Membandingkan Keluli Gear: 20CrMnTi, 40Cr, 42CrMo dan 17CrNiMo6

Laluan rawatan haba diutamakan; nama gred kemudian

Tiada gred keluli sahaja yang menentukan prestasi gear. Apa yang menentukannya ialah pasangan gred dengan rawatan haba. Ambil satu bar 40Cr: lindas dan baja, atau keras permukaan, dan dua hasilnya berbeza lebih daripada dua kali ganda.

Tiga laluan merangkumi sebahagian besar kerja:

• Pelindasan dan pembajaan (Q&T) — bahagian dilindas, kemudian ditahan pada suhu tinggi untuk menghasilkan sorbit terbabar. HB 240–320 ialah tetingkap kekerasan biasa. Kemuluran dan kekuatan diperoleh pada masa yang sama, cukup untuk gear kelajuan perlahan dan sederhana yang rusuknya tidak perlu terlalu keras.
• Pengarburan dan pelindasan — gred karbon rendah ditahan pada 920–950°C dalam atmosfera kaya karbon, kemudian dilindas. Karbon menaikkan rusuk kepada martensit manakala bahagian dalam kekal karbon rendah dan mulur: kulit keras di atas teras lembut. Gear di bawah tegasan sentuhan teruk ialah aplikasi semula jadi.
• Nitridaan — pada kira-kira 500–570°C, gas mengandungi ammonia memacu nitrogen ke permukaan, mencipta zon pengerasan nitrida. Distorsi kekal rendah kerana suhu rendah, namun lapisan itu cetek (0.3–0.6 mm dalam amalan biasa), yang mengehadkannya kepada gear ketepatan modul kecil yang tidak memerlukan pengisaran akhir.

Urutan keputusan: kira tegasan lentur akar dan tegasan sentuhan rusuk dahulu. Itu memberitahu anda sama ada permukaan mesti dikeraskan. Jika ya, soalan seterusnya ialah keluli pengarburan atau keluli nitridaan.

Ringkasnya: tetapkan laluan rawatan haba sebelum gred. Gear kelajuan perlahan dan sederhana di bawah beban sederhana biasanya dilayan oleh 40Cr yang dilindas dan dibaja (HB 260–300 selepas Q&T); 42CrMo (HB 280–320) mengambil alih apabila keratan lebih besar dan lebih berat. Di mana rusuk keras wajib di bawah beban berat, karburisasi: 20CrMnTi memberikan HRC 58–62 pada permukaan di atas teras HRC 30–42. Gear ketepatan modul kecil, di mana distorsi menjadi kebimbangan, sesuai untuk nitridaan 38CrMoAl, dengan kekerasan permukaan hampir HV 950–1100. Pada kosong yang sama, keluli pengarburan berharga kira-kira 1.3–1.5× kos keluli Q&T — memilih bahan pada dasarnya membayar lebih untuk mendapatkan hayat keletihan.

Menyesuaikan keluli gear biasa dengan kerja

Kos ini menganggap saiz kosong yang sama dan tidak memasukkan rawatan haba dalam angka. Apa yang dibeli oleh premium pada keluli pengarburan ialah hayat keletihan sentuhan: pada beban yang sama, rusuk terkarburisasi biasanya menahan pitting satu gred lebih baik daripada rusuk Q&T.

40Cr dan 42CrMo: pasangan lindas dan baja

Di China, 40Cr ialah keluli gear Q&T yang paling kerap dilihat — murah dan mudah didapati. 42CrMo mengeras ke kedalaman yang lebih besar, jadi keratan berat mengeras sepenuhnya; sifat itulah sebabnya gear aci modul besar dan diameter besar dipotong daripadanya. Apabila beban sederhana, modul di bawah 8 dan lebar muka terhad, Q&T 40Cr secara amnya melakukan kerja itu.

20CrMnTi dan 17CrNiMo6: pasangan pengarburan

Kebolehkerasan dalam 20CrMnTi hanya sederhana, namun pelindasan minyak masih membawanya kepada kekerasan yang diperlukan — sebab itulah ia menguasai gear tugas berat modul kecil dan sederhana di China dan muncul berulang kali dalam transmisi automotif dan kerja gear tersuai. Pengerasan yang lebih dalam dan teras yang lebih liat ialah apa yang ditawarkan 17CrNiMo6, yang sesuai untuk modul besar dan beban hentaman kuat, pada harga yang lebih tinggi.

38CrMoAl: pilihan nitridaan

Bahagian 38CrMoAl yang dinitrida menggabungkan kekerasan permukaan tinggi dengan distorsi minimum, dan pengisaran akhir biasanya tidak diperlukan. Lapisan cetek ialah kelemahannya: kapasiti keletihan sentuhan terhad, jadi beban rusuk berat tidak dapat dicapai. Gunakannya hanya di mana pengiraan tegasan sentuhan kekal di bawah had.

Lukisan lengkap menyatakan bahan dengan lengkap

Blok bahan lukisan gear siap membawa tiga entri: gred keluli, rawatan haba, julat kekerasan. Tinggalkan rawatan haba dan tulis hanya “40Cr”, dan pembekal terpaksa meneka sementara penerimaan menjadi pertikaian.

Dapatkan sijil kilang daripada pembekal keluli — nombor haba, komposisi kimia, makrostruktur — biasanya mengikut GB/T 3077. Kerana jalur kebolehkerasan berbeza dari kilang ke kilang walaupun untuk satu gred, tetapkan satu kilang untuk pengeluaran siri.

Nota amalan: pada kelulusan lukisan semasa peringkat pemesinan gear ketepatan kami, tiga pemeriksaan dibuat: adakah tegasan sentuhan rusuk kekal di bawah nilai yang dibenarkan untuk bahan, adakah saiz keratan yang tersirat oleh modul dan lebar muka jatuh dalam kebolehkerasan, dan adakah keperluan kekerasan dan kedudukan pengukuran dinyatakan dengan jelas. Kerja semula biasanya berpunca daripada bahan atau anotasi, bukan pemesinan. Setiap kelompok terkarburisasi yang kami jalankan membawa bar ujian iringan; CHD dan kekerasan permukaan diukur dan rekodnya difailkan, supaya kegagalan kemudian boleh dikesan kepada habanya. Untuk menyemak pilihan pemilihan, layari julat produk gear; maklumat proses terdapat pada halaman keupayaan kami.

Bahan salah muncul sebagai kegagalan

Rekod kami menyimpan tiga kerja yang memberi pengajaran:

1. 40Cr digunakan di mana 20CrMnTi ditentukan. Pitting pecah pada gear output pengurang selepas kira-kira 2,000 jam berjalan. Kekuatan keletihan sentuhan rusuk Q&T 40Cr pada HB 285 berada di bawah lapisan terkarburisasi, jadi hasilnya boleh diramal — tiada siapa yang menjalankan pemeriksaan tegasan sentuhan pada lukisan itu.
2. Gear modul besar dikarburisasi dalam 20CrMnTi. Kekerasan teras pada gear modul-12 dengan lebar muka 120 mm hanya keluar pada HRC 25–28, di bawah keperluan HRC 30; kekuatan lentur akar oleh itu kurang dan risiko patah gigi meningkat. Keratan tebal tidak akan mengeras sepenuhnya dalam 20CrMnTi; kerja itu memerlukan 17CrNiMo6.
3. 40Cr Q&T tanpa pengerasan permukaan, rusuk haus. Di mana rusuk bergerak pantas dan nisbah gelongsor tinggi, kekerasan Q&T tidak menawarkan pertahanan terhadap haus. Pengerasan permukaan aruhan kepada HRC 45–52 menamatkannya.

Tiada apa yang dilakukan di hiliran boleh menebus bahan yang salah dari awal.

PinyiGear — pemacu gear ketepatan dan penyelesaian pemesinan | Keupayaan kami | Kategori produk gear