Решение проблем газового азотирования зубчатых колес: Эффективные контрмеры | MachineMFG

Решение проблем, связанных с газовым азотированием зубчатых колес: Эффективные контрмеры

0
(0)

1. Предисловие

Газовое азотирование имеет ряд преимуществ перед ионным азотированием, включая простоту эксплуатации, высокую повторяемость процесса, простую конструкцию оборудования и возможность автоматического управления процессом.

Одним из наиболее значимых преимуществ газового азотирования является улучшенная равномерность температуры и атмосферы во время процесса.

В частности, глубина азотированного слоя на корне зуба и делительной окружности зубчатых колес малого модуля при газовом азотировании более равномерна по сравнению с ионным азотированием.

В последние годы процесс газового азотирования претерпел значительные изменения, в частности, были разработаны процессы предварительного окисления и газового азотирования, а также различные другие технологии газового азотирования.

Эти достижения позволили в разной степени сократить время производственного цикла между ионным и газовым азотированием.

Однако в процессе контроля атмосферы при азотировании зубчатых колес необходимо обращать внимание на возможные проблемы.

2. Очистка перед газовым азотированием

Перед газовым азотированием и зарядкой шестерня должна быть тщательно очищена, чтобы убедиться в отсутствии воды и примесей.

Если этот этап не будет выполнен должным образом, полученная азотированная поверхность может иметь неровный вид и на ней могут появиться темные пятна.

Несмотря на отсутствие существенной разницы в глубине азотированного слоя, твердости или металлографической структуре между участками с крапинками и нормальными участками, эти крапинки могут существенно повлиять на общее качество внешнего вида шестерни.

Макроморфология этих нерегулярных пятнистых участков была проанализирована с помощью стереомикроскопа со сверхглубоким полем (как показано на рис. 1).

Рис. 1 Макроморфология спекл-области торцевой поверхности шестерни

Микроскопическая морфология пятен была проанализирована с помощью сканирующего электронного микроскопа (как показано на рис. 2). Под сканирующим электронным микроскопом рассматривались участки, которые невооруженным глазом казались белыми.

Рис. 2 Микроморфология спекл-области торцевой поверхности шестерни

Химический состав пятна с аномальным внешним видом на торцевой поверхности шестерни был сравнен и проанализирован с нормальным участком на торцевой поверхности шестерни. Результаты сравнения представлены в таблице 1.

Таблица 1 Результаты сравнения (массовая доля) (%) определения химического состава в микрозоне торцевой поверхности шестерни

Место обнаружения:CNONaЭлSiPSCKCaCrMnFe
Зона MНормальная поверхность0.220.98---0.26-----0.190.6397.72
0.210.99---0.24-----0.250.5797.73
Зона AПоверхность с белыми пятнами0.431.032.91--0.22---0.090.210.190.3594.59
0.380.892.58-0.070.180.050.110.080.100.250.120.3194.86
Пилинг плоского дна0.280.738.59-0.090.560.040.080.100.120.060.331.4089.61
0.390.8411.590.150.100.670.130.110.090.120.060.341.7183.71
Зона BТемные пятна1.030.5829.530.500.100.510.050.900.391.210.180.260.5164.25
0.800.5528.270.380.040.530.071.040.361.330.110.200.5065.84
Белое круглое пятно0.620.833.290.250.160.390.100.150.200.220.600.290.5892.33
0.960.665.050300.160.600.060.140.230.300.960.321.0989.16

Как видно из таблицы 1, содержание элемента O в аномальном пятне выше, чем в нормальном. Помимо повышенного содержания O, в нем также присутствуют следовые количества Na, S, Cl, K, Ca, Mg, Al и других элементов, которые образуются из остатков воды, чистящих средств и масла для бритья.

Этот анализ показывает, что появление газового азотирования вызвано плохой очисткой перед процессом азотирования. Поэтому при очистке шестерен, подвергнутых газовому азотированию, следует обратить особое внимание на следующие моменты:

  • При использовании чистящего средства на водной основе температура воды для окончательного ополаскивания не должна быть слишком высокой. Если температура воды слишком высока, она быстро испарится и оставит осадок на поверхности заготовки. Лучше снизить температуру ополаскивания и использовать воздушный пистолет высокого давления для сушки заготовки.
  • Очистка с помощью таких веществ, как ацетон или бензин, возможна, но эти вещества имеют низкую температуру вспышки. Важно обеспечить надлежащую вентиляцию и пожарную безопасность в помещении, где проводится уборка.
  • Перед очисткой углеводородным очистителем заготовку следует тщательно высушить.
  • Следует учитывать качество воды, используемой в процессе очистки, и по возможности использовать чистую воду.

3. Контроль искажений при азотировании зубчатых колес

Искажения, возникающие при азотировании зубчатых колес, зависят от нескольких факторов, включая форму зубчатого колеса, остаточные напряжения при обработке, материал шестерниИнструмент для азотирования, процесс азотирования и скорость охлаждения шестерни после азотирования.

При обычном производстве люди, как правило, сосредотачиваются на первых нескольких факторах, но часто упускают из виду скорость охлаждения шестерни после азотирования. Это особенно актуально для внутреннего отверстия тонкостенных шестерен, которые особенно чувствительны к скорости охлаждения после азотирования.

Например, рассмотрим передачу, показанную на рисунке 3.

Рис. 3 размер шестерни

Размер внутреннего отверстия перед азотированием составлял φ 52-0,02-0,035 мм. В таблице 2 представлена зависимость между временем охлаждения шестерни и расширением внутреннего отверстия.

Таблица 2 Взаимосвязь между временем охлаждения шестерни и расширением внутреннего отверстия

Время охлаждения после азотирования
/ h
Расширение внутреннего отверстия
/ мм
Проходной балл
(%)
Примечания
≥60.012~0.02175Размер внутреннего отверстия превышает верхний допуск
4~50.008~0.01299Внутреннее отверстие в основном находится в диапазоне размеров
≤40.005~0.0178Размер внутреннего отверстия не соответствует допуску

Результаты испытаний показывают, что тенденция искажения внутренних отверстий шестерни при различных скоростях охлаждения постоянна и в целом увеличивается, но степень искажения варьируется. При медленной скорости охлаждения после азотирования искажение внутреннего отверстия больше, а при быстрой скорости охлаждения после азотирования искажение внутреннего отверстия меньше.

Чтобы обеспечить стабильную деформацию внутреннего отверстия шестерни и улучшить квалитет внутреннего отверстия шестерни после азотирования, необходимо тщательно контролировать скорость охлаждения шестерни во время газового азотирования.

4. Устранение окисления, вызванного утечкой газа из печи газового азотирования

Если в печи газового азотирования произойдет утечка газа из-за нарушения герметичности или других проблем, поверхность заготовки окислится. Это окисление не влияет на внутреннее качество заготовки, но не соответствует стандартам качества внешнего вида. В такой ситуации для ремонта может быть использован процесс восстановления, описанный в таблице 3.

Таблица 3 Процесс ремонта оксидированных заготовок

Температура ремонта
/ ℃
Время ремонта
/ мин
Скорость разложения аммиака
(%)
480~50030~4030~40

Внешний вид шестерни после газового азотирования, оксидирования с утечкой газа и восстановления показан на рисунке 4.

Рис. 4 внешний вид зубчатых колес до и после уменьшения утечки газового аммиака

Важно отметить, что в процессе восстановления внешнего вида температура азотирования не должна превышать температуру первого азотирования. Как правило, температура азотирования во время восстановления должна быть примерно на 20°C ниже, чем температура последнего азотирования. Продолжительность процесса восстановления можно регулировать в зависимости от степени окисления.

5. Заключение

Приведенные выше три проблемы и их решения подчеркивают важность внимания к каждой детали в процессе термообработки. При тщательном рассмотрении каждого этапа можно эффективно решить любые возникающие проблемы.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх