Veelvoorkomende defecten bij warmtebehandeling van gecarboneerde tandwielen en preventieve maatregelen
Gecarbureerde tandwielen worden veel gebruikt in de machinebouw. Tandwielen met carburatie worden in veel machines gebruikt, zoals transmissies, reductoren en achterassen. Praktisch gebruik toont aan dat de meeste defecten aan het tandwiel te maken hebben met defecten aan het gecarboneerde tandwiel tijdens het warmtebehandelingsproces. Deze defecten hebben ernstige gevolgen voor de levensduur van het tandwiel en zelfs voor het gebruik van de gehele montage. Daarom heeft het bespreken van de warmtebehandelingdefecten van gecarboneerde tandwielen en hun preventieve maatregelen een belangrijke leidende betekenis voor het verbeteren van de mechanische prestaties.
Veel voorkomende defecten bij warmtebehandeling van gecarboneerde tandwielen
1. Transitioneel carboneren van het tandwieloppervlak
2. De oppervlaktehardheid na het blussen is laag
3. De onvoldoende hardheid van de tandwielkern
4. De uitgeharde laag van het tandwiel is ondiep
5. Ongelijke diepte van de gecarboniseerde laag
1. Transitioneel carboneren van het tandwieloppervlak
Nadat het gecarboneerde tandwiel onjuist is gehanteerd en te veel gecarboneerd, zal de oppervlaktelaag er blokvormig en netwerkcarbiden uitzien. Een kleine hoeveelheid hardmetaal kan de slijtvastheid en contactmoeheidsterkte van het tandwiel verbeteren. Als er te veel blokvormige en genetwerkte carbiden zijn, zal het de broosheid van de oppervlaktelaag van het tandwiel vergroten, gemakkelijk eraf vallen, het plastische vervormingsvermogen van het tandwiel tijdens gebruik verminderen, de slagvastheid verminderen, de buigvermoeidheid van de tandwortel verminderen en de hoek van het tandpunt wordt broos en gemakkelijk te kraken. Na het afschrikken bevindt het gecarbureerde tandwiel zich in het maalproces. Als het gemakkelijk te kraken is.
Oorzaak analyse
Als tijdens het carboneren het koolstofpotentieel in de carboniseringsoven te hoog is en de infiltratietijd te lang is, zal de mate van hypereutectoïde (perliet + secundair cementiet) van de oppervlaktelaag groter zijn, en overmatige carbonisatie van de tandwieloppervlak zal optreden. Vooral voor gecarbureerd staal dat sterke carbidevormende elementen zoals Mo en W bevat, is de diffusiesnelheid van koolstofelementen laag en is de oppervlaktekoolstofconcentratie van de gecarboniseerde tandwiellaag hoog en bereikt deze de gecarboniseerde laag van hypereutectoïde samenstelling. Cementiet wordt neergeslagen op de korrelgrenzen van het steniet om een massieve en genetwerkte distributie te vormen.
Voorzorgsmaatregel
(1) Bij gascarbonering, om overmatige carbonering van de oppervlaktelaag te voorkomen, wordt de diffusiefase gerangschikt in de latere fase van de sterke infiltratie, en de redelijke indeling van de tijd van de sterke infiltratie en diffusiefase heeft een goede relatie om de diepte van de infiltratielaag te regelen.
(2) Voor tandwielen die al overmatige carburatie van het oppervlak hebben geproduceerd, moet de diffusiebehandeling worden uitgevoerd in een carboniseringsoven met een laag koolstofpotentieel of een carbide sferoïdiserende gloeibehandeling (om een korrelige perlietstructuur te verkrijgen en de structuur voor te bereiden voor blussen). Voer opnieuw blussen uit.
2. De oppervlaktehardheid na het blussen is laag
De lage oppervlaktehardheid van gecarboneerde tandwielen zal resulteren in een vermindering van de slijtvastheid en vermoeidheidsweerstand van de tandwielen, en zal de wrijving en slijtvastheid van het tandoppervlak nadelig beïnvloeden.
Oorzaak analyse
(1) Oppervlakte-ontkoling, metallografisch onderzoek toonde koolstofarm fenomeen aan, en een zachte laag werd gevonden op het oppervlak van het teststuk van de vijl, die werd veroorzaakt door onvoldoende beschermende atmosfeer tijdens het afschrikproces na carbonerende diffusie.
(2) Door defecte apparatuur (zoals klauwplaat, ovenopening en onderhoud, enz.), Vindt oxidatie plaats in de fase van hoge temperatuur en wordt de koolstof op het oppervlak geoxideerd tot gas en weggebrand.
(2) De afkoelsnelheid is te laag. Onder de microscoop is de oppervlaktestructuur niet martensiet, maar sorbiet. Bij metallografische waarnemingen heeft het naaldvormige martensiet een duidelijke corrosieweerstand, terwijl het sorbiet donkerder is (gemakkelijk te corroderen) en de hardheid van de microhardheidsmeter sterk varieert.
(4) De hoge carboneringstemperatuur en de afschriktemperatuur van het tandwiel veroorzaken te veel austenitische restmassa op het oppervlak na het afschrikken.
(5) Het tandwielmateriaal heeft een slechte hardbaarheid en onvoldoende koelcapaciteit van het bluskoelmedium.
(6) De tempertemperatuur is te hoog na het blussen en de getemperde martensietstructuur wordt niet verkregen.
Voorzorgsmaatregel
(1) Zorg voor een geschikte koolstofverhogingsbehandeling voor tandwielen die een laag koolstofgehalte op het tandwieloppervlak hebben veroorzaakt.
(2) Selecteer materialen met de juiste hardbaarheid en koelmedium met de juiste koelcapaciteit, en blus en koel.
(3) Neem vooraf maatregelen om de hoeveelheid vastgehouden austeniet na het blussen te verminderen. Voor gecarbureerde tandwielen die te veel austeniet bevatten, moet u gedurende meer dan 3 uur een hoge temperatuur temperen bij 650 ~ 670 ℃ om een deel van gelegeerde carbiden neer te slaan, waardoor de stabiliteit van austeniet tijdens het opwarmen en blussen wordt verminderd, en austeniet wordt bevorderd. naar martensiet.
(3) Het koelen of opnieuw verwarmen en blussen van tandwieloverbrenging moet worden uitgevoerd in een beschermende atmosfeer. Voor tandwielen die al oxidatie hebben ondergaan, moet de oxideaanslag worden verwijderd (dit heeft geen invloed op de thermische nabewerking van het tandwiel) en moet de oppervlaktelaag worden gecarboneerd voordat deze wordt geblust.
5) Als de lage hardheid van het tandwieloppervlak wordt veroorzaakt door een te hoge tempertemperatuur, moet het opnieuw worden geblust en moet een lagere temperatuur worden geselecteerd voor het temperen.
(6) De bediener en het aanverwante personeel dienen de apparatuur regelmatig te inspecteren, vooral tijdens de productiecyclus, om te voorkomen dat het blussen van het werkstuk als gevolg van de apparatuur uitvalt en de martensitische structuur niet wordt verkregen.
3. Onvoldoende hardheid van de tandwielkern
De kern van gecarboneerd tandwiel vereist een bepaalde mate van hardheid en lage hardheid, en het vloeipunt van het tandwielmateriaal wordt verminderd, wat vatbaar is voor plastische vervorming van de kern, waardoor de afpelweerstand van de geharde laag van het tandwiel en de buigende vermoeidheidsprestaties van de tandwortel.
Oorzaak analyse
(1) Het tandwielmateriaal heeft een slechte hardbaarheid, het tandwielmateriaal is slecht en de interne bandstructuur van het staal is ernstig.
(2) Nadat het tandwiel is gecarboneerd, is de voorkoeltemperatuur vóór het blussen te laag, zodat het temperatuurverschil tussen de voorkoeltemperatuur en de blustemperatuur klein is en de afkoelsnelheid onvoldoende is.
(3) Maar de snelheid is niet genoeg. De metallografische structuurwaarneming is geen koolstofarme martensietstructuur, maar een gemengde structuur van sorbiet en martensiet.
(4) Er blijft een grote hoeveelheid onopgelost ferriet in de kern achter, wat wordt veroorzaakt door een lage verwarmingstemperatuur of onvoldoende verwarmingstijd (afschrikbehandeling wordt uitgevoerd voordat volledige austenitisatie plaatsvindt).
Voorzorgsmaatregel
(1) Kies staal met een goede hardbaarheid en goed materiaal als gecarboneerd tandwielmateriaal.
(2) Regel de temperatuur van de diffusiezone en de voorkoelende afschrikzone om ervoor te zorgen dat de afkoelsnelheid kan voldoen aan de afschrikvereisten
(3) Kies een koelmedium met goede koelprestaties voor het blussen om een koolstofarme martensietstructuur in de kern te verkrijgen.
(4) Kies een geschikte blustemperatuur en verwarmingstijd om uniform austeniet in de kern te verkrijgen, om na het blussen te verkrijgen
4. De uitgeharde laag van het tandwiel is ondiep
De oppervlaktehardheid van het gecarboneerde tandwiel is niet diep genoeg, wat de anti-stripprestaties van de geharde oppervlaktelaag vermindert en ook de levensduur verkort.
Oorzaak analyse
(1) Tijdens het carboneringsproces is de carboneringstijd te kort, de carboneringstemperatuur laag en de gecarboniseerde laag ondiep.
(2) De temperatuurverdeling van de effectieve verwarmingszone in de oven is ongelijk.
(3) Onjuiste controle van het koolstofpotentieel in de sterke infiltratiefase en de diffusiefase in het carboniseringsproces.
(4) De tandwielen zijn niet van vet ontdaan voordat de oven is geïnstalleerd, de hoeveelheid oven is te groot en de resterende poriën zijn te klein.
(5) Het geselecteerde tandwielstaalmateriaal en de hardbaarheid zijn slecht, en de koelprestaties van het blusmedium zijn onvoldoende, waardoor de geharde laag ondiep is na normaal carboneren en blussen.
Voorzorgsmaatregel
(1) Kies redelijkerwijs staal met geschikte hardbaarheid als het gecarboneerde tandwielmateriaal en controleer strikt de kwaliteit van tandwielstaal. Alvorens de fabriek binnen te gaan, moet de chemische samenstelling en organisatie van het staal worden gecontroleerd op acceptatie volgens kwaliteitsnormen.
(2) Controleer strikt de oppervlaktekwaliteit van het tandwiel vóór het carboneren, de hoeveelheid geïnstalleerde oven, de temperatuur in de oven, de koolstofpotentiaalatmosfeer in de oven, de infiltratie- en diffusietijd, de blustemperatuur na koolstof, de temperatuur van de koelmedium en het koelmedium, etc.
(3) Carbureer de tandwielen met onvoldoende carburatie volgens de huidige diepte om een redelijk reparatieproces voor te bereiden.
5. Ongelijke diepte van gecarboniseerde laag
Onder normale omstandigheden, tijdens het carboniseringsproces van het tandwiel, is de tandwortel iets ondieper dan andere delen vanwege de geometrische vorm en de kromtestraal. Geometrische factoren zorgen ervoor dat een ongelijkmatige gecarboniseerde laag onvermijdelijk is. Door andere factoren is de kwellaag echter ongelijkmatiger dan normaal, wat discontinuïteit in de prestaties van verschillende delen van de uitrusting zal veroorzaken. Het zwakke gebied wordt eerst vernietigd en vervolgens wordt de hele versnelling beschadigd, wat de levensduur van de versnelling ernstig beïnvloedt.
Oorzaak analyse
(1) Tijdens het carboneren met gas is de temperatuur in de oven ongelijkmatig, is het koolstofpotentieel ongelijk en wordt de atmosfeer in de oven niet goed gecirculeerd.
(2) De tandwielen worden niet schoongemaakt voordat de oven is geïnstalleerd, en onzuiverheden zoals olievlekken en roet blijven op het tandwieloppervlak achter, en de ontvettingstemperatuur is onredelijk. Cokesvorming vindt plaats op het tandoppervlak tijdens het carboneren.
(4) De ovenbelasting is te groot, de ovenlaadmethode is onredelijk en de werkstukken maken contact met elkaar en botsen met elkaar.
(4) In gebieden waar carbonering niet vereist is, kan een ongelijkmatige en onredelijke toepassing van het anti-lekmiddel een ongelijke diepte van de gecarboniseerde laag veroorzaken
Voorzorgsmaatregel
(1) Let bij het carboneren op de volledige circulatie van de ovenatmosfeer, de temperatuur van alle onderdelen in de oven moet uniform zijn en de ventilatoren in elke zone moeten regelmatig worden gecontroleerd in overeenstemming met de relevante voorschriften. Bovendien moet een redelijke drukverhouding tussen de voorkant en de achterkant van de oven worden gekozen.
(2) Voer het voorbereidende werk uit vóór warmtebehandeling en carbonering, verwijder de olie van het tandoppervlak, roet en andere stoffen. De praktijk heeft uitgewezen dat na het reinigen de ontvettingstemperatuur van 400-500 ℃ ideaal is voor het verwijderen van materialen op het tandwieloppervlak.
(3) Redelijk ontwerp van gereedschapsarmaturen, de hoeveelheid oveninstallatie mag niet te veel zijn en de installatiemethode van de oven is redelijk.
(4) Voor werkstukken die anti-doorsijpeling nodig hebben, moet het anti-lekkagemiddel gelijkmatig worden geborsteld.
(5) De afdichtingsprestaties van de koolstofoven moeten goed zijn en de carboniseringsoven moet regelmatig worden gereviseerd
