Waar zijn de technische indicatoren voor? carboneren en afschrikken onderdelen?

Carbureren en afschrikken vormt een martensietlaag met een hoog koolstofgehalte op het oppervlak van het onderdeel, dat een hoge hardheid, een hoog carbidegehalte en een hoge slijtvastheid heeft. De kern heeft een koolstofarme martensietstructuur, dus de oppervlaktedrukspanning is groot. De algehele taaiheid is hoog. Deze eigenschappen maken carboneren en afschrikken veel gebruikt in tandwielen en andere onderdelen die een hoge slijtvastheid, hoge vermoeiingssterkte en hoge contactvermoeiingssterkte vereisen. Inductieharden heeft de kenmerken van snelle verwarming en snelle afkoeling, waardoor de korrelgrootte van het materiaal aanzienlijk toeneemt. Terwijl het een ultrahoge hardheid verkrijgt, verkrijgt het een hogere taaiheidsindex, waardoor de prestaties van de onderdelen worden verbeterd.

1. Slijtvastheid

Gecarboniseerde en afgeschrikte onderdelen hebben een hoge slijtvastheid door de hoge hardheid en carbiden op het oppervlak. Inductieharden kan een hoge hardheid verkrijgen bij een laag koolstofgehalte en de slijtvastheid is ook gerelateerd aan de microstructuur.

20CrMnTiH3 carburerende quenching en 45 stalen inductie quenching worden gemaakt in standaard slijtagespecimens, met een hardheid van 62～62.5HRC, getest op M-200 slijtagetestmachine, en de slijtageonderdelen zijn T10 geblust. Na 1.6 miljoen keer dragen, verloor het gecarboniseerde monster 4.0 mg en het inductie-gedoofde monster verloor 2.1 mg. Wat is het mechanisme waardoor inductief geharde preparaten een hogere slijtvastheid hebben? Het is de moeite waard om te studeren.

2. Kracht

Over het algemeen wordt aangenomen dat sterkte gerelateerd is aan hardheid, en dezelfde hardheid kan dezelfde sterkte krijgen. Welke andere parameters zijn er voor specifieke onderdelen aan gerelateerd? We hebben de standaard haltervormige trekmonsters getest, gemaakt van 20CrMnTiH3 carbonering en quenching en 45 staal, 40CrH, 40MnBH inductie quenching. De effectieve onderdeeldiameter van het monster was 20 mm en de gemeten treksterkten waren 819 MPa, 1184 MPa, 1364 MPa. Bij 1369 MPa is de sterkte van verschillende middelgrote koolstofstaalmonsters na inductie-quenching aanzienlijk hoger dan die van gecarboniseerde onderdelen.

De resultaten van de twee processen worden vergeleken. Het oppervlak van het gecarboniseerde en gedoofde monster is martensiet met een hoog koolstofgehalte, de gecarboniseerde laag is 1.25 mm, de hardheid is 62-63HRC en de kern is martensiet met een laag koolstofgehalte en de hardheid is 32HRC. Het oppervlak van het inductiegeharde monster is medium-koolstofmartensiet, de diepte van de geharde laag is 3.6 mm, de hardheid is 62HRC en de kern is getemperd sorbiet, de hardheid is 26HRC. Er kan worden vastgesteld dat er een groot verschil is in de diepte van de oppervlaktegeharde laag die wordt verkregen door de twee behandelingsmethoden, en inductieharding kan een diepere geharde laag verkrijgen, waardoor een grotere sterkte van het onderdeel wordt verkregen. Daarom moeten we bij de bespreking van welk versterkingsproces beter is, dit niet alleen vanuit microperspectief analyseren, maar ook vanuit macroperspectief.

3. Vermoeiingssterkte

Na carboneren en inductieharden wordt het oppervlak van de onderdelen effectief versterkt en wordt een grotere resterende drukspanning gevormd, en beide hebben een hogere vermoeiingssterkte.

De tandwieldelen met een modulus van 2.5 werden geselecteerd voor onderzoek, en ze werden gecarboniseerd en geblust met 20CrMnTiH3 met een carboneringsdiepte van 1.2 mm; 45 staal en 42CrMo werden inductief gehard met een tandwortelafschrikdiepte van 2.0 mm. De hardheid is 61～63HRC en de tanden worden geslepen na een warmtebehandeling. Test op de vermoeiingstestmachine in overeenstemming met de laadmethode die wordt getoond in figuur 1. De buigende mediane vermoeidheid ultieme drukbelastingen van de drie verschillende materialen en warmtebehandelde tandwieltanden zijn respectievelijk 18.50kN, 20.30kN en 28.88kN. De vermoeiingssterkte van 42CrMo inductiegeharde tandwielen is 56% hoger dan die van 20CrMnTiH3 carboneren en afschrikken, wat aanzienlijke voordelen heeft. Om het mechanisme te analyseren, is het noodzakelijk om te beginnen met de geharde laagstructuur, het drukspanningsniveau van het oppervlak, de hartstructuur en de hardheid.

4. Sterkte van contactmoeheid

Voor tandwielonderdelen is het falen van contactmoeheid van het tandoppervlak ook de belangrijkste faalmodus. Lichte tandwielen stellen relatief lage eisen aan contactmoeheid, en of inductieharden het carboneren en harden op specifieke zware tandwielen kan vervangen, deze index is een gehalte dat moet worden beoordeeld. Ons onderzoek op dit gebied is niet diepgaand genoeg.

5. Dovende vervorming:

Het carboneerproces heeft een hoge temperatuur, lange tijd en grote afschrikvervorming. Het daaropvolgende slijpproces zal het oppervlak met de hoogste sterkte en de hoogste drukspanning dunner maken, wat resulteert in een afname van de sterkte van het onderdeel. Het carboneren en afschrikken van tandwielen maakt in toenemende mate gebruik van persafschriktechnologie, het doel is om afschrikvervorming te verminderen. De vervorming van inductieharden is relatief klein en vanwege de dikte van de afgekoelde laag is de impact van slijpen op de uithardingsdiepte relatief klein.