(дляцепи с круглыми звеньямиИспользуется в сложных условиях, таких как ковшовые элеваторы на цементных заводах и зольные/скребковые конвейеры на электростанциях. Эти компоненты требуют уникального сочетания высокой твердости поверхности для износостойкости и прочного, пластичного сердечника, способного выдерживать удары и усталость.
Цель состоит в создании глубокого, металлургически прочного слоя, хорошо скрепленного с сердцевиной. Процесс включает в себя несколько важных этапов:
Шаг 1: Подготовка к процедуре (необязательно)
- Процесс: Нормализация.
- Цель: Измельчение зернистой структуры и улучшение обрабатываемости/свариваемости исходных звеньев цепи.
- Эталонный параметр: Нагрейте звенья до 880–920 °C и дайте им остыть на воздухе.
Шаг 2: Цементация
Это основной процесс, в ходе которого углерод диффундирует в поверхность. Газовая цементация — наиболее распространенный и контролируемый метод для таких применений.
- Назначение: Обогащение поверхности углеродом, что позволяет ей стать чрезвычайно твердой после закалки.
- Температура: 880–930 °C. Постоянный контроль температуры крайне важен для обеспечения равномерной глубины корпуса.
- Атмосфера: богатая углеродом атмосфера, как правило, эндотермический газ, обогащенный углеводородами, такими как метан или пропан. Углеродный потенциал необходимо тщательно контролировать.
- Углеродный потенциал: поддерживать на уровне 0,8–1,0% для достижения оптимальной концентрации углерода на поверхности, обеспечивающей максимальную твердость без образования избыточного количества карбидов.
- Время: определяется желаемой глубиной поражения. Распространение зависит от времени. Например:
- Для глубины заделки 1,0 мм: приблизительно 8–10 часов.
- Для глубины закалки 1,5 мм: пропорционально большее время.
- Спецификация по глубине: Для цепей, предназначенных для тяжелых условий эксплуатации, требуется значительная глубина корпуса.
— Эмпирическое правило: производители часто указывают минимальную глубину цементации от 0,1 до 0,21 диаметра стержня.
- Абсолютная глубина: обычно составляет от 0,5 мм до 2,0 мм, при этом 1,0–1,5 мм является распространенным значением для шлака и цемента.
Шаг 3: Закалка
- Цель: Преобразовать высокоуглеродистый поверхностный слой в твердую, износостойкую мартенситную структуру.
- Средняя твердость: Для этих легированных сталей предпочтительнее использовать масло в качестве закалочного раствора. Закалка в масле обеспечивает достаточно быструю скорость охлаждения для достижения высокой твердости, минимизируя при этом риск деформации и растрескивания, связанных с закалкой в воде.
- Температура: Для более равномерного охлаждения часто используется предварительно нагретое масло при температуре 60–80 °C.
Шаг 4: Закалка
- Назначение: Снять внутренние напряжения, возникающие при закалке, уменьшить хрупкость и достичь конечного баланса твердости и ударной вязкости.
- Температура и время:
- Для достижения максимальной твердости поверхности (например, 58-62 HRC) отпуск следует проводить при низкой температуре 150–200°C в течение 1-2 часов.
- Если требуется несколько меньшая твердость, но большая ударная вязкость, можно использовать температуру отпуска 400–450 °C.
Шаг 5: Последующий уход (необязательно, но рекомендуется)
- Дробеструйная обработка: В ходе этого процесса поверхность цепи бомбардируется мелкими сферическими частицами, вызывая остаточные сжимающие напряжения. Это значительно повышает усталостную прочность, что крайне важно для цепей, подвергающихся многократным циклическим нагрузкам.
Измерение глубины корпуса
Это наиболее важный тест, позволяющий убедиться в том, что слой науглероживания достаточно глубокий, чтобы выдерживать износ без разрушения корпуса под нагрузкой.
- Эффективная глубина закалки: определяется как перпендикулярное расстояние от поверхности до точки, где твердость падает до определенного значения, обычно 550 HV (или 52 HRC).
- Процедура: Поперечный срез звена цепи полируют, травят (часто ниталом) и исследуют под микроскопом. Делают микротвердостные оттиски для определения точной глубины, на которой твердость падает до 550 HV.
- Критерии приемки: Измеренная эффективная глубина корпуса должна соответствовать минимальному заданному значению (например, ≥1,0 мм или по правилу «0,1 x диаметр») и быть равномерной по всей окружности звена.
Металлургический анализ
- Микроструктура: Для исследования протравленного поперечного сечения используется металлургический микроскоп. Цель состоит в подтверждении наличия мелкозернистого мартенситного слоя с постепенным переходом к прочной сердцевинной структуре. Не должно быть значительной сетки карбидов по границам зерен, которые могут вызывать хрупкость.
Механические испытания
- Разрывное усилие: Образцы цепей подвергаются разрыву в машине для испытаний на растяжение, чтобы убедиться, что они соответствуют или превышают минимальную разрывную нагрузку, указанную в стандартах, таких как DIN 764 или DIN 766, для соответствующего класса (например, класс 2 или 3).
Дата публикации: 23 марта 2026 г.
