Vad är de tekniska indikatorerna för uppkolnings- och kylningsdelar?

Karburering och härdning bildar ett martensitskikt med hög kolhalt på ytan av delen, som har hög hårdhet, hög karbidhalt och hög slitstyrka. Kärnan har en martensitstruktur med låg kolhalt, så yttrycksspänningen är stor. Den totala segheten är hög. Dessa egenskaper gör att uppkolning och härdning används i stor utsträckning i växlar och andra delar som kräver hög slitstyrka, hög utmattningshållfasthet och hög kontaktutmattningshållfasthet. Induktionshärdning har egenskaperna snabb uppvärmning och snabb kylning, vilket avsevärt ökar materialets kornstorlek. Samtidigt som den erhåller ultrahög hårdhet, erhåller den ett högre seghetsindex, vilket förbättrar delarnas prestanda.

1. Slitstyrka

Förkolade och kylda delar har hög slitstyrka på grund av den höga hårdheten och karbiderna på ytan. Induktionshärdning kan erhålla hög hårdhet vid låg kolhalt, och slitstyrkan är också relaterad till dess mikrostruktur.

20CrMnTiH3 uppkolningshärdning och 45 stålinduktionshärdning görs till standardslitprover, med en hårdhet på 62~62.5HRC, testade på M-200 slitagetestmaskin, och slitdelarna är T10-härda. Efter 1.6 miljoner gångers slitage förlorade det uppkolade provet 4.0 mg och det induktionssläckta provet förlorade 2.1 mg. Vad är mekanismen som gör att induktionshärdade prover har högre slitstyrka? Det är värt att studera.

2. Styrka

Man tror allmänt att styrka är relaterad till hårdhet, och samma hårdhet kan få samma styrka. För specifika delar, vilka andra parametrar är relaterade till den? Vi testade standard hantelformade dragprover gjorda av 20CrMnTiH3 uppkolning och härdning och 45 stål, 40CrH, 40MnBH induktionssläckning. Provets effektiva deldiameter var 20 mm, och de uppmätta draghållfastheterna var 819 MPa, 1184 MPa, 1364 MPa. Vid 1369 MPa är hållfastheten hos flera medelstora kolstålprover efter induktionshärdning betydligt högre än för uppkolade delar.

Resultaten av de två processerna jämförs. Ytan på det uppkolade och kylda provet är martensit med hög kolhalt, det uppkolade lagret är 1.25 mm, hårdheten är 62-63HRC och kärnan är martensit med låg kolhalt och hårdheten är 32HRC. Ytan på det induktionshärdade provet är medelkol-martensit, djupet på det härdade lagret är 3.6 mm, hårdheten är 62HRC, och kärnan är härdad sorbit, hårdheten är 26HRC. Det kan konstateras att det är stor skillnad i djupet på det ythärdade skiktet som erhålls med de två behandlingsmetoderna, och induktionshärdning kan erhålla ett djupare härdat skikt och därigenom erhålla större delhållfasthet. När vi diskuterar vilken förstärkningsprocess som är bättre måste vi därför inte bara analysera den ur ett mikroperspektiv, utan också betrakta den ur ett makroperspektiv.

3. Trötthetsstyrka

Efter uppkolning och induktionshärdning förstärks delarnas yta effektivt och en större kvarvarande tryckspänning bildas och båda har en högre utmattningshållfasthet.

Kugghjulsdelarna med en modul på 2.5 valdes ut för forskning, och de uppkolades och kyldes med 20CrMnTiH3 med ett uppkolningsdjup på 1.2 mm; 45 stål och 42CrMo induktionshärdades med ett tandrotssläckningsdjup på 2.0 mm. Hårdheten är 61~63HRC, och tänderna slipas efter värmebehandling. Testa på utmattningstestmaskinen i enlighet med belastningsmetoden som visas i figur 1. Böjmedelsutmattningens sluttryckbelastningar för de tre olika materialen och värmebehandlade kuggarna är 18.50 kN, 20.30 kN respektive 28.88 kN. Utmattningshållfastheten hos 42CrMo induktionshärdade växlar är 56 % högre än för 20CrMnTiH3 uppkolning och härdning, vilket har betydande fördelar. För att analysera dess mekanism är det nödvändigt att börja med det härdade skiktets struktur, yttrycksspänningsnivå, hjärtstruktur och hårdhet.

4. Kontaktutmattningsstyrka

För kugghjulsdelar är kontaktutmattningsbrottet på tandytan också det huvudsakliga felläget. Lätta växlar har relativt låga krav på kontaktutmattning och om induktionshärdning kan ersätta uppkolning och härdning på specifika kraftiga växlar är detta index ett innehåll som måste bedömas. Vår forskning på detta område är inte tillräckligt djup.

5. Släckningsdeformation

Karbureringsprocessen har hög temperatur, lång tid och stor härdningsdeformation. Den efterföljande slipprocessen kommer att tunna ut ytan med den högsta hållfastheten och den högsta tryckspänningen, vilket resulterar i en minskning av delens hållfasthet. Förkolning och härdning av växlar använder i allt större utsträckning presshärdningsteknik, syftet är att minska härdningsdeformationen. Deformationen av induktionshärdning är relativt liten, och på grund av tjockleken på det kylda skiktet är inverkan av slipning på härdningsdjupet relativt liten.