Abstrakti:Analysoimalla ulkomaisten kilpi koneen laakerirullan, kuten kemiallisen koostumuksen, kovuuden ja mikrorakenteen, tärkeimmät tekniset indeksit, tekninen tuki tarjotaan karanlaakerin kansallistamiseen kilpi koneeseen, jolla on suuri merkitys．
Avainsanat:liikkuva laakeri; kilpi kone; mikrorakenne
Kilvikoneen päälaakeri on Shield -koneen avainkomponentti, jota käytetään Shield Cutterhead -järjestelmässä. Sen käyttöikä ja luotettavuus vaikuttavat suoraan Shield -koneen rakennusturvallisuuteen. Tällä hetkellä ulkomailla monopolisoivat Kiinan Shield -tunnelointikoneiden tärkeimmät laakerimarkkinat. Shield -tunnelointitekniikan lokalisoinnin saavuttamiseksi on välttämätöntä kehittää ja valmistaa itsenäisesti Shield -tunnelointikoneiden päälaakerit. Kilpitunnelointikoneiden pääakselin ankaran työympäristön ja monimutkaisen laakerin kapasiteetin vuoksi niiden on kestettävä yhdistetyt kuormat, kuten aksiaalinen voima, säteittäinen voima, kaatumismomentti jne. Kun työskentelet raskaissa ja muuttuvissa kuormitusolosuhteissa. Rullien suorituskyky, luotettavuus ja käyttöikä ovat avaintekijöitä, jotka määrittelevät kilpi koneen päälaakereiden käyttöikä ja luotettavuuden. Siksi edistyneiden ulkomaisten yrityssuojakoneen päälaakerirullan materiaalien ja lämmönkäsittelyn laadun ymmärtäminen ja lämmön laadun avulla on suuri merkitys Shield Machine -pää laakereiden lokalisoinnille.
1. kemiallinen analyysi
Kotona ja ulkomailla olevien kilpitunnelointikoneiden päälaakerirullan näytteiden kemiallinen koostumus testattiin käyttämällä Sveitsin ARL 4460: n suoraa lukupektrometriä. Tulokset on esitetty taulukossa 1. Kiinan rullamateriaali on GCR18MO, ja taulukon vakioarvot ovat GB\/T 18254-2002 vaatimuksia. Taulukon mukaan C: n, CR: n, Si: n, hivenaineen ja epäpuhtauselementtien sisältö ulkomaisten kilpikoneiden päälaakeriaineessa on samanlainen kuin GCR18MO, mutta MN- ja MO -elementtien pitoisuus on suhteellisen korkea. Siksi voidaan määrittää, että ulkomaisten kilpikoneiden päälaakerirullalle käytetty materiaali kuuluu GCR18MO: n korkealle hiilikromialusteräkselle.
Kilpitunnelointikoneiden päälaakerirullien ja suhteellisen suuren rullan koon ( 100 mm × 100 mm) monimutkaisen jännityksen vuoksi huolto -olosuhteiden täyttämiseksi rullien ytimessä on myös oltava suuri lujuus. Siksi vaaditaan, että materiaalilla on oltava korkea kovettuvuus. MN -pitoisuuden lisääntyminen ulkomaisten kilpitunnelointikoneiden päälaakerirullien materiaalissa on pääasiassa parantaa teräksen kovettuvuutta ja vahvistaa matriisia; MO -elementin sisällön asianmukainen lisääminen ei vain paranna kovettuvuutta, vaan myös voittaa MN -elementtipitoisuuden lisääntymisen aiheuttama karkaiseva haureusongelma.
Taulukko 1 Kodin tunnelointikoneiden päälaakerirullan kemiallisen koostumuksen vertailu kotona ja ulkomailla
2. Metallografinen analyysi
Olympus GX51 -optista mikroskooppia käytettiin metallografisen rakenteen testaamiseen ulkomaisten kilpitunnelointikoneiden päälaakerirullissa. Pinta- ja ydinmetallografiset rakenteet on esitetty vastaavasti kuviossa 1 ja kuviossa 2. Käytetty etsaus on 4 -prosenttinen typpihappo -alkoholiliuos.
Kuva 1 Pinnan metallografinen rakenne
Kuva 2 sydämen metallografinen rakenne
Kuvion 1 ja kuvion 2 vertaamalla voidaan selvästi nähdä, että sydämen kudoksessa on suuri määrä liukenemattomia karbideja (kuvassa valkoisia kirkkaita pisteitä) ja martensiittia (tummanharmaa aluetta). Syynä liukenemattomien karbidien esiintymiseen on se, että samassa sammutus- ja lämmityseristysajassa ytimen vastaava eristysaika on lyhyempi kuin pinnan ja austeniitiointi ei ole riittävä, mikä johtaa suureen määrään carbideja, jotka eivät liukene austeniitiksi. Syy bainiittirakenteen esiintymiseen johtuu rullan suuresta koosta, ja samoissa jäähdytysolosuhteissa ydin ei saanut vaadittua jäähdytysnopeutta bainiittia varten.
Näytteen metallografisen analyysin tarkoituksena on selvittää, onko ulkomaisten kilpitunnelointikoneiden päälaakerirullien mikrorakenne, on molempien martensiitti, alempi bainiitti tai komposiittirakenne lämpökäsittelyprosessimenetelmien ja parametrien määrittämiseksi. Matalalla suurennuskultavaiheessa musta neula, kuten selkeästi näkyvät rakenteet ovat enimmäkseen alhaisempi bainiitti. Alempi bainiitti on mekaaninen seos, joka koostuu hiilen ylikyllästetyistä levyn kaltaisista ferriitistä ja sisäisesti saostetuista karbideista. GCR18MO kuuluu korkealle hiiliteräkselle, ja sammutuksen jälkeen saatu mikrorakenne on arkin kaltainen martensiitti (neula kuten martensiitti). Siksi metallografisen mikroskoopin aikana alemman bainiitin mikrorakenne on erittäin samanlainen kuin korkean hiilen martensiitin. Vain suorittamalla syvällinen havainto ja sen mikrorakenteen analysointi elektronimikroskoopin avulla voidaan tehdä tarkkoja tuomioita.
3. Transmissioelektronimikroskopiaanalyysi
Ulkomaisten kilpitunnelointikoneiden päälaakerinäytteet analysoitiin käyttämällä japanilaista elektronista 21 0 0 korkean resoluution siirtoelektronimikroskooppia, ja näytteenottopaikat on esitetty kuvassa 3. Näytteen koko on 0,5 mm × 10 mm × 10 mm. Näytteen paksuus on jauhettu 200-500 nm: lle käyttämällä ionin ohenemismenetelmää ja analysoidaan sitten lähetyselektronimikroskopialla.
Kuva 3 Kaavio näytteenottopaikasta
Alustava havainto osoittaa, että näytteille on pääosin ominaista alempi bainiitti. Litteissä nuudeleissa on pieniä karbideja ja muutama martenssia ilman karbideja. Tilastolliset tulokset osoittavat, että pienempi bainiittia on noin 80% ~ 90%, pieni määrä martensiittia ja liukenemattomia suuria karbideja. Lähetyselektronimikroskooppikuvat on esitetty kuvioissa 4-6.
Kuvio 4 Bainiitin ominaisuudet
Kuva 5 Bainiittiominaisuudet ja liukenemattomat carbides
Vaihteistoelektronimikroskopiaanalyysin avulla voidaan nähdä, että ulkomaisten kilpitunnelointikoneiden päälaakerirullien isotermisen sammutuksen aikana rullien voimakkuuden ja kovuuden parantamiseksi ja siten parantamiseksi niiden kuormituskykyä, jolloin isotermisen sammutusprosessin säätämismenetelmää voidaan säätää. Sammutuksen jälkeen tuloksena oleva rakenne ei ole yksi bainiittirakenne, vaan komposiittirakenne, joka koostuu pääasiassa bainiitista ja joka sisältää pienen määrän martensiittia. Tällä komposiittirakenteella ei ole vain suurta lujuutta ja kovuutta, vaan sillä on myös hyvät vaikutukset sitkeys, mikä voi vastata Shield -koneen päälaakereiden ankariin huoltoolosuhteisiin.
Kuva 6: Bainiitin ja martensiitin ominaisuudet
Materiaalikoostumuksen määrittämisen jälkeen bainiitin ja martensiitin suhteellista sisältöä voidaan säätää säätämällä isotermisiä sammutusprosessiparametreja. Tärkeimmät tekijät, jotka vaikuttavat bainiitin sisältöön, ovat:
(1) Lämmityslämpötila: Mitä suurempi lämmityslämpötila, sitä vakaampi austeniitti ja mitä suurempi on jäännös -austeniitin pitoisuus ja sitä pienempi bainiitin pitoisuus isotermisen sammutuksen jälkeen.
(2) samassa isotermisessä ajassa, mitä alhaisempi isoterminen lämpötila, mitä hitaampi bainiitin muunnosnopeus, sitä suurempi on jäännös -austeniitin pitoisuus ja mitä alhaisempi bainiitin pitoisuus.
(3) Samassa isotermisessä lämpötilassa, mitä lyhyempi isoterminen aika, sitä vähemmän täydellinen bainiitin muuntaminen, sitä pienempi bainiitin pitoisuus ja sitä suurempi martensiitin pitoisuus. Bainiitin muutokseen vaikuttavien tekijöiden joukossa lämmityslämpötilan ja isotermisen lämpötilan säätäminen tuo monia epäsuotuisia tekijöitä, joten molempien säätöalue on hyvin pieni. Isotermisen sammutuksen aikana bainiitin ja martensiitin suhteellista sisältöä voidaan säätää vähentämällä isotermistä aikaa, jotta bainiitin muutos on puutteellinen ja jäljellä oleva austeniitti voidaan muuttaa martensiitiksi, lisäämällä siten martensiitin sisältöä ja parantamalla rullan voimaa ja kovat.
4. Kovuustarkastus
Ulkomaisten kilpitunnelointikoneiden päälaakerirullien kovuuden ja jakautumisen ymmärtämiseksi rullien loppupinnalla suoritettiin kovuustestaus pinnalta sisäpuolelle, yhteensä 8 pistettä. Leikkaa sitten rulla pitkin 1\/2 sen pituudesta, jauhaa profiilia ja käytä rockwell -kovuustesteriä testaamaan pinnan kovuus, ytimen kovuus ja rullan jakautuminen reunastaan keskustaan. Kaikkiaan 16 pistettä testattiin, ja testitulokset on esitetty taulukossa 2. Kovuustestauspaikka on esitetty kuvassa 7.
Taulukko 2 Ulkomaisten kilpitunnelointikoneiden päälaakerirullien kovuustestaustulokset
Kuva 7 Kovuustestaus Sijaintikartta
Taulukon 2 mukaan rullan päätykannan kovuus on suhteellisen korkea, kaikki yli 60 HRC ja erittäin tasainen, suurin kovuusero on vain 1,1 HRC.
Syynä rullien korkeaan kovuuteen on, että ulkomaiset rullamateriaalit ovat lisänneet MN -elementin sisältöä ja lisännyt asianmukaisesti MO -elementin sisältöä, mikä parantaa teräksen kovettuvuutta; Lisäksi rullan isotermisen sammutuksen aikana telan päätypinnan jäähdytysnopeus on suhteellisen nopea.
Rullien tasaisen kovuuden syy on, että vieraiden materiaalien koostumus ja rakenne ovat erittäin tasaisia, ja lämmönkäsittelyn aikana rullien eri osien jäähdytys on suhteellisen tasainen.
Kilpitunnelointikoneiden tärkeimpien laakerirullien monimutkaisen rasituksen vuoksi ei vain vaadita, että rullilla on hyvä sitkeys, vaan myös suuri lujuus ja kovuus täyttääkseen vaatimuksensa raskaiden kuormitusten kantamiseksi. Jos rullamateriaalin koostumus on määritetty, telan kovuus riippuu täysin sen lämpökäsittelyprosessista. Ulkomaisten kilpitunnelointikoneiden päälaakerirullien ja niiden mikrorakenteen analysoinnin materiaalien valinnasta voidaan määrittää, että rullille käytetty lämpökäsittelyprosessi on pääasiassa bainiittinen isoterminen sammutus. Bainiitisen isotermisen sammutuksen tarkoituksena on saada alempi bainiittinen rakenne, jolla on hyvät kattavat mekaaniset ominaisuudet. Jos käytetään kuitenkin tavanomaista bainiittista isotermistä sammutushoitoa, saatu rakenne on 100% pienempi bainiittinen rakenne. Martensiittiseen rakenteeseen verrattuna, vaikka sitkeys paranee merkittävästi, kovuus on suhteellisen alhainen, mikä ei pysty täyttämään kilpi koneen pääakselin laakerivoiman vaatimuksia.
Säätämällä isoterminen sammutusprosessiparametrit ja muuttamalla isotermisen sammutuksen jälkeen saadun bainiittirakenteen morfologiaa, osuutta ja jäännös -austeniittipitoisuutta isotermisen sammutuksen kovuutta voidaan parantaa. Tärkeimmät tekijät, jotka vaikuttavat osien kovuuteen isotermisen sammutuksen jälkeen, ovat:
(1) Bainiittikudoksen paksuus. Mitä hienompi organisaatio, sitä korkeampi kovuus. Organisaation paksuutta voidaan säätää säätämällä isotermisen isotermisen sammutuksen isoterminen lämpötilaa. Mitä pienempi isoterminen lämpötila, sitä hienompi bainiittimuoto ja sitä suurempi kovuus.
(2) Bainiitin pitoisuus, joka viittaa kudoksen bainiitin ja martensiitin suhteelliseen pitoisuuteen. Mitä suurempi bainiitin pitoisuus, sitä pienempi martensiitin pitoisuus kudoksessa ja sitä pienempi kovuus ja päinvastoin. Bainiitin sisältöä organisaatiossa voidaan säätää säätämällä isoterminen sammutusaika. Mitä pidempi isoterminen aika, sitä korkeampi kudoksen bainiitin pitoisuus, sitä pienempi martensiitin pitoisuus ja sitä alhaisempi kovuus. Tästä voidaan nähdä, että rullan isoterminen sammutusaika voidaan lyhentää asianmukaisesti rakenteen martensiitin sisällön lisäämiseksi, viime kädessä saavuttaen tavoitteen parantaa rullan kovuutta.
(3) Jäännösausteniitin sisältö. Mitä korkeampi jäännös austeniittipitoisuus, sitä alhaisempi, sitä alhaisempi.
5. Viljekokoanalyysi
Vierasuojuksen tunnelointikoneiden päälaakerirullien viljakokoanalyysin tulokset on esitetty kuvassa 8. Näytteen sijainti on esitetty kuvassa 3. Käytetty syövyttäjä on pikarihappo, natriumdekyylibentseenisulfonaatin ja suolahapon suolahappo vedessä.
Kuva 8 viljakoko
Kuten kuvassa esitetään, telan viljakoko on hyvin pieni, saavuttaen taso 9 GB\/T 6394 "-menetelmässä metallien keskimääräisen raekoko". On monia tekijöitä, jotka vaikuttavat viljan kokoon, joista tärkeimmät ovat materiaalin kemiallinen koostumus ja lämmityslämpötila ja pitoaika lämpökäsittelyn aikana. Mitä korkeampi lämmityslämpötila ja mitä pidempi pitoaika lämpökäsittelyn aikana, sitä karkeampi viljan kokoa ja päinvastoin.
Teräksen viljakoko on merkittävä vaikutus sen ominaisuuksiin. Koska viljarajat ovat esteitä dislokaatioliikkeelle, he kokevat merkittävän muodonmuutosvastuksen, kun ne ovat muodonmuutosten rajan rajan sijaintia. Viljarajat voivat rajoittaa plastisia muodonmuutoksia tietyllä alueella. Siksi mitä enemmän viljarajoja on, sitä suurempi teräksen saantolujuus. Mitä korkeampi viljakoko, sitä hienommat jyvät, sitä suurempi viljan rajojen kokonaispinta -ala on ja sitä suurempi teräksen saantolujuus. Viljarajojen kyvyn estämiseksi terästen mikrohalkeamien etenemisen vuoksi hienot jyvät voivat myös parantaa teräksen sitkeyttä.
6. Johtopäätös
Ulkomaisten kilpitunnelointikoneiden päälaakerirullien kattavan ja sisäisen analyysin avulla rullien materiaalikoostumuksen, lämmönkäsittelyn mikrorakenteen, kovuuden, viljan koon ja jäännös-austeniittisisällön on perustettu perusteellisesti, tarjoamalla teknistä tukea päälaakereiden päälaakereiden päälaakereiden pääkerrojen pääaineiden konepakettien koneiden paikallisille tarkoituksille.
2025 2. toukokuuta WBM -tuotesuositus:
Leikkuri:
WBM tuottaa kapeneva rulla kuolee korkealla tehokkuudella ja automatisoinnilla. Rullat muodostetaan yhdelle automaattiselle kylmän otsikkopuristimelle ja syötetään, leikataan ja rei'itetään suulakkeeseen viisi vaihetta.
Voimme tuottaa erityyppisiä ja -kokoja, jotka kapenevat rullasuonan laadunvarmistuksella, sisältävät: yhdistelmäreiti, ulkopuolinen holkki, terät, yhdistelmäreitti, syöttösylinteri, yhdistelmämuodot, kaksikerroksinen holkki, insertti.
