Подробно обяснение на процеса на термична обработка на ролкови вериги: ключова технология за подобряване на производителността

Подробно обяснение на процеса на термична обработка на ролкови вериги: ключова технология за подобряване на производителността

Въведение
Като механичен компонент, широко използван в промишлените трансмисионни и транспортни системи, производителността и животът наролкова веригаса от решаващо значение за стабилната работа на оборудването. Процесът на термична обработка е ключово звено за подобряване на производителността на ролковите вериги. Чрез промяна на микроструктурата на материала, здравината, твърдостта, износоустойчивостта и експлоатационният живот на ролковите вериги могат да бъдат значително подобрени.

1. Основни понятия за термична обработка на ролкови вериги
Термичната обработка е метод на обработка, който променя вътрешната структура на металните материали чрез нагряване, изолация и охлаждане, за да се получат необходимите характеристики. При ролковите вериги термичната обработка може не само да подобри механичните им свойства, но и да подобри износоустойчивостта и дълготрайността им при умора, така че да могат да се адаптират към различни сложни работни условия.

2. Често използвани процеси на термична обработка на ролкови вериги
(I) Закаляване и отпускане
Процес на закаляване
Загряване: Загрейте ролковата верига до подходяща температура, обикновено над Ac3 или Ac1. Изборът на температура на нагряване зависи от състава на материала на ролковата верига и необходимите показатели за производителност.
Изолация: След достигане на температурата на закаляване, поддържайте определено време за изолация, за да се изравни вътрешната температура на ролковата верига.
Закаляване: Ролковата верига се потапя бързо в закаляваща среда, като вода, масло или солена вода. Изборът на закаляваща среда влияе върху скоростта на охлаждане и разпределението на твърдостта след закаляване. Водата има най-бърза скорост на охлаждане, но може да причини по-голямо вътрешно напрежение; маслото има по-бавна скорост на охлаждане и по-малко вътрешно напрежение след закаляване.
Функция: Основната цел на закаляването е да подобри твърдостта и здравината на ролковата верига. Чрез бързо охлаждане се образува втвърдена тъкан на повърхността и вътрешността на ролковата верига, като по този начин се подобрява нейната износоустойчивост и удароустойчивост.
Процес на темпериране
Нагряване: Закалената ролкова верига се нагрява до температура под Ac1. Изборът на температура на отпускане зависи от необходимия баланс между твърдост и жилавост. Най-общо казано, колкото по-висока е температурата на отпускане, толкова по-ниска е твърдостта и толкова по-добра е жилавостта.
Запазване на топлината: Задръжте при температурата на отпускане за определен период от време, за да стабилизирате вътрешната организация на ролковата верига.
Охлаждане: След темпериране бавно се охлажда до стайна температура.
Функция: Основната цел на отпускането е да се намали вътрешното напрежение, генерирано по време на закаляването, и да се регулира твърдостта и жилавостта на ролковата верига. Чрез отпускане, ролковата верига може да постигне по-добри цялостни характеристики и да намали риска от напукване и счупване по време на употреба.
(II) Обработка на повърхностно втвърдяване
Повърхностно закаляване
Индукционно нагряване на повърхностно закаляване: Използвайки принципа на електромагнитната индукция, високочестотен ток се пропуска през индукционната бобина, за да генерира променливо магнитно поле, така че повърхността на ролковата верига генерира вихрови токове и се нагрява бързо. Предимствата на индукционното нагряване са бърза скорост на нагряване, прецизен контрол на температурата и бързо закаляване на локалните повърхности.
Повърхностно закаляване с пламъчно нагряване: Използвайте пистолет за пламъчно пръскане, за да нагреете повърхността на ролковата верига и след това да я охладите бързо. Предимствата на пламъчното нагряване са простото оборудване и гъвкавата работа, което е подходящо за повърхностно закаляване на големи ролкови вериги или локални области.
Функция: Повърхностното закаляване може значително да подобри твърдостта и износоустойчивостта на повърхността на ролковата верига. Когато е подложена на променливи натоварвания и ударни натоварвания, ролковата верига след повърхностно закаляване може да издържи по-добре на износване и повреди от умора.
Карбуризация и азотиране
Процес на карбуризация: Ролковата верига се поставя в среда, съдържаща въглеродни елементи, и въглеродните атоми се инфилтрират в повърхността на ролковата верига при висока температура, за да образуват високовъглероден закален слой. След карбуризация ролковата верига обикновено се нуждае от закаляване и отпускане, за да се подобри допълнително повърхностната твърдост и износоустойчивостта ѝ.
Процес на азотиране: Поставете ролковата верига в среда, съдържаща азот, и оставете азотните атоми да проникнат в повърхността ѝ при определена температура, за да образуват нитридно закален слой. След азотиране ролковата верига има висока повърхностна твърдост, добра износоустойчивост и добра устойчивост на корозия.
Функция: Процесите на цементация и азотиране могат значително да подобрят повърхностната твърдост и износоустойчивостта на ролковата верига. В сравнение с повърхностното закаляване, закаленият слой, образуван чрез цементация и азотиране, е по-дълбок и може да устои по-добре на износване и умора.
(III) Цялостна термична обработка
Отгряване
Процес: Загрейте ролковата верига до 30-50 градуса над Ac3, дръжте я топла за определен период от време, след което бавно я охладете до под 500 градуса в пещта и я охладете на въздух.
Функция: Основната цел на отгряването е да се намали твърдостта на ролковата верига и да се подобри нейната пластичност и режещи характеристики. Чрез отгряването ролковата верига е по-лесна за оформяне и обработка при последващата обработка.
Нормализиране
Процес: Загрейте ролковата верига до температура над Ac3 или Acm, дръжте я топла, извадете я от пещта и я охладете на въздух.
Функция: Нормализирането може да рафинира зърната, да направи структурата еднородна и да подобри цялостните характеристики на ролковата верига. В сравнение с отгряването, ролковата верига след нормализиране има по-висока твърдост и якост.
Закаляване и отпускане
Процес: Закаляването и отпускането са комбинация от закаляване и високотемпературно отпускане. Първо, ролковата верига се нагрява до температура над Ac3, след това се закалява и след това се отпуска при температура от 500-650℃.
Функция: Закаляването и отпускането могат да постигнат цялостни характеристики като висока якост и добра издръжливост. Ролковата верига след закаляване и отпускане има по-добра стабилност и надеждност при излагане на високи натоварвания и ударни натоварвания.
(IV) Специален процес на термична обработка
Карбонитриране
Процес: Ролковата верига и източникът на въглерод и азот се нагряват заедно до температурата на ко-дифузия и се поддържат за определено време. По време на процеса на ко-дифузия, въглеродните и азотните атоми едновременно проникват в повърхността на ролковата верига, образувайки карбонитриден втвърден слой.
Функция: Карбонитрирането може значително да подобри повърхностната твърдост и износоустойчивостта на ролковата верига. В сравнение с карбонитрирането и азотирането, закаленият слой, образуван чрез карбонитриране, има по-добри цялостни характеристики и е по-устойчив на износване и умора.
Бориране
Процес: Поставете ролковата верига в среда, съдържаща борни елементи, и позволете на атомите на бора да проникнат в повърхността на ролковата верига при определена температура.
Функция: Повърхностната твърдост на ролковата верига след бориране е изключително висока, а износоустойчивостта е отлична. Подходяща е за ролкови вериги, използвани при тежки работни условия, като например висока температура и високо натоварване.

3. Влиянието на процеса на термична обработка върху производителността на ролковите вериги
Твърдост и износоустойчивост
Повърхностната твърдост на ролковата верига може да бъде значително подобрена чрез закаляване, повърхностно закаляване, цементация, азотиране и други процеси. Високата твърдост на повърхността може да устои по-добре на износване и да удължи експлоатационния живот на ролковата верига.
Сила и издръжливост
Закаляването и отпускането, обработката чрез закаляване и отпускане и други процеси могат да подобрят здравината и издръжливостта на ролковата верига. Когато са подложени на високи натоварвания и ударни натоварвания, термично обработените ролкови вериги могат да поддържат по-добра стабилност и надеждност.
Умора от живот
Термичната обработка може да подобри микроструктурата на ролковата верига, да намали вътрешните дефекти и по този начин да увеличи нейния живот на умора. Термично обработените ролкови вериги са по-устойчиви на повреди от умора, когато са многократно подложени на променливи натоварвания.
Устойчивост на корозия
Процеси като азотиране и бориране могат да подобрят корозионната устойчивост на ролковите вериги. Ролковите вериги, използвани във влажна или корозивна среда, могат да издържат по-добре на корозия след тези процеси на термична обработка.

4. Избор и оптимизиране на процесите на термична обработка
Изберете процеси на термична обработка според материала на ролковата верига
Ролковите вериги от различни материали имат различна адаптивност към процесите на термична обработка. Например, ролковите вериги от въглеродна стомана обикновено използват процеси като закаляване и отпускане, цементация и др.; докато ролковите вериги от неръждаема стомана са по-подходящи за процеси като азотиране и карбонитриране.
Изберете процеси на термична обработка според изискванията за употреба на ролковите вериги
Ако ролковата верига се използва главно за издържане на високи натоварвания и ударни натоварвания, трябва да се избере процес на термична обработка, който може да подобри якостта и издръжливостта; ако ролковата верига се използва главно за износоустойчивост, трябва да се избере процес на термична обработка, който може да подобри повърхностната твърдост и износоустойчивостта.
Оптимизиране на параметрите на процеса на термична обработка
Изборът на параметри на процеса на термична обработка има голямо влияние върху производителността на ролковите вериги. Например, неразумният избор на параметри като температура на закаляване, време на задържане, скорост на охлаждане и др. може да доведе до недостатъчна твърдост или прекомерно вътрешно напрежение в ролковата верига. Следователно е необходимо да се оптимизират параметрите на процеса на термична обработка чрез експерименти и опит в съответствие с материала и изискванията за употреба на ролковата верига.

5. Тестване и контрол на качеството на процеса на термична обработка
Тест за твърдост
Твърдостта е важен показател за измерване на качеството на термичната обработка на ролковите вериги. Чрез изпитване за твърдост може да се прецени дали разпределението на твърдостта по повърхността и вътрешността на ролковата верига отговаря на изискванията. Често срещаните методи за изпитване на твърдост включват изпитване за твърдост по Рокуел, изпитване за повърхностна твърдост и др.
Металографски тест
Металографският тест може да наблюдава микроструктурата на ролковата верига и да прецени дали процесът на термична обработка е постигнал очаквания ефект. Например, чрез металографски тест може да се наблюдава мартензитната структура след закаляване и разпределението на карбидите след цементиране.
Изпитване на механични свойства
Изпитването на механични свойства включва изпитване на опън, изпитване на удар, изпитване на умора и др. Чрез тези изпитвания, якостта, жилавостта, дълготрайността на умора и други показатели за производителност на ролковата верига могат да бъдат цялостно оценени, за да се гарантира, че тя може да отговаря на изискванията за употреба.
Система за контрол на качеството
Създаването на надеждна система за контрол на качеството е ключът към осигуряване на качеството на термичната обработка на ролковите вериги. От набавянето на суровини, през изпълнението на процеса на термична обработка, до проверката на готовите продукти, всяко звено трябва да бъде строго контролирано. Системата за контрол на качеството може да гарантира, че качеството на ролковите вериги е стабилно и надеждно, за да отговори на изискванията на международните купувачи на едро.

6. Анализ на казуса
(I) Случай на термична обработка на ролкова верига в определен завод за производство на автомобили
Предистория
Ролковата верига, използвана в определен автомобилен завод, трябва да издържа на високи натоварвания и ударни натоварвания, както и да има добра износоустойчивост и дълготрайност на умора.
Избор на процес на термична обработка
Процесът на закаляване и отпускане е приет с температура на закаляване от 850℃ и време на задържане от 30 минути, последвано от високотемпературно отпускане при 550℃ и време на задържане от 2 часа.
Резултати от тестовете
След закаляване и отпускане, повърхностната твърдост на ролковата верига достига HRC45-50, а твърдостта на сърцевината е HRC30-35. Металографското изследване показва, че мартензитната структура след закаляване е равномерна, а сорбитната структура след отпускане е добра. Механичните изпитвания показват, че якостта на опън на ролковата верига е 1200 MPa, границата на провлачване е 1000 MPa, ударната жилавост е 50 J/cm², а дълготрайността на умора е значително подобрена.
Ефект от приложението
След като заводът за производство на автомобили използва ролковата верига след закаляване и темпериране, работата на оборудването е по-стабилна, експлоатационният живот на ролковата верига се удължава с 50%, а разходите за поддръжка са значително намалени.
(II) Случай на термична обработка на ролкова верига на минно оборудване
Предистория
Ролковата верига, използвана в минно оборудване, трябва да работи при тежки работни условия и изисква висока износоустойчивост и устойчивост на корозия.
Избор на процес на термична обработка
Използва се процесът на карбонитриране, температурата на ко-дифузия е 850℃, времето на задържане е 4 часа, след което се извършва закаляване и нискотемпературно отпускане.
Резултати от тестовете
След обработка с карбонитридиране, повърхностната твърдост на ролковата верига достига HV1000-1200, а износоустойчивостта е значително подобрена. Металографското изследване показва, че карбонитридният втвърдяващ слой е равномерно разпределен с дебелина от 0,5-0,8 мм. Изпитването за устойчивост на корозия показва, че корозионната устойчивост на ролковата верига във влажна среда се подобрява 3 пъти.
Ефект от приложението
След като минното оборудване използва ролкова верига, обработена чрез карбонитриране, степента на износване на ролковата верига значително намалява, експлоатационният живот се удължава 2 пъти и ефективността на работа на оборудването се подобрява значително.

7. Тенденция на бъдещо развитие
Интелигентна технология за термична обработка
С развитието на изкуствения интелект и технологиите за автоматизация, интелигентната технология за термична обработка ще се превърне в бъдеща тенденция в развитието. Чрез интелигентната система за управление, параметрите на процеса на термична обработка могат да бъдат наблюдавани и регулирани в реално време, за да се постигне прецизен контрол и да се подобри качеството и ефективността на термичната обработка.
Зелена и екологична технология за термична обработка
Повишаването на екологичната осведоменост ще насърчи развитието на зелени и екологични технологии за термична обработка. Например, използването на закалителни среди без замърсяване и енергоспестяващо нагревателно оборудване може да намали консумацията на енергия и замърсяването на околната среда по време на термична обработка.
Високоефективни материали за термична обработка
Изследванията и разработването на високоефективни материали за термична обработка са ключът към подобряване на производителността на ролковите вериги. Например, разработването на нови цементиращи агенти, азотиращи агенти и др. може допълнително да подобри повърхностната твърдост и износоустойчивостта на ролковите вериги.
Иновации и оптимизация на процесите на термична обработка
В комбинация с напредналата материалознание и теория на механиката, процесът на термична обработка непрекъснато се оптимизира и обновява. Например, комбиниран процес на термична обработка се използва за комбиниране на множество процеси на термична обработка, за да се възползват максимално от съответните им предимства и допълнително да се подобри производителността на ролковите вериги.

8. Заключение
Процесът на термична обработка е ключова технология за подобряване на производителността на ролковите вериги. Чрез закаляване и отпускане, повърхностно закаляване, цялостна термична обработка и други процеси, твърдостта, якостта, износоустойчивостта и експлоатационният живот на ролковите вериги могат да бъдат значително подобрени. Изборът на подходящ процес на термична обработка и оптимизирането на параметрите на процеса са важни звена за гарантиране на качеството на ролковите вериги. В същото време, създаването на надеждна система за контрол на качеството и приемането на усъвършенствани методи за тестване са гаранция за осигуряване на качеството на термичната обработка на ролковите вериги. В бъдеще, с разработването на интелигентни, екологични и високоефективни материали, технологията за термична обработка на ролковите вериги ще продължи да се развива и оптимизира, осигурявайки по-надеждни механични компоненти за промишлени трансмисионни и транспортни системи.