Берілістерді карбюраторлық термиялық өңдеу: беріктік, төзімділік және өнімділікті арттыру

Қазіргі заманғы электр беру жүйелерінде берілістер жоғары айналу моментінде, үздіксіз айналуда, ауыр жүктемелерде, ауытқу жылдамдығында және ұзақ жұмыс циклдерінде экстремалды жағдайларда жұмыс істейді деп күтілуде. Дәстүрлі легирленген болаттар, тіпті жақсы ішкі қаттылықпен де, беткі ақаусыз, тістердің шұңқырлануында, сызылуында, тозуында және шаршау жарықтарында мұндай күрделі қолданыстарға төтеп бере алмайды. Бұл қиындықтарды жеңу үшін термиялық өңдеу беріліс өндірісінде маңызды қадамға айналады және барлық әдістердің ішінде,көміртектеубетті қатайтудың ең тиімді процестерінің бірі ретінде ерекшеленеді.

Карбюризациялау (корпусты қатайту деп те аталады) - бұл болат берілістердің беткі қабатына жоғары температурада көміртекті енгізетін металлургиялық әдіс. Қатайғаннан кейін беті қатты мартенсит корпусына айналады, ал өзегі беріктік пен соққыға төзімділікті сақтайды. Бұл үйлесім сырты қатты, іші берік Сондықтан карбюрирленген берілістер автомобиль беріліс қораптарында, өнеркәсіптік беріліс қораптарында, ауыр техникада, тау-кен жабдықтарында, аэроғарыштық жетектерде және робототехникада кеңінен қолданылады.

Карбюризация дегеніміз не?

Карбюризациялау - бұл әдетте 880°C - 950°C аралығындағы температурада орындалатын диффузиялық термиялық өңдеу. Процесс барысында берілістер көміртегіге бай атмосферада қыздырылады. Көміртек атомдары болаттың беткі қабатына диффузияланып, оның көміртегі мөлшерін арттырады. Қажетті уақыт бойы жібіткеннен кейін берілістер қатайтылған мартенситтік корпус түзу үшін тез сөнеді.

Көміртектің ену тереңдігі корпус тереңдігі деп аталады және температураны, ұстап тұру уақытын және көміртек потенциалын өзгерту арқылы басқарылуы мүмкін. Әдетте, мақсатты корпус тереңдігі қолданысқа, беріліс өлшеміне және қажетті жүк көтергіштігіне байланысты 0,8 мм-ден 2,5 мм-ге дейін болады.

Неліктен беріліс қораптарын карбюраторлау қажет?

Көмірсутекпен өңдеу тек қаттылықты арттырумен ғана шектелмейді; ол нақты жұмыс жағдайларында өнімділікті айтарлықтай жақсартады. Негізгі артықшылықтары:

1. Тозуға төзімділігі жоғары
   Қатайтылған бет абразивті тозудың, шөгінділердің, микрошашыраудың және беттің шаршауының зақымдануының алдын алады.

2. Жүк көтеру қабілетінің жоғарылауы
   Карбюраторлы берілістер ауыр жүктемелерді көтере алады және деформациясыз жоғары айналу моментін бере алады.

3. Тістің иілу беріктігінің жақсаруы
   Жұмсақ пластикалық өзек соққы мен соққыны сіңіреді, тістің сыну қаупін азайтады.

4. Жоғары шаршау өмірі
   Карбюраторлы берілістер жоғары циклді жағдайларда ондаған мың сағат бойы жұмыс істей алады.

5. Үйкеліс пен жылу бөлінуінің төмендеуі
   Тістердің тегіс жабысуы берілістің тыныш және энергия үнемдеуін қамтамасыз етеді.

Осы артықшылықтарға байланысты, карбюризациялау стандартты термиялық өңдеуге айналдыавтомобильберілістер, әсіресеконус тәрізді берілістер, спиральды тісті дөңгелектер, сақиналы тісті дөңгелектер, дифференциалды тісті дөңгелектер және беріліс біліктері.

Көмірсутектерді өңдеу процесі кезең-кезеңімен

Толық көміртекті өңдеу процесі бірнеше кезеңнен тұрады, олардың әрқайсысы соңғы өнімділікке әсер етеді:

1. Алдын ала қыздыру және аустенизациялау

Берілістер болаттың аустенитке айналу температурасына дейін қыздырылады. Бұл құрылым көміртектің оңай диффузиялануына мүмкіндік береді.

2. Көміртек диффузиясы және жағдайдың түзілуі

Берілістер көміртегіге бай ортада (газ, вакуум немесе қатты көміртегі түзетін агент) ұсталады. Көміртек атомдары ішке қарай диффузияланып, шынықтырудан кейін қатайған корпус түзеді.

3. Сөндіру

Жылдам салқындату жоғары көміртекті беткі қабатты мартенситке айналдырады — өте қатты және тозуға төзімді.

4. Шыңдау

Шынықтырудан кейін сынғыштықты азайту, беріктікті жақсарту және микроқұрылымды тұрақтандыру үшін шынықтыру қажет.

5. Соңғы өңдеу/ұнтақтау

Термиялық өңделген берілістер көбінесе тістердің дәл геометриясына, тегіс жанасу үлгісіне және шуды оңтайлы басқаруға қол жеткізу үшін әртараптандырылған тегістеуден немесе тегістеуден өтеді.

Беріліс қораптарын карбюризациялау түрлері

Көмірсутектерді өңдеудің бірнеше технологиясы жасалды, олардың әрқайсысының өзіндік артықшылықтары бар.

Олардың арасында,вакуумдық карбюрациялаукорпустың біркелкі таралуына, қоршаған ортаға зиянсыздығына және бұрмалануының төмендігіне байланысты дәлдіктегі берілістер үшін барған сайын артықшылыққа ие болып келеді.

Көмірсутектерді өңдеуге арналған материалды таңдау

Барлық болаттар карбюризацияға қолайлы емес. Идеал материалдар - жақсы қатаятындығы және өзектің беріктігі бар төмен көміртекті қоспалы болаттар.

Жалпы көміртекті болаттар:

• 16MnCr5

• 20CrMnTi

• 8620 / 4320 болат

• 18CrNiMo7-6

• SCM415 / SCM420

Бұл болаттар берік, иілгіш өзекті сақтай отырып, корпустың терең қатаюына мүмкіндік береді – бұл ауыр берілістерге өте ыңғайлы.

Карбюрирленген берілістердің сапа факторлары

Тұрақты өнімділікке қол жеткізу үшін бірнеше маңызды факторларды бақылау қажет:

1. Беткі көміртек концентрациясы

2. Тиімді іс тереңдігі (ЭКТ)

3. Аустенит деңгейі сақталған

4. Бұрмалану және өлшемдік тұрақтылық

5. Қаттылықтың біркелкілігі (бетінде 58–62 HRC)

Жақсы басқарылатын карбюризация процесі берілістердің минималды техникалық қызмет көрсетумен жылдар бойы сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Карбюрленген берілістердің қолданылуы

Карбюраторлау сенімділік, дәлдік және жоғары жүктемеге төзімділік маңызды салаларда кеңінен қолданылады:

• Автокөлік беріліс қораптары және дифференциалды жүйелер

• Трактор, тау-кен және ауыр жүк көліктері үшін жабдықтар

• Робототехника және автоматика құралдары

• Жел турбинасы беріліс қораптары

• Аэроғарыштық жетек және турбина беріліс қорабы

• Теңіз қозғалтқыш жүйелері

Берілістер соққыға, қысымға және ұзақ мерзімді айналу кернеуіне төтеп беруі керек жерлерде карбюризациялау ең сенімді шешім болып табылады.

Карбюраторлы термиялық өңдеу кәдімгі болат берілістерді қиын орталарға төтеп бере алатын жоғары өнімді компоненттерге айналдырады. Бұл процесс бетті тозу мен шаршаудан нығайтады, сонымен қатар соққыға төзімділік үшін берік ішкі өзекті сақтайды. Машиналар жоғары қуат тығыздығы мен тиімділігіне қарай дамыған сайын, карбюраторлы берілістер заманауи инженерия мен қуат беру жүйелеріндегі негізгі технология болып қала береді.