Për çfarë shërbejnë treguesit teknikë pjesë karburizuese dhe shuarëse?

Karburizimi dhe shuarja formon një shtresë martensit me përmbajtje të lartë karboni në sipërfaqen e pjesës, e cila ka fortësi të lartë, përmbajtje të lartë karbide dhe rezistencë të lartë ndaj konsumit. Bërthama është një strukturë martenzit me karbon të ulët, kështu që stresi në shtypje i sipërfaqes është i madh. Rezistenca e përgjithshme është e lartë. Këto karakteristika e bëjnë karburizimin dhe shuarjen e përdorur gjerësisht në ingranazhe dhe pjesë të tjera që kërkojnë rezistencë të lartë ndaj konsumit, forcë të lartë lodhjeje dhe forcë të lartë të lodhjes nga kontakti. Forcimi me induksion ka karakteristikat e ngrohjes së shpejtë dhe ftohjes së shpejtë, gjë që rrit ndjeshëm madhësinë e kokrrizave të materialit. Ndërsa merr fortësi ultra të lartë, ai merr një indeks më të lartë të qëndrueshmërisë, duke përmirësuar kështu performancën e pjesëve.

1. Rezistenca ndaj konsumimit

Pjesët e karburuara dhe të shuara kanë rezistencë të lartë ndaj konsumit për shkak të fortësisë së lartë dhe karbiteve në sipërfaqe. Forcimi me induksion mund të marrë fortësi të lartë nën përmbajtje të ulët karboni, dhe rezistenca ndaj konsumit lidhet gjithashtu me mikrostrukturën e tij.

Shuarja karburizuese 20CrMnTiH3 dhe shuarja me induksion çeliku 45 janë bërë në ekzemplarë standarde të veshjes, me fortësi prej 62 ~ 62.5 HRC, të testuara në makinën e testimit të konsumit M-200 dhe pjesët e konsumimit janë shuhet T10. Pas 1.6 milion herë konsumim, kampioni i karburizuar humbi 4.0 mg dhe kampioni i shuar me induksion humbi 2.1 mg. Cili është mekanizmi që bën që ekzemplarët e ngurtësuar me induksion të kenë rezistencë më të lartë ndaj konsumit? Ia vlen të studiohet.

2. Forca

Në përgjithësi besohet se forca lidhet me ngurtësinë dhe e njëjta fortësi mund të marrë të njëjtën forcë. Për pjesë të veçanta, cilat parametra të tjerë lidhen me të? Ne testuam ekzemplarët elastik standard të formës së shtangës të bërë nga karburizimi dhe shuarja 20CrMnTiH3 dhe shuarja me induksion 45 çeliku, 40CrH, 40MnBH. Diametri efektiv i pjesës së kampionit ishte 20 mm, dhe forca e matur në tërheqje ishte 819MPa, 1184MPa, 1364MPa, në 1369MPa, forca e disa mostrave të çelikut me karbon mesatar pas shuarjes me induksion është dukshëm më e lartë se ajo e pjesëve të karburizuara.

Rezultatet e dy proceseve krahasohen. Sipërfaqja e kampionit të karburizuar dhe të shuar është martenzit me karbon të lartë, shtresa e karburizuar është 1.25 mm, fortësia është 62-63 HRC, dhe thelbi është martensit me karbon të ulët dhe fortësia është 32HRC. Sipërfaqja e kampionit të ngurtësuar me induksion është martenzit me karbon mesatar, thellësia e shtresës së ngurtësuar është 3.6 mm, fortësia është 62HRC, dhe thelbi është sorbit i kalitur, fortësia është 26HRC. Mund të konstatohet se ka një ndryshim të madh në thellësinë e shtresës së ngurtësuar sipërfaqësore të përftuar nga dy metodat e trajtimit, dhe forcimi me induksion mund të marrë një shtresë më të thellë të ngurtësuar, duke përftuar kështu forcën e pjesës më të madhe. Prandaj, kur diskutojmë se cili proces forcimi është më i mirë, duhet jo vetëm ta analizojmë atë nga një perspektivë mikro, por edhe ta konsiderojmë atë nga një perspektivë makro.

3. Forca e lodhjes

Pas karburizimit dhe ngurtësimit me induksion, sipërfaqja e pjesëve forcohet në mënyrë efektive dhe formohet një stres i mbetur shtypës më i madh dhe të dyja kanë një forcë më të lartë lodhjeje.

Pjesët e marsheve me modul 2.5 u zgjodhën për kërkime dhe u karburizuan dhe u shuan me 20CrMnTiH3 me thellësi karburimi 1.2mm; 45 çeliku dhe 42CrMo u ngurtësuan me induksion me një thellësi shuarjeje të rrënjës së dhëmbit prej 2.0 mm. Fortësia është 61 ~ 63 HRC, dhe dhëmbët bluhen pas trajtimit termik. Provoni në makinën e testimit të lodhjes në përputhje me metodën e ngarkimit të paraqitur në Figurën 1. Ngarkesat e presionit përfundimtar të lodhjes mesatare të përkuljes të tre materialeve të ndryshme dhe dhëmbëve të ingranazheve të trajtuara me nxehtësi janë përkatësisht 18.50 kN, 20.30 kN dhe 28.88 kN. Forca e lodhjes së ingranazheve të ngurtësuara me induksion 42CrMo është 56% më e lartë se ajo e karburizimit dhe shuarjes 20CrMnTiH3, gjë që ka avantazhe të rëndësishme. Për të analizuar mekanizmin e tij, është e nevojshme të fillohet me strukturën e shtresës së ngurtësuar, nivelin e stresit të shtypjes sipërfaqësore, strukturën e zemrës dhe ngurtësinë.

4. Kontaktoni forcën e lodhjes

Për pjesët e ingranazheve, dështimi i lodhjes së kontaktit të sipërfaqes së dhëmbit është gjithashtu mënyra kryesore e dështimit. Ingranazhet me përdorim të lehtë kanë kërkesa relativisht të ulëta për lodhjen e kontaktit dhe nëse forcimi me induksion mund të zëvendësojë karburizimin dhe ngurtësimin në ingranazhet specifike të punës së rëndë, ky indeks është një përmbajtje që duhet vlerësuar. Hulumtimi ynë në këtë fushë nuk është mjaft i thellë.

5. Shuarja e deformimit

Procesi i karburizimit ka temperaturë të lartë, kohë të gjatë dhe deformim të madh shuarjeje. Procesi i mëpasshëm i bluarjes do të hollojë sipërfaqen me forcën më të lartë dhe stresin më të lartë në shtypje, duke rezultuar në një ulje të forcës së pjesës. Karburizimi dhe shuarja e ingranazheve po përdor gjithnjë e më shumë teknologjinë e shuarjes me shtypje, qëllimi është të zvogëlojë deformimin e shuarjes. Deformimi i ngurtësimit me induksion është relativisht i vogël, dhe për shkak të trashësisë së shtresës së shuar, ndikimi i bluarjes në thellësinë e ngurtësimit është relativisht i vogël.