Induzzjoni Mwebbsa, Carburised jew Nitrided? Għażla tat-Trattament tas-Sħana għal Xtillieri tal-Irkaptu

Trattament tas-sħana u tħin ta 'preċiżjoni fil-produzzjoni

Keyword fil-mira:trattament bis-sħana ta ' l-ixtilliera ta ' l-irkaptu

Sekondarja:rack tal-irkaptu mwebbes bl-induzzjoni, gerijiet tal-fond tat-twebbis tal-każ, ebusija tar-rack HRC

Meta deskrizzjoni:Ċifri reali tal-ebusija u l-fond tal-kaxxa għal xtillieri mwebbsa, karburizzati u nitrurati bl-induzzjoni - flimkien ma' għaliex it-twebbis iħassar l-eżattezza u dak li tgħid ir-riċerka dwar l-aħjar fond tal-każ.

Hemm numru ta 'ebusija fuq it-tpinġija tar-rack tiegħek. Minn fejn ġie?

Fl-esperjenza tagħna, madwar nofs il-ħin kienet ikkupjata minn tpinġija preċedenti, u ħadd ma jiftakar għaliex. In-nofs l-ieħor kien qabad minħabba li ogħla tinstema aktar sigur. L-ebda waħda hija raġuni tajba, u t-tnejn jistgħu jiswik jew flus jew rack fallut.

It-trattament tas-sħana fuq ixtilliera tal-gerijiet huwa sett ta' kompromess-bejn l-ebusija tal-wiċċ, l-ebusija tal-qalba, il-fond tal-kaxxa, id-distorsjoni u l-prezz. Niżżel il-bilanċ ħażin u jew tilbes il-ġnub jew tkisser is-snien. Hawn x'tappoġġja d-dejta ppubblikata fil-fatt.

Induzzjoni twebbis --workhorse

It-twebbis tal-induzzjoni jgħaddi kurrent ta'-frekwenza għolja minn ġo coil madwar iż-żona tas-snien, li jsaħħan biss is-saff tal-wiċċ, imbagħad itaffih. Il-qalba qatt ma tilħaq it-temperatura ta 'awstenitising, għalhekk tibqa' iebsa.

Figura 1. Firxiet ta 'ebusija tal-wiċċ u fond tal-każ bil-metodu ta' trattament.

Ebusija li tista' tinkiseb, minn sorsi ppubblikati:

Żewġ restrizzjonijiet iebsin jirregolaw jekk materjal jistax ikun imwebbes bl-induzzjoni. Il-proċess jeħtieġ azzar bilkontenut ta' karbonju ta' 0.30% jew aktar- hawn taħt li sempliċement m'hemmx biżżejjed karbonju biex tifforma martensite. Fit-tarf ta 'fuq, il-karbonju għandu jibqa' taħt madwar 0.55%, b'kubrit u fosfru baxx, biex inaqqas iċ-ċans li jkessaħ il-qsim.

Dik it-tieqa, 0.30% sa 0.55% tal-karbonju, hija preċiżament għaliex S45C u 42CrMo4 (SCM440) jiddominaw il-produzzjoni tar-rack. Mhijiex tradizzjoni; hija metallurġija.

Limitazzjoni waħda hija importanti aktar milli jistennew in-nies: anke meta l-ġenb u l-ponta tas-snien jibbies sew, l-għerq tas-snien ħafna drabi ma jagħmilx dan.

L-għerq tas-snien huwa fejn jibdew ix-xquq tal-għeja tal-liwi. Jekk il-mod ta 'falliment tiegħek huwa għeja tal-għeruq aktar milli xedd tal-ġenb, it-twebbis tal-induzzjoni jista' ma jsolvix il-problema li għandek. L-istudju FZG jikkonferma l-ġeometrija ta 'dan direttament - għall-induzzjoni-irkaptu mwebbsa kollha ttestjati, "il-kontorn tat-twebbis huwa l-eħxen fil-ġnub tas-snien u l-aktar baxx fiż-żona tat-tanġent ta' 30 grad mal-flett tal-għeruq tas-snien."

Il-penali tal-eżattezza ħadd ma jsemmi fil-kwotazzjoni

It-twebbis jgħawweġ il-parti. Fuq rack twil irqaq, dik id-distorsjoni tmur dritt fi żball taż-żift.

Meta tintuża t-twebbis tal-induzzjoni, l-eżattezza tal-irkaptu titnaqqas bit-tensjoni wara t-tisħin. It-tħin tas-snien wara huwa meħtieġ jekk tkun trid preċiżjoni għolja.

Id-daqs tal-effett huwa viżibbli f'kif l-ixkafef jiġu kklassifikati skond il-proċess:

L-istess rack li jkejjel DIN 10 (< 0.200 mm/m) straight out of induction hardening reaches DIN 5–7 (< 0.026 to 0.052 mm/m) once the teeth are ground.

Dan huwa fattur ta 'erba' sa tmienja fl-eżattezza, irkuprat minn operazzjoni ta 'irfinar. Il-mod kif isir: "Materjal żejjed jitħalla waqt it-tħin tas-snien sabiex ikunu jistgħu jiġu mitħunin wara li jwebbsu."

Allura l-ispeċifikazzjoni reali mhix "induzzjoni mwebbsa." Huwa "induzzjoni mwebbsau mitħun wara t-twebbis." Jekk it-tpinġija tiegħek tgħid l-ewwel u l-applikazzjoni tiegħek teħtieġ l-aħħar, inti tkun diżappuntat minn rack li huwa teknikament konformi.

Konsegwenza prattika waħda ta' min tkun taf qabel ma tippjana l-magni: operazzjonijiet sekondarji huma normalment possibbli fuq xtillieri fi kwalunkwe kundizzjoni ħlief snien mwebbsa bl-induzzjoni-. Drill it-toqob tal-immuntar tiegħek qabel ma tibbies, mhux wara.

Karburising - meta jkollok bżonn kaxxa iebsa u qalba iebsa

Il-karburizzar ixerred il-karbonju fil-wiċċ ta' azzar b'-karbonju baxx, imbagħad jitfi. Tispiċċa b'kaxxa iebsa tal--karbonju għoli fuq qalba iebsa tal--karbonju baxx.

Prattika standard ta' karburizzazzjoni għall-produzzjoni ta' tagħmir u rack.

Għal 16MnCr5 (EN 10084, 1.7131), wieħed mill-gradi ta' twebbis standard Ewropej tal-każ-, ċifri ppubblikati wara karburizzazzjoni u tkessiħ xierqa (Otai Azzar):

Ebusija tal-wiċċ:58–62 HRC

Fond effettiv tal-każ:0.6–1.2 mm tipiku

Ebusija tal-qalba:28–35 HRC

Qawwa tat-tensjoni tal-qalba (kondizzjoni mwebbsa): 850–1000 MPa, rendiment ~ 550 MPa

Iċ-ċifra tal-ebusija tal-qalba hija l-punt tal-eżerċizzju kollu. F'28–35 HRC il-qalba għadha tassorbi x-xokk u tirreżisti l-propagazzjoni tal-qsim, filwaqt li l-każ 58–62 HRC jirreżisti l-ħofor u l-użu. A through-rack imwebbes f'55 HRC m'għandha l-ebda riżerva bħal din - hija iebsa tul it-triq kollha u b'mod korrispondenti fraġli.

Il-karburising jiswa aktar, jieħu aktar żmien, u jgħawweġ aktar mit-twebbis tal-induzzjoni. Speċifikah meta l-istress tal-kuntatt ikun ġenwinament għoli u t-tagħbija tax-xokk tkun preżenti.

Kemm għandu jkun profond il-każ? Ir-riċerka għandha numru

Dan huwa fejn il-biċċa l-kbira tal-ispeċifikazzjonijiet huma suppożizzjonijiet, għalhekk ta 'min jikkwota r-riċerka attwali.

Figura 2. Is-saħħa tal-liwi ta 'l-għeruq taqa' meta l-fond tal-każ jaqbeż 0.25 x modulu (dejta ta 'riċerka FZG / TU Munchen).

Studju minn FZG f'TU München (FVA 660 II, ippubblikat permezz ta' AGMA 22FTM14) ttestja gerijiet 42CrMo4 f'moduli normali ta' 14 mm u 20 mm b'distakk-bi{-ebusija tal-induzzjoni tal-vojt, kejl tas-saħħa tal-liwi tal-għerq tas-snien kontra s-saħħa tal-liwi tal-għerq tas-snien kontra l-ebusija tas-superfiċje limitu HV1).

Sejbiet, ikkwotati direttament:

"jidher li hemm SHD400 ottimali fil-medda ta '0.15 sa 0.25 × m_n."

"Is-saħħa tal-liwi tal-għerq tas-snien tal-varjant b'SHD ta '0.35 × m_n tilħaq biss 80 fil-mija tal-qawwa tal-liwi tal-għerq tas-snien tal-varjanti b'SHD aktar baxx."

Aktar fil-fond huwa agħar. Każ f'0.35 × modulu jitlef minn ħamsa tas-saħħa tal-liwi tal-għeruq tiegħu meta mqabbel ma '0.15–0.25 × modulu.

Il-mekkaniżmu huwa stress residwu. Każ imwebbes baxx iħalli l-wiċċ f'kompressjoni, li jrażżan il-bidu tal-qsim. Imbotta l-każ fil-fond wisq u s-saff kompressiv jiddgħajjef u ż-żona ta 'tranżizzjoni timxi f'reġjun ta' stress għoli ta 'liwi.

Prattikament, għal rack tal-modulu 4, dik il-medda hija 0.6 sa 1.0 mm. Għall-modulu 8, 1.2 sa 2.0 mm. Il-kundizzjonijiet rakkomandati tal-istudju, għal daqsijiet tal-irkaptu m_n=14 sa 20 mm: SHD400 f'0.15–0.25 × m_n, bejn wieħed u ieħor ugwali fuq il-ġnub tax-xellug u tal-lemin, ebusija tal-wiċċ 650–750 HV, l-ebda xquq li jwebbsu.

Ċifra relatata mill-istess studju ta' min tkun taf jekk għandekx applikazzjoni ta' għeja-kritika: il-varjant sparat-blasted laħaq numru nominali tal-istress tal-liwi ta' kważi 600 N/mm², madwar 30 fil-mija ogħla mir-referenza mhux bla blast, u ogħla mill-paragun imwebbes fil-każ-. Shot peening jinduċi stress residwu kompressiv u jaħdem.

Ftit kontra dan, ISO 6336-5 r-rati tal-wiċċ-rkaptu mwebbsa madwar 20 fil-mija taħt il-każ-gerijiet imwebbes għal stress massimu permissibbli. Il-karburising għadu jirbaħ fuq il-kapaċità mhux maħduma - it-twebbis tal-induzzjoni flimkien mal-shot peening biss jagħlaq id-distakk bi prezz aktar baxx.

Nitriding - iebes, irqiq, u bilkemm distort

In-nitriding ixerred in-nitroġenu fil-wiċċ f'temperatura baxxa, tipikament520 grad (Bodycote). L-ebda quench, l-ebda trasformazzjoni tal-fażi, distorsjoni minima.

Is-saff għandu żewġ żoni: saff kompost "abjad" li jagħti "reżistenza għolja għal xedd, brix, tiġrir u qbid," u saff ta 'diffużjoni taħt li jipprovdi "saħħa mtejba tal-għeja" u jappoġġa s-saff kompost.

Żewġ restrizzjonijiet jiddeċiedu jekk in-nitriding huwiex disponibbli għalik:

Materjal.Huwa "l-aktar effettiv meta jiġi applikat għall-firxa ta' azzar li fihom elementi li jiffurmaw nitrur-bħal kromju, molibdenu, vanadju u aluminju." Il-materjali kollha tal-ħadid jistgħu jiġu nitrurati bil-gass sa 5% kromju; hawn fuq, nitriding tal-plażma. B'mod kritiku, għall-azzar tal-karbonju sempliċi: "Minħabba n-nuqqas ta 'elementi ta' liga tiegħu, l-azzar AISI 1045 ma jirrispondix għall-proċess ta 'nitriding" (AZoM). Jekk ir-rack tiegħek huwa C45, in-nitriding mhix għażla.

Fond tal-każ.Każijiet nitrurati huma rqaq. Għal 38CrMoAl, grad speċifiku ta' nitriding-, iċ-ċifri ppubblikati huma 900–1100 HV (~65–70 HRC) b'każ ta' biss0.3–0.6 mm.

Dak il-każ irqiq huwa l-limitazzjoni. Taħt stress qawwi ta' kuntatt Hertzian, saff iebes irqiq fuq sottostrat aktar artab jista' jsofri każ ta' tgħaffiġ - is-saff jiġġarraf fil-qalba taħtu. In-nitriding suits xtillieri fejn l-ilbies u l-griż jiddominaw u l-istress tal-kuntatt huwa moderat, u fejn id-distorsjoni trid tkun minima minħabba li r-rack huwa diġà finit-art.

Il-materjal għandu jkun imwebbes u ttemprat qabel in-nitriding għal riżultati ottimali.

Għażla

FAQ

60 HRC huwa aħjar minn 50 HRC fuq rack?

Mhux awtomatikament. Ebusija ogħla tfisser reżistenza aħjar għall-ilbies u toughness agħar. Xtilliera ta' 60 HRC f'applikazzjoni ta' xokk-tgħabba s-snien taċ-ċippa li xtilliera ta' 50 HRC tibqa' ħaj. Qabbel l-ebusija mal-modalità tal-falliment li qed tiddisinja kontriha.

Nista' l-induzzjoni nibbies rack C45 wara li mmaxinja t-toqob tal-immuntar?

Tista ', imma d-distorsjoni taffettwa l-pożizzjoni tat-toqba u l-flatness kif ukoll iż-żift tas-snien. Prattika standard hija li jiġu evitati operazzjonijiet sekondarji fuq xtillieri mwebbsa-induzzjoni. Magna l-ewwel, ibbies it-tieni.

Għaliex l-ixtilliera mwebbsa tiegħi għandha konsistenza agħar ta 'backlash minn dik ratba li ssostitwixxa?

Kważi ċertament distorsjoni tat-twebbis, jekk is-snien ma kinux mitħunin wara. L-iżball tal-pitch ippubblikat għall-ixkafef tal-induzzjoni-imwebbsa mhux-art huwa madwar ±0.200 mm/m kontra ±0.150 mm/m għal rack artab - ir-rack imwebbes huwa ġenwinament inqas preċiż.

X'ebusija għandha tkun il-pinion relattiva mar-rack?

Indaqs jew aktar diffiċli. Minħabba li l-pinion jara l-aktar ċikli, l-ebusija u l-klassi ta 'kwalità tiegħu għandhom dejjem ikunu ugwali jew jaqbżu dawk tar-rack. Il-pinion jagħmel ħafna dawriet għal kull metru ta 'vjaġġar tar-rack, għalhekk jakkumula ċikli ta' kuntatt ferm aktar malajr.

Il-fond tal-każ aktar profond dejjem ifisser ħajja itwal?

Le, u d-dejta FZG hija espliċita: f'0.35 × modulu s-saħħa tal-liwi tal-għeruq tinżel għal 80% tal-valur f'0.15–0.25 × modulu. Li tispeċifika aktar-il-fond tal-każ tiswa l-flus u tnaqqas is-saħħa.

Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology topera tagħmir għat-twebbis tas-snien u għat-tħin fid--house u provvisti xtillieri fil-gradi S45C, 42CrMo4 u ta 'case-. Għidilna t-tagħbija, il-karatteristiċi tax-xokk u l-mira tal-eżattezza, u aħna nirrakkomandaw it-trattament aktar milli sempliċement nikkwotaw l-ebusija li tlabt.

Xtillieri mwebbsa bl-induzzjoni, moduli M5 sa M8