Roți dințate din oțeluri cimentate.
Roțile dințate sunt utilizate pe scară largă în mașinile, mecanismele și dispozitivele diferitelor industrii inginerești. Cea mai bună macrostructură a roților dințate este obținută prin ștanțare, atunci când aranjamentul fibrelor corespunde configurației roții, deoarece în acest caz crește rezistența la încovoiere.
La alegerea oțelului pentru fabricarea uneltelor, este necesar să se țină seama de costul său, de prelucrabilitate, de întărire și de deformare a roții în timpul tratamentului termic. Deoarece elementul principal al roții dințate este dintele, oțelul folosit și metodele de întărire trebuie să asigure o rezistență ridicată la contact și rezistență la oboseală, rezistența la încovoiere, rezistența la impact și rezistența la uzură a dintelui.
roți dințate cimentate sunt realizate din oțeluri 20X 12HNZA, 12Kh2N4A, 20H2N4A, 25HGM, 20HN2M, 18HGT, 25HGT, ZOHGT, 20HGR, 18H2N4VA și colab.
Pentru a pregăti structura pentru manipularea roților pe mașini-unelte și pentru a îmbunătăți proprietățile mecanice ale semifabricatului finit roată presată înainte de prelucrare pe mașini-unelte sunt supuse unui tratament termic - recoacere (completă, izoterma) sau de normalizare sau normalizare și temperat.
Match pentru tăiere (preparare suprafață metalică cel puțin rugoasă) este structura după recoacere la regim izoterm: încălzire la o temperatură a punctului Ac3 + 50 ° C, care deține, krapyuvremennoe subrăcire la 480-500 ° C și menținere izotermă la 580-600 ° C
Pentru Diecut eboșe de carburat și hromomargantsovistyh oțelurilor CrNi și răcirea accelerată se aplică semifabricatelor Diecut de la sfârșitul temperaturii forjare la 500-600 ° C, urmată de utilizarea căldurii reziduale.
Pentru carburi cu gaz, se utilizează cuptoare cu mufe și furcă. În mod obișnuit, tratamentul se efectuează pe linii de producție, care includ un cuptor de umflare pentru carburi de gaz, un rezervor mecanizat de stingere, o mașină de spălat, un cuptor de temperatură și o cameră de răcire post-temperată. Temperatura în cuptorul de carburare a gazului de-a lungul lungimii camerei de lucru este menținută egală cu temperatura carburizării, iar la capătul de evacuare temperatura este redusă la temperatura tusei.
Pentru obținerea uneltelor cu o duritate a suprafeței dintelui HRC ≥ 60 și o reducere a ruperii dinților de-a lungul circumferinței inițiale, se utilizează un proces de nitrocentrare în cadru. Roți dințate, de exemplu 25HGM din oțel este supusă carbonitrurare la 870 ° C, podstuzhivayut la 840 ° C, răcit în ulei fierbinte, la o temperatură de 160-180 ° C și temperat la 160-180 ° C; duritatea suprafeței dintelui HRC 60-65, miezul HRC 35-45.
Pentru a reduce deformarea arborelui cotit, se folosesc următoarele metode:
1) a intarit intarirea; angrenaje încălzite este răcită într-o baie de ulei sau de sare topită la o temperatură de 150-180 ° C, și după înmuiere în baie până la egalizarea temperaturii pe secțiunea transversală a unei roți dințate, până când temperatura băii este răcită în aer la o temperatură de 20 ° C;
2) întărirea pe mandrine speciale de fixare, care sunt instalate în orificiul roții dințate;
3) întărirea pasivă în combinație cu mandrinele de fixare; uneltele sunt așezate pe dorn după ce au fost ținute într-un mediu fierbinte și apoi au fost răcite la o temperatură de 20 ° C împreună cu dornul; 4) întărirea preselor automate; rotorul încălzit este montat pe matrița inferioară, fixat cu o matriță superioară și în această formă este imersat într-un rezervor de stingere cu ulei.
Roți de angrenaj din oțeluri îmbunătățite.
Roțile dințate sunt realizate din oțeluri îmbunătățite, de exemplu 45, 40X, 40HN etc. și care este de asemenea fabricat din oțel 55PP cu duritate redusă. În funcție de condițiile de funcționare, uneltele sunt supuse diferitelor tratamente termice. normalizarea, îmbunătățirea, întărirea și temperarea scăzută, cianurarea (nitrocentrarea) urmată de întărire și temperare.
Roata dințată care rulează la viteze mici și presiuni scăzute, realizate din oțel 45 și supus la normalizarea la 850-870 ° C (duritate 170-217 HB), sau ameliorarea călite în apă de 820-840 ° C și călire la 520-550 ° C (HB 220-250).
Dințată rulare roată, la sarcini de îndoire considerabile și viteze reduse, realizate din oțeluri aliate de mediu și supus îmbunătățirii - călire în ulei și temperare la 600-650 ° C (230- 260 HB).
Roțile de transmisie care funcționează la viteze medii, presiuni medii și sarcini de șoc mici sunt fabricate din oțeluri aliate cu conținut mediu de carbon. Modurile de tratare termică a uneltelor din aceste oțeluri sunt următoarele: a) stingerea în ulei și temperarea la 180-200 ° C (HRC 50-55); b) cianurarea (nitrocarburizarea) la 830-850 ° C, stingerea în ulei și temperarea la 180-200 ° C (HRC 55-60); grosimea stratului trebuie să fie în intervalul 0,2-0,3 mm, pentru care este necesară o expunere de 30-50 minute pentru cianurare și 1-2 ore pentru nitrocarburizare.
O largă răspândire în practică a fabricii a fost întărirea suprafețelor de roți cu încălzire prin inducție. În acest caz, întărirea se face prin două metode:
1) prin încălzirea dinților;
2) prin încălzirea numai a suprafețelor de contact ale dintelui (întărirea "cu dinți") sau prin încălzirea simultană a suprafețelor de contact și a cavităților (întărirea "pe cavitate").
Stingând cu prin încălzirea dinții roților dințate din oțel, de exemplu 45, 40X, sunt încălzite în inductor (850-870 ° C) și apoi răcită (baie de apă sau de scufundare în ulei de viteze) odată ce toți dinții roții dințate. Dinții sunt calcinați prin dreapta. La o anumită adâncime (5 mm) ca stins și coroana dințată. După temperare, este efectuată o temperatură scăzută; duritatea dintelui suprafață HRC 58-60, iar miezul - HRC 45-55. Această metodă este utilizată pentru uneltele de întărire și de modul mic ușor încărcat (4 mm), deoarece întregul dinte are o duritate ridicată și posibila rupere în timpul utilizării. Modul roată dințată 4 mm temperată prin această metodă nepractică.
Prin metoda de întărire prin încălzirea dinților este posibilă întărirea și încărcarea cu greutăți a roților dințate (modulul intermediar 4-10 mm) din oțel de întărire scăzută. În acest caz, se folosește oprirea volumetrică (cu încălzire profundă prin inducție), o metodă dezvoltată de profesorul KZ Shepelyakovskii și aplicată la multe fabrici. Cu întărirea suprafeței cu încălzire profundă este necesară utilizarea unei răciri intensive cu apă rapidă (apă sau duș). Pentru a efectua această răcire, se utilizează dispozitive speciale de stingere, dintre care una este prezentată în Fig. 1. Apa este alimentată printr-o țeavă 1 cu un diametru de 150 mm; Se trece prin canelura inelară 2, care direcționează în spațiul dintre uneltele de lucru 3 și inductorul 4. Înainte de apă de răcire bruscă este includerea la nivelul 5. Acest sistem de răcire oferă rezultate bune în stingerea angrenajelor modulului de 6-10 mm.
Fig. 1. Dispozitiv de stingere cu alimentare cu agent de răcire paralel cu suprafața întărită în spațiul dintre inductor și roata dințată.
Modul de întărire a angrenajelor cu un modul de 6 mm este după cum urmează
frecvența curentului 2650 Hz, durata totală de încălzire 90 s, temperatura de încălzire 850 ° C, timpul de răcire (temperarea cu auto-eliberare la 200-210 ° C, echivalent cu temperarea la 150-160 ° C) 6,5 s, debitul de apă de răcire 100 l / s, productivitate de 30 părți pe oră.
Ca rezultat al calire stratului obținut de duritate mare (HRC 59-61) grosime (la radacina dintelui) de 1,9 mm, amplasat pe conturul dinților și depresiunile (Fig. 2), care asigură o mai mare rezistență la abraziune și rezistența la oboseală contactul dinților. Dintele de miez are o duritate de 30-35 HRC, care asigură o rezistență ridicată.
Fig. 2. Macrostructură a roții din oțel de turnare redusă, întărită la încălzire profundă
Roți dințate redusă hardenability de corp cu suprafață întărit cu oțel călit (la încălzire prin inducție profundă), asupra rezistenței statice, dinamice si oboseala superioară acelorași angrenajele dinților din oțeluri hromomargantsetitanovyh, crom-nichel și alte supuse carburare și întărire.
Uneltele de dimensiuni mari sunt întărite prin metoda "dintelui" (figura 3, a) sau "peste gol" (figurile 3, 6). Dezavantajul metodei de întărire "de dinte" este o scădere a rezistenței la oboseală a dintelui. Motivul acestui dezavantaj este concentrația tensiunilor la limita stratului întărit și a suprafeței dintelui. Călire a mai încărcat roata dințată spațiu gol stins, tensiunile randamentului de tracțiune de pe suprafața superioară a dintelui nu este periculoasă, deoarece locul dintelui nu suferă nici un stres. Pentru întărirea suprafețelor dințate, se folosesc diferiți inductori care permit întărirea prin metoda "dentară" sau "jgheab" într-un mod simultan sau continuu-secvențial.
Fig. 3. Schema de întărire a dinților:
a - "pe dinte"; b - "în gol"; 1 - circuit magnetic; 2 - sârmă inductivă; 3 - stratul încălzit.
Suprafețele de întărire a angrenajelor se efectuează pe mașini și instalații speciale.
Fig. 4. Instalare pentru întărirea cu înaltă frecvență a uneltelor de dimensiuni mari
Călire „a cavității“ manieră simultană inductor 1 (Fig. 5) se introduce între dinți cu un decalaj între inductor și suprafața încălzită de 2-2,5 mm. În același timp, cavitatea și cele două suprafețe adiacente sunt încălzite de-a lungul întregii lungimi a dintelui. Pistolele de pulverizare 2 răcește continuu suprafețele exterioare ale dinților încălziți pentru a preveni temperarea suprafețelor întărite anterior. După terminarea încălzirii, continuând câteva secunde, bobina 1 este scoasă din depresiunea, și după o pauză (pentru compensarea temperaturii) de 3 pulverizatoare stingi suprafață încălzită este răcită de apă pentru un timp, oferind călire cu autorevenire. La sfârșitul răcirii, pinionul 4 este rotit de un dinte, inductorul este introdus în cavitatea următoare dintre dinți și procesul este repetat.
Fig. 5. Diagrama de întărire a roții dințate de-a lungul unui gol
Uneori, atunci când se răcesc uneltele de dimensiuni mari pe niște dinți pe partea opusă întăririi anterioare, apar fisuri datorită apariției solicitărilor termice și structurale. Pentru a evita apariția fisurilor, se recomandă aplicarea metodei de stingere "de-a lungul cavității prin dinte", care constă în următoarele. În primul rând, prima întărire prin inducție se realizează "de-a lungul cavității prin dinte" (figura 6).
Fig. 6. Schema de întărire a roții dințate pe o cavitate prin intermediul unui dinte
După prima stingere, roata dințată este temperată la 180-200 ° C. După temperarea părții întărite a dinților, și apoi din nou petrece o vacanță scăzută. Cu această metodă, fisurile nu apar pe suprafața dinților.