기어 침탄의 일반적인 결함: 원인 및 예방 조치

1. 기어 표면의 과도한 침탄

침탄 기어를 부적절하게 처리하면 표면이 과도하게 침탄되어 표면에 그물처럼 뭉툭한 탄화물이 생길 수 있습니다.

이는 사용 중 기어의 소성 변형 능력을 감소시키고, 내충격성을 약화시키며, 치아 뿌리의 굽힘 피로 성능을 저하시키고, 치아 끝이 부서지기 쉽고, 치아가 깨지기 쉽습니다.

담금질 후 침탄 처리된 기어는 연삭 작업 중에 균열이 발생하기 쉽습니다.

1.1 원인 분석

(1) 기어가 고체 매체에서 침탄될 때, 침탄 상자 내부의 탄소 전위가 너무 높아 임의로 조정할 수 없습니다.

따라서 침탄 온도가 높고 시간이 길수록 표면의 과침탄 정도가 커집니다.

특히 Cr 및 Mo와 같은 강한 탄화물 형성 원소를 포함하는 침탄 강의 경우 탄소 확산이 느려 침탄 기어 층 표면의 탄소 농도가 높아집니다.

이로 인해 과잉 침탄 층이 생성되며, 냉각되면 침탄 된 몸체가 침전되어 그물과 같은 분포를 형성합니다. 오스테나이트 곡물 경계.

(2) 기체 매체에서 침탄하는 동안 침탄로 내부의 탄소 전위가 너무 높고 강한 침탄 시간이 너무 길면 기어 표면의 과침탄이 발생할 수도 있습니다.

1.2 예방 조치

(1) 고체 침탄 시 높은 탄소 전위로 인한 과도한 침탄을 방지하려면 침탄 온도를 낮추거나 약한 침탄제를 사용하십시오.

(2) 중 가스 침탄과도한 표면 침탄을 방지하기 위해 침탄 후 확산 단계를 준비합니다. 강렬한 침탄 및 확산 단계의 지속 시간은 열처리 공정에 따라 결정되어야 합니다.

(3) 표면 침탄이 과도한 기어의 경우 저탄소 전위 침탄로에서 확산하거나 카바이드 구형화 후 담금질하십시오. 어닐링 치료.

2. 기어의 얕은 경화 층

침탄 기어의 표면 경도가 얕아 경화된 표면층의 박리에 대한 저항력이 감소할 뿐만 아니라 사용 수명도 감소합니다.

2.1 근본 원인 분석

(1) 침탄 공정 중에 침탄 시간이 너무 짧고 침탄 온도가 너무 낮으며 침탄 층이 얕습니다.

용광로 내 유효 가열 구역 온도의 고르지 않은 분포, 강한 침탄 및 확산 단계에서의 부적절한 탄소 전위 제어, 용광로에 적재하기 전에 기어의 오일 얼룩을 청소하지 않은 경우, 과도한 적재량으로 인해 너무 작은 간격이 생기는 경우 등이 모두 침탄 기어의 경화 층이 얕아지는 원인이 됩니다.

(2) 선택한 기어강 재질과 열악한 경화성, 불충분한 냉각 성능과 함께 담금질 매체를 사용하면 일반적인 침탄 담금질 후 얕은 경화 층이 생성됩니다.

2.2 예방 조치

(1) 침탄 기어의 재료로 적절한 경화성을 가진 강철을 선택하고 기어 강철의 품질을 엄격하게 관리하며 공장에 들어가기 전에 강철에 대한 품질 표준 검사를 수행합니다.

(2) 침탄 전 기어의 표면 품질, 용광로의 적재량, 용광로의 온도, 용광로의 탄소 전위 분위기, 강렬한 침탄 및 확산 시간, 침탄 후 담금질 온도, 침탄 후 담금질 온도를 엄격하게 제어합니다. 냉각 매체등

(3) 침탄이 불충분한 기어는 추가 침탄을 실시해야 합니다.

3. 고르지 않은 케이스 경화 깊이

기어 표면의 케이스 경화 층의 깊이가 고르지 않으면 여러 영역에서 불연속적인 성능이 발생합니다. 이는 약한 영역에서 초기 손상을 일으켜 기어의 전반적인 고장으로 이어져 수명에 심각한 영향을 미칩니다.

3.1 원인 분석

(1) 고체 침탄 시 침탄 상자 내에 상당한 온도 차이가 존재하고 침탄제의 분포가 고르지 않으면 침탄 깊이에 큰 차이가 발생합니다.

또한 침탄 상자의 크기, 적재량, 적재 방법, 가열 속도, 침탄제인 숯의 낮은 열전도율 등이 침탄 층의 깊이에 영향을 미칩니다.

(2) 가스 침탄 시 고르지 않은 용광로 온도와 열악한 용광로 대기 순환, 로딩 전 기어의 청소되지 않은 오일 얼룩, 기어 표면의 카본 블랙 침전물이 모두 고르지 않은 침탄 층 깊이의 원인이 될 수 있습니다.

3.2 예방 조치

(1) 대량 생산되는 기어는 가능한 한 고체 침탄을 피해야 합니다. 고체 침탄을 실시해야 하는 경우, 적절한 적재량과 침탄제와 숯의 철저한 혼합 등 운영 절차를 엄격하게 준수해야 합니다.

침탄 상자는 온도가 고른 용광로 중앙에 배치해야 하며 침탄 과정에서 상자의 위치를 적절히 조정해야 합니다.

(2) 가스 침탄 시, 용광로 대기의 충분한 순환, 균일한 용광로 온도, 기어 표면의 오일 얼룩 제거 및 적절한 적재량을 보장합니다.

침탄로는 잘 밀폐되어야 하며, 새는 머플 용기는 즉시 교체해야 하며, 침탄로를 정기적으로 유지 관리해야 합니다.

4. 담금질 후 낮은 표면 경도

침탄 기어의 표면 경도가 감소하면 내마모성과 피로 저항성이 감소하여 기어의 마찰 저항과 내마모성에 악영향을 미칠 수 있습니다.

4.1 원인 분석

(1) 표면 탈탄금속 조직 검사에서 발견되는 탈탄 층은 어닐링 또는 침탄 후 담금질 중 불충분한 보호로 인해 발생합니다.

(2) 느린 냉각 속도는 표면 구조가 소르바이트가 아닌 현미경 검사에서 분명합니다. 마텐사이트.

금속학적 관찰에서 바늘 모양의 마르텐사이트는 분명히 내식성이 있는 반면, 소르바이트는 더 어둡게 보입니다(부식에 더 취약함). 미세 경도 시험기로 경도를 확인하면 상당한 차이가 있습니다.

(3) 과도한 잔류량 오스테나이트 담금질 후 표면에서 기어의 침탄 온도와 담금질 온도가 너무 높기 때문에 발생합니다.

(4) 경화성이 좋지 않습니다. 기어 재질 담금질 매체의 냉각 용량이 부족합니다.

(5) 담금질 후 높은 온도 및 과도한 단열 기간.

4.2 예방 조치

1. 표면이 낮은 기어의 경우 탄소 함량를 사용하여 적절한 탄화 처리를 수행합니다.

2. 담금질에 적합한 경화성을 가진 재료와 적절한 냉각 기능을 갖춘 냉각 매체를 선택합니다.

3. 담금질 후 잔류 오스테나이트 부피를 줄이기 위한 예비 조치를 취합니다.

오스테나이트가 과도하게 잔류하는 침탄 기어의 경우 650~670°C에서 3시간 이상 고온 템퍼링을 실시하여 합금 탄화물의 부분 침전을 가능하게 하여 재가열 담금질 시 오스테나이트의 안정성을 낮추고 오스테나이트가 마르텐사이트로 변환되는 것을 촉진합니다.

4. 기어의 침탄 및 재가열 담금질은 보호 분위기에서 수행해야 합니다.

산화를 보이는 기어는 산화물 층을 제거한 다음 담금질하기 전에 표면 침탄 처리를 해야 합니다.

5. 높은 템퍼링 온도로 인해 기어 표면 경도가 너무 낮으면 기어를 다시 담금질하여 적절한 템퍼링 온도를 선택합니다.

5. 기어 코어의 경도가 충분하지 않음

침탄 기어의 코어에는 일정 수준의 경도가 필요합니다. 경도가 너무 낮으면 기어 재료의 항복점이 감소하여 코어 내부에 소성 변형이 발생할 수 있습니다.

이는 결과적으로 표면 경화 층의 스팔링에 대한 저항을 감소시키고 기어 루트의 굽힘 피로 성능을 약화시킵니다.

5.1 원인 분석

(1) 기어 소재의 경화성 불량, 기어 품질 저하, 강철 내 밴딩 구조가 심한 경우.

(2) 침탄 후 직접 담금질하기 전에 예냉 온도가 너무 낮거나 침탄 후 재 담금질하는 동안 담금질 온도가 충분하지 않습니다.

(3) 냉각 속도가 충분하지 않습니다. 금속 조직 검사 결과, 이 구조는 저탄소 마르텐사이트가 아니라 소르바이트입니다.

(4) 풍부하고 다양한 미해결 가열 온도가 너무 낮거나 가열 시간이 부적절하여 코어에 페라이트가 발생하는 경우입니다.

5.2 예방 조치

(1) 담금질에 우수한 냉각 특성을 가진 냉각 매체를 사용하여 저탄소 달성 마르텐사이트 구조 를 핵심으로 합니다.

(2) 적절한 담금질 온도와 가열 시간을 선택하여 코어에서 균일한 오스테나이트 구조를 얻어 담금질 후 마르텐사이트 구조를 형성할 수 있도록 합니다.

(3) 침탄 기어의 재료로 경화성과 품질이 좋은 강철을 선택합니다.