Makaralı zincirler için yaygın ısıl işlem süreçlerine giriş

Makaralı zincirler için yaygın ısıl işlem süreçlerine giriş
Makaralı zincirlerin üretim sürecinde, ısıl işlem, performanslarını iyileştirmenin kilit bir aşamasıdır. Isıl işlem sayesinde, makaralı zincirlerin mukavemeti, sertliği, aşınma direnci ve tokluğu önemli ölçüde artırılabilir, böylece kullanım ömrü uzatılabilir ve çeşitli karmaşık çalışma koşulları altında kullanım gereksinimleri karşılanabilir. Aşağıda, makaralı zincirler için yaygın olarak kullanılan birkaç ısıl işlem sürecine ilişkin detaylı bir tanıtım yer almaktadır:

I. Sertleştirme ve temperleme işlemi
(I) Söndürme
Sertleştirme, makaralı zincirin belirli bir sıcaklığa (genellikle Ac3 veya Ac1'in üzerinde) ısıtılması, belirli bir süre sıcak tutulması ve ardından hızla soğutulması işlemidir. Amacı, makaralı zincirin yüksek sertlik ve yüksek mukavemete sahip martensitik bir yapı kazanmasını sağlamaktır. Yaygın olarak kullanılan sertleştirme ortamları arasında su, yağ ve tuzlu su bulunur. Su, hızlı soğutma hızına sahiptir ve basit şekilli ve küçük boyutlu makaralı zincirler için uygundur; yağ ise nispeten yavaş soğutma hızına sahiptir ve karmaşık şekilli ve büyük boyutlu makaralı zincirler için uygundur.
(II) Tavlama
Tavlama, sertleştirilmiş zincir telinin belirli bir sıcaklığa (genellikle Ac1'in altında) yeniden ısıtılması, sıcak tutulması ve ardından soğutulması işlemidir. Amacı, sertleştirme işlemi sırasında oluşan iç gerilimi ortadan kaldırmak, sertliği ayarlamak ve tokluğu iyileştirmektir. Tavlama sıcaklığına göre düşük sıcaklıkta tavlama (150℃-250℃), orta sıcaklıkta tavlama (350℃-500℃) ve yüksek sıcaklıkta tavlama (500℃-650℃) olarak sınıflandırılabilir. Düşük sıcaklıkta tavlama, yüksek sertlik ve iyi tokluğa sahip tavlanmış martensit yapısı elde etmeyi sağlar; orta sıcaklıkta tavlama, yüksek akma dayanımı, iyi plastisite ve tokluğa sahip tavlanmış troostit yapısı elde etmeyi sağlar; yüksek sıcaklıkta tavlama ise iyi kapsamlı mekanik özelliklere sahip tavlanmış troostit yapısı elde etmeyi sağlar.

2. Karbonlama işlemi
Karbürleme, karbon atomlarının makaralı zincirin yüzeyine nüfuz ederek yüksek karbonlu bir karbürleme tabakası oluşturması ve böylece yüzey sertliğini ve aşınma direncini artırmasıdır; bu sırada çekirdek, düşük karbonlu çeliğin tokluğunu korur. Karbürleme işlemleri katı karbürleme, gaz karbürleme ve sıvı karbürlemeyi içerir. Bunlar arasında gaz karbürleme en yaygın kullanılanıdır. Makaralı zincir, karbürleme atmosferine yerleştirilerek, belirli bir sıcaklık ve sürede karbon atomları yüzeye nüfuz ettirilir. Karbürlemeden sonra, yüzey sertliğini ve aşınma direncini daha da artırmak için genellikle su verme ve düşük sıcaklıkta temperleme gereklidir.

3. Nitrürleme işlemi
Nitrürleme, azot atomlarının zincir yüzeyine nüfuz ettirilerek nitrür oluşturulması ve böylece yüzey sertliğinin, aşınma direncinin ve yorulma dayanımının iyileştirilmesidir. Nitrürleme işlemi gaz nitrürleme, iyon nitrürleme ve sıvı nitrürlemeyi içerir. Gaz nitrürlemede, zincir azot içeren bir atmosfere yerleştirilir ve belirli bir sıcaklık ve süre boyunca azot atomlarının yüzeye nüfuz etmesine izin verilir. Nitrürlemeden sonra zincir yüksek yüzey sertliğine, iyi aşınma direncine ve düşük deformasyona sahip olur; bu da karmaşık şekillere sahip zincirler için uygundur.

4. Karbonitrürleme işlemi
Karbonitrasyon, karbonitrit oluşturmak için aynı anda karbon ve nitrojeni makaralı zincirin yüzeyine nüfuz ettirme işlemidir; bu sayede yüzey sertliği, aşınma direnci ve yorulma dayanımı iyileştirilir. Karbonitrasyon işlemi, gaz karbonitrasyon ve sıvı karbonitrasyon olmak üzere ikiye ayrılır. Gaz karbonitrasyonunda, makaralı zincir karbon ve nitrojen içeren bir atmosfere yerleştirilir ve belirli bir sıcaklık ve süre boyunca karbon ve nitrojenin aynı anda yüzeye nüfuz etmesine izin verilir. Karbonitrasyondan sonra makaralı zincir yüksek yüzey sertliğine, iyi aşınma direncine ve iyi kavrama performansına sahiptir.

5. Tavlama işlemi
Tavlama, silindir zincirinin belirli bir sıcaklığa (genellikle Ac3'ün 30-50℃ üzerinde) ısıtılması, belirli bir süre sıcak tutulması, fırınla ​​yavaşça 500℃'nin altına soğutulması ve ardından havada soğutulması işlemidir. Amacı, sertliği azaltmak, plastisiteyi ve tokluğu iyileştirmek ve işlemeyi ve sonraki ısıl işlemi kolaylaştırmaktır. Tavlamadan sonra silindir zinciri, düzgün bir yapıya ve orta derecede sertliğe sahip olur, bu da kesme performansını artırabilir.

6. Normalleştirme işlemi
Normalleştirme, silindir zincirinin belirli bir sıcaklığa (genellikle Ac3 veya Acm'nin üzerinde) ısıtılması, sıcak tutulması, fırından çıkarılması ve havada soğutulması işlemidir. Amacı, tane yapısını inceltmek, yapıyı homojen hale getirmek, sertliği ve mukavemeti artırmak ve kesme performansını iyileştirmektir. Normalleştirme işleminden sonra silindir zinciri, homojen bir yapıya ve orta derecede sertliğe sahip olur ve son ısıl işlem veya ön ısıl işlem olarak kullanılabilir.

7. Yaşlanma tedavisi süreci
Yaşlandırma işlemi, makaralı zincirin belirli bir sıcaklığa ısıtılması, belirli bir süre sıcak tutulması ve ardından soğutulması işlemidir. Amacı, artık gerilimi ortadan kaldırmak, boyutu stabilize etmek ve mukavemeti ve sertliği artırmaktır. Yaşlandırma işlemi doğal yaşlandırma ve yapay yaşlandırma olmak üzere ikiye ayrılır. Doğal yaşlandırma, makaralı zincirin artık gerilimini kademeli olarak ortadan kaldırmak için uzun süre oda sıcaklığında veya doğal koşullarda bekletilmesidir; yapay yaşlandırma ise makaralı zincirin daha yüksek bir sıcaklığa ısıtılması ve daha kısa sürede yaşlandırma işleminin gerçekleştirilmesidir.

8. Yüzey soğutma işlemi
Yüzey sertleştirme, makaralı zincirin yüzeyini belirli bir sıcaklığa kadar ısıtıp hızla soğutma işlemidir. Amacı, çekirdeğin iyi tokluğunu korurken yüzey sertliğini ve aşınma direncini iyileştirmektir. Yüzey sertleştirme işlemleri arasında indüksiyonla ısıtma yüzey sertleştirme, alevle ısıtma yüzey sertleştirme ve elektrik temaslı ısıtma yüzey sertleştirme bulunur. İndüksiyonla ısıtma yüzey sertleştirme, indüklenen akım tarafından üretilen ısıyı makaralı zincirin yüzeyini ısıtmak için kullanır ve hızlı ısıtma hızı, iyi sertleştirme kalitesi ve düşük deformasyon avantajlarına sahiptir.

9. Yüzey güçlendirme işlemi
Yüzey güçlendirme işlemi, fiziksel veya kimyasal yöntemlerle makaralı zincirin yüzeyinde özel özelliklere sahip bir güçlendirme tabakası oluşturarak yüzey sertliğini, aşınma direncini ve yorulma dayanımını iyileştirmeyi amaçlar. Yaygın yüzey güçlendirme işlemleri arasında bilye püskürtme, haddeleme ile güçlendirme, metal infiltrasyon ile güçlendirme vb. bulunur. Bilye püskürtme, makaralı zincirin yüzeyine yüksek hızlı bilyelerin çarpmasıyla yüzeyde kalıcı sıkıştırma gerilimi oluşturulması ve böylece yorulma dayanımının iyileştirilmesidir; haddeleme ile güçlendirme ise, makaralı zincirin yüzeyinin haddeleme aletleri kullanılarak yuvarlanması ve böylece yüzeyde plastik deformasyon oluşması ve yüzey sertliğinin ve aşınma direncinin iyileştirilmesidir.

10. Borlama işlemi
Borlama, bor atomlarının makaralı zincirin yüzeyine nüfuz ettirilerek borürler oluşturulması ve böylece yüzey sertliğinin ve aşınma direncinin iyileştirilmesidir. Borlama işlemleri gaz borlama ve sıvı borlama olmak üzere ikiye ayrılır. Gaz borlamada, makaralı zincir bor içeren bir atmosfere yerleştirilir ve belirli bir sıcaklık ve süre boyunca bor atomlarının yüzeye nüfuz etmesine izin verilir. Borlamadan sonra makaralı zincir yüksek yüzey sertliğine, iyi aşınma direncine ve iyi sıkışma önleyici performansa sahip olur.

11. Kompozit ikincil söndürme ısıl işlem süreci
Bileşik ikincil su verme ısıl işlemi, iki su verme ve temperleme işlemiyle makaralı zincirlerin performansını önemli ölçüde artıran gelişmiş bir ısıl işlem sürecidir. Bu işlem genellikle aşağıdaki adımları içerir:
(I) Birinci söndürme
Makara zinciri, iç yapısını tamamen östenitleştirmek için daha yüksek bir sıcaklığa (genellikle geleneksel su verme sıcaklığından daha yüksek) ısıtılır ve ardından martensitik bir yapı oluşturmak için hızla soğutulur. Bu adımın amacı, makara zincirinin sertliğini ve mukavemetini artırmaktır.
(II) Birinci temperleme
İlk sertleştirme işleminden sonra, makaralı zincir orta bir sıcaklığa (genellikle 300℃-500℃ arası) ısıtılır, belirli bir süre sıcak tutulur ve ardından soğutulur. Bu adımın amacı, sertleştirme işlemi sırasında oluşan iç gerilimi ortadan kaldırırken, sertliği ayarlamak ve tokluğu iyileştirmektir.
(III) İkinci söndürme
İlk temperleme işleminden sonra, makaralı zincir tekrar daha yüksek bir sıcaklığa, ancak ilk soğutma sıcaklığından biraz daha düşük bir sıcaklığa ısıtılır ve ardından hızla soğutulur. Bu adımın amacı, martensitik yapıyı daha da inceltmek ve makaralı zincirin sertliğini ve aşınma direncini artırmaktır.
(IV) İkinci temperleme
İkinci sertleştirme işleminden sonra, makaralı zincir daha düşük bir sıcaklığa (genellikle 150℃-250℃ arası) ısıtılır, belirli bir süre sıcak tutulur ve ardından soğutulur. Bu adımın amacı, iç gerilimi daha da ortadan kaldırmak, boyutu stabilize etmek ve yüksek sertlik ve aşınma direncini korumaktır.

12. Sıvı karbürleme işlemi
Sıvı karbürleme, makaralı zincirin sıvı bir karbürleme ortamına daldırılmasıyla karbon atomlarının yüzeye nüfuz etmesini sağlayan özel bir karbürleme işlemidir. Bu işlemin avantajları arasında hızlı karbürleme hızı, düzgün karbürleme tabakası ve iyi kontrol edilebilirlik yer alır. Karmaşık şekillere ve yüksek boyutsal hassasiyet gereksinimlerine sahip makaralı zincirler için uygundur. Sıvı karbürlemeden sonra, yüzey sertliğini ve aşınma direncini daha da iyileştirmek için genellikle su verme ve düşük sıcaklıkta temperleme gereklidir.

13. Sertleştirme işlemi
Sertleştirme, makaralı zincirin iç yapısını iyileştirerek sertliğini ve aşınma direncini artırmayı ifade eder. İşlem adımları şu şekildedir:
(I) Isıtma
Zincir, sertleşme sıcaklığına kadar ısıtılarak karbon ve azot gibi elementlerin zincir içinde çözünmesi ve yayılması sağlanır.
(ii) Yalıtım
Sertleşme sıcaklığına ulaşıldıktan sonra, elementlerin eşit şekilde yayılması ve katı çözelti oluşturması için belirli bir süre yalıtım sağlanmalıdır.
(iii) Soğutma
Zinciri hızla soğuttuğunuzda, katı çözelti ince taneli bir yapı oluşturacak, sertliği ve aşınma direncini artıracaktır.

14. Metal İnfiltrasyon Prosesi
Metal infiltrasyon işlemi, metal elementlerin makara zincirinin yüzeyine nüfuz ettirilerek metal bileşikleri oluşturulması ve böylece yüzey sertliğinin ve aşınma direncinin iyileştirilmesidir. Yaygın metal infiltrasyon işlemleri arasında kromlama ve vanadyum infiltrasyonu bulunur. Kromlama işleminde, makara zinciri krom içeren bir ortama yerleştirilir ve belirli bir sıcaklık ve sürede krom atomları yüzeye nüfuz ederek krom bileşikleri oluşturur, böylece yüzey sertliği ve aşınma direnci iyileştirilir.

15. Alüminyumlaştırma Prosesi
Alüminyum kaplama işlemi, alüminyum atomlarının zincir yüzeyine nüfuz ettirilerek alüminyum bileşikleri oluşturulması ve böylece yüzeyin oksidasyon direnci ve korozyon direncinin iyileştirilmesidir. Alüminyum kaplama işlemleri gaz alüminyum kaplama ve sıvı alüminyum kaplama olmak üzere ikiye ayrılır. Gaz alüminyum kaplamada, zincir alüminyum içeren bir ortama yerleştirilir ve belirli bir sıcaklık ve süre içinde alüminyum atomları yüzeye nüfuz eder. Alüminyum infiltrasyonundan sonra zincir yüzeyi iyi oksidasyon ve korozyon direncine sahip olur ve yüksek sıcaklık ve aşındırıcı ortamlarda kullanıma uygundur.

16. Bakır infiltrasyon işlemi
Bakır infiltrasyon işlemi, bakır atomlarının zincir yüzeyine nüfuz ettirilerek bakır bileşikleri oluşturulması ve böylece yüzey aşınma direnci ve sıkışma önleme performansının iyileştirilmesidir. Bakır infiltrasyon işlemi, gaz bakır infiltrasyonu ve sıvı bakır infiltrasyonu olmak üzere ikiye ayrılır. Gaz bakır infiltrasyonu, zincirin bakır içeren bir atmosfere yerleştirilmesi ve belirli bir sıcaklık ve süre içinde bakır atomlarının yüzeye nüfuz ettirilmesi işlemidir. Bakır infiltrasyonundan sonra zincir yüzeyi iyi aşınma direnci ve sıkışma önleme performansına sahiptir ve yüksek hız ve ağır yük koşullarında kullanıma uygundur.

17. Titanyum infiltrasyon işlemi
Titanyum infiltrasyon işlemi, titanyum atomlarının makaralı zincirin yüzeyine nüfuz ettirilerek titanyum bileşikleri oluşturulması ve böylece yüzey sertliğinin ve aşınma direncinin iyileştirilmesidir. Titanyum infiltrasyon işlemi, gaz titanyum infiltrasyonu ve sıvı titanyum infiltrasyonu olmak üzere ikiye ayrılır. Gaz titanyum infiltrasyonunda, makaralı zincir titanyum içeren bir atmosfere yerleştirilir ve belirli bir sıcaklık ve süre içinde titanyum atomları yüzeye nüfuz ettirilir. Titanyum infiltrasyonundan sonra makaralı zincirin yüzeyi iyi bir sertliğe ve aşınma direncine sahiptir ve yüksek sertlik ve yüksek aşınma direnci gereksinimleri olan çalışma koşulları için uygundur.

18. Kobaltlama işlemi
Kobalt kaplama işlemi, kobalt atomlarının makaralı zincirin yüzeyine nüfuz ettirilerek kobalt bileşikleri oluşturulması ve böylece yüzeyin sertliğinin ve aşınma direncinin artırılması işlemidir. Kobalt kaplama işlemi, gaz kobalt kaplama ve sıvı kobalt kaplama olmak üzere ikiye ayrılır. Gaz kobalt kaplamada, makaralı zincir kobalt içeren bir atmosfere yerleştirilir ve belirli bir sıcaklık ve süre içinde kobalt atomları yüzeye nüfuz ettirilir. Kobalt kaplamadan sonra makaralı zincir yüzeyi iyi bir sertliğe ve aşınma direncine sahiptir ve yüksek sertlik ve yüksek aşınma direnci gereksinimleri olan çalışma koşulları için uygundur.

19. Zirkonizasyon işlemi
Zirkonizasyon işlemi, zirkonyum atomlarının makara zincirinin yüzeyine nüfuz ettirilerek zirkonyum bileşikleri oluşturulması ve böylece yüzeyin sertliğinin ve aşınma direncinin artırılması işlemidir. Zirkonizasyon işlemi, gaz zirkonizasyonu ve sıvı zirkonizasyon olmak üzere iki yöntemden oluşur. Gaz zirkonizasyonunda, makara zinciri zirkonyum içeren bir atmosfere yerleştirilir ve belirli bir sıcaklık ve süre içinde zirkonyum atomları yüzeye nüfuz ettirilir. Zirkonizasyondan sonra makara zinciri yüzeyi iyi bir sertliğe ve aşınma direncine sahiptir ve yüksek sertlik ve yüksek aşınma direnci gereksinimleri olan çalışma koşulları için uygundur.

20. Molibden infiltrasyon süreci
Molibden infiltrasyon işlemi, molibden atomlarının makara zincirinin yüzeyine nüfuz ettirilerek molibden bileşikleri oluşturulması ve böylece yüzeyin sertliğinin ve aşınma direncinin artırılması işlemidir. Molibden infiltrasyon işlemi, gaz molibden infiltrasyonu ve sıvı molibden infiltrasyonu olmak üzere ikiye ayrılır. Gaz molibden infiltrasyonunda, makara zinciri molibden içeren bir atmosfere yerleştirilir ve belirli bir sıcaklık ve süre boyunca molibden atomlarının yüzeye nüfuz etmesine izin verilir. Molibden infiltrasyonundan sonra makara zincirinin yüzeyi iyi bir sertliğe ve aşınma direncine sahiptir ve yüksek sertlik ve yüksek aşınma direnci gerektiren çalışma koşulları için uygundur.