การกำหนดความลึกของชั้นชุบแข็งในเฟืองคาร์บูไรซิงและชุบแข็ง: ความสัมพันธ์ที่สอดคล้องระหว่างโมดูล, CHD และความแข็งของแกนใน

ข้อสรุปหลัก: การคาร์บูไรซิงและชุบแข็งเป็นเส้นทางการอบชุบด้วยความร้อนหลักสำหรับเฟืองรับภาระหนัก ความลึกชั้นชุบแข็งที่มีประสิทธิผล (CHD ระยะตั้งฉากจากผิวฟันถึงตำแหน่งที่มีความแข็ง 550 HV) โดยทั่วไปใช้ 0.15–0.25 เท่าของโมดูล: โมดูลต่ำกว่า 2.5 ใช้ 0.6–0.9 mm, โมดูล 5–10 ใช้ 1.2–1.8 mm. ถ้าชั้นตื้นเกินไป ผิวฟันจะถูกกดยุบ ถ้าลึกเกินไปความเสี่ยงการแตกเปราะจะสูงขึ้น. การจับคู่ทั่วไปของเฟือง 20CrMnTi คือผิว HRC 58–62 และแกนใน HRC 30–42.

1. การคาร์บูไรซิงและชุบแข็งทำอะไรกันแน่#

การคาร์บูไรซิงและชุบแข็ง (Carburizing and Quenching): ให้ความร้อนเฟืองเหล็กกล้าผสมคาร์บอนต่ำไปยังช่วงออสเทนไนต์ (920–950°C) ปล่อยให้อะตอมคาร์บอนซึมเข้าสู่ผิวในบรรยากาศที่มีคาร์บอน จากนั้นทำให้เย็นตัวอย่างรวดเร็ว เพื่อให้ได้ชั้นผิวมาร์เทนไซต์คาร์บอนสูงและแกนในเหนียวคาร์บอนต่ำ. ผิวแข็ง แกนในเหนียว ตรงกับความต้องการสองด้านคือผิวฟันต้านทานการสึกหรอและโคนฟันต้านทานการดัดงอพอดี. กระบวนการโดยทั่วไปคือ: คาร์บูไรซิง → ชุบแข็ง → อบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ (160–200°C, 2–3 h). การอบคืนตัวมีจุดประสงค์เพื่อกำจัดความเค้นจากการชุบแข็งและทำให้โครงสร้างเสถียร หลังอบคืนตัวความแข็งผิวแทบไม่ลดลง และความเหนียวของโคนฟันกลับคืนมา. วัสดุทั่วไปคือ 20CrMnTi, 20CrMo, 17CrNiMo6, SAE 8620. สำหรับเฟืองโมดูลเล็กและกลางในประเทศนิยมใช้ 20CrMnTi มากกว่า, ความสามารถในการชุบแข็งปานกลาง, ชุบน้ำมันก็ได้ความแข็งตามต้องการ.

2. กำหนดความลึกชั้นชุบแข็งที่มีประสิทธิผล CHD อย่างไร#

ความลึกชั้นชุบแข็งที่มีประสิทธิผล (CHD, Case Hardening Depth): จากผิวชิ้นงานวัดตั้งฉากเข้าด้านใน ถึงตำแหน่งที่ความแข็งวิกเกอร์สลดลงเหลือ 550 HV หน่วย mm. มันใช้งานได้จริงมากกว่า “ความลึกชั้นคาร์บูไรซิงทั้งหมด” เพราะมีเฉพาะส่วนที่ความแข็งสูงพอเท่านั้นที่รับภาระสัมผัสจริง. สูตรเชิงประจักษ์ที่ใช้ทั่วไปในงานวิศวกรรม: CHD ≈ 0.15–0.25 × โมดูลปกติ.

3. ความแข็งผิวและความแข็งแกนในต้องจับคู่กัน#

4. พารามิเตอร์กระบวนการและข้อบกพร่องที่พบบ่อย#

อุณหภูมิคาร์บูไรซิง 930 ± 10°C, ศักย์คาร์บอน 0.75–1.05% C, เวลากำหนดตามความลึกชั้นเป้าหมาย, การบรรจุเตาเป็นชุดใช้เวลาประมาณ 1–1.5 h ต่อ 0.1 mm (ขึ้นอยู่กับประเภทเตาและปริมาณการบรรจุ). การชุบแข็งมีสองเส้นทาง: ชุบแข็งโดยตรง (หลังคาร์บูไรซิงลดอุณหภูมิเหลือ 830–850°C แล้วชุบน้ำมัน) และชุบแข็งหลังให้ความร้อนใหม่ (หลังคาร์บูไรซิงทำให้เย็นช้า แล้วให้ความร้อนใหม่และชุบแข็ง ควบคุมการเสียรูปได้ดีกว่าแต่รอบเวลานาน).

5. ตรวจความลึกชั้นอย่างไร#

• วิธีตรวจโครงสร้างจุลภาค: หลังกัดกรดวัดขอบเขตคาร์ไบด์หรือมาร์เทนไซต์โดยตรง เร็ว แต่ได้รับผลกระทบจากระดับการกัดกรด.
• วิธีไล่ระดับความแข็ง (วิธีตัดสินชี้ขาด): กดความแข็งตั้งฉากจากผิว แล้วสร้างกราฟ HV–ความลึก เอาความลึกที่สอดคล้องกับ 550 HV. ตำแหน่งตรวจวัดมักใช้กลางผิวฟันและโคนฟัน ความต้องการความลึกชั้นของสองจุดสามารถแตกต่างกันได้. ข้อคิดที่ 1: เมื่อแบบเขียนว่า “ความลึกชั้นคาร์บูไรซิง 1.0 mm” ต้องยืนยันก่อนว่าเป็น CHD หรือความลึกชั้นคาร์บูไรซิงทั้งหมด. สองอย่างต่างกัน 0.2–0.4 mm หากไม่ยืนยันจะทำให้ซัพพลายเออร์ประมวลผลตามมาตรฐานที่ผิด. ข้อคิดที่ 2: ระยะเผื่อการเจียรฟันเฟืองต้องคำนวณรวมเข้าไปในความลึกชั้น. เมื่อปริมาณการเจียรด้านเดียวของผิวฟันเป็น 0.2–0.3 mm ชั้นคาร์บูไรซิงต้องเผื่อตาม “CHD + ระยะเผื่อการเจียร” มิฉะนั้นหลังเจียรเสร็จชั้นชุบแข็งจะหายไป. ของเสียจากการเจียรฟันเฟืองหลายชิ้นไม่ได้เสียเพราะเจียร แต่เสียเพราะเผื่อความลึกชั้นน้อยเกินไป. ข้อคิดที่ 3: ตำแหน่งที่มีรูเกลียว รูน้ำมัน และสไปลน์ ต้องทำการป้องกันการซึมคาร์บอน (ชุบทองแดงหรือทาสารเคลือบป้องกันการซึมคาร์บอน หนา 0.03–0.05 mm). หากข้ามขั้นตอนนี้ เกลียวจะมีความแข็งสูงและเปราะ ระหว่างประกอบเกลียวจะบิ่นได้ง่าย.

6. เขียนไว้ตอนท้าย#

พารามิเตอร์การคาร์บูไรซิงและชุบแข็งไม่ได้เลือกแบบแยกส่วน. ความลึกชั้นเป็นไปตามโมดูล, ความแข็งแกนในเป็นไปตามความสามารถในการชุบแข็งของวัสดุ, ระยะเผื่อการเจียรเป็นไปตามกระบวนการผลิตเฟืองความแม่นยำ ในลำดับถัดไป. เมื่อตรวจรับรองแบบ กำหนดสามรายการนี้ให้ชัดเจนในครั้งเดียว จะประหยัดแรงกว่าการแก้ไขงานแล้วค่อยปรับกระบวนการมาก. หากต้องการการสนับสนุนด้านการเลือกวัสดุหรือกระบวนการ สามารถดูหมวดหมู่ผลิตภัณฑ์เฟือง และความสามารถด้านกระบวนการ หน้า. Geyon Transmission — โซลูชันระบบส่งกำลังเฟืองความแม่นยำและงานแปรรูป | ทำความรู้จักความสามารถด้านกระบวนการของเรา | ดูหมวดหมู่ผลิตภัณฑ์เฟือง