การอบชุบด้วยคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งของเฟือง: การควบคุมคุณภาพและตัวแปรในกระบวนการ

การอบชุบด้วยคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งของเฟือง: การควบคุมคุณภาพและตัวแปรในกระบวนการ

ประเด็นสำคัญ: การคาร์บูไรซิ่งร่วมกับการชุบแข็งยังคงเป็นกรรมวิธีทางความร้อนหลักสำหรับเฟืองที่รับภาระหนัก การยอมรับขึ้นอยู่กับการวัดสามค่า: ความลึกของชั้นผิว ความแข็งผิว และความลึกของชั้นผิวที่มีประสิทธิผล รักษาศักย์คาร์บอนให้อยู่ภายใน ±0.05%C และชุบแข็งที่ Ac3 + 30~50°C ผลลัพธ์คือความเหนียวของแกนอย่างน้อย 40J/cm² ควบคู่กับความแข็งผิว 58~62HRC ซึ่งเป็นมาตรฐานขั้นต่ำที่เฟืองที่เชื่อถือได้ต้องผ่าน

1. กระบวนการเกี่ยวข้องกับอะไร

เฟืองที่ทำจากเกรดคาร์บอนต่ำ โดยทั่วไปคือ 20CrMnTi, 20CrNiMo และ 18CrNiMo7-6 อยู่ในบรรยากาศที่อุดมด้วยคาร์บอนที่อุณหภูมิออสเทนไนติก (900~950°C) คาร์บอนจะแพร่เข้าไปในชั้นนอก หลังจากนั้นการเย็นตัวอย่างรวดเร็วจะเปลี่ยนชั้นนั้นเป็นมาร์เทนไซต์คาร์บอนสูง สิ่งที่ได้คือวัสดุผสม: ผิวแข็งที่ทนต่อการสึกหรอห่อหุ้มแกนที่ยังคงเหนียวและเหนียวแน่น

เมื่อใดก็ตามที่เกี่ยวข้องกับ เฟืองรับภาระหนักความแม่นยำสูง การประเมินคุณภาพความแข็งของชั้นผิวที่กำหนดใน ISO 6336-5 คือวิธีการที่ PinyiGear ใช้

2. รูปแบบข้อบกพร่องและวิธีการแก้ไข

2.1 การบิดเบี้ยวเกินขีดจำกัด

สาเหตุทั่วไปคือการให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ การเย็นตัวที่รุนแรงเกินไป หรือรูปทรงเฟืองที่ไม่สมมาตร แก้ไขด้วยการอุ่นเครื่องที่ 500°C เป็นเวลา 30 นาที จากนั้นชุบแข็งแบบกดในแม่พิมพ์

2.2 ความแข็งผิวต่ำกว่า 58HRC

มักเกิดจากอุณหภูมิการชุบแข็งที่ตั้งไว้ต่ำเกินไป หรือความสามารถในการเย็นตัวไม่เพียงพอ ตรวจสอบอุณหภูมิน้ำมัน (ที่เหมาะสม: 40~80°C) และเปลี่ยนสื่อทำความเย็นที่เสื่อมสภาพ

2.3 การหลุดลอกของชั้นผิว

ความรับผิดชอบอยู่ที่การไล่ระดับคาร์บอนที่ลดลงอย่างรวดเร็วเกินไปในโซนเปลี่ยนผ่าน เพิ่มเวลาในขั้นตอนการแพร่ 1~2 ชั่วโมง การลดลงของคาร์บอนจะค่อยเป็นค่อยไปมากขึ้น

3. การควบคุมพารามิเตอร์หลักสามตัว

3.1 อุณหภูมิการชุบแข็งและอัตราการเย็นตัว

Ac3 + 30~50°C เป็นอุณหภูมิการชุบแข็งที่แนะนำ ซึ่งในทางปฏิบัติหมายถึง 810~840°C การเลือกสื่อทำความเย็นขึ้นอยู่กับชิ้นงาน:

• การชุบแข็งในน้ำมัน — ใช้ได้กับเฟืองที่มีโมดูล ≤ 8 การบิดเบี้ยวอยู่ในเกณฑ์ที่จัดการได้
• เกลือหลอมเหลว / การชุบแข็งแบบกดในแม่พิมพ์ — ทางเลือกสำหรับชิ้นงานผนังบางหรือ เฟืองความแม่นยำ ขนาดใหญ่ โดยควบคุมการบิดเบี้ยวให้อยู่ภายใน 0.05mm

3.2 ปริมาณคาร์บอนที่ผิว

เศษส่วนมวลคาร์บอนที่ผิว 0.75% ~ 0.95%C เป็นค่าที่เหมาะสม หากเกิน 1.0%C จะเกิดปัญหาสองประการ: การตกตะกอนของคาร์ไบด์แบบเครือข่าย ซึ่งลดอายุความล้าจากการสัมผัส และออสเทนไนต์ตกค้างสูงกว่า 20% ซึ่งทำให้ความแข็งลดลง หากต่ำกว่า 0.7%C ความแข็งผิวขั้นต่ำ 58HRC จะไม่สามารถบรรลุได้

3.3 ความลึกของชั้นผิว

สูตรเชิงประจักษ์สำหรับขีดจำกัดล่าง: CHD ≈ 0.2 × (โมดูล + 1)

4. บันทึกจากโรงงาน

จากประสบการณ์การผลิตของ PinyiGear 60% ของความสำเร็จในการคาร์บูไรซิ่งขึ้นอยู่กับการจัดเรียงชิ้นงานในเตา วางเฟืองโดยให้หน้าฟันหงายขึ้นและรักษาระยะห่างให้สม่ำเสมอ (≥10mm ระหว่างเฟือง) เพื่อให้การไหลของก๊าซสม่ำเสมอ ซึ่งป้องกันข้อบกพร่องที่คุ้นเคยคือชั้นผิวบางที่โคนฟันควบคู่กับคาร์บอนมากเกินไปที่ปลายฟัน ตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการก่อนการผลิตเป็นชุดโดยการทดสอบแบบทำลาย (การวัดความแข็งระดับจุลภาคตามแนวตัดขวาง) กับชิ้นงานแรก

5. เอกสารอ้างอิง

• ข้อกำหนดเฉพาะโรงงาน PinyiGear

บันทึกที่รวบรวมเพื่อการศึกษาทางเทคนิคโดย PinyiGear Co., Ltd. — www.dgpinyi.com