Cara Padankan Gred Keluli Gear: Penukaran GB, DIN, JIS, AISI dan Risiko Penggantian
Panduan padanan gred keluli gear merentas GB, DIN, JIS dan AISI: keluli karburizing 20CrMnTi/16MnCr5/SCM420/8620, keluli Q&T 40Cr/42CrMo/SCM440, keluli nitriding 38CrMoAl/31CrMoV9, serta risiko penggantian bahan.
Cara Padankan Gred Keluli Gear: Penukaran GB, DIN, JIS, AISI dan Risiko Penggantian
Tajuk artikel: Bagaimana memetakan gred keluli gear: Penukaran silang dan risiko penggantian antara empat sistem GB, DIN, JIS, AISI
Blok Markdown 1/1 — terjemahkannya:
Untuk gear yang sama, lukisan China menulis 20CrMnTi, lukisan pelanggan Jerman menulis 16MnCr5 atau 20MnCr5, lukisan Jepun menulis SCM420, lukisan Amerika menulis 8620—keempat-empat gred ini membawa maksud yang hampir sama, tetapi tidak boleh disamakan secara terus. Pemetaan gred ialah memetakan gred keluli di bawah satu sistem piawaian kepada gred yang lebih hampir dalam sistem lain berdasarkan julat komposisi kimia dan keperluan kebolehkerasan, dan ia merupakan padanan anggaran; manakala penggantian (menggunakan gred lain untuk menggantikan bahan yang dinyatakan dalam lukisan) memerlukan semakan semula had atas dan bawah komposisi, data ujian hujung (Jominy), keperluan bendasing dan parameter rawatan haba di atas dasar tersebut. Di bawah ini disenaraikan jadual pemetaan empat sistem bagi tiga kategori keluli gear yang biasa digunakan iaitu keluli berkarbon (carburizing), keluli penormalan-pembajaan (quenched and tempered) dan keluli nitridaan, julat sifat mekanik gred GB, serta lima perkara yang mesti disemak sebelum penggantian.
1. Jelaskan dahulu definisi tiga istilah#
Pemetaan gred: Berdasarkan julat komposisi kimia dan hubungan anggaran sifat mekanik, memetakan gred keluli dalam sistem piawaian A kepada gred yang lebih hampir dalam sistem B. Ia memberikan julat calon, bukan kebenaran penggantian.
Penggantian (penggantian bahan): Pelanggan menetapkan gred tertentu dalam lukisan, pembekal mengeluarkan dengan gred lain. Langkah ini memerlukan pengesahan semula komposisi, kebolehkerasan, tahap kebersihan dan proses rawatan haba, dan biasanya memerlukan pengesahan bertulis daripada pelanggan.
Kebolehkerasan: Keupayaan keluli memperoleh kedalaman lapisan pengerasan tertentu semasa pengerasan, diukur dengan ujian hujung (Jominy), di dalam negara dilaksanakan mengikut GB/T 225. Dua gred dengan nama sama atau hampir sama mungkin mempunyai lengkung kebolehkerasan yang berbeza—ini adalah salah satu perkara yang paling banyak menimbulkan masalah dalam penggantian.
2. Pemetaan empat sistem keluli gear berkarbon#
| China GB | Jerman DIN / W-Nr | Jepun JIS | Amerika AISI/SAE | Kegunaan biasa |
|---|---|---|---|---|
| 20CrMnTi | —(tiada padanan langsung) | SMK22 | — | Gear berkarbon jenis kotak gear automotif, penggunaan besar di dalam negara |
| 20CrMo | 20CrMo5 / 1.7320 | SCM420 | 4118 / 4120 | Gear berkarbon modulus kecil dan sederhana |
| 20CrNi2Mo | 20NiCrMo2-2 / 1.6523 | SNCM420 | 4320 | Gear berkarbon beban berat |
| 20CrNiMo | 20NiCrMo2-2 / 1.6523 | SNCM220 | 8620 | Gear berkarbon serba guna |
Kedudukan bertanda「—」dalam jadual menunjukkan sistem tersebut tidak mempunyai gred biasa yang boleh dipadankan secara langsung, ia tidak bermakna tidak boleh menggunakan keluli berkarbon Jerman untuk membuat gear yang sama, tetapi perlu melalui langkah semakan kebolehkerasan dan komposisi, dan digantikan selepas disahkan oleh kedua-dua pihak. Sebaliknya, apabila pelanggan menetapkan keluli berkarbon standard Jerman seperti 16MnCr5, 20MnCr5, pembekal juga perlu melihat dahulu saiz keratan rentas dan kedalaman lapisan pengerasan yang diperlukan, kemudian barulah menentukan gred mana yang dipilih.
3. Pemetaan empat sistem keluli gear penormalan-pembajaan#
| China GB | Jerman DIN / W-Nr | Jepun JIS | Amerika AISI/SAE | Kegunaan biasa |
|---|---|---|---|---|
| 40Cr | 41Cr4 / 1.7035 | SCr440 | 5140 | Gear penormalan-pembajaan beban sederhana |
| 42CrMo | 42CrMo4 / 1.7225 | SCM440 | 4140 / 4142 | Gear kekuatan tinggi serba guna, aci gear |
| 35CrMo | 34CrMo4 / 1.7220 | SCM435 | 4135 | Gear keratan sederhana |
| 45 keluli | C45 / 1.0503 | S45C | 1045 | Gear kelajuan rendah beban ringan |
| 40CrNiMo | 40CrNiMo6 / 1.6511 | SNCM439 | 4340 | Aci gear kekuatan tinggi |
| 34CrNiMo | 34CrNiMo6 / 1.6582 | — | — | Gear penormalan-pembajaan keratan besar |
Hubungan padanan dalam bahagian keluli penormalan-pembajaan lebih tersusun berbanding keluli berkarbon, kerana keluli penormalan-pembajaan mengandungi kromium dan molibdenum mempunyai siri yang matang dalam setiap sistem. Tetapi perlu diberi perhatian: walaupun padanan antara keluli 45 dengan C45, S45C adalah biasa, keluli 45 sendiri mempunyai kebolehkerasan yang terhad, apabila keratan menjadi besar, penurunan kekerasan sepanjang keratan lebih ketara berbanding 42CrMo, penggunaan keluli 45 untuk penormalan-pembajaan bahagian keratan besar perlu berhati-hati.
4. Pemetaan keluli gear nitridaan#
| China GB | Jerman DIN / W-Nr | Jepun JIS | Amerika AISI/SAE | Kegunaan biasa |
|---|---|---|---|---|
| 38CrMoAl | 31CrMoV9 / 1.8519 | SACM645 | Nitralloy 135M | Gear nitridaan ketepatan tinggi |
Keluli nitridaan mempunyai bilangan gred yang sedikit dalam setiap sistem, ruang pilihan lebih kecil berbanding keluli berkarbon. Kelebihan rawatan nitridaan ialah ubah bentuk kecil, kekerasan permukaan gigi tinggi, sering digunakan untuk bahagian ketepatan yang tidak sesuai digilap gigi selepas rawatan haba, harganya ialah lapisan pengerasan yang nipis, tidak sesuai untuk keadaan beban hentaman kuat.
5. Julat sifat mekanik gred biasa GB#
Data digunakan untuk menilai tahap gred dengan cepat, nilai khusus adalah bergantung kepada sijil jaminan kualiti kilang keluli dan pemeriksaan semula masuk kilang.
| Gred | Keadaan rawatan haba | Kekuatan tegangan Rm (MPa) | Kekuatan alah ReL (MPa) | Pemanjangan A (%) | Tenaga hentaman Akv (J) | Kekerasan |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 20CrMnTi | Berkarbon + pengerasan + pembajaan suhu rendah | ≥1080 | ≥835 | ≥10 | ≥55 | Teras 30~42 HRC |
| 20CrMo | Berkarbon + pengerasan + pembajaan suhu rendah | ≥885 | ≥685 | ≥12 | ≥55 | Teras 30~42 HRC |
| 20CrNi2Mo | Berkarbon + pengerasan + pembajaan suhu rendah | ≥1180 | ≥980 | ≥9 | ≥63 | Teras 35~45 HRC |
| 40Cr | Penormalan-pembajaan | ≥980 | ≥785 | ≥9 | ≥47 | 241~286 HB |
| 42CrMo | Penormalan-pembajaan | ≥1080 | ≥930 | ≥12 | ≥63 | 269~321 HB |
| 45 keluli | Penormalan-pembajaan | ≥650 | ≥360 | ≥16 | ≥39 | 217~255 HB |
Daripada jadual ini dapat dilihat satu garis: kekuatan keluli berkarbon diperoleh daripada lapisan pengerasan permukaan, kekerasan teras ditekan pada 30~45 HRC untuk mengekalkan keliatan; kekuatan keluli penormalan-pembajaan diperoleh daripada kebolehkerasan keseluruhan, kekerasan berada dalam julat 240~320 HB. Asas pemilihan dua laluan ini ialah sama ada tegasan sentuhan permukaan gigi atau tegasan lenturan akar gigi yang lebih kritikal, bukan gred mana yang kedengaran lebih tinggi kelasnya.
6. Kekerasan ialah unit sepunya untuk perbandingan merentas sistem#
Lukisan sistem yang berbeza mungkin menggunakan HRC, HB, HV untuk penandaan masing-masing, gear yang sama perlu ditukar apabila disemak bersama. Tahap biasa (nilai anggaran):
| HRC | HB | HV | Padanan tipikal |
|---|---|---|---|
| 25 | 255 | 260 | Penormalan-pembajaan keluli karbon sederhana |
| 30 | 285 | 290 | Keluli penormalan-pembajaan |
| 40 | 370 | 380 | Pengerasan dan pembajaan keluli karbon sederhana |
| 48 | 455 | 470 | Pengerasan frekuensi tinggi 40Cr |
| 52 | 510 | 525 | Pengerasan keluli aloi |
| 58 | 580 | 610 | Berkarbon dan pengerasan 20CrMnTi |
| 62 | 640 | 670 | Keluli kelajuan tinggi / keluli berkarbon |
Tahap keperluan kekerasan biasa untuk gear:
| Jenis gear | Kaedah rawatan haba | Julat kekerasan biasa | Keterangan |
|---|---|---|---|
| Gear berkarbon dan pengerasan | Berkarbon + pengerasan + pembajaan suhu rendah | 58~62 HRC | Permukaan gigi keras, teras liat, tahan hentaman |
| Gear penormalan-pembajaan + pengerasan frekuensi tinggi | Penormalan-pembajaan + pengerasan frekuensi tinggi permukaan gigi | 48~55 HRC | Permukaan gigi keras, teras mengekalkan keliatan |
| Gear penormalan-pembajaan | Rawatan penormalan-pembajaan | 280~320 HB | Kekuatan sederhana, untuk kelajuan rendah dan sederhana |
| Gear nitridaan | Penormalan-pembajaan + nitridaan gas/ion | ≥50 HRC(lapisan nitridaan) | Ubah bentuk kecil, tahan haus |
| Gear pengerasan keseluruhan | Pengerasan keseluruhan + pembajaan suhu rendah | 45~55 HRC | Gear modulus kecil |
Hubungan penukaran hanya sah dalam julat anggaran: apabila HRC di bawah 20, skalanya perlu ditukar kepada HRB; apabila HB di bawah 450, HRC dan HB boleh dianggarkan secara anggaran mengikut HRC ≈ (HB − 200) / 10. Kawasan kekerasan di bawah 20 HRC yang diukur dengan skala Rockwell C mempunyai ralat yang besar, skala ujian perlu dipersetujui semasa penerimaan.
7. Lima perkara yang perlu disemak sebelum penggantian#
| Perkara semakan | Kandungan khusus |
|---|---|
| Komposisi kimia | Setiap piawaian mempunyai perbezaan dalam had atas dan bawah Si, Mn, Cr, Ni, Mo, semak setiap unsur |
| Kebolehkerasan | Bandingkan mengikut data ujian hujung, jangan membuat kesimpulan berdasarkan nama gred; semakin besar keratan semakin kritikal |
| Tahap kebersihan | Setiap piawaian mempunyai keperluan yang berbeza terhadap kandungan S, P dan tahap bendasing |
| Proses rawatan haba | Selepas penukaran bahan, suhu berkarbon, potensi karbon, medium pengerasan, parameter pembajaan perlu disahkan semula |
| Penetapan pelanggan | Apabila lukisan menetapkan piawaian dan gred secara jelas, beli mengikut penetapan, perubahan memerlukan pengesahan pelanggan |
8. Pengalaman praktikal#
Untuk pesanan eksport, tanya pelanggan dahulu mengikut piawaian mana penerimaan dibuat. Lukisan menulis 20CrMnTi tetapi pelanggan di Jerman membuat penerimaan mengikut piawaian Jerman, masalahnya selalunya bukan boleh buat atau tidak, tetapi mengikut nilai apa yang diserahkan untuk pemeriksaan. Tambah satu ayat dalam perjanjian teknikal tentang nombor piawaian bahan dan julat komposisi, lebih mudah daripada berbalah selepas kejadian.
Data ujian hujung lebih boleh dipercayai daripada nama gred. Gred yang sama daripada kilang keluli yang berbeza mempunyai lebar jalur kebolehkerasan yang berbeza. Untuk bahagian yang mempunyai keperluan kebolehkerasan, tulis nilai J ke dalam keperluan pembelian, bandingkan semasa pemeriksaan semula masuk kilang, lebih stabil daripada hanya melihat gred pada sijil jaminan kualiti.
Penukaran bahan perlu diubah bersama parameter rawatan haba. Selepas penggantian hanya menukar penandaan lukisan, proses berkarbon digunakan seperti biasa, adalah salah satu sumber anomali kelompok yang biasa—kandungan nikel berubah, kedalaman lapisan pengerasan yang diperoleh dengan potensi karbon dan masa yang sama juga akan berubah.
Tulis lengkap gred, nombor piawaian dan keadaan rawatan haba dalam laporan pemeriksaan. Semasa pemeriksaan eksport, laporan yang hanya menulis maklumat seperti「keluli aloi, HRC58」, pelanggan tidak dapat memadankan dengan keperluan lukisannya; tulis ketiga-tiganya dengan lengkap, barulah rantaian kebolehkesanan tertutup.
Daripada gred bahan hingga gear siap, di antaranya perlu melalui beberapa peringkat seperti pemprosesan dan pemeriksaan gear silinder ketepatan
、pemesinan dan rawatan haba bahagian transmisi jenis aci
dan pemprosesan jitu ketepatan dan proses penggilapan gigi
. Bahan untuk siri bahagian piawaian (seperti rak gigi) ditulis terus ke dalam nombor: kedudukan bahan dalam GY-CSTGH-020-10-S iaitu C mewakili S45C, M mewakili SCM440, kod spesifikasi 020 ialah modulus M2, 10 ialah panjang 1000mm. Jika ada lukisan yang memerlukan semakan kejuruteraan mengikut bahan dan rawatan haba, boleh hubungi kami
.
