En omfattende guide til karbureringsbehandling av runde lenkekjeder

(tilrunde lenkekjederbrukes i krevende applikasjoner som bøttelevatorer i sementfabrikker og aske-/skrapetransportører i kraftverk. Disse komponentene krever en unik kombinasjon av høy overflatehardhet for slitestyrke og en tøff, duktil kjerne for å motstå støt og utmatting)

1. Materialvalg

Grunnlaget for en vellykket karbureringsprosess er valg av riktig lavkarbonlegert stål. Stålet må kunne oppnå høy overflatehardhet etter karburering samtidig som det opprettholder en seig kjerne. De vanligste spesifiserte materialene er:

Materiale (DIN/EN)

Materialegenskaper og begrunnelse

17CrNiMo6 (1,6587)

Krom-nikkel-molybden-legeringsstål med utmerket kjerneseighet og overflatehardhet. Mye brukt til komponenter som utsettes for høy utmattelse og slitasje, som kjeder.

23MnNiMoCr54 (1,7131)

Mangan-nikkel-molybden-kromlegeringsstål med utmerket herdbarhet og seighet, noe som sikrer en robust kjerne

2. Karbureringsprosedyre og referanseparametere

Målet er å skape et dypt, metallurgisk solid deksel som er godt festet til kjernen. Prosessen involverer flere kritiske trinn:

Trinn 1: Forbehandling (valgfritt)

- Prosess: Normalisering.

- Formål: Å forbedre kornstrukturen og maskinbearbeidbarheten/sveisbarheten til de rå kjettingleddene.

- Referanseparameter: Varm opp koblingene til 880–920 °C og la dem avkjøles i luft.

Trinn 2: Karburering

Dette er kjerneprosessen der karbon diffunderes inn i overflaten. Gasskarburering er den vanligste og mest kontrollerbare metoden for disse bruksområdene.

- Formål: Å berike overflatens karboninnhold, slik at den blir ekstremt hard etter bråkjøling.

- Temperatur: 880–930 °C. Konsekvent temperaturkontroll er avgjørende for jevn dybde på kassen.

- Atmosfære: En karbonrik atmosfære, vanligvis endoterm gass beriket med et hydrokarbon som metan eller propan. Karbonpotensialet må kontrolleres nøye.

- Karbonpotensial: Oppretthold på 0,8–1,0 % for å oppnå optimal overflatekarbonkonsentrasjon for maksimal hardhet uten å danne for mye karbider.

- Tid: Bestemmes av ønsket kasusdybde. Diffusjon er tidsavhengig. For eksempel:

- For en fordypningsdybde på 1,0 mm: Omtrent 8–10 timer.

- For en kassedybde på 1,5 mm: Proporsjonalt lengre tid.

- Dybdespesifikasjon: For kraftige kjettinger kreves en betydelig kassedybde.

- Tommelfingerregel: Produsenter spesifiserer ofte en minimum karbureringsdybde på 0,1 ganger stangdiameteren og opptil 0,21 ganger stangdiameteren.

- Absolutt dybde: Vanligvis varierer det fra 0,5 mm til 2,0 mm, hvor 1,0–1,5 mm er vanlig for slagg- og sementapplikasjoner.

Trinn 3: Slokking

- Formål: Å omdanne det karbonrike overflatelaget til en hard, slitesterk martensittisk struktur.

- Medium: Olje er det foretrukne bråkjølingsmiddelet for disse legeringsstålene. Oljebråkjøling gir en rask nok avkjølingshastighet til å oppnå høy hardhet, samtidig som risikoen for deformasjon og sprekkdannelser forbundet med vannbråkjøling minimeres.

- Temperatur: Forvarmet olje på 60–80 °C brukes ofte for en jevnere kjølehastighet.

Trinn 4: Herding

- Formål: Å lindre de indre spenningene som forårsakes av bråkjøling, redusere sprøhet og oppnå den endelige balansen mellom hardhet og seighet.

- Temperatur og tid:

- For maksimal overflatehardhet (f.eks. 58–62 HRC), herdes ved lav temperatur på 150–200 °C i 1–2 timer.

- Hvis det kreves en litt lavere hardhet, men høyere seighet, kan en anløpstemperatur på 400–450 °C brukes.

Trinn 5: Etterbehandling (valgfritt, men anbefalt)

- Kuleblåsing: Denne prosessen bombarderer kjedeoverflaten med små sfæriske medier, noe som forårsaker trykkrestspenninger. Dette forbedrer utmattingsstyrken betydelig, noe som er kritisk for kjeder som utsettes for gjentatt syklisk belastning.

kjedehardhet

3. Inspeksjon og testing for godkjenning

For å bekrefte at karbureringsbehandlingen oppfyller spesifikasjonene, er et strengt inspeksjonsregime avgjørende. Dette innebærer vanligvis destruktiv og ikke-destruktiv testing av prøveledd fra hver produksjonsbatch.

Hardhetstesting

Testtype

Metode (skala)

Søknad og målverdi

Overflatehardhet

Rockwell C (HRC) Mål hardheten direkte på lenkeoverflaten. Mål: 58–64 HRC.

Kjernehardhet

Rockwell C (HRC) eller Brinell (HBW) Mål på en tverrsnittslenke i midten av materialet. Mål: 30–40 HRC.

Hardhetsprofil

Vickers (HV) eller mikrohardhet Mål med jevne mellomrom (f.eks. hver 0,1 mm) fra overflaten og innover til kjernen. Dette plotter hardhetsgradienten.

 

Måling av dybde på saken

Dette er den viktigste testen for å sikre at det karburerte laget er dypt nok til å motstå slitasje uten at huset kollapser under belastning.

- Effektiv kassedybde: Dette er definert som den vinkelrette avstanden fra overflaten til et punkt der hardheten faller til en bestemt verdi, vanligvis 550 HV (eller 52 HRC).

- Fremgangsmåte: Et tverrsnitt av et kjettingledd poleres, etses (ofte med nital) og undersøkes under et mikroskop. Mikrohardhetsinnrykk gjøres for å bestemme den nøyaktige dybden der hardheten faller til 550 HV.

- Akseptkriterier: Den målte effektive foringsdybden må oppfylle den spesifiserte minimumsverdien (f.eks. ≥1,0 ​​mm eller i henhold til regelen for «0,1 x diameter») og være jevn rundt omkretsen av lenken. 

Metallurgisk analyse

- Mikrostruktur: Et metallurgisk mikroskop brukes til å undersøke det etsede tverrsnittet. Målet er å verifisere et finkornet, martensittisk overflate med en gradvis overgang til en seig kjernestruktur. Det skal ikke være noe betydelig nettverk av korngrensekarbider, som kan forårsake sprøhet. 

Mekanisk testing

- Bruddkraft: Prøvekjeder trekkes til destruksjon i en strekkprøvingsmaskin for å bekrefte at de oppfyller eller overgår minimumsbruddbelastningen spesifisert i standarder som DIN 764 eller DIN 766 for den aktuelle graden (f.eks. grad 2 eller 3).

4. Sammendrag av akseptkriterier

For en gruppe medrunde lenkekjederFor å bli akseptert, bør følgende kriterier vanligvis være oppfylt:

- Materiale: Samsvarer med den spesifiserte legeringsstålkvaliteten (f.eks. 17CrNiMo6).

Overflatehardhet: 58–64 HRC, konsistent på tvers av flere lenker.

Kjernehardhet: 30–40 HRC, noe som bekrefter en tøff kjerne.

- Effektiv kassedybde: Oppfyller eller overgår det spesifiserte minimumskravet (f.eks. ≥ 1,2 mm eller 10 % av stangdiameteren), med en jevn hardhetsgradient.

- Husets mikrostruktur: Fin, herdet martensitt uten skadelige karbider eller tilbakeholdt austenitt.

- Bruddkraft: Overstiger minimumskravet for den angitte kjedekvaliteten.

- Visuell inspeksjon: Ingen sprekker, forvrengning eller overflatefeil.


Publisert: 23. mars 2026

Legg igjen din beskjed:

Skriv meldingen din her og send den til oss