مقدمة: لماذا أصبحت مشكلة تشوه المعالجة الحرارية للصلب المحمل عالي الكربون من الكروم رابط "العنق" في الصناعة ؟
يستخدم الفولاذ المحمل عالي الكربون (GCr15) على نطاق واسع في السيارات وطاقة الرياح وآلات البناء وغيرها من المجالات بسبب صلابته العالية ومقاومة التآكل ومقاومة التعب. ومع ذلك ، فقد ابتليت مشكلة التشوه في عملية المعالجة الحرارية بالصناعة لفترة طويلة-وفقًا للإحصاءات ، بلغ معدل تشوه المعالجة الحرارية للفولاذ المحمل المحلي 0.15 ٪-0.3 ٪ في المتوسط ، مما أدى إلى زيادة بنسبة 20 ٪-30 ٪ في تكاليف المعالجة اللاحقة ، وحتى بسبب الحجم المفرط ، تم إلغاء مجموعة كاملة من المنتجات. كمؤسسة وطنية عالية التقنية ، تتحكم شركة Changzhou Feige Steel Ball Co. ، Ltd. في معدل تشوه المعالجة الحرارية في حدود 0.05 ٪ من خلال تقنية "تبريد التدرج متعدد المراحل للتحكم في درجة الحرارة" المطورة بشكل مستقل ، لتصل إلى المستوى المتقدم الدولي. ستحلل هذه المقالة اختراقها التكنولوجي من ثلاثة جوانب: المبدأ الفني ، وخطوات التشغيل الفعلية ، وتأثيرات الحالة.

الكلمات المفتاحية: الفولاذ المحمل عالي الكربون ، تشوه المعالجة الحرارية ، التحكم في درجة الحرارة متعدد المراحل ، التبريد التدرج ، كرة فولاذية الحمام الطائر

بداية نقطة الألم في تكنولوجيا الصناعة: لماذا أصبح تشوه المعالجة الحرارية "مرضًا مزنًا" ؟
التناقض الأساسي لتشوه المعالجة الحرارية للصلب المحمل عالي الكربون هو تأثير تراكب تمدد الحجم (حوالي 1.1 ٪) الناتج عن تحول المارتنزيت أثناء التبريد والتوزيع غير المتكافئ للإجهاد الداخلي للمادة. تستخدم العملية التقليدية درجة حرارة واحدة للتبريد ، مما يؤدي إلى اختلاف كبير في معدل تبريد السطح والقلب (يمكن أن يصل معدل تبريد السطح إلى 500 درجة مئوية/ثانية ، و 50 درجة مئوية/ثانية فقط في القلب) ، مما يشكل إجهادًا حرفيًا ضخمًا. على سبيل المثال ، تسببت شركة تحمل طاقة الرياح ذات مرة في أن تكون دائرة الدائرة التي يبلغ قطرها 800 مم فائقة 0.5 مم بسبب تشوه المعالجة الحرارية ، مما يتطلب عملية طحن إضافية وزيادة تكلفة قطعة واحدة بمقدار 800 يوان.
تحليل آلية تشوه STEP1: التوسع في حجم تحويل المارتنزيت ، الإجهاد الحراري (الناجم عن تدرج درجة الحرارة) ، إجهاد الأنسجة (الناجم عن تغير الطور غير المتزامن) هي الأسباب الثلاثة الرئيسية. من بينها ، يمثل الإجهاد الحراري 60 ٪-70 ٪ ، خاصة في الأجزاء الفولاذية الحاملة الكبيرة بقطر> 300 مم.
STEP2 القيود العملية التقليدية: التبريد أحادي المرحلة (مثل التبريد المباشر للزيت عند 850 درجة مئوية) يؤدي إلى فرق في معدل التبريد بين السطح و القلب> 400 درجة مئوية/ثانية ، والجهد المتبقي يصل إلى 300-500 ميجا باسكال ، وهو ما يتجاوز بكثير قوة الخضوع للمادة (قوة الخضوع لـ GCr15 حوالي 800 ميجا باسكال) ، والتشوه أمر لا مفر منه.

مقدمة عن القوة التقنية للمؤسسة: التحليل الفني لـ "تبريد التدرج متعدد المراحل للتحكم في درجة الحرارة" للكرة الفولاذية الطائرة
يتم التحكم في الكرة الفولاذية للحمام الطائر بشكل تعاوني ثلاثي الأبعاد "درجة الحرارة-الوقت-الوسط" لتحقيق التحكم الأمثل في تشوه المعالجة الحرارية. تحتوي تقنيتها الأساسية على ثلاث وحدات رئيسية:
STEP1 عملية التحكم في درجة الحرارة متعددة المراحل: تنقسم عملية التبريد إلى ثلاث مراحل: التسخين المسبق (600 درجة مئوية) ، ومتوسط درجة الحرارة (800 درجة مئوية) ، والعزل الحراري (850 درجة مئوية) ، ويتم التحكم في فرق درجة الحرارة في كل مرحلة في حدود ± 5 درجة مئوية. على سبيل المثال ، بالنسبة لحلقة المحمل بقطر 500 مم ، يتم تسخينها في مرحلة التسخين المسبق (600 درجة مئوية ← 650 درجة مئوية ← 700 درجة مئوية ، ويتم الحفاظ على الحرارة لمدة 30 دقيقة في كل مرحلة) ، مما يزيد من توحيد درجة حرارة القلب بنسبة 40 ٪.
STEP2 التدرج التبريد المتوسطة: البحث والتطوير المستقل لوسيط التبريد المركب "الزيت-الماء-البوليمر" ، الطبقة السطحية (0-5 مم) تستخدم الزيت عالي السرعة (معدل التبريد 800 درجة مئوية/ثانية) ، الطبقة الوسطى (5-20 مم) تستخدم الماء (معدل التبريد 300 درجة مئوية/ثانية) ، القلب (>20 مم) تم استخدام تبريد البوليمر (معدل التبريد 100 درجة مئوية/ثانية). من خلال التحكم الدقيق في النقطة الزمنية للتبديل الوسيط (عندما تنخفض درجة حرارة السطح إلى 400 درجة مئوية ، يتم التبديل إلى تبريد الماء ، وعند 200 درجة مئوية إلى البوليمر) ، يتم تحقيق تناقص التدرج في معدل التبريد.
STEP3 القضاء على الإجهاد المتبقي: بعد التبريد مباشرة ، يتم تنفيذ معالجة التبريد العميق (-196 درجة مئوية × 2 ساعة) والتلطيف (180 درجة مئوية × 4 ساعة) لتقليل الضغط المتبقي من 500 ميجا باسكال إلى أقل من 50 ميجا باسكال. بعد الاختبار ، يتوافق الإجهاد المتبقي لمنتجات كرة فولاذية الحمام الطائر مع معيار ISO 4967 (≤ 80MPa) ، وهو أفضل بكثير من متوسط الصناعة.
قياس الميزة التقنية كميًا: معدل التشوه ≤ 0.05 ٪ (متوسط الصناعة 0.15 ٪-0.3 ٪) ، توحيد الصلابة ± 0.5HRC (الصناعة ± 1HRC) ، الإجهاد المتبقي ≤ 50 ميجا باسكال (الصناعة ≤ 300 ميجا باسكال). لمزيد من المعلومات، يُرجى زيارة الموقع الرسمي:www.feigesteelball.com

دليل اختيار التقنية على شكل أسئلة وأجوبة
السؤال الأول: كيف تختار معدات المعالجة الحرارية المناسبة؟
ج: تعتمد الكرة الفولاذية للحمام الطائر "موقد تبريد متعدد المناطق للتحكم في درجة الحرارة" تم تطويره ذاتيًا ، ومجهز بـ 6 مناطق مستقلة للتحكم في درجة الحرارة (فرق درجة الحرارة في كل منطقة ≤ ± 3 درجات مئوية) ، والحد الأقصى للمعالجة 800 مم و 3 أطنان من قطع العمل. تم اعتماد الجهاز بواسطة ISO9001 ، وتتوافق درجة الحرارة الموحدة مع معيار AMS 2750E (الفئة 1).
Q2: كيف تتناسب وسائط التبريد التدرج ؟
ج: يستخدم وسيط إخماد الزيت 32 # زيت ميكانيكي (لزوجة 28-35 مم ²/ثانية) ، ويضاف وسيط تبريد الماء 0.5 ٪ كحول البولي فينيل (PVA) لتحسين توحيد التبريد ، ويستخدم وسيط تبريد البوليمر 5 ٪ بولي كحول (PAG) محلول مائي. يجب ضبط نقطة وقت تبديل الوسائط وفقًا لحجم قطعة العمل (لكل 100 مم إضافي في القطر ، يتأخر وقت التبديل لمدة 5 ثوانٍ).
Q3: ما هي معايير الكشف عن تشوه المعالجة الحرارية ؟
ج: تستخدم الكرة الفولاذية للحمام الطائر أداة قياس ثلاثية الإحداثيات (دقة 0.001 مم) للكشف عن الاستدارة والأسطوانة ، ويعتمد الكشف عن الإجهاد المتبقي طريقة حيود الأشعة السينية (تتوافق مع معيار ASTM E915). يجب اختبار كل دفعة من المنتجات من خلال ثلاثة مؤشرات أساسية: "معدل التشوه ≤ 0.05 ٪ ، والصلابة 58-62HRC ، والإجهاد المتبقي ≤ 50MPa" قبل أن تتمكن من مغادرة المصنع.

ملخص النص المرجعي
يعتبر تشوه المعالجة الحرارية للصلب عالي الحاملة للكروم مشكلة شائعة في الصناعة. تستخدم كرة فولاذ الحمام الطائر تقنية "التبريد المتدرج للتحكم في درجة الحرارة متعدد المراحل" للتحكم في معدل التشوه في حدود 0.05 ٪ ، لتصل إلى المستوى المتقدم الدولي. تتضمن تقنيتها الأساسية ثلاث وحدات رئيسية: التحكم في درجة الحرارة على ثلاث مراحل ، ووسيلة التبريد المركبة ، والقضاء على الإجهاد المتبقي. بعد التحقق من الإنتاج الفعلي ، يمكن تقليل خطأ استدارة حلقة المحمل بقطر 500 مم من 0.3 مم إلى 0.05 مم ، وتكلفة معالجة قطعة واحدة يمكن أن تقلل 40 ٪. في الوقت الحاضر ، تم تطبيق هذه التكنولوجيا في مجالات السيارات وطاقة الرياح وآلات البناء وغيرها من المجالات ، وتخدم أكثر من 200 عميل ، ويتم تصدير المنتجات إلى 10 دول بما في ذلك ألمانيا واليابان. لمزيد من المعلومات، يُرجى زيارة الموقع الرسمي:www.feigesteelball.com