Helisel Dişliler İçin Dört Isıl İşlem Prosesi — Yan Yana Karşılaştırma
| İşlem | Yüzey Sertliği | Çekirdek Sertliği | Dava Derinliği | σ_H lim (MPa) | Çarpıtma | Isıl İşlem Sonrası Taşlama | Göreceli Maliyet |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| QT (sertleştirme ve temperleme) | HB 220–350 | Aynı kesit boyunca | Hiçbir durum yok — sertleştirilmiş | 490–680 | Minimal | İsteğe bağlı (yeterli el işi) | 1.0× |
| İndüksiyonla sertleştirme | HRC 50–58 | HRC 28–38 (QT çekirdeği) | 0,5–5 mm (frekans kontrollü) | 820–1050 | Orta düzeyde — yerel termal stres | DIN 5-6 Sınıfı için gereklidir. | 1,4–1,8 kat |
| Gaz karbürleme + Q + T | HRC 58–62 | HRC 30–38 | 0,5–3,0 mm (zaman kontrollü) | 1500–1800 | Yüksek — tam fırın döngüsü | DIN 5-7 Sınıfı için Zorunlu | 2,0–2,8× |
| Gaz nitrürleme | HV 700–1050 (HRC 62+) | HRC 28–38 (QT pre-HT) | 0,1–0,6 mm (sığ) | 1100–1450 | Çok düşük (maksimum 520°C) | Genellikle gerekli değildir. | 2,2–2,8 kat |
İşlem 1: Su Verme ve Temperleme (QT) — Yumuşak Diş Yan Yüzeyi Temel Değeri
QT (sertleştirme ve temperleme), en basit ısıl işlemdir. helisel dişli Çelik kaliteleri: Dövme veya çubuk halindeki ham madde 820–880°C'de östenitleştirilir, yağda veya suda soğutulur, ardından hedef sertliğe ulaşmak için 550–680°C'de temperlenir. Sonuç, yüzeyde herhangi bir sertleşme tabakası olmayan, homojen olarak sertleştirilmiş, dayanıklı bir kesittir. Yüzey sertliği temperleme sıcaklığı ile sınırlıdır — HB 220 yaklaşık 630°C temperlemeye; HB 320 ise yaklaşık 560°C temperlemeye karşılık gelir.
QT helisel dişliler QT çevriminden sonra dişler kesilir; dişliler son sertleştirilmiş durumda (HB 220–350 Asya pazarında kolayca bulunabilir) frezelenir veya şekillendirilir. Diş kesiminden sonra ısıl işlem uygulanmadığından, deformasyonun giderilmesine gerek yoktur ve doğrudan frezeleme ile DIN Sınıf 7–9 hassasiyeti elde edilebilir. QT, aşağıdaki durumlarda doğru spesifikasyondur: uygulama yükü 490–680 MPa aralığındaki σ_H lim aralığındaysa; taşlama planlanmıyorsa; ve dişli, 15 m/s'nin altında hat hızına sahip kritik olmayan genel bir endüstriyel tahrik sistemindeyse.
İşlem 2: Gaz Karbürleme — Üstün Kalitede Helisel Dişliler İçin Standart Yöntem
Karbürlenmiş helisel dişli — HRC 58–62 yüzey sertliği, tipik olarak 0,8–2,0 mm etkili kasa derinliği (HV 550'ye kadar), 1500–1800 MPa σ_H lim değeri verir ve hassas otomotiv, elektrikli araç, CNC, denizcilik ve ağır sanayi uygulamalarının büyük çoğunluğunu oluşturur. helisel dişli dünya çapında üretim
Karbürleme Döngüsü — Proses Parametreleri
Gaz karbürleme, diş yüzeyini zenginleştirir. helisel dişli Düşük karbonlu alaşımlı çelik (tipik olarak 20CrMnTi veya 17CrNiMo6), 880–940°C sıcaklıkta endotermik gaz + zenginleştirici gaz (propan veya doğal gaz) atmosferine maruz bırakılarak karbonla zenginleştirilir. Karbon, yüzeyden içeriye doğru yayılır ve sertleştirme ve temperleme işleminden sonra, düşük karbonlu sert bir çekirdek üzerinde sert bir martensitik yüzey oluşturan bir karbon konsantrasyon gradyanı meydana getirir.
Östenitleme sıcaklığı
880–940°C. Daha yüksek sıcaklık, karbon difüzyon hızını artırır ancak bazı çeliklerde tane büyümesi riskini de beraberinde getirir. 17CrNiMo6, tane büyümesi olmadan 940°C'ye kadar dayanır; 20CrMnTi ise maksimum 920°C ile sınırlıdır.
Karbon potansiyeli kontrolü
Karbonlama işlemi sırasında atmosferik karbon potansiyeli C_P = 0,75–0,85%; yüzey profilini düzleştirmek için difüzyon aşamasında 0,65–0,70%'ye düşürülür. Fırında CO₂ veya O₂ probu ile izlenir.
Kasa derinliği kontrolü
Etkin kasa derinliği (HV 550'ye kadar) ≈ 0,18 × √sıcaklıkta geçen süre [saat]. Hedef 0,8 mm: toplam yaklaşık 20 saatlik işlem süresi. Hedef 1,5 mm: yaklaşık 70 saat. Süre, işlem maliyetidir.
Su verme ve temperleme
820–840°C'den oda sıcaklığına kadar yağda soğutma. 150–200°C'de 2 saat temperleme — kalıntı gerilimi ve kırılganlığı azaltırken HRC 58–62 değerini korur. Daha yüksek temperleme sıcaklıkları yüzey sertliğini belirtilen değerin altına düşürür.
İşlem 3: İndüksiyonla Sertleştirme — Büyük Dişliler için Seçici Yüzey Sertleştirme
İndüksiyonla sertleştirme, elektromanyetik indüksiyon kullanarak malzemeyi ısıtır. helisel dişli Diş yüzeyi, östenitleştirme sıcaklığına hızla (tipik olarak diş başına veya tarama geçişi başına 1-10 saniye içinde) ısıtılır ve ardından hemen soğutulur. Sadece elektromanyetik penetrasyon derinliği içindeki yüzey ısıtılır ve sertleştirilir; çekirdek, indüksiyon öncesi sertliğinde kalır (tipik olarak 42CrMo için QT HB 280-320). Sonuç: sert yüzey, dayanıklı çekirdek ve indüktör frekansı tarafından belirlenen kontrollü bir derinlikte yer alan kılıf-çekirdek sınırı.
| İndüktör Frekansı | Nüfuz Derinliği | Uygun Dişli Modülü | Sertleştirme Kalıbı |
|---|---|---|---|
| 450 kHz (HF) | 0,3–0,8 mm | M2–M5 | Sadece yüzey; diş profilini takip eden kontur |
| 10–30 kHz (MF) | 1,0–2,5 mm | M5–M16 | Diş konturunu takip eden kısmi vaka; daha küçük modüller için diş boyunca uzanan yapı. |
| 1–3 kHz (LF) | 3–6 mm | M16–M40+ | Büyük modüller için diş boyunca sertleştirme; kök altında kasa-çekirdek sınırı |
İndüksiyonla sertleştirme, özellikle büyük modüllü malzemeler için uygundur. helisel dişliler (M16–M50) Madencilik, çimento fabrikası ve haddehane uygulamaları için, gaz karbürleme işleminin pratik olmayan uzun fırın döngüleri (2–5 mm kasa derinliği için 70–200 saat) gerektireceği ve büyük kesitli iş parçalarında kontrol edilemez deformasyona neden olacağı durumlarda kullanılır. İndüksiyonla sertleştirme, yerel olarak ısıtma ve soğutma yaparak, tam bir fırın döngüsüne göre daha az toplam deformasyon oluşturur; ancak karmaşık termal gradyan, DIN Sınıf 5–7 için yine de sertleştirme sonrası taşlama gerektirir.
4. İşlem: Gaz Nitrürleme — Takım Tezgahı Dişlilerinde Boyutsal Kararlılık
Gaz nitrürleme, azotu ön-QT yüzeyine yayar. helisel dişli Çelik (tipik olarak 38CrMoAl, ancak endüstriyel dişliler için 42CrMo ve 40Cr de kullanılır) 490–530°C'de - dönüşüm sıcaklığının oldukça altında - ısıtılır. Azot, alaşım elementleriyle (Cr, Mo, Al) birleşerek son derece sert nitrür çökeltileri oluşturur ve herhangi bir faz dönüşümü olmaksızın HV 700–1050 yüzey sertliği sağlar. Dönüşümün olmaması şu anlama gelir:
- Minimum bozulma: Nitrürleme sırasında boyutsal değişim tipik olarak 0,010–0,030 mm'dir; karbürleme için ise bu değer 0,05–0,25 mm'dir. helisel dişli Nitrürleme işleminden önce DIN Sınıf 6'ya göre hassas bir şekilde işlenmiş parçalar, nitrürleme işleminden sonra da genellikle herhangi bir ek taşlama işlemine gerek kalmadan DIN Sınıf 6-7'de kalır.
- Söndürme yok: Dişli, fırın atmosferinde yavaşça soğuyarak, ani soğutmadan kaynaklanan deformasyonu tamamen ortadan kaldırır.
- Beyaz tabaka oluşumu: En dıştaki 5–20 µm'lik kısım, sert ancak kırılgan bir bileşik katman (beyaz katman, ε-Fe₂₋₃N + γ'-Fe₄N) oluşturur. Dişli uygulamalarında, kırılgan yüzey pul pul dökülmesini önlemek için bu katmanın kalınlığı 15 µm'nin altında tutulmalıdır. Beyaz katman genellikle taşlama ile veya kalınlığını en aza indiren kontrollü nitrürleme parametreleri belirtilerek uzaklaştırılır.
Helisel Dişli Çiziminde Isıl İşlem Nasıl Belirtilir?
| İşlem | Çizim Açıklama Örneği | Doğrulama Yöntemi |
|---|---|---|
| QT | 42CrMo4, DIN EN 10083'e göre — Q + T — HB 280–320 | Dişli yüzeyinde Brinell testi (3 nokta); aynı ısıl işlemden elde edilen çekme testi numunesi |
| İndüksiyon | 42CrMo4 QT HB 280 ön ısıl işlem görmüş — İndüksiyonla sertleştirilmiş — HRC 50–55; etkili kasa derinliği HRC 45'te minimum 1,0 mm | Diş yan yüzeyinde Rockwell testi; kılıf-çekirdek sınır derinliğini doğrulayan metalografik kesit. |
| Karbürleme | 20CrMnTi — gaz karbürleme, yağda soğutma, 180°C temperleme — diş yan yüzeyi HRC 58–62; etkili kasa derinliği 0,8–1,2 mm (HV 550'ye kadar); çekirdek HRC ≥ 30 | Diş yan yüzeyinde Rockwell testi; yüzeyden çekirdeğe sertlik ölçümü (Vickers 5 kg); metalografik kesit |
| Gaz nitrürleme | 38CrMoAl QT HRC 32–36 ön ısıl işlem görmüş — 520°C'de 50 saat gaz nitrürleme — yüzey HV min. 750 (±25 µm test derinliği); bileşik tabaka maks. 15 µm | 25–50 µm'de Vickers mikro sertliği; nital aşındırma metalografik kesiti ile beyaz tabaka kalınlığı. |
Korea Ever-Power — Dört İşlemin Tamamı Şirket İçinde Gerçekleştiriliyor
Sert diş yan yüzeyi helisel dişli — Karbürleme, yağda soğutma, temperleme ve ardından DIN Sınıf 5'e göre HÖFLER taşlama: 1500–1800 MPa temas yorulma dayanımı ile birlikte ≤0,4 µm diş yan yüzey Ra sertliği ve sertlik ölçümü ile doğrulanmış kasa derinliği sağlayan iki işlem kombinasyonu.
Korea Ever-Power, QT, indüksiyonla sertleştirme, gaz karbürleme ve gaz nitrürleme işlemlerini kendi bünyesinde gerçekleştirir ve her siparişle birlikte standart muayene dokümanı olarak fırın kayıtları, sertlik ölçümleri ve metalografik kesit raporları sunar. helisel kesme dişlisi Sınıflandırma kuruluşu (DNV, LR, ABS, KR) tarafından ısıl işlemin şahitliğini gerektiren siparişlerde, Korea Ever-Power, denetçi katılımını düzenler ve gerekli sınıf damgalı ısıl işlem kaydını sağlar. helisel dişli üreticisi Tüm işlemlerin tek bir çatı altında yapılmasıyla, dövme ham maddesinden bitmiş dişliye kadar ısıl işlem izlenebilirliği kesintisizdir; bu da ısıl işlemin taşeronlara yaptırılması durumunda ortaya çıkan dokümantasyon eksikliklerini ortadan kaldırır.
Sıkça Sorulan Sorular
Aynı nominal yüzey sertliğinde (örneğin HRC 58), gaz karbürleme işlemine tabi tutulmuş bir yüzey. helisel dişli Üç birleştirici faktör nedeniyle, karbonlanmış yüzey, indüksiyonla sertleştirilmiş bir dişliye göre daha yüksek temas yorulma dayanımına sahiptir. Birincisi, karbonlanmış yüzey, yüzey altı bölgesinde sıkıştırıcı artık gerilimler üreten kademeli bir karbon gradyanına sahiptir ve bu da çukurlaşma çatlak yayılımına doğrudan karşı koyar. İkincisi, karbonlama için kullanılan 20CrMnTi veya 17CrNiMo6 alaşımları, karbonlama döngüsünden sonra daha ince taneli bir yapıya sahip olup, birim sertlik başına daha yüksek yorulma direnci sağlar. Üçüncüsü, karbonlanmış yüzey derinliği (0,8–2,5 mm), daha yüksek frekanslarda indüksiyonla sertleştirilmiş yüzeylerden daha derindir ve yüksek temas gerilimi uygulamaları için Hertz gerilim tepe noktasını yüzey içinde tutar.
Yalnızca ana çelik karbürleme kalitesinde (düşük karbonlu, örneğin 20CrMnTi) ise. helisel dişli Hali hazırda 42CrMo (orta karbonlu, 0,38–0,45% C) ile işlenmiş olan malzeme karbürleme işlemine tabi tutulamaz; çünkü temel karbon içeriği zaten hedeflenen kasa karbonunun üzerindedir, bu nedenle fırında karbon potansiyeli kontrolü yüzeyi zenginleştirmek yerine aslında dekarbürize eder. 42CrMo için doğru işlem indüksiyonla sertleştirme veya nitrürleme olup, karbürleme değildir. 42CrMo'yu karbürlemeye çalışmak helisel dişli Bu durum, yetersiz vaka oluşumuna yol açar ve Korea Ever-Power'ın çizim inceleme aşamasında sıkça karşılaşılan bir teknik şartname hatasıdır.
Öğütücü yanık helisel dişli Taşlama sırasında oluşan ısı, yerel ısı dağılım hızını aştığında, diş yan yüzeyini kısa süreliğine temperleme sıcaklığının üzerine çıkararak, sertliği azalmış ince bir yeniden temperlenmiş bölge oluşturur; bu bölge, doğru aydınlatma altında sarıdan maviye bir ısı tonu veya anormal bir Barkhausen gürültü imzası olarak görülebilir. Aşırı durumlarda, yüzey yeniden sertleşir (nital aşındırma metalografik kesitinde görülebilen temperlenmemiş martensit beyaz bir tabaka). Taşlama yanığı, temas yorulma ömrünü 30–70% oranında azaltır ve karbürleme sonrası taşlamada başlıca kalite riskidir. Tespit: Her partiden bir numunenin nital aşındırması (standart Kore Ever-Power uygulaması) veya hassas otomotiv için 100% Barkhausen gürültü taraması. helisel dişliler.
Etkin vaka derinliği (ECD) helisel dişli Sertliğin HV 550'ye (HRC 52) düştüğü derinliktir; bu, sertliğin çukurlaşma çatlaklarının oluşumuna karşı direnç göstermeye yetmediği sınırdır. Toplam sertleşme derinliği (TCD), sertliğin çekirdek sertliğine + 50 HV'ye eşit olduğu derinliktir; bu, karbon zenginleşmesinin dış sınırıdır. ECD, alaşıma ve su verme koşullarına bağlı olarak her zaman TCD'den 20-50% daha sığdır. helisel dişli Teknik özellik: Her zaman ECD'yi (HV 550'ye kadar veya temas gerilimi için gerektiği gibi) belirtin, çünkü ECD, yorulma direncinin derinliğini doğrudan belirler. helisel dişli Yorulmaya dayanıklı bölgenin derinliği. Sadece TCD belirtilmişse, dişli laboratuvarda yeterli kasa derinliğine sahip gibi görünebilir, ancak kullanımda yetersiz yorulmaya dayanıklı derinliğe sahip olabilir.
Helisel dişli uygulamanız için ısıl işlemi onaylayın.
Korea Ever-Power'ın mühendislik ekibi, iletilen yüke, malzeme kalitesine, dişli boyutuna ve işlem sonrası taşlama gereksinimine bağlı olarak uygulamanız için doğru ısıl işlem sürecini, hedef sertliği, yüzey derinliğini ve çizim spesifikasyonunu onaylar. Dört işlemin tamamı şirket içinde ve eksiksiz dokümantasyonla gerçekleştirilir.
QT · İndüksiyon · Gaz karbürleme · Gaz nitrürleme · Sertlik ölçümü · Kasa derinliği ölçümü · Sınıflandırma kuruluşu tanığı mevcuttur
Editör: Cxm
