Nota Kajian — Laluan Rawatan Haba Gear
Proses rawatan haba untuk gear — pengkarbonan, pengerasan, pembajaan dan nitridan. Parameter utama, bahan yang sesuai dan hasil kekerasan untuk setiap proses.
Tarikh: 2026-07-09
Topik: Rawatan Haba (Proses Teras Gear)
Rawatan haba ialah langkah penentu dalam pembuatan gear yang menyesuaikan sifat permukaan dan teras bahan mengikut aplikasi. Artikel ini mengkaji tiga laluan biasa—nitridan, pengkarbonan & pengerasan, dan pengerasan induksi—dengan memperincikan parameter, bahan yang sesuai, dan pertimbangan praktikal.
Perbandingan Parameter
| Pengerasan Induksi | Parameter | Pengkarbonan & Pengerasan | Nitridan |
|---|---|---|---|
| 800–950°C | Suhu | 900–950°C | 500–550°C |
| Saat | Masa | 4–10j | 24–80j |
| 1–4mm | Kedalaman Lapisan | 0.8–1.5mm | 0.2–0.5mm |
| Boleh dikawal | Herotan | Sederhana | Sangat kecil |
Nota Proses
Nitridan
Nitridan memasukkan atom nitrogen ke dalam permukaan dalam atmosfera berasaskan ammonia pada 500–550°C. Pengerasan dikecualikan daripada kitaran. Keluli aloi karbon sederhana dan keluli yang telah dikeraskan dan dibaja, seperti 40Cr dan 38CrMoAl, adalah substrat biasa. Kedalaman yang dikeraskan kekal kecil—0.2–0.5mm—tetapi permukaan mencapai kekerasan yang sangat tinggi iaitu HV 800–1200. Oleh kerana perubahan dimensi adalah minimum, nitridan boleh menjadi operasi terakhir, menjadikannya sesuai untuk gear ketepatan dan komponen berdinding nipis.
Pengkarbonan & Pengerasan
Dalam proses ini, gear ditahan pada 900–950°C dalam persekitaran kaya karbon, membolehkan karbon meresap ke dalam permukaan, diikuti dengan pengerasan dan pembajaan suhu rendah. Keluli karbon rendah dan keluli aloi karbon rendah—termasuk 20CrMnTi dan 20CrMo—biasanya digunakan. Kedalaman lapisan, ditentukan oleh modul dan beban, biasanya berukuran 0.8–1.5mm. Kekerasan permukaan mencapai HRC 58–64, manakala teras kekal pada HRC 30–42. Gabungan ini menyediakan lapisan tahan haus di atas teras yang liat dan tahan hentaman, menjadikannya pilihan kerap untuk gear transmisi automotif.
Pengerasan Induksi
Medan elektromagnet frekuensi tinggi memanaskan rusuk gigi ke suhu austenit, segera diikuti dengan pengerasan semburan. Keluli karbon sederhana dan keluli aloi karbon sederhana, seperti keluli 45 dan 40Cr, adalah sesuai. Oleh kerana pemanasan terhad kepada lapisan permukaan, teras mengekalkan sifat pengerasan dan pembajaannya dan zon yang dikeraskan terhad kepada permukaan gigi. Kaedah ini menawarkan kecekapan tinggi, pemanasan setempat, herotan yang boleh diurus, dan rawatan berkesan untuk gear modul besar.
Nota Lapangan
- Pemilihan kedalaman lapisan: Garis panduan praktikal yang dikaitkan dengan modul gear (m): kedalaman lapisan ≈ (0.15–0.25)×m. Kedalaman yang berlebihan meningkatkan kerapuhan, manakala kedalaman yang tidak mencukupi mengurangkan rintangan haus.
- Di mana nitridan kurang memadai: Lapisan yang cetek menjadikannya tidak sesuai untuk beban hentaman berat, tetapi rintangan haus dan rintangan calarnya luar biasa—ideal untuk gear berkelajuan tinggi dengan beban ringan.
- Pilihan medium pengerasan: Minyak memberikan penyejukan lebih perlahan dengan herotan berkurangan; air mempercepatkan penyejukan tetapi berisiko retak.
- Tetingkap pembajaan: Pembajaan harus diselesaikan tidak lewat daripada 2 jam selepas pengerasan; kelewatan membolehkan austenit sisa berubah, meningkatkan risiko retak.
- Apa yang perlu diperiksa: Selepas rawatan, pemeriksaan biasanya merangkumi kekerasan permukaan, kekerasan teras, kedalaman lapisan berkesan (diukur pada HV 550), dan struktur metalografi (gred martensit, kandungan austenit sisa).
Ringkasan satu ayat: Jangka hayat perkhidmatan gear adalah separuh bahan dan separuh rawatan haba. Pilih proses yang betul dan kawal parameter dengan ketat untuk membuka potensi penuh bahan.