Các chỉ số kỹ thuật cho các bộ phận làm nguội và làm nguội?

Quá trình khử cacbua và tôi tạo thành một lớp mactenxit có hàm lượng cacbon cao trên bề mặt của chi tiết, lớp này có độ cứng cao, hàm lượng cacbua cao và khả năng chống mài mòn cao. Phần lõi là cấu trúc mactenxit cacbon thấp nên ứng suất nén bề mặt lớn. Độ bền tổng thể cao. Những đặc điểm này làm cho quá trình thấm cacbon và tôi được sử dụng rộng rãi trong các bánh răng và các bộ phận khác đòi hỏi độ bền mài mòn cao, độ bền mỏi cao và độ bền mỏi tiếp xúc cao. Làm cứng cảm ứng có đặc điểm là nóng nhanh và làm nguội nhanh, làm tăng đáng kể kích thước hạt của vật liệu. Trong khi đạt được độ cứng cực cao, nó đạt được chỉ số độ dẻo dai cao hơn, do đó cải thiện hiệu suất của các bộ phận.

1. Chống mài mòn

Các bộ phận được khử cacbua và tôi có khả năng chống mài mòn cao do độ cứng cao và các cacbua trên bề mặt. Làm cứng cảm ứng có thể đạt được độ cứng cao trong điều kiện hàm lượng cacbon thấp, và khả năng chống mài mòn cũng liên quan đến cấu trúc vi mô của nó.

Dập tắt thấm cacbon 20CrMnTiH3 và dập tắt cảm ứng thép 45 được chế tạo thành các mẫu thử mài mòn tiêu chuẩn, với độ cứng 62 ～ 62.5HRC, được thử nghiệm trên máy thử độ mòn M-200 và các bộ phận mài mòn được dập tắt T10. Sau 1.6 triệu lần mài mòn, mẫu được thấm cacbon mất 4.0 mg và mẫu được dập tắt cảm ứng mất 2.1 mg. Cơ chế nào làm cho mẫu vật cứng cảm ứng có độ bền mài mòn cao hơn? Rất đáng để học tập.

2. Sức mạnh

Người ta thường tin rằng sức mạnh liên quan đến độ cứng, và độ cứng giống nhau có thể có được độ bền như nhau. Đối với các bộ phận cụ thể, những thông số nào khác có liên quan đến nó? Chúng tôi đã thử nghiệm các mẫu thử độ bền kéo hình quả tạ tiêu chuẩn được làm bằng cách làm nguội và làm nguội bằng cacbon 20CrMnTiH3 và thép 45, 40CrH, 40MnBH. Đường kính bộ phận hiệu dụng của mẫu là 20mm và cường độ kéo đo được là 819MPa, 1184MPa, 1364MPa, Ở 1369MPa, độ bền của một số mẫu thép cacbon trung bình sau khi tôi nguội cảm ứng cao hơn đáng kể so với độ bền của các bộ phận được làm bằng cacbon.

Kết quả của hai quá trình được so sánh. Bề mặt của mẫu được thấm cacbon và tôi là mactenxit cacbon cao, lớp cacbon được làm ướt là 1.25mm, độ cứng là 62-63HRC, và lõi là mactenxit cacbon thấp và độ cứng là 32HRC. Bề mặt của mẫu cứng cảm ứng là mactenxit cacbon trung bình, chiều sâu của lớp tôi cứng là 3.6mm, độ cứng là 62HRC, và lõi là sorbite đã được tôi luyện, độ cứng là 26HRC. Có thể thấy rằng có sự khác biệt lớn về độ sâu của lớp cứng bề mặt thu được bằng hai phương pháp xử lý, và làm cứng cảm ứng có thể thu được lớp cứng sâu hơn, do đó có được cường độ phần lớn hơn. Vì vậy, khi thảo luận về quá trình tăng cường nào tốt hơn, chúng ta không chỉ phải phân tích ở góc độ vi mô, mà còn phải xem xét ở góc độ vĩ mô.

3. Sức bền mệt mỏi

Sau khi thấm cacbon và làm cứng cảm ứng, bề mặt của các bộ phận được tăng cường hiệu quả, và ứng suất nén dư lớn hơn được hình thành, và cả hai đều có độ bền mỏi cao hơn.

Các bộ phận bánh răng có mô đun 2.5 đã được lựa chọn để nghiên cứu, chúng được chế hòa khí và làm nguội bằng 20CrMnTiH3 với độ sâu thấm cacbon là 1.2mm; Thép 45 và 42CrMo được làm cứng cảm ứng với độ sâu dập tắt chân răng là 2.0mm. Độ cứng là 61 ～ 63HRC, và răng được mài sau khi xử lý nhiệt. Thử nghiệm trên máy thử mỏi theo phương pháp gia tải được chỉ ra trong Hình 1. Tải trọng áp suất cuối cùng trung bình do mỏi khi uốn của ba vật liệu khác nhau và bánh răng được nhiệt luyện lần lượt là 18.50kN, 20.30kN và 28.88kN. Độ bền mỏi của bánh răng cứng cảm ứng 42CrMo cao hơn 56% so với quá trình làm nguội và làm nguội cacbon 20CrMnTiH3, điều này có những ưu điểm đáng kể. Để phân tích cơ chế của nó, cần bắt đầu từ cấu trúc lớp đông cứng, mức ứng suất nén bề mặt, cấu trúc tim và độ cứng.

4. Liên hệ sức bền mỏi

Đối với các chi tiết bánh răng, dạng hỏng do mỏi tiếp xúc của bề mặt răng cũng là dạng hỏng chính. Bánh răng hạng nhẹ có yêu cầu tương đối thấp về độ mỏi khi tiếp xúc và liệu quá trình cứng cảm ứng có thể thay thế quá trình thấm cacbon và cứng trên bánh răng hạng nặng cụ thể hay không, chỉ số này là một nội dung phải được đánh giá. Nghiên cứu của chúng tôi trong lĩnh vực này chưa đủ sâu.

5. Dập tắt biến dạng

Quá trình thấm cacbon có nhiệt độ cao, thời gian dài và biến dạng dập tắt lớn. Quá trình mài sau đó sẽ làm mỏng bề mặt có cường độ cao nhất và ứng suất nén cao nhất, dẫn đến giảm cường độ của chi tiết. Carburizing và làm nguội bánh răng ngày càng sử dụng công nghệ dập nguội bằng máy ép, mục đích là để giảm biến dạng dập nguội. Biến dạng của quá trình tôi cứng cảm ứng là tương đối nhỏ, và do độ dày của lớp tôi nguội, tác động của quá trình mài đến độ sâu tôi cứng là tương đối nhỏ.