Pengkarbonan Sarung Dalam untuk Gear: Parameter, Kawalan Distorsi dan Pemeriksaan

Ringkasan: Setelah kedalaman pengerasan sarung berkesan melebihi 2mm, pengkarbonan menjadi laluan terma lalai untuk gear yang membawa beban berat. Dua tetingkap proses menentukan hasilnya: 920–950°C untuk suhu atmosfera relau dan 1.0–1.2%C untuk potensi karbon penggalak. Mengekalkan sisihan plumbum dalam 0.02mm dan sisihan profil dalam 0.015mm memerlukan tiga perkara bekerjasama — elaun distorsi terbalik yang dibina ke dalam kosong, medium pelindapkejutan yang dipadankan dengan keratan, dan jadual pembajaan terkawal.

1. Mengekalkan Distorsi di Bawah Kawalan

Pergerakan dimensi selepas pengkarbonan dan pelindapkejutan adalah salah satu punca penolakan yang paling biasa dalam rawatan haba gear. Ia nyata sebagai ralat plumbum, lengkokan profil dan lubang tidak bulat. Tiga langkah tersedia untuk mengatasinya.

1.1 Membina Distorsi Terbalik ke Dalam Kosong

Pampasan pada peringkat lukisan dan pengasaran adalah pilihan kos terendah.

• Pra-lengkungan plumbum: gunakan 0.01–0.05mm pampasan arah bertentangan, dengan jumlah dipilih mengikut hubungan panjang-ke-diameter
• Ofset pengecutan ruang gigi: benarkan toleransi negatif 0.02–0.04mm di mana keratan dinding nipis

Nota Lapangan: Gear turbin angin dengan modul 12 telah dijalankan tiga kali sebelum corak plumbum tirus menjadi kelihatan. Menambah 0.025mm tirus terbalik semasa pengasaran mengurangkan pergerakan yang diukur daripada 0.06mm kepada 0.015mm.

1.2 Memilih Medium Pelindapkejutan dan Membentuk Lengkung Penyejukan

Nota Lapangan: Setelah CHD mencapai 3mm atau lebih, martempering adalah laluan yang disyorkan. Ia memanjangkan kitaran kira-kira 30%, namun pergerakan profil boleh dikurangkan lebih daripada 50%. PinyiGear mengumpul rekod terikan daripada pengkarbonan gear besar; butiran tersedia di halaman keupayaan kami.

1.3 Bagaimana Pembajaan Mempengaruhi Kestabilan Dimensi

Menahan pada 160–200°C melepaskan kira-kira 60% tegasan yang ditinggalkan oleh pelindapkejutan, walaupun austenit sisa tidak terurai sepenuhnya pada ketika itu. Di mana ketepatan Gred D atau lebih ketat diperlukan, dua laluan pembajaan digunakan:

• Laluan pertama: 180°C selama 3j
• Laluan kedua: 170°C selama 4j, dengan kembali ke suhu bilik di antaranya
• Langkah kriogenik pilihan: −80°C selama 1j untuk menghilangkan austenit sisa

2. Bagaimana Proses Berfungsi

2.1 Mentakrifkan Pengkarbonan Sarung Dalam

Rawatan pengkarbonan dikira sebagai pengkarbonan sarung dalam apabila Kedalaman Pengerasan Sarung (CHD) berkesan mencapai 2mm atau lebih. Ia digunakan pada kotak gear dalam turbin angin, jentera pembinaan, peralatan perlombongan dan pemacu tugas berat yang serupa. Pada suhu austenitizing, karbon meresap ke permukaan gigi, mencipta lapisan luar kaya karbon; pelindapkejutan berikutnya mengubah lapisan itu menjadi martensit keras manakala teras mengekalkan kemuluran.

2.2 Pembolehubah Proses dan Kesannya

• Suhu Pengkarbonan: 920–950°C
  • Menaikkan titik set sebanyak 10°C meningkatkan kadar resapan kira-kira 20%
• Potensi Karbon: peringkat penggalak 1.0–1.2%C; peringkat resapan 0.75–0.85%C
  • Nilai terlalu tinggi membawa kepada rangkaian karbida
• Tempoh: 12–50 jam, bergantung pada kedalaman sasaran
  • Kedalaman bertambah kira-kira dengan punca kuasa dua masa
• Suhu Pelindapkejutan: 820–860°C
  • Sama ada pelindapkejutan langsung atau langkah pemanasan semula boleh digunakan
• Suhu Minyak Pelindapkejutan: 60–120°C
  • Tetapan ini mempengaruhi berapa cepat martensit terbentuk
• Suhu Pembajaan: 160–200°C
  • Pembajaan suhu rendah melegakan tegasan sisa

2.3 Memilih Keluli Pengkarbonan

Tiga gred mengendalikan majoriti aplikasi gear terkarbon:

• 18CrNiMo7-6 — pilihan standard untuk gear kotak gear turbin angin
• 20CrMnTi — digunakan merentas gear transmisi am
• 17CrNiMo6 — ditentukan di mana hayat keletihan yang sangat tinggi diperlukan

Peraturan berguna: CHD berkesan terletak antara 0.15 dan 0.25 kali modul. Untuk m=10, CHD yang disyorkan jatuh dalam jalur 1.5–2.5mm.

3. Pemeriksaan dan Penerimaan

3.1 Apa yang Diukur

3.2 Punca Penolakan dan Tindakan Pembetulan

• Rangkaian karbida hadir: potensi karbon peringkat resapan terlalu tinggi
  • Penyelesaian: turunkan titik set resapan ke julat 0.75–0.80%C
• Lapisan permukaan terkarbon nyahkarbon: atmosfera relau tidak dikekalkan dengan betul
  • Penyelesaian: sahkan penentukuran probe oksigen dan kekalkan perisai metanol serta N₂
• Distorsi melebihi had lukisan: penyejukan tidak sekata atau tegasan tertumpu
  • Penyelesaian: semak semula susunan lekapan dan tambah elaun distorsi terbalik
• Kekerasan di bawah spesifikasi: suhu pelindapkejutan ditetapkan terlalu rendah
  • Penyelesaian: naikkan ke 840–860°C dan periksa sama ada minyak pelindapkejutan telah menua

Nota Lapangan: PinyiGear telah membekalkan gear mesin kepada pemacu kuasa angin selama bertahun-tahun. Hubungan antara ketepatan gear akhir dan stok yang ditinggalkan pada kosong diterangkan dalam panduan produk gear spur kami.

4. Dokumen Sumber

1. ISO 2639:2002 — Penentuan Kedalaman Pengerasan Sarung Berkesan
2. ISO 1328-1:2013 — Gear Silinder — Sistem Ketepatan
3. GB/T 25744-2010 — Pemeriksaan Metalografi Keluli Terkarbon dan Terlindapkejut
4. AGMA 2001-D04 — Standard Bahan Gear dan Rawatan Haba
5. Pengurusan Distorsi Rawatan Haba untuk Gearing, China Machine Press, 2021

Dihimpun daripada nota kajian teknikal rutin. Untuk membincangkan pemilihan gear atau masalah rawatan haba, lawati PinyiGear.

Tag: Pemprosesan Terma Gear · Pengkarbonan Dalam · Kestabilan Dimensi · Pembuatan Ketepatan