Pentru ce sunt indicatorii tehnici piese de cementare și călire?

Carburarea și călirea formează un strat de martensită cu conținut ridicat de carbon pe suprafața piesei, care are duritate mare, conținut ridicat de carburi și rezistență ridicată la uzură. Miezul este o structură de martensită cu conținut scăzut de carbon, astfel încât stresul de compresiune la suprafață este mare. Duritatea generală este ridicată. Aceste caracteristici fac ca cementarea și călirea să fie utilizate pe scară largă în angrenaje și alte piese care necesită rezistență mare la uzură, rezistență mare la oboseală și rezistență ridicată la oboseală de contact. Călirea prin inducție are caracteristicile încălzirii rapide și răcirii rapide, ceea ce mărește semnificativ dimensiunea granulelor materialului. În timp ce obține o duritate ultra-înalta, obține un indice de duritate mai mare, îmbunătățind astfel performanța pieselor.

1. Rezistenta la abraziune

Piesele carburate și călite au rezistență ridicată la uzură datorită durității mari și carburilor de pe suprafață. Călirea prin inducție poate obține duritate ridicată în condiții de conținut scăzut de carbon, iar rezistența la uzură este, de asemenea, legată de microstructura sa.

Călirea cu cementare 20CrMnTiH3 și călirea prin inducție din oțel 45 sunt transformate în eșantioane de uzură standard, cu duritate de 62~62.5HRC, testate pe mașina de testare a uzurii M-200, iar piesele de uzură sunt călite T10. După 1.6 milioane de ori de uzură, proba carburată a pierdut 4.0 mg, iar proba stinsă prin inducție a pierdut 2.1 mg. Care este mecanismul care face ca specimenele întărite prin inducție să aibă o rezistență mai mare la uzură? Merită studiat.

2. Puterea

În general, se crede că rezistența este legată de duritate, iar aceeași duritate poate obține aceeași rezistență. Pentru anumite piese, ce alți parametri sunt legați de acesta? Am testat probele standard de tracțiune în formă de gantere, realizate din cementare și călire 20CrMnTiH3 și oțel 45, 40CrH, 40MnBH călire prin inducție. Diametrul efectiv al părții eșantionului a fost de 20 mm, iar rezistențele la tracțiune măsurate au fost 819MPa, 1184MPa, 1364MPa, La 1369MPa, rezistența mai multor mostre de oțel cu carbon mediu după călirea prin inducție este semnificativ mai mare decât cea a pieselor carburate.

Rezultatele celor două procese sunt comparate. Suprafața probei carburate și stinse este martensită cu conținut ridicat de carbon, stratul carburat este de 1.25 mm, duritatea este de 62-63HRC, iar miezul este martensită cu conținut scăzut de carbon, iar duritatea este de 32HRC. Suprafața probei întărite prin inducție este martensită cu carbon mediu, adâncimea stratului întărit este de 3.6 mm, duritatea este de 62HRC, iar miezul este sorbit temperat, duritatea este de 26HRC. Se poate constata că există o mare diferență în adâncimea stratului întărit la suprafață obținut prin cele două metode de tratament, iar călirea prin inducție poate obține un strat întărit mai adânc, obținând astfel o rezistență mai mare a părții. Prin urmare, atunci când discutăm despre ce proces de consolidare este mai bun, trebuie nu doar să îl analizăm dintr-o perspectivă micro, ci și să îl luăm în considerare și dintr-o perspectivă macro.

3. Rezistența la oboseală

După cementare și întărire prin inducție, suprafața pieselor este întărită eficient și se formează o tensiune reziduală de compresiune mai mare și ambele au o rezistență mai mare la oboseală.

S-au selectat pentru cercetare piesele angrenajului cu un modul de 2.5, care au fost carburate si stinse cu 20CrMnTiH3 cu o adancime de carburare de 1.2mm; Oțelul 45 și 42CrMo au fost căliți prin inducție cu o adâncime de stingere a rădăcinii dintelui de 2.0 mm. Duritatea este de 61~63HRC, iar dinții sunt măcinați după tratamentul termic. Testarea mașinii de testare a oboselii în conformitate cu metoda de încărcare prezentată în Figura 1. Sarcinile de presiune maximă la oboseală mediană la îndoire ale celor trei materiale diferite și dinții angrenajului tratați termic sunt de 18.50 kN, 20.30 kN și, respectiv, 28.88 kN. Rezistența la oboseală a angrenajelor întărite prin inducție 42CrMo este cu 56% mai mare decât cea a cementării și călirii 20CrMnTiH3, ceea ce are avantaje semnificative. Pentru a analiza mecanismul acestuia, este necesar să începem cu structura stratului întărit, nivelul de stres la compresiune la suprafață, structura inimii și duritatea.

4. Rezistența la oboseală de contact

Pentru piesele angrenajului, defecțiunea prin oboseală de contact a suprafeței dintelui este, de asemenea, principalul mod de defecțiune. Angrenajele ușoare au cerințe relativ scăzute pentru oboseala de contact și dacă întărirea prin inducție poate înlocui carburarea și întărirea pe angrenaje specifice pentru sarcini grele, acest indice este un conținut care trebuie evaluat. Cercetările noastre în acest domeniu nu sunt suficient de profunde.

5. Deformare la călire

Procesul de cementare are temperatură ridicată, timp îndelungat și deformare mare la călire. Procesul de șlefuire ulterior va subțire suprafața cu cea mai mare rezistență și cea mai mare tensiune de compresiune, rezultând o scădere a rezistenței piesei. Carburarea și călirea angrenajelor utilizează din ce în ce mai mult tehnologia de călire prin presare, scopul fiind reducerea deformației de călire. Deformarea întăririi prin inducție este relativ mică și, din cauza grosimii stratului stins, impactul șlefuirii asupra adâncimii de întărire este relativ mic.