Flux de processus de traitement thermique de grandes pièces forgées de couronnes dentées
2022-11-18
Flux de processus de traitement thermique de grandes pièces forgées de couronnes dentées
Les pièces forgées à grande couronne dentée auront une grande distorsion après la carburation et la trempe. Grâce à une conception et à un processus d'usinage et de traitement thermique raisonnables, en utilisant la méthode de correction correcte et la trempe au sel, la distorsion elliptique des pièces forgées à grande couronne cémentées et trempées peut être contrôlée à moins de 2 mm, la distorsion de déformation et de cône peut être contrôlée à moins de 1 mm, et le roulement la capacité et la durée de vie des pièces forgées de la couronne peuvent être améliorées.
La structure du grand anneauforgerse caractérise par sa paroi mince, son grand rapport diamètre/longueur (diamètre extérieur/largeur de dent), sa grande distorsion de carburation et de trempe, irrégulière et difficile à contrôler, la plus grande distorsion affecte directement la qualité du produit et l'efficacité du traitement post-séquence, résultant dans une marge de traitement post-séquence inégale, affectant la profondeur de la couche durcie efficace de la surface de la dent et la dureté de la surface de la dent, réduisant ainsi la résistance, la capacité portante et la résistance à la fatigue des dents annulaires. Réduisez enfin la durée de vie de la couronne dentée.
1. Conception de traitement
Processus de forgeage de la couronne dentée : forgeage - après forgeage, revenu - tournage ébauche - prétraitement de revenu - tournage de semi-finition - vieillissement artificiel - taillage de dents - trempe de cémentation, revenu - grenaillage - tournage de finition - vieillissement artificiel - tournage de finition - rectification d'engrenages - finition produit.
2. Prétraitement
Si la normalisation et le revenu à haute température sont utilisés pour le prétraitement, la structure après traitement thermique est de la perlite et de la ferrite, et produit même de la bainite hors équilibre. En raison d'un refroidissement par air irrégulier, l'uniformité de la structure de normalisation est médiocre. Parce que l'uniformité de refroidissement et la vitesse du milieu d'huile sont meilleures que celles de l'air, la trempe obtiendra une structure de soxite trempée uniforme, ce qui peut améliorer ou éliminer l'hétérogénéité de la microstructure d'origine générée par le forgeage et améliorer l'uniformité des propriétés mécaniques de la couronne dentée. Le traitement thermique positif après forgeage peut améliorer la microstructure de forgeage, affiner le grain et le prétraitement de revenu peut uniformiser la microstructure et réduire la distorsion du traitement thermique ultérieur. La combinaison des deux est très efficace pour améliorer la microstructure et la distorsion de la trempe cémentée.
3. Four de carburation
La superposition du forgeage des bagues cémentées revient à augmenter la largeur de la dent et à réduire le rapport diamètre sur longueur, ce qui est propice à la réduction du gauchissement et de la distorsion elliptique. Lors du refroidissement après carburation, les faces d'extrémité supérieure et inférieure de la couronne dentée superposée refroidissent relativement rapidement, et le rétrécissement est relativement important, ce qui entraîne la caractéristique de forme de tambour de ceinture. En raison du refroidissement uniforme dans le four avant de refroidir à 650 ° C, la couronne forgée dans la zone à haute température avec une faible rigidité produit peu de distorsion d'ellipse et de gauchissement, de sorte qu'elle ne produit que des caractéristiques de forme de tambour de ceinture.
4. Processus de carburation
La voie de traitement adopte une trempe de réchauffage, qui peut empêcher le grain grossier causé par la carburation à long terme de 20CrMnMo. Dans le même temps, le processus de trempe peut être ajusté en mesurant, corrigeant et détectant la distorsion après la cémentation. Plus la température de carburation augmente rapidement, plus la contrainte thermique sera générée, et la superposition de contraintes d'usinage résiduelles produira une grande distorsion, il est donc nécessaire d'augmenter progressivement la température. La carburation doit être sortie du four à basse température. Si 760 â est hors du four, la couche d'infiltration produira une transition de phase inégale, ce qui produira une structure de martensite trempée sur la surface secondaire, augmentera le volume spécifique et la surface sera soumise à une contrainte de traction. Surtout en hiver, lorsque des pièces forgées en acier 20CrMnMo sont placées dans la fosse de refroidissement lent, la probabilité de fissure augmentera et la structure de martensite trempée augmentera la distorsion de carburation. Dans la dernière étape de la carburation, l'isolation 650â permettra à la surface d'obtenir une structure eutectique uniforme, d'éliminer les contraintes et de se préparer à la trempe.
5. Correction après carburation
Pour les milieux salins, il existe une certaine relation proportionnelle entre la distorsion de carburation et la distorsion de trempe. Généralement, la distorsion elliptique de trempe augmente de 30 % à 50 % sur la base de la distorsion de carburation. Dans un sens, le contrôle de la distorsion de carburation peut contrôler efficacement la distorsion post-trempe. Si l'ellipse s'avère grande après la cémentation, elle doit être corrigée. Si la température de chauffage de la couronne dentée est basse, telle que 280 â, la résistance de la couronne dentée est élevée et la zone élastique est grande à basse température, ce qui rend difficile la déformation plastique. Avec l'augmentation de la température, la zone élastique va diminuer et la difficulté de correction va diminuer. Si la température de chauffage est trop élevée, l'opération est difficile. La pratique a prouvé que l'effet de correction est meilleur lors du chauffage à 550 â, la zone élastique est considérablement réduite et une déformation plastique peut être produite par une faible contrainte. La pratique a prouvé qu'après la carburation et l'élimination des contraintes, la distorsion ne rebondit pas après la trempe, et l'accumulation de distorsion de trempe peut être efficacement résolue par une correction post-carburation.
6, four de trempe
La chaleur des faces supérieure et inférieure du forgeage de la couronne dentée n'est pas équilibrée, et la dissipation thermique de la face supérieure est rapide pendant le refroidissement, et l'augmentation est relativement importante. Voir Fig.7 pour le diagramme schématique de la distorsion de trempe au sel. La distorsion est mesurée après cémentation. La règle du four de chargement des bagues dentaires est que le cercle supérieur de la dent de l'extrémité supérieure est plus petit que le cercle supérieur de la dent de l'extrémité inférieure, et les coussinets entre les bagues dentaires sont séparés. Voir Fig.8 pour la trempe du four de chargement. Le four de trempe est ajusté en fonction de la distorsion après la carburation, et une certaine valeur conique sera générée lorsque les caractéristiques du tambour de ceinture de carburation sont divisées en un seul anneau denté. L'utilisation raisonnable de la forme du tambour de taille cémenté, peut réaliser la différence de refroidissement par trempe au sel entre l'extrémité supérieure et inférieure du cône et le décalage conique du tambour de taille cémenté, pour obtenir une petite distorsion conique.
7. Processus de trempe et revenu
L'allongement du temps de maintien est égal à la phase déguisée pour augmenter la température de trempe et augmenter la distorsion de trempe. Par conséquent, la température d'austénitisation est choisie pour se maintenir à 830 â pendant 4 h. Par rapport à l'huile, la température d'utilisation moyenne du salpêtre est élevée, l'augmentation de la température de trempe est faible, la trempe isotherme graduée fait la transformation de la martensite de surface dans l'air, refroidit lentement, la distorsion de trempe de la pièce est faible. Le point de fusion du nitrate KNO3 NaNO2 est de 145 â, la température d'utilisation du nitrate est de 160 ~ 180 â et la capacité de refroidissement est forte. Lorsque la température du sel est augmentée à 200 ~ 220 â et que la teneur en eau est ajustée à 0,9 %, de la martensite plus une grande quantité de bainite inférieure et une très petite quantité de ferrite aciculaire seront obtenues au centre de la couronne dentée. . Assurez les performances de base tout en produisant une distorsion minimale.
Les pièces forgées à grande couronne dentée auront une grande distorsion après la carburation et la trempe. Grâce à une conception et à un processus d'usinage et de traitement thermique raisonnables, en utilisant la méthode de correction correcte et la trempe au sel, la distorsion elliptique des pièces forgées à grande couronne cémentées et trempées peut être contrôlée à moins de 2 mm, la distorsion de déformation et de cône peut être contrôlée à moins de 1 mm, et le roulement la capacité et la durée de vie des pièces forgées de la couronne peuvent être améliorées.
La structure du grand anneauforgerse caractérise par sa paroi mince, son grand rapport diamètre/longueur (diamètre extérieur/largeur de dent), sa grande distorsion de carburation et de trempe, irrégulière et difficile à contrôler, la plus grande distorsion affecte directement la qualité du produit et l'efficacité du traitement post-séquence, résultant dans une marge de traitement post-séquence inégale, affectant la profondeur de la couche durcie efficace de la surface de la dent et la dureté de la surface de la dent, réduisant ainsi la résistance, la capacité portante et la résistance à la fatigue des dents annulaires. Réduisez enfin la durée de vie de la couronne dentée.
1. Conception de traitement
Processus de forgeage de la couronne dentée : forgeage - après forgeage, revenu - tournage ébauche - prétraitement de revenu - tournage de semi-finition - vieillissement artificiel - taillage de dents - trempe de cémentation, revenu - grenaillage - tournage de finition - vieillissement artificiel - tournage de finition - rectification d'engrenages - finition produit.
2. Prétraitement
Si la normalisation et le revenu à haute température sont utilisés pour le prétraitement, la structure après traitement thermique est de la perlite et de la ferrite, et produit même de la bainite hors équilibre. En raison d'un refroidissement par air irrégulier, l'uniformité de la structure de normalisation est médiocre. Parce que l'uniformité de refroidissement et la vitesse du milieu d'huile sont meilleures que celles de l'air, la trempe obtiendra une structure de soxite trempée uniforme, ce qui peut améliorer ou éliminer l'hétérogénéité de la microstructure d'origine générée par le forgeage et améliorer l'uniformité des propriétés mécaniques de la couronne dentée. Le traitement thermique positif après forgeage peut améliorer la microstructure de forgeage, affiner le grain et le prétraitement de revenu peut uniformiser la microstructure et réduire la distorsion du traitement thermique ultérieur. La combinaison des deux est très efficace pour améliorer la microstructure et la distorsion de la trempe cémentée.
3. Four de carburation
La superposition du forgeage des bagues cémentées revient à augmenter la largeur de la dent et à réduire le rapport diamètre sur longueur, ce qui est propice à la réduction du gauchissement et de la distorsion elliptique. Lors du refroidissement après carburation, les faces d'extrémité supérieure et inférieure de la couronne dentée superposée refroidissent relativement rapidement, et le rétrécissement est relativement important, ce qui entraîne la caractéristique de forme de tambour de ceinture. En raison du refroidissement uniforme dans le four avant de refroidir à 650 ° C, la couronne forgée dans la zone à haute température avec une faible rigidité produit peu de distorsion d'ellipse et de gauchissement, de sorte qu'elle ne produit que des caractéristiques de forme de tambour de ceinture.
4. Processus de carburation
La voie de traitement adopte une trempe de réchauffage, qui peut empêcher le grain grossier causé par la carburation à long terme de 20CrMnMo. Dans le même temps, le processus de trempe peut être ajusté en mesurant, corrigeant et détectant la distorsion après la cémentation. Plus la température de carburation augmente rapidement, plus la contrainte thermique sera générée, et la superposition de contraintes d'usinage résiduelles produira une grande distorsion, il est donc nécessaire d'augmenter progressivement la température. La carburation doit être sortie du four à basse température. Si 760 â est hors du four, la couche d'infiltration produira une transition de phase inégale, ce qui produira une structure de martensite trempée sur la surface secondaire, augmentera le volume spécifique et la surface sera soumise à une contrainte de traction. Surtout en hiver, lorsque des pièces forgées en acier 20CrMnMo sont placées dans la fosse de refroidissement lent, la probabilité de fissure augmentera et la structure de martensite trempée augmentera la distorsion de carburation. Dans la dernière étape de la carburation, l'isolation 650â permettra à la surface d'obtenir une structure eutectique uniforme, d'éliminer les contraintes et de se préparer à la trempe.
5. Correction après carburation
Pour les milieux salins, il existe une certaine relation proportionnelle entre la distorsion de carburation et la distorsion de trempe. Généralement, la distorsion elliptique de trempe augmente de 30 % à 50 % sur la base de la distorsion de carburation. Dans un sens, le contrôle de la distorsion de carburation peut contrôler efficacement la distorsion post-trempe. Si l'ellipse s'avère grande après la cémentation, elle doit être corrigée. Si la température de chauffage de la couronne dentée est basse, telle que 280 â, la résistance de la couronne dentée est élevée et la zone élastique est grande à basse température, ce qui rend difficile la déformation plastique. Avec l'augmentation de la température, la zone élastique va diminuer et la difficulté de correction va diminuer. Si la température de chauffage est trop élevée, l'opération est difficile. La pratique a prouvé que l'effet de correction est meilleur lors du chauffage à 550 â, la zone élastique est considérablement réduite et une déformation plastique peut être produite par une faible contrainte. La pratique a prouvé qu'après la carburation et l'élimination des contraintes, la distorsion ne rebondit pas après la trempe, et l'accumulation de distorsion de trempe peut être efficacement résolue par une correction post-carburation.
6, four de trempe
La chaleur des faces supérieure et inférieure du forgeage de la couronne dentée n'est pas équilibrée, et la dissipation thermique de la face supérieure est rapide pendant le refroidissement, et l'augmentation est relativement importante. Voir Fig.7 pour le diagramme schématique de la distorsion de trempe au sel. La distorsion est mesurée après cémentation. La règle du four de chargement des bagues dentaires est que le cercle supérieur de la dent de l'extrémité supérieure est plus petit que le cercle supérieur de la dent de l'extrémité inférieure, et les coussinets entre les bagues dentaires sont séparés. Voir Fig.8 pour la trempe du four de chargement. Le four de trempe est ajusté en fonction de la distorsion après la carburation, et une certaine valeur conique sera générée lorsque les caractéristiques du tambour de ceinture de carburation sont divisées en un seul anneau denté. L'utilisation raisonnable de la forme du tambour de taille cémenté, peut réaliser la différence de refroidissement par trempe au sel entre l'extrémité supérieure et inférieure du cône et le décalage conique du tambour de taille cémenté, pour obtenir une petite distorsion conique.
7. Processus de trempe et revenu
L'allongement du temps de maintien est égal à la phase déguisée pour augmenter la température de trempe et augmenter la distorsion de trempe. Par conséquent, la température d'austénitisation est choisie pour se maintenir à 830 â pendant 4 h. Par rapport à l'huile, la température d'utilisation moyenne du salpêtre est élevée, l'augmentation de la température de trempe est faible, la trempe isotherme graduée fait la transformation de la martensite de surface dans l'air, refroidit lentement, la distorsion de trempe de la pièce est faible. Le point de fusion du nitrate KNO3 NaNO2 est de 145 â, la température d'utilisation du nitrate est de 160 ~ 180 â et la capacité de refroidissement est forte. Lorsque la température du sel est augmentée à 200 ~ 220 â et que la teneur en eau est ajustée à 0,9 %, de la martensite plus une grande quantité de bainite inférieure et une très petite quantité de ferrite aciculaire seront obtenues au centre de la couronne dentée. . Assurez les performances de base tout en produisant une distorsion minimale.
c'est une machine d'inspection de forgeage
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