Избор медијума за каљење за челични ваљкасти ланац од 45#: перформансе, примена и поређење
У области машинске производње, ваљкасти ланац је кључна компонента преноса, а његове перформансе директно утичу на ефикасност рада и поузданост машинске опреме. Ваљкасти ланац од челика 45# се широко користи због ниске цене и умерених механичких својстава, а процес каљења је кључан за побољшање његове тврдоће, чврстоће и отпорности на хабање. Избор медијума за каљење одређује квалитет ефекта каљења. Овај чланак ће детаљно истражити медијум за каљење погодан за ваљкасти ланац од челика 45# како би помогао међународним велепродајним купцима и произвођачима да оптимизују перформансе производа и максимизирају комерцијалну вредност.
1. Карактеристике и захтеви за каљење челичног ваљкастог ланца 45#
Челик 45# је средње угљенични челик са добрим свеобухватним механичким својствима, као што су висока чврстоћа, тврдоћа и жилавост, као и добра технологија обраде, што га чини идеалним материјалом за производњу ваљкастих ланаца. Међутим, његова каљивост је релативно ниска, посебно код већих делова, и тешко је добити једноличну мартензитну структуру током каљења. Стога, да би се испунили захтеви ваљкастих ланаца у погледу високе чврстоће, отпорности на хабање и века трајања до замора, потребно је одабрати одговарајући медијум за каљење како би се постигло брзо и равномерно хлађење и побољшала дубина каљеног слоја и укупне перформансе делова.
2. Уобичајени медијуми за гашење и њихове карактеристике
(I) Вода
Вода је најчешћи и најјефтинији медијум за каљење са великом брзином хлађења, посебно у зони високе температуре. Ово јој омогућава брзо хлађење ваљкастих ланаца од челика 45#, што помаже у формирању мартензитне структуре, чиме се побољшава тврдоћа и чврстоћа. На пример, након завршног ковања, зупчаник малог модула направљен од челика 45# се брзо стеже и преноси у водено купатило за каљење помоћу машине за каљење. Тврдоћа зупчаника може достићи изнад HRC45, нема пукотина при каљењу, а перформансе су боље него код традиционалних процеса. Међутим, брзина хлађења воде у зони ниске температуре је пребрза, што може изазвати велико термичко напрезање и структурно напрезање на површини радног предмета, повећавајући ризик од пуцања, посебно код делова ваљкастих ланаца сложених облика или великих димензија.
(II) Уље
Брзина хлађења уља је спорија од воде, а брзина је равномернија током целог процеса хлађења. Због тога је уље блажи медијум за каљење, што може ефикасно смањити тенденцију деформације и пуцања услед каљења. Минерално уље је једно од најчешће коришћених уља за каљење, а његов капацитет хлађења може се подесити подешавањем температуре уља, адитива итд. За неке делове ваљкастих ланаца од челика 45# са високим захтевима за прецизност и сложеним облицима, као што су ланцне плоче, каљење у уљу може постићи бољу димензионалну стабилност и механичка својства. Међутим, брзина хлађења уља је релативно спора, што може довести до лошег ефекта каљења неких делова малих димензија или танких зидова и не може испунити захтеве високе тврдоће и високе чврстоће.
(III) Раствор соли
Брзина хлађења раствора соли је између брзине хлађења воде и уља, а карактеристике хлађења могу се мењати подешавањем концентрације соли и температуре воде. Генерално говорећи, капацитет хлађења раствора соли расте са повећањем концентрације соли, али превисока концентрација може довести до тога да раствор постане корозивнији и оштети радне комаде и опрему. На пример, 10% раствор слане воде је често коришћени медијум за каљење. Његова брзина хлађења је већа од чисте воде, а његова уједначеност је боља. Може донекле ублажити проблем пуцања током каљења чистом водом. Истовремено, има већу ефикасност хлађења од уља и погодан је за неке делове ваљкастих ланаца средње величине и једноставног облика од челика 45#.
(IV) Водени раствор калцијум хлорида
Као ефикасан медијум за каљење, водени раствор калцијум хлорида добро се показује у каљењу ваљкастих ланаца од челика 45#. Његове јединствене карактеристике хлађења могу обезбедити брзо хлађење у фази високе температуре, а брзина хлађења се одговарајуће успорава у фази ниске температуре, чиме се ефикасно смањује напон каљења и смањује склоност ка деформацији и пуцању радног предмета. Студије су показале да када се кале ваљци од челика 45# засићеним воденим раствором калцијум хлорида на 20℃, тврдоћа ваљака може достићи 56~60HRC, а деформација унутрашњег пречника је веома мала, способност каљења је јака, а свеобухватне перформансе и век трајања ваљака могу се значајно побољшати.
3. Утицај различитих медија за каљење на перформансе ваљкастог ланца од челика 45#
(I) Тврдоћа и чврстоћа
Због својих карактеристика брзог хлађења, каљење у води обично може довести до тога да челични ланац ваљка 45# добије већу тврдоћу и чврстоћу. Међутим, ако је брзина хлађења превелика, то може проузроковати већи заостали напон унутар радног предмета, што утиче на димензионалну стабилност и жилавост радног предмета. Иако су тврдоћа и чврстоћа каљења у уљу нешто ниже од каљења у води, то може осигурати да радни предмет има бољу жилавост и мању деформацију. Раствор соли и водени раствор калцијум хлорида могу постићи бољи баланс између тврдоће, чврстоће и жилавости у складу са специфичним захтевима процеса. На пример, под истим условима, површинска тврдоћа челичног клина 45# након каљења засићеним воденим раствором калцијум хлорида је значајно побољшана у поређењу са клином након каљења са моторним уљем 20#, а затезна чврстоћа је такође значајно побољшана.
(II) Отпорност на хабање
Средство за каљење такође има важан утицај на отпорност на хабање ваљкастог ланца. Висока тврдоћа и уједначена структура су кључни фактори за побољшање отпорности на хабање. Коришћење средства са уједначеним хлађењем и добром каљивошћу, као што је водени раствор калцијум хлорида, може учинити да ваљкасти ланац од челика 45# добије већу тврдоћу и добру уједначеност организације, чиме се побољшава његова отпорност на хабање. У практичној примени, век трајања ваљкастих ланаца третираних одговарајућим средством за каљење може се значајно продужити под истим радним условима.
(III) Животни век под утицајем замора
Трајност рада од замора је веома важна за ваљкасте ланце. Расподела заосталог напрезања и организациона структура формиране током процеса каљења имају велики утицај на трајност рада од замора. Каљење у води може проузроковати концентрацију великог заосталог напрезања на површини радног предмета, смањујући трајност рада од замора. Каљење уљем и каљење у сланој води могу формирати разумнију расподелу заосталог напрезања, што помаже у побољшању трајности рада од замора. Поред тога, након каљења воденим раствором калцијум хлорида, јер може ефикасно смањити напрезање гашења, радни предмет може добити равномернију организацију и расподелу заосталог напрезања, што такође позитивно утиче на побољшање трајности рада ваљкастог ланца од замора.
4. Фактори које треба узети у обзир при избору медија за каљење
(I) Величина и облик радног комада
За делове ваљкастих ланаца малих димензија или једноставног облика од челика 45#, као што су мали ваљци, каљење у води може брзо да се охлади и постигне добре ефекте каљења због њиховог релативно великог односа површине и запремине. За делове великих димензија или сложеног облика, као што су велике плоче ланца, каљење у уљу или каљење у сланој води је погодније за смањење тенденције деформације и пуцања. Пошто је брзина хлађења ових медија релативно уједначена, могу се ефикасно избећи проблеми са концентрацијом напона узроковани прекомерним брзинама хлађења.
(II) Састав материјала и организационо стање
Хемијски састав и оригинално организационо стање челика 45# значајно утичу на његова својства каљења. На пример, ако се садржај угљеника и легирајућих елемената у материјалу промени, то ће утицати на његову критичну брзину хлађења и каљивост. За челик 45# са благо лошом каљивошћу, може се одабрати медијум за каљење са већом брзином хлађења, као што је водени раствор калцијум хлорида, како би се осигурало да се добије довољна дубина каљеног слоја. Истовремено, оригинално организационо стање материјала, као што је тракаста структура, Видманштатенова структура итд., такође ће утицати на ефекат каљења и потребно га је прилагодити у складу са специфичном ситуацијом.
(III) Производна серија и трошкови
У производњи великих размера, трошкови су важан фактор. Вода као медијум за каљење је јефтина и лако се набавља. Она је економичан избор за мале делове ваљкастих ланаца који се производе у великим количинама. Међутим, за производњу високопрецизних и сложених делова, иако је трошак каљења у уљу или сланој води релативно висок, његов свеобухватни трошак може бити повољнији на дужи рок јер може ефикасно смањити стопу отпада и побољшати квалитет производа. Поред тога, трошкови одржавања и век трајања медијума за каљење такође треба свеобухватно размотрити.
5. Употреба и одржавање средства за каљење
(I) Мере предострожности при употреби
Када се вода користи као медијум за каљење, обратите пажњу на факторе као што су температура воде, чистоћа и тврдоћа. Превисока температура воде ће смањити брзину хлађења и утицати на ефекат каљења; нечистоће и превисока тврдоћа воде могу изазвати проблеме као што су смањен квалитет површине радног предмета и стварање каменца на опреми. За каљење уљем, температура уља, квалитет уља и услови мешања морају бити строго контролисани. Прекомерна температура уља ће успорити брзину хлађења, па чак и изазвати пожар; а пропадање уља ће утицати на перформансе каљења, па га је потребно редовно мењати и филтрирати. Употреба раствора соли и раствора калцијум хлорида захтева пажњу на концентрацију, температуру и мере против корозије раствора како би се осигурала стабилност његових перформанси хлађења и безбедан рад опреме.
(II) Тачке одржавања
Редовно испитивање различитих параметара медијума за гашење, као што су тврдоћа воде, вискозност уља и тачка паљења, као и концентрација раствора слане воде и раствора калцијум хлорида, кључно је за обезбеђивање квалитета гашења. Истовремено, резервоар за каљење треба одржавати чистим, а седимент и нечистоће треба благовремено чистити. За гашење уља треба предузети и мере за спречавање пожара и опремити одговарајућу опрему за гашење пожара. Поред тога, употреба одговарајућих система за хлађење и циркулацију може продужити век трајања медијума за гашење и побољшати његову ефикасност и стабилност хлађења.
6. Закључак
Укратко, избор одговарајућег медијума за каљење игра виталну улогу у побољшању перформанси и контроли квалитета челичних ваљкастих ланаца 45#. Вода, уље, раствор соли и раствор калцијум хлорида имају своје карактеристике. У практичној примени, величина, облик, састав материјала, производна серија и цена радног предмета треба свеобухватно размотрити како би се постигао најбољи ефекат каљења. Међународни велепродајни купци и произвођачи треба да имају дубоко разумевање карактеристика и применљивог обима различитих медијума за каљење, да ојачају сарадњу са добављачима термичке обраде, да оптимизују процес каљења, чиме се побољшава конкурентност челичних ваљкастих ланаца 45# на тржишту и задовољава потражња за висококвалитетним компонентама преносника на глобалном тржишту.
Време објаве: 19. мај 2025.