2023 กุมภาพันธ์ สัปดาห์ที่สี่ WBM ความรู้ด้านเทคนิค: การวิเคราะห์สาเหตุและมาตรการปรับปรุงสำหรับการแตกร้าวของตลับลูกปืน เหล็กลวด แหวนหัวเย็น

Feb 28, 2023 ฝากข้อความ

Pเปลี่ยนโฉมใหม่

ผู้ใช้ใช้ชุดเหล็กลวดแบริ่ง GCr15-Y ของข้อกำหนด Nangang 18 มม. และตรงกลางถูกหลอมในเตาหลอมต่อเนื่องด้านล่างลูกกลิ้ง เตาหลอมแบบต่อเนื่องเป็นเตาหลอมทรงกลมแบบลูกกลิ้งล็อคอากาศสูญญากาศป้องกันไนโตรเจน

ลำดับขั้นตอนของการอบอ่อนทรงกลมเป็นดังนี้: การตรวจสอบวัสดุที่เข้ามา → การโหลดลงบนโต๊ะป้อนอาหาร → เข้าสู่ห้องสุญญากาศด้านหน้า (สูบลมและเติมไนโตรเจน) → เข้าสู่โซนอุ่น, โซนทำความร้อน, โซนรักษาความร้อน, โซนทำความเย็นอย่างรวดเร็ว, อุณหภูมิความร้อน โซน โซนทำความเย็นช้า และโซนทำความเย็นอิสระจากห้องสุญญากาศ (ทำความร้อนได้สูงสุด 795 องศา เก็บรักษาความร้อนได้นาน 7 ชม. ทำความเย็นได้รวดเร็วถึง 720 องศา เก็บรักษาความร้อนได้นาน 5 ชม. และเย็นลงถึง 650 องศาที่ 20 องศา/ชม.) → เข้าสู่ถังน้ำเย็น → เข้าสู่ห้องสุญญากาศด้านหลัง → โต๊ะระบายน้ำ

 

หลังจากการตรวจสอบวัตถุดิบ → การดองด้วยกรด → ฟอสฟอรัสซาพอนิฟิเคชัน → การวาดแสงของชั้น 30 สาย → การทำให้ว่างเปล่าและการทำให้เย็นลงในปลอกโลหะเปล่า ตาเปล่าสามารถเห็นได้ว่ามีการแตกร้าวบนหน้าปลายปลอกโลหะ อัตราส่วนการแตกอยู่ระหว่าง 10 ร้อยละและร้อยละ 15 ตำแหน่งการแตกร้าวจะไม่ต่อเนื่องและตำแหน่งการแตกจะตั้งฉากกับทิศทางการขยายการม้วนตามแนวรัศมีของเหล็กลวด ดังรูปที่ 1

 

news-1-1

 

รูปที่ 1

 

ความคิดเห็นของผู้ใช้ว่าการอบอ่อนทรงกลม การวาดลวด และกระบวนการรีดเย็นเป็นเรื่องปกติ และเฉพาะอัตราการแตกร้าวของแหวนรีดเย็นของเหล็กลวดเหล็กตลับลูกปืนชุดนี้เท่านั้นที่เกิน 10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมีความสัมพันธ์ที่ดีกับเหล็กลวดเดิม

 

กระบวนการผลิตเหล็กลวด: การพ่นทรายเปล่า การขัดผิวเฉพาะจุด → การให้ความร้อนของเตาเผาแบบคานเดิน (ส่วนอุ่น 700~750 องศา , ส่วนการให้ความร้อน 1 930~960 องศา , ส่วนการให้ความร้อน 2 1130~1160 องศา , ส่วนแช่ 1200~ 1240 องศา ส่วนที่ทำความร้อน 2 และส่วนที่แช่อุณหภูมิสูง 60~100 นาที) → การขจัดคราบตะกรันด้วยแรงดันสูง → การรีดหยาบ → การรีดระดับกลาง → การรีดก่อนสำเร็จ → การระบายความร้อนด้วยน้ำในโซน 1 → การรีดขั้นสุดท้าย → การระบายความร้อนด้วยน้ำในโซน 2 → การลดขนาด → การระบายความร้อนด้วยน้ำในโซน 3 → การวาดลวด → การระบายความร้อนด้วยอากาศใน Stelmo → การม้วน → การตกแต่ง → การอัดก้อน → การชั่งน้ำหนัก → คลังสินค้า

 

1 การวิเคราะห์ตัวอย่างปลอกโลหะที่แตก

ตัวอย่างสี่ตัวอย่างถูกสุ่มมาจากตัวอย่างปลอกโลหะที่มีรอยแตก ซึ่งสองตัวอย่างใช้สำหรับการตรวจสอบด้วยกำลังขยายสูงและต่ำและการวิเคราะห์ความแข็ง และอีกสองตัวอย่างใช้สำหรับการตรวจสอบความไม่สม่ำเสมอของคาร์ไบด์และการแตกหัก และการวิเคราะห์ขนาดเกรน

 

1.1 การตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์

ตัวอย่างการแตกของปลอกโลหะหนึ่งตัวอย่างถูกสุ่มเลือกและสังเกตภายใต้สเตอรีโอไมโครสโคป สัณฐานวิทยาในระดับมหภาคของการแตกของปลอกโลหะแสดงในรูปที่ 2

 

news-1-1

 

รูปที่ 2

1.2 การตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์

ปลอกโลหะชิ้นหนึ่งถูกกัดด้วยกรดไฮโดรคลอริกร้อน (ความเข้มข้น 31 เปอร์เซ็นต์ อุณหภูมิ 70~80 องศา) เป็นเวลา 8~10 นาที แล้วนำออกมา การตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์แสดงให้เห็นว่ามีรอยแตกหลายจุดบนปลอกโลหะทั้งสองด้าน ดังแสดงในรูปที่ 3a ที่ด้านหน้าและรูปที่ 3b ที่ด้านหลัง

 

news-1-1

 

รูปที่ 3

บด 2~3 มม. ที่ปลายด้านหนึ่งของตัวอย่างปลอกโลหะอีกอัน ตัดชิ้นส่วนตามแนวยาว และนำออกหลังจากกัดกรดไฮโดรคลอริกร้อน (ความเข้มข้น 31 เปอร์เซ็นต์ อุณหภูมิ 70~80 องศา ) เป็นเวลา 8~ 10 นาที. ตามมาตรฐานแห่งชาติ/GBT18254 ความพรุนตรงกลางและความพรุนทั่วไปได้รับการประเมินเป็นเกรด 1.0 และไม่พบข้อบกพร่องในการหดตัว ลักษณะที่ปรากฏแสดงในรูปที่ 4 ดังนั้นการแตกร้าวของส่วนท้ายของปลอกโลหะจึงไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับโครงสร้างมหภาคของวัตถุดิบ

 

news-1-1

 

รูปที่ 4

 

1.3 การตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์

1.3.1 การตรวจสอบสถานะการอบอ่อนของรอยแตกของปลอกโลหะ

หลังจากนำตัวอย่างจากรอยร้าวสองรอยทางด้านขวาของส่วนท้ายในรูปที่ 2 และทำการเจียร ให้สังเกตส่วนตามยาวภายใต้กล้องจุลทรรศน์ และไม่พบการรวมตัวและออกไซด์ในและรอบๆ รอยแตกร้าว สังเกตหลังจากการกัดกร่อน โครงสร้างจุลภาคของรอยแตกทั้งสองด้านจะสอดคล้องกับเมทริกซ์ของเมทริกซ์ ซึ่งก็คือเพิร์ลไลต์ทรงกลมที่กระจายอยู่บนเฟอร์ไรต์เมทริกซ์ และไม่พบการแยกคาร์บูไรเซชันที่ขอบของตัวอย่างและรอยแตก ดังแสดงในรูป 5, โครงสร้างจุลภาคของรอยร้าวทั้งสองด้านบนหน้าตัดนั้นสอดคล้องกับเมทริกซ์ของเมทริกซ์ ซึ่งก็คือเพิร์ลไลต์ทรงกลมที่กระจายอยู่บนเมทริกซ์เฟอร์ไรต์ ดังแสดงในรูปที่ 5

 

news-1-1

 

รูปที่ 5

 

1.3.2 การตรวจสอบคาร์ไบด์ที่ไม่สม่ำเสมอ

หลังจากที่ปลอกโลหะดับและอบคืนตัวแล้ว ความไม่สม่ำเสมอของคาร์ไบด์ในส่วนตามยาวจะถูกตรวจสอบภายใต้กล้องจุลทรรศน์ พบว่ามีสัณฐานวิทยาแบบแถบและแบบร่างแหตามที่แสดงในรูปที่ 6 ตามมาตรฐานแห่งชาติ GB/T18254 ปลอกโลหะได้รับการจัดอันดับเป็นแถบแบบร่างแหและร่างแห 1.5 และไม่พบการตกตะกอนของคาร์ไบด์ ซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานแห่งชาติ . ดังนั้นการแตกร้าวของปลายปลอกโลหะจึงไม่เกี่ยวข้องกับความสม่ำเสมอของคาร์ไบด์ในวัตถุดิบ

 

news-1-1

 

รูปที่ 6

 

1.4 การทดสอบความแข็งของ Brinell ของปลอกโลหะ

การทดสอบความแข็งของบริเนลล์ดำเนินการแบบสุ่มตามทิศทางวงแหวนของปลอกโลหะ ความแข็งค่อนข้างสม่ำเสมอโดยมีความแข็งเฉลี่ย 290.8HB ไม่พบจุดสูงต่ำที่ชัดเจน ข้อมูลการทดสอบแสดงในตารางที่ 1

 

news-676-104

 

1.5 การตรวจสอบการแตกหักของปลอกโลหะ

หลังจากการชุบแข็ง ปลอกโลหะจะหักในคราวเดียว โครงสร้างการแตกหักของส่วนตามยาวของปลอกโลหะถูกตรวจสอบโดย stereomicroscope มีพื้นผิวที่สว่างมากบนพื้นผิวการแตกหักแบบมหภาค พื้นผิวที่สว่างแต่ละอันเป็นส่วนต่อประสานของเมล็ดข้าว เส้นทางการแตกหักขยายไปตามขอบเกรนในทิศทางต่างๆ ซึ่งเป็นการแตกหักแบบเปราะตามขอบเกรนทั่วไป สัณฐานวิทยาแสดงในรูปที่ 7

 

ตามหลักการของการใช้พลังงานการแตกหักขั้นต่ำ เส้นทางการแพร่กระจายของรอยแตกจะขยายไปตามพื้นผิวเสมอด้วยแรงยึดเหนี่ยวอะตอมที่อ่อนที่สุด ซึ่งส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสถานะและลักษณะของส่วนต่อประสานของคริสตัล ความแข็งแรงของขอบเกรนไม่จำเป็นต้องต่ำที่สุด แต่ถ้าโลหะมีปัจจัยทางโลหะวิทยาบางอย่างที่ทำให้ขอบเกรนอ่อนลง (เช่น เหล็กแท่งมีความร้อนสูงเกินไปหรือไหม้) โลหะจะเกิดการแตกหักเปราะตามขอบเกรน

 

news-1-1

 

รูปที่ 7

 

1.6 การตรวจสอบขนาดเกรนของออสเทนไนต์ของปลอกโลหะ

ขนาดเกรนของตัวอย่างส่วนตามยาวของรอยแตกหักที่เตรียมได้ตรวจสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์ พบว่าขนาดเกรนของผนังด้านนอกของปลอกโลหะหยาบกว่าส่วนฐานอย่างมีนัยสำคัญ และมีลักษณะทางสัณฐานวิทยาดังแสดงในรูป 8. ดังนั้นจึงสันนิษฐานได้ว่าชิ้นงานที่แตกหักนั้นเกี่ยวข้องกับกระบวนการให้ความร้อนของเหล็กลวดดั้งเดิม นั่นคือ ความร้อนสูงเกินไปของเหล็กแท่งในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน

 

news-1-1

 

รูปที่ 8

 

2. การติดตามกระบวนการเหล็กลวดที่ชำรุดและการปรับปรุงกระบวนการผลิตของเหล็กลวดแบริ่งสำหรับปลอกโลหะ

จากการตรวจจับโครงสร้างมหภาค ความแข็ง คาร์ไบด์ การแตกหัก และขนาดเกรนของตัวอย่างที่แตกร้าว โครงสร้างมหภาค ความสม่ำเสมอของคาร์ไบด์ และความแข็งของพื้นผิวเป็นเรื่องปกติ ในขณะที่การแตกหักมีโครงสร้างที่ร้อนเกินไป และขนาดเกรนของผนังด้านนอกของปลอกโลหะจะเท่ากับ หยาบกว่าฐานอย่างเห็นได้ชัด สันนิษฐานว่าสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่นของกระบวนการให้ความร้อนของเหล็กลวดดั้งเดิม ซึ่งก็คือเหล็กแท่งในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน

 

ติดตามกระบวนการให้ความร้อนของเหล็กลวดชุดที่แตก ชุดรีดหมายเลข C60199901 รวม 47 แท่ง ถูกใส่เข้าไปในเตาเผาในขณะที่เปลี่ยนข้อกำหนด ห่างจากหัวเตาเพียง 10 ก้าว ส่วนอุ่น 701~715 องศา ส่วนความร้อน 952~959 องศา ส่วนความร้อน 1148~1156 องศา ตรงตามข้อกำหนดของกระบวนการ ขณะที่ส่วนแช่ 1245~1248 องศา ส่วนความร้อน II และส่วนแช่ ส่วนอุณหภูมิสูง 126 นาที เกิน ขีดจำกัดสูงสุดของข้อกำหนดกระบวนการ

 

เพื่อแก้ปัญหาการแตกร้าวของแหวนหัวเย็นเหล็กลวดแบริ่งได้อย่างรวดเร็ว กระบวนการให้ความร้อนของเหล็กลวดแบริ่งจึงเหมาะสมที่สุด:

ตำแหน่งการป้อนของแท่งเหล็กตลับลูกปืนได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุด ในระหว่างการเปลี่ยนม้วน เหล็กตลับลูกปืนเปล่าที่ใช้ทำปลอกหุ้มไม่ได้รับอนุญาตให้เข้าไปในส่วนทำความร้อนโดยตรง ช่องว่างแรกอยู่ห่างจากตำแหน่งการกรีดของหัวเตาอย่างน้อย 48 ขั้น ดังแสดงในรูปที่ 9 เมื่อเกรดเหล็กทรานซิชันไม่เพียงพอ จำเป็นต้องเว้นระยะให้เพียงพอ และใช้เวลาในการเปลี่ยนม้วนเพื่อให้เสร็จสิ้น พื้นที่ขั้นบันไดที่ว่างตามจังหวะการกรีดปกติ เพื่อป้องกันไม่ให้เหล็กแท่งแบริ่งค้างอยู่ในส่วนทำความร้อนของเตาเผาเป็นเวลานานและทำให้เกิดข้อบกพร่องจากความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น

news-1-1

 

รูปที่ 9

เวลาในการทำความร้อนของเหล็กตลับลูกปืนถูกปรับให้เหมาะสม และเวลาพักของเหล็กตลับลูกปืนเปล่าในส่วนที่มีอุณหภูมิสูงหลังจากเข้าสู่ส่วนการให้ความร้อนที่สองและส่วนการแช่จะถูกควบคุมไม่ให้เกิน 100 นาที

 

ปรับอุณหภูมิความร้อนและอุณหภูมิการต๊าปของแท่งเหล็กตลับลูกปืนให้เหมาะสม เพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปของแท่งเหล็กตลับลูกปืนในส่วนที่มีอุณหภูมิสูงของเตาเผา จะต้องควบคุมอุณหภูมิความร้อนอย่างเคร่งครัด อุณหภูมิความร้อนสูงสุดของส่วนทำความร้อนและส่วนแช่ต้องไม่เกิน 1220 องศา และอุณหภูมิของเหล็กแดงหลังการขจัดคราบตะกรันจะต้องไม่เกิน 1130 องศา

 

3 ผลการดำเนินการปรับปรุงกระบวนการ

หลังจากการปรับปรุงกระบวนการ เหล็กลวดเหล็กกล้าตลับลูกปืน GCr15-Y ที่มีหมายเลขความร้อน 16706548 รวมเป็น 45 แท่ง ถูกผลิตอีกครั้งสำหรับผู้ใช้เพื่อผลิตวงแหวน 18 มม. เมื่อเปลี่ยนขนาด 18 มม. จะมีเพียง 24 ชิ้นของหมายเลขเตานี้ที่ว่างเปล่าเท่านั้นที่จะถูกใส่เข้าไปในเตาหลอม และเวลาเปลี่ยนม้วนคือ 50 นาที หลังจากเปลี่ยนม้วนแล้ว กระบวนการผลิตค่อนข้างราบรื่น เวลาพักของส่วนที่อุณหภูมิสูงของส่วนการทำความร้อน II และส่วนการแช่คือ 68 นาที อุณหภูมิของส่วนการทำความร้อน II คือ 1135 องศา อุณหภูมิของส่วนที่แช่คือ 1212 องศา และอุณหภูมิของเหล็กสีแดงหลังจากการขจัดคราบตะกรันคือ 1122 องศา

 

เปรียบเทียบขนาดเกรนของออสเทนไนต์ของตัวอย่างเหล็กลวดชุดนี้กับของเหล็กลวดที่มีข้อบกพร่องด้านความร้อนสูงเกินไปในอดีต พบว่าขนาดขอบเกรนของเหล็กลวดที่มีข้อบกพร่องด้านความร้อนสูงเกินไปนั้นหยาบอย่างเห็นได้ชัด ในขณะที่ขนาดเกรนของเหล็กลวดในคราวนี้ค่อนข้างสม่ำเสมอและละเอียด ดังแสดงในรูปที่ 10

news-1-1

 

รูปที่ 10

 

ผู้ใช้ไม่บ่นเกี่ยวกับปัญหาคุณภาพหลังจากใช้เหล็กลวดชุดนี้ จากความคิดเห็นของผู้ใช้ อัตราการแตกร้าวในกระบวนการของปลอกโลหะหัวเย็นลดลงอย่างมาก จากมากกว่า 10 เปอร์เซ็นต์เป็นน้อยกว่า 0.5 เปอร์เซ็นต์

 

4 บทสรุป

การแตกร้าวของปลอกคอหัวเย็นของเหล็กลวดแบริ่งนั้นเกี่ยวข้องกับกระบวนการให้ความร้อนของเหล็กลวดดั้งเดิม นั่นคือ ความร้อนสูงเกินไปของแท่งเหล็กในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน เมื่อจัดทำแผนการผลิตเหล็กลวดเหล็กตลับลูกปืนที่ใช้สำหรับปลอกคอ ให้พยายามหลีกเลี่ยงไม่ให้เหล็กแท่งตลับลูกปืนเข้าสู่ส่วนทำความร้อนโดยตรงเมื่อเปลี่ยนม้วน หากหลีกเลี่ยงไม่ได้จริง ๆ ควรย้ายเกรดเหล็กตามแถวหรือเว้นระยะตามขั้นตอน

 

อุณหภูมิความร้อนและเวลาในการทำความร้อนจะต้องควบคุมอย่างเคร่งครัด เวลาพักของส่วนที่อุณหภูมิสูงหลังจากเหล็กแท่งเข้าสู่ส่วนให้ความร้อนที่สองและส่วนที่แช่ต้องไม่เกิน 100 นาที อุณหภูมิความร้อนสูงสุดต้องไม่เกิน 1220 องศา และอุณหภูมิของเหล็กสีแดงหลังจากการขจัดคราบตะกรันจะต้องไม่เกิน 1130 องศา

 

มีการใช้กระบวนการที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อผลิตหลายแบทช์อย่างต่อเนื่อง และไม่มีการร้องเรียนเรื่องคุณภาพการแตกแบทช์

 

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ WBM ดายหัวเย็นคาร์ไบด์:

WBM สามารถผลิตชนิดและขนาดต่างๆ ของแม่พิมพ์ลูกเหล็กที่มีการรับประกันคุณภาพ รวมถึง: ดายหัวเย็นลูกเหล็กคาร์ไบด์, ดายหัวเย็นลูกเหล็กสำหรับระดับชาติ

 

วัสดุ: ทังสเตนคาร์ไบด์หรือเหล็กแม่พิมพ์

ชิ้นส่วนหลักสำหรับกระบวนการหัวเย็น: Quill (ไดคัทออฟ), คัตเตอร์ (ใบมีดคัตเตอร์), พั้นช์, เทเปอร์ดาย ไม่ว่าวัสดุของคุณจะเป็นเหล็กกล้าชุบแข็งหรือเหล็กกล้าชุบแข็ง แม่พิมพ์ครบชุดของเราสามารถทำงานได้ตลอดอายุการใช้งาน

แม่พิมพ์ความแม่นยำสูงผลิตตามแบบของคุณ และเรายังสามารถให้บริการออกแบบเครื่องมือตามหัวลูกกลิ้งของคุณ

news-1-1

 

 

ส่งคำถาม