Mire valók a technikai mutatók karburáló és oltó alkatrészek?

A karburálás és a kioltás magas széntartalmú martenzit réteget képez az alkatrész felületén, amely nagy keménységgel, magas karbidtartalommal és kopásállósággal rendelkezik. A mag alacsony szén-dioxid-tartalmú martenzit szerkezetű, így a felületi nyomófeszültség nagy. Az általános szívósság magas. Ezek a jellemzők a karburálást és az oltást széles körben használják fogaskerekekben és más alkatrészekben, amelyek nagy kopásállóságot, nagy kifáradási szilárdságot és nagy érintkezési kifáradási szilárdságot igényelnek. Az indukciós edzés a gyors melegítés és a gyors hűtés jellemzőivel rendelkezik, ami jelentősen megnöveli az anyag szemcseméretét. Miközben ultra-nagy keménységet ér el, magasabb szívóssági indexet ér el, ezáltal javítva az alkatrészek teljesítményét.

1. Kopásállóság

A karburált és kioltott részek nagy kopásállósággal rendelkeznek a nagy keménységnek és a felületükön lévő keményfémeknek köszönhetően. Az indukciós edzés alacsony széntartalom mellett nagy keménységet érhet el, és a kopásállóság is összefügg a mikroszerkezetével.

A 20CrMnTiH3 karburáló oltás és a 45 acél indukciós oltás szabványos kopómintákat készítenek, 62-62.5 HRC keménységgel, M-200 kopásvizsgáló gépen tesztelve, és a kopóalkatrészek T10-es kioltottak. 1.6 milliószori kopás után a karburált minta 4.0 mg-ot, az indukciós kioltott minta pedig 2.1 mg-ot veszített. Mi az a mechanizmus, ami miatt az indukciósan edzett próbatestek kopásállósága nagyobb? Érdemes tanulni.

2. Erő

Általában úgy gondolják, hogy az erő a keménységgel függ össze, és ugyanaz a keménység ugyanazt a szilárdságot kaphatja. Konkrét részeknél milyen egyéb paraméterek kapcsolódnak hozzá? Teszteltük a 20CrMnTiH3 karburáló és oltó, valamint 45 acél, 40CrH, 40MnBH indukciós oltású szabványos súlyzó alakú szakító próbatesteket. A próbatest effektív alkatrészátmérője 20 mm, a mért szakítószilárdságok 819 MPa, 1184 MPa, 1364 MPa, 1369 MPa mellett több közepes szénacél minta szilárdsága indukciós oltás után lényegesen nagyobb, mint a karburált alkatrészeké.

A két folyamat eredményeit összehasonlítjuk. A karburált és kioltott minta felülete magas széntartalmú martenzit, a karburált réteg 1.25 mm, keménysége 62-63 HRC, a mag alacsony széntartalmú martenzit, keménysége 32 HRC. Az indukciós edzett minta felülete közepes széntartalmú martenzit, az edzett réteg mélysége 3.6 mm, keménysége 62 HRC, a mag pedig temperált szorbit, keménysége 26 HRC. Megállapítható, hogy a két kezelési módszerrel kapott felületkeményített réteg mélységében nagy különbség van, és az indukciós edzéssel mélyebb edzett réteget kaphatunk, ezáltal nagyobb részszilárdságot kapunk. Ezért, amikor arról beszélünk, hogy melyik erősítési folyamat a jobb, nem csak mikroszempontból kell elemezni, hanem makroszempontból is.

3. Fáradtság erőssége

A karburálás és az indukciós edzés után az alkatrészek felülete hatékonyan megerősödik, és nagyobb maradó nyomófeszültség keletkezik, és mindkettőnek nagyobb a kifáradási szilárdsága.

A 2.5-ös modulusú fogaskerekes alkatrészeket kutatásra kiválasztottuk, és 20CrMnTiH3-mal karburizáltuk és 1.2 mm-es karburálási mélységgel hűtöttük; A 45 acélt és a 42CrMo-t indukciós edzéssel 2.0 mm-es foggyökér kioltási mélységgel végeztük. A keménység 61-63 HRC, a fogak hőkezelés után köszörültek. Vizsgálja meg a fáradtságvizsgáló gépet az 1. ábrán látható terhelési módszerrel. A három különböző anyag és a hőkezelt fogaskerék-fogak hajlítási medián kifáradási végső nyomásterhelése 18.50 kN, 20.30 kN és 28.88 kN. A 42CrMo indukciós edzett fogaskerekek kifáradási szilárdsága 56%-kal nagyobb, mint a 20CrMnTiH3 karburáló és oltás, aminek jelentős előnyei vannak. Mechanizmusának elemzéséhez az edzett rétegszerkezettel, a felületi nyomófeszültség szinttel, a szív szerkezetével és a keménységgel kell kiindulni.

4. Az érintkezési fáradtság erőssége

A fogaskerék-alkatrészek esetében a fogfelület érintkezési kifáradási hibája is a fő hibamód. A kis teherbírású fogaskerekek viszonylag alacsony követelményeket támasztanak az érintkezési kifáradás tekintetében, és hogy az indukciós edzés helyettesítheti-e a karburálást és az edzést bizonyos nagy teherbírású fogaskerekeken, ezt az indexet értékelni kell. Kutatásaink ezen a területen nem elég mélyek.

5. Kioltó alakváltozás

A karburálási folyamat magas hőmérsékletű, hosszú ideig tart és nagy kioltási deformációval rendelkezik. Az ezt követő csiszolási eljárás a legnagyobb szilárdsággal és a legnagyobb nyomófeszültséggel vékonyítja a felületet, ami az alkatrész szilárdságának csökkenését eredményezi. A fogaskerekek karburálása és oltása egyre nagyobb mértékben alkalmazza a présoltás technológiát, a cél az oltás deformációjának csökkentése. Az indukciós edzés deformációja viszonylag kicsi, és a kioltott réteg vastagsága miatt a csiszolás hatása a keményedési mélységre viszonylag kicsi.