El impacto del tratamiento térmico en la deformación de pequeños engranajes metálicos

La deformación de pequeños engranajes metálicos durante el tratamiento térmico es un fenómeno común. Los cambios en la forma de estos engranajes reducen significativamente su precisión y calidad. Este artículo investiga el impacto de los materiales, los parámetros del tratamiento térmico de enfriamiento y los niveles de procesamiento mecánico en la deformación del tratamiento térmico de los engranajes. Se centra en los mecanismos de influencia de la temperatura de enfriamiento y la temperatura del medio de enfriamiento en la deformación del tratamiento térmico, proponiendo métodos de control de calidad de engranajes correspondientes. Esto proporciona la base para producir engranajes de alta calidad y precisión.

La importancia de los pequeños engranajes metálicos en la sociedad moderna

La mecanización es una característica clave del rápido desarrollo de la sociedad moderna. Pequeño engranajes de metal, como componentes esenciales de los sistemas de transmisión mecanizados, desempeñan un papel insustituible en la mejora de los estilos de vida humanos y la eficiencia de la producción social. Por lo tanto, la calidad de engranajes de metal en maquinaria es fundamental para garantizar el funcionamiento normal de la producción social. Producir engranajes calificados y de alta calidad es de gran importancia. Sin embargo, durante el procesamiento de pequeños engranajes metálicos, varios factores pueden provocar la deformación del engranaje, afectando su utilidad normal. El tratamiento térmico de engranajes metálicos es una etapa crucial en la producción de engranajes. El tratamiento de templado diferencial mejora en gran medida la resistencia, la dureza, la resistencia al desgaste y la resistencia a la fatiga del acero para engranajes, atendiendo a diferentes requisitos funcionales y satisfaciendo las demandas de mecánica. partes en varios campos. Debido a la complejidad de las operaciones y procesos, los pequeños engranajes metálicos son propensos a deformarse después del tratamiento térmico, lo que afecta la mejora de la calidad. La deformación por tratamiento térmico afecta significativamente la precisión obtenida en las primeras etapas del procesamiento de piezas de engranajes, e incluso las técnicas de conformación complejas y avanzadas luchan por restaurar su precisión. Si la deformación del engranaje es significativa, no sólo aumenta la cantidad de eliminación de material y la inversión financiera, sino que también afecta la capacidad de carga del engranaje y acorta su vida útil.

Principales causas de deformación en pequeños engranajes metálicos después del tratamiento térmico

La razón principal de la deformación en engranajes metálicos pequeños después del tratamiento térmico es el proceso de tratamiento térmico en sí, es decir, la configuración de los parámetros de enfriamiento, incluida la temperatura de enfriamiento, la temperatura del medio de enfriamiento, etc. La elección del material metálico y los pasos de procesamiento mecánico también afectan la deformación de los engranajes metálicos. durante el tratamiento térmico. Este artículo analiza las causas de la deformación por tratamiento térmico a partir de aspectos como el material de los engranajes, la configuración de los parámetros de enfriamiento y el procesamiento mecánico de los engranajes. Profundiza en los mecanismos de influencia de diversos factores sobre la deformación de los engranajes, proponiendo medidas para controlar la calidad de los engranajes, mejorar su precisión y ampliar su duración. servicio la vida.

Causas de deformación en pequeños engranajes metálicos durante el tratamiento térmico

Selección de materiales: Garantizar la calidad de los pequeños engranajes metálicos y reducir la deformación durante el tratamiento térmico es clave. La pureza, la uniformidad y la templabilidad son los criterios principales para seleccionar materias primas para pequeños engranajes metálicos, impactando directamente en la deformación. Según los requisitos estándar o de diseño, la proporción de impurezas en el acero indica la pureza del material de acero para engranajes. La uniformidad de composición, estructura y distribución de defectos se denomina colectivamente uniformidad material. La templabilidad, basada en la profundidad y la disposición de la dureza de la capa endurecida en un entorno preestablecido, describe las características del material. La tasa de enfriamiento crítico determina el grado de templabilidad. La segregación de la composición química puede provocar deformación, siendo las estructuras con bandas una manifestación de la falta de uniformidad del material que aumenta la deformación del engranaje.

El ancho de la banda de templabilidad es un aspecto importante del rendimiento de templabilidad. Generalmente, el valor de templabilidad en J9, que indica la dureza a 9 mm del extremo, es crucial. Un valor razonable para esta templabilidad en J9 es superior a 28 HRC y inferior a 42 HRC. Si J9 excede los 42 HRC, provoca una deformación significativa en el material después del enfriamiento y una propensión a fracturas frágiles. Por tanto, es preferible una banda de templabilidad más estrecha.

Control de parámetros en el tratamiento térmico de engranajes metálicos: Las razones de la deformación en engranajes metálicos durante el proceso de enfriamiento del tratamiento térmico son las siguientes: Cuanto mayor es la tensión de enfriamiento y peor es la uniformidad de la transformación de fase durante el enfriamiento de los componentes del engranaje, mayor es la correlación entre diferencias de volumen específicas y enfriamiento de la deformación. El límite elástico del acero también afecta la cantidad de deformación por enfriamiento en los engranajes; la resistencia de los engranajes a la deformación plástica es inversamente proporcional al grado de deformación. Estudiar los valores de los parámetros de diferentes piezas durante el enfriamiento, como velocidad de enfriamiento, estructura, estado de dureza, etc., es evidente que las velocidades de enfriamiento de varias partes de metal pequeño Los engranajes difieren de arriba a abajo. Las diferencias en las velocidades de enfriamiento entre la superficie del engranaje, la zona de transición y el interior provocan la deformación del engranaje. Con base en este principio, es muy factible mejorar la uniformidad en diferentes etapas para minimizar la deformación del tratamiento térmico de los engranajes.

Factores que influyen en el mecanismo de rendimiento de los engranajes metálicos pequeños: El principal medio de enfriamiento de los engranajes es el aceite líquido. Seguridad

El rendimiento, la velocidad de enfriamiento y el rendimiento estructural de los engranajes después del tratamiento térmico son consideraciones importantes para determinar la temperatura del aceite de enfriamiento de engranajes. Después de considerar estos factores, el principal objetivo de producción es garantizar la deformación mínima de los pequeños engranajes metálicos después del tratamiento térmico. Controlar la temperatura de enfriamiento 50 ℃ por debajo del punto de inflamación garantiza una producción segura y reduce la probabilidad de accidentes como incendios. Un ligero aumento de la temperatura del aceite de enfriamiento tiene un efecto menor en la velocidad de enfriamiento, pero reduce significativamente la diferencia de temperatura entre el núcleo y la superficie durante el enfriamiento. La uniformidad del enfriamiento de pequeños engranajes metálicos depende principalmente de la diferencia de temperatura entre el núcleo y la superficie. Cuanto mayor es la diferencia de temperatura, más desigual es el enfriamiento.

La importante diferencia de temperatura entre el interior y el exterior durante el enfriamiento conduce a una transformación estructural asincrónica. Durante el enfriamiento, la velocidad de enfriamiento de la superficie siempre está por encima de la velocidad de enfriamiento del núcleo y la temperatura de la superficie primero cae hasta el punto Ms. En este momento, la temperatura central permanece alta y la superficie se transforma en martensita a un ritmo más rápido. Cuando la temperatura del núcleo del pequeño engranaje metálico cae por debajo del punto Ms, el núcleo comienza la transformación de martensita, pero la martensita circundante, que es más frágil, restringe la expansión de la martensita del núcleo. Después del enfriamiento, el pequeño engranaje metálico tiene una tensión estructural residual significativa. La tensión térmica y la tensión estructural trabajan juntas para provocar la deformación del material. Por lo tanto, aumentar la temperatura del aceite de enfriamiento y reducir la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior son métodos efectivos para reducir la deformación en pequeños piezas de engranajes metálicos.

Sugerencias de control de calidad para la producción.

En respuesta a las causas de la deformación durante el tratamiento térmico de enfriamiento, se diseñan métodos para controlar la deformación de pequeños engranajes metálicos. Selección de material: El mecanismo de influencia de la templabilidad del material en la deformación por tratamiento térmico es que el ancho de la banda de templabilidad es proporcional a la cantidad de deformación del engranaje. Por lo tanto, es necesario razonablemente controlar la templabilidad del procesamiento de engranajes materiales para obtener parámetros óptimos para materiales de procesamiento de engranajes metálicos pequeños. El tamaño de grano en los materiales de los engranajes también debe controlarse estrictamente; El tamaño del grano es proporcional a la deformación de los engranajes metálicos pequeños, por lo que la selección del material del engranaje debe garantizar un tamaño de grano razonable en condiciones de templabilidad aceptables. Control de enfriamiento: según las pruebas del impacto de la temperatura de enfriamiento en la deformación y las pruebas de enfriamiento de la temperatura de enfriamiento, se sabe que la deformación más pequeña de pequeños engranajes metálicos durante el tratamiento térmico ocurre aproximadamente a 840 ℃. A esta temperatura, controlar la deformación de pequeños engranajes metálicos es relativamente fácil. Además, una diferencia significativa de temperatura entre el interior y el exterior del material provoca deformación. Cuando la temperatura de enfriamiento alcanza los 80 ℃, aumentar la temperatura de enfriamiento para reducir la diferencia de temperatura interna y externa no es significativamente efectivo. La temperatura de enfriamiento debe controlarse alrededor de 80 ℃. Además, se pueden incluir aditivos durante el enfriamiento para aumentar la dureza de los engranajes metálicos pequeños. Mejora de los niveles de procesamiento mecánico: las etapas de procesamiento mecánico pueden mejorar la calidad del tratamiento térmico de engranajes metálicos pequeños mediante el método de deformación inversa. Mediante el uso de procesamiento secundario y tratamiento térmico, se pueden resolver los problemas de espesor y forma desiguales y la asimetría. Antes del tratamiento térmico, es beneficioso ajustar científicamente las dimensiones del engranaje para mantener la deformación dentro de un rango razonable. Cuando Al forjar pequeños engranajes metálicos, es necesario asegurarse de que las líneas de flujo del metal forjado estén dispuestas simétricamente a lo largo de la parte exterior. del engranaje en bruto, y las líneas de flujo de la sección longitudinal están dispuestas en un estado cerrado. Esto facilita la formación de un buen patrón de deformación por tratamiento térmico, evitando una deformación excesiva del engranaje. para cumplir con el requisitos de fabricación de engranajes en condiciones de alta velocidad y carga pesada, la relación de forjado no debe ser inferior a 5. A través de estas reformas y un control reforzado después del tratamiento térmico de forjado, se puede mejorar la calidad de los engranajes metálicos pequeños forjados y reducir la deformación del tratamiento térmico.

Conclusión

La deformación de pequeños engranajes metálicos durante el tratamiento térmico depende no sólo del ajuste de los parámetros del proceso de tratamiento térmico sino también de factores como los materiales y los niveles de procesamiento mecánico. Este artículo se centra en estudiar los mecanismos de influencia de la temperatura de enfriamiento y la temperatura del medio de enfriamiento en la deformación de los engranajes durante el tratamiento térmico de pequeños engranajes metálicos. Se obtuvieron los siguientes resultados: ① La temperatura de enfriamiento óptima es de aproximadamente 840 ℃, en la cual la deformación de pequeños engranajes metálicos durante el tratamiento térmico es mínima y controlar su deformación es relativamente fácil; ② Cuando la temperatura de enfriamiento del engranaje alcanza los 80 ℃, aumentar la temperatura de enfriamiento para reducir la diferencia de temperatura interna y externa no es significativamente efectivo.

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