การเปรียบเทียบข้อกำหนดเหล็กเกียร์ระหว่าง GB, DIN, JIS และ AISI: สิ่งที่การแปลงสามารถและไม่สามารถบอกคุณได้

การเปรียบเทียบข้อกำหนดเหล็กเกียร์ระหว่าง GB, DIN, JIS และ AISI: สิ่งที่การแปลงสามารถและไม่สามารถบอกคุณได้

ยกตัวอย่างเกียร์ตัวเดียว แบบวิศวกรรมหนึ่งชุดซึ่งมีต้นกำเนิดจากจีนระบุ 20CrMnTi แบบวิศวกรรมของผู้ซื้อชาวเยอรมันระบุ 16MnCr5 หรือ 20MnCr5 จากญี่ปุ่นคือ SCM420 และจากสหรัฐอเมริกาคือ 8620 ในเชิงความหมายทั้งสี่ชนิดอยู่ในละแวกเดียวกัน แต่ไม่มีชนิดใดที่อาจถือว่าเหมือนกับอีกชนิดหนึ่งได้อย่างสมบูรณ์ เมื่อเราอ้างอิงเกรดข้ามระบบ สิ่งที่เราทำจริงคือนำเกรดที่กำหนดในระบบมาตรฐานหนึ่งมาเทียบเคียงกับเกรดที่ใกล้เคียงที่สุดในอีกระบบหนึ่ง โดยใช้ช่วงองค์ประกอบทางเคมีและข้อกำหนดความสามารถในการชุบแข็งเป็นพื้นฐาน สิ่งที่ได้ออกมาคือความสอดคล้องโดยประมาณเท่านั้น การทดแทนเป็นเรื่องแยกต่างหาก — การผลิตชิ้นส่วนด้วยเกรดอื่นที่ไม่ใช่เกรดที่ระบุในแบบวิศวกรรม — และมันเพิ่มภาระงานเป็นทวีคูณ: ขีดจำกัดบนและล่างขององค์ประกอบ เส้นโค้งการชุบแข็งแบบปลายชุบ ขีดจำกัดสิ่งเจือปน และการตั้งค่าการอบชุบความร้อน ล้วนต้องได้รับการตรวจสอบใหม่ทั้งหมด ด้านล่างนี้คุณจะพบตารางอ้างอิงข้ามสี่ระบบซึ่งครอบคลุมตระกูลเหล็กเกียร์ที่ใช้บ่อยสามตระกูล (คาร์บูไรซิ่ง ชุบแข็งและอบคืนตัว และไนไตรดิ้ง) ช่วงคุณสมบัติทางกลของเกรด GB และการตรวจสอบห้าข้อที่ต้องทำก่อนการทดแทนใด ๆ

I. สามคำที่ต้องแยกออกจากกัน

การอ้างอิงเกรดข้ามระบบ การใช้ความสัมพันธ์โดยประมาณของช่วงองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติทางกล เกรดภายใต้ระบบมาตรฐาน A จะถูกจับคู่กับเกรดที่ค่อนข้างใกล้เคียงในระบบ B สิ่งที่ได้คือช่วงที่เป็นไปได้ ไม่ใช่ใบอนุญาตให้ทดแทน

การทดแทน (การเปลี่ยนวัสดุ) แบบวิศวกรรมของลูกค้าระบุเกรดหนึ่ง และซัพพลายเออร์ผลิตด้วยอีกเกรดหนึ่ง องค์ประกอบ ความสามารถในการชุบแข็ง ความสะอาด และเส้นทางการอบชุบความร้อนทั้งหมดต้องได้รับการยืนยันอีกครั้งในขั้นตอนนี้ และในกรณีส่วนใหญ่ลูกค้าต้องให้การอนุมัติเป็นลายลักษณ์อักษร

ความสามารถในการชุบแข็ง ความลึกของชั้นชุบแข็งที่เหล็กสามารถพัฒนาได้ในระหว่างการชุบแข็งเป็นตัวกำหนดคุณสมบัตินี้ การทดสอบปลายชุบ (Jominy) เป็นวิธีการวัด และ GB/T 225 เป็นการนำไปใช้ในประเทศ เกรดสองชนิดที่มีชื่อเหมือนกันหรือเกือบเหมือนกันยังสามารถมีเส้นโค้งความสามารถในการชุบแข็งที่แตกต่างกันได้ — ซึ่งเป็นจุดที่ล้มเหลวบ่อยครั้งเมื่อพยายามทดแทน

II. เหล็กเกียร์แบบคาร์บูไรซิ่ง: การอ้างอิงข้ามสี่ระบบ

• จีน GB 20CrMnTi: — (ไม่มีเกรดเทียบเท่าโดยตรง)
  • ญี่ปุ่น JIS: SMK22
  • สหรัฐอเมริกา AISI/SAE: —
  • การใช้งานทั่วไป: เกียร์คาร์บูไรซ์แบบเกียร์บ็อกซ์ยานยนต์ มีการใช้ในประเทศจำนวนมาก
• จีน GB 20CrMo: 20CrMo5 / 1.7320
  • ญี่ปุ่น JIS: SCM420
  • สหรัฐอเมริกา AISI/SAE: 4118 / 4120
  • การใช้งานทั่วไป: เกียร์คาร์บูไรซ์แบบโมดูลขนาดเล็กและกลาง
• จีน GB 20CrNi2Mo: 20NiCrMo2-2 / 1.6523
  • ญี่ปุ่น JIS: SNCM420
  • สหรัฐอเมริกา AISI/SAE: 4320
  • การใช้งานทั่วไป: เกียร์คาร์บูไรซ์สำหรับงานหนัก
• จีน GB 20CrNiMo: 20NiCrMo2-2 / 1.6523
  • ญี่ปุ่น JIS: SNCM220
  • สหรัฐอเมริกา AISI/SAE: 8620
  • การใช้งานทั่วไป: เกียร์คาร์บูไรซ์เอนกประสงค์

ในกรณีที่ตารางแสดง “—” หมายความว่าระบบนั้นไม่มีเกรดทั่วไปที่สามารถจับคู่ได้โดยตรง นั่นไม่ได้หมายความว่าเหล็กคาร์บูไรซิ่งของเยอรมันไม่สามารถผลิตเกียร์เดียวกันได้ แต่หมายความว่างานต้องผ่านการตรวจสอบความสามารถในการชุบแข็งและองค์ประกอบ และการทดแทนจะทำหลังจากทั้งสองฝ่ายยืนยันแล้วเท่านั้น กรณีตรงกันข้ามก็สำคัญเช่นกัน: เมื่อลูกค้าระบุเหล็กคาร์บูไรซิ่งมาตรฐานเยอรมัน เช่น 16MnCr5 หรือ 20MnCr5 ซัพพลายเออร์ควรดูขนาดหน้าตัดและความลึกชั้นชุบที่ต้องการก่อนตัดสินใจว่าจะเลือกชนิดใดในสองชนิดนั้น

III. เหล็กเกียร์แบบชุบแข็งและอบคืนตัว: การอ้างอิงข้ามสี่ระบบ

• จีน GB 40Cr: 41Cr4 / 1.7035
  • ญี่ปุ่น JIS: SCr440
  • สหรัฐอเมริกา AISI/SAE: 5140
  • การใช้งานทั่วไป: เกียร์ชุบแข็งและอบคืนตัวสำหรับภาระปานกลาง
• จีน GB 42CrMo: 42CrMo4 / 1.7225
  • ญี่ปุ่น JIS: SCM440
  • สหรัฐอเมริกา AISI/SAE: 4140 / 4142
  • การใช้งานทั่วไป: เกียร์ความแข็งแรงสูงเอนกประสงค์ เพลาเกียร์
• จีน GB 35CrMo: 34CrMo4 / 1.7220
  • ญี่ปุ่น JIS: SCM435
  • สหรัฐอเมริกา AISI/SAE: 4135
  • การใช้งานทั่วไป: เกียร์หน้าตัดปานกลาง
• จีน GB เหล็ก 45: C45 / 1.0503
  • ญี่ปุ่น JIS: S45C
  • สหรัฐอเมริกา AISI/SAE: 1045
  • การใช้งานทั่วไป: เกียร์ความเร็วต่ำภาระเบา
• จีน GB 40CrNiMo: 40CrNiMo6 / 1.6511
  • ญี่ปุ่น JIS: SNCM439
  • สหรัฐอเมริกา AISI/SAE: 4340
  • การใช้งานทั่วไป: เพลาเกียร์ความแข็งแรงสูง
• จีน GB 34CrNiMo: 34CrNiMo6 / 1.6582
  • ญี่ปุ่น JIS: —
  • สหรัฐอเมริกา AISI/SAE: —
  • การใช้งานทั่วไป: เกียร์ชุบแข็งและอบคืนตัวหน้าตัดขนาดใหญ่

เหล็กชุบแข็งและอบคืนตัวจับคู่ได้เรียบร้อยกว่าเหล็กคาร์บูไรซิ่ง เนื่องจากตระกูลที่มีโครเมียมและโมลิบดีนัมมีซีรีส์ที่สมบูรณ์ในทุกระบบ มีข้อควรระวังหนึ่งประการ การจับคู่ของเหล็ก 45 กับ C45 และ S45C เป็นเรื่องปกติพอสมควร แต่เหล็ก 45 เพียงอย่างเดียวมีความสามารถในการชุบแข็งจำกัด เมื่อหน้าตัดใหญ่ขึ้น ความแข็งจะลดลงตามหน้าตัดรุนแรงกว่ากับ 42CrMo ดังนั้นการใช้เหล็ก 45 สำหรับการชุบแข็งและอบคืนตัวชิ้นส่วนหน้าตัดขนาดใหญ่จึงควรระมัดระวัง

IV. เหล็กเกียร์แบบไนไตรดิ้ง: การอ้างอิงข้าม

ทุกระบบมีเกรดเหล็กไนไตรดิ้งไม่มากนัก ดังนั้นช่วงตัวเลือกจึงแคบกว่าเหล็กคาร์บูไรซิ่ง การไนไตรดิ้งให้การบิดตัวน้อยและความแข็งผิวฟันสูง ซึ่งเหมาะกับชิ้นส่วนความแม่นยำที่ไม่สะดวกต่อการเจียรหลังการอบชุบความร้อน ข้อเสียคือชั้นชุบแข็งบาง ซึ่งทำให้ไม่เหมาะกับสภาวะกระแทกอย่างรุนแรง

V. ช่วงคุณสมบัติทางกลของเกรด GB ทั่วไป

ตัวเลขเหล่านี้ใช้สำหรับการตัดสินระดับเกรดอย่างรวดเร็ว ค่าเฉพาะขึ้นอยู่กับใบรับรองคุณภาพของโรงงานเหล็กและการตรวจสอบซ้ำเมื่อรับเข้า

สามารถอ่านได้หนึ่งบรรทัดจากตารางนี้ เหล็กคาร์บูไรซิ่งได้ความแข็งแรงจากชั้นผิวชุบแข็ง ในขณะที่ความแข็งแกนถูกคงไว้ที่ 30~45 HRC เพื่อรักษาความเหนียว ส่วนเหล็กชุบแข็งและอบคืนตัวได้ความแข็งแรงจากการชุบแข็งตลอดหน้าตัด โดยความแข็งอยู่ในช่วง 240~320 HB จะเลือกเส้นทางใดนั้นขึ้นอยู่กับว่าความเค้นสัมผัสที่ผิวฟันหรือความเค้นดัดที่โคนฟันเป็นสิ่งวิกฤตมากกว่า ไม่ใช่ว่าเกรดใดฟังดูทันสมัยกว่า

VI. ความแข็งในฐานะหน่วยร่วมสำหรับการเปรียบเทียบข้ามระบบ

แบบวิศวกรรมหนึ่งอาจระบุ HRC อีกอันระบุ HB อันที่สามระบุ HV ดังนั้นเมื่อใดก็ตามที่ต้องตัดสินเกียร์หนึ่งตัวเทียบกับทั้งสามหน่วย ขั้นตอนการแปลงก็หลีกเลี่ยงไม่ได้ ระดับที่พบบ่อยที่สุด (ค่าเป็นค่าประมาณ):

• HRC 25: 255
  • HV: 260
  • การจับคู่ทั่วไป: เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง ชุบแข็งและอบคืนตัว
• HRC 30: 285
  • HV: 290
  • การจับคู่ทั่วไป: เหล็กชุบแข็งและอบคืนตัว
• HRC 40: 370
  • HV: 380
  • การจับคู่ทั่วไป: เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง ชุบแข็งและอบคืนตัว
• HRC 48: 455
  • HV: 470
  • การจับคู่ทั่วไป: 40Cr ชุบแข็งด้วยการเหนี่ยวนำ
• HRC 52: 510
  • HV: 525
  • การจับคู่ทั่วไป: เหล็กกล้าเจือ ชุบแข็ง
• HRC 58: 580
  • HV: 610
  • การจับคู่ทั่วไป: 20CrMnTi คาร์บูไรซ์และชุบแข็ง
• HRC 62: 640
  • HV: 670
  • การจับคู่ทั่วไป: เหล็กกล้าเร็ว / เหล็กคาร์บูไรซิ่ง

ระดับข้อกำหนดความแข็งทั่วไปสำหรับเกียร์:

• ประเภทเกียร์ เกียร์คาร์บูไรซ์และชุบแข็ง: คาร์บูไรซ์ + ชุบแข็ง + อบคืนตัวต่ำ
  • ช่วงความแข็งทั่วไป: 58~62 HRC
  • คำอธิบาย: ผิวฟันแข็ง แกนเหนียว ทนทานต่อการกระแทก
• ประเภทเกียร์ เกียร์ชุบแข็งและอบคืนตัว + ชุบแข็งผิวฟันด้วยการเหนี่ยวนำ: ชุบแข็งและอบคืนตัว + ชุบแข็งผิวฟันด้วยการเหนี่ยวนำ
  • ช่วงความแข็งทั่วไป: 48~55 HRC
  • คำอธิบาย: ผิวฟันแข็ง แกนยังคงความเหนียว
• ประเภทเกียร์ เกียร์ชุบแข็งและอบคืนตัว: ชุบแข็งและอบคืนตัว
  • ช่วงความแข็งทั่วไป: 280~320 HB
  • คำอธิบาย: ความแข็งแรงปานกลาง ใช้สำหรับความเร็วปานกลางและต่ำ
• ประเภทเกียร์ เกียร์ไนไตรด์: ชุบแข็งและอบคืนตัว + ไนไตรดิ้งด้วยแก๊ส/พลาสมา
  • ช่วงความแข็งทั่วไป: ≥50 HRC (ชั้นไนไตรด์)
  • คำอธิบาย: การบิดตัวน้อย ทนทานต่อการสึกหรอ
• ประเภทเกียร์ เกียร์ชุบแข็งตลอดหน้าตัด: ชุบแข็งตลอดหน้าตัด + อบคืนตัวต่ำ
  • ช่วงความแข็งทั่วไป: 45~55 HRC
  • คำอธิบาย: เกียร์โมดูลขนาดเล็ก

ความสัมพันธ์การแปลงเหล่านี้ใช้ได้เฉพาะในช่วงโดยประมาณเท่านั้น ต่ำกว่า 20 HRC สเกลร็อกเวลล์ C ให้ค่าคลาดเคลื่อนมากและควรใช้สเกล HRB แทน ต่ำกว่า 450 HB สามารถประมาณ HRC และ HB ได้โดยประมาณเป็น HRC ≈ (HB − 200) / 10 เนื่องจากความคลาดเคลื่อนในการวัดเพิ่มขึ้นในบริเวณที่ต่ำกว่า 20 HRC ควรตกลงสเกลการตรวจสอบเมื่อรับมอบ

VII. ห้าข้อที่ต้องตรวจสอบก่อนการทดแทน

• องค์ประกอบทางเคมี: แต่ละมาตรฐานมีความแตกต่างในขีดจำกัดบนและล่างสำหรับ Si, Mn, Cr, Ni, Mo ตรวจสอบทีละธาตุ
• ความสามารถในการชุบแข็ง: เปรียบเทียบตามข้อมูลการชุบแข็งแบบปลายชุบ อย่าอนุมานจากชื่อเกรด ยิ่งหน้าตัดใหญ่ยิ่งวิกฤต
• ความสะอาด: แต่ละมาตรฐานมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับปริมาณ S และ P และระดับสิ่งเจือปน
• กระบวนการอบชุบความร้อน: หลังจากเปลี่ยนวัสดุ อุณหภูมิคาร์บูไรซิ่ง ศักย์คาร์บอน ตัวกลางชุบแข็ง และพารามิเตอร์การอบคืนตัว จำเป็นต้องได้รับการยืนยันใหม่
• ข้อกำหนดของลูกค้า: เมื่อแบบวิศวกรรมระบุมาตรฐานและเกรดอย่างชัดเจน ให้จัดซื้อตามข้อกำหนด การเปลี่ยนแปลงต้องได้รับการยืนยันจากลูกค้า

VIII. ข้อมูลเชิงปฏิบัติ

• สำหรับคำสั่งซื้อส่งออก ต้องกำหนดก่อนว่าลูกค้าตรวจสอบตามมาตรฐานใด แบบวิศวกรรมอาจระบุ 20CrMnTi ในขณะที่ลูกค้าเยอรมันตรวจสอบตามมาตรฐานเยอรมัน ความยากมักไม่ใช่ว่าชิ้นส่วนผลิตได้หรือไม่ แต่เป็นการยื่นตรวจสอบเทียบค่าใด ประโยคหนึ่งในข้อตกลงทางเทคนิคที่ระบุหมายเลขมาตรฐานวัสดุและช่วงองค์ประกอบ ช่วยประหยัดปัญหาได้มากกว่าการโต้แย้งในภายหลัง
• เชื่อเส้นโค้งการชุบแข็งแบบปลายชุบมากกว่าฉลากเกรด โรงงานเหล็กส่งเกรดระบุเดียวกันที่มีช่วงความสามารถในการชุบแข็งต่างกัน เมื่อความสามารถในการชุบแข็งเป็นข้อกำหนด ให้ใส่ค่า J ลงในข้อกำหนดการจัดซื้อและตรวจสอบระหว่างการตรวจรับซ้ำ ซึ่งดีกว่าการอ่านเกรดเพียงอย่างเดียวจากใบรับรอง
• การเปลี่ยนวัสดุลากพารามิเตอร์การอบชุบความร้อนไปด้วย การเปลี่ยนเพียงคำระบุในแบบวิศวกรรมแต่เรียกใช้กระบวนการคาร์บูไรซิ่งเหมือนเดิมเป็นสาเหตุทั่วไปของความผิดปกติทั้งล็อต — เมื่อปริมาณนิกเกิลเปลี่ยน ความลึกชั้นชุบที่ได้ที่ศักย์คาร์บอนและเวลาเดียวกันก็เปลี่ยนไปด้วย
• รายงานการตรวจสอบควรมีเกรด หมายเลขมาตรฐาน และสภาพการอบชุบความร้อนครบถ้วน ในการตรวจสอบเพื่อส่งออก รายงานที่ระบุเพียง “เหล็กกล้าเจือ, HRC58” ทำให้ลูกค้าไม่สามารถจับคู่กับข้อกำหนดในแบบวิศวกรรมได้ การเขียนทั้งสามอย่างครบถ้วนจะปิดห่วงโซ่การสอบกลับ

ระหว่างเกรดวัสดุกับเกียร์สำเร็จรูปมีหลายขั้นตอน: การตัดเฉือนและการตรวจสอบเกียร์ทรงกระบอกความแม่นยำ, การกลึง การกัด และการอบชุบความร้อนของชิ้นส่วนส่งกำลังแบบเพลา และ กระบวนการตัดเฉือนความแม่นยำและการเจียรเกียร์ สำหรับชิ้นส่วนซีรีส์มาตรฐานเช่นแร็ค หมายเลขชิ้นส่วนเองบ่งบอกวัสดุ: ใน GY-CSTGH-020-10-S ตำแหน่ง C หมายถึง S45C และ M หมายถึง SCM440 ในขณะที่ 020 หมายถึงโมดูล M2 และ 10 หมายถึงความยาว 1000mm เมื่อแบบวิศวกรรมต้องการการทบทวนทางวิศวกรรมครอบคลุมวัสดุและการอบชุบความร้อน ติดต่อเรา

PinyiGear จัดหาเกียร์ความแม่นยำและชิ้นส่วนส่งกำลังตามแบบวิศวกรรม พร้อมเอกสารวัสดุและการอบชุบความร้อนที่สามารถสอบกลับถึงมาตรฐานที่ระบุในคำสั่งซื้อ