Endurecimiento superficial de engranajes: ¿Cuántos conoce?

Los métodos habituales de temple superficial para engranajes incluyen el temple a la llama, el temple por inducción, el temple por calentamiento por resistencia de contacto y el temple láser avanzado.

Calentando y enfriando la superficie, se puede crear una capa endurecedora en la superficie manteniendo la microestructura y las propiedades originales del núcleo del engranaje. Esto mejora la resistencia a la fatiga y al desgaste, al tiempo que preserva la excelente tenacidad del núcleo. Además, este proceso es eficiente desde el punto de vista energético y reduce la distorsión durante el enfriamiento del engranaje.

1. Clasificación del endurecimiento superficial

Véase el cuadro 1.

Cuadro 1 Clasificación del endurecimiento superficial

ClasificaciónTecnología
Separación bruscaSubdivisión
Método para calentar-Temple por inducción, temple por llama, temple por calentamiento en baño salino, temple electrolítico, temple por calentamiento por resistencia de contacto, temple por láser, temple por haz de electrones, temple por haz de iones, temple por inducción de corriente pulsada de alta frecuencia, temple por calentamiento solar, etc.
densidad energéticaCalefacción de menor densidad energéticaTemple por inducción, temple a la llama, temple por calentamiento en baño salino, temple electrolítico, etc.
Calefacción de alta densidad energéticaTemple por láser, temple por haz de electrones, temple por haz de iones, temple por calentamiento por resistencia de contacto, temple por calentamiento solar, etc.
fuente de energíaCalefacción por fuente de calor internaFuego por inducción, temple por inducción de corriente pulsada, etc.
Calefacción por fuente de calor externaTemple a la llama, temple por calentamiento en baño salino, temple electrolítico, temple por calentamiento por resistencia de contacto, temple por láser, temple por haz de electrones, temple por haz de iones, temple por calentamiento solar, etc.

2. Requisitos técnicos generales de los engranajes templados superficialmente

1) Véanse en la tabla 2 los requisitos técnicos de los engranajes templados superficialmente.

Tabla 2 requisitos técnicos de los engranajes templados superficialmente

ProyectoPiñónRueda dentada grandeInstrucción
Profundidad de la capa endurecida / mm(0.2-0.4)m①Profundidad efectiva de la capa endurecida, según GB / T5617-2005
Dureza de la superficie del diente (HRC)50~5545~50 o 300~400HWSi la relación de transmisión es 1:1, la dureza de la superficie de los dientes de los engranajes grandes y pequeños puede ser igual.
Organización de la superficieAguja fina martensitaLa ferrita no está permitida en los dientes
Dureza del corazón (HBW)Temple y revenido:Acero al carbono 265 ~ 280Acero aleado 270 ~ 300Para algunos engranajes con requisitos bajos, el normalizado puede utilizarse como tratamiento térmico preliminar.

① m es el módulo de engranaje (mm).

2) Forma de distribución, efecto de refuerzo y ámbito de aplicación de la capa endurecida en la superficie del engranaje.

a. La raíz del diente no está endurecida

Método de proceso:

Método de enfriamiento por calentamiento rotativo.

Efecto potenciador:

Se mejora la resistencia al desgaste de la superficie dental;

La flexión resistencia a la fatiga tiene poca influencia, y el esfuerzo de flexión admisible es inferior al nivel del acero después del revenido.

Enfriamiento de alta frecuencia (incluida la ultraaudiofrecuencia)Apagado a media frecuencia (2,5KHz, 8kHz) Apagado por llama 
El diámetro del engranaje de procesamiento por inducción viene determinado por la potencia del equipo;Ancho del engranaje 10 ~ 100mm;m≤5mm。El diámetro del engranaje de procesamiento está determinado por la potencia del equipo, y el ancho del engranaje es de 35 ~ 150mm;Individualmente hasta 400mm;m≤10m.El diámetro del engranaje puede alcanzar 450 mm;Máquina de temple especial;m ≤ 6 mm, m ≤ 12 mm en algunos casos.

Nota: m - módulo de engranaje (mm)

b. Endurecimiento de la raíz del diente

Método de proceso:

Método de enfriamiento por calentamiento rotativo.

Efecto potenciador:

Se mejora la resistencia al desgaste superficial de los dientes y la resistencia a la fatiga por flexión de las raíces dentarias. El esfuerzo de flexión permitido es de 30% a 50% superior en comparación con un templado y revenido estado. Este proceso puede sustituir parcialmente a los engranajes carburizados.

Enfriamiento de alta frecuencia (incluida la ultraaudiofrecuencia)Apagado a media frecuencia (2,5KHz, 8kHz) Apagado por llama 
El diámetro del engranaje de procesamiento por inducción viene determinado por la potencia del equipo;Anchura del engranaje 10 ~ 100mm;m≤5mm.El diámetro del engranaje de procesamiento está determinado por la potencia del equipo, y el ancho del engranaje es de 35 ~ 150mm;Individualmente hasta 400mm;m≤10m.El diámetro del engranaje puede alcanzar 450 mm;Máquina de temple especial;m ≤ 6 mm, m ≤ 10 mm en algunos casos.

c. Endurecimiento de la raíz del diente

Método de proceso:

Método de temple por calentamiento continuo de un solo diente.

Efecto potenciador:

La resistencia al desgaste de la superficie del diente mejora, pero la resistencia a la fatiga por flexión puede verse afectada en cierta medida (por lo general, la capa de endurecimiento termina a 2 ó 3 mm de la raíz del diente). La tensión de flexión permitida es inferior a la del acero después del revenido.

Enfriamiento de alta frecuencia (incluida la ultraaudiofrecuencia)Apagado a media frecuencia (2,5KHz, 8kHz) Apagado por llama 
El diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 5mmEl diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 8 mm.El diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 6mm

d. Endurecimiento de la raíz del diente

Método de proceso:

Calentamiento y enfriamiento continuos a lo largo de la ranura del diente.

Efecto potenciador:

Se mejora la resistencia al desgaste superficial de los dientes y la resistencia a la fatiga por flexión de las raíces dentarias. El esfuerzo de flexión permitido es de 30% a 50% superior en comparación con un templado y revenido estado. Este proceso puede sustituir parcialmente a los engranajes carburizados.

Enfriamiento de alta frecuencia (incluida la ultraaudiofrecuencia)Apagado a media frecuencia (2,5KHz, 8kHz) Apagado por llama 
El diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 5mmEl diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 8 mm.El diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 10mm

3) Proceso típico de mecanizado de engranajes templados superficialmente: pieza bruta → normalizado (o recocido) de material de forja → desbastado mecánico → temple y revenido → semiacabado mecánico (fabricación de piezas en bruto) y fabricación de engranajes → temple superficial → revenido a baja temperatura → acabado mecánico → productos acabados.

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Shane
Autor

Shane

Fundador de MachineMFG

Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.

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