Техникалық көрсеткіштер не үшін қажет карбюризациялау және сөндіру бөліктері?

Карбюризациялау және сөндіру бөлшектердің бетінде көміртегі мөлшері жоғары мартенсит қабатын құрайды, оның қаттылығы жоғары, карбид мөлшері жоғары және тозуға төзімділігі жоғары. Өзегі төмен көміртекті мартенситті құрылым, сондықтан беттік қысу кернеуі үлкен. Жалпы беріктігі жоғары. Бұл сипаттамалар карбюризацияны және сөндіруді тісті берілістерде және жоғары тозуға төзімділікті, жоғары шаршау беріктігін және жоғары жанасу шаршау беріктігін қажет ететін басқа бөліктерде кеңінен қолданылады. Индукциялық қатайту тез қыздыру және тез салқындату сипаттамаларына ие, бұл материалдың түйіршікті мөлшерін айтарлықтай арттырады. Өте жоғары қаттылықты алу кезінде ол жоғары қаттылық индексін алады, осылайша бөлшектердің жұмысын жақсартады.

1. Тозуға төзімділік

Карбюрленген және сөндірілген бөлшектер бетіндегі қаттылық пен карбидтердің жоғары болуына байланысты жоғары тозуға төзімділікке ие. Индукциялық қатайту көміртегінің төмен мөлшері кезінде жоғары қаттылықты ала алады, ал тозуға төзімділік оның микроқұрылымымен де байланысты.

20CrMnTiH3 карбюризациялық сөндіру және 45 болат индукциялық сөндіру қаттылығы 62～62.5HRC стандартты тозу үлгілеріне жасалған, M-200 тозуға сынау машинасында сыналған және тозу бөліктері T10 өшірілген. 1.6 миллион рет тозудан кейін көміртектелген үлгі 4.0 мг жоғалтты және индукциялық сөндірілген үлгі 2.1 мг жоғалтты. Индукциялық шыңдалған үлгілердің тозуға төзімділігін жоғарылататын механизм қандай? Бұл оқуға тұрарлық.

2. Күш

Әдетте беріктік қаттылықпен байланысты және бірдей қаттылық бірдей күшті ала алады деп есептеледі. Нақты бөліктер үшін оған тағы қандай параметрлер қатысты? Біз 20CrMnTiH3 карбюризациялау және сөндіру және 45 болат, 40CrH, 40MnBH индукциялық сөндіруден жасалған стандартты гантель тәрізді созылу үлгілерін сынадық. Үлгінің тиімді бөлігінің диаметрі 20 мм, ал өлшенген созылу беріктігі 819 МПа, 1184 МПа, 1364 МПа болды, 1369 МПа кезінде индукциялық сөндіруден кейінгі бірнеше орташа көміртекті болат үлгілерінің беріктігі карбюризацияланған бөліктерге қарағанда айтарлықтай жоғары.

Екі процестің нәтижелері салыстырылады. Карбюрленген және сөндірілген үлгінің беті жоғары көміртекті мартенсит, көміртекті қабаты 1.25 мм, қаттылығы 62-63HRC, ал өзегі төмен көміртекті мартенсит, ал қаттылығы 32HRC. Индукциялық шыңдалған үлгінің беті орташа көміртекті мартенсит, шыңдалған қабаттың тереңдігі 3.6 мм, қаттылығы 62HRC, ал өзегі шыңдалған сорбит, қаттылығы 26HRC. Екі өңдеу әдісімен алынған бетінің шыңдалған қабатының тереңдігінде үлкен айырмашылық бар екенін анықтауға болады, ал индукциялық қатайту тереңірек шыңдалған қабат алуға, осылайша үлкен беріктікке ие болады. Сондықтан, қандай күшейту процесі жақсырақ екенін талқылағанда, біз оны микро көзқараспен талдап қана қоймай, оны макро перспективада қарастыруымыз керек.

3. Шаршау күші

Карбюризациялау және индукциялық қатайтудан кейін бөлшектердің беті тиімді түрде нығайтылады және үлкен қалдық қысу кернеуі қалыптасады және екеуінің де шаршау беріктігі жоғары болады.

Зерттеу үшін модулі 2.5 болатын тісті беріліс бөлшектері таңдалды, олар карбюризацияланған және 20CrMnTiH3 көміртегімен 1.2 мм тереңдікте сөндірілді; 45 болат және 42CrMo индукциялық шыңдалған, тіс түбірін сөндіру тереңдігі 2.0 мм. Қаттылық 61～63HRC, ал тістер термиялық өңдеуден кейін ұнтақталған. 1-суретте көрсетілген жүктеу әдісіне сәйкес шаршауды сынау машинасында сынау. Үш түрлі материалдардың және термиялық өңдеуден өткен тісті беріліс тістерінің иілу орта шаршауының шекті қысым жүктемелері сәйкесінше 18.50кН, 20.30кН және 28.88кН. 42CrMo индукциялық шыңдалған тісті берілістердің шаршау беріктігі 56CrMnTiH20 карбюризациялау және сөндіруге қарағанда 3% жоғары, бұл айтарлықтай артықшылықтарға ие. Оның механизмін талдау үшін шыңдалған қабат құрылымынан, беттік қысу кернеуінің деңгейінен, жүрек құрылымынан және қаттылықтан бастау керек.

4. Байланыс шаршау күші

Тісті беріліс бөліктері үшін тіс бетінің контактілі шаршау бұзылысы да негізгі ақаулық режимі болып табылады. Жеңіл тісті берілістердің контактілердің шаршауына қатысты салыстырмалы түрде төмен талаптары бар және индукциялық шынықтыру карбюризациялауды және нақты ауыр жүкті берілістердегі шынықтыруды алмастыра ала ма, бұл индекс бағалануы керек мазмұн болып табылады. Бұл бағыттағы зерттеулеріміз жеткілікті терең емес.

5. Сөндіргіш деформация

Карбюризация процесі жоғары температураға, ұзақ уақытқа және үлкен сөндіру деформациясына ие. Кейінгі ұнтақтау процесі ең жоғары беріктікпен және ең жоғары қысу кернеуімен бетті жұқартады, нәтижесінде бөліктің беріктігі төмендейді. Тісті доңғалақтарды карбюризациялау және сөндіру барған сайын пресстегі сөндіру технологиясын қолдануда, мақсаты – сөндіру деформациясын азайту. Индукциялық шыңдаудың деформациясы салыстырмалы түрде аз, ал сөндірілетін қабаттың қалыңдығына байланысты ұнтақтаудың қатаю тереңдігіне әсері салыстырмалы түрде аз.