Kawalan Kedalaman Kes Efektif dalam Pengkarburan dan Pengejutan Gear

Inti pati: Apabila keluli gear 20CrMnTi dikarburkan, kedalaman kes efektif (DS) antara 0.8-1.5mm mengekalkan mikrostruktur yang stabil. Mengekalkan potensi karbon pada 1.0%C-1.2%C menghasilkan martensit asikular atau asikular halus yang dikehendaki, dengan kekerasan permukaan mencapai 58-62HRC. Setelah kedalaman kes melebihi 2.0mm, austenit sisa biasanya melebihi had kritikal 15% dan hayat keletihan menurun.

1. Asas Proses

Pengkarburan diikuti dengan pengejutan adalah rawatan haba gabungan. Gear keluli rendah karbon diletakkan dalam atmosfera kaya karbon supaya karbon meresap ke dalam lapisan permukaan, kemudian disejukkan dengan cepat untuk menghasilkan kes martensit yang keras. Tujuannya adalah untuk menggabungkan permukaan keras yang tahan haus dengan teras liat yang menyerap hentaman — dua tuntutan yang paling bercanggah yang dikenakan pada gear transmisi.

1.1 Tiga Peringkat

• Peringkat Pemanasan / penyamaan: 850–930°C
  • Bahagian kitaran: 15–20%
  • Tetapan utama: Kadar pemanasan ≤100°C/j
• Peringkat Boost (pengkarburan): 920–950°C
  • Bahagian kitaran: 50–60%
  • Tetapan utama: CP 1.05-1.20%C, tempoh daripada formula kedalaman kes
• Peringkat Difusi: 880–920°C
  • Bahagian kitaran: 20–30%
  • Tetapan utama: CP diturunkan kepada 0.80-0.95%C, homogenisasi kecerunan

1.2 Menganggar Kedalaman Kes

Petua praktikal yang digunakan di lantai kilang ialah:

Kedalaman kes efektif ( DS = k \times \sqrt{t} )

Daripada rekod pengeluaran PinyiGear:

• Boost pada 920°C: DS(mm) ≈ 0.65 × √t(j)
• Boost pada 940°C: DS(mm) ≈ 0.78 × √t(j)

Untuk DS=1.2mm, laluan 920°C memerlukan kira-kira 3.4j boost, manakala 940°C mengurangkannya kepada kira-kira 2.4j. Setiap kenaikan 20°C, walau bagaimanapun, menambah risiko pengasaran butiran yang ketara.

2. Parameter yang Mempengaruhi Hasil

2.1 Potensi Karbon

Daripada semua pembolehubah pengkarburan gas, potensi karbon paling penting. Ia menerangkan kandungan karbon keseimbangan pada permukaan keluli yang bersentuhan dengan atmosfera relau. Pendekatan kawalan adalah:

• Boost: 1.05-1.20%C, supaya kecerunan curam menolak karbon ke dalam
• Difusi: 0.80-0.95%C, yang menekan rangkaian karbida sempadan butiran
• CP terlalu tinggi meninggalkan austenit sisa melebihi 20% dan karbida rangkaian di sepanjang sempadan butiran
• CP terlalu rendah melambatkan pengkarburan, meninggalkan kes cetek dan permukaan kurang keras

2.2 Medium Pengejutan dan Penyejukan

2.3 Sasaran Mikrostruktur (ISO 6336 / GB/T 3480)

3. Kecacatan, Punca dan Pembaikan

• Kecacatan Kes cetek: DS di bawah spesifikasi
  • Punca akar: Masa singkat atau CP rendah
  • Langkah balas: Panjangkan masa boost, kalibrasi semula probe O₂
• Kecacatan Kekerasan permukaan rendah: <58HRC
  • Punca akar: Terlalu banyak austenit sisa
  • Langkah balas: Rawatan kriogenik (-80°C) atau difusi lebih lama
• Kecacatan Distorsi melebihi toleransi: Sisihan profil atau jejak gigi
  • Punca akar: Tegasan pengejutan tidak sekata
  • Langkah balas: Laraskan orientasi masuk minyak, tambah pra-pengoksidaan
• Kecacatan Karbida rangkaian: Karbida berterusan pada sempadan butiran
  • Punca akar: Masa difusi terlalu singkat
  • Langkah balas: Panjangkan difusi, turunkan CP difusi

4. Amalan Lantai Kilang

1. Sahkan potensi karbon setiap hari — ini yang utama. Probe oksigen memerlukan kalibrasi bulanan, dan ujian karbon shim foil keluli (±0.05%C) harus mengesahkan bacaan setiap syif. Tanpa itu, tiada parameter proses boleh dipercayai.
2. Gear ketepatan tinggi memerlukan rawatan kriogenik. Untuk gear dengan DS≥1.5mm, langkah kriogenik -80°C×2j selepas pengejutan menurunkan austenit sisa daripada 15–20% kepada 5–8%, yang sangat meningkatkan kestabilan dimensi.
3. Jangan langkau pra-pengoksidaan. Langkah pra-pengoksidaan 380–420°C×30min mencipta tapak nukleasi Fe₃O₄ pada permukaan dan meningkatkan keseragaman pengkarburan lebih daripada 30%.
4. Kawalan distorsi bermula dengan kosong. Keseragaman kekerasan selepas normalisasi tempa (≤10HB sebaran) mempengaruhi distorsi akhir lebih daripada proses pengkarburan itu sendiri.

5. Piawaian dan Sumber

• GB/T 3480-2019 Pengiraan Kapasiti Beban Gear
• ISO 6336-5:2016 Pengiraan Kekuatan Gear (Bahan & Rawatan Haba)
• JB/T 6141.2-2018 Spesifikasi Proses Pengkarburan & Pengejutan Gear
• Manual Proses Kilang PinyiGear

Bacaan berkaitan: Keperluan pemesinan sebelum pengkarburan diliputi dalam Penyediaan Kosong Gear & Normalisasi. Kad proses rawatan haba untuk bahan gear tertentu tersedia di bawah Keupayaan Pemesinan Gear.

No. Dok: GL-TN-20260713 | Kategori: Rawatan Haba | Pratonton: Pengesanan & Kawalan Bakaran Pengisaran Gear