Pārnesumi ir galvenās mehānisko iekārtu transmisijas sastāvdaļas, un to veiktspēja un kvalitāte tieši ietekmē visa aprīkojuma darbības efektivitāti un kalpošanas laiku. Termiskai apstrādei kā svarīgai saiknei zobratu ražošanas procesā ir svarīga loma zobratu cietības, nodilumizturības un noguruma izturības uzlabošanā. Tomēr termiskās apstrādes procesu bieži pavada zobratu deformācijas problēmas, kas ne tikai ietekmē zobrata precizitāti, bet arī var negatīvi ietekmēt tā izturību un kalpošanas laiku. Šajā rakstā tiks detalizēti aplūkoti 12 galvenie pārnesumu termiskās apstrādes deformācijas faktori, lai sniegtu noderīgu atsauci zobratu ražošanai.
1. Oglekļa saturs
Oglekļa saturs ir galvenais faktors, kas ietekmē pārnesuma termiskās apstrādes deformāciju. Jo augstāks ir oglekļa saturs zobrata materiālā, jo lielāks ir deformācijas un tilpuma kropļojums, kas rodas dzēšanas laikā. Tas ir tāpēc, ka tērauda ar augstu oglekļa saturu rūdīšanas procesā apjoms ievērojami mainās, kad austenīts pārvēršas martensītā, kā rezultātā palielinās deformācija. Tāpēc, izvēloties pārnesumu materiālus, oglekļa saturs ir saprātīgi jākontrolē saskaņā ar īpašām lietošanas prasībām.
2. Sakausējuma elementi
Leģējošie elementi arī būtiski ietekmē zobratu termiskās apstrādes kropļojumus. Daži sakausējuma elementi, piemēram, C, Mn, Ni, Cr, Mo uc, var palielināt sacietēšanu, bet arī palielināt deformācijas tendenci. Citi sakausējuma elementi, piemēram, Cr, Mn, Mo, Si, Ni, Ti uc palīdz samazināt kropļojumus. Tas galvenokārt ir tāpēc, ka šie elementi var ietekmēt tērauda mikrostruktūru, tādējādi ietekmējot sprieguma sadalījumu un kropļojumus termiskās apstrādes laikā.
3. Cietināmība
Cietināmība ir svarīgs zobratu materiālu veiktspējas rādītājs, kas nosaka, vai zobrats var iegūt vienmērīgu martensīta struktūru rūdīšanas procesā. Jo augstāka ir rūdāmība, jo lielākus kropļojumus rada zobrats dzēšanas laikā. Tas ir tāpēc, ka augstas cietības materiālu rūdīšanas procesā austenīta pārveidošanās ātrums martensītā ir ātrs un tilpuma izmaiņas ir lielas, kā rezultātā palielinās deformācija. Tāpēc, izvēloties pārnesumu materiālus, rūdāmība ir saprātīgi jākontrolē saskaņā ar īpašām lietošanas prasībām.
4. Zobratu dizains
Zobrata konstrukcijas forma un izmērs arī būtiski ietekmē tā termiskās apstrādes kropļojumus. Dizaina defekti, piemēram, asimetriska forma, slikta šķērsgriezuma viendabīgums, slikta spieķu stīvums un nepareiza procesa caurumu novietošana, palielinās zobratu termiskās apstrādes kropļojumus. Tāpēc, projektējot pārnesumus, cik vien iespējams ir jāizmanto simetriskas formas, vienādi šķērsgriezumi un saprātīgas procesa caurumu atrašanās vietas, lai samazinātu termiskās apstrādes kropļojumus.
5. Mikrostruktūras neviendabīgums
Tērauda mikrostrukturālā neviendabība ir arī viens no svarīgiem faktoriem, kas izraisa zobratu termiskās apstrādes kropļojumus. Neviendabīgā mikrostruktūra ietver rupjus audus, lielu segregāciju un retikulārus audus utt. Šie defekti palielinās deformācijas pakāpi dzēšanas procesā. Tāpēc zobratu materiālu sagatavošanas procesā šie mikrostruktūras defekti pēc iespējas jānovērš, lai iegūtu viendabīgu un smalku mikrostruktūru.
6. Grupas organizācija un segregācija
Joslu struktūra un segregācija ir viens no izplatītākajiem tērauda defektiem, un tiem ir arī būtiska ietekme uz zobratu termiskās apstrādes deformāciju. Joslu struktūra veidojas sakausējuma elementu nevienmērīga sadalījuma dēļ tēraudā, kas radīs nevienmērīgu sprieguma sadalījumu rūdīšanas procesā, tādējādi pastiprinot deformāciju. Segregācija veidojas sakarā ar izšķīdušo elementu pārdali tērauda sacietēšanas procesā, kas novedīs pie pārnesuma materiāla nevienmērīgas darbības, tādējādi ietekmējot termiskās apstrādes kropļojumus.
7. Nepārtrauktas liešanas sagataves forma
Nepārtrauktās liešanas sagataves forma arī zināmā mērā ietekmē zobratu termiskās apstrādes kropļojumus. Zobu termiskās apstrādes kropļojumi, kas ražoti ar kvadrātveida nepārtrauktas liešanas sagataves formu, ir salīdzinoši vienmērīgi, savukārt zobratu termiskās apstrādes kropļojumi, kas ražoti ar taisnstūrveida nepārtrauktas liešanas sagataves formu, ir acīmredzami virzīti. Tas galvenokārt ir tāpēc, ka dažādu formu nepārtrauktas liešanas sagataves dzesēšanas procesā radīs atšķirīgu sprieguma sadalījumu, tādējādi ietekmējot termiskās apstrādes traucējumus.
8. Būtisks graudu izmērs
Raksturīgais graudu izmērs attiecas uz tērauda graudu izmēru austenīta stāvoklī. Jo smalkāks ir iekšējais graudu izmērs, jo deformācijas apjoms pēc zobrata dzēšanas tiks attiecīgi samazināts. Tas ir tāpēc, ka smalkgraudainā tērauda tilpuma izmaiņas rūdīšanas procesā no austenīta uz martensītu ir salīdzinoši nelielas, tādējādi samazinot kropļojumus. Tāpēc zobratu materiālu sagatavošanas procesā pēc iespējas vairāk jāizmanto smalkgraudains tērauds.
9. Sagataves oriģinālā struktūra
Zobu sagataves oriģinālajai struktūrai ir arī būtiska ietekme uz tās termiskās apstrādes deformāciju. Ja sagataves sākotnējā struktūra ir nevienmērīga, termiskās apstrādes laikā tas izraisīs nevienmērīgu sprieguma sadalījumu zobratā, tādējādi pastiprinot deformāciju. Tāpēc zobratu sagatavju sagatavošanas procesā pēc iespējas jānovērš sākotnējās struktūras neviendabīgums, lai iegūtu viendabīgu un smalku oriģinālo struktūru.
10. Kalšanas process
Kalšanas process arī būtiski ietekmē zobratu termiskās apstrādes kropļojumus. Pilnīga kalšana palīdz samazināt kropļojumus, īpaši saprātīgas metāla struktūras veidošanos pēc kalšanas, kas var samazināt termiskās apstrādes kropļojumus. Saprātīga kalšana var arī samazināt kaltās sagataves segregāciju, padarīt struktūru viendabīgu, uzlabot joslas struktūru un palīdzēt samazināt termiskās apstrādes traucējumus. Tomēr, ja kalšanas procesa laikā karsēšanas temperatūra ir nevienmērīga, deformācijas pakāpe ir nevienmērīga vai galīgā kalšanas temperatūra ir augsta, tas izraisīs zobrata termiskās apstrādes kropļojumu palielināšanos.
11. Sagatavošanas termiskā apstrāde
Zobu sagatavju iepriekšējai termiskai apstrādei ir svarīga loma galīgās termiskās apstrādes deformācijas samazināšanā. Izmantojot parasto normalizāciju, termiskās apstrādes kropļojumi ir salīdzinoši lieli; ja tiek izmantota izotermiska normalizācija vai rūdīšana un atlaidināšana, termiskās apstrādes kropļojumus var samazināt. Tas ir tāpēc, ka izotermiskā normalizācija un rūdīšana var uzlabot tērauda mikrostruktūru, padarot to viendabīgāku un smalkāku, tādējādi samazinot termiskās apstrādes traucējumus.
12. Rūdīšanas un dzesēšanas process
Rūdīšanas un dzesēšanas procesi ir galvenās saites zobratu termiskās apstrādes traucējumu radīšanā. Dzēšanas procesa laikā ir daudzi faktori, kas izraisa kropļojumus tādu faktoru dēļ kā lielas izmaiņas audu īpatnējā tilpumā, augsta sildīšanas temperatūra un intensīva dzesēšana. Jo ātrāks dzesēšanas ātrums, jo nopietnāka ir nevienmērīga dzesēšana un nozīmīgāki deformācijas traucējumi. Turklāt rūdīšanas dzesēšanas līdzekļa veids, dzesēšanas veiktspēja, sacietēšana utt. ir saistīti arī ar kropļojumiem. Tāpēc dzēšanas un dzesēšanas procesos ir saprātīgi jākontrolē tādi parametri kā sildīšanas temperatūra, dzesēšanas ātrums un dzesēšanas dzesēšanas līdzekļa veids, lai samazinātu termiskās apstrādes kropļojumus.
Zobratu termiskās apstrādes kropļojumi ir vairāku faktoru rezultāts. Lai samazinātu termiskās apstrādes kropļojumus, jāveic visaptveroši pasākumi to kontrolei, sākot no materiāla izvēles, pārnesumu konstrukcijas, mikrostruktūras kontroles, kalšanas procesa, iepriekšējas termiskās apstrādes un rūdīšanas un dzesēšanas procesiem. Tikai tā var nodrošināt labu zobratu veiktspēju un kvalitāti termiskās apstrādes procesā.
