12 Faktoren, die die Verformung bei der Wärmebehandlung von Zahnrädern beeinflussen

1. Kohlenstoffgehalt im Stahl

Die Kohlenstoffgehalt hat den größten Einfluss auf den Verzug und die Volumenverformung von Zahnrädern beim Abschrecken.

2. Legierungselemente in Stahl

Legierung Elemente in Stahl haben einen erheblichen Einfluss auf die Verzerrung von Zahnrädern, wobei bestimmte Elemente wie C, Mn, Ni, Cr und Mo die Härtbarkeit und die Verzerrungsneigung erhöhen. Umgekehrt können andere Elemente wie Cr, Mn, Mo, Si, Ni und Ti dazu beitragen, den Verzug zu verringern.

3. Härtbarkeit von Stahl

Je höher die Härtbarkeit des Stahls ist, desto ausgeprägter ist der Verzug beim Abschrecken; bei geringerer Härtbarkeit ist der Verzug beim Abschrecken dagegen weniger stark.

4. Zahnradform und Querschnittsgröße

Die Form des Getriebes ist nicht symmetrisch und die Abschnitte sind ungleichmäßig.

Den Speichen in der Getriebekonstruktion fehlt es an Steifigkeit.

Die Positionierung der Bearbeitungsbohrung in der Zahnradkonstruktion ist ungünstig, was zu einem erhöhten Wärmebehandlungsverzug des Zahnrads führt.

5. Ursprüngliche Struktur aus Stahl

1)Die Ungleichmäßigkeit des Gefüges in Stahl beeinflusst den Wärmebehandlungsverzug erheblich. Dies ist auf grobe Strukturen, große Seigerungen und Netzwerkstrukturen zurückzuführen, die den Verzug nach dem Abschrecken noch verstärken.

2)Defekte wie Bandstrukturen und Entmischung sind zu kritischen Faktoren geworden, die zu Zahnradverzug führen.

3)Makrosebildung in Stahlbarren führt häufig zu einer quadratischen Segregation im Querschnitt des Stahlmaterials, was zu einer ungleichmäßigen Abschreckverzerrung der Zahnräder führt.

4)Der Zahnradverzug während der Wärmebehandlung ist bei Zahnrädern aus quadratischen Stranggussblöcken gleichmäßig. Bei Zahnrädern, die aus rechteckigen Stranggussbolzen hergestellt werden, ist der Verzug bei der Wärmebehandlung jedoch deutlich gerichtet, was sich auf den Zahnradverzug auswirkt.

5)Je feiner die Korngröße ist, desto weniger Verzug tritt nach dem Abschrecken auf.

6)Eine ungleichmäßige Normalisierungsbehandlung von Zahnradrohlingen führt zu Wärmebehandlungsverzug in Zahnrädern.

6. Schmieden

1)Proper Schmiedetechniken kann dazu beitragen, den Verzug von Metallen zu verringern.

Insbesondere die Schaffung einer stromlinienförmigen Metallstruktur durch Schmieden kann die Verformung während der Wärmebehandlung minimieren. Darüber hinaus kann sorgfältiges Schmieden die Entmischung reduzieren, die Gleichmäßigkeit der Metallstruktur fördern, die Bänderung verbessern und den Verzug bei der Wärmebehandlung weiter verringern.

2)Wenn der Formhohlraum nicht vollständig mit Metall gefüllt ist, kann die abschließende Wärmebehandlung uneinheitlich sein und zu Verformungen führen.

3)Das Schmieden von Zahnradrohlingen kann zu erhöhtem Verzug während der Wärmebehandlung führen, der durch hohe Erwärmung, ungleichmäßige Verformung und hohe Endtemperaturen beim Schmieden verursacht wird.

7. Vorläufige Wärmebehandlung des Rohlings

1)Die Durchführung einer vorläufigen Wärmebehandlung von Zahnradrohlingen kann dazu beitragen, den Verzug während des endgültigen Wärmebehandlungsprozesses zu minimieren. Es wurde festgestellt, dass der Verzug bei der Anwendung von Normalisierungsverfahren im Vergleich zum isothermen Normalisieren stärker ausgeprägt ist.

2)Zahnradrohlinge werden vor der endgültigen Bearbeitung vergütet und angelassen. Abschreckungsprozess. Nach dem Abschrecken neigt die Verformung dazu, ein vorhersehbares Muster zu zeigen, und das Gesamtausmaß der Verformung ist geringer.

8. Eigenspannung

Der Prozess der Bearbeitung von Zahnrädern können Spannungen verursachen, die zu einer Verformung des Metalls führen.

Während des Erwärmungsprozesses des Getriebes tragen nicht nur thermische Spannungen zur Verformung bei, sondern auch die Freisetzung von Eigenspannung kann ebenfalls eine Ursache sein.

9. Abschreckendes Erhitzungsverfahren

1)Die maximale Spannung, die unter der Erwärmungstemperatur erzeugt werden kann, ist bei Zahnrädern mit größerem Durchmesser oder größerer Dicke größer, was zu einer erhöhten Verformung führt.

2)Unter vielen Produktionsbedingungen, bei denen Zahnräder eingespannt werden, gibt es in der Anfangsphase des Ofeneinlaufs an jedem Teil einen erheblichen Temperaturunterschied. Die daraus resultierende thermische Belastung reicht aus, um eine plastische Verformung an dem Teil zu verursachen, das die hohe Temperatur zuerst erreicht, was zu einer lokalen Verformung führt.

3)Der Verzug von schlanken Wellenzähnen und dünnen Zahnrädern wird durch ungleichmäßige Erwärmung, einschließlich schneller Erwärmung, stark beeinflusst.

4)Bei ungleichmäßiger Erwärmung, wie z. B. bei direkten Heizelementen, neigt die Seite des Zahnrads mit der höheren Innentemperatur dazu, konkav zu werden und nach dem Abkühlen eine Biegeverformung zu erzeugen.

5)Die Erhitzungsgeschwindigkeit wirkt sich direkt auf die Bildung von Wärmespannungen während des Erhitzungsprozesses aus und kann eine Verzerrung des Zahnrads verursachen.

10. Kühlung

1) Abkühlgeschwindigkeit und Kühlmedium für die Abschreckung

Je größer die Kühlleistung ist, desto stärker ist die Abschreckintensität (H), und je größer der Temperaturunterschied zwischen der Innen- und Außenseite des Zahnrads (oder bei unterschiedlichen Dicken) ist, desto größer ist die erzeugte Spannung.

Die Verformung hängt mit der Art der Abschreckung zusammen Kühlmedium, seine Kühlleistung und seine Härtbarkeit.

2) Ungleichmäßige Kühlung

Der Verzug kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, z. B. durch die Zahnradstruktur, die Spannen des Getriebes und die Eigenschaften des Kühlmediums für die Abschreckung.

3) Temperatur des Kühlmediums für die Abschreckung

Im Allgemeinen wird die Temperatur des Kühlmediums für die Abschreckung erhöht, wie z. B. Abschreckölkann die Verzerrung der Wärmebehandlung von Zahnrädern verringern.

11. Abschreckungsvorgang

1) Klemmen und Stützen des Getriebes

Die Verzerrung des Zahnrads wird in hohem Maße durch die Einspann- und Aufhängungsmethoden, Anschlagmittel und deren Unterstützungsmethoden beim Laden des Zahnrads in den Ofen beeinflusst. Dies gilt insbesondere für dünnwandige Zahnkränze mit einem großen Innen- und Außendurchmesser. Neben der Ausdehnung und Schrumpfung des Innen- und Außendurchmessers kann es häufig zu einer Rundheit nicht mehr toleriert werden.

Bei einer unsachgemäßen Beschickung des Ofens kann es leicht zu einem starken Hochtemperaturkriechen kommen, das den Fluss des Kühlmediums beim Abschrecken und die Gleichmäßigkeit der Zahnradkühlung beim Abschrecken beeinträchtigen kann. Dies hat zur Folge, dass die Gleichmäßigkeit der Verzerrung und der Verformung beeinträchtigt wird.

2) Temperatur und Gleichmäßigkeit der Erwärmung beim Abschrecken

Der Einfluss der Abschrecktemperatur auf die Verwerfung ist deutlich größer als auf die Volumenverformung.

Im Allgemeinen führt eine Erhöhung der Abschrecktemperatur zu einem erhöhten Zahnradverzug.

Die Verformung wird durch ungleichmäßige Erwärmung verursacht.

3) Wiederholtes Abschrecken

Wenn Zahnräder aufgrund schlechter Wärmebehandlungsqualität aus der Toleranz geraten sind, kann die Wiederholung des Abschreckvorgangs während der Reparatur aufgrund der zusätzlichen Abschreckzyklen zu einer Zunahme der Verformung führen.

4) Wirkung der Abschreckungskühlung

Das Zahnrad kühlt mit hoher Geschwindigkeit ab, was gleichzeitig eine Volumenausdehnung bewirkt. Wenn die Abkühlung nicht gleichmäßig erfolgt, kann dies zu größeren Verformungen führen.

Bei der Zwei-Medien-Abschreckung oder Stufenabschreckung ist die Verweilzeit im ersten Medium lang.

Die hohe Fließfähigkeit des Abschreckmediums und die Einwirkung auf das Zahnrad haben einen erheblichen Einfluss auf den Verzug des Zahnrades während der Wärmebehandlung.

5) Betriebliche Faktoren

Dieses Problem steht häufig im Zusammenhang mit der Verletzung von Verfahrensvorschriften während des Betriebs.

Zum Beispiel, während der Zapfvorgangkönnen die Zahnräder miteinander kollidieren. Außerdem kann der Aufprall des Zahnrads auf den Ofen, den Ofenkörper, die Ofentür oder andere harte Gegenstände zu einer Verzerrung des Zahnrads führen.

Wenn das Zahnrad aus dem Ofen abgeschreckt wird, können ein instabiler Betrieb und starke Erschütterungen den Zahnradverzug noch verstärken, insbesondere bei schlanken Getriebewellen und dünnen Zahnrädern aus Blech.

12. Härtung, Kältebehandlung und Alterung

1) Temperament

Die Größenänderungen von gehärteten Zahnrädern werden in erster Linie durch Veränderungen in der Mikrostruktur verursacht.

2) Kältebehandlung

Bei Zahnrädern mit einem hohen Anteil an Legierungselementen oder bei Zahnrädern, die eine hohe Präzision erfordern, wird häufig eine Kältebehandlung bei Temperaturen unter Null durchgeführt, um die beibehaltenen Eigenschaften weiter zu verändern. Austenit in Martensit umgewandelt, was zu einem erhöhten Verzugsgrad führt.

Außerdem ist zu beachten, dass die Größe der Ausdehnung bei höheren Abschrecktemperaturen tendenziell zunimmt.

3) Behandlung der Alterung

Die Hauptursache für die Alterungsverzerrung in einer abgeschreckten Zahnradstruktur ist die Menge der Restaustenit.

Während des natürlichen Alterungsprozesses kommt es zu einer Entspannung durch die Entweichung von Wasserstoff. Diese Entspannung und der Abbau von Spannungen können eine Umwandlung einer kleinen Menge von Austenit.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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