Pavaros yra pagrindiniai mechaninės įrangos transmisijos komponentai, o jų veikimas ir kokybė tiesiogiai veikia visos įrangos veikimo efektyvumą ir tarnavimo laiką. Kaip svarbi krumpliaračių gamybos proceso grandis, terminis apdorojimas atlieka svarbų vaidmenį gerinant krumpliaračių kietumą, atsparumą dilimui ir atsparumą nuovargiui. Tačiau terminio apdorojimo procesą dažnai lydi krumpliaračio iškraipymo problemos, kurios ne tik turi įtakos pavaros tikslumui, bet ir gali neigiamai paveikti jos stiprumą bei tarnavimo laiką. Šiame straipsnyje bus išsamiai aptarti 12 pagrindinių krumpliaračio terminio apdorojimo iškraipymo veiksnių, siekiant pateikti naudingą pavarų gamybos informaciją.
1. Anglies kiekis
Anglies kiekis yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos pavaros terminio apdorojimo iškraipymui. Kuo didesnis anglies kiekis pavaros medžiagoje, tuo didesnis deformacijos ir tūrio iškraipymas, atsirandantis gesinimo metu. Taip yra todėl, kad daug anglies turinčio plieno grūdinimo proceso metu tūris labai pasikeičia, kai austenitas virsta martensitu, todėl padidėja iškraipymas. Todėl renkantis pavarų medžiagas anglies kiekis turėtų būti pagrįstai kontroliuojamas pagal konkrečius naudojimo reikalavimus.
2. Lydinio elementai
Legiravimo elementai taip pat turi didelę įtaką pavaros terminio apdorojimo iškraipymui. Kai kurie lydinio elementai, tokie kaip C, Mn, Ni, Cr, Mo ir kt., gali padidinti kietumą, bet taip pat padidinti iškraipymo tendenciją. Kiti lydinio elementai, tokie kaip Cr, Mn, Mo, Si, Ni, Ti ir kt., padeda sumažinti iškraipymą. Taip yra daugiausia todėl, kad šie elementai gali paveikti plieno mikrostruktūrą ir taip paveikti įtempių pasiskirstymą ir iškraipymus terminio apdorojimo metu.
3. Grūdinimas
Kietumas yra svarbus krumpliaračio medžiagų eksploatacinių savybių rodiklis, kuris lemia, ar krumpliaratis gali gauti vienodą martensito struktūrą gesinimo proceso metu. Kuo didesnis grūdinimas, tuo didesnį iškraipymą sukelia krumpliaratis gesinimo metu. Taip yra todėl, kad gesinant medžiagas, kurių kietumas yra didelis, austenito virsmo martensitu greitis yra didelis, o tūrio pokytis yra didelis, todėl padidėja iškraipymas. Todėl, renkantis pavarų medžiagas, kietumas turėtų būti pagrįstai kontroliuojamas pagal konkrečius naudojimo reikalavimus.
4. Pavarų dizainas
Pavaros konstrukcijos forma ir dydis taip pat turi didelę įtaką jos terminio apdorojimo iškraipymui. Dizaino defektai, tokie kaip asimetrinė forma, prastas skerspjūvio vienodumas, prastas stipinų standumas ir netinkama proceso angų padėtis, padidins krumpliaračių terminio apdorojimo iškraipymus. Todėl projektuojant pavaras, siekiant sumažinti terminio apdorojimo iškraipymus, reikėtų kiek įmanoma labiau atsižvelgti į simetriškas formas, vienodus skerspjūvius ir pagrįstas proceso angų vietas.
5. Mikrostruktūros nehomogeniškumas
Plieno mikrostruktūrinis nevienalytiškumas taip pat yra vienas iš svarbių veiksnių, lemiančių krumpliaračio terminio apdorojimo iškraipymus. Nehomogeninė mikrostruktūra apima stambų audinį, didelę segregaciją ir tinklinį audinį ir tt Šie defektai padidins iškraipymą gesinimo proceso metu. Todėl, ruošiant krumpliaračių medžiagas, šie mikrostruktūriniai defektai turi būti kuo labiau pašalinti, kad būtų gauta vienoda ir smulki mikrostruktūra.
6. Grupės organizavimas ir atskyrimas
Juostų struktūra ir atskyrimas yra vienas iš dažniausių plieno defektų, be to, jie turi didelę įtaką krumpliaračių terminio apdorojimo iškraipymui. Juostinė struktūra susidaro dėl netolygaus legiruotų elementų pasiskirstymo pliene, dėl kurio gesinimo proceso metu įtempiai pasiskirstys netolygiai, o tai padidins iškraipymą. Atskyrimas susidaro dėl ištirpusių elementų persiskirstymo plieno kietėjimo procese, o tai sukels netolygų krumpliaračio medžiagos veikimą ir taip paveiks terminio apdorojimo iškraipymus.
7. Nepertraukiamo liejimo ruošinio forma
Nepertraukiamo liejimo ruošinio forma taip pat turi tam tikrą įtaką krumpliaračio terminio apdorojimo iškraipymui. Kvadratinės ištisinio liejimo ruošinio formos krumpliaračių terminio apdorojimo iškraipymas yra gana vienodas, o krumpliaračių, pagamintų naudojant stačiakampę ištisinio liejimo ruošinio formą, terminio apdorojimo iškraipymas yra akivaizdus kryptingumas. Taip yra daugiausia dėl to, kad skirtingų formų nepertraukiamo liejimo ruošiniai aušinimo proceso metu sukurs skirtingą įtempių pasiskirstymą, taip paveikdami terminio apdorojimo iškraipymus.
8. Esminis grūdelių dydis
Vidinis grūdelių dydis reiškia austenitinės būsenos plieno grūdelių dydį. Kuo smulkesnis vidinis grūdelių dydis, tuo atitinkamai sumažės iškraipymų kiekis po krumpliaračio gesinimo. Taip yra todėl, kad smulkiagrūdžio plieno tūrio pokytis gesinimo proceso metu nuo austenito iki martensito yra santykinai mažas, todėl sumažėja iškraipymas. Todėl ruošiant krumpliaračių medžiagas, kuo daugiau turėtų būti naudojamas smulkiagrūdis plienas.
9. Originali ruošinio struktūra
Originali krumpliaračio ruošinio struktūra taip pat turi didelę įtaką jo terminio apdorojimo iškraipymui. Jei pradinė ruošinio struktūra yra netolygi, terminio apdorojimo metu krumpliaratyje įtempiai pasiskirstys netolygiai, o tai padidins iškraipymą. Todėl, ruošiant krumpliaračių ruošinius, reikia kuo labiau pašalinti pradinės konstrukcijos nehomogeniškumą, kad būtų gauta vienoda ir puiki originali struktūra.
10. Kalimo procesas
Kalimo procesas taip pat turi didelę įtaką krumpliaračio terminio apdorojimo iškraipymui. Visiškas kalimas padeda sumažinti iškraipymus, ypač pagrįstos metalo konstrukcijos susidarymą po kalimo, o tai gali sumažinti terminio apdorojimo iškraipymus. Protingas kalimas taip pat gali sumažinti kaltinio ruošinio segregaciją, padaryti struktūrą vienodą, pagerinti juostos struktūrą ir padėti sumažinti terminio apdorojimo iškraipymus. Tačiau jei kalimo proceso metu kaitinimo temperatūra yra netolygi, deformacijos laipsnis nevienodas arba galutinė kalimo temperatūra yra aukšta, tai padidins pavaros terminio apdorojimo iškraipymus.
11. Paruošiamasis terminis apdorojimas
Preliminarus terminis krumpliaračių ruošinių apdorojimas atlieka svarbų vaidmenį mažinant galutinio terminio apdorojimo iškraipymus. Kai naudojamas įprastas normalizavimas, terminio apdorojimo iškraipymas yra gana didelis; kai naudojamas izoterminis normalizavimas arba gesinimas ir grūdinimas, galima sumažinti terminio apdorojimo iškraipymus. Taip yra todėl, kad izoterminis normalizavimas ir gesinimas bei grūdinimas gali pagerinti plieno mikrostruktūrą, padaryti jį tolygesnį ir smulkesnį, taip sumažinant terminio apdorojimo iškraipymus.
12. Gesinimo ir aušinimo procesas
Gesinimo ir aušinimo procesai yra pagrindinės krumpliaračio terminio apdorojimo iškraipymų generavimo grandys. Gesinimo proceso metu yra daug veiksnių, sukeliančių iškraipymus dėl tokių veiksnių kaip dideli specifinio audinio tūrio pokyčiai, aukšta šildymo temperatūra ir intensyvus aušinimas. Kuo greitesnis aušinimo greitis, tuo rimtesnis netolygus aušinimas ir tuo didesnis deformacijos iškraipymas. Be to, gesinimo aušinimo terpės tipas, aušinimo efektyvumas, kietėjimas ir kt. taip pat yra susiję su iškraipymu. Todėl gesinimo ir aušinimo procesų metu tokie parametrai kaip šildymo temperatūra, aušinimo greitis ir gesinimo aušinimo terpės tipas turėtų būti pagrįstai kontroliuojami, kad būtų sumažintas terminio apdorojimo iškraipymas.
Pavarų terminio apdorojimo iškraipymas yra daugelio veiksnių rezultatas. Siekiant sumažinti terminio apdorojimo iškraipymus, reikia imtis visapusiškų priemonių jam kontroliuoti, pradedant nuo medžiagų parinkimo, pavaros projektavimo, mikrostruktūros valdymo, kalimo proceso, išankstinio terminio apdorojimo ir gesinimo bei aušinimo procesų. Tik tokiu būdu galima užtikrinti gerą krumpliaračių veikimą ir kokybę terminio apdorojimo procese.