Untuk apa penunjuk teknikal bahagian pengkarburan dan pelindapkejutan?

Karburasi dan pelindapkejutan membentuk lapisan martensit dengan kandungan karbon tinggi pada permukaan bahagian, yang mempunyai kekerasan tinggi, kandungan karbida tinggi dan rintangan haus yang tinggi. Teras adalah struktur martensit karbon rendah, jadi tegasan mampatan permukaan adalah besar. Keliatan keseluruhan adalah tinggi. Ciri-ciri ini menjadikan pengkarburan dan pelindapkejutan digunakan secara meluas dalam gear dan bahagian lain yang memerlukan rintangan haus yang tinggi, kekuatan keletihan yang tinggi dan kekuatan keletihan sentuhan yang tinggi. Pengerasan aruhan mempunyai ciri-ciri pemanasan pantas dan penyejukan pantas, yang meningkatkan saiz butiran bahan dengan ketara. Semasa memperoleh kekerasan ultra tinggi, ia memperoleh indeks keliatan yang lebih tinggi, dengan itu meningkatkan prestasi bahagian.

1. Rintangan lelasan

Bahagian yang dikarburkan dan dipadamkan mempunyai rintangan haus yang tinggi kerana kekerasan dan karbida yang tinggi pada permukaan. Pengerasan aruhan boleh memperoleh kekerasan tinggi di bawah kandungan karbon rendah, dan rintangan haus juga berkaitan dengan struktur mikronya.

Pelindapkejutan pengkarbonan 20CrMnTiH3 dan 45 pelindapkejutan aruhan keluli dijadikan spesimen haus standard, dengan kekerasan 62～62.5HRC, diuji pada mesin ujian haus M-200, dan bahagian haus adalah T10 dipadamkan. Selepas 1.6 juta kali haus, sampel berkarburkan kehilangan 4.0 mg dan sampel yang dipadamkan induksi kehilangan 2.1 mg. Apakah mekanisme yang menjadikan spesimen keras aruhan mempunyai rintangan haus yang lebih tinggi? Ia bernilai belajar.

2. Kekuatan

Secara amnya dipercayai bahawa kekuatan berkaitan dengan kekerasan, dan kekerasan yang sama boleh mendapat kekuatan yang sama. Untuk bahagian tertentu, apakah parameter lain yang berkaitan dengannya? Kami menguji spesimen tegangan berbentuk dumbbell standard yang diperbuat daripada pelindapkejutan aruhan 20CrMnTiH3 dan pelindapkejutan keluli 45, 40CrH, 40MnBH. Diameter bahagian berkesan spesimen ialah 20mm, dan kekuatan tegangan yang diukur ialah 819MPa, 1184MPa, 1364MPa, Pada 1369MPa, kekuatan beberapa sampel keluli karbon sederhana selepas pelindapkejutan aruhan adalah lebih tinggi daripada bahagian berkarburkan.

Keputusan kedua-dua proses dibandingkan. Permukaan sampel yang dikarburkan dan dipadamkan adalah martensit karbon tinggi, lapisan berkarburasi ialah 1.25mm, kekerasan ialah 62-63HRC, dan teras adalah martensit karbon rendah, dan kekerasan ialah 32HRC. Permukaan sampel yang dikeraskan aruhan adalah martensit karbon sederhana, kedalaman lapisan yang dikeraskan ialah 3.6mm, kekerasan ialah 62HRC, dan terasnya adalah sorbite terbaja, kekerasan ialah 26HRC. Ia boleh didapati bahawa terdapat perbezaan besar dalam kedalaman lapisan mengeras permukaan yang diperolehi oleh kedua-dua kaedah rawatan, dan pengerasan aruhan boleh memperoleh lapisan yang lebih dalam keras, dengan itu memperoleh kekuatan bahagian yang lebih besar. Oleh itu, apabila membincangkan proses pengukuhan mana yang lebih baik, kita bukan sahaja harus menganalisisnya dari perspektif mikro, tetapi juga mempertimbangkannya dari perspektif makro.

3. Kekuatan keletihan

Selepas pengkarburan dan pengerasan aruhan, permukaan bahagian dikuatkan dengan berkesan, dan tegasan mampatan sisa yang lebih besar terbentuk, dan kedua-duanya mempunyai kekuatan keletihan yang lebih tinggi.

Bahagian gear dengan modulus 2.5 telah dipilih untuk penyelidikan, dan ia telah dikarburkan dan dipadamkan dengan 20CrMnTiH3 dengan kedalaman pengkarbonan 1.2mm; 45 keluli dan 42CrMo telah dikeraskan secara aruhan dengan kedalaman pelindapkejutan akar gigi 2.0mm. Kekerasan ialah 61～63HRC, dan gigi dikisar selepas rawatan haba. Uji ke atas mesin ujian kelesuan mengikut kaedah pemuatan yang ditunjukkan dalam Rajah 1. Beban tekanan muktamad kelesuan median lentur bagi tiga bahan berbeza dan gigi gear yang dirawat haba ialah masing-masing 18.50kN, 20.30kN dan 28.88kN. Kekuatan kelesuan bagi gear keras aruhan 42CrMo adalah 56% lebih tinggi daripada pengkarburan dan pelindapkejutan 20CrMnTiH3, yang mempunyai kelebihan ketara. Untuk menganalisis mekanismenya, perlu bermula dengan struktur lapisan yang mengeras, tahap tegasan mampatan permukaan, struktur jantung dan kekerasan.

4. Hubungi kekuatan keletihan

Untuk bahagian gear, kegagalan sentuhan keletihan permukaan gigi juga merupakan mod kegagalan utama. Gear tugas ringan mempunyai keperluan yang agak rendah untuk kelesuan sentuhan, dan sama ada pengerasan aruhan boleh menggantikan pengkarburan dan pengerasan pada gear tugas berat tertentu, indeks ini merupakan kandungan yang mesti dinilai. Penyelidikan kami dalam bidang ini tidak cukup mendalam.

5. Pelindapkejutan ubah bentuk

Proses carburizing mempunyai suhu tinggi, masa yang lama dan ubah bentuk pelindapkejutan yang besar. Proses pengisaran seterusnya akan menipiskan permukaan dengan kekuatan tertinggi dan tegasan mampatan tertinggi, mengakibatkan penurunan kekuatan bahagian. Karburasi dan pelindapkejutan gear semakin menggunakan teknologi pelindapkejutan akhbar, tujuannya adalah untuk mengurangkan ubah bentuk pelindapkejutan. Ubah bentuk pengerasan aruhan agak kecil, dan kerana ketebalan lapisan yang dipadamkan, kesan pengisaran pada kedalaman pengerasan adalah agak kecil.