Almindelige fejl i varmebehandling af karburiserede gear og forebyggende foranstaltninger
Karburiserede gear er meget udbredt inden for maskinteknik. Karburiserede gear bruges i mange maskiner såsom transmissioner, reduktionsgear og bagaksler. Praktisk brug viser, at de fleste gearfejl er relateret til defekterne i det karburiserede gear under varmebehandlingsprocessen. Disse defekter påvirker gearets levetid alvorligt og endda brugen af hele forsamlingen. Derfor har diskussion af varmebehandlingsfejl hos karburiserede gear og deres forebyggende foranstaltninger vigtig vejledende betydning for forbedring af den mekaniske ydeevne.
Almindelige defekter i varmebehandling af karburiserede gear
1. Overgangs karburering af gearfladen
2. Overfladehårdheden efter slukning er lav
3. Gearkernens utilstrækkelige hårdhed
4. Det gearhærdede lag er lavt
5. Ujævn dybde af det karburiserede lag
1. Overgangs karburering af gearfladen
Efter at det karburiserede udstyr er blevet håndteret forkert og for hårdt karbureret, vil overfladelaget fremstå blokeret og netværkscarbider. En lille mængde granulært hårdmetal kan forbedre slidstyrken og styrketrætheden i gearet. Hvis der er for mange blokerede og netværksbaserede karbider, øges gearets overfladelag skørhed, let at falde af, reducerer gearets plastiske deformationsevne under brug, reducerer slagmodstanden, reducerer tandrotens bøjningsudmattelsesevne , og tandspidsens vinkel bliver skør og let at revne. Efter slukning er det karburiserede gear i slibeprocessen. Når det er let at knække.
Årsag Analyse
Hvis kulstofpotentialet i karburiseringsovnen er for højt og infiltrationstiden er for lang under gas, vil graden af hypereutektoid (perlit + sekundær cementit) i overfladelaget være større og overdreven karburisering af gearoverflade vil forekomme. Især for karburiserede stål, der indeholder stærke hårdmetaldannende elementer såsom Mo og W, er diffusionshastigheden af kulstofelementer langsom, og overfladecarbonkoncentrationen af gearkarbureret lag er høj og når det karburiserede lag af hypereutektoid sammensætning. Cementit udfældes ved stenitens korngrænser for at danne en massiv og netværksfordeling.
Forsigtighed
(1) Når gas karburiseres for at forhindre overdreven karburering af overfladelaget arrangeres diffusionstrinet i det senere trin af den stærke infiltration, og det rimelige arrangement af tiden for det stærke infiltrations- og diffusionsstadium har et stort forhold for at kontrollere dybden af infiltrationslaget.
(2) For gear, der allerede har produceret overdreven overfladekarburisering, bør diffusionsbehandling udføres i en karboniserende ovn med lavt kulstofindhold eller karbidsfæroidiserende udglødningsbehandling (for at opnå en granuleret perlitstruktur og forberede strukturen til slukning). Udfør gendæmpning.
2. Overfladehårdheden efter slukning er lav
Den lave overfladehårdhed af karburiserede gear vil resultere i reduktion af tandhjulets slidstyrke og træthedsmodstand og vil påvirke tandoverfladens friktion og slidstyrke negativt.
Årsag Analyse
(1) Overfladeafkalkning, metallografisk undersøgelse viste kulstof-magert fænomen, og der blev fundet et blødt lag på overfladen af teststykket i filen, hvilket var forårsaget af utilstrækkelig beskyttende atmosfære under slukningsprocessen efter karburiserende diffusion.
(2) På grund af udstyrssvigt (såsom chuck, ovnåbning og vedligeholdelse osv.) Opstår oxidation i højtemperaturfasen, og kulstof på overfladen oxideres til gas og brændes væk.
(2) Kølehastigheden er for lav. Under mikroskopet er overfladestrukturen ikke martensit, men sorbit. Ved metallografisk observation har den acicular martensit åbenbar korrosionsbestandighed, mens sorbiten er mørkere (let at korrodere), og hårdheden af mikrohardhedstesteren varierer meget.
(4) Gearets høje karbureringstemperatur og slukketemperatur forårsager for meget rest austenitisk masse på overfladen efter slukning.
(5) Gearmaterialet har dårlig hærdbarhed og utilstrækkelig kølekapacitet på det slukkende køle medium.
(6) Hærdetemperaturen er for høj efter slukning, og den hærdede martensitstruktur opnås ikke.
Forsigtighed
(1) Tag passende behandling med kulstofforøgelse for gear, der har forårsaget lavt kulstofindhold på gearoverfladen.
(2) Vælg materialer med passende hærdbarhed og kølemedium med passende kølekapacitet, og sluk og afkøl.
(3) Foretag foranstaltninger på forhånd for at reducere mængden af tilbageholdt austenit efter slukning. For karburiserede gear, der indeholder for meget tilbageholdt austenit, skal du udføre en hærdning ved høj temperatur ved 650 ~ 670 ℃ i mere end 3 timer for at udfælde en del af legeret carbider, hvorved austenitens stabilitet reduceres under genopvarmning og quenching og fremme austenit Kroppen transformeres til martensite.
(3) Afkøling eller genopvarmning af tandhjulskarburering skal udføres i en beskyttende atmosfære. For gear, der allerede har gennemgået oxidation, skal oxidskalaen fjernes (påvirker ikke den termiske efterbehandlingsstørrelse på gearet), og overfladelaget bør karboniseres, før det slukkes.
5) Hvis gearoverfladens lave hårdhed er forårsaget af for høj tempereringstemperatur, skal den slukkes igen, og en lavere temperatur skal vælges til temperering.
(6) Operatøren og beslægtet personale bør regelmæssigt inspicere udstyret, især under produktionscyklussen, for at undgå svigt i standsning af emnet på grund af udstyret, og den martensitiske struktur opnås ikke.
3. Utilstrækkelig hårdhed af gearkernen
Kernen i karbureret gear kræver en vis grad af hårdhed og lav hårdhed, og gearmaterialets flydepunkt reduceres, hvilket er tilbøjeligt til plastisk deformation af kernen, hvilket reducerer aftrækningsmodstanden for det hærdede lag af gearet og bøjning træthed ydeevne af tandrot.
Årsag Analyse
(1) Gearmaterialet har dårlig hærdbarhed, gearmaterialet er dårligt, og stålets indre båndstruktur er seriøs.
(2) Efter gearet er karbureret, er forkølingstemperaturen før quenching for lav, så temperaturforskellen mellem forkølingstemperaturen og quenchingtemperaturen er lille, og kølehastigheden er utilstrækkelig.
(3) Men hastigheden er ikke nok. Den metallografiske strukturobservation er ikke en martensitstruktur med lavt kulstofindhold, men en blandet struktur af sorbit og martensit.
(4) En stor mængde uopløst ferrit forbliver i kernen, hvilket er forårsaget af lav opvarmningstemperatur eller utilstrækkelig opvarmningstid (quenching-behandling udføres før fuldstændig austenisering).
Forsigtighed
(1) Vælg stål med god hærdbarhed og godt materiale som karbureret gearmateriale.
(2) Kontroller temperaturen i diffusionszonen og forkølingsafkølingszonen for at sikre, at afkølingshastigheden kan imødekomme kølekravet
(3) Vælg et afkølingsmedium med god køleydelse til quenching for at opnå martensitstruktur med lavt kulstofindhold i kernen.
(4) Vælg en passende standsningstemperatur og opvarmningstid for at opnå ensartet austenit i kernen for at opnå efter standsning
4. Det gearhærdede lag er lavt
Overfladeshårdheden på det karburiserede gear er ikke dybt nok, hvilket reducerer antifremkningsevnen for det hærdede overfladelag og reducerer også levetiden.
Årsag Analyse
(1) Under karbureringsprocessen er karbureringstiden for kort, karbureringstemperaturen er lav, og det karburiserede lag er lavt.
(2) Temperaturfordelingen af den effektive opvarmningszone i ovnen er ujævn.
(3) Ukorrekt kontrol af kulstofpotentialet i det stærke infiltrationstrin og diffusionstrinet i karburiseringsprocessen.
(4) Gearene rengøres ikke for fedt, før ovnen installeres, ovnmængden er for meget, og de resterende porer er for små.
(5) Det valgte gearstålmateriale og hærdbarhed er dårlige, og kølepræstationen af quenchemediet er utilstrækkelig, hvilket får det hærdede lag til at være lavt efter normal karburering og quenching.
Forsigtighed
(1) Vælg med rimelighed stål med passende hærdbarhed som det karboniserede gearmateriale, og kontroller strengt kvaliteten af gearstål. Før fabrikken kommer ind, skal den kemiske sammensætning og organisering af stålet kontrolleres for accept i henhold til kvalitetsstandarder.
(2) Kontroller strengt overfladekvaliteten af gearet før karburering, mængden af installeret ovn, temperaturen i ovnen, kulstofpotentialet i atmosfæren i ovnen, infiltrations- og diffusionstiden, slukketemperaturen efter kulstof, temperaturen på kølemedium og kølemedium osv.
(3) Karbur gearene med utilstrækkelig karburering i henhold til den aktuelle dybde for at forberede en rimelig reparationsproces.
5. Ujævn dybde på det karburiserede lag
Under normale omstændigheder under tandens karbureringsproces er tandroten lidt lavere end andre dele på grund af den geometriske form og krumningsradius. Geometriske faktorer medfører, at ujævnt karbureret lag er uundgåeligt. På grund af andre faktorer er sivelaget imidlertid mere ujævnt end normalt, hvilket vil medføre diskontinuitet i ydelsen af forskellige dele af gearet. Det svage område ødelægges først, og derefter er hele gearet beskadiget, hvilket alvorligt påvirker gearets levetid.
Årsag Analyse
(1) Under gaskarburering er temperaturen i ovnen ujævn, kulstofpotentialet er ujævn, og atmosfæren i ovnen cirkuleres ikke godt.
(2) Gearene rengøres ikke, før ovnen installeres, og urenheder såsom oliefletter og kønrøg forbliver på gearoverfladen, og affedtningstemperaturen er urimelig. Koksning forekommer på tandoverfladen under karburering.
(4) Ovnbelastningen er for stor, ovnbelastningsmetoden er urimelig, og emnerne berører og kolliderer med hinanden.
(4) I områder, hvor karburering ikke er påkrævet, kan ujævn og urimelig anvendelse af antisølemidlet forårsage ujævn dybde af det karburiserede lag
Forsigtighed
(1) Ved karburering skal du være opmærksom på ovnatmosfærens fulde cirkulation, temperaturen på alle dele i ovnen skal være ensartet, og ventilatorerne i hver zone skal kontrolleres regelmæssigt i overensstemmelse med relevante regler. Derudover skal der vælges et rimeligt trykforhold mellem for- og bagsiden af ovnen.
(2) Udfør det forberedende arbejde inden varmebehandling og karburering, fjern tandoverfladen olie, kønrøg og andre stoffer. Praksis har bevist, at affedtningstemperaturen på 400-500 after efter rengøring er ideel til at fjerne materialer på gearoverfladen.
(3) Rimeligt design af værktøjsarmaturer, mængden af ovninstallation bør ikke være for meget, og ovninstallationsmetoden er rimelig.
(4) For emner, der har brug for anti-sivning, bør anti-sivemidlet børstes jævnt.
(5) Kulovnens forseglingsevne skal være god, og karburiseringsovnen bør revideres regelmæssigt
