Прорыв технологий передачи материалов: исследование срока службы устойчивых к износостойкой сплавах в спиральных передачах

В области промышленной передачи, как основной компонент, материалы спиральной механизм непосредственно определяет затраты на надежность и эксплуатацию и техническое обслуживание оборудования. По мере того, как производственная отрасль обновляется до высокой точности, высокой нагрузки и долгого срока службы, узкое место для износостойкой стойкости традиционных материалов передачи в экстремальных условиях эксплуатации становится все более заметной. В последние годы исследования и разработки и применение износостойких сплавных материалов предоставили новые решения для прорыва производительности спиральных шестерни, став техническим направлением глобального поля промышленной передачи.

1. Уничтожая производительности и отраслевые болевые точки традиционных материалов передачи

Традиционные спиральные зубчатые колеса в основном используют карбурбированную сталь 20 Crmnti или 45# закаленную сталь. Хотя они имеют определенную силу и прочность, они ограничены в высокой нагрузке, сильном воздействии и коррозийной среде:
Высокая скорость износа: В металлургическом горячем прокатровании, горнодобывающей технике и других сценариях скорость износа усталости контакта поверхности передачи может достигать 0,05 мм/тысяча часов, что приводит к снижению точности передачи;
Слабая коррозионная стойкость: во влажной среде, таких как химическая инженерия и морская техника, традиционная сталь подвержена электрохимической коррозии, а средний срок службы сокращается на 30-50%;
Большая потеря энергоэффективности: потеря трения, вызванная грубыми поверхностями, составляет 15% -20% от общего энергопотребления оборудования, что не соответствует тенденции зеленого производства.

2. Технические прорывы и преимущества производительности материалов из износостойких сплавов

Новый износостойкий сплав построил трехмерную систему защиты «жесткой фазы укрепления коррозионного коэффициента трения» с помощью комбинации множественных сплавов и оптимизации микроструктуры:
Сплав сплав инновации
Чугун с высоким хромом: содержание хрома увеличивается до 20%-30%, образуя твердую фазу карбида хрома типа M7C3, с микрогарностью HV1400-1600, которая в 4-5 раз выше традиционной стали;
Сплав на основе никеля: добавьте 15% -25% элементов никеля, образуя фокусированный кубический твердый раствор, а его коррозионная стойкость в 8-10 раз выше, чем у нержавеющей стали и подходит для сильной кислоты и сильной щелочной среды;
Модификация медного сплава: введите микроэлементы, такие как бериллий и титан, чтобы уточнить зерна до 5-10 мкм, одновременно уменьшая коэффициент трения до ниже 0,03, близко к уровню политетрафторэтилена.
Обновление процесса подготовки
Технология вакуумного плавки: с помощью плавки сплавов в вакуумной среде содержание примесей контролируется ниже 0,005%, чтобы избежать дефектов в воздушных полях и включениях шлака;
Изотермический процесс гашения: преобразование Bainite проводится в солевой ванне 250-350, так что на поверхности передачи образуется остаточный слой напряжения сжатия (глубина 0,3-0,5 мм), а срок службы сопротивления усталости увеличивается на 200%-300%;
Технология поверхностного покрытия: используйте технологию физического осаждения паров (PVD) для покрытия алмазноподобного (DLC) покрытия с толщиной 2-5 мкм, а шероховатость поверхности падает ниже RA0.2.

3. Отраслевое применение и проверка данных износостойких спиральных спиральных зубчатых колес

Коммерческое применение износостойких сплавов сделало прорывы во многих областях, значительно повышая надежность и экономику оборудования:
Металлургическая промышленность. После того, как ролик из сталелитейного завода использует сплав с высоким хромами никеля, срок службы продлевается с 6 месяцев до 5 лет, уровень износа снижается до 0,01 мм / тысячу часов, а годовая стоимость технического обслуживания снижается на 80%;
Химическая промышленность: сплавные шестерни на основе никеля непрерывно работают в среде соляной кислоты (концентрация 30%, температура 80 ℃) в течение 1000 часов, с глубиной коррозии всего 0,02 мм, что в 12 раз выше нержавеющей стали 316 л;
Новое энергетическое поле: после того, как коробка передач ветра использует износостойкий сплав на основе меди, эффективность передачи была увеличена с 92% до 96%, а годовое потребление энергии было снижено примерно на 500 000 градусов, а шум упал на 15 дБ (а).
Согласно данным Международной ассоциации снаряжения (AGMA), глобальный рынок рынка сплавных механизмов сплавных сплавов достиг 4,7 млрд. Долл. США в 2023 году, а годовой темпы роста составления составлял 12,5%, из которых спиральные передачи составляют более 60%, становясь наиболее быстрорастущим сегментом.

4. Будущая технологическая эволюция и влияние отрасли

Разработка материалов сплавных сплавов и инициаторов в направлении композитного, интеллектуального и зеленого:
Композитный конструктивный дизайн: разрабатывайте градиентные материалы «устойчивого к износому поверхностному слою» и достичь металлургической комбинации различных слоев сплавов с помощью технологии лазерной облицовки, с учетом поверхностной твердости и общей воздействия воздействия;
Интеллектуальная интеграция мониторинга: датчик встроенного волокнистого брэгга -решетки (FBG) в матрице передач для мониторинга износов и изменений температуры в режиме реального времени и в сочетании с алгоритмом ИИ для прогнозирования оставшегося срока службы с частотой ошибок менее 5%;
Практика круговой экономики: переработка сплавов износостойких сплавов достигает более 95%, а потребление энергии в производственном процессе на 30% ниже, чем у традиционных процессов термической обработки, что соответствует требованиям «плана действий циркулярной экономики ЕС».
От сверхпрочной передачи горнодобывающего механизма до точного управления полупроводниковым оборудованием, износостойкие спиральные зубчатые колеса изменяют основную логику промышленной передачи. Этот прорыв в области материальных технологий является не только заменой традиционных стальных материалов, но и ключевой поддержкой для преобразования производства в «меньшее обслуживание, длительный срок службы и высокую энергоэффективность». Поскольку глобальная производственная отрасль продолжает увеличивать свои требования к надежности и устойчивости, ожидается, что устойчивые к износостойкому сплавскому сплаву передаются более 70% рынка высокого класса передачи в ближайшие пять лет, став одним из основных показателей для измерения повышения квалификации промышленного оборудования.