(لسلاسل ذات حلقات دائريةتُستخدم هذه المكونات في تطبيقات تتطلب جهدًا كبيرًا، مثل المصاعد الدلوية في مصانع الإسمنت، وسيور نقل الرماد/الكاشطات في محطات توليد الطاقة. وتتطلب هذه المكونات مزيجًا فريدًا من صلابة سطحية عالية لمقاومة التآكل، وقلبًا متينًا ومرنًا لتحمل الصدمات والإجهاد.
الهدف هو إنشاء غلاف متين وعميق، متين من الناحية المعدنية، ومرتبط جيدًا باللب. تتضمن هذه العملية عدة خطوات حاسمة:
الخطوة 1: المعالجة المسبقة (اختياري)
- العملية: التطبيع.
- الغرض: تحسين بنية الحبيبات وتحسين قابلية التشغيل الآلي/اللحام لحلقات السلسلة الخام.
- المعلمة المرجعية: سخن الوصلات إلى 880-920 درجة مئوية واتركها تبرد في الهواء.
الخطوة الثانية: الكربنة
هذه هي العملية الأساسية التي يتم فيها نشر الكربون في السطح. وتُعدّ عملية الكربنة الغازية الطريقة الأكثر شيوعًا وتحكمًا لهذه التطبيقات.
- الغرض: إثراء محتوى الكربون السطحي، مما يُمكّنه من أن يصبح شديد الصلابة بعد التبريد السريع.
- درجة الحرارة: 880-930 درجة مئوية. يعد التحكم المستمر في درجة الحرارة أمرًا حيويًا للحصول على عمق موحد للطبقة.
- الغلاف الجوي: غلاف جوي غني بالكربون، وعادةً ما يكون غازًا ماصًا للحرارة غنيًا بالهيدروكربونات مثل الميثان أو البروبان. يجب التحكم في إمكانية الكربون بعناية.
- إمكانية الكربون: حافظ على نسبة الكربون عند 0.8-1.0% لتحقيق تركيز الكربون السطحي الأمثل للحصول على أقصى صلابة دون تكوين كربيدات زائدة.
- الزمن: يتحدد بعمق الحالة المطلوب. الانتشار يعتمد على الزمن. على سبيل المثال:
- بالنسبة لعمق غلاف يبلغ 1.0 مم: حوالي 8-10 ساعات.
- بالنسبة لعمق غلاف يبلغ 1.5 مم: وقت أطول نسبيًا.
- مواصفات العمق: بالنسبة للسلاسل الثقيلة، يلزم عمق كبير للعلبة.
- قاعدة عامة: غالبًا ما يحدد المصنعون حدًا أدنى لعمق الكربنة يبلغ 0.1 ضعف قطر القضيب وحتى 0.21 ضعف قطر القضيب.
- العمق المطلق: يتراوح عادةً من 0.5 مم إلى 2.0 مم، مع كون 1.0-1.5 مم شائعًا لتطبيقات الخبث والأسمنت.
الخطوة 3: التبريد
- الهدف: تحويل الطبقة السطحية عالية الكربون إلى بنية مارتنسيتية صلبة ومقاومة للتآكل.
- الوسط: يُعد الزيت هو المُبرّد المُفضّل لهذه السبائك الفولاذية. يوفر التبريد بالزيت معدل تبريد سريعًا بما يكفي لتحقيق صلابة عالية مع تقليل مخاطر التشوه والتشقق المرتبطة بالتبريد بالماء.
- درجة الحرارة: غالبًا ما يتم استخدام الزيت المسخن مسبقًا عند 60-80 درجة مئوية للحصول على معدل تبريد أكثر تجانسًا.
الخطوة الرابعة: التقسية
- الغرض: تخفيف الإجهادات الداخلية الناتجة عن التبريد السريع، وتقليل الهشاشة، وتحقيق التوازن النهائي بين الصلابة والمتانة.
- درجة الحرارة والوقت:
- للحصول على أقصى صلابة للسطح (على سبيل المثال، 58-62 HRC)، قم بالتسخين عند درجة حرارة منخفضة تتراوح بين 150-200 درجة مئوية لمدة 1-2 ساعة.
- إذا كانت هناك حاجة إلى صلابة أقل قليلاً ولكن متانة أعلى، فيمكن استخدام درجة حرارة تلطيف تتراوح بين 400 و450 درجة مئوية.
الخطوة الخامسة: ما بعد العلاج (اختياري ولكن يُنصح به)
- التشكيل بالخردق: تقوم هذه العملية بقذف سطح السلسلة بجزيئات كروية صغيرة، مما يُحدث إجهادات ضغط متبقية. وهذا يُحسّن بشكل كبير من مقاومة الإجهاد، وهو أمر بالغ الأهمية للسلاسل التي تتعرض لأحمال دورية متكررة.
قياس عمق الغلاف
هذا هو الاختبار الأكثر أهمية لضمان أن تكون طبقة الكربنة عميقة بما يكفي لتحمل التآكل دون أن ينهار الغلاف تحت الحمل.
- عمق التصلب الفعال: يتم تعريف هذا بأنه المسافة العمودية من السطح إلى نقطة تنخفض فيها الصلابة إلى قيمة محددة، عادة 550 HV (أو 52 HRC).
- الإجراء: يتم صقل مقطع عرضي من حلقة السلسلة، ثم يُحفر (غالباً باستخدام النيتال)، ويُفحص تحت المجهر. تُجرى اختبارات الصلابة الدقيقة لتحديد العمق الدقيق الذي تنخفض عنده الصلابة إلى 550 HV.
- معايير القبول: يجب أن يفي عمق الغلاف الفعال المقاس بالحد الأدنى للقيمة المحددة (على سبيل المثال، ≥1.0 مم أو وفقًا لقاعدة "0.1 × القطر") وأن يكون منتظمًا حول محيط الوصلة.
التحليل المعدني
- البنية المجهرية: يُستخدم مجهر معدني لفحص المقطع العرضي المحفور. والهدف هو التحقق من وجود بنية مارتنسيتية دقيقة الحبيبات مع انتقال تدريجي إلى بنية لبية صلبة. يجب ألا توجد شبكة كبيرة من كربيدات حدود الحبيبات، والتي قد تسبب الهشاشة.
الاختبارات الميكانيكية
- قوة الكسر: يتم سحب سلاسل العينات حتى التدمير في آلة اختبار الشد للتحقق من أنها تفي أو تتجاوز الحد الأدنى لحمل الكسر المحدد بواسطة معايير مثل DIN 764 أو DIN 766 للدرجة ذات الصلة (على سبيل المثال، الدرجة 2 أو 3).
تاريخ النشر: 23 مارس 2026
