การจับคู่ความลึกของการชุบแข็งผิวให้เข้ากับโมดูลของเฟืองและความแข็งแกน

ทำไมชั้นชุบแข็งต้องกำหนดขนาด ไม่ใช่เดา

เฟืองรับภาระหนักยังคงพึ่งพาการคาร์บูไรซิ่งตามด้วยการชุบแข็งเป็นเส้นทางความร้อนเริ่มต้น มิติควบคุมคือความลึกการชุบแข็งผิวที่มีประสิทธิผล หรือ CHD: ระยะที่วัดในแนวตั้งฉากจากผิวฟันจนความแข็งลดลงถึง 550 HV แนวปฏิบัติผูกค่านี้กับโมดูลปกติ โดยใช้ช่วง 0.15–0.25 × โมดูล ซึ่งคิดออกมาได้ 0.6–0.9 มม. เมื่อโมดูลถึง 2.5 และ 1.2–1.8 มม. เมื่อโมดูลอยู่ในช่วง 5–10 ถ้าบางเกินไป ความเค้นสัมผัสแบบเฮิร์ตเซียนจะบดขยี้ผิวฟัน ถ้าหนาเกินไป รากฟันจะเปราะ การจับคู่ทั่วไปกับ 20CrMnTi ให้ความแข็งผิว 58–62 HRC และใต้ผิว 30–42 HRC

วัฏจักรคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งทำอะไร

เฟืองเหล็กกล้าโลหะผสมคาร์บอนต่ำถูกเก็บในบรรยากาศที่อุดมด้วยคาร์บอนภายในช่วงออสเทนไนต์ 920–950°C เพื่อให้คาร์บอนแพร่เข้าสู่ชั้นผิว จากนั้นการชุบแข็งจะเปลี่ยนผิวที่อุดมคาร์บอนนั้นเป็นมาร์เทนไซต์คาร์บอนสูง ขณะที่ภายในยังคงคาร์บอนต่ำและเหนียว การสึกหรอ การเกิดหลุม และการขีดข่วนถูกต้านทานโดยผิวแข็ง ส่วนภาระดัดที่รากฟันรับโดยแกนที่เหนียว

คาร์บูไรซ์ แล้วชุบแข็ง แล้วอบคืนตัวที่ 160–200°C เป็นเวลา 2–3 ชม. — นั่นคือลำดับมาตรฐาน ความเค้นจากการชุบแข็งจะคลายตัวระหว่างการอบคืนตัว ความเหนียวที่รากฟันกลับมา และความแข็งผิวลดลงเพียงเล็กน้อย

ในบรรดาเหล็กที่มักเลือกใช้ ได้แก่ 20CrMnTi, 20CrMo, 17CrNiMo6 และ SAE 8620 สำหรับโมดูลขนาดเล็กและกลางในจีน 20CrMnTi ถูกใช้อย่างกว้างขวาง: ความสามารถในการชุบแข็งปานกลาง และการชุบแข็งในน้ำมันเพียงอย่างเดียวก็เพียงพอ

การเลือกความลึกการชุบแข็งผิวที่มีประสิทธิผล

CHD ไม่เหมือนกับความลึกการชุบแข็งทั้งหมด เฉพาะโซนที่แข็งพอที่จะรักษา 550 HV เท่านั้นที่รับภาระสัมผัสจริง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมขอบเขต 550 HV จึงมีความหมาย

กฎการทำงาน: CHD ≈ 0.15–0.25 × โมดูลปกติ

เมื่อชั้นบางเกินไป ความเค้นสัมผัสจะเกินกว่าที่ชั้นชุบแข็งจะรองรับได้ และการหลุดล่อนแบบยุบตัวจะทำลายผิวฟัน เมื่อหนาเกินไป ความเค้นตกค้างจะกระจายตัวใหม่และรากฟันมีแนวโน้มแตกเปราะมากขึ้น หนากว่าไม่ได้ปลอดภัยกว่าโดยอัตโนมัติ

ความแข็งผิวและความแข็งแกนต้องระบุร่วมกัน

ความแข็งแกนเป็นค่าที่ถูกละเลยบ่อยที่สุด เมื่อมันเพิ่มขึ้นเกินประมาณ 45 HRC รากฟันแทบไม่มีสำรองพลาสติกและรอยแตกใดๆ จะลุกลามอย่างรวดเร็ว หากลดลงต่ำกว่าประมาณ 28 HRC ความแข็งแรงที่รากฟันจะลดลง ทำให้อายุความล้าจากการดัดสั้นลง สำหรับ 20CrMnTi ในสภาพปกติหรือชุบแข็งและอบคืนตัว แกนมักอยู่ในช่วง 30 ถึง 38 HRC

วิธีการวัดและข้อควรระวังในทางปฏิบัติ

มีสองเส้นทางในการหาความลึกการชุบแข็ง การกัดกรดเพื่อเผยขอบเขตมาร์เทนไซต์หรือคาร์ไบด์เป็นวิธีทางโลหะวิทยา — รวดเร็ว แต่ความแม่นยำขึ้นอยู่กับคุณภาพการกัดกรด การเดินวัดความชันความแข็งเป็นวิธีชี้ขาด: ความแข็งถูกพล็อตเข้าด้านในจากผิว และอ่านความลึกที่ 550 HV ควรอ่านค่าที่กลางฟันและที่รากฟัน เนื่องจากสองตำแหน่งนี้อาจต้องการค่าที่แตกต่างกัน

ข้อควรระวัง 1: หมายเหตุในแบบที่เขียนว่า “ความลึกการชุบแข็ง 1.0 มม.” กำกวม — ต้องกำหนดว่าเจตนาคือ CHD หรือความลึกการชุบแข็งทั้งหมด ช่องว่างระหว่างสองค่านี้อยู่ที่ 0.2–0.4 มม. และการเดาผิดจะทำให้ซัพพลายเออร์มุ่งไปที่ข้อกำหนดผิด

ข้อควรระวัง 2: ต้องเพิ่มเผื่อการเจียรลงในเป้าหมายการชุบแข็ง เมื่อต้องเจียรออก 0.2–0.3 มม. ต่อฟัน ต้องคาร์บูไรซ์ให้ได้ CHD บวกค่าเผื่อนั้น มิฉะนั้นโซนชุบแข็งจะหายไประหว่างการเจียร เฟืองที่ถูกทิ้งจำนวนมากถูกเจียรอย่างถูกต้อง — เพียงแต่ชั้นชุบแข็งบางเกินไปตั้งแต่แรก

ข้อควรระวัง 3: รูเกลียว รูน้ำมัน และสไปลน์ต้องการการป้องกันการคาร์บูไรซิ่ง เช่น การชุบทองแดงหรือสีหยุดการแพร่คาร์บอนที่ 0.03–0.05 มม. หากไม่มี เกลียวจะแข็งและเปราะ แล้วบิ่นระหว่างการประกอบ

หน้าต่างกระบวนการและข้อบกพร่องทั่วไป

ศักย์คาร์บอน 0.75–1.05% C และอุณหภูมิ 930 ± 10°C กำหนดบรรยากาศการคาร์บูไรซิ่ง ระยะเวลาถูกกำหนดโดยความลึกเป้าหมายและภาระในเตา ในเตาแบบแบตช์ ใช้เวลาประมาณ 1–1.5 ชม. ต่อ 0.1 มม. การชุบแข็งสามารถทำได้สองเส้นทาง การชุบแข็งโดยตรงทำให้เย็นจากอุณหภูมิคาร์บูไรซิ่งลงมาที่ 830–850°C ก่อนชุบในน้ำมัน การชุบแข็งแบบให้ความร้อนใหม่จะเย็นช้าๆ ก่อน แล้วจึงออสเทนไนต์ใหม่และชุบแข็ง — การบิดตัวถูกควบคุมได้ดีกว่า แต่รอบเวลานานกว่า

ประเด็นสรุป

โมดูลกำหนดความลึกการชุบแข็ง; ความสามารถในการชุบแข็งของวัสดุกำหนดความแข็งแกน; ขั้นตอน การกลึงเฟืองความแม่นยำ ปลายน้ำกำหนดค่าเผื่อการเจียร ล็อกทั้งสามอย่างให้แน่นเมื่ออนุมัติแบบ แล้วการแก้ไขงานภายหลังจะหลีกเลี่ยงได้เป็นส่วนใหญ่ คำถามเกี่ยวกับวัสดุและกระบวนการสามารถส่งผ่านหน้า ช่วงผลิตภัณฑ์เฟือง และ ขีดความสามารถ ของเรา

PinyiGear — โซลูชันการส่งกำลังและการกลึงเฟืองความแม่นยำ | ขีดความสามารถของเรา | ช่วงผลิตภัณฑ์เฟือง