Boks Kracht Berekenaar & Formule (Online & Gratis)
Heb je je ooit afgevraagd hoe je kunt zorgen voor een succesvol metaalstempelproject? In deze blogpost duiken we in de kritieke factoren die uw stempelproces kunnen maken of breken....
Na het martensiet afschrikken en ontlaten moet de structuur van de lagerdelen van chroomstaal met een hoog koolstofgehalte cryptokristallijn of fijnkristallijn zijn met kleine aciculaire martensiet. Daarnaast moet het gelijkmatig verdeeld fijn restcarbide en een kleine hoeveelheid restausteniet hebben. Voor microlagers is een kleine hoeveelheid aciculair of massief troostiet toegestaan, zoals te zien is in Fig. 1. [...]
Na het martensiet afschrikken en ontlaten moet de structuur van de lagerdelen van chroomstaal met een hoog koolstofgehalte cryptokristallijn of fijnkristallijn zijn met kleine aciculaire martensiet. Bovendien moet het gelijkmatig verdeeld fijn restcarbide en een kleine hoeveelheid restausteniet hebben.
Voor microlagers is een kleine hoeveelheid aciculair of massief troostiet toegestaan, zoals te zien is in Fig. 1.
De microstructuur na afschrikken en temperen moet voldoen aan punt 3.2.2 van JB/T1255-2014, de technische specificaties voor warmtebehandeling van chroomhoudende lagerdelen met een hoog koolstofgehalte voor wentellagers.
Deze structuur van chroomstaal met een hoog koolstofgehalte vertoont een goede hardheid, sterkte, slijtvastheid en weerstand tegen vermoeidheid.
Na het temperen kan het lagerstaal ook uitstekende uitgebreide eigenschappen krijgen, zoals elasticiteit, taaiheid en dimensionale stabiliteit.
Tijdens de warmtebehandeling van chroomstalen lagerdelen met een hoog koolstofgehalte kunnen verschillende defecten optreden als gevolg van problemen met lagerstaalmaterialen, het warmtebehandelingsproces, verwerkingsapparatuur en menselijke factoren. Dergelijke defecten zijn onder andere oververhitting van de metallografische microstructuur (grove naaldmartensiet), onderverhitting van de metallografische microstructuur (troostiet dat de norm overschrijdt), grove korrelcarbiden, ernstige netwerkcarbiden en andere microstructuurdefecten.
Sommige van deze defecten in de metallografische microstructuur kunnen direct leiden tot het afdanken van het product, zoals de oververhitte metallografische microstructuur (grove naald martensiet). Andere defecten leiden echter niet tot het afdanken van het product, maar kunnen wel de levensduur van het product negatief beïnvloeden.
Zo kan een onderverhitte metallografische microstructuur (troostiet dat de norm overschrijdt) de levensduur van het lager beïnvloeden, wat leidt tot vroegtijdige ringbreuk van het lager en een aanzienlijke impact heeft op de kwaliteit van het lagerproduct.
Figuren 2 en 3 tonen de metallografische microstructuur als gevolg van afschrikken bij een oververhittingstemperatuur, met grove aciculaire martensiet met verschillende structurele kenmerken. Van dit structuurtype is bekend dat het de taaiheid en slagvastheid van het lager vermindert, wat leidt tot een kortere levensduur en zelfs tot dovende scheuren bij ernstige oververhitting.
Dit probleem wordt voornamelijk veroorzaakt door een te hoge afschriktemperatuur of een langere wachttijd aan de bovengrens van de afschriktemperatuur, wat resulteert in overmatig oplossen van secundaire carbiden. De austeniet korrel ook de kans krijgt om te groeien, waardoor het belemmerende effect op de groei van martensiet verzwakt en de mogelijkheid van grotere martensietgroei toeneemt.
Onder een 500x (of 1000x) metallografische microscoop is de oververhitte metallografische microstructuur te zien als grove naaldmartensiet.
Een andere mogelijke oorzaak is de aanwezigheid van ernstig gebandeerde carbiden in de grondstof of een ongelijkmatige grootteverdeling van de carbiden in de gegloeide structuur, wat resulteert in fijne vlokken parelliet in de gegloeide structuur.
Zelfs tijdens normaal afschrikken kan zich grof aciculair martensiet vormen in gebieden met dun verdeelde carbiden of fijne deeltjes, met weinig belemmeringen voor martensietgroei.
Oppervlak ontkoling resulteert in weinig tot geen carbiden en heeft daarom een minimaal effect op het belemmeren van martensietgroei.
Als de koelomstandigheden optimaal zijn, heeft martensiet nog steeds een kans om te groeien en grof aciculair martensiet te vormen.
Het is belangrijk om een geschikte afschriktemperatuur en verwarmingstijd te kiezen. Deze parameters moeten worden gekozen in overeenstemming met de materiaalnormen en het is noodzakelijk om de vorming van carbidebanden strikt te controleren.
De kwaliteit van gloeienHet is van cruciaal belang om de oventemperatuur tijdens de productie goed in de gaten te houden. Als de stroom uitvalt of de apparatuur uitvalt, moeten er tijdig effectieve maatregelen worden genomen om negatieve gevolgen voor het proces te voorkomen.
Troostiet is een structuur die ontstaat door onderkoeling of slechte koeling tijdens het koelproces. Het is het resultaat van de parelmoertransformatie van austeniet.
Troostiet heeft een uitzonderlijk fijne parelietstructuur. In dragend staal kan troostiet op basis van zijn metallografische morfologie in vier types worden ingedeeld: massief troostiet (zie fig. 4), aciculair troostiet (zie fig. 5), een combinatie van aciculaire en massieve structuren (zie fig. 6) en gebandeerd troostiet (zie fig. 7).
De troostietstructuur komt voor in afgeschrikt lagerstaal en kan leiden tot een afname van zowel de hardheid en sterkte van het staal. Deze structuur is ook ongunstig voor de slijtage- en vermoeiingsweerstand en vermindert de roestbestendigheid van het lagerstaal aanzienlijk.
Hoewel de hardheid van het onderdeel binnen het gekwalificeerde bereik ligt, voldoet de aanwezigheid van een kleine hoeveelheid aciculair en massief troostiet wel aan de metallografische microstructuurvereisten zoals gespecificeerd in JB/T1255-2014 technische voorwaarden voor warmtebehandeling van onderdelen van chroomhoudend hoogkoolstoflagerstaal voor wentellagers.
De aanwezigheid van massief en reticulair troostiet overschrijdt echter de standaardbepalingen, waardoor het een niet-gekwalificeerde structuur is. Dit kan resulteren in een lagere hardheid van het onderdeel en het gemakkelijker maken om zachte plekken te identificeren na het beitsen.
Er vormt zich massaal troostiet als er onvoldoende verhitting is (de temperatuur is te laag of de wachttijd is te kort). Dit resulteert in ongelijke austenitische legeringsconcentratie en lage hardbaarheid in bepaalde delen van het staal, wat leidt tot parelmoertransformatie tijdens normale afkoeling.
Aciculair troostiet vormt zich door slechte afkoeling, waarbij de blusmiddel het staal niet snel genoeg kan afkoelen. Zelfs bij normale verwarming is het mogelijk dat bepaalde delen van het staal niet de kritische koelsnelheid nodig voor een goede uitharding.
Zonaal troostiet vormt zich wanneer er carbiden aanwezig zijn in het ruwe materiaal van lagerstaal die in stripvorm verdeeld zijn in gebieden met een lage koolstofconcentratie.
Als troostiet tijdens de productie verschijnt, moet de metallografische microstructuur worden geïnspecteerd en moeten de oorzaken worden geanalyseerd om de juiste maatregelen te kunnen nemen.
Als het troostiet een massieve vorm heeft, moet de afschriktemperatuur worden verhoogd en de wachttijd worden verlengd.
Als het troostiet een aciculaire vorm heeft, moet de koelsnelheid worden verhoogd.
Als de verwarmingstemperatuur, warmtebehoud en koeling binnen het normale bereik liggen, maar er toch troostiet optreedt, moet er gecontroleerd worden op problemen met grondstoffen, temperatuurregeling, apparatuurstoringen en andere mogelijke oorzaken. Het is belangrijk om de oorzaak tijdig te achterhalen en de nodige maatregelen te nemen.
Figuur 8 toont de ernstige netwerkcarbidevorming als gevolg van diepe corrosie met een 4% salpeterzuur-alcoholoplossing.
Dit structurele defect ontstaat niet tijdens het afschrikproces, maar is het gevolg van onjuist walsen, smeden of gloeien. Het kan alleen worden gedetecteerd door inspectie na het afschrikken.
De aanwezigheid van gereticuleerde carbiden in staal verhoogt de inhomogeniteit van de chemische samenstelling. Dit kan leiden tot aanzienlijke structurele spanning tijdens warmtebehandeling en afschrikken, wat op zijn beurt vervorming en scheuren van onderdelen kan veroorzaken.
Gereticuleerde carbiden verzwakken de relatie tussen de matrixkorrels en verminderen de mechanische eigenschappen van staal. Ze kunnen met name de kerfslageigenschappen van staal sterk verminderen. Bovendien blijven de kerfslageigenschappen van staal afnemen naarmate het niveau van gereticuleerde carbiden toeneemt.
Netwerkcarbiden hebben ook een aanzienlijk effect op de buigsterkte en treksterkte van staal. Bovendien is het contact vermoeiingssterkte van staal af met een toename in het niveau van gereticuleerde carbiden. In feite neemt de contactvermoeiingssterkte van longitudinale proefstukken met grove gereticuleerde carbiden af met ongeveer 30%.
Elke toename van de graad van gereticuleerd hardmetaal vermindert de levensduur van onderdelen met ongeveer een derde. Ernstig gereticuleerde carbiden kunnen niet worden verwijderd in volgende sferoïdiserende gloeiprocessen en de structuur van de carbiden kan alleen worden geëlimineerd of verbeterd door een normaliseringsproces.
In gevallen waarin het gereticuleerde carbide licht is, kan een deel van het netwerk worden gebroken en sferoïdisch worden tijdens het sferoïdisch gloeien. Als de carbidedeeltjes echter groter zijn, zijn de carbidedeeltjes in de gesferoidiseerde gegloeide structuur mogelijk niet uniform.
Er moet strenge controle worden uitgevoerd op de gereticuleerde carbiden die aanwezig zijn in de grondstoffen van lagerstaal. Het niveau van gereticuleerde carbiden mag de limiet die is gespecificeerd in GB/T18254-2016 voor chroomhoudend hoog koolstofhoudend lagerstaal niet overschrijden.
Tijdens het smeedproces van smeedstukken voor lagers is het belangrijk om de koelsnelheid te regelen om de vorming van gereticuleerde carbiden als gevolg van een lage koelsnelheid te voorkomen.
Indien nodig kan luchtkoeling worden gebruikt om de koelsnelheid van smeedstukken te versnellen en het ontstaan van gereticuleerde carbiden te voorkomen.
Er is een diepgaande analyse uitgevoerd van de oorzaken van de primaire defecten in de microstructuur van chroomhoudende lagerdelen met een hoog koolstofgehalte na afschrikken en er zijn preventieve en corrigerende maatregelen voorgesteld om de afschrikkwaliteit van chroomhoudende lagerdelen met een hoog koolstofgehalte te verbeteren.
Gezien de complexiteit van de productiepraktijken is het cruciaal om een specifieke analyse uit te voeren van verschillende situaties om de kwaliteit van het afschrikken van chroomhoudende lagerdelen met een hoog koolstofgehalte te garanderen en de betrouwbare interne kwaliteit van lagerproducten te waarborgen.
Als oprichter van MachineMFG heb ik meer dan tien jaar van mijn carrière gewijd aan de metaalbewerkingsindustrie. Door mijn uitgebreide ervaring ben ik een expert geworden op het gebied van plaatbewerking, verspaning, werktuigbouwkunde en gereedschapsmachines voor metalen. Ik denk, lees en schrijf voortdurend over deze onderwerpen en streef er voortdurend naar om voorop te blijven lopen in mijn vakgebied. Laat mijn kennis en expertise een aanwinst zijn voor uw bedrijf.
NL 
EN 
ES 
FR 
RU 
DE 
PT 