Proses Rawatan Haba Gear: Pengarburan dan Pengnitridan
Panduan rawatan haba gear merangkumi pengarburan pada 900–950°C, penyejukan cepat, penemperan, dan pengnitridan pada 500–550°C serta kekerasan HRC 58–64.
Nota Pembelajaran Harian — Proses Rawatan Haba Gear
Tarikh: 2026-07-09 | Topik: Rawatan Haba (Proses Teras Gear)
Perkara Teknikal#
1. Pengarburan & Penyejukan Cepat (Carburizing & Quenching)#
- Bahan sesuai: Keluli karbon rendah / keluli aloi karbon rendah (seperti 20CrMnTi, 20CrMo)
- Proses: Atom karbon meresap dalam atmosfera pengarburan pada 900–950°C → penyejukan cepat → penemperan suhu rendah
- Kedalaman lapisan keras: 0.8–1.5mm (bergantung pada modul dan beban)
- Kekerasan permukaan: HRC 58–64; kekerasan teras: HRC 30–42
- Ciri: Permukaan keras dan tahan haus, teras liat dan tahan hentaman, paling sesuai untuk gear kotak gear automotif
2. Pengnitridan (Nitriding)#
- Bahan sesuai: Keluli aloi karbon sederhana / keluli dikeraskan dan ditemper (seperti 40Cr, 38CrMoAl)
- Proses: Atom nitrogen meresap dalam atmosfera penguraian gas ammonia pada 500–550°C, tanpa penyejukan cepat
- Kedalaman lapisan keras: 0.2–0.5mm (lebih cetek)
- Kekerasan permukaan: HV 800–1200 (sangat tinggi)
- Ciri: Ubah bentuk sangat kecil, boleh terus dijadikan proses akhir; sesuai untuk gear ketepatan dan komponen berdinding nipis
3. Pengerasan Aruhan (Induction Hardening)#
- Bahan sesuai: Keluli karbon sederhana / keluli aloi karbon sederhana (seperti keluli 45, 40Cr)
- Proses: Pemanasan aruhan frekuensi tinggi pada permukaan gigi sehingga suhu pengerasan → penyejukan semburan cecair
- Lapisan keras: Hanya permukaan gigi dipanaskan, teras kekal dalam keadaan dikeraskan dan ditemper
- Ciri: Kecekapan tinggi, pemanasan setempat, ubah bentuk terkawal; sesuai untuk gear modul besar
4. Kawalan Parameter Proses Utama#
| Parameter | Pengarburan & Penyejukan Cepat | Pengnitridan | Pengerasan Aruhan |
|---|---|---|---|
| Suhu | 900–950°C | 500–550°C | 800–950°C |
| Masa | 4–10h | 24–80h | Skala saat |
| Kedalaman lapisan | 0.8–1.5mm | 0.2–0.5mm | 1–4mm |
| Ubah bentuk | Sederhana | Sangat kecil | Terkawal |
Pengalaman Praktikal#
- Pemilihan kedalaman lapisan pengarburan: Berdasarkan formula empirikal modul gear (m): kedalaman lapisan ≈ (0.15–0.25)×m. Jika terlalu dalam, kerapuhan meningkat; jika terlalu cetek, rintangan haus tidak mencukupi.
- Batasan pengnitridan: Lapisan keras nipis, tidak sesuai untuk keadaan beban hentaman besar; tetapi rintangan haus dan rintangan terhadap kelekat permukaan sangat baik, sesuai untuk gear laju tinggi beban ringan.
- Pemilihan media penyejukan cepat: Penyejukan cepat dengan minyak mempunyai kadar penyejukan lebih perlahan, ubah bentuk kecil; penyejukan cepat dengan air mempunyai kadar penyejukan cepat, mudah retak. Keluli aloi diutamakan menggunakan penyejukan cepat minyak.
- Ketepatan masa penemperan: Selepas penyejukan cepat, mesti ditemper dalam masa 2h, jika tidak transformasi austenit sisa menyebabkan risiko retak meningkat.
- Item pemeriksaan: Selepas rawatan haba, mesti diperiksa—kekerasan permukaan, kekerasan teras, kedalaman lapisan keras berkesan (pada HV 550), struktur metalografi (gred martensit, kandungan austenit sisa).
Ringkasan satu ayat: Hayat gear, separuh pada bahan, separuh pada rawatan haba. Pilih proses yang betul, kawal parameter dengan baik, barulah prestasi had bahan dapat dimanfaatkan sepenuhnya.