Angrenajele sunt componente cheie ale transmisiei în echipamentele mecanice, iar performanța și calitatea lor afectează în mod direct eficiența de funcționare și durata de viață a întregului echipament. Ca o verigă importantă în procesul de fabricație a angrenajului, tratamentul termic joacă un rol important în îmbunătățirea durității, rezistenței la uzură și a rezistenței la oboseală a angrenajelor. Cu toate acestea, procesul de tratament termic este adesea însoțit de probleme de distorsiune a angrenajului, care nu numai că afectează precizia angrenajului, dar poate afecta negativ rezistența și durata de viață a acestuia. Acest articol va discuta în detaliu cei 12 factori majori ai distorsiunii tratamentului termic al angrenajului, cu scopul de a oferi o referință utilă pentru fabricarea angrenajului.
1. Conținutul de carbon
Conținutul de carbon este factorul principal care afectează distorsiunea tratamentului termic al angrenajului. Cu cât este mai mare conținutul de carbon din materialul angrenajului, cu atât este mai mare distorsiunea deformare și deformarea volumului produsă în timpul călirii. Acest lucru se datorează faptului că în timpul procesului de călire a oțelului cu conținut ridicat de carbon, volumul se modifică foarte mult atunci când austenita se transformă în martensită, rezultând o distorsiune crescută. Prin urmare, în selectarea materialelor angrenajului, conținutul de carbon ar trebui controlat în mod rezonabil în conformitate cu cerințele specifice de utilizare.
2. Elemente din aliaj
Elementele de aliere au, de asemenea, un impact semnificativ asupra deformarii tratamentului termic al angrenajului. Unele elemente din aliaj precum C, Mn, Ni, Cr, Mo etc. pot crește întăribilitatea, dar și tendința de distorsiune. Alte elemente de aliaj precum Cr, Mn, Mo, Si, Ni, Ti etc. ajută la reducerea distorsiunii. Acest lucru se datorează în principal faptului că aceste elemente pot afecta microstructura oțelului, afectând astfel distribuția tensiunilor și deformarea în timpul tratamentului termic.
3. Întărire
Călibilitatea este un indice de performanță important al materialelor angrenajului, care determină dacă angrenajul poate obține o structură uniformă a martensitei în timpul procesului de călire. Cu cât este mai mare călibilitatea, cu atât este mai mare distorsiunea produsă de angrenaj în timpul călirii. Acest lucru se datorează faptului că în timpul procesului de călire a materialelor cu întăribilitate ridicată, viteza de transformare a austenitei în martensită este rapidă, iar modificarea volumului este mare, rezultând o distorsiune crescută. Prin urmare, atunci când se selectează materialele angrenajului, călibilitatea trebuie controlată în mod rezonabil în conformitate cu cerințele specifice de utilizare.
4. Design angrenaj
Forma de design și dimensiunea angrenajului au, de asemenea, un impact important asupra deformarii tratamentului termic. Defectele de proiectare, cum ar fi forma asimetrică, uniformitatea slabă a secțiunii transversale, rigiditatea slabă a spițelor și poziționarea necorespunzătoare a orificiilor de proces vor crește deformarea tratamentului termic al angrenajelor. Prin urmare, atunci când se proiectează roți dințate, formele simetrice, secțiunile transversale uniforme și locațiile rezonabile ale orificiilor de proces ar trebui adoptate cât mai mult posibil pentru a reduce deformarea tratamentului termic.
5. Neomogenitatea microstructurii
Eterogenitatea microstructurală a oțelului este, de asemenea, unul dintre factorii importanți care conduc la denaturarea tratamentului termic al angrenajului. Microstructura neomogenă include țesut grosier, segregare mare și țesut reticular etc. Aceste defecte vor crește gradul de distorsiune în timpul procesului de stingere. Prin urmare, în timpul procesului de pregătire a materialelor angrenajelor, aceste defecte microstructurale trebuie eliminate cât mai mult posibil pentru a obține o microstructură uniformă și fină.
6. Organizarea trupei și segregarea
Structura benzilor și segregarea sunt unul dintre defectele comune ale oțelului și, de asemenea, au un impact semnificativ asupra deformarii tratamentului termic al angrenajelor. Structura cu benzi se formează datorită distribuției neuniforme a elementelor de aliaj în oțel, ceea ce va duce la o distribuție neuniformă a tensiunilor în timpul procesului de călire, agravând astfel distorsiunea. Segregarea se formează ca urmare a redistribuirii elementelor dizolvate în timpul procesului de solidificare a oțelului, ceea ce va duce la o performanță neuniformă a materialului angrenajului, afectând astfel distorsiunea tratamentului termic.
7. Forma tagle de turnare continuă
Forma taglei de turnare continuă are, de asemenea, o anumită influență asupra distorsiunii tratamentului termic al angrenajului. Distorsiunea de tratare termică a angrenajelor produse cu formă pătrată de țagle de turnare continuă este relativ uniformă, în timp ce distorsiunea de tratament termic a angrenajelor produse cu formă de țagle de turnare continuă dreptunghiulară are direcționalitate evidentă. Acest lucru se datorează în principal faptului că țaglele de turnare continuă de diferite forme vor produce distribuții diferite de tensiuni în timpul procesului de răcire, afectând astfel deformarea tratamentului termic.
8. Dimensiunea esențială a boabelor
Dimensiunea intrinsecă a granulelor se referă la mărimea granulelor de oțel în stare austenitică. Cu cât granulația intrinsecă este mai fină, cantitatea de distorsiune după călirea angrenajului va fi redusă în consecință. Acest lucru se datorează faptului că schimbarea de volum a oțelului cu granulație fină în timpul procesului de călire de la austenită la martensită este relativ mică, reducând astfel distorsiunea. Prin urmare, în procesul de pregătire a materialelor angrenajului, oțelul cu granulație fină trebuie utilizat cât mai mult posibil.
9. Structura originală a semifabricatului
Structura originală a semifabricatului angrenajului are, de asemenea, un impact important asupra deformarii tratamentului termic. Dacă structura inițială a semifabricatului este neuniformă, aceasta va provoca o distribuție neuniformă a tensiunilor în angrenaj în timpul tratamentului termic, exacerbând astfel distorsiunea. Prin urmare, în timpul procesului de pregătire a semifabricatelor angrenajului, neomogenitatea structurii originale ar trebui eliminată cât mai mult posibil pentru a obține o structură originală uniformă și fină.
10. Procesul de forjare
Procesul de forjare are, de asemenea, un impact semnificativ asupra distorsiunii tratamentului termic al angrenajului. Forjarea completă ajută la reducerea distorsiunii, în special formarea unei structuri raționale de metal rezonabile după forjare, care poate reduce deformarea tratamentului termic. Forjarea rezonabilă poate reduce, de asemenea, segregarea țaglei forjate, uniformizează structura, îmbunătățește structura benzii și poate ajuta la reducerea deformarii tratamentului termic. Cu toate acestea, dacă temperatura de încălzire este neuniformă în timpul procesului de forjare, gradul de deformare este neuniform sau temperatura finală de forjare este ridicată, aceasta va duce la creșterea deformarii tratamentului termic al angrenajului.
11. Tratament termic pregătitor
Tratamentul termic preliminar al semifabricatelor angrenajelor joacă un rol important în reducerea distorsiunii finale a tratamentului termic. Când se utilizează normalizarea obișnuită, distorsiunea tratamentului termic este relativ mare; când se utilizează normalizarea izotermă sau călirea și revenirea, distorsiunea tratamentului termic poate fi redusă. Acest lucru se datorează faptului că normalizarea izotermă și călirea și revenirea pot îmbunătăți microstructura oțelului, făcându-l mai uniform și mai fin, reducând astfel distorsiunea tratamentului termic.
12. Proces de călire și răcire
Procesele de stingere și răcire sunt verigi cheie în generarea deformării tratamentului termic al angrenajului. În timpul procesului de stingere, există mulți factori care duc la distorsiuni din cauza unor factori precum modificări mari ale volumului specific țesuturilor, temperaturi ridicate de încălzire și răcire intensă. Cu cât viteza de răcire este mai rapidă, cu atât răcirea neuniformă este mai gravă și deformarea deformarii este mai semnificativă. În plus, tipul de mediu de răcire de stingere, performanța de răcire, întărirea etc. sunt, de asemenea, legate de distorsiune. Prin urmare, în timpul proceselor de călire și răcire, parametri precum temperatura de încălzire, viteza de răcire și tipul de mediu de răcire de călire ar trebui controlați în mod rezonabil pentru a reduce deformarea tratamentului termic.
Distorsiunea tratamentului termic al angrenajului este rezultatul mai multor factori. Pentru a reduce deformarea tratamentului termic, ar trebui luate măsuri cuprinzătoare pentru a-l controla pornind de la selecția materialului, proiectarea angrenajului, controlul microstructurii, procesul de forjare, tratamentul termic preliminar și procesele de călire și răcire. Numai în acest fel se pot asigura o bună performanță și calitate a angrenajelor în timpul procesului de tratament termic.
