Einflussfaktoren der Verformung von Getriebeteilen und des Wärmebehandlungsprozesses

Zusammenfassung: Dieser Beitrag analysiert die verschiedenen Einflussfaktoren der Wärmebehandlungsverformung von Getrieben und weist darauf hin, dass die Wärmebehandlungsverformung von Getriebeteilen hauptsächlich von vielen Faktoren wie Bauteilstruktur, Material, Schmieden, Bearbeitung, Wärmebehandlungstechnologie und Ausrüstung beeinflusst wird.

Eine kurze Einführung in die Aufkohlungswärmebehandlung

Welle und wird häufig in Automobilgetriebe nach dem Schmieden, Normalisieren, Bearbeiten, Aufkohlen und Abschrecken und Anlassen Wärmebehandlung verwendet, um eine hohe Härte der aufgekohlten Schicht und den Kern für die Organisation zu erhalten, hat gute umfassende mechanische Eigenschaften dieser Organisationen sowie Die Eigenspannung nach dem Abschrecken spielt für die mechanischen Eigenschaften von Welle und Zahnrad eine entscheidende Rolle. Derzeit ist die Aufkohlungswärmebehandlung in unserem Unternehmen weit verbreitet und auch ein relativ ausgereifter Wärmebehandlungsprozess. Der Zweck des Aufkohlens besteht darin, eine kohlenstoffreiche Oberflächenschicht sowie einen kohlenstoffarmen Kern zu erhalten, um die hohe Plastizität und Zähigkeit des Kerns, die hohe Oberflächenhärte und die Verbesserung der Härte, Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit sicherzustellen das Werkstück.

Analyse der Wärmebehandlungsverformung

1. Faktoren, die die Verformung der Wärmebehandlung beeinflussen

Gleichzeitig mit der Wärmebehandlung müssen Form und Größe der Teile verändert werden, was das Ergebnis der gemeinsamen Wirkung von Gewebespannung, thermischer Spannung und Schwerkraft ist. Sowohl die Strukturspannung als auch die Wärmespannung sind Wärmebehandlungsspannungen, und die Strukturspannung bezieht sich auf die Spannung, die durch die unterschiedlichen Umwandlungen der verschiedenen Teile während der Wärmebehandlung aufgrund der unterschiedlichen Abkühlung jedes Teils verursacht wird. Die Wärmespannung ist die Spannung, die durch die ungleichmäßige Wärmeausdehnung und Kältekontraktion verursacht wird, die durch die Temperaturdifferenz jedes Teils des Werkstücks verursacht wird. Während des Abschreckens gibt es hauptsächlich zwei Arten von Verformungen von Teilen: die Verformung der geometrischen Form, hauptsächlich die Verformung von Größe und Form, verursacht durch Abschreckspannung; Die Verformung des Volumens ist hauptsächlich die proportionale Ausdehnung oder Verkleinerung des Werkstückvolumens, die durch die Änderung des spezifischen Volumens während des Phasenübergangs verursacht wird.

Es gibt viele Faktoren, die die Wärmebehandlung von Teilen beeinflussen. Der Verformungs-Abschreckprozess wird gerade freigegeben, die potenzielle Spannungsverformung der Teile, und die potenzielle Verformungsspannung, die sich im gesamten Prozess der Teileverarbeitung ansammelt, kann als chemische Zusammensetzung des Materials, Schmieden, zusammengefasst werden Prozess der Schmiedetemperatur, Abkühlgeschwindigkeit nach dem Schmieden, Bearbeitungsprozess der Vorschubgeschwindigkeit, Schnittgeschwindigkeit, Vorschubmenge, der Klemmweg, im Prozess der Wärmebehandlung Erwärmungsgeschwindigkeit, Abkühlungsgeschwindigkeit, Erwärmungstemperatur und andere Faktoren. Der Wärmebehandlungsprozess ist der letzte Prozess, und alle vorgelagerten Prozesse begraben die Keime für die Wärmebehandlungsverformung der Teile. Daher kann die Untersuchung der Wärmebehandlungsverformung nicht nur den Wärmebehandlungsprozess selbst untersuchen, sondern sollte sich auf die Struktur der Teile, Materialien und alle Verarbeitungsverfahren der Teile konzentrieren.

2. Glühprozess

Prozesse, bei denen Metalle, die sich außerhalb des Gleichgewichts befinden, auf eine höhere Temperatur erhitzt, für eine bestimmte Zeit gehalten und dann langsam abgekühlt werden, um Gewebe nahezu im Gleichgewicht zu erzeugen, werden zusammenfassend als Glühen bezeichnet. Der Zweck des Glühens besteht darin, die chemische Zusammensetzung zu vereinheitlichen, die mechanischen Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften zu verbessern, innere Spannungen zu beseitigen oder zu verringern und eine geeignete innere Struktur für die abschließende Wärmebehandlung von Teilen bereitzustellen.

3. Kompletter Abschreckprozess

Untereutektoider Stahl oder seine Komponenten werden auf eine Temperatur über Ac3 erhitzt und dann mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit abgekühlt, die größer als die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit ist, um eine Martensitstruktur zu erhalten. Die Wärmebehandlung zur Verbesserung der Festigkeit, Härte und Verschleißfestigkeit wird als vollständiges Abschrecken bezeichnet.

Drei Teile Wärmebehandlungsverformungstestbeispiel

Unsere Firma produziert eine Art Getriebeteile. Der technologische Prozess dieses Teils ist Stanzen → Schmieden → Normalisieren → Schleifen → Wälzfräsen → Einfügen von Keilen → Schaben → Aufkohlen → Abschrecken → Anlassen → Kugelstrahlen → Kantenschleifen → Stirnfläche und Innenloch des Autos. Das Material ist 8620RH, Anforderungen an die Wärmebehandlungstechnologie sind: Abschreckschichttiefe 0.84 ~ 1.34 mm, Oberflächenhärte 58 ~ 63 HRC, Herzhärte 30 ~ 45 HRC, metallografische Struktur gemäß TES-003-Standard.

Die Teileproduktion ist größer, die Saitenart wird vorbereitet, der Durchmesser ist groß (219.2 ~ 219.45 mm), die Wandstärke ist dünn (27.05 mm) und die Struktur ist nicht vollständig symmetrisch, nämlich die Biegeseite des Lochs mit kleinem Durchmesser und Abgesehen von der Fläche des Innenkeilprofils mit großem Durchmesser, die zu den beiden Endflächenstrukturteilen A und B (Ende) führt, sind die Eigenschaften des Trends der thermischen Verformung inkonsistent.

Ende 2016 wurde der Rundlauffehler der Biegefläche (Rundlaufwert der heißen hinteren Endfläche ≤ 0.06 mm wird vom Prozess benötigt) des fertigen Produkts nach plötzlicher Wärmebehandlung, was zu einem Rundlauffehler der Trommelform und des Zahns führte Richtung Winkel. Für die verbleibenden Teile in dieser Charge, die von der Heißfrontmaschine geschmiedet und bearbeitet wurden, wird der temporäre Test- und Feinabstimmungsprozess im Prozess der Wärmebehandlung durchgeführt, um die thermische Verformung maximal zu kontrollieren und die Ausfallrate zu reduzieren der Teile.

1. Ursprüngliche Wärmebehandlungstechnologie von Teilen

Die ursprüngliche Wärmebehandlungsanlage, die für die Teile verwendet wird, ist ein AICHELIN42-Stationsring-Durchlaufofen mit Drehboden, der Voroxidation, Aufkohlung, Abschreckung, Reinigung und Anlassen in einem einstellt. Beim Aufkohlen werden Stickstoff und Methanol als Grundatmosphäre, Aceton als Anreicherungsmittel verwendet, nach der Theorie der Stickstoff-Methanol-Atmosphäre ist das Zufuhrverhältnis Methanol: Stickstoff = 1 l/h: 1.1 m3/h, CO-Gehaltswert Instrumentensatz 20 % . Der ursprüngliche Wärmebehandlungsprozess ist wie folgt: Voroxidation → Aufkohlung → Ölabschreckung → Reinigen und Anlassen.

2. Temporärer Test, Feinabstimmungsprozess und Ergebnisanalyse des Wärmebehandlungsprozesses

(1) Fügen Sie den Glühprozess und die Ergebnisanalyse hinzu

Hochtemperaturglühen wird angewendet, der Glühprozess wird auf 400 ° C für 2 Stunden eingestellt, Luftkühlung mit Ofenkühlung auf 350 ° C und dann Aufkohlen und Abschrecken. Die Hopfenendwerte vor und nach dem Erhitzen wurden eins zu eins gemessen.

Die durchschnittliche thermische Verformung des Endschlupfs von geglühten Aufkohlungsteilen beträgt 0.033 mm, aber die Testdaten sind zu klein und dienen daher nur als Referenz.

(2) Einstellen der Abschreckmischparameter und Analyse der Ergebnisse

Die Grundvoraussetzung für die Feinabstimmung der Parameter des Wärmebehandlungsprozesses ist sicherzustellen, dass die Teile die Anforderungen an die Konstruktion der technischen Indikatoren der Wärmebehandlung erfüllen. Für den allgemeinen Abschreckprozess ist der idealste Zustand der fertigen Teile mit einer schnellen Mischgeschwindigkeits-Einstellzeit der Martensitphasenumwandlung und in der nächsten langsamen Rührgeschwindigkeits-Einstellzeit, um die Abkühlgeschwindigkeit zu verringern, um die Verformung des Kaltschrumpfens der Wärmebilgen zu verringern, diese Fähigkeit, vollständige technische Indikatoren der Wärmebehandlung zu gewährleisten und gleichzeitig die thermische Verformung von Teilen zu reduzieren. Reduzieren Sie die Rührzeit für schnelles Abschrecken auf 45 s und die Rührgeschwindigkeit für langsames Abschrecken auf 700 U/min und stellen Sie das Rühren für das Abschrecken ein.

Nach dem Einstellen des Rührens zeigen die Messergebnisse des Endsprungs der Teile vor und nach der Wärmebehandlung, dass der durchschnittliche Heißverformungsendsprung der Teile nach dem Einstellen der Abschreckmischparameter 0.057 mm beträgt, was weniger als das durchschnittliche Heißverformungsende ist hüpfen der Teile nach Verwendung der ursprünglichen Abschreckmischparameter. Die meisten seiner Hot-Back-End-Hops übertreffen jedoch die technischen Anforderungen, und die Standardabweichung von Hot-Back-End-Hops beträgt 0.015.

(3) Glühprozess hinzufügen + Abschreckmischparameter und Analyse anpassen

Basierend auf den beiden oben genannten Arten des Tests (Erhöhung nach dem Glühprozess weniger thermischer Verformungsendsprung (0.033) und Anpassung der Mischparameter nach dem Heißverformungsabschreckungsendsprung hohes Volumen (0.057), kleine diskrete (0.015)), die beiden Methoden Gleichzeitig in den Chargenteilen verwendet, beobachten die Teile vor dem Glühen, nachdem sie angepasste Mischparameter zum Aufkohlen und Abschrecken verwendet haben, Seitensprung-Wärmeverformungsteile.

A. Verwendung eines Hochtemperatur-Anlassofens für den Glühprozess + Abschreckmischparameter: Verwendung eines Hochtemperatur-Anlassofens für den Glühprozess, dann Rühren mit Anpassung der Abschreckparameter für den Aufkohlungs- und Abschreckprozess, vor und nach der Wärmebehandlung Seitensprung-Messergebnisse wie in gezeigt Abbildung 5, zeigt Hot-Back-End-Sprung entsprechen den Anforderungen des Prozesses, die durchschnittliche Höhe der thermischen Verformung Endsprung von 0.034 mm, Hot-Back-End-Springen Standardabweichung von 0.018.

B. Der Ringofen wird für den Glühprozess verwendet + Anpassung der Abschreck- und Rührparameter: Unter Berücksichtigung der logistischen Transportproblematik wird der Wärmebehandlungsprozess weiter optimiert, ein Glühprozess wird in der Voroxidationszone des Ringofens durchgeführt Um den Anforderungen des Glühprozesses gerecht zu werden, wird die Aufkohlung in den Hauptofen nach einer Haltetemperatur von 400 ° C für 2 Stunden durchgeführt und die Rührparameter werden gleichzeitig angepasst. Die Messergebnisse des Endhops vor und nach der Wärmebehandlung der Teile zeigen, dass der thermische Backhop den technologischen Anforderungen entspricht. Der durchschnittliche End-Hop-Wert der thermischen Verformung beträgt 0.036 mm und die Standardabweichung des thermischen Back-Hop beträgt 0.017.

C.Für mehr als 4 Arten des Feinabstimmungsprozesses mit dem ursprünglichen Prozess, der mit den Ergebnissen und seiner thermischen Verformung verglichen wird, die nur im Prozess des Abschreckens bekannt sind, mischen Parameter, um den Hot-Back-End-Sprungwert zu beheben, der größer ist, größer als der Anstieg Beim Glühen + Abschrecken Mischparameter von Prozesstypen, wählen Sie nach Klasse Abhilfeprozesstypen, unter Berücksichtigung der Machbarkeit der Herstellung, Ringofen-Oxidationszonenglühen + Rührparameter-Anpassung Prozesstyp ist besser als der des Hochtemperatur-Anlassofens, Glühen + Rührparameter-Anpassung Prozesstyp.

Annahme der optimierten Sanierungstechnologie: Glühen der Ringofen-Voroxidationszone + Rührparametereinstellung, Produktion der verbleibenden Teile dieser Charge, die fehlerhafte Rate von Teilen von plötzlich 30% auf 6%, wodurch die fehlerhafte Rate effektiv reduziert wird Verringerung des wirtschaftlichen Schadens für das Unternehmen.

D. Fazit

Das Hinzufügen des Glühprozesses und das Anpassen der Abschreckparameter nach dem Aufkohlen und Abschrecken kann die Verformung von Teilen nach der Wärmebehandlung effektiv verbessern und eine praktikable Abhilfetechnologie für spätere ähnliche Probleme bereitstellen. Aber die Wärmebehandlungsverformung der Teile kann nicht nur durch die Anpassung des Wärmebehandlungsprozesses vollständig gelöst werden, bevor die Wärmebehandlung jedes Prozesses einen gewissen Einfluss auf die Verformung der endgültigen Wärmebehandlung hat, die endgültige Produktkonformität erfordert alle Prozesse koordinieren, kooperieren miteinander, um den geeigneten Prozess zu finden, um die qualifizierte Teilerate zu verbessern und die Qualität des Produkts sicherzustellen.