Proseso ng Pag-temper ng Roller Chain: Isang Pangunahing Bahagi na Nagtatakda ng Kahusayan ng Transmisyon
Sa sektor ng transmisyon na industriyal,mga kadenang pang-rolleray mga pangunahing bahagi para sa pagpapadala ng lakas at galaw, at ang kanilang pagganap ay direktang nakakaapekto sa kahusayan sa pagpapatakbo at kaligtasan ng buong makinarya. Mula sa heavy-duty na transmisyon sa makinarya ng pagmimina hanggang sa tumpak na pagpapatakbo ng mga precision machine tool, mula sa mga operasyon sa larangan sa makinarya ng agrikultura hanggang sa power transmission sa mga makina ng sasakyan, ang mga roller chain ay palaging gumaganap bilang isang "power bridge." Sa paggawa ng roller chain, ang tempering, isang pangunahing hakbang sa proseso ng heat treatment, ay parang mahalagang hakbang na "ginagawang ginto ang bato," na direktang tumutukoy sa lakas, tibay, resistensya sa pagkasira, at buhay ng serbisyo ng kadena.
1. Bakit ang tempering ay isang "sapilitang kurso" sa paggawa ng roller chain?
Bago talakayin ang proseso ng tempering, kailangan muna nating linawin: Bakit mahalaga ang tempering ng roller chain? Nagsisimula ito sa pagproseso ng mga pangunahing bahagi ng chain: mga roller, bushing, pin, at link plate. Pagkatapos mabuo, ang mga pangunahing bahagi ng roller chain ay karaniwang sumasailalim sa proseso ng quenching: ang workpiece ay pinainit nang higit sa kritikal na temperatura (karaniwang 820-860°C), pinapanatili sa temperaturang iyon sa loob ng isang panahon, at pagkatapos ay mabilis na pinapalamig (hal., sa tubig o langis) upang gawing martensite ang panloob na istraktura ng metal. Bagama't ang quenching ay makabuluhang nagpapataas ng katigasan ng workpiece (umaabot sa HRC 58-62), nagpapakita rin ito ng isang kritikal na disbentaha: napakataas na panloob na stress at brittleness, na ginagawa itong madaling mabali sa ilalim ng shock o vibration. Isipin ang paggamit ng isang quenched roller chain nang direkta para sa transmission. Ang mga pagkabigo tulad ng pagkabali ng pin at pagbibitak ng roller ay maaaring mangyari sa panahon ng unang load, na may mapaminsalang mga kahihinatnan.
Tinutugunan ng proseso ng pagpapatigas ang isyu ng "matigas ngunit malutong" pagkatapos ng pagpapalamig. Ang pinalamig na workpiece ay muling pinapainit sa temperaturang mas mababa sa kritikal na temperatura (karaniwang 150-350°C), pinapanatili sa temperaturang iyon sa loob ng isang panahon, at pagkatapos ay dahan-dahang pinapalamig. Inaayos ng prosesong ito ang panloob na istruktura ng metal upang makamit ang pinakamainam na balanse sa pagitan ng katigasan at tibay. Para sa mga roller chain, ang pagpapatigas ay gumaganap ng mahalagang papel sa tatlong pangunahing aspeto:
Pinapawi ang panloob na stress: Pinapalabas ang mga stress sa istruktura at thermal na nalilikha habang pinapatay, pinipigilan ang deformation at pagbibitak sa workpiece dahil sa konsentrasyon ng stress habang ginagamit;
I-optimize ang mga mekanikal na katangian: Ayusin ang ratio ng katigasan, lakas, at tibay batay sa mga kinakailangan sa aplikasyon—halimbawa, ang mga kadena para sa makinarya ng konstruksyon ay nangangailangan ng mas mataas na tibay, habang ang mga precision transmission chain ay nangangailangan ng mas mataas na katigasan;
Patatagin ang microstructure at mga sukat: Patatagin ang panloob na microstructure ng metal upang maiwasan ang dimensional deformation ng chain na dulot ng mga pagbabago sa microstructure habang ginagamit, na maaaring makaapekto sa katumpakan ng transmission.
II. Mga Pangunahing Parameter at Mga Control Point ng Proseso ng Pag-temper ng Roller Chain
Ang bisa ng proseso ng pagpapatigas ay nakasalalay sa tumpak na pagkontrol ng tatlong pangunahing parametro: temperatura, oras, at bilis ng paglamig. Ang iba't ibang kombinasyon ng mga parametro ay maaaring magdulot ng makabuluhang magkakaibang resulta ng pagganap. Ang proseso ng pagpapatigas ay kailangang iayon sa iba't ibang bahagi ng kadena ng roller (mga roller, bushing, pin, at plato) dahil sa kanilang iba't ibang katangian ng pagkarga at mga kinakailangan sa pagganap.
1. Temperatura ng Pagpapatibay: Ang "Core Knob" para sa Pagkontrol ng Pagganap
Ang temperatura ng pagpapatigas ang pinakamahalagang salik sa pagtukoy ng pangwakas na pagganap ng isang workpiece. Habang tumataas ang temperatura, bumababa ang katigasan ng workpiece at tumataas ang tibay nito. Depende sa aplikasyon ng roller chain, ang mga temperatura ng pagpapatigas ay karaniwang ikinakategorya bilang mga sumusunod:
Pag-temper sa mababang temperatura (150-250°C): Pangunahing ginagamit para sa mga bahaging nangangailangan ng mataas na katigasan at resistensya sa pagkasira, tulad ng mga roller at bushing. Ang pag-temper sa mababang temperatura ay nagpapanatili ng katigasan ng workpiece na HRC 55-60 habang inaalis ang ilang panloob na stress, kaya angkop ito para sa mga high-frequency, low-impact na aplikasyon ng transmission (tulad ng mga machine tool spindle drive).
Pagtemper sa katamtamang temperatura (300-450°C): Angkop para sa mga bahaging nangangailangan ng mataas na lakas at elastisidad, tulad ng mga pin at chain plate. Pagkatapos ng pagtemper sa katamtamang temperatura, ang katigasan ng workpiece ay bumababa sa HRC 35-45, na makabuluhang nagpapabuti sa lakas ng ani at limitasyon ng elastiko nito, na nagbibigay-daan dito upang makayanan ang mabibigat na karga ng impact (hal., sa makinarya ng konstruksyon at kagamitan sa pagmimina).
Pagtemper sa mataas na temperatura (500-650°C): Bihirang gamitin para sa mga pangunahing bahagi ng roller chain, ginagamit lamang ito sa mga espesyal na aplikasyon para sa mga pantulong na bahagi na nangangailangan ng mataas na tibay. Sa temperaturang ito, ang katigasan ay lalong nababawasan (HRC 25-35), ngunit ang impact toughness ay lubos na napapabuti.
Mga Pangunahing Kontrol na Punto: Napakahalaga ang pagkakapareho ng temperatura sa loob ng tempering furnace, kung saan ang mga pagkakaiba sa temperatura ay kinokontrol sa loob ng ±5°C. Ang hindi pantay na temperatura ay maaaring humantong sa mga makabuluhang pagkakaiba-iba ng pagganap sa loob ng parehong batch ng mga workpiece. Halimbawa, ang labis na mataas na lokal na temperatura sa mga roller ay maaaring lumikha ng mga "malambot na bahagi," na binabawasan ang resistensya sa pagkasira. Ang labis na mababang temperatura ay maaaring hindi ganap na maalis ang mga panloob na stress, na humahantong sa pagbibitak.
2. Oras ng Pagpapatigas: Isang "Sapat na Kondisyon" para sa Pagbabagong Mikroistruktural
Dapat tiyakin ng oras ng pagpapatigas ang sapat na pagbabagong-anyo ng microstructural sa loob ng workpiece habang iniiwasan ang pagkasira ng performance na dulot ng labis na pagpapatigas. Ang napakaikling oras ay pumipigil sa kumpletong paglabas ng internal stress, na nagreresulta sa hindi kumpletong pagbabagong-anyo ng microstructural at hindi sapat na tibay. Ang napakatagal na oras ay nagpapataas ng mga gastos sa produksyon at maaari ring humantong sa labis na pagbaba ng katigasan. Ang oras ng pagpapatigas para sa mga bahagi ng roller chain ay karaniwang tinutukoy ng kapal ng workpiece at karga sa pugon:
Mga bahaging may manipis na dingding (tulad ng mga chain plate, 3-8mm ang kapal): Ang oras ng pagpapatigas ay karaniwang 1-2 oras;
Mga bahaging makakapal ang dingding (tulad ng mga roller at pin, 10-30mm ang diyametro): Ang oras ng pagpapatigas ay dapat pahabain sa 2-4 na oras;
Para sa mas malalaking karga sa pugon, ang oras ng pagpapatigas ay dapat dagdagan ng 10%-20% upang matiyak ang pantay na paglipat ng init sa ubod ng workpiece.
Mga Pangunahing Kontrol na Punto: Ang paggamit ng paraan ng "step temperature ramp" ay maaaring mag-optimize ng kahusayan sa pagtemper—unang itaas ang temperatura ng pugon sa 80% ng target na temperatura, hawakan nang 30 minuto, at pagkatapos ay itaas ito sa target na temperatura upang maiwasan ang mga bagong thermal stress sa workpiece dahil sa mabilis na pagtaas ng temperatura.
3. Rate ng Paglamig: Ang "Huling Linya ng Depensa" para sa Matatag na Pagganap
Ang bilis ng paglamig pagkatapos ng tempering ay may maliit na epekto sa pagganap ng workpiece, ngunit kailangan pa rin itong kontrolin nang maayos. Karaniwang ginagamit ang air cooling (natural cooling) o furnace cooling (furnace cooling):
Pagkatapos ng pagpapatigas sa mababang temperatura, karaniwang ginagamit ang pagpapalamig ng hangin upang mabilis na mabawasan ang temperatura sa temperatura ng silid at maiwasan ang matagal na pagkakalantad sa katamtamang temperatura, na maaaring humantong sa pagkawala ng katigasan.
Kung kinakailangan ang mas mataas na tibay pagkatapos ng katamtamang temperaturang pagpapatigas, maaaring gamitin ang pagpapalamig sa pugon. Ang mabagal na proseso ng pagpapalamig ay lalong nagpapabuti sa laki ng butil at nagpapabuti sa resistensya sa pagtama.
Mga Pangunahing Kontrol na Punto: Sa proseso ng pagpapalamig, mahalagang iwasan ang hindi pantay na pagdikit sa pagitan ng ibabaw ng workpiece at hangin, na maaaring humantong sa oksihenasyon o decarburization. Ang mga proteksiyon na gas tulad ng nitrogen ay maaaring ipasok sa tempering furnace, o maaaring lagyan ng mga anti-oxidation coatings ang ibabaw ng workpiece upang matiyak ang kalidad ng ibabaw.
III. Mga Karaniwang Problema at Solusyon sa Pag-temper ng Roller Chain
Kahit na nauunawaan ang mga pangunahing parametro, ang mga isyu sa kalidad ng tempering ay maaari pa ring mangyari sa aktwal na produksyon dahil sa mga salik tulad ng kagamitan, operasyon, o mga materyales. Ang mga sumusunod ay ang apat na pinakakaraniwang problemang nararanasan habang pinapa-temper ang roller chain at ang mga kaukulang solusyon nito:
1. Hindi Sapat o Hindi Pantay na Katigasan
Mga Sintomas: Ang katigasan ng workpiece ay mas mababa kaysa sa kinakailangan sa disenyo (hal., ang katigasan ng roller ay hindi umaabot sa HRC 55), o ang pagkakaiba ng katigasan sa pagitan ng iba't ibang bahagi ng iisang workpiece ay lumampas sa HRC 3. Mga Sanhi:
Masyadong mataas ang temperatura ng pagpapatigas o masyadong mahaba ang oras ng paghawak;
Hindi pantay ang distribusyon ng temperatura ng tempering furnace;
Hindi sapat ang bilis ng paglamig ng workpiece pagkatapos ng quenching, na nagreresulta sa hindi kumpletong pagbuo ng martensite.
Mga Solusyon:
I-calibrate ang tempering furnace thermocouple, regular na subaybayan ang distribusyon ng temperatura sa loob ng furnace, at palitan ang mga lumang heating tube;
Mahigpit na kontrolin ang temperatura at oras ayon sa nakasaad sa process sheet at gumamit ng staged holding;
I-optimize ang proseso ng pag-quench at pagpapalamig upang matiyak ang mabilis at pantay na paglamig ng workpiece.
2. Hindi naaalis ang panloob na stress, na humahantong sa pagbibitak habang ginagamit
Mga Sintomas: Sa unang pagkakabit at paggamit ng kadena, ang pin o chain plate ay maaaring masira nang walang babala, na maaaring magdulot ng pagkabasag at pagkabasag.
Mga Sanhi:
Masyadong mababa ang temperatura ng pagpapatigas o masyadong maikli ang oras ng paghawak, na nagreresulta sa hindi sapat na paglabas ng panloob na stress;
Hindi agad pinapatigas ang workpiece pagkatapos ng quenching (nang higit sa 24 oras), na humahantong sa akumulasyon ng internal stress. Solusyon:
Naaangkop na taasan ang temperatura ng pagpapatigas batay sa kapal ng workpiece (hal., mula 300°C hanggang 320°C para sa mga pin) at pahabain ang oras ng paghawak.
Pagkatapos ng pag-quench, ang workpiece ay dapat na patigasin sa loob ng 4 na oras upang maiwasan ang matagalang akumulasyon ng stress.
Gumamit ng prosesong "secondary tempering" para sa mga pangunahing bahagi (pagkatapos ng unang pag-temper, palamigin sa temperatura ng kuwarto at pagkatapos ay muling i-temper sa mataas na temperatura) upang higit pang maalis ang natitirang stress.
3. Oksidasyon at Dekarburisasyon sa Ibabaw
Mga Sintomas: Lumilitaw ang isang kulay abong-itim na kaliskis ng oksido sa ibabaw ng workpiece, o ipinapahiwatig ng isang hardness tester na ang katigasan ng ibabaw ay mas mababa kaysa sa katigasan ng core (ang decarburization layer ay higit sa 0.1mm ang kapal).
Sanhi:
Ang labis na nilalaman ng hangin sa tempering furnace ay nagdudulot ng reaksyon sa pagitan ng workpiece at oxygen.
Ang labis na oras ng pagpapatigas ay nagiging sanhi ng pagkalat at pagkalat ng carbon mula sa ibabaw. Solusyon: Gumamit ng isang selyadong tempering furnace na may nitrogen o hydrogen protective atmosphere upang kontrolin ang nilalaman ng oxygen sa furnace sa ibaba ng 0.5%. Bawasan ang hindi kinakailangang oras ng pagpapatigas at i-optimize ang paraan ng pagkarga ng furnace upang maiwasan ang labis na pag-iimpake ng mga workpiece. Para sa mga workpiece na bahagyang na-oxidize, magsagawa ng shot blasting pagkatapos ng pagpapatigas upang maalis ang kaliskis sa ibabaw.
4. Dimensyonal na Depormasyon
Mga Sintomas: Labis na roller ovality (lampas sa 0.05mm) o hindi pantay na mga butas ng chain plate.
Sanhi: Ang sobrang mabilis na pag-init o paglamig dahil sa tempering ay lumilikha ng thermal stress na humahantong sa deformation.
Ang hindi wastong paglalagay ng mga workpiece habang naglo-load sa pugon ay nagreresulta sa hindi pantay na stress.
Solusyon: Gumamit ng mabagal na pag-init (50°C/oras) at mabagal na paglamig upang mabawasan ang thermal stress.
Magdisenyo ng mga espesyal na kagamitan upang matiyak na nananatiling libre ang workpiece habang ini-temper upang maiwasan ang deformasyon ng compression.
Para sa mga piyesang may mataas na katumpakan, magdagdag ng hakbang sa pagtuwid pagkatapos ng pagtemper, gamit ang pressure straightening o heat treatment upang itama ang mga sukat.
IV. Inspeksyon sa Kalidad ng Proseso ng Pag-temper at Pamantayan sa Pagtanggap
Upang matiyak na natutugunan ng mga bahagi ng roller chain ang mga kinakailangan sa pagganap pagkatapos ng tempering, dapat magtatag ng isang komprehensibong sistema ng inspeksyon ng kalidad, na nagsasagawa ng komprehensibong inspeksyon sa apat na dimensyon: hitsura, katigasan, mekanikal na katangian, at microstructure.
1. Inspeksyon sa Hitsura
Nilalaman ng Inspeksyon: Mga depekto sa ibabaw tulad ng kaliskis, mga bitak, at mga yupi.
Paraan ng Inspeksyon: Biswal na inspeksyon o inspeksyon gamit ang magnifying glass (10x magnification).
Mga Pamantayan sa Pagtanggap: Walang nakikitang kaliskis, mga bitak, o mga burr sa ibabaw, at pare-parehong kulay.
2. Inspeksyon ng Katigasan
Nilalaman ng Inspeksyon: Katigasan ng ibabaw at pagkakapareho ng katigasan.
Paraan ng Inspeksyon: Gumamit ng Rockwell hardness tester (HRC) upang subukan ang katigasan ng ibabaw ng mga roller at pin. 5% ng mga workpiece mula sa bawat batch ay sapalarang kinukuhaan ng sample, at tatlong magkakaibang lokasyon sa bawat workpiece ang sinisiyasat.
Mga Pamantayan sa Pagtanggap:
Mga roller at bushing: HRC 55-60, na may pagkakaiba sa katigasan na ≤ HRC3 sa loob ng parehong batch.
Plato ng pin at kadena: HRC 35-45, na may pagkakaiba sa katigasan na ≤ HRC2 sa loob ng parehong batch. 3. Pagsubok sa mga Katangiang Mekanikal
Nilalaman ng Pagsubok: Lakas ng makunat, tibay ng impact;
Paraan ng Pagsubok: Ang mga karaniwang ispesimen ay inihahanda mula sa isang batch ng mga workpiece bawat quarter para sa tensile testing (GB/T 228.1) at impact testing (GB/T 229);
Mga Pamantayan sa Pagtanggap:
Lakas ng Tensile: Mga Pin ≥ 800 MPa, Mga Kadena ≥ 600 MPa;
Katigasan ng Pagtama: Mga Pin ≥ 30 J/cm², Mga Kadena ≥ 25 J/cm².
4. Pagsubok sa Mikroistruktura
Nilalaman ng Pagsubok: Ang panloob na istraktura ay pare-parehong tempered martensite at tempered bainite;
Paraan ng Pagsubok: Ang mga cross-section ng workpiece ay pinuputol, pinakintab, at inukit, at pagkatapos ay inoobserbahan gamit ang isang metallographic microscope (400x magnification);
Mga Pamantayan sa Pagtanggap: Pare-parehong istraktura na walang network carbides o coarse grains, at kapal ng decarburized layer na ≤ 0.05 mm.
V. Mga Uso sa Industriya: Ang Direksyon ng Pag-unlad ng mga Proseso ng Matalinong Pagpapatigas
Dahil sa malawakang pag-aampon ng mga teknolohiyang Industry 4.0, ang mga proseso ng roller chain tempering ay umuunlad tungo sa matalino, tumpak, at luntiang mga proseso. Ang mga sumusunod ay tatlong pangunahing trend na dapat tandaan:
1. Matalinong Sistema ng Pagkontrol ng Temperatura
Gamit ang teknolohiyang Internet of Things (IoT), maraming set ng high-precision thermocouples at infrared temperature sensors ang inilalagay sa loob ng tempering furnace upang mangolekta ng real-time na datos ng temperatura. Gamit ang mga algorithm ng AI, awtomatikong inaayos ang lakas ng pag-init upang makamit ang katumpakan ng pagkontrol ng temperatura sa loob ng ±2°C. Bukod pa rito, itinatala ng sistema ang tempering curve para sa bawat batch ng mga workpiece, na lumilikha ng isang masusubaybayang rekord ng kalidad.
2. Simulasyon ng Prosesong Digital
Gamit ang finite element analysis software (tulad ng ANSYS), ang temperatura at stress fields ng workpiece habang pinapainit ay ginagaya upang mahulaan ang potensyal na deformation at hindi pantay na performance, sa gayon ay na-optimize ang mga parameter ng proseso. Halimbawa, maaaring matukoy ng simulation ang pinakamainam na oras ng pagpapainit para sa isang partikular na modelo ng roller, na nagpapataas ng kahusayan ng 30% kumpara sa tradisyonal na mga pamamaraan ng trial-and-error.
3. Mga Prosesong Luntian at Nagtitipid ng Enerhiya
Ang pagbuo ng teknolohiyang low-temperature at short-time tempering ay nakakabawas sa temperatura ng tempering at pagkonsumo ng enerhiya sa pamamagitan ng pagdaragdag ng catalyst. Ang pagpapatupad ng waste heat recovery system upang i-recycle ang init mula sa high-temperature flue gas na ibinubuga mula sa tempering furnace para sa preheating ng mga workpiece, na nakakamit ng pagtitipid sa enerhiya na mahigit 20%. Bukod pa rito, ang pagtataguyod ng paggamit ng water-soluble anti-oxidation coatings bilang alternatibo sa tradisyonal na oil-based coatings ay nakakabawas sa mga emisyon ng VOC.
Oras ng pag-post: Set-08-2025