การคาร์บูไรซิ่งแบบลึกของเฟือง: พารามิเตอร์ การควบคุมการบิดเบี้ยว และการตรวจสอบ

สรุป: เมื่อความลึกของชั้นแข็งผิวที่มีประสิทธิผลเกิน 2 มม. การคาร์บูไรซิ่งกลายเป็นเส้นทางความร้อนเริ่มต้นสำหรับเฟืองที่รับภาระหนัก มีช่วงกระบวนการสองช่วงที่กำหนดผลลัพธ์: 920–950°C สำหรับอุณหภูมิบรรยากาศเตา และ 1.0–1.2%C สำหรับศักย์คาร์บอนในขั้นเพิ่ม การรักษาค่าเบี่ยงเบนแนวฟันให้อยู่ภายใน 0.02 มม. และค่าเบี่ยงเบนโปรไฟล์ให้อยู่ภายใน 0.015 มม. ต้องอาศัยสามสิ่งทำงานร่วมกัน — การเผื่อการบิดเบี้ยวแบบย้อนกลับที่สร้างไว้ในชิ้นงานดิบ ตัวกลางชุบที่จับคู่กับหน้าตัด และตารางการอบคืนตัวที่ควบคุม

1. การควบคุมการบิดเบี้ยว

การเคลื่อนตัวของขนาดหลังการคาร์บูไรซิ่งและการชุบเป็นหนึ่งในสาเหตุการปฏิเสธที่พบบ่อยที่สุดในการอบชุบเฟือง มันแสดงออกเป็นความคลาดเคลื่อนแนวฟัน การบิดเบี้ยวของโปรไฟล์ และรูที่ไม่กลม มีมาตรการสามอย่างที่ใช้ต้านทานได้

1.1 การสร้างการบิดเบี้ยวแบบย้อนกลับในชิ้นงานดิบ

การชดเชยในขั้นการเขียนแบบและการกัดหยาบเป็นทางเลือกที่ต้นทุนต่ำที่สุด

• การทำโค้งนำล่วงหน้า: ใช้การชดเชยในทิศทางตรงกันข้าม 0.01–0.05 มม. โดยเลือกปริมาณตามความสัมพันธ์ระหว่างความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง
• การชดเชยการหดตัวของช่องว่างฟัน: เผื่อพิกัดความเผื่อลบ 0.02–0.04 มม. ในบริเวณที่ผนังบาง

บันทึกภาคสนาม: เฟืองกังหันลมที่มีโมดูล 12 ถูกทดลองสามครั้งก่อนที่รูปแบบแนวฟันแบบเรียวจะปรากฏ การเพิ่มความเรียวแบบย้อนกลับ 0.025 มม. ในระหว่างการกัดหยาบลดการเคลื่อนตัวที่วัดได้จาก 0.06 มม. เหลือ 0.015 มม.

1.2 การเลือกตัวกลางชุบและการกำหนดรูปร่างเส้นโค้งการเย็นตัว

บันทึกภาคสนาม: เมื่อ CHD ถึง 3 มม. หรือมากกว่า การมาร์เทมเปอริงเป็นเส้นทางที่แนะนำ มันยืดรอบเวลาประมาณ 30% แต่การเคลื่อนตัวของโปรไฟล์สามารถลดลงได้มากกว่า 50% PinyiGear สะสมบันทึกความเครียดจากการคาร์บูไรซิ่งเฟืองขนาดใหญ่; รายละเอียดมีอยู่ในหน้าความสามารถของเรา

1.3 การอบคืนตัวส่งผลต่อความเสถียรของขนาดอย่างไร

การคงไว้ที่ 160–200°C ปลดปล่อยความเครียดที่เหลือจากการชุบประมาณ 60% แม้ว่าออสเทนไนต์ที่เหลือจะไม่สลายตัวทั้งหมดที่จุดนั้น ในกรณีที่ต้องการความแม่นยำระดับ D หรือแน่นกว่า จะใช้การอบคืนตัวสองรอบ:

• รอบแรก: 180°C เป็นเวลา 3 ชม.
• รอบที่สอง: 170°C เป็นเวลา 4 ชม. โดยกลับสู่อุณหภูมิห้องในระหว่างนั้น
• ขั้นตอนแช่แข็งแบบเลือกได้: −80°C เป็นเวลา 1 ชม. เพื่อกำจัดออสเทนไนต์ที่เหลือ

2. กระบวนการทำงานอย่างไร

2.1 การนิยามการคาร์บูไรซิ่งแบบลึก

การคาร์บูไรซิ่งถือเป็นการคาร์บูไรซิ่งแบบลึกเมื่อความลึกของชั้นแข็งผิวที่มีประสิทธิผล (CHD) ถึง 2 มม. หรือมากกว่า มันถูกนำไปใช้กับชุดเกียร์ในกังหันลม เครื่องจักรก่อสร้าง อุปกรณ์เหมืองแร่ และระบบขับเคลื่อนงานหนักที่คล้ายกัน ที่อุณหภูมิออสเทนไนไทซิ่ง คาร์บอนจะแพร่เข้าสู่ผิวฟัน สร้างชั้นนอกที่อุดมด้วยคาร์บอน; การชุบที่ตามมาจะเปลี่ยนชั้นนั้นเป็นมาร์เทนไซต์แข็งในขณะที่แกนกลางยังคงความเหนียว

2.2 ตัวแปรกระบวนการและผลกระทบ

• อุณหภูมิคาร์บูไรซิ่ง: 920–950°C
  • การเพิ่มค่าที่ตั้งไว้ 10°C จะเพิ่มอัตราการแพร่ประมาณ 20%
• ศักย์คาร์บอน: ขั้นเพิ่ม 1.0–1.2%C; ขั้นแพร่ 0.75–0.85%C
  • ค่าสูงเกินไปนำไปสู่โครงข่ายคาร์ไบด์
• ระยะเวลา: 12–50 ชั่วโมง ขึ้นอยู่กับความลึกเป้าหมาย
  • ความลึกเพิ่มขึ้นประมาณรากที่สองของเวลา
• อุณหภูมิการชุบ: 820–860°C
  • สามารถใช้การชุบโดยตรงหรือขั้นตอนการให้ความร้อนซ้ำ
• อุณหภูมิน้ำมันชุบ: 60–120°C
  • การตั้งค่านี้มีอิทธิพลต่อความเร็วในการเกิดมาร์เทนไซต์
• อุณหภูมิการอบคืนตัว: 160–200°C
  • การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำช่วยลดความเครียดที่เหลือ

2.3 การเลือกเหล็กคาร์บูไรซิ่ง

เกรดสามชนิดรองรับการใช้งานเฟืองคาร์บูไรซิ่งส่วนใหญ่:

• 18CrNiMo7-6 — ตัวเลือกมาตรฐานสำหรับชุดเกียร์กังหันลม
• 20CrMnTi — ใช้ทั่วทั้งเฟืองส่งกำลังทั่วไป
• 17CrNiMo6 — กำหนดไว้เมื่อต้องการอายุความล้าสูงมาก

กฎที่มีประโยชน์: CHD ที่มีประสิทธิผลอยู่ระหว่าง 0.15 ถึง 0.25 เท่าของโมดูล สำหรับ m=10, CHD ที่แนะนำอยู่ในช่วง 1.5–2.5 มม.

3. การตรวจสอบและการยอมรับ

3.1 สิ่งที่ถูกวัด

3.2 สาเหตุการปฏิเสธและการแก้ไข

• มีโครงข่ายคาร์ไบด์: ศักย์คาร์บอนในขั้นแพร่สูงเกินไป
  • วิธีแก้: ลดค่าที่ตั้งไว้ในขั้นแพร่ลงสู่ช่วง 0.75–0.80%C
• ชั้นผิวถูกดีคาร์บูไรซ์: บรรยากาศเตาไม่ถูกควบคุมอย่างถูกต้อง
  • วิธีแก้: ตรวจสอบการสอบเทียบหัววัดออกซิเจนและรักษาการป้องกันด้วยเมทานอลบวก N₂
• การบิดเบี้ยวเกินขีดจำกัดในแบบ: การเย็นตัวไม่สม่ำเสมอหรือความเครียดกระจุกตัว
  • วิธีแก้: ปรับปรุงการจัดเรียงอุปกรณ์จับยึดและเพิ่มการเผื่อการบิดเบี้ยวแบบย้อนกลับ
• ความแข็งต่ำกว่าข้อกำหนด: อุณหภูมิการชุบตั้งไว้ต่ำเกินไป
  • วิธีแก้: เพิ่มขึ้นเป็น 840–860°C และตรวจสอบว่าน้ำมันชุบเสื่อมสภาพหรือไม่

บันทึกภาคสนาม: PinyiGear ได้จัดหาเฟืองกลึงให้กับระบบขับเคลื่อนพลังงานลมเป็นเวลาหลายปี ความสัมพันธ์ระหว่างความแม่นยำเฟืองสุดท้ายกับเนื้อเผื่อที่เหลือบนชิ้นงานดิบอธิบายไว้ในคู่มือผลิตภัณฑ์เฟืองตรงของเรา

4. เอกสารอ้างอิง

1. ISO 2639:2002 — การหาความลึกของชั้นแข็งผิวที่มีประสิทธิผล
2. ISO 1328-1:2013 — เฟืองทรงกระบอก — ระบบความแม่นยำ
3. GB/T 25744-2010 — การตรวจสอบทางโลหะวิทยาของเหล็กที่คาร์บูไรซ์และชุบ
4. AGMA 2001-D04 — มาตรฐานวัสดุเฟืองและการอบชุบ
5. การจัดการการบิดเบี้ยวจากการอบชุบสำหรับเฟือง, China Machine Press, 2021

รวบรวมจากบันทึกการศึกษาทางเทคนิคประจำ หากต้องการหารือเกี่ยวกับการเลือกเฟืองหรือปัญหาการอบชุบ โปรดเยี่ยมชม PinyiGear

แท็ก: การอบชุบด้วยความร้อนของเฟือง · การคาร์บูไรซิ่งแบบลึก · ความเสถียรของขนาด · การผลิตความแม่นยำ