Anailís ar Éifeachtaí Dearfacha Mangainéis ar Mheicníocht Cruach Carbóin

Cé nach mór-eilimint chóimhiotalach é mangainéis i cruach carbóin, tá sé ríthábhachtach a éifeacht ar mheaisínitheacht an ábhair a bharrfheabhsú. Tomhaiseann an meaisínitheacht go bunúsach cumas ábhair chun toisí ardchruinneas agus cáilíocht dromchla den scoth a bhaint amach le linn próisis mheaisínithe mar ghearradh, druileáil agus muilleoireacht, agus ag an am céanna laghdaítear caitheamh uirlisí agus tomhaltas fuinnimh. Feabhsaíonn mangainéis machinability cruach carbóin ó thoisí iolracha trí athrú a dhéanamh ar a mhicreastruchtúr, a n-airíonna meicniúla, agus a staid fhisiciceimiceach le linn gearrtha, go sonrach sna ceithre ghné lárnacha seo a leanas:

 

 

I. Míniú Gráin agus Laghdú ar Fhriotaíocht Ghearrtha

 

Tá éifeacht suntasach scagtha gráin ag mangainéis i cruach carbóin. Ar thaobh amháin, is féidir le mangainéis bac a chur ar fhás grán austenític le linn téimh, go háirithe i bpróisis réamhchóireála cosúil le normalú agus anáil, foirmiú struchtúir piorraít mín aonfhoirmeach a chur chun cinn. Ar an láimh eile, mar eilimint láidir a fhoirmíonn cairbíd, comhcheanglaíonn mangainéis le carbón i cruach chun cairbídí mín Mn₃C a dhéanamh. Scaiptear na cairbídí seo sa mhaitrís, rud a chuireann bac ar gharbhú gráin a thuilleadh.

 

Is é an buntáiste díreach a bhaineann le struchtúr gráin fíneáil don phróiseas gearrtha ná an fhriotaíocht ghearradh a laghdú: nuair a ghearrann uirlis cruach carbóin, méadaíonn scagadh gráin líon na dteorainneacha gráin laistigh den ábhar. Tá na fórsaí nascáil adamhach ag na teorainneacha gráin sách lag, rud a fhágann go bhfuil sé níos éasca don uirlis na bannaí adamhach laistigh den ábhar a bhriseadh, rud a fhágann go laghdaítear an "friotaíocht dífhoirmithe ábhartha" le linn an phróisis ghearradh. Léiríonn sonraí meaisínithe iarbhír, i cruach carbóin 45Mn le cion mangainéise de 0.8%-1.2%, laghdaítear an fórsa gearrtha thart ar 15% -20% i gcomparáid le cruach carbóin íon ferritic gan mangainéis. Tá sé seo faoi deara go háirithe i gcásanna gearrtha íseal-luas (cosúil le druileáil agus cnagadh), ag laghdú go mór ualach uirlisí meaisín, ag laghdú an baol dífhoirmithe workpiece mar gheall ar fhórsa gearrtha iomarcach, agus feabhas a chur ar chruinneas tríthoiseach meaisínithe.

 

II. Plaisteacht Ábhar a Fheabhsú agus Briseadh Sliseanna a Laghdú

 

Le linn an phróisis gearrtha cruach carbóin, bíonn tionchar díreach ag an "mhoirfeolaíocht sliseanna" ar chobhsaíocht meaisínithe agus ar cháilíocht an dromchla: má tá plaisteacht an ábhair ró-lag, gintear "sliseanna" go héasca le linn gearrtha, rud a fhágann ní hamháin scratches an dromchla workpiece ach d'fhéadfadh sé a chur faoi deara freisin an uirlis a bhriseadh mar gheall ar chreathadh tionchair; má tá an plaisteacht ró-ard, cruthaítear "ribín cosúil le sliseanna" go héasca, ag fillte timpeall an uirlis nó an phíosa oibre, rud a dhéanann difear do leanúnachas meaisínithe.

Is féidir le mangainéis mhoirfeolaíocht sliseanna a bharrfheabhsú trí raon plaisteacht cruach carbóin a rialú. Ar thaobh amháin, is féidir le mangainéis thuaslagadh i ferrite, feabhas a chur ar a plasticity agus toughness, rud a chosc an t-ábhar ó scoilteadh mar gheall ar brittleness iomarcach le linn a ghearradh. Ar an láimh eile, tá cruas níos ísle ag an chomhdhúile Mn₃C atá déanta ag mangainéis agus carbóin ná Fe₃C (cementite) agus dáileadh níos comhionann, ag laghdú tionchar na gcáithníní crua ar an uirlis gearrtha. Cruthaíonn sé freisin go gcruthaíonn na sliseanna "sliseanna deighilte" nuair a bhristear-moirfeolaíocht sliseanna a sheachnaíonn gabháil sa phíosa oibre agus a chinntíonn go bhfuil an próiseas gearrtha réidh go réidh. Mar shampla, i meaisínithe cruach carbóin 20Mn le cion mangainéise de 0.5% -0.8%, is féidir le cion na sliseanna deighilte os cionn 80% a bhaint amach, feabhas a chur ar chobhsaíocht meaisínithe thart ar 30% i gcomparáid le gnáth-chruach carbóin 20 # (ina bhfuil 0.3% -0.6% mangainéise).

 

III. Cáilíocht Dromchla a Fheabhsú agus Lochtanna Dromchla a Laghdú

 

Tá cáilíocht dromchla na n-ábhar meaisínithe (cosúil le roughness dromchla Ra, cruas dromchla, agus strus iarmharach) mar phríomhtháscaire chun feidhmíocht meaisínithe a mheas. Feabhsaíonn mangainéis cáilíocht an dromchla go suntasach trí dhífhoirmiú gearrtha agus staid cuimilte cruach carbóin a mhodhnú. Ó thaobh rialú roughness dromchla, déanann mangainéis an méid gráin a scagadh, feabhas a chur ar aonfhoirmeacht an dífhoirmithe plaisteacha le linn gearrtha agus cosc ​​a chur ar sracadh dromchla nó burrs de bharr grán garbh. Mar shampla, i muilleoireacht, is féidir luach Ra de chruach carbóin 65Mn le cion mangainéise de 1.0%-1.3% a rialú go cobhsaí idir 1.6-3.2 μm, agus is minic go sáraíonn luach Ra cruach carbóin den neart céanna gan mangainéis 6.3 μm. Ina theannta sin, is féidir le mangainéis an chomhéifeacht frithchuimilte idir cruach carbóin agus uirlisí gearrtha a laghdú (amhail cruach ardluais agus chomhdhúile cementáilte): laghdaíonn láithreacht chomhdhúile Mn₃C an teagmháil dhíreach idir aghaidh raca na huirlisí agus na sceallóga, ag laghdú giniúint teasa frithchuimilte agus cosc a chur ar ocsaídiú dromchla nó lochtanna greamaithe uirlisí de bharr teochtaí arda - go háirithe cásanna tábhachtacha mar gheall ar theocht ard - is é seo an-tábhachtach. luasanna > 100 m/nim), ag laghdú an dóchúlacht go dtarlóidh micreacracks dromchla.

Ó thaobh na n-airíonna meicniúla dromchla, feabhsaíonn mangainéis cumas cruaithe oibre cruach carbóin: Le linn an ghearradh, cruthaítear ciseal cruaite ar dhromchla an ábhair mar gheall ar dhífhoirmiú plaisteach. Is gnách go mbíonn an ciseal cruaite seo 5-10 μm tiubh, agus tá a chruas dromchla 20% -30% níos airde ná an tsubstráit. Feabhsaíonn an ciseal cruaite seo friotaíocht caitheamh agus friotaíocht tuirse an dromchla workpiece, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach go háirithe do chodanna meicniúla a dteastaíonn seirbhís leanúnach (cosúil le seaftaí agus giaranna), ag laghdú an gá atá le cóireálacha neartaithe dromchla breise tar éis meaisínithe.

 

IV. Saol Uirlis a Shíneadh agus Costais Meaisínithe a Laghdú

 

Is príomhfhachtóir é an saol uirlisí a dhéanann difear don eacnamaíocht meaisínithe, agus leathnaíonn mangainéis go mór saol na huirlisí trí chaitheamh uirlisí a laghdú agus damáiste ó ghearradh teasa a íoslaghdú.

Ar thaobh amháin, laghdaíonn mangainéis caitheamh scríobach ar uirlisí gearrtha: Tá cruas ard (thart ar 800 HV) ag cementite Fe₃C i ngnáth-chruach carbóin agus déantar é a dháileadh i bhfoirm blocála, rud a fhágann go bhfuil éifeacht "meilt" ar imeall an uirlis le linn gearradh, ag luasghéarú caitheamh uirlisí. Ar an láimh eile, tá cruas thart ar 600-700 HV ag cairbídí Mn₃C agus déantar iad a dháileadh ar bhealach fíneáil, scaipthe, ag laghdú go mór an tionchar agus an éifeacht meilt ar imeall an uirlis. Léiríonn tástálacha iarbhír, nuair a dhéantar cruach carbóin 45Mn a mheaisíniú le cion mangainéise de 0.8%, go leathnaítear saol na n-uirlisí chomhdhúile thart ar 25% -35% i gcomparáid le gnáth-chruach carbóin 45 # meaisínithe (ina bhfuil 0.4% mangainéise).

Ar an láimh eile, laghdaíonn mangainéis caitheamh teirmeimiceach ar uirlisí gearrtha: Mar gheall ar an teas frithchuimilte a ghintear le linn gearrtha, go n-ardóidh teocht an dromchla uirlisí (suas le 800-1000 céim). Ag teochtaí arda, tá ábhair uirlisí (cosúil le carbide WC-Co) seans maith d'imoibrithe ceimiceacha le heilimintí i cruach carbóin (cosúil le ocsaídiú Co agus dianscaoileadh WC). Is féidir le mangainéis scannán tanaí ocsaíd MnO a dhéanamh ar aghaidh rácaí uirlis ghearrtha. Tá éifeacht bealaithe áirithe ag an scannán ocsaíd seo, laghdaítear idirleathadh eilimint ag teochtaí arda agus laghdaítear ráta caitheamh teirmeimiceach an uirlis. Mar shampla, le linn casadh, nuair a dhéantar cruach carbóin 50Mn a mheaisíniú le cion mangainéise de 1.0%, laghdaítear ráta caitheamh teirmeach an uirlis thart ar 20% i gcomparáid le gnáth-chruach carbóin 50 # meaisínithe, rud a fhágann go n-athruithe uirlisí níos lú minice agus go hindíreach feabhas a chur ar éifeachtacht meaisínithe.

 

Achoimre: Luach Synergistic Optamaithe na Mangainéise

 

Tá sé tábhachtach a thabhairt faoi deara nach bhfuil éifeachtaí dearfacha mangainéise ar machinability cruach carbóin scoite amach ach sineirgisteacha le hábhar carbóin agus coinníollacha cóireála teasa. Mar shampla, i-cruach carbóin íseal (C < 0.25%), cuireann mangainéis go príomha le plaisteacht chun moirfeolaíocht sliseanna a bharrfheabhsú; i cruach mheán-charbóin (0.25% < C < 0.6%), cothromaíonn mangainéis friotaíocht gearrtha agus cáilíocht an dromchla trí ghráin a scagadh agus dáileadh carbíde a rialáil; agus i-cruach carbóin ard (C > 0.6%), laghdaíonn mangainéis caitheamh uirlisí go príomha trí chruas carbide a laghdú.

Tríd is tríd, trí rialú réasúnach a dhéanamh ar an ábhar mangainéise i cruach carbóin (go hiondúil laistigh den raon 0.3% -1.5%) is féidir feabhas a chur ar mheaisíniúlacht ar fud na gceithre ghné lárnacha: fórsa gearrtha, moirfeolaíocht sliseanna, cáilíocht an dromchla, agus saol uirlisí. Cinntíonn sé seo cruinneas agus éifeachtúlacht meaisínithe agus costais táirgthe á laghdú, rud a fhágann gur cur chuige lárnach é maidir le huasmhéadú machinability i ndearadh ábhar cruach carbóin.