Annotatsiya:Cr12MoV po'latdan yasalgan konusli rulman uchun og'ir zarb qilingan sovuq zarb qolipi qisqaroq xizmat muddatiga ega. Ushbu qolipning ishdan chiqishi, asosan, qolib bo'shlig'ining og'ir aşınması, uzunlamasına va ko'ndalang kengayish sinishi, dumaloq burchakning tishlashi va charchoq eroziya chuqurining ko'rinishi bilan bog'liq. Muallif plastik deformatsiya, jiggle eskirish va charchoq sinishi asoslariga asoslanib, ish paytida engil plastik deformatsiya, siqish eskirish va siqish kengayish sinishining nosozlik mexanizmlarini tahlil qildi. Xizmat muddatini uzaytirishning takomillashtirish usuli qattiq qotishmalar va yangi yuqori quvvat va qattiqlikdagi sovuq ish qoliplari kabi yangi materiallarni qolip dizayni va xizmat ko'rsatish shartlariga muvofiq qabul qilishdir. Kalit so'zlar: sovuq zarb qilingan qolip; nosozlik mexanizmi; takomillashtirish usuli
1.Kirish
GCr15 po'lat rulmanli konusli rulolar sovuq shtamplash deb ham ataladigan sovuq sarlavha bilan hosil bo'ladi. Hozirgi vaqtda Cr12MoV po'lati asosan Xitoyda shakllantiruvchi qolip sifatida ishlatiladi. Shtamplash jarayonida qolipga ta'sir qiladigan og'ir shtamplash kuchi tufayli uning xizmat qilish muddati nisbatan qisqa. Dastlabki kunlarda Cr12MoV po'latdan yasalgan qoliplar 1080 daraja haroratda so'ndiriladi va qattiqligi 62 ~ 64HRC bo'lgan 520 daraja haroratda pishiriladi. Ushbu po'latdagi karbidlarning katta o'lchamlari va notekis taqsimlanishi tufayli, foydalanish paytida sinish va qulash hodisasi yanada og'irroq bo'ladi. So'nggi yillarda ko'plab fabrikalar qattiqligi 60-62HRC va zarbaga chidamliligi oshishi bilan 1040 daraja söndürme va o'rta haroratli ishlov berish jarayoniga o'tdi. Singan hodisasi sezilarli darajada kamaydi va xizmat muddati taxminan ikki baravar oshdi. Misol tariqasida 18 mm konusli rolikni oladigan bo'lsak, dastlab u faqat 1700-2000 bo'lakni teshishi mumkin edi, ammo endi u 4000 dan ortiq bo'lakni teshib qo'yadi, maksimal 10000 dan 20000 donagacha. Biroq, u hali ham qisqa muddatli qoliplarga tegishli bo'lib, bu nafaqat qolib iste'molini oshiradi, balki undan ham muhimi, ishlab chiqarish samaradorligiga ta'sir qiladi. Konik rolikli material nisbatan yuqori qattiqlikdagi (197-227HB) GCr15 po'lat bo'lganligi sababli, u shtamplashdan keyin silindrsimon shakldan konussimon shaklga o'tadi va yuqori va pastki uchlari tekis taglik va dumaloq yoy shaklida shtamplangan bo'lib, qolib bo'shlig'ining yuzasi bir lahzada og'ir yuk ta'siriga va mahalliy ishqalanish kuchlariga bardosh beradi. Zımbalama bosimiga ko'ra, u 3000MPa dan oshishi mumkin. Cr12MoV po'lat qoliplarining past xizmat muddati muammosini hal qilish qiyin. Shu sababli, mahalliy rulman sanoati yangi qolib materiallarini faol ravishda tadqiq qilmoqda.
Mog'orning buzilishining asosiy ko'rinishlari rulon blankasining o'lchamidagi o'zgarishlar va sovuq sarlavhani qayta ishlash normal davom etishi mumkinmi. Rolik bo'shlig'ining o'lchami kattaroq bo'lsa yoki hatto bo'sh joy etarli darajada to'ldirilmasa (bosim ostida deb ataladi) yoki mog'or yoriqlari yoki bo'shliq nuqsonlari tufayli rulon blankasi deformatsiyalangan yoki hatto muhrlab bo'lmaydigan bo'lsa, qolip yaroqsiz bo'ladi va parchalanadi va yangi qolipni almashtirish kerak. Odatda, bo'shliq hajmining o'sishi, asosan, qolipning etarli darajada aşınma qarshiligidan kelib chiqadi, yoriqlar, yiqilishlar va ichki sirt nuqsonlari asosan etarli darajada qattiqlikdan kelib chiqadi. Biroq, muammo juda oddiy emas, chunki kuchli ta'sir kuchi ostida, kuchli ishqalanish va aşınmadan tashqari, mikroplastik deformatsiya ham mavjud bo'lib, ikkalasi ham mog'or bo'shlig'i hajmini oshirishi mumkin. Mog'or sinishi, shuningdek, mo'rtlik va yoriq manbalarining paydo bo'lishi va rivojlanish jarayoni bilan bog'liq bo'lgan charchoq sinishi xususiyatlarini ham ko'rsatadi. Mog'or bo'shlig'ida ichki nuqsonlarning paydo bo'lishi ham plastik deformatsiya va charchoq sinishi bilan bog'liq.
2. Muvaffaqiyatsizlik shakllari va kuch tahlili
Muayyan zavodda mavjud bo'lgan Cr12MoV po'lat qoliplarini o'rganib chiqqandan so'ng, 1-rasmda ko'rsatilganidek, yakuniy buzilishning beshta asosiy holati mavjudligi aniqlandi: ① Qolib bo'shlig'ining o'lchami kattalashib, ruxsat etilgan xato diapazonidan oshib, o'lchamiga sabab bo'ladi. konusning rulonli bo'shliqning bardoshlikdan oshib ketishi va hatto to'ldirishning etarli emasligi, natijada bosim ostida, taxminan 60% ni tashkil qiladi; ② Qolibdagi uzunlamasına yoriqlarning rivojlanishi qolib bo'shlig'ining ichki devorida yoriqlar paydo bo'lishiga olib keladi, bu kengayish yoriqlari deb ataladi, taxminan 20% ni tashkil qiladi; ③ Qolibning dumaloq sinishi asosan individual qoliplarda sodir bo'ladi, taxminan 5% ni tashkil qiladi. Ko'pchilik bo'lingan mog'orlar uchun bu sinish odatda sodir bo'lmaydi; ④ Taxminan 10% ni tashkil etuvchi filetoning qulashi yoki charchoq chuqurlari; ⑤ Materialni tortib olish yoki sirt yoriqlari kabi boshqa yoriqlar taxminan 5% ni tashkil qiladi.
Fig.1(a) nosozlik shakli va matritsaning holati
(b) kengayish sinishi qolipining fotosurati
Konussimon tsilindrni hosil qilishning sovuq sarlavhasi jarayonida qolipning kuchlanish holati 2-rasmda ko'rsatilgan. Qolibning ichki devoriga P siqish kuchi ta'sir qiladi, bu esa kesish kuchlanishini t hosil qiladi. Kesish kuchlanishining kattaligi ishqalanish kuchi bilan bog'liq bo'lib, sirtdan ichkariga taqsimlanish asta-sekin o'zgaradi, ichki yuzada eng yuqori qiymatga ega.
Shakl.2 Sovuq zarb qolipining kuchlarni taqsimlash sxemasi.
(a) aylana qirqish kuchlanishi (b) kesish kuchlanishining ishchi sirt qatlamida taqsimlanishi (c) dumaloq burchakdagi kuchlar
Mog'orning buzilishining birinchi holati ikki sababga ko'ra yuzaga keladi: aşınma va plastik deformatsiya. Shtamplash vaqtida ishlov beriladigan qism bir zumda ekstruziya deformatsiyasiga duchor bo'ladi, bu birinchi navbatda biroz konveks tanasining yuzasida paydo bo'ladi. Sirt juda silliq bo'lsa-da, yangi qolipning ichki yuzasida doimo ma'lum bir pürüzlülük mavjud, ya'ni mikro notekis bo'shliqlar mavjud. Bosim 1000-3000MPa ga yetganda, biroz qavariq jismda kuchlanish kuchayadi, bu mahalliy plastik deformatsiyaga va ma'lum bir chuqurlikda sezilarli siljish kuchlanishiga olib keladi. Siqilish effekti tufayli ishlov beriladigan qism va qolip yuzasi o'rtasida engil nisbiy siljish mavjud bo'lib, bu fretting aşınmasına o'xshaydi. Yuqori musbat bosim tufayli, qayta ishlangan rolikning ignabargli qolipning ichki yuzasiga qayta-qayta kuchli ishqalanadi va bu aşınmaya olib keladi. Siqilish effekti tufayli qolib bo'shlig'i ham kengayish kuchiga duchor bo'ladi. Ish qismi mog'or yuzasi bilan mahalliy aloqa qilganda, notekis kuch Cr12MoV po'latining oqish kuchidan oshib ketishi mumkin, buning natijasida mikroplastik deformatsiya va qolib bo'shlig'ining hajmi oshadi. Shakl 1b dagi halqasimon tushkunlik bo'lingan qolipning aloqa yuzasida plastik deformatsiyadan kelib chiqadi.
Bundan tashqari, qayta ishlangan roliklarning deformatsiyasi natijasida aylanadigan issiqlik va kuchli ishqalanish natijasida hosil bo'lgan issiqlik qolib bo'shlig'ining sirt haroratini mahalliy darajada oshirishi mumkin, bu qolib bo'shlig'ining sirt tuzilishida beqarorlikka olib keladi va uni plastik deformatsiyaga ko'proq moyil qiladi va kiyish.
Aylana kuchining takroriy ta'siri tufayli mog'or etishmovchiligining ikkinchi va uchinchi holatlari yoriqlarning mahalliy boshlanishiga olib keladi va yoriq manbai ko'pincha blokli karbidlar yoki qo'shimchalarning sirt qatlamida paydo bo'ladi. Yoriqlar paydo bo'lgandan so'ng, stress kontsentratsiyasi tufayli, bu erda yoriqning tarqalishi tezlashadi, natijada mo'rt sinishga olib keladi. 3-rasmda uzunlamasına yoriqlar rivojlanishining sxematik diagrammasi va sinish fotosuratlari ko'rsatilgan. Singan fotosuratlarini kuzatganda, yoriq manbai aylana korroziya chuquri sifatida paydo bo'ladi. Yoriq manbai katta karbidlar yoki qo'shimchalarning tozalanishi natijasida hosil bo'lishi mumkin, ular hosil bo'lgandan keyin ishlov beriladigan qismga yopishish yoki tishlash ehtimoli ko'proq bo'lib, yoriq manbai kengayishiga olib keladi. O'zgaruvchan zarba kuchi ta'sirida yoriqlar vertikal va gorizontal yo'nalishda rivojlanadi. Yoriqlar paydo bo'lishi aylana kuchini bo'shatadi, boshqa pozitsiyalarda yangi yoriqlar endi paydo bo'lmaydi. Shuning uchun, qolipda faqat bitta yoriq paydo bo'ladi. Sinish morfologiyasi kvazi ajralish xususiyatlarini, sinish yuzasi esa charchoq sinish xususiyatlarini namoyon qiladi. Bundan tashqari, qolipdagi notekis aylana kuchi tufayli u yuqori va pastki qismlarning notekis deformatsiyasi va kengayishiga olib keladi, bu esa ko'ndalang yoriqlarning boshlanishi va tarqalishiga olib keladi. Transvers yoriqlar issiqlik bilan ishlov berish jarayonida mog'orning notekis sovishi bilan ham bog'liq.
3-rasm (a) Singan qolipining fotosurati va (b) charchoq yoriqlari tarqalishining eskizi
Qolib buzilishining to'rtinchi holati yumaloq burchakdagi siqish kuchlanishining bir lahzali kontsentratsiyasi bilan bog'liq bo'lib, 3000-4000MPa gacha, bu nuqtada sirtdan ma'lum bir chuqurlikka (taxminan bir necha) sabab bo'ladi m ichida m, sezilarli siljish stress hosil bo'lib, materialning chiqishiga olib keladi va plastik deformatsiya zonasini hosil qiladi. Takroriy stress ostida, sirtga parallel ravishda mikro yoriqlar hosil bo'ladi, natijada qulash va kontakt charchoq chuqurligini ko'rsatadi.
Beshinchi holat mohiyatan ②, ③ yoki ④ ga o'xshaydi, faqat charchoqning sinishi va qulashi sodir bo'ladigan joy boshqacha. Buzilish shakllari tahliliga ko'ra, asosiy nosozlik mexanizmlari mikroplastik deformatsiyalar, charchoqning aşınması va charchoqning sinishi hisoblanadi.
Mikroplastik deformatsiya mexanizmi dislokatsiya sirpanishidan ham kelib chiqadi. Deformatsiya yangi dislokatsiyalarning yadrolanishi bilan boshlanadimi yoki mavjud dislokatsiyalarning faollashishi bilanmi? Ikkita ko'rinish mavjud. Birinchisi, plastik deformatsiyaning dastlab yangi dislokatsiyalarning yadrolanishi bilan bog'liqligini ko'rsatadi, ular sirtdagi yagona atomlarning kichik pog'onalari, don chegaralari, pastki donalar chegaralari va boshqalarda hosil bo'lishi mumkin; Ikkinchi nuqtai nazar shuni ko'rsatadiki, plastik deformatsiyaning dastlabki bosqichi don chegaralarida yuqori dislokatsiya manbalarining faollashishi bilan bog'liq [1]. Shu sababli, mog'orning sirt qatlami asta-sekin ichki qismga tarqaladigan mikroplastik deformatsiyani keltirib chiqaradigan dislokatsiya slipining paydo bo'lishiga ustuvor ahamiyat beradi. Mikroplastik deformatsiyaga qarshilikni yaxshilash uchun, aslida, barcha dislokatsiyalarning harakatiga to'siqlar yaratish kerak. Birinchidan, panjaraning ishqalanish qarshiligini oshirish kerak. Qattiq eritmaning samarali qotishmasi dislokatsiya harakatining panjara qarshiligini oshirishi mumkin. Turli xil qotishma elementlar matritsaning mustahkamligiga turli xil ta'sir ko'rsatadi. Si, W, Cr, Mo, V va boshqalar samarali mustahkamlovchi elementlar, ayniqsa Si va W, hosildorlikni sezilarli darajada yaxshilaydi. Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, elastik chegara uchun elastik chegara qiymati mavjud, undan pastda dislokatsiya sirpanishini boshlash mumkin emas. Shuning uchun, materiallarning rentabelligini oshirish, ayniqsa, maksimal zarba bosimi doimiy bo'lsa, deformatsiyaga qarshilik energiyasini samarali ravishda yaxshilashi mumkin. Don hajmini va martensitik transformatsiyaning pastki tuzilishini tozalash dislokatsiya zichligini oshirishi va pinlash darajasini oshirishi mumkin. Boshqa tomondan, qattiq karbonlashtirilgan material nuqtalarini tozalash jarayonida dislokatsiyalar bir qator zarrachalar atrofida dislokatsiya halqalarini hosil qiladi. Zarrachalar yuqori darajada tarqalgan bo'lsa, mikroplastik deformatsiyaga qarshilik maksimal bo'ladi.
Mikro eskirish, asosan, dastlabki bosqichda yopishtiruvchi aşınmaya o'xshaydi. Ish qismi va qolip yuzasi o'rtasidagi nisbiy harakat o'zaro. Mikro konveks tanasining sovuq lehimli birikmalarini qayta-qayta sindirishdan so'ng, yopishqoqlik tendentsiyasi asta-sekin kamayadi va nihoyat barqaror bosqichga o'tadi. Stabil holat bosqichida yopishish va abraziv aşınma mexanizmlari rol o'ynaydi, natijada sirtda delaminatsiyaning aşınması paydo bo'ladi. Umuman olganda, qolib matritsasidagi temperli martensit va karbidning qattiqligi qanchalik yuqori bo'lsa, aşınma qarshiligi shunchalik kuchli bo'ladi. Bunga qo'shimcha ravishda, toymasin aşınma holatida, ayniqsa abraziv zarralar mavjudligida, karbid zarrachalarining kattaligi katta bo'lsa, ular katta rol o'ynash uchun matritsaga mahkam o'rnashgan bo'lishi mumkin. Biroq, sovuq shtamplash sharoitida, ekstruziya tufayli kichik o'lchamli karbidlarni tozalash tezligi nisbatan kichik va aşınma miqdori asosan karbidlarning hajm ulushi va qattiqligi bilan belgilanadi. Karbidlarning hajm ulushi qanchalik katta bo'lsa, qattiqlik shunchalik yuqori bo'ladi va aşınma miqdori kamroq bo'ladi.
Mo'rt sinish va charchoq yorig'ining yoriq manbai makroskopik nuqsonlarda hosil bo'ladi va Cr12MoV po'latidagi qo'pol karbidlar yoki qo'shimchalar yoriqlar manbasini boshlash joyi bo'lishi mumkin. Yoriqning tarqalish tezligi temperli martensitning mustahkamligi va pishiqligi, shuningdek, karbidlarning o'lchamlari bilan bog'liq. Karbidlarning o'lchami qanchalik kichik bo'lsa, materialning sinish chidamliligi shunchalik yuqori bo'ladi va yoriqning tarqalish tezligi sekinroq bo'ladi.
Va nihoyat, shuni ta'kidlash kerakki, shtamplash jarayonida hosil bo'lgan issiqlik qolipning sirt haroratini oshiradi, bu termal faollashtirish jarayonini kuchaytiradi, dislokatsiya pinini bo'shatadi va hatto matritsaning qattiqligini kamaytiradi, aşınma va plastik deformatsiyani oshiradi. Shuning uchun, yangi materiallar ham reboundga yaxshi qarshilik ko'rsatishi kerak.
4. Yangi qolip materiallarini qo'llash
Muvaffaqiyatsizlik tahliliga ko'ra, qolib materiallarining mikro tuzilishi va ishlashi uchun to'rtta asosiy talab mavjud: ① yuqori plastik deformatsiyaga chidamlilik, ② yuqori aşınma qarshilik, ③ yuqori charchoq sinishi qarshilik va ④ yangi po'lat ilovalar uchun sovuq ishni tanlash kerak. tozalangan karbidli qolip po'lati, yuqori hajmli fraktsiya nisbati va yuqori qattiqlik.
Kichik o'lchamli konusli rulolar uchun qattiq qotishma qolipdan foydalanish maqsadga muvofiqdir. Qattiq qotishmaning ultra yuqori qattiqligi va yuqori elastik moduli tufayli u yuqori aşınma qarshilik va plastik deformatsiyaga chidamliligiga ega, bu qayta ishlangan qismlarning aniqligini ta'minlaydi. Xizmat muddati asl Cr12MoV po'lat qolipidan 10-20 baravar ko'p bo'lishi mumkin. Katta o'lchamli konusli rulolar uchun shtamplash dastgohi 160-250 tonnagacha yetishi mumkin va qattiq qotishma qoliplardan foydalanish mo'rt sinish tufayli muddatidan oldin ishdan chiqishiga olib kelishi mumkin. Xizmat muddatining oshishi xarajatlarning o'sishini qoplash uchun etarli emas. Shuning uchun yangi yuqori mustahkamlik va qattiqlikdagi sovuq ishlov berish po'latlarini o'rganish kerak.
Biz fazaviy muvozanat termodinamiği asosida yangi turdagi yuqori quvvatli va egiluvchan po'lat DM9 tarkibini hisoblab chiqdik. Eritish, zarb qilish, prokatlash, issiqlik bilan ishlov berish, mikrostruktura va ishlashni o'rganishdan so'ng, po'latning tavlangan holatida M3C, M6C, M23C6, M7C3 va MC karbidlarining besh turi mavjudligi aniqlandi. Ostenitda har xil turdagi karbidlarning yadrolanishi, o'sishi va erishi termodinamik va kinetik farqlari tufayli karbidlar bir xilda tozalanishi mumkin, o'rtacha hajmi 0.66 tavlangandan keyin m m. Söndürülmeden keyin qolgan karbidning o'rtacha hajmi 0,5 m m. Bu Cr12MoV po'latining qolgan karbid hajmining 1/8-1/10 qismini tashkil qiladi. DM9 po'latining martensitik qattiq eritmasini mustahkamlovchi elementlarda Cr, Mo va V ga qo'shimcha ravishda Si va W qo'shilishi tufayli Cr12MoV bilan solishtirganda rentabellik chegarasi oshiriladi. Bundan tashqari, issiqlik bilan ishlov berishdan so'ng, M6C va MC yuqori qattiqlikdagi karbidlar ko'proq bo'lib, ularning aşınma qarshiligi ham yuqori. Ushbu po'latdan katta o'lchamli konusning rolikli qoliplariga qo'llaniladi va uning ishlash muddati asl Cr12MoV po'latidan 2-3 baravar ko'proq.
Söndürme va isitish jarayonida DM9 po'latining M3C va M23C6 ostenitda osonroq eriydi, bu esa ostenitning pastroq söndürme haroratlarida qattiq eruvchanligini samarali ravishda yaxshilashi mumkin. Biroq, ko'p miqdorda erimagan M6C va VC don o'sishiga samarali to'sqinlik qilishi mumkin. Shuning uchun, bu po'latdan o'rta haroratli söndürme va past haroratli temperleme uchun foydalanish mumkin va uning texnik ishlashi va foydalanish effekti Cr12MoV po'latdan yaxshiroqdir.
2023 noyabr 4thhaftaWBM mahsuloti tavsiyasi:
Yuqori xrom po'latdan yasalgan sharlar:
G5,G10,G16 Bizning Chrome sharimiz odatda GBT 308.1-2013 va ISO 3290-1:2014 standartlariga muvofiq ishlab chiqariladi. Qattiqlik sizning talabingizga binoan moslashtirilgan bo'ladi.
https://www.bearingroller.com/rolling-elements/steel-ball/high-chrome-steel-balls.html
