1. Τρεις γενιές ανθεκτικών υλικών στη φθορά-
Ανθεκτικά στη φθορά εξαρτήματα - χιτώνια μύλου, μπάλες λείανσης και εξαρτήματα θραυστήρα που εξυπηρετούν θερμική ισχύ, τσιμέντο, σίδηρο-μεταλλεύματα και αλουμίνα - κατασκευάζονται από τρεις διαδοχικές οικογένειες μεταλλικών υλικών:
Ωστενιτικοί χάλυβες με υψηλό-μαγγάνιο(πρώτη γενιά). Στην κατάσταση ως-χυτή η δομή είναι ωστενίτης με δίκτυα καρβιδίου στα όρια των κόκκων. Μια επεξεργασία σκλήρυνσης νερού-(διάλυμα) σε περίπου 1050 μοίρες διαλύει τα καρβίδια και παράγει μια-μονοφασική ωστενιτική δομή που λειτουργεί-σκληραίνει γρήγορα υπό την κρούση.
Χάλυβες με-χαμηλό κράμα ανθεκτικό στη φθορά-(δεύτερη γενιά). Κυρίως συστήματα Cr–Mo με μικρές προσθήκες άλλων στοιχείων, που παρέχονται ως ποιότητες μαρτενσιτικού, μπαινιτικού, διπλού ωστενιτικού-μπαινιτικού ή διπλού μαρτενσιτικού-μπαινιτικού.
Χυτοσίδηροι-ανθεκτικοί από κράμα(τρίτη γενιά). Χωρίζεται σε απλά λευκά σίδερα, σίδερα από νικέλιο-χρωμίου (Ni-Σκληρού τύπου) και σε λευκά σίδερα με υψηλή περιεκτικότητα-χρωμίου. Τα δύο τελευταία είναι τα πιο ευρέως εφαρμοσμένα λόγω των σκληρών καρβιδίων τους σε μια σκληρή μήτρα.
2. Γιατί έχει σημασία το μέσο απόσβεσης
Για χάλυβες υψηλής-κράματος, χάλυβες μεσαίου-κράματος και χυτοσίδηρο-ανθεκτικούς στη φθορά, η σειρά προϊόντων - από τις σφαίρες λείανσης έως τις πλάκες επένδυσης - υπαγορεύει την επιλογή του μέσου σβέσης. Ένα μέσο που ψύχεται πολύ αργά μπορεί να μην φτάσει σε πλήρη σκληρότητα. ένα που ψύχεται πολύ γρήγορα δημιουργεί θερμικές και μετασχηματιστικές τάσεις που σπάνε εξαρτήματα με υψηλή περιεκτικότητα-του άνθρακα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι τεχνικές απαιτήσεις για το σβήσιμο προσδιορίζονται συχνά στον προμηθευτή επαγγελματικών μέσων σβέσης και ψύξης.
3. Νερό-Διαλυτά πολυμερή ως εναλλακτική λύση στο λάδι
Η αυξανόμενη περιβαλλοντική ευαισθητοποίηση και οι αυστηρότεροι κανονισμοί εκκένωσης έχουν οδηγήσει στην επιτυχή αντικατάσταση των σβηστών λαδιών με-διαλυτά πολυμερή μέσα, ιδιαίτερα για υλικά που είναι ανθεκτικά στη φθορά. Οι δοκιμές "Νερό αντί για λάδι" έχουν διευρύνει τη χρήση σβηστών πολυμερών, έχουν μειώσει το κόστος παραγωγής και έχουν ικανοποιήσει τους στόχους περιβαλλοντικής συμμόρφωσης.
Για πολύ σοβαρές απαιτήσεις σβέσης, μόνο τα ανόργανα διαλύματα-αλατιού παρέχουν επαρκή ψυκτική ισχύ. για τις περισσότερες εφαρμογές παραγωγής, ωστόσο, χρησιμοποιούνται-υδατοδιαλυτά πολυμερή. Ο μηχανισμός τους είναι απλός: σε υψηλές θερμοκρασίες του τεμαχίου κατεργασίας το πολυμερές εναποτίθεται από το βραστό διάλυμα και σχηματίζει μια μεμβράνη στην επιφάνεια. Αυτή η μεμβράνη μετριάζει την εξαγωγή θερμότητας, μειώνει την αποτελεσματική ικανότητα ψύξης του λουτρού και μειώνει τον κίνδυνο σπασίματος.
Τα υδατοδιαλυτά πολυμερή ανήκουν σε τρεις ομάδες πηγών: φυσικά πολυμερή (κόμμι γκουάρ, κόμμι ξανθάνης), ημι-συνθετικά πολυμερή (καρβοξυμεθυλοκυτταρίνη, υδροξυαιθυλοκυτταρίνη) και συνθετικά πολυμερή όπως πολυ(αιθυλενοξείδιο) (PEO), πολυακρυλικό νάτριο (ACR) και πολυακρυλικό νάτριο (ACR). Από τα μέσα-20ου αιώνα σχεδόν κάθε άμεσα διαθέσιμο υδατοδιαλυτό πολυμερές έχει αξιολογηθεί στη βιβλιογραφία, ωστόσο μόνο τρεις οικογένειες έχουν εδραιωθεί στο εμπόριο σήμερα: PAG, ACR (πολυακρυλικό) και PVP.
4. PAG Quenchants
Το PAG είναι ένα συμπολυμερές αιθυλενοξειδίου (EO) και προπυλενοξειδίου (PO). μια κοινή υδατική σύνθεση περιέχει περίπου 75% EO και 25% PO και εμφανίζει αντίστροφη διαλυτότητα (σημείο νέφους) πάνω από περίπου 75 βαθμούς. Πάνω από αυτή τη θερμοκρασία, ο δεσμός υδρογόνου μεταξύ των τμημάτων PO και του νερού διαταράσσεται, το πολυμερές κατακρημνίζεται πάνω στο θερμό τεμάχιο εργασίας και το φιλμ που προκύπτει επιβραδύνει την ψύξη.
Επειδή η κύρια αλυσίδα πολυαιθέρα είναι γραμμική και δεν έχει πλευρικούς κλάδους, η θερμική και χημική της σταθερότητα είναι σημαντικά υψηλότερη από αυτή των πολυμερών τύπου πολυακρυλαμιδίου-. Οι πολυαιθέρες παράγονται επίσης με ανιοντικό πολυμερισμό, ο οποίος αποδίδει στενότερη μοριακή-κατανομή βάρους από τον πολυμερισμό ελεύθερων-ριζών. Κατά τη λειτουργία, ένα σωστά συντηρημένο λουτρό PAG - με ελεγχόμενη συγκέντρωση και διατηρούμενη κυκλοφορία για την πρόληψη της βακτηριακής ανάπτυξης - μπορεί να διαρκέσει περισσότερο από 10 χρόνια, συγκρίσιμο με το λάδι σβέσης. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το PAG είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο-υδατοδιαλυτό μέσο σβέσης.
Ωστόσο, το PAG έχει έναν περιορισμό για υλικά ανθεκτικά στη φθορά-: το μοριακό του βάρος είναι ελεγχόμενο μόνο εντός στενού εύρους και το PAG εξαιρετικά μεγάλου-μοριακού- βάρους δεν παράγεται ακόμη εμπορικά. Ως αποτέλεσμα, ο χαμηλός-ρυθμός ψύξης θερμοκρασίας των λουτρών PAG παραμένει σχετικά γρήγορος για ρωγμές-ευαίσθητα υλικά φθοράς υψηλού-άνθρακα χρωμίου. Η αύξηση της συγκέντρωσης PAG μειώνει τον ρυθμό ψύξης στους 300 βαθμούς από περίπου 95 μοίρες/δευτερόλεπτο σε 40 μοίρες/δευτερόλεπτο, αλλά η περαιτέρω μείωση είναι δύσκολη και οι πολύ υψηλές συγκεντρώσεις βλάπτουν την ομοιομορφία ψύξης.
5. ACR (πολυακρυλικό νάτριο) σβηστές
Σε αντίθεση με το εμπορικό PAG, του οποίου το μοριακό βάρος περιορίζεται σε δεκάδες χιλιάδες, το εμπορικό πολυακρυλικό νάτριο (ACR) φτάνει εύκολα τα μοριακά βάρη εκατομμυρίων ή δεκάδων εκατομμυρίων. Επομένως, ένα διάλυμα ACR χαμηλής{1}}συγκέντρωσης έχει πολύ υψηλό ιξώδες και σημαντικά μειωμένη επιφανειακή τάση. Η χαμηλότερη επιφανειακή τάση μειώνει την κρίσιμη ροή θερμότητας του διαλύματος και σταθεροποιεί το φιλμ ατμού, καθυστερώντας την κατάρρευση του φιλμ και μαλακώνοντας το αρχικό σοκ ψύξης.
Τα δεδομένα της καμπύλης ψύξης-δείχνουν ότι η απόδοση ψύξης του ACR σε όλο το στάδιο υψηλής{{1} θερμοκρασίας (500–800 μοίρες ) πλησιάζει πολύ εκείνη της ψύξης με ομίχλη αέρα-. Αυτή η ήπια συμπεριφορά σε υψηλές-θερμοκρασίες μειώνει σημαντικά τη θερμική-θραύση των συστατικών από χυτοσίδηρο με υψηλή-χρώμιο-υψηλού άνθρακα κατά 700 βαθμούς περίπου κατά τη διάρκεια της απόσβεσης - του εύρους θερμοκρασίας όπου κορυφώνονται οι μετασχηματισμοί και οι θερμικές τάσεις.
6. Επιλογή του σωστού μέσου
Χάλυβες με υψηλό-μαγγάνιο:η σκλήρυνση του νερού είναι μια επεξεργασία διαλύματος, όχι μια σβέση σκλήρυνσης - η πλήρης σβέση με νερό χρησιμοποιείται για τη διατήρηση της ωστενιτικής δομής.
Μαρτενσιτικοί χάλυβες χαμηλού-κράματος:PAG ή fast oil? Η συγκέντρωση ρυθμίζεται στο πάχος του τμήματος για να αποφευχθούν τα μαλακά σημεία ενώ περιορίζεται η παραμόρφωση.
Χυτοσίδηρος με υψηλό-άνθρακα / υψηλό-χρώμιο:ACR μεγάλου-μοριακού- βάρους (ή PVP όπου η σταθερότητα του φιλμ είναι κρίσιμης σημασίας) για να μαλακώσει το στάδιο των 500–800 μοιρών και να μειώσει το ράγισμα περίπου στους 700 βαθμούς .
Μεγάλες επενδύσεις και χοντρά τμήματα:Συμβουλευτείτε τον προμηθευτή σβέσης για τη γεωμετρία του εξαρτήματος, τη σκληρυνσιμότητα και τη σκληρότητα στόχου. επαληθεύστε με ψύξη-δοκιμή καμπύλης ανά ISO 9950 πριν από την παραγωγή.
Η αξιολόγηση της καμπύλης ψύξης-των σβηστών ακολουθεί το ISO 9950 (και τις σχετικές μεθόδους ASTM D6482 / D6200), οι οποίες χαρακτηρίζουν τη συμπεριφορά ψύξης των βιομηχανικών μέσων απόσβεσης υπό τυποποιημένες συνθήκες ανιχνευτή.
7. Συμπέρασμα
Η θερμική επεξεργασία των υλικών με υψηλή{0}}αντοχή στη φθορά-άνθρακα αποφασίζεται τόσο από το μέσο σβέσης όσο και από τον κύκλο του κλιβάνου. Υδατο-διαλυτά πολυμερή απόσβεση - PAG για οικονομία και σταθερότητα, ACR για ρωγμές-ευαίσθητα σίδερα με υψηλό-άνθρακα χρωμίου, PVP όπου η σταθερότητα του φιλμ είναι πρωταρχικής σημασίας - τώρα επιτρέπουν την υποκατάσταση "νερό αντί για λάδι" χωρίς να θυσιάζεται η σκληρότητα ή να διακυβεύεται το crack. Για οποιοδήποτε προϊόν ανθεκτικό στη φθορά, από τις σφαίρες λείανσης έως τις επενδύσεις μύλου, το μέσο σβέσης θα πρέπει να επιλέγεται λαμβάνοντας υπόψη τη σκληρυνσιμότητα του εξαρτήματος, το μέγεθος του τμήματος και τον κίνδυνο ρωγμών και να επικυρώνεται με τυποποιημένη δοκιμή καμπύλης ψύξης.
