Pemilihan Bahan Gear: Keluli Pengerasan Kes Berbanding Keluli Pengerasan Sepenuhnya

topic: Bahan Gear — Keluli Pengerasan Kes vs Keluli Pengerasan Sepenuhnya

Pemilihan Bahan Gear: Keluli Pengerasan Kes Berbanding Keluli Pengerasan Sepenuhnya

Pemilihan bahan berada di tengah-tengah reka bentuk gear. Ia menentukan berapa lama transmisi bertahan, berapa banyak beban yang boleh ditanggung, dan berapa kos untuk mengeluarkannya. Dua keluarga mendominasi amalan industri: 20CrMnTi, keluli pengerasan kes, dan 40Cr, keluli pengerasan sepenuhnya. Di mana hentaman dan haus teruk, laluan pengkarburan biasanya jawapan yang betul; di mana beban sederhana hingga rendah dan volum tinggi, pengerasan sepenuhnya biasanya mencukupi. Pilih dengan salah dan hasilnya ialah pitting pramatang atau patah gigi, yang menjejaskan kebolehpercayaan peralatan.

1. Bagaimana Kedua-dua Keluarga Berbanding

Jadual di bawah meletakkan kedua-dua laluan bersebelahan merentas sifat yang paling penting semasa reka bentuk.

• Kekerasan Permukaan Dimensi: 58~62 HRC (sangat tinggi)
  • Pengerasan Sepenuhnya (40Cr): 28~35 HRC (sederhana)
• Keliatan Teras Dimensi: Tinggi (martensit/bainit rendah-C)
  • Pengerasan Sepenuhnya (40Cr): Sederhana (sorbit terperangai)
• Kedalaman Kes Dimensi: 0.8~1.5 mm (boleh dikawal)
  • Pengerasan Sepenuhnya (40Cr): Seragam sepanjang
• Kekuatan Keletihan Sentuhan Dimensi: Sangat tinggi (≥1500 MPa)
  • Pengerasan Sepenuhnya (40Cr): Sederhana (800~1000 MPa)
• Kekuatan Keletihan Lenturan Dimensi: Tinggi (disokong oleh teras yang liat)
  • Pengerasan Sepenuhnya (40Cr): Sederhana-tinggi (seragam)
• Rintangan Haus Dimensi: Cemerlang
  • Pengerasan Sepenuhnya (40Cr): Sederhana
• Rintangan Hentaman Dimensi: Cemerlang
  • Pengerasan Sepenuhnya (40Cr): Sederhana
• Kesukaran Pemesinan Dimensi: Memerlukan pengisaran (keras selepas HT)
  • Pengerasan Sepenuhnya (40Cr): Boleh gunakan hobbing terus
• Nisbah Kos Relatif Dimensi: 1.0 (asas)
  • Pengerasan Sepenuhnya (40Cr): 0.55~0.70
• Aplikasi Biasa Dimensi: Transmisi auto, jentera pembinaan
  • Pengerasan Sepenuhnya (40Cr): Kotak gear am, jentera pertanian

Apa Ini Bermakna dalam Amalan

Pengesahan tegasan sentuhan datang dahulu. Reka bentuk di mana σ_H ≥ 1200 MPa memerlukan keluli pengerasan kes. Di mana σ_H ≤ 900 MPa, keluli pengerasan sepenuhnya adalah mencukupi. Reka bentuk yang jatuh antara kedua-dua angka tersebut memerlukan penilaian gabungan yang membawa masuk faktor hentaman K_A.

2. Definisi Bahan dan Jadual Gred

2.1 Gred Pengerasan Kes

Keluli pengerasan kes ialah keluli aloi karbon rendah, umumnya 0.15%~0.25% C, yang dikarbur dan disejukkan untuk menghasilkan kulit keras di atas teras yang liat.

2.2 Gred Pengerasan Sepenuhnya

Keluli pengerasan sepenuhnya ialah keluli karbon sederhana, biasanya 0.35%~0.55% C. Penyejukan diikuti dengan pembajaan suhu tinggi memberikan struktur martensit terperangai atau sorbit yang seragam di seluruh keratan rentas.

3. Rujukan Silang Gred Secara Antarabangsa

Projek eksport dan penggantian bahan kedua-duanya bergantung pada rujukan silang yang boleh dipercayai.

Satu perkara patut diberi perhatian: 20CrMnTi ialah gred khusus China. Projek eksport harus menggantikan dengan 18CrMo4 atau 8620H, dengan perubahan disahkan melalui perjanjian teknikal.

PinyiGear membekalkan rangkaian penuh penyelesaian gear tersuai, termasuk gear spur, gear bevel, dan gear heliks. Pasukan kejuruteraan tersedia untuk membincangkan pemilihan bahan untuk aplikasi tertentu.

4. Memilih Antara Kedua-dua Laluan

Keputusan mengikut keadaan operasi sehingga ke keluarga bahan.

graph TD
 A[Masukan: Keadaan Operasi] --> B{Tegasan Sentuhan σ_H?}
 B -->|σ_H ≥ 1200 MPa| C[Keluli Pengerasan Kes]
 B -->|σ_H ≤ 900 MPa| D[Keluli Pengerasan Sepenuhnya]
 B -->|900 < σ_H < 1200| E{Hentaman Tinggi / K_A?}
 E -->|Ya| C
 E -->|Tidak| D
 C --> F[Memerlukan Pengisaran Gear]
 D --> G[Hobbing + Kemasan OK]

4.1 Laluan Proses untuk Pengerasan Kes

Bahan Kosong → Penempaan → Penormalan → Pembubutan Kasar → Hobbing → Pengkarburan+Penyejukan → Pengisaran Gear → Pemeriksaan NDT

Untuk kemasan selepas pengkarburan, PinyiGear menyediakan perkhidmatan pengisaran dan pemesinan gear berketepatan tinggi.

4.2 Laluan Proses untuk Pengerasan Sepenuhnya

Bahan Kosong → Penempaan → Rawatan Q&T → Pembubutan Kasar → Pembubutan Kemasan → Hobbing → Rawatan Permukaan (penghitaman/fosfatan) → Pemeriksaan

5. Dokumen Sumber

• GB/T 3077-2015 “Keluli Struktur Aloi”
• AGMA 2001-D04 “Penilaian Rintangan Pitting dan Kekuatan Lenturan”
• ISO 6336 “Pengiraan Kapasiti Beban Gear Spur dan Heliks”
• “Bahan Gear dan Rawatan Haba” — Buku Panduan Gear, Bab 3

PinyiGear — Gambaran Keseluruhan Bahan & Keupayaan Gear

Nota Pembelajaran Harian — 22 Julai 2026