Для чаго патрэбныя тэхнічныя паказчыкі цэментацыя і загартоўка дэталяў?

Науглероживание і загартоўка ўтвараюць на паверхні дэталі мартэнсітны пласт з высокім утрыманнем вугляроду, які валодае высокай цвёрдасцю, высокім утрыманнем карбіду і высокай зносаўстойлівасцю. Ядро мае низкоуглеродистую мартенситную структуру, таму павярхоўнае напружанне сціску з’яўляецца вялікім. Агульная трываласць высокая. Гэтыя характарыстыкі робяць науглероживание і загартоўку шырока выкарыстоўваюцца ў шасцярнях і іншых дэталях, якія патрабуюць высокай зносаўстойлівасці, высокай стомленасці і высокай трываласці на кантактную стомленасць. Індукцыйнае загартоўка мае характарыстыкі хуткага нагрэву і хуткага астуджэння, што значна павялічвае зярністасць матэрыялу. Атрымліваючы звышвысокую цвёрдасць, ён атрымлівае больш высокі індэкс трываласці, тым самым паляпшаючы прадукцыйнасць дэталяў.

1. Устойлівасць да ізаляцыі

Цементируемые і загартаваныя дэталі валодаюць высокай зносаўстойлівасцю за кошт высокай цвёрдасці і карбідаў на паверхні. Індукцыйнае загартоўка можа атрымаць высокую цвёрдасць пры нізкім утрыманні вугляроду, а зносаўстойлівасць таксама звязана з яго мікраструктурай.

Загартоўка 20CrMnTiH3 і індукцыйная загартоўка сталі 45CrMnTiH62 вырабляюцца ў стандартныя ўзоры зносу, цвёрдасць 62.5～200HRC, правераны на машыне для выпрабаванняў на знос M-10, а зношаныя дэталі загартаваныя T1.6. Пасля зносу ў 4.0 мільёна разоў, науглерожаны ўзор страціў 2.1 мг, а ўзор з індукцыйнай загартоўкай страціў XNUMX мг. Які механізм робіць індукцыйна загартаваныя ўзоры больш высокай зносаўстойлівасцю? Варта вывучыць.

2. Сіла

Звычайна лічыцца, што трываласць звязана з цвёрдасцю, і адна і тая ж цвёрдасць можа атрымаць такую ​​ж трываласць. Якія яшчэ параметры датычацца канкрэтных дэталяў? Мы пратэставалі стандартныя гантэлепадобныя ўзоры на расцяжэнне, зробленыя з 20CrMnTiH3 цементацыі і загартоўкі і 45 сталі, 40CrH, 40MnBH індукцыйнай загартоўкі. Эфектыўны дыяметр часткі ўзору склаў 20 мм, а вымераная трываласць на расцяжэнне – 819 МПа, 1184 МПа, 1364 МПа. Пры 1369 МПа трываласць некалькіх узораў сярэдняй вугляродзістай сталі пасля індукцыйнай загартоўкі значна вышэй, чым у цементаваных дэталяў.

Параўноўваюцца вынікі двух працэсаў. Паверхня цементированного і загартаванага ўзору – гэта мартенсіт з высокім утрыманнем вугляроду, науглерожаны пласт – 1.25 мм, цвёрдасць – 62-63HRC, а ядро ​​- низкоуглеродистый мартенсіт, а цвёрдасць – 32HRC. Паверхня індукцыйна загартаванага ўзору – сярэдневугляродны мартэнсіт, глыбіня загартаванага пласта – 3.6 мм, цвёрдасць – 62HRC, а ядро ​​- загартаваны сарбіт, цвёрдасць – 26HRC. Можна выявіць, што існуе вялікая розніца ў глыбіні павярхоўнага загартаванага пласта, атрыманага двума метадамі апрацоўкі, і індукцыйнае зацвярдзенне дазваляе атрымаць больш глыбокі загартаваны пласт, тым самым атрымліваючы вялікую трываласць. Такім чынам, абмяркоўваючы, які працэс умацавання лепш, мы павінны не толькі аналізаваць яго з пункту гледжання мікра, але і разглядаць яго з пункту гледжання макра.

3. Сіла стомленасці

Пасля науглероживания і індукцыйнага загартоўвання паверхня дэталяў эфектыўна ўмацоўваецца, і ўтвараецца большае рэшткавае напружанне сціску, і абодва маюць больш высокую стомленую трываласць.

Для даследавання былі выбраны дэталі шасцярні з модулем 2.5, яны былі цементированы і загартаваны 20CrMnTiH3 з глыбінёй цементации 1.2 мм; Сталь 45 і 42CrMo прайшлі індукцыйную загартоўку з глыбінёй загартоўкі кораня зуба 2.0 мм. Цвёрдасць складае 61～63HRC, і зубы шліфуюць пасля тэрмічнай апрацоўкі. Выпрабаванне на машыне для выпрабаванняў на стомленасць у адпаведнасці з метадам нагрузкі, паказаным на малюнку 1. Сярэднія межавыя нагрузкі ад стомы пры выгібе трох розных матэрыялаў і тэрмічнаму апрацаваных зуб’яў шасцярні складаюць 18.50 кН, 20.30 кН і 28.88 кН адпаведна. Усталостная трываласць шасцерняў з індукцыйнай загартоўкай 42CrMo на 56% вышэй, чым у цементацыі і загартоўкі 20CrMnTiH3, што мае значныя перавагі. Каб прааналізаваць яго механізм, неабходна пачаць з структуры зацвярдзелага пласта, узроўню павярхоўнага сціскальнага напружання, структуры сэрца і цвёрдасці.

4. Кантактная трываласць

Для дэталяў шасцярні, кантактная стомленасць разбурэння паверхні зуба таксама з’яўляецца асноўным рэжымам адмовы. Лёгкія шасцярні маюць адносна нізкія патрабаванні да кантактнай стомленасці, і ці можа індукцыйнае загартоўка замяніць науглероживание і загартоўку на пэўных цяжкіх шасцях, гэты індэкс з’яўляецца зместам, які трэба ацаніць. Нашы даследаванні ў гэтай галіне недастаткова глыбокія.

5. Дэфармацыя загартоўкі

Працэс науглероживания мае высокую тэмпературу, працяглы час і вялікую дэфармацыю гартавання. Наступны працэс шліфоўкі вытанчыць паверхню з найбольшай трываласцю і самым высокім напружаннем сціску, што прывядзе да зніжэння трываласці дэталі. Науглероживание і загартоўка шасцерняў усё часцей выкарыстоўваюць тэхналогію прэсавай загартоўкі, мэта – паменшыць дэфармацыю загартоўкі. Дэфармацыя індукцыйнага загартоўкі адносна невялікая, і з-за таўшчыні загартаванага пласта ўплыў шліфоўкі на глыбіню загартоўкі адносна невялікі.