Pengkarbonan & Pelindapkejutan Gear: Parameter dan Kawalan
Pengkarbonan dan pelindapan gear beban berat merangkumi kedalaman lapisan, kekerasan permukaan 58~62HRC dan potensi karbon ±0.05%C serta suhu Ac3+30~50℃.
Perkara Teras Proses Pengkarbonan dan Pelindapan Gear serta Kawalan Kualiti
Kesimpulan Teras: Pengkarbonan dan pelindapan ialah proses rawatan haba paling utama untuk gear beban berat; kedalaman lapisan pengkarbonan, kekerasan permukaan dan lapisan pengerasan berkesan ialah tiga petunjuk utama. Mengawal ketepatan potensi karbon pada ±0.05%C dan suhu pelindapan pada Ac3+30~50℃ ialah garis dasar kejuruteraan untuk memastikan keliatan teras gear ≥40J/cm² dan kekerasan permukaan 58~62HRC.
1. Prinsip Proses Pengkarbonan dan Pelindapan#
Pengkarbonan dan Pelindapan (Carburizing & Quenching) merujuk kepada meletakkan gear daripada keluli karbon rendah (biasanya 20CrMnTi, 20CrNiMo, 18CrNiMo7-6, dll.) dalam atmosfera kaya karbon dan memanaskannya sehingga suhu austenitisasi (900~950℃), supaya atom karbon aktif meresap ke permukaan bahan kerja, kemudian menyejukkannya dengan cepat (pelindapan) untuk memperoleh struktur martensit karbon tinggi, seterusnya membentuk struktur komposit dengan lapisan tahan haus berkekerasan tinggi pada permukaan gear dan teras yang mengekalkan keliatan yang baik. Apabila Geyon Transmission menerima gear beban berat berketepatan tinggi projek, ia mematuhi dengan ketat standard penilaian kualiti lapisan pengerasan ISO 6336-5.
2. Tiga Parameter Proses Teras dan Kawalan#
2.1 Kedalaman Lapisan Pengkarbonan (Case Depth)#
| Modul gear m (mm) | Kedalaman Lapisan Pengerasan Berkesan CHD (mm) | Masa Pengkarbonan Disyorkan (h) |
|---|---|---|
| 3 ~ 5 | 0.8 ~ 1.2 | 6 ~ 9 |
| 5 ~ 8 | 1.2 ~ 1.8 | 9 ~ 14 |
| 8 ~ 12 | 1.8 ~ 2.5 | 14 ~ 20 |
| 12 ~ 18 | 2.5 ~ 3.5 | 20 ~ 30 |
Rujukan formula: CHD ≈ 0.2 × (modul + 1) ialah nilai had bawah anggaran empirikal.
2.2 Kawalan Kepekatan Karbon Permukaan#
Pecahan jisim karbon permukaan harus dikawal pada 0.75% ~ 0.95%C. Potensi karbon yang terlalu tinggi (>1.0%C) akan menyebabkan:
- Pemendakan karbida rangkaian, mengurangkan hayat keletihan sentuhan
- Peningkatan kandungan austenit sisa (>20%), kekerasan menurun Jika potensi karbon terlalu rendah (<0.7%C), kekerasan permukaan tidak mencukupi untuk memenuhi keperluan 58HRC.
2.3 Suhu Pelindapan dan Kadar Penyejukan#
Suhu pelindapan disyorkan Ac3 + 30~50℃ (biasa digunakan 810~840℃). Pilihan kadar penyejukan:
- Pelindapan minyak: sesuai untuk gear dengan modulus ≤8, ubah bentuk boleh dikawal
- Pelindapan garam/pelindapan tekan: sesuai untuk berdinding nipis atau bersaiz besar gear berketepatan tinggi , jumlah ubah bentuk boleh dikawal dalam 0.05mm
3. Kecacatan Kualiti Lazim dan Langkah Penyelesaian#
3.1 Ubah Bentuk Melebihi Toleransi#
- Punca: Pemanasan tidak sekata, kadar penyejukan pelindapan terlalu tinggi, struktur gear tidak simetri
- Langkah penyelesaian: Peringkat pemanasan awal 500℃ tahan 30min + pelindapan mesin tekan boleh mengawal ubah bentuk dengan berkesan
3.2 Kekerasan Permukaan Tidak Mencukupi (<58HRC)#
- Punca: Suhu pelindapan terlalu rendah atau penyejukan tidak mencukupi
- Langkah penyelesaian: Periksa suhu minyak pelindapan (paling baik dikawal pada 40~80℃), ganti medium penyejukan yang telah menua
3.3 Pengelupasan Lapisan Pengkarbonan#
- Punca: Kecerunan kepekatan karbon lapisan peralihan terlalu curam
- Langkah penyelesaian: Panjangkan peringkat resapan selama 1~2h supaya kepekatan karbon menurun secara beransur
4. Pengajaran Praktikal#
Geyon Transmission merumuskan dalam pengeluaran sebenar: kejayaan atau kegagalan proses pengkarbonan 60% bergantung pada kaedah pemuatan relau. Semasa pengkarbonan gear, permukaan gigi menghadap ke atas dan jarak yang sekata (jarak antara gigi ≥10mm) boleh memastikan aliran gas sekata, mengelakkan kecacatan tidak simetri “pengkarbonan akar gigi tidak mencukupi, potensi karbon hujung gigi melebihi piawaian”. Adalah disyorkan untuk menjalankan pemeriksaan keratan rentas (kaedah kekerasan mikro) pada bahagian pertama bagi mengesahkan parameter proses, kemudian selepas pengeluaran pukal lakukan pemeriksaan persampelan mengikut kelompok.
5. Rujukan#
- ISO 6336-5: Pengiraan keupayaan menanggung beban gear — Kualiti bahan dan rawatan haba
- GB/T 3480.5-2008 Kaedah pengiraan keupayaan menanggung beban gear silinder involut
- AGMA 2004-B89: Gear Materials and Heat Treatment Manual
- Spesifikasi proses kilang Geyon Transmission Artikel ini ialah nota pembelajaran teknikal, disunting dan disusun oleh Geyon Transmission（www.geyontech.com ）