Gir er sentrale transmisjonskomponenter i mekanisk utstyr, og deres ytelse og kvalitet påvirker direkte driftseffektiviteten og levetiden til hele utstyret. Som et viktig ledd i produksjonsprosessen for gir, spiller varmebehandling en viktig rolle for å forbedre hardheten, slitestyrken og utmattelsesmotstanden til gir. Imidlertid er varmebehandlingsprosessen ofte ledsaget av girforvrengningsproblemer, som ikke bare påvirker girets nøyaktighet, men kan også påvirke styrken og levetiden negativt. Denne artikkelen vil diskutere de 12 hovedfaktorene ved forvrengning av girvarmebehandling i detalj, med sikte på å gi en nyttig referanse for utstyrsproduksjon.
1. Karboninnhold
Karboninnhold er den primære faktoren som påvirker forvrengning av girvarmebehandling. Jo høyere karboninnhold i girmaterialet, desto større forvrengning og volumforvrengning produseres under bråkjøling. Dette er fordi under bråkjølingsprosessen av høykarbonstål, endres volumet sterkt når austenitt omdannes til martensitt, noe som resulterer i økt forvrengning. Derfor, ved valg av utstyrsmaterialer, bør karboninnholdet være rimelig kontrollert i henhold til spesifikke brukskrav.
2. Legeringselementer
Legeringselementer har også en betydelig innvirkning på forvrengning av girvarmebehandling. Noen legeringselementer som C, Mn, Ni, Cr, Mo osv. kan øke herdbarheten, men også øke forvrengningstendensen. Andre legeringselementer som Cr, Mn, Mo, Si, Ni, Ti, etc. bidrar til å redusere forvrengning. Dette er hovedsakelig fordi disse elementene kan påvirke mikrostrukturen til stål, og dermed påvirke spenningsfordelingen og forvrengningen under varmebehandling.
3. Herdbarhet
Herdbarhet er en viktig ytelsesindeks for utstyrsmaterialer, som avgjør om utstyret kan oppnå en jevn martensittstruktur under bråkjølingsprosessen. Jo høyere herdbarhet, desto større forvrengning produseres av giret under bråkjøling. Dette er fordi under bråkjølingsprosessen av materialer med høy herdbarhet, er transformasjonshastigheten av austenitt til martensitt rask og volumendringen er stor, noe som resulterer i økt forvrengning. Derfor, når du velger utstyrsmaterialer, bør herdbarheten være rimelig kontrollert i henhold til spesifikke brukskrav.
4. Gear design
Utformingen og størrelsen på giret har også en viktig innvirkning på varmebehandlingsforvrengningen. Designdefekter som asymmetrisk form, dårlig tverrsnittsuniformitet, dårlig eikerstivhet og feil plassering av prosesshull vil øke varmebehandlingsforvrengningen av gir. Ved utforming av gir bør symmetriske former, jevne tverrsnitt og rimelige prosesshullplasseringer derfor brukes så mye som mulig for å redusere varmebehandlingsforvrengning.
5. Mikrostrukturinhomogenitet
Den mikrostrukturelle heterogeniteten til stål er også en av de viktige faktorene som fører til forvrengning av girvarmebehandling. Inhomogen mikrostruktur inkluderer grovt vev, stor segregering og retikulært vev, etc. Disse defektene vil øke graden av forvrengning under quenching-prosessen. Derfor, under forberedelsesprosessen av utstyrsmaterialer, bør disse mikrostrukturelle defektene elimineres så mye som mulig for å oppnå en jevn og fin mikrostruktur.
6. Bandorganisering og segregering
Båndstruktur og segregering er en av de vanlige feilene i stål, og de har også en betydelig innvirkning på varmebehandlingsforvrengningen av gir. Den båndede strukturen dannes på grunn av ujevn fordeling av legeringselementer i stålet, noe som vil føre til ujevn spenningsfordeling under bråkjølingsprosessen, og dermed forverre forvrengning. Segregering dannes på grunn av omfordeling av oppløste elementer under størkningsprosessen av stål, noe som vil føre til ujevn ytelse av girmaterialet, og dermed påvirke varmebehandlingsforvrengning.
7. Kontinuerlig støping av emneform
Formen på den kontinuerlige støpingen har også en viss innflytelse på forvrengningen av girvarmebehandlingen. Varmebehandlingsforvrengningen av tannhjul produsert med firkantet kontinuerlig støpeemneform er relativt jevn, mens varmebehandlingsforvrengningen av tannhjul produsert med rektangulær kontinuerlig støpeemneform har åpenbar retning. Dette er hovedsakelig fordi kontinuerlig støping av emner av forskjellige former vil produsere forskjellige spenningsfordelinger under kjøleprosessen, og dermed påvirke varmebehandlingsforvrengning.
8. Essensiell kornstørrelse
Den indre kornstørrelsen refererer til størrelsen på stålkornene i austenittisk tilstand. Jo finere den indre kornstørrelsen er, vil forvrengningsmengden etter giravkjøling reduseres tilsvarende. Dette er fordi volumendringen av finkornet stål under bråkjølingsprosessen fra austenitt til martensitt er relativt liten, og dermed reduseres forvrengningen. Derfor, i forberedelsesprosessen av utstyrsmaterialer, bør finkornet stål brukes så mye som mulig.
9. Opprinnelig struktur av blank
Den opprinnelige strukturen til giremnet har også en viktig innvirkning på varmebehandlingsforvrengningen. Hvis den opprinnelige strukturen til emnet er ujevn, vil det forårsake ujevn spenningsfordeling i giret under varmebehandling, og derved forverre forvrengningen. Derfor, under forberedelsesprosessen av giremner, bør inhomogeniteten til den opprinnelige strukturen elimineres så mye som mulig for å oppnå en jevn og fin originalstruktur.
10. Smiingsprosess
Smiingsprosessen har også en betydelig innvirkning på forvrengning av girvarmebehandling. Full smiing bidrar til å redusere forvrengning, spesielt dannelsen av en rimelig metallstrømlinjestruktur etter smiing, noe som kan redusere varmebehandlingsforvrengning. Rimelig smiing kan også redusere segregering av det smidde emnet, gjøre strukturen jevn, forbedre båndstrukturen og bidra til å redusere varmebehandlingsforvrengning. Imidlertid, hvis oppvarmingstemperaturen er ujevn under smiingsprosessen, graden av deformasjon er ujevn, eller den endelige smitemperaturen er høy, vil det føre til at girets varmebehandlingsforvrengning øker.
11. Forberedende varmebehandling
Foreløpig varmebehandling av giremner spiller en viktig rolle for å redusere endelig varmebehandlingsforvrengning. Når vanlig normalisering brukes, er varmebehandlingsforvrengningen relativt stor; når isotermisk normalisering eller quenching og temperering brukes, kan varmebehandlingsforvrengningen reduseres. Dette er fordi isotermisk normalisering og bråkjøling og herding kan forbedre mikrostrukturen til stål, noe som gjør det mer jevnt og finere, og dermed redusere varmebehandlingsforvrengning.
12. Bråkjølings- og kjøleprosess
Bråkjølings- og kjøleprosessene er nøkkelledd i genereringen av girvarmebehandlingsforvrengning. Under bråkjølingsprosessen er det mange faktorer som fører til forvrengning på grunn av faktorer som store endringer i vevsspesifikt volum, høye oppvarmingstemperaturer og intens avkjøling. Jo raskere kjølehastigheten er, desto mer alvorlig er den ujevn kjølingen, og desto mer betydelig er forvrengningen. I tillegg er type bråkjølende kjølemedium, kjøleytelse, herdbarhet osv. også relatert til forvrengning. Derfor, under bråkjølings- og kjøleprosessene, bør parametere som oppvarmingstemperatur, kjølehastighet og type bråkjølende kjølemedium være rimelig kontrollert for å redusere varmebehandlingsforvrengning.
Forvrengning av girvarmebehandling er et resultat av flere faktorer. For å redusere varmebehandlingsforvrengning, bør det tas omfattende tiltak for å kontrollere den, fra materialvalg, girdesign, mikrostrukturkontroll, smiingsprosess, foreløpig varmebehandling og bråkjølings- og kjøleprosesser. Bare på denne måten kan god ytelse og kvalitet på girene sikres under varmebehandlingsprosessen.
