Technologie zur Materialmodifikation und Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit für verschiedene korrosive Umgebungen von Federklemmen
In welche Richtung erfolgt die Feinabstimmung der Legierungselemente für das elastische Streifengrundmaterial 60Si2MnA?
Die Feinabstimmung der Legierungselemente für das Basismaterial des elastischen Streifens 60Si2MnA zielt darauf ab, Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit zu verbessern. Der Kern besteht darin, den Gehalt an Silizium, Mangan, Chrom, Phosphor, Schwefel und anderen Elementen genau einzustellen, und der Feinabstimmungsbereich wird innerhalb der nationalen Norm streng kontrolliert. Silizium ist das Kernelement zur Verbesserung der Elastizität und Festigkeit von Federstahl. Der Siliziumgehalt von herkömmlichem 60Si2MnA beträgt 1,50 %-2,00 %. Nach der Feinabstimmung wird der Siliziumgehalt auf 1,80 %-2,00 % eingestellt, was die Härtbarkeit des Stahls weiter verbessert und gleichzeitig die Elastizität gewährleistet, wodurch die Gesamtleistung des elastischen Bands nach dem Abschrecken gleichmäßiger wird. Mangan kann die Festigkeit und Verschleißfestigkeit von Stahl verbessern. Der herkömmliche Gehalt von 0,60 %-0,90 % ist auf 0,70 % bis 0,90 % feinabgestimmt, was die Antiverformungskapazität des elastischen Streifens erhöht und sich an die große Belastungswirkung von Schwerlastleitungen anpasst. Eine angemessene Menge Chrom (0,10 %–0,20 %) wird hinzugefügt. Chrom kann mit Kohlenstoff im Stahl Karbide bilden, Körner verfeinern, die Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit des elastischen Bandes verbessern und Mikrorisse im elastischen Band unter Vibrationsbelastung vermeiden. Gleichzeitig wird der Gehalt an schädlichen Elementen wie Phosphor und Schwefel strikt reduziert, der Phosphorgehalt wird auf weniger als oder gleich 0,010 % und der Schwefelgehalt auf weniger als oder gleich 0,008 % kontrolliert, was weit unter der nationalen Standardanforderung von weniger als oder gleich 0,025 % liegt, was die durch schädliche Elemente verursachte Korngrenzensegregation verringert und Sprödbrüche des elastischen Streifens vermeidet. Bei der Feinabstimmung dieser Legierungselemente handelt es sich nicht um eine einzelne Anpassung, sondern um eine gemeinsame Optimierung mehrerer Elemente, die eine umfassende Verbesserung der Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit unter der Voraussetzung ermöglicht, die Kernleistung von 60Si2MnA nicht zu verändern.
Welche Verfahren werden hauptsächlich zur metallografischen Strukturoptimierung des elastischen Bandgrundmaterials eingesetzt?
Die metallografische Strukturoptimierung des elastischen Bandgrundmaterials erfolgt hauptsächlich über drei Kernprozesse: sphäroidisierendes Glühen, isothermes Abschrecken und Niedertemperaturanlassen. Die drei Prozesse wirken abwechselnd zusammen, um die metallografische Struktur des Grundmaterials zu gleichmäßig getempertem Troostit zu optimieren und die umfassenden mechanischen Eigenschaften zu verbessern. Das Sphäroidglühen ist ein Vorbehandlungsverfahren zur metallografischen Optimierung. Der 60Si2MnA-Rundstahl wird auf 780-800 Grad erhitzt, 3{18}}4 Stunden lang warm gehalten und dann langsam abgekühlt, sodass die Perlitstruktur im Stahl zu einem gleichmäßigen kugelförmigen Perlit geformt wird, was die Härte des Stahls verringert, die Plastizität und die Kaltbiegeleistung verbessert, eine gute Prozessleistung für die anschließende Biegeumformung bietet und Risse während der Umformung vermeidet. Das isotherme Abschrecken ist der Kernverstärkungsprozess. Nachdem der Rohling nach dem Sphäroidglühen zur Austenitisierung auf 850–880 Grad erhitzt wurde, wird er zur isothermen Abkühlung schnell in ein Nitratbad bei 260–280 Grad gegeben, so dass Austenit in unteres Bainit umgewandelt wird. Die untere Bainitstruktur weist sowohl eine hohe Festigkeit als auch eine hohe Zähigkeit auf und kann dafür sorgen, dass der elastische Streifen wiederholte Vibrationsbelastungen ohne Ermüdungsbruch aushält. Das Anlassen bei niedriger Temperatur ist ein anschließender Stabilisierungsprozess. Nach dem isothermen Abschrecken wird der elastische Streifen auf 200–220 Grad erhitzt, 2 Stunden lang warm gehalten und dann an der Luft abgekühlt. Dadurch wird die untere Bainitstruktur in getemperten Troostit umgewandelt, wodurch innere Spannungen durch das Abschrecken beseitigt, die Größe und Leistung des elastischen Streifens stabilisiert und eine Verformung des elastischen Streifens aufgrund der inneren Spannungsfreisetzung während des Betriebs vermieden wird. Die Temperatur und Haltezeit der drei Prozesse müssen genau kontrolliert werden. Temperaturabweichungen oder eine unzureichende Haltezeit führen zu einer ungleichmäßigen metallografischen Struktur und beeinträchtigen die endgültige Leistung des elastischen Bandes.
Was ist der Kernprozess der Korrosionsbeständigkeitsverstärkung von elastischen Streifen in Küstenumgebungen mit hohem -Salznebel?
Der Kernprozess der Korrosionsbeständigkeitsverstärkung von elastischen Streifen in Küstenumgebungen mit hohem -Salznebel ist die Einführung eines zweischichtigen Oberflächenbehandlungsprozesses mit „Dacromet-Beschichtung + geschlossener Beschichtung“. Dieser Prozess kann effektiv verhindern, dass Chloridionen im Salznebel mit dem Basismaterial des elastischen Streifens in Kontakt kommen, und die Beständigkeit gegen Lochfraß und Spaltkorrosion verbessern. Die Dacromet-Beschichtung ist die erste Schutzschicht. Der elastische Streifen wird in eine Dacromet-Beschichtungsflüssigkeit getaucht, die aus Zinkpulver, Aluminiumpulver, Chromat usw. besteht. Nach dem Backen und Aushärten bildet sich auf der Oberfläche des elastischen Streifens eine silber-graue Beschichtung mit einer Dicke von 8-10 μm. Das Zinkpulver in der Beschichtung ist eine Opferanode, die zunächst korrodiert, um das Grundmaterial zu schützen. Aluminiumpulver kann die Beschichtungsstruktur verfeinern und die Kompaktheit der Beschichtung verbessern. Chromat kann einen Passivierungsfilm bilden, um die Korrosionsschutzwirkung weiter zu verstärken. Die geschlossene Beschichtung ist die zweite Schutzschicht. Auf die Oberfläche der Dacromet-Beschichtung wird eine Schicht organischer Versiegelung mit einer Dicke von 2-3μm aufgesprüht. Das Dichtmittel kann die winzigen Poren der Dacromet-Beschichtung füllen, einen nahtlosen Schutzfilm bilden, den Kontakt zwischen Chloridionen, Wasser und dem Grundmaterial vollständig isolieren und die Salzsprühbeständigkeit der Beschichtung erheblich verbessern. Gleichzeitig wird der elastische Streifen vor dem Beschichten gründlich entfettet, entrostet und phosphatiert, um sicherzustellen, dass die Oberfläche des Grundmaterials sauber ist, die Haftfestigkeit zwischen der Beschichtung und dem Grundmaterial verbessert wird und ein Abfallen der Beschichtung vermieden wird. Das mit diesem Verfahren behandelte elastische Band kann den neutralen Salzsprühtest mehr als 1000 Stunden lang ohne Rotrost bestehen, kann mehr als 15 Jahre lang stabil in der Küstenumgebung mit hohem Salzsprühnebel betrieben werden und die Korrosionsbeständigkeitslebensdauer ist im Vergleich zum herkömmlichen feuerverzinkten elastischen Band um das Zweifache erhöht.
Was ist der Unterschied im Korrosionsbeständigkeitsprozess von elastischen Streifen zwischen feuchten Binnenumgebungen und staubigen Bergbauumgebungen?
Der Unterschied im Korrosionsbeständigkeitsprozess von elastischen Bändern zwischen feuchten Binnenumgebungen und staubigen Bergbauumgebungen spiegelt sich in drei Aspekten wider: Oberflächenbehandlungsmethode, Beschichtungshärte und Schutzschwerpunkt. Alle sind entsprechend den Korrosionseigenschaften der Umgebung unterschiedlich konzipiert und passen sich genau an die Bedürfnisse unterschiedlicher Umgebungen an. Der Kern der Korrosion in feuchten Binnenumgebungen ist elektrochemische Korrosion, die durch den Kontakt von Wasser und Luft ohne offensichtliche Abriebwirkung verursacht wird. Der Korrosionsbeständigkeitsprozess übernimmt den Prozess „Elektroverzinkung + Farbpassivierung“. Durch die galvanische Verzinkung wird auf der Oberfläche des elastischen Bandes eine Zinkschicht mit einer Dicke von 10-12μm gebildet, um das Grundmaterial durch die Opferanode zu schützen. Durch die Farbpassivierung wird ein Farbpassivierungsfilm auf der Oberfläche der Zinkschicht gebildet, um die Poren der Zinkschicht zu schließen und die Beständigkeit gegen Feuchtigkeitskorrosion zu verbessern. Dieses Verfahren ist kostengünstig, die Korrosionsschutzwirkung kann den Anforderungen feuchter Binnenumgebungen gerecht werden und die Beschichtungsoberfläche ist glatt und nimmt nicht leicht Wasser auf. Die Korrosion in staubiger Bergbauumgebung umfasst nicht nur elektrochemische Korrosion durch Feuchtigkeit, sondern auch Abrieb durch Reibung zwischen Staubpartikeln und der Oberfläche des elastischen Bandes. Der Schutzschwerpunkt liegt auf „Korrosionsschutz + Verschleißfestigkeit“. Der Korrosionsbeständigkeitsprozess übernimmt den Prozess „Thermisches Spritzen von Zink + Keramikbeschichtung“. Durch thermisches Spritzen von Zink wird auf der Oberfläche des elastischen Bandes eine Zinkschicht mit einer Dicke von 15-20μm gebildet, um einen Korrosionsschutz zu erreichen. Die Keramikbeschichtung bildet eine Aluminiumoxid-Keramikbeschichtung mit einer Dicke von 5–8 μm auf der Oberfläche der Zinkschicht. Die Keramikbeschichtung hat eine Härte von mehr als HV800, was dem Abrieb von Staubpartikeln wirksam widerstehen kann und verhindert, dass die Zinkschicht durch Verschleiß und Abfall ihre Korrosionsschutzwirkung verliert. Darüber hinaus muss die Beschichtungshaftfestigkeit von elastischen Bergbaustreifen höher sein. Die Oberfläche des elastischen Streifens muss vor der Beschichtung sandgestrahlt und aufgeraut werden, um die Bindungskraft zwischen der Beschichtung und dem Grundmaterial zu verbessern, während elastische Streifen im Innenbereich nur eine herkömmliche Phosphatierungsbehandlung benötigen. Die Anpassung der beiden Prozesse ermöglicht es dem elastischen Streifen, ein Gleichgewicht zwischen Korrosionsschutz und Leistung in unterschiedlichen Umgebungen zu erreichen und so Kostenverschwendung durch übermäßigen Schutz zu vermeiden.
Was sind die synergistischen Effekte der Materialmodifikation und der Verbesserung der Oberflächenkorrosionsbeständigkeit von elastischen Bändern?
Materialmodifikation und Oberflächenkorrosionsbeständigkeitsverstärkung von elastischen Streifen existieren nicht unabhängig voneinander, und beide zeigen einen hohen Grad an synergistischer Wirkung. Der Kern liegt in der „Verbesserung der Leistung des Grundmaterials als Grundlage und des Oberflächenschutzes als Garantie“, die gemeinsam die umfassende Serviceleistung von elastischen Streifen verbessern. Die Materialmodifikation verbessert die Festigkeit, Zähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit des Grundmaterials des elastischen Streifens durch Feinabstimmung der Legierungselemente und Optimierung der metallografischen Struktur. Dadurch kann der elastische Streifen die wiederholte Vibrationsbelastung der Leitung aushalten und Ermüdungsbrüche aufgrund unzureichender Leistung des Grundmaterials vermeiden, wodurch eine stabile Grundlage des Grundmaterials für die Verbesserung der Oberflächenkorrosionsbeständigkeit geschaffen wird. Wenn das Grundmaterial selbst eine geringe Zähigkeit aufweist und unter Vibration Mikrorisse erzeugt, führt dies zu Rissen in der Beschichtung und zum Verlust der Korrosionsschutzwirkung. Durch die Verbesserung der Oberflächenkorrosionsbeständigkeit wird der Kontakt zwischen korrosiven Medien und dem Grundmaterial durch differenzierte Oberflächenbehandlungsprozesse isoliert, die metallografische Struktur und die Legierungszusammensetzung des Grundmaterials vor Korrosion geschützt, die Abnahme der Festigkeit und Zähigkeit des Grundmaterials aufgrund von Korrosion vermieden und sichergestellt, dass die Wirkung der Materialmodifikation über einen langen Zeitraum aufrechterhalten werden kann. Ohne Oberflächenschutz rostet das modifizierte Grundmaterial in der korrosiven Umgebung schnell und seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften können nicht genutzt werden. Gleichzeitig wird die Oberflächenhärte des elastischen Streifens nach der Materialmodifikation verbessert, wodurch die Bindungskraft mit der Beschichtung erhöht und ein Abfallen der Beschichtung aufgrund der Verformung des Grundmaterials unter Vibrationsbelastung vermieden werden kann. Das Vorhandensein der Oberflächenbeschichtung kann auch die Spannungskonzentration auf der Oberfläche des elastischen Streifens verringern und die Ermüdungsbeständigkeit des elastischen Streifens weiter verbessern. Darüber hinaus ermöglicht der synergistische Effekt der beiden, dass der elastische Streifen die Anforderungen an mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit gleichzeitig unter verschiedenen Arbeitsbedingungen und korrosiven Umgebungen erfüllt, die Lebensdauer des elastischen Streifens erheblich verlängert, die Häufigkeit von Wartung und Austausch verringert und die Gleisbetriebskosten senkt.