојачавања укључују сачмарење, ојачавање ваљањем, ојачавање инфилтрацијом метала итд. Сачмарење је употреба сачмара велике брзине за ударање по површини ваљкастог ланца, тако да се на површини ствара заостали компресивни напон, чиме се побољшава чврстоћа на замор; ојачавање ваљањем је употреба алата за ваљање за ваљање површине ваљкастог ланца, тако да површина производи пластичну деформацију, чиме се побољшава тврдоћа површине и отпорност на хабање.

10. Процес боридовања
Борирање је инфилтрација атома бора у површину ваљкастог ланца како би се формирали бориди, чиме се побољшава површинска тврдоћа и отпорност на хабање. Процеси борирања укључују гасно борирање и течно борирање. Гасно борирање је постављање ваљкастог ланца у атмосферу која садржи бор, где се на одређеној температури и времену омогућава атомима бора да се инфилтрирају у површину. Ваљкасти ланац након борирања има високу површинску тврдоћу, добру отпорност на хабање и добру отпорност на хабање.

11. Процес термичке обраде секундарним каљењем композита
Секундарно каљење је напредни процес термичке обраде који значајно побољшава перформансе ваљкастих ланаца кроз два процеса каљења и отпуштања. Овај процес обично укључује следеће кораке:
(I) Прво гашење
Ланац се загрева на вишу температуру (обично вишу од конвенционалне температуре каљења) да би се потпуно аустенитирала његова унутрашња структура, а затим се брзо хлади да би се формирала мартензитна структура. Сврха овог корака је побољшање тврдоће и чврстоће ланца.
(II) Прво каљење
Ваљкасти ланац се након првог каљења загрева на средњу температуру (обично између 300℃-500℃), држи топлим одређени временски период, а затим хлади. Сврха овог корака је елиминисање унутрашњег напрезања насталог током процеса каљења, уз истовремено подешавање тврдоће и побољшање жилавости.
(III) Друго гашење
Ваљкасти ланац се након првог отпуштања поново загрева на вишу температуру, али нешто нижу од температуре првог каљења, а затим се брзо хлади. Сврха овог корака је даље усавршавање мартензитне структуре и побољшање тврдоће и отпорности ваљкастог ланца на хабање.
(IV) Друго каљење
Ваљкасти ланац се након другог каљења загрева на нижу температуру (обично између 150℃-250℃), држи топлим одређени временски период, а затим хлади. Сврха овог корака је даље уклањање унутрашњег напрезања, стабилизација величине и одржавање високе тврдоће и отпорности на хабање.

12. Процес течне карбуризације
Течна наугљеничавање је посебан процес наугљеничавања који омогућава атомима угљеника да продру у површину урањањем ваљкастог ланца у течни медијум за наугљеничавање. Овај процес има предности велике брзине наугљеничавања, равномерног слоја наугљеничавања и добре контроле. Погодан је за ваљкасте ланце сложених облика и са високим захтевима за димензионалну тачност. Након течног наугљеничавања, обично је потребно каљење и отпуштање на ниској температури како би се додатно побољшала тврдоћа површине и отпорност на хабање.

13. Процес очвршћавања
Каљење се односи на побољшање тврдоће и отпорности на хабање побољшањем унутрашње структуре ваљкастог ланца. Конкретни кораци су следећи:
(I) Грејање
Ваљкасти ланац се загрева до температуре очвршћавања како би се растворили и дифузовали елементи попут угљеника и азота у ланцу.
(ii) Изолација
Након достизања температуре очвршћавања, одржавајте одређено време изолације како би се елементи равномерно распоредили и формирали чврст раствор.
(iii) Хлађење
Брзо охладите ланац, чврсти раствор ће формирати финозрнасту структуру, побољшати тврдоћу и отпорност на хабање.

14. Процес инфилтрације метала
Процес инфилтрације метала јесте инфилтрација металних елемената у површину ваљкастог ланца како би се формирала метална једињења, чиме се побољшава тврдоћа површине и отпорност на хабање. Уобичајени процеси инфилтрације метала укључују хромизацију и инфилтрацију ванадијума. Процес хромизације јесте постављање ваљкастог ланца у атмосферу која садржи хром, где се на одређеној температури и времену атоми хрома инфилтрирају у површину и формирају једињења хрома, чиме се побољшава тврдоћа површине и отпорност на хабање.

15. Процес алуминизације
Процес алуминизације је инфилтрација атома алуминијума у ​​површину ланца ваљка, чиме се побољшава отпорност површине на оксидацију и отпорност на корозију. Процеси алуминизације укључују гасну алуминизацију и течну алуминизацију. Гасна алуминизација је постављање ланца ваљка у атмосферу која садржи алуминијум, где се на одређеној температури и времену атоми алуминијума инфилтрирају у површину. Површина ланца ваљка након инфилтрације алуминијумом има добру отпорност на оксидацију и отпорност на корозију и погодна је за употребу у условима високе температуре и корозивног окружења.

16. Процес инфилтрације бакра
Процес инфилтрације бакра је инфилтрација атома бакра у површину ваљкастог ланца како би се формирала једињења бакра, чиме се побољшава отпорност површине на хабање и перформансе против гризања. Процес инфилтрације бакра укључује инфилтрацију гаса бакра и инфилтрацију течног бакра. Инфилтрација гаса бакра је постављање ваљкастог ланца у атмосферу која садржи бакар, и на одређеној температури и времену, атоми бакра се инфилтрирају у површину. Површина ваљкастог ланца након инфилтрације бакра има добру отпорност на хабање и перформансе против гризања, и погодна је за употребу под условима велике брзине и великог оптерећења.

17. Процес инфилтрације титанијума
Процес инфилтрације титанијумом јесте инфилтрација атома титанијума у ​​површину ваљкастог ланца како би се формирала једињења титанијума, чиме се побољшава тврдоћа површине и отпорност на хабање. Процес инфилтрације титанијумом укључује инфилтрацију гасом титанијума и инфилтрацију течним титанијумом. Инфилтрација гасом титанијума јесте постављање ваљкастог ланца у атмосферу која садржи титанијум, где се на одређеној температури и времену атоми титанијума инфилтрирају у површину. Површина ваљкастог ланца након инфилтрације титанијумом има добру тврдоћу и отпорност на хабање и погодна је за радне услове са високим захтевима за тврдоћом и високом отпорношћу на хабање.

18. Процес кобалтовања
Процес кобалтовања је инфилтрација атома кобалта у површину ваљкастог ланца како би се формирала једињења кобалта, чиме се побољшава тврдоћа и отпорност површине на хабање. Процес кобалтовања укључује гасно кобалтовање и течно кобалтовање. Гасно кобалтовање је постављање ваљкастог ланца у атмосферу која садржи кобалт, и на одређеној температури и времену, атоми кобалта се инфилтрирају у површину. Површина ваљкастог ланца након кобалтовања има добру тврдоћу и отпорност на хабање, и погодна је за радне услове са високим захтевима за тврдоћу и високу отпорност на хабање.

19. Процес цирконизације
Процес цирконизације је инфилтрација атома цирконијума у ​​површину ваљкастог ланца како би се формирала једињења цирконијума, чиме се побољшава тврдоћа и отпорност површине на хабање. Процес цирконизације обухвата гасну цирконизацију и течну цирконизацију. Гасна цирконизација је постављање ваљкастог ланца у атмосферу која садржи цирконијум, и на одређеној температури и времену, атоми цирконијума се инфилтрирају у површину. Површина ваљкастог ланца након цирконизације има добру тврдоћу и отпорност на хабање, и погодна је за радне услове са високим захтевима за тврдоћом и високом отпорношћу на хабање.

20. Процес инфилтрације молибдена
Процес инфилтрације молибдена јесте инфилтрација атома молибдена у површину ваљкастог ланца како би се формирала једињења молибдена, чиме се побољшава тврдоћа и отпорност површине на хабање. Процес инфилтрације молибдена укључује инфилтрацију гасног молибдена и инфилтрацију течног молибдена. Инфилтрација гасног молибдена јесте постављање ваљкастог ланца у атмосферу која садржи молибден, где се на одређеној температури и времену атоми молибдена могу инфилтрирати у површину. Површина ваљкастог ланца након инфилтрације молибдена има добру тврдоћу и отпорност на хабање и погодна је за радне услове који захтевају високу тврдоћу и високу отпорност на хабање.