Пълно ръководство за карбуризираща обработка на вериги с кръгли звена

(завериги с кръгли звенаизползвани в тежки приложения, като кофови елеватори в циментови заводи и конвейери за пепел/скрепер в електроцентрали. Тези компоненти изискват уникална комбинация от висока повърхностна твърдост за устойчивост на износване и здрава, пластична сърцевина, за да издържа на удар и умора)

1. Избор на материал

Основата на успешния процес на цементация е изборът на правилната нисковъглеродна легирана стомана. Стоманата трябва да може да постигне висока повърхностна твърдост след цементация, като същевременно запази жилава сърцевина. Най-често посочваните материали са:

Материал (DIN/EN)

Свойства и обосновка на материалите

17CrNiMo6 (1.6587)

Хром-никел-молибденова легирана стомана с отлична жилавост на сърцевината и повърхностна твърдост. Широко използвана за компоненти, устойчиви на висока умора и износване, като вериги.

23MnNiMoCr54 (1.7131)

Манганово-никелово-молибденово-хромова легирана стомана с отлична закаляемост и жилавост, осигуряваща здрава сърцевина

2. Процедура на карбуризиране и референтни параметри

Целта е да се създаде дълбок, металургично здрав корпус, който е добре свързан със сърцевината. Процесът включва няколко критични стъпки:

Стъпка 1: Предварителна обработка (по избор)

- Процес: Нормализиране.

- Цел: Да се ​​усъвършенства зърнестата структура и да се подобри обработваемостта/заваряемостта на суровите верижни звена.

- Референтен параметър: Загрейте връзките до 880–920°C и ги оставете да се охладят на въздух.

Стъпка 2: Карбуризация

Това е основният процес, при който въглеродът се дифундира в повърхността. Газовата карбуризация е най-разпространеният и контролируем метод за тези приложения.

- Предназначение: Да се ​​обогати повърхностното съдържание на въглерод, което ще му позволи да стане изключително твърд след закаляване.

- Температура: 880–930°C. Постоянният контрол на температурата е жизненоважен за равномерна дълбочина на корпуса.

- Атмосфера: Богата на въглерод атмосфера, обикновено ендотермичен газ, обогатен с въглеводород като метан или пропан. Въглеродният потенциал трябва да бъде внимателно контролиран.

- Въглероден потенциал: Поддържайте на 0,8–1,0%, за да постигнете оптимална повърхностна концентрация на въглерод за максимална твърдост, без да образувате прекомерни карбиди.

- Време: Определя се от желаната дълбочина на случая. Дифузията зависи от времето. Например:

- За дълбочина на корпуса 1,0 мм: Приблизително 8–10 часа.

- За дълбочина на корпуса 1,5 мм: Пропорционално по-дълго време.

- Спецификация за дълбочина: За тежкотоварни вериги е необходима значителна дълбочина на корпуса.

- Емпирично правило: Производителите често определят минимална дълбочина на карбуризация от 0,1 пъти диаметъра на пръта до 0,21 пъти диаметъра на пръта.

- Абсолютна дълбочина: Обикновено варира от 0,5 мм до 2,0 мм, като 1,0–1,5 мм е обичайна стойност за приложения с шлака и цимент.

Стъпка 3: Закаляване

- Цел: Да се ​​трансформира високовъглеродният повърхностен слой в твърда, износоустойчива мартензитна структура.

- Средно: Маслото е предпочитаният закалител за тези легирани стомани. Закаляването в масло осигурява достатъчно бърза скорост на охлаждане, за да се постигне висока твърдост, като същевременно се минимизира рискът от деформация и напукване, свързани със закаляването във вода.

- Температура: Предварително загрято масло до 60–80°C често се използва за по-равномерно охлаждане.

Стъпка 4: Закаляване

- Цел: Да се ​​облекчат вътрешните напрежения, причинени от закаляването, да се намали крехкостта и да се постигне краен баланс между твърдост и жилавост.

- Температура и време:

- За максимална повърхностна твърдост (напр. 58-62 HRC), отпускайте при ниска температура от 150–200°C за 1-2 часа.

- Ако се изисква малко по-ниска твърдост, но по-висока жилавост, може да се използва температура на отпускане от 400–450°C.

Стъпка 5: Последващо третиране (по избор, но препоръчително)

- Дробеструйно нанасяне: Този процес бомбардира повърхността на веригата с малки сферични среди, предизвиквайки остатъчни напрежения на натиск. Това значително подобрява якостта на умора, която е критична за вериги, подложени на многократно циклично натоварване.

твърдост на веригата

3. Инспекция и тестване за приемане

За да се потвърди, че обработката с карбуризация отговаря на спецификациите, е необходим строг режим на проверка. Това обикновено включва разрушителен и неразрушителен контрол на пробни звена от всяка производствена партида.

Изпитване на твърдост

Тип тест

Метод (мащаб)

Приложение и целева стойност

Твърдост на повърхността

Рокуел К (HRC) Измерете твърдостта директно върху повърхността на връзката. Цел: 58–64 HRC.

Твърдост на сърцевината

Рокуел C (HRC) или Бринел (HBW) Измерете върху напречно сечение на свързващо звено в центъра на материала. Цел: 30–40 HRC.

Профил на твърдост

Викерс (HV) или микротвърдост Измервайте на равни интервали (например, през 0,1 мм) от повърхността навътре към сърцевината. Това начертава градиента на твърдост.

 

Измерване на дълбочината на корпуса

Това е най-критичният тест, за да се гарантира, че карбуризираният слой е достатъчно дълбок, за да издържи на износване, без корпусът да се срути под натоварване.

- Ефективна дълбочина на корпуса: Това се определя като перпендикулярно разстояние от повърхността до точката, където твърдостта пада до определена стойност, обикновено 550 HV (или 52 HRC).

- Процедура: Напречно сечение на верижно звено се полира, ецва (често с нитал) и изследва под микроскоп. Правят се вдлъбнатини за микротвърдост, за да се определи точната дълбочина, на която твърдостта пада до 550 HV.

- Критерии за приемане: Измерената ефективна дълбочина на корпуса трябва да отговаря на минималната зададена стойност (напр. ≥1,0 ​​мм или съгласно правилото „0,1 x диаметър“) и да бъде равномерна по обиколката на връзката. 

Металургичен анализ

- Микроструктура: За изследване на ецваното напречно сечение се използва металургичен микроскоп. Целта е да се потвърди финозърнест, мартензитен случай с постепенен преход към жилава основна структура. Не трябва да има значителна мрежа от карбиди по границите на зърната, които могат да причинят крехкост. 

Механично изпитване

- Сила на разкъсване: Веригите за проби се издърпват до разрушаване в машина за изпитване на опън, за да се провери дали отговарят или надвишават минималното натоварване на разкъсване, определено от стандарти като DIN 764 или DIN 766 за съответния клас (напр. клас 2 или 3).

4. Обобщение на критериите за приемане

За партида отвериги с кръгли звенаЗа да бъде прието, обикновено трябва да бъдат изпълнени следните критерии:

- Материал: Съответства на посочения клас легирана стомана (напр. 17CrNiMo6).

- Повърхностна твърдост: 58 - 64 HRC, еднаква по всички звена.

- Твърдост на сърцевината: 30 - 40 HRC, което потвърждава здрава сърцевина.

- Ефективна дълбочина на корпуса: Отговаря или надвишава зададения минимум (напр. ≥ 1,2 мм или 10% от диаметъра на пръта), с плавен градиент на твърдост.

- Микроструктура на корпуса: Фин, отпуснат мартензит без вредни карбиди или задържан аустенит.

- Сила на скъсване: Превишава минималното изискване за определения клас верига.

- Визуална проверка: Няма пукнатини, деформации или повърхностни дефекти.


Време на публикуване: 23 март 2026 г.

Оставете вашето съобщение:

Напишете съобщението си тук и ни го изпратете