کیفیت متالوژی چرخ دنده های گرما دیده
عملیات حرارتی یک عنصر حیاتی و پیچیده در تولید چرخ دنده است که بر نحوه عملکرد هر یک در انتقال قدرت یا انتقال حرکت به سایر اجزای یک مجموعه تأثیر زیادی می‌گذارد. عملیات حرارتی با تغییر در خواص شیمیایی ، متالورژی و فیزیکی ، عملکرد را بهینه کرده و عمر مفید را افزایش می دهد. این خصوصیات با در نظر گرفتن هندسه چرخ دنده، الزامات انتقال قدرت ، تنش در نقاط مختلف یک چرخ دنده تحت بار، نوع مواد ، طرح قطعات جفت گیری و سایر شرایط عملیاتی تعیین می شود. در این مقاله کیفیت متالوژی چرخ دنده های گرما دیده آشنا خواهیم شد.
چرخ دنده ها عملکردهای مهم انتقال قدرت یا حمل حرکت در مجموعه های مکانیکی را انجام می دهند. برای انجام م موثر این عملکردها ، چرخ دنده ها باید دارای ویژگی های خاصی باشند. که آنها را قادر می سازد تا الزامات کیفیت مشخصی را برآورده کنند.
تولیدکنندگان دنده اغلب “کیفیت چرخ دنده” را بر اساس شماره به اصطلاح کیفیت چرخ دنده AGMA تعیین می کنند. در حالی که این عدد نشان دهنده دقت هندسی دندانه های چرخ دنده است. اطلاعاتی در مورد سلامت متالورژی چرخ دنده ارائه نمی دهد. دنده های حرارتی در این مطالعه بر اساس ریزساختار و مقادیر سختی آن از سطح سخت شده تا هسته نرم مورد ارزیابی قرار گرفت.
انتخاب فرآیند مواد و عملیات حرارتی
یک نقطه شروع خوب در تولید چرخ دنده انتخاب مواد دنده مناسب است: مواد غیر آهنی یا پلاستیک برای چرخ دنده ها و فولادها یا چدن برای چرخ دنده های انتقال قدرت. پس از آن انتخاب دقیق یک عملیات حرارتی مناسب و شرایط فرآیند که ریز ساختار مناسبی را ایجاد می کند. به نوبه خود ، چرخ دنده را قادر می سازد تا به ویژگی های خاصی دست یابد که عملکرد رضایت بخش آن را تضمین می کند.
عملیات حرارتی یکی از اجزای مهم تولید چرخ دنده است که حدود 30 درصد از هزینه های تولید را به خود اختصاص می دهد. بسته به نوع مصرف نهایی ، فرآیندهای مختلف عملیات حرارتی در تولید چرخ دنده استفاده می شود. به عنوان مثال ، در حالی که از پخت و نرمال کردن برای نرم کردن چرخ دنده استفاده می شود. از موارد دیگر مانند کربوراسیون ، نیتریدینگ ، کربنیتریدینگ و غیره برای سخت شدن چرخ دنده استفاده می شود.
هر یک از این فرایندها را می توان با تغییر پارامترهای فرایند مانند دمای و اتمسفر کوره ، زمان چرخه ، محیط خاموش کننده ، چرخه های خنک کننده و غیره برای دستیابی به نتایج نهایی مطلوب ، به طور کلی ، عملیات حرارتی چرخ دنده های انتقال قدرت به دنبال ایجاد سختی ، سایش است. سطوح مقاوم در عین حفظ فضای نسبتاً سخت و شکل پذیر.
بنابراین ، خواص متالورژی مانند ساختار مارتنزیتی و خواص فیزیکی مانند سختی سطح ، عمق محفظه و سختی هسته بسته به نوع فرایند عملیات حرارتی مورد استفاده. و میزان کنترل خوب پارامترهای فرایند می تواند بسیار متفاوت باشد. دنده مورد بررسی در این مطالعه یک چرخ دنده مارپیچ بود که با کربوراسیون سخت شده بود.
ارزیابی کیفیت متالورژی
برای تأیید اینکه چرخ دنده ها به طور مناسب تحت عملیات حرارتی قرار گرفته اند ، بسیاری از شرکت ها متالوگرافی انجام می دهند. متالوگرافی شامل تهیه نمونه و ارزیابی ساختار واقعی است. ساختار واقعی درک درستی از ریز ساختار مواد و در نتیجه خواص مکانیکی و مناسب بودن برای کاربرد مورد نظر را ارائه می دهد.
آماده سازی نمونه
تقریباً در هر نوع معاینه ، یک نمونه کوچک باید از قسمت بزرگتر جدا شود. با توجه به هندسه پیچیده چرخ دنده ، از چندین ابزار بست برای ایجاد سری برش ها استفاده میشود. چرخ دنده از مجموعه جدا شده و سپس به بخش های شکل پای بریده می شود. گوی های 30 درجه را بیشتر برش دادند تا در داخل یک قطر 2 اینچی قرار گیرند.
ریزساختار
در طول چرخه خنک کننده دستگاه حرارتی ، فولاد به اندازه کافی گرم می شود تا یک ریز ساختار آستنیتی ایجاد کند و برای جلوگیری از تشکیل یک ریز ساختار نرمال خاموش می شود. آستنیت به دلیل فرآیند سرمایش سریع به مارتنزیت تبدیل می شود. این ریزساختار خنثی شده یک ساختار غیر تعادلی است. و بنابراین ، بالاترین سختی ممکن را برای درجه فولاد مورد استفاده به دست می دهد.
تست سختی
آزمایش سختی برای ارزیابی خواص مواد و تأیید اینکه عملیات حرارتی عمق مورد صحیح را به همراه داشته است. انتخاب شد. از آنجا که نمونه های دندانه های دنده نصب شده بودند ، از تست Vickers با قدرت 500 گرم استفاده شد. سوار در نگهدارنده نمونه نصب شده است. تا از عمود بودن بین فرورفتگی و سطح اطمینان حاصل شود و از خم شدن تحت برنامه بارگذاری تورفتگی جلوگیری شود.