Вы когда-нибудь задумывались о том, как шестерни выдерживают сильное давление и при этом быстро изнашиваются? Ключом к этому является поверхностная закалка! Этот процесс включает в себя такие методы, как пламенная и индукционная закалка, для создания прочного внешнего слоя, повышающего усталостную прочность и износостойкость шестерни. В этой статье вы узнаете о различных методах поверхностного упрочнения и их преимуществах, которые обеспечат эффективную работу и долгий срок службы ваших шестерен. Окунитесь в эту тему, чтобы узнать, как увеличить срок службы и надежность ваших шестерен с помощью эффективных стратегий поверхностного упрочнения.
К распространенным методам закалки поверхности зубчатых колес относятся закалка пламенем, индукционная закалка, закалка контактным резистивным нагревом и усовершенствованная лазерная закалка.
Поверхностный нагрев и закалка позволяют создать на поверхности упрочняющий слой, сохраняя при этом исходную микроструктуру и свойства сердечника шестерни. Это повышает усталостную прочность и износостойкость, сохраняя превосходную вязкость сердечника. Кроме того, этот процесс является энергосберегающим и уменьшает деформацию при закалке зубчатых колес.
См. таблицу 1.
Таблица 1 Классификация поверхностного упрочнения
| Классификация | Технология | |
| Грубое разделение | Подразделение | |
| Метод нагрева для нагрева | - | Индукционная закалка, пламенная закалка, закалка в соляной ванне, закалка в электролите, закалка контактным сопротивлением, лазерная закалка, закалка электронным лучом, закалка ионным лучом, закалка высокочастотным импульсным током, закалка солнечным нагревом и т.д. |
| плотность энергии | Нагрев с меньшей плотностью энергии | Индукционная закалка, закалка в пламени, закалка в соляной ванне, закалка в электролите и т.д. |
| Высокая плотность энергии нагрева | Лазерное закаливание, закаливание электронным лучом, закаливание ионным лучом, закаливание контактным резистивным нагревом, закаливание солнечным нагревом и т.д. | |
| источник энергии | Внутреннее отопление от источника тепла | Индукционный огонь, индукционное закаливание импульсным током и т.д. |
| Отопление от внешнего источника тепла | Закалка пламенем, закалка нагревом в соляной ванне, закалка электролитом, закалка нагревом контактным сопротивлением, закалка лазером, закалка электронным лучом, закалка ионным лучом, закалка солнечным нагревом и т.д. | |
1) Технические требования к шестерням с поверхностной закалкой приведены в таблице 2.
Таблица 2 Технические требования к зубчатым колесам с поверхностной закалкой
| Проект | Шестерня | Большое зубчатое колесо | Инструкция |
| Глубина упрочненного слоя / мм | （0.2-0.4）m① | Эффективная глубина упрочненного слоя, согласно GB / T5617-2005 | |
| Твердость поверхности зуба (HRC) | 50~55 | 45~50 или 300~400HW | Если передаточное отношение составляет 1:1, то твердость поверхности зубьев большой и малой шестерен может быть одинаковой. |
| Организация поверхности | Тонкая игла мартенсит | Феррит не допускается на зубах | |
| Твердость сердца (HBW) | Закалка и отпуск: углеродистая сталь 265 ~ 280Легированная сталь 270 ~ 300 | Для некоторых зубчатых колес с низкими требованиями нормализация может использоваться в качестве предварительной термообработки. | |
① m - модуль шестерни (мм).
2) Форма распределения, эффект упрочнения и область применения упрочненного слоя на поверхности зубчатого колеса
Метод обработки:
Метод закалки с ротационным нагревом.
Усиливающий эффект:
Повышается износостойкость поверхности зуба;
Изгиб усталостная прочность оказывает незначительное влияние, а допустимое напряжение при изгибе ниже, чем у стали после отпуска.
| Высокочастотное (в том числе ультразвуковое) закаливание | Среднечастотное (2,5 кГц, 8 кГц) закаливание | Закалка пламенем |
| Диаметр шестерни индукционной обработки определяется мощностью оборудования;Ширина шестерни 10 ~ 100 мм;m≤5 мм。 | Диаметр обрабатывающей шестерни определяется мощностью оборудования, а ширина шестерни составляет 35 ~ 150 мм; индивидуально до 400 мм; m≤10m | Диаметр шестерни может достигать 450 мм; специальная закалочная машина; m ≤ 6 мм, m ≤ 12 мм в некоторых случаях |
Примечание: m - модуль шестерни (мм)
Метод обработки:
Метод закалки с ротационным нагревом.
Усиливающий эффект:
Повышается износостойкость поверхности зубов и усталостная прочность корней зубов при изгибе. Допустимое напряжение при изгибе на 30% - 50% выше по сравнению с закалка и отпуск состояние. Этот процесс может частично заменить науглероженные шестерни.
| Высокочастотное (в том числе ультразвуковое) закаливание | Среднечастотное (2,5 кГц, 8 кГц) закаливание | Закалка пламенем |
| Диаметр шестерни индукционной обработки определяется мощностью оборудования; ширина шестерни 10 ~ 100 мм; m≤5 мм. | Диаметр обрабатывающей шестерни определяется мощностью оборудования, а ширина шестерни составляет 35 ~ 150 мм; индивидуально до 400 мм; m≤10m | Диаметр шестерни может достигать 450 мм; специальная закалочная машина; m ≤ 6 мм, m ≤ 10 мм в некоторых случаях |
Метод обработки:
Метод закалки с непрерывным нагревом с одним зубом.
Усиливающий эффект:
Износостойкость поверхности зуба повышается, но усталостная прочность при изгибе может несколько снизиться (обычно слой закалки заканчивается на расстоянии 2-3 мм от корня зуба). Допустимое напряжение при изгибе ниже, чем у стали после закалки.
| Высокочастотное (в том числе ультразвуковое) закаливание | Среднечастотное (2,5 кГц, 8 кГц) закаливание | Закалка пламенем |
| Диаметр шестерни не ограничен, m ≥ 5 мм | Диаметр шестерни не ограничен, m ≥ 8 мм | Диаметр шестерни не ограничен, m ≥ 6 мм |
Метод обработки:
Непрерывный нагрев и закалка вдоль канавки зуба.
Усиливающий эффект:
Повышается износостойкость поверхности зубов и усталостная прочность корней зубов при изгибе. Допустимое напряжение при изгибе на 30% - 50% выше по сравнению с закалка и отпуск состояние. Этот процесс может частично заменить науглероженные шестерни.
| Высокочастотное (в том числе ультразвуковое) закаливание | Среднечастотное (2,5 кГц, 8 кГц) закаливание | Закалка пламенем |
| Диаметр шестерни не ограничен, m ≥ 5 мм | Диаметр шестерни не ограничен, m ≥ 8 мм | Диаметр шестерни не ограничен, m ≥ 10 мм |
3) Типичный процесс обработки шестерен с поверхностной закалкой: заготовка → нормализация (или отжиг) из кузнечного сырья → механическая черновая обработка → закалка и отпуск → механическая получистовая обработка (изготовление заготовок) и изготовление зубчатых колес → поверхностная закалка → низкотемпературный отпуск → механическая отделка → готовые изделия.
Как основатель MachineMFG, я посвятил более десяти лет своей карьеры металлообрабатывающей промышленности. Мой обширный опыт позволил мне стать экспертом в области производства листового металла, механической обработки, машиностроения и станков для обработки металлов. Я постоянно думаю, читаю и пишу об этих предметах, постоянно стремясь оставаться на переднем крае своей области. Позвольте моим знаниям и опыту стать преимуществом для вашего бизнеса.
RU 
EN 
AR 
DE 
ES 
FR 
IT 
JA 
NL 
PT 
PT_BR 
KO