Panduan Pemilihan Rawatan Haba Gear: Pengerasan Induksi, Nitriding dan Pengkarbonan Dibandingkan

Versi ringkas

Sama ada gear dapat bertahan dalam kitaran tugasnya atau gagal akibat pitting sebahagian besarnya ditentukan oleh rawatan haba. Tiga laluan merangkumi kebanyakan kerja industri:

• Pengkarbonan — 20CrMnTi, permukaan HRC 58–62 pada lapisan keras 0.8–2.0 mm. Jawapan standard untuk gear beban tinggi pada modulus ≥ 3.
• Nitriding gas — 40Cr atau 38CrMoAl, HV 550–900, dengan hampir tiada perubahan dimensi. Dipilih untuk gear langsing dan bertoleransi ketat.
• Pengerasan induksi — 42CrMo, HRC 50–55, paling murah antara ketiga-tiga. Sesuai untuk gear tugas sederhana yang diperbuat daripada keluli karbon sederhana.

PinyiGear mengendalikan ketiga-tiga laluan dan menghantar gear siap pada DIN 6–8.

Apa yang rawatan ubah di dalam gigi

Bahan kerja dipanaskan melebihi suhu kritikalnya — atau direndam dalam julat yang ditetapkan — ditahan, kemudian disejukkan, dengan atau tanpa unsur pengaloian meresap ke dalam, supaya mikrostruktur berubah. Apa yang anda peroleh ialah permukaan gigi yang melawan haus manakala bahan di bawahnya kekal liat.

Keperluan datang daripada tiga mod kegagalan: pitting di bawah kelesuan sentuhan, keretakan kelesuan lenturan di akar gigi, dan haus atau scuffing. Kedua-dua kekuatan kelesuan sentuhan permukaan gigi dan kekuatan lenturan akar gigi ditetapkan oleh rawatan, yang menjelaskan mengapa pemacu yang berjalan lebih keras daripada HRC 50 tidak boleh dihasilkan tanpanya.

Permukaan lembut dan permukaan keras dibandingkan

Kedalaman lapisan keras berkesan: angka pengawal pada lukisan

Kedalaman lapisan keras berkesan diukur pada sudut tepat ke permukaan gigi, dari permukaan ke bawah sehingga kekerasan menurun ke tahap yang ditetapkan — biasanya HV 550. Pada lukisan rawatan haba, ia adalah nilai penerimaan yang paling berat.

Untuk bahagian terkarbon, peraturan praktikal ialah kedalaman lapisan ≈ modulus m × 0.15–0.25.

• M2: 0.5–0.8 mm
• M4: 0.8–1.2 mm
• M6: 1.2–1.6 mm
• M8–M10: 1.6–2.5 mm

Tiga peringatan terpakai. Lapisan terlalu cetek runtuh pada permukaan gigi dan pitting awal. Lapisan terlalu dalam, atau teras terlalu keras, menjadikan gigi rapuh dan lebih cenderung patah. Dan kecerunan kekerasan perlu menurun dengan lancar — peralihan curam mengundang pengelupasan lapisan keras.

Tiga proses, bersebelahan

Dari segi nilai sahaja, pengkarbonan kekal sebagai pilihan lalai untuk gear industri. Nitriding dipilih apabila distorsi perlu kekal hampir sifar. Pengerasan induksi mengambil kerja apabila harga dan masa penyiapan menjadi faktor penentu. Untuk gear spur dan gear heliks sama ada, PinyiGear memadankan laluan dengan geometri gigi dan kuantiti pesanan anda.

Butiran proses dan kawalan parameter

Pengkarbonan dan penyejukan

Bahan asas ialah keluli karbon rendah dan keluli aloi karbon rendah seperti 20CrMnTi dan 20CrMo. Pada 900–950 °C dalam atmosfera kaya karbon, karbon meresap ke lapisan permukaan; penyejukan dan pembajaan suhu rendah menyusul. Bergantung pada modulus dan beban, kedalaman lapisan ditetapkan antara 0.8 dan 1.5 mm. Kekerasan permukaan mencapai HRC 58–64 manakala teras berada pada HRC 30–42. Kulit tahan haus di atas teras tahan hentaman adalah sebab laluan ini standard untuk gear transmisi automotif.

Nitriding

Di sini stok permulaan ialah keluli aloi karbon sederhana atau keluli disejukkan-dan-dibaja — 40Cr dan 38CrMoAl, contohnya. Nitrogen meresap pada 500–550 °C dalam atmosfera ammonia terurai, dan tiada penyejukan selepas itu. Kedalaman lapisan kekal cetek, 0.2–0.5 mm, tetapi kekerasan permukaan sangat tinggi pada HV 800–1200. Kerana distorsi minimum, operasi boleh diletakkan terakhir dalam laluan, yang sesuai untuk gear ketepatan dan komponen berdinding nipis.

Pengerasan induksi

Keluli karbon sederhana dan keluli aloi karbon sederhana seperti keluli 45 dan 40Cr berfungsi baik di sini. Medan frekuensi tinggi menaikkan permukaan gigi ke suhu penyejukan, selepas itu penyejukan semburan menyusul. Pemanasan terhad kepada permukaan gigi manakala teras mengekalkan keadaan disejukkan-dan-dibaja. Kaedah ini pantas, setempat dan memberikan distorsi yang boleh dikawal — sesuai untuk gear modulus besar.

Kawalan parameter

Kedudukan dalam urutan pembuatan

1. Pemotongan → penempaan → penormalan / penyejukan & pembajaan (HB 160–190)
2. Pembubutan kasar → hobbing atau pembentukan gear (elaun canai ditinggalkan pada 0.2–0.4 mm)
3. Pengkarbonan atau nitriding gas, mengikut pemilihan yang dibuat sebelum ini
4. Penyiapan: canai gear (DIN 5–6) atau shaving serta honing (DIN 6–7)
5. Pemeriksaan akhir: kekerasan, kedalaman lapisan, metalografi, profil gigi dan ketepatan lead

Nitriding menggerakkan bahagian sangat sedikit sehingga ia boleh dijadualkan selepas pemesinan siap, tanpa langkah canai diperlukan. Pengkarbonan menggerakkannya lebih banyak, jadi meninggalkan elaun dan mencanai selepas itu kedua-duanya wajib. PinyiGear membatch bahagian aci bersama gear dalam satu kitaran rawatan, yang mengurangkan ralat pengapitan semula.

Nota praktikal dan pemeriksaan

• Pilihan kedalaman lapisan: gunakan formula berasaskan modulus, kedalaman lapisan ≈ (0.15–0.25)×m. Kedalaman tambahan membeli kerapuhan; kedalaman tidak mencukupi mengorbankan hayat haus.
• Had nitriding: lapisan cetek menghalangnya di mana hentaman teruk, namun prestasi haus dan anti-scuffingnya sangat baik — sesuai untuk gear kelajuan tinggi, beban ringan.
• Medium penyejukan: minyak menyejukkan perlahan dan kurang distorsi; air menyejukkan lebih cepat tetapi meningkatkan risiko keretakan.
• Masa pembajaan: selesaikan pembajaan dalam masa 2 jam selepas penyejukan, jika tidak transformasi austenit sisa meningkatkan peluang keretakan.
• Skop pemeriksaan: selepas rawatan, sahkan kekerasan permukaan, kekerasan teras, kedalaman lapisan keras berkesan (pada HV 550), dan struktur metalografi (gred martensit, kandungan austenit sisa).

Senarai semak pemilihan

1. Mula dari modulus: m ≥ 3 → karbonkan; gear ketepatan tinggi nipis pada m ≤ 2 → nitriding.
2. Sasaran ketepatan: DIN 5–6 memerlukan canai untuk menghilangkan distorsi pengkarbonan; nitriding boleh digunakan tanpa canai.
3. Kuantiti pesanan: kos pengkarbonan diserap baik oleh kelompok besar; kerja sekeping menunjuk ke pengerasan induksi.
4. Corak beban: untuk hentaman teruk, pengkarbonan membangunkan tegasan mampatan yang menguntungkan pada permukaan; untuk beban sederhana tetap, pengerasan induksi sudah cukup.
5. Ketersediaan bahan: 20CrMnTi mudah diperoleh secara tempatan; penempaan 42CrMo murah dan mudah didapati.
6. Dokumentasi: di mana laporan kecerunan kekerasan dan metalografi dinyatakan, gunakan relau pengkarbonan atmosfera terkawal.

Keupayaan PinyiGear

Kelas ketepatan, modul, bilangan gigi dan bahan mengikut lukisan pelanggan.

• Julat modulus M0.5–M12, OD maks Φ600 mm
• Ketepatan gigi DIN 5–8

Gear cacing, rak dan julat penuh keupayaan juga tersedia, dengan pakej bahan–proses–ketepatan dipadankan dengan kitaran tugas anda.

Mencari panduan rawatan haba dan harga? Hubungi pasukan teknikal PinyiGear untuk penilaian tanpa caj yang merangkumi pemilihan bahan, reka bentuk kedalaman lapisan dan kos pemesinan. dgpinyi.com Laman bahasa Inggeris

Dalam satu baris: hayat perkhidmatan gear adalah separuh bahan dan separuh rawatan haba. Pilih proses yang betul dan kawal parameter dengan teliti, dan bahan akan memberikan segala yang dimilikinya.