Rullīšu ķēde ir transmisijas detaļa, ko plaši izmanto rūpnieciskajā ražošanā. Tās veiktspēja lielā mērā ir atkarīga no ražošanas procesa, un cementēšanas process ir galvenais, lai uzlabotu rullīšu ķēdes veiktspēju.
Rullīšu ķēdes karburizācijas process: atslēga veiktspējas uzlabošanai
Rullīšu ķēdes veic svarīgu transmisijas uzdevumu dažādās mehāniskās iekārtās. Tās darba vide bieži ir sarežģīta un mainīga, saskaroties ar tādiem izaicinājumiem kā augstas intensitātes slodze, nodilums un nogurums. Lai rullīšu ķēdes labāk pielāgotos šiem skarbajiem apstākļiem un pagarinātu to kalpošanas laiku, cementēšanas process ir kļuvis par neaizstājamu rullīšu ķēžu ražošanas procesa sastāvdaļu.
Karburizācijas procesa pamatprincipi
Karbonizācija ir termiskās apstrādes process, ko galvenokārt izmanto, lai uzlabotu tērauda virsmas cietību, nodilumizturību un noguruma izturību, vienlaikus saglabājot labu serdes izturību un plastiskumu. Konkrēti, veltņu ķēde tiek ievietota oglekli bagātā vidē, un oglekļa atomi augstā temperatūrā tiek infiltrēti veltņu ķēdes virsmā, veidojot augsta oglekļa satura karburizētu slāni. Temperatūrai pazeminoties, šis augsta oglekļa satura austenīta slānis pārveidosies par ārkārtīgi cietu martensītu, tādējādi panākot veltņu ķēdes virsmas sacietēšanu.
Parastās rullīšu ķēžu cementēšanas procesa metodes
Gāzes carburizācija: šī ir viena no visplašāk izmantotajām carburizācijas metodēm. Rullīšu ķēde tiek ievietota noslēgtā carburizācijas krāsnī un tiek ievadīts carburizācijas līdzeklis, kas galvenokārt sastāv no ogļūdeņražu gāzēm, piemēram, metāna un etāna. Augstās temperatūrās šīs gāzes sadalās, veidojot aktīvos oglekļa atomus, tādējādi panākot carburizāciju. Gāzes carburizācijas priekšrocības ir vienkārša darbība, ātrs uzsildīšanas ātrums, īss ražošanas cikls un spēja precīzi pielāgot carburizētā slāņa dziļumu un koncentrāciju, kontrolējot tādus parametrus kā gāzes sastāvs un plūsmas ātrums. Carburizācijas kvalitāte ir stabila, ko ir viegli panākt gan mehanizētā, gan automatizētā darbībā, ievērojami uzlabojot darba apstākļus.
Šķidrā karburēšana: Šķidrā karburēšana ir veltņu ķēdes iegremdēšana šķidrā karburēšanas vidē. Bieži izmantotās vides ir silīcija karbīds, "603" karburēšanas līdzeklis utt. Piemērotā temperatūrā oglekļa atomi izšķīst no šķidrās vides un iekļūst veltņu ķēdes virsmā. Šķidrās karburēšanas priekšrocība ir tā, ka ražošanas cikls ir relatīvi īss, un rūdīšanu var veikt tieši pēc karburēšanas, neuztraucoties par oksidēšanos un dekarburizāciju. Temperatūru un laiku ir viegli kontrolēt, sildīšana ir vienmērīga, un sagataves deformāciju var efektīvi samazināt. Arī iekārta ir relatīvi vienkārša. Tomēr tās darba apstākļi ir relatīvi slikti, un tā parasti ir piemērota atsevišķu gabalu vai nelielu partiju ražošanai.
Cietā karburēšana: šī ir tradicionālāka karburēšanas metode. Rullīšu ķēde tiek ievietota slēgtā karburēšanas kastē kopā ar cieto karburēšanas līdzekli, un pēc tam karburēšanas kaste tiek ievietota karsēšanas krāsnī, uzkarsēta līdz karburēšanas temperatūrai un noteiktu laiku turēta silta, lai aktīvās oglekļa atomi iekļūtu veltņu ķēdes virsmā. Cietais karburēšanas līdzeklis parasti sastāv no kokogles un dažiem promotoriem. Šīs metodes priekšrocības ir vienkārša darbība, zemas tehniskās prasības, nav nepieciešams īpašs aprīkojums, plašs karburēšanas līdzekļu avotu klāsts un iespēja to pagatavot pašam, kā arī plašs pielietojumu klāsts. Taču arī trūkumi ir acīmredzami. Karburēšanas kvalitāti ir grūti precīzi kontrolēt, darba apstākļi ir slikti, izturība ir augsta, ražošanas cikls ir garš, izmaksas ir augstas, un karburēšanas procesā ir nopietna graudu augšanas tendence. Dažām svarīgām sagatavēm tieša rūdīšana parasti netiek izmantota.
Rullīšu ķēdes cementēšanas procesa galvenie elementi
Karburizācijas temperatūra un laiks: Karburizācijas temperatūra parasti ir no 900 ℃ līdz 950 ℃. Augstāka temperatūra var paātrināt oglekļa atomu difūzijas ātrumu un saīsināt karburizācijas laiku, taču vienlaikus tā var izraisīt graudu augšanu un ietekmēt veltņu ķēdes darbību. Karburizācijas laiks tiek noteikts atkarībā no nepieciešamā karburizācijas slāņa dziļuma, parasti tas svārstās no dažām stundām līdz desmitiem stundu. Piemēram, dažām veltņu ķēdēm, kurām nepieciešams seklāks karburizācijas slānis, tas var aizņemt tikai dažas stundas, savukārt veltņu ķēdēm, kurām nepieciešams dziļāks karburizācijas slānis, tas var aizņemt desmitiem stundu karburizācijas laika. Faktiskajā ražošanā ir jānosaka optimālie karburizācijas temperatūras un laika parametri, veicot eksperimentus un gūstot pieredzi, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā veltņu ķēdes īpašais materiāls, izmērs un veiktspējas prasības.
Oglekļa potenciāla kontrole: Oglekļa potenciāls attiecas uz carburizējošā līdzekļa spēju nodrošināt oglekļa atomus sagataves virsmā. Precīza oglekļa potenciāla kontrole ir galvenais, lai iegūtu ideālu carburizētu slāni. Pārāk augsts oglekļa potenciāls izraisīs tīkla karbīdu parādīšanos uz veltņu ķēdes virsmas, samazinot tās noguruma izturību; pārāk zems oglekļa potenciāls izraisīs nepietiekamu carburizētā slāņa dziļumu un nespēju izpildīt veiktspējas prasības. Parasti reāllaikā krāsns atmosfēras uzraudzībai tiek izmantoti tādi instrumenti kā skābekļa zondes un infrasarkano gāzu analizatori, un oglekļa potenciāls tiek laika gaitā pielāgots atbilstoši uzraudzības rezultātiem, lai nodrošinātu, ka oglekļa potenciāla gradients vienmēr ir ideālā diapazonā, lai iegūtu vienmērīgu un augstas kvalitātes carburizētu slāni. Turklāt, izmantojot progresīvu datorsimulācijas tehnoloģiju, var izveidot oglekļa potenciāla difūzijas modeli, lai simulētu oglekļa potenciāla gradienta izmaiņas un carburizētā slāņa evolūciju dažādos procesa parametros, iepriekš prognozētu carburizēšanas efektu, sniegtu zinātnisku pamatu procesa optimizācijai un vēl vairāk uzlabotu carburizēšanas procesa precizitāti un stabilitāti.
Dzesēšana un rūdīšana: Pēc carburizēšanas veltņu ķēde parasti ir ātri jāatdzesē un jārūda, lai izveidotu martensītisku struktūru un uzlabotu virsmas cietību. Parastie rūdīšanas līdzekļi ir eļļa, ūdens, polimēru rūdīšanas šķidrums utt. Dažādiem rūdīšanas līdzekļiem ir atšķirīgs dzesēšanas ātrums un īpašības, un tie ir jāizvēlas atbilstoši veltņu ķēdes materiālam un veiktspējas prasībām. Piemēram, dažām mazām veltņu ķēdēm var izmantot eļļas rūdīšanu; lielām veltņu ķēdēm vai veltņu ķēdēm ar augstākām cietības prasībām var izmantot ūdens rūdīšanu vai polimēru rūdīšanas šķidrumu. Pēc rūdīšanas veltņu ķēde ir jāatlaiž, lai novērstu iekšējo spriegumu, kas rodas rūdīšanas procesā, un uzlabotu tās izturību. Rūdīšanas temperatūra parasti ir no 150 ℃ līdz 200 ℃, un rūdīšanas laiku nosaka atkarībā no tādiem faktoriem kā veltņu ķēdes izmērs un rūdīšanas temperatūra, parasti apmēram 1 līdz 2 stundas.
Rullīšu ķēdes materiāla izvēle un cementēšanas procesa pielāgošana
Rullīšu ķēdes materiāls parasti ir zema oglekļa satura tērauds vai zema oglekļa satura leģētais tērauds, piemēram, 20. markas tērauds, 20CrMnTi utt. Šiem materiāliem ir laba plastiskums un izturība, un tie carburizācijas laikā var veidot augstas kvalitātes carburizētu slāni. Piemēram, 20CrMnTi satur tādus elementus kā hroms, mangāns un titāns. Šie sakausējuma elementi var ne tikai uzlabot tērauda izturību un izturību, bet arī ietekmēt tā sacietēšanas efektu carburizācijas laikā. Pirms carburizācijas veltņu ķēde ir pienācīgi jāapstrādā, piemēram, kodinot vai apstrādājot ar smilšu strūklu, lai noņemtu virsmas oksīdus un netīrumus, nodrošinot vienmērīgu carburizācijas procesa norisi.
Karburizācijas process uzlabo rullīšu ķēdes veiktspēju
Cietība un nodilumizturība: Pēc cementēšanas rullīšu ķēdes virsmas cietību var ievērojami uzlabot, parasti līdz HRC58–64. Tas ļauj tai efektīvi pretoties tādām problēmām kā zobu virsmas nodilums, salipšana un bedru veidošanās skarbos darba apstākļos, piemēram, lielā ātrumā, lielā slodzē un biežā iedarbināšanā, un ievērojami pagarināt tās kalpošanas laiku. Piemēram, rullīšu ķēdes, ko izmanto dažās lielās kalnrūpniecības mašīnās, pēc cementēšanas apstrādes ir ievērojami uzlabojušas savu nodilumizturību un var ilgstoši stabili transportēt materiālus, samazinot ķēdes nodiluma izraisīto iekārtu izslēgšanas un remonta skaitu.
Pretnoguruma veiktspēja: Carburizētā slāņa veidotais atlikušais spiedes spriegums un virsmas slāņa rafinētā struktūra palīdz uzlabot veltņu ķēdes pretnoguruma veiktspēju. Ciklisku slodžu ietekmē veltņu ķēde var izturēt lielāku sprieguma amplitūdu un nav pakļauta noguruma plaisām, tādējādi uzlabojot tās uzticamību ilgstošā darbībā. Tas ir īpaši svarīgi dažām iekārtām, kurām jādarbojas nepārtraukti, piemēram, automašīnas dzinēja laika ķēdei, kas var nodrošināt iekārtas drošu un stabilu darbību un samazināt atteices risku.
Visaptverošas mehāniskās īpašības: Karburizācijas process ne tikai uzlabo veltņu ķēdes virsmas veiktspēju, bet arī uztur labu serdes izturību. Tādā veidā, kad veltņu ķēde tiek pakļauta trieciena slodzēm, tā var labāk absorbēt un izkliedēt enerģiju un izvairīties no bojājumiem, piemēram, lūzumiem lokālas sprieguma koncentrācijas dēļ. Rullīšu ķēde var uzrādīt labas visaptverošas mehāniskās īpašības dažādās sarežģītās darba vidēs un apmierināt dažādu mehānisko iekārtu transmisijas vajadzības.
Karburizētu rullīšu ķēžu kvalitātes pārbaude un kontrole
Karburizētā slāņa dziļuma pārbaude: Karburizētā slāņa dziļuma mērīšanai parasti izmanto metalogrāfisko analīzi. Pēc veltņu ķēdes parauga griešanas, pulēšanas un korozijas apstrādes karburizētā slāņa struktūra tiek novērota metalogrāfiskajā mikroskopā un tiek mērīts tā dziļums. Šis indikators tieši atspoguļo, vai karburizācijas efekts atbilst konstrukcijas prasībām, kas ir ļoti svarīgi, lai nodrošinātu veltņu ķēdes veiktspēju. Piemēram, dažām veltņu ķēdēm, ko izmanto lieljaudas transmisijās, karburizētā slāņa dziļumam var būt nepieciešams sasniegt aptuveni 0,8–1,2 mm, lai izpildītu nodilumizturības un noguruma izturības prasības lielas slodzes apstākļos.
Cietības pārbaude: Izmantojiet cietības mērītāju, lai pārbaudītu veltņu ķēdes virsmas un serdes cietību. Virsmas cietībai jāatbilst noteiktajam standarta diapazonam, un arī serdes cietībai jābūt piemērotā diapazonā, lai nodrošinātu labu veltņu ķēdes visaptverošo veiktspēju. Cietības pārbaude parasti tiek veikta ar noteiktu paraugu ņemšanas biežumu, un katra saražotā veltņu ķēdes partija tiek paraugota, lai nodrošinātu produkta kvalitātes stabilitāti.
Metalogrāfiskās struktūras pārbaude: Papildus cementētā slāņa dziļuma noteikšanai jāpārbauda arī cementētā slāņa metalogrāfiskā struktūra, tostarp karbīdu morfoloģija, sadalījums un graudu izmērs. Laba metalogrāfiskā struktūra var nodrošināt veltņu ķēdes darbību lietošanas laikā. Piemēram, smalki un vienmērīgi sadalīti karbīdi palīdz uzlabot veltņu ķēdes nodilumizturību un noguruma izturību, savukārt pārmērīgs graudu izmērs var samazināt tās izturību. Veicot metalogrāfiskās struktūras pārbaudi, var laikus atklāt problēmas cementēšanas procesā un veikt atbilstošus pasākumus, lai tās pielāgotu un uzlabotu, tādējādi uzlabojot produkta kvalitāti.
Secinājums
Rullīšu ķēžu cementēšanas process ir sarežģīta un kritiski svarīga tehnoloģija, kam ir būtiska loma rullīšu ķēžu veiktspējas uzlabošanā. Sākot ar procesa metožu izvēli un beidzot ar galveno elementu kontroli, materiālu pielāgošanu un kvalitātes pārbaudi, visas saites ir stingri jākontrolē, lai nodrošinātu, ka rullīšu ķēde atbilst lietošanas prasībām dažādos darba apstākļos. Līdz ar nepārtrauktu zinātnes un tehnoloģiju attīstību, arī cementēšanas process tiek pastāvīgi atjaunināts un uzlabots. Piemēram, uzlabotas datorsimulācijas un tiešsaistes uzraudzības tehnoloģijas izmantošana reāllaikā palīdzēs vēl vairāk optimizēt cementēšanas procesa parametrus, uzlabot rullīšu ķēžu veiktspēju un kvalitāti, kā arī nodrošināt uzticamākus un efektīvākus transmisijas risinājumus rūpnieciskajai ražošanai.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 9. jūnijs