(voorronde schakelkettingenDeze componenten worden gebruikt in veeleisende toepassingen zoals emmerliften in cementfabrieken en as-/schrapertransportbanden in energiecentrales. Ze vereisen een unieke combinatie van een hoge oppervlaktehardheid voor slijtvastheid en een taaie, buigzame kern om stoten en vermoeiing te weerstaan.
Het doel is om een diepe, metallurgisch solide laag te creëren die goed aan de kern hecht. Het proces omvat verschillende cruciale stappen:
Stap 1: Voorbehandeling (optioneel)
- Proces: Normaliseren.
- Doel: De korrelstructuur verfijnen en de bewerkbaarheid/lasbaarheid van de ruwe schakels van de ketting verbeteren.
- Referentieparameter: Verwarm de schakels tot 880–920 °C en laat ze vervolgens aan de lucht afkoelen.
Stap 2: Carboneren
Dit is het kernproces waarbij koolstof in het oppervlak diffundeert. Gascarburatie is de meest gangbare en beheersbare methode voor deze toepassingen.
- Doel: Het verhogen van het koolstofgehalte aan het oppervlak, waardoor het na afkoeling extreem hard wordt.
- Temperatuur: 880–930 °C. Een constante temperatuurregeling is essentieel voor een uniforme laagdikte.
- Atmosfeer: Een koolstofrijke atmosfeer, doorgaans een endotherm gas verrijkt met een koolwaterstof zoals methaan of propaan. Het koolstofgehalte moet zorgvuldig worden gecontroleerd.
- Koolstofpotentieel: Handhaaf dit op 0,8–1,0% om de optimale oppervlaktekoolstofconcentratie te bereiken voor maximale hardheid zonder overmatige vorming van carbiden.
- Tijd: Bepaald door de gewenste indringdiepte. Diffusie is tijdsafhankelijk. Bijvoorbeeld:
- Bij een kastdikte van 1,0 mm: circa 8-10 uur.
- Bij een kastdikte van 1,5 mm: Proportioneel langere tijd.
- Diepte-specificatie: Voor zware kettingen is een aanzienlijke kastdiepte vereist.
- Vuistregel: Fabrikanten specificeren vaak een minimale carburatiediepte van 0,1 tot 0,21 keer de staafdiameter.
- Absolute diepte: Deze varieert doorgaans van 0,5 mm tot 2,0 mm, waarbij 1,0–1,5 mm gebruikelijk is voor toepassingen met slakken en cement.
Stap 3: Afkoeling
- Doel: De oppervlaktelaag met een hoog koolstofgehalte omzetten in een harde, slijtvaste martensitische structuur.
- Medium: Olie is het geprefereerde afschrikmiddel voor deze gelegeerde staalsoorten. Afschrikken in olie zorgt voor een voldoende snelle afkoeling om een hoge hardheid te bereiken, terwijl het risico op vervorming en scheuren, dat gepaard gaat met afschrikken in water, wordt geminimaliseerd.
- Temperatuur: Voor een gelijkmatigere afkoeling wordt vaak voorverwarmde olie van 60-80 °C gebruikt.
Stap 4: Temperen
- Doel: De interne spanningen die door het afkoelen ontstaan te verlichten, de brosheid te verminderen en de uiteindelijke balans tussen hardheid en taaiheid te bereiken.
- Temperatuur en tijd:
- Voor maximale oppervlaktehardheid (bijv. 58-62 HRC), temperen bij een lage temperatuur van 150-200 °C gedurende 1-2 uur.
- Indien een iets lagere hardheid maar een hogere taaiheid gewenst is, kan een tempertemperatuur van 400-450 °C worden gebruikt.
Stap 5: Nazorg (optioneel, maar aanbevolen)
- Shotpeening: Bij dit proces wordt het kettingoppervlak gebombardeerd met kleine bolvormige deeltjes, waardoor restdrukspanningen ontstaan. Dit verbetert de vermoeiingssterkte aanzienlijk, wat cruciaal is voor kettingen die aan herhaalde cyclische belasting worden blootgesteld.
Dieptemeting van de behuizing
Dit is de meest cruciale test om ervoor te zorgen dat de gecarboniseerde laag diep genoeg is om slijtage te weerstaan zonder dat de behuizing onder belasting bezwijkt.
- Effectieve hardingsdiepte: Dit wordt gedefinieerd als de loodrechte afstand van het oppervlak tot een punt waar de hardheid daalt tot een specifieke waarde, doorgaans 550 HV (of 52 HRC).
- Werkwijze: Een dwarsdoorsnede van een schakel wordt gepolijst, geëtst (vaak met nital) en onder een microscoop onderzocht. Microhardheidsmetingen worden uitgevoerd om de exacte diepte te bepalen waarop de hardheid daalt tot 550 HV.
- Acceptatiecriteria: De gemeten effectieve indringdiepte moet voldoen aan de minimaal gespecificeerde waarde (bijv. ≥1,0 mm of volgens de regel '0,1 x diameter') en uniform zijn over de omtrek van de schakel.
Metallurgische analyse
- Microstructuur: Met behulp van een metallurgische microscoop wordt de geëtste dwarsdoorsnede onderzocht. Het doel is om een fijnkorrelige, martensitische laag te verifiëren met een geleidelijke overgang naar een taaie kernstructuur. Er mag geen significant netwerk van korrelgrenscarbiden aanwezig zijn, aangezien dit brosheid kan veroorzaken.
Mechanische testen
- Breukkracht: Monsterkettingen worden in een trektestmachine tot breuk getest om te controleren of ze voldoen aan of hoger zijn dan de minimale breekbelasting die is gespecificeerd in normen zoals DIN 764 of DIN 766 voor de betreffende kwaliteit (bijv. kwaliteit 2 of 3).
Geplaatst op: 23 maart 2026
