Para saan ang mga teknikal na tagapagpahiwatig carburizing at pagsusubo ng mga bahagi?

Ang carburizing at quenching ay bumubuo ng martensite layer na may mataas na carbon content sa ibabaw ng bahagi, na may mataas na tigas, mataas na carbide content at mataas na wear resistance. Ang core ay low-carbon martensite na istraktura, kaya ang surface compressive stress ay malaki. Ang pangkalahatang katigasan ay mataas. Dahil sa mga katangiang ito, ang carburizing at quenching ay malawakang ginagamit sa mga gear at iba pang bahagi na nangangailangan ng mataas na wear resistance, mataas na fatigue strength, at mataas na contact fatigue strength. Ang induction hardening ay may mga katangian ng mabilis na pag-init at mabilis na paglamig, na makabuluhang pinatataas ang laki ng butil ng materyal. Habang nakakakuha ng napakataas na tigas, nakakakuha ito ng mas mataas na index ng katigasan, sa gayon ay nagpapabuti sa pagganap ng mga bahagi.

1. Paglaban sa abrasion

Ang mga carburized at quenched parts ay may mataas na wear resistance dahil sa mataas na tigas at carbide sa ibabaw. Ang induction hardening ay maaaring makakuha ng mataas na tigas sa ilalim ng mababang nilalaman ng carbon, at ang wear resistance ay nauugnay din sa microstructure nito.

Ang 20CrMnTiH3 carburizing quenching at 45 steel induction quenching ay ginagawang standard wear specimens, na may tigas na 62～62.5HRC, nasubok sa M-200 wear testing machine, at ang mga bahagi ng wear ay T10 quenched. Pagkatapos ng 1.6 milyong beses ng pagsusuot, nawala ang carburized sample ng 4.0 mg at nawala ang induction quenched sample ng 2.1 mg. Ano ang mekanismo na gumagawa ng induction hardened specimens na may mas mataas na wear resistance? Ito ay nagkakahalaga ng pag-aaral.

2. Lakas

Karaniwang pinaniniwalaan na ang lakas ay may kaugnayan sa katigasan, at ang parehong katigasan ay maaaring makakuha ng parehong lakas. Para sa mga partikular na bahagi, ano ang iba pang mga parameter na nauugnay dito? Sinubukan namin ang karaniwang mga tensile specimen na hugis dumbbell na gawa sa 20CrMnTiH3 carburizing at quenching at 45 steel, 40CrH, 40MnBH induction quenching. Ang epektibong diameter ng bahagi ng ispesimen ay 20mm, at ang nasusukat na lakas ng tensile ay 819MPa, 1184MPa, 1364MPa, Sa 1369MPa, ang lakas ng ilang medium carbon steel sample pagkatapos ng induction quenching ay makabuluhang mas mataas kaysa sa mga carburized na bahagi.

Ang mga resulta ng dalawang proseso ay inihambing. Ang ibabaw ng carburized at quenched sample ay high-carbon martensite, ang carburized layer ay 1.25mm, ang tigas ay 62-63HRC, at ang core ay low-carbon martensite, at ang tigas ay 32HRC. Ang ibabaw ng induction hardened sample ay medium-carbon martensite, ang lalim ng hardened layer ay 3.6mm, ang tigas ay 62HRC, at ang core ay tempered sorbite, ang tigas ay 26HRC. Matatagpuan na may malaking pagkakaiba sa lalim ng surface hardened layer na nakuha ng dalawang paraan ng paggamot, at ang induction hardening ay maaaring makakuha ng mas malalim na hardened layer, at sa gayon ay nakakakuha ng mas malaking bahagi ng lakas. Samakatuwid, kapag tinatalakay kung aling proseso ng pagpapalakas ang mas mahusay, hindi lamang natin ito dapat pag-aralan mula sa isang micro perspective, ngunit isaalang-alang din ito mula sa isang macro perspective.

3. lakas ng pagkapagod

Pagkatapos ng carburizing at induction hardening, ang ibabaw ng mga bahagi ay epektibong pinalakas, at isang mas malaking natitirang compressive stress ay nabuo, at pareho ay may mas mataas na lakas ng pagkapagod.

Ang mga bahagi ng gear na may isang modulus na 2.5 ay pinili para sa pananaliksik, at sila ay carburized at quenched na may 20CrMnTiH3 na may isang carburizing depth ng 1.2mm; Ang 45 na bakal at 42CrMo ay pinatigas ng induction na may lalim na pagsusubo ng ugat ng ngipin na 2.0mm. Ang tigas ay 61～63HRC, at ang mga ngipin ay giniling pagkatapos ng heat treatment. Pagsubok sa fatigue testing machine alinsunod sa paraan ng paglo-load na ipinapakita sa Figure 1. Ang baluktot na median fatigue ultimate pressure load ng tatlong magkakaibang materyales at heat-treated na gear na ngipin ay 18.50kN, 20.30kN at 28.88kN, ayon sa pagkakabanggit. Ang lakas ng pagkapagod ng 42CrMo induction hardened gears ay 56% na mas mataas kaysa sa 20CrMnTiH3 carburizing at quenching, na may malaking pakinabang. Upang pag-aralan ang mekanismo nito, kinakailangan na magsimula sa hardened layer structure, surface compressive stress level, heart structure at tigas.

4. Makipag-ugnay sa lakas ng pagkapagod

Para sa mga bahagi ng gear, ang contact fatigue failure ng ibabaw ng ngipin ay isa ring pangunahing failure mode. Ang mga light-duty na gear ay medyo mababa ang mga kinakailangan para sa pagkapagod sa pakikipag-ugnay, at kung ang induction hardening ay maaaring palitan ang carburizing at hardening sa mga partikular na heavy-duty na gear, ang index na ito ay isang nilalaman na dapat masuri. Ang aming pananaliksik sa lugar na ito ay hindi sapat na malalim.

5. Pagsusubo ng pagpapapangit

Ang proseso ng carburizing ay may mataas na temperatura, mahabang panahon at malaking pagpapapangit ng pagsusubo. Ang kasunod na proseso ng paggiling ay magpapanipis sa ibabaw na may pinakamataas na lakas at pinakamataas na compressive stress, na nagreresulta sa pagbaba sa lakas ng bahagi. Ang pag-carburize at pagsusubo ng mga gear ay lalong gumagamit ng teknolohiya ng press quenching, ang layunin ay upang mabawasan ang pagpapapangit ng pagsusubo. Ang pagpapapangit ng induction hardening ay medyo maliit, at dahil sa kapal ng quenched layer, ang epekto ng paggiling sa hardening depth ay medyo maliit.