Površinsko kaljenje metalnih materijala

U stvarnoj proizvodnji, mnogi dijelovi strojeva rade pod naizmjeničnim opterećenjima kao što su torzija i savijanje, kao i udarna opterećenja. Površinski sloj je izložen trenju, naizmjeničnim ili pulsirajućim kontaktnim naprezanjima, a ponekad i udaru. Na primjer, prijenosno vratilo, prijenosnik itd. Površina ovih dijelova podnosi veće naprezanje od jezgra, pa je potrebna veća čvrstoća, tvrdoća i otpornost na habanje u ograničenom rasponu dubine radne površine, dok jezgro zahtijeva dovoljnu plastičnost i otpornost na habanje. Imati otpornost da izdrži određenu količinu pritiska. Udarno opterećenje. Na osnovu ovog zahtjeva i zakona kaljenja i kaljenja metalnih materijala, razvijen je proces površinskog kaljenja.

Površinsko kaljenje je jedno od važnih sredstava za jačanje površine metalnih materijala. Svaki metalni materijal koji može povećati svoju čvrstoću i tvrdoću gašenjem može se ojačati površinskim kaljenjem.
Radni predmet nakon obrade površinskog kaljenja može postići efekat "tvrde površine, ali žilave jezgre", odnosno ne samo da površina ima visoku tvrdoću, čvrstoću i otpornost na habanje, već i odgovara strukturi jezgra dobivenoj preliminarnom toplinskom obradom radnog predmeta . radni komad i ima dobru žilavost i čvrstoću na zamor. Stoga se površinsko kaljenje široko koristi u industrijskoj proizvodnji.

Površinsko kaljenje je proces termičke obrade koji koristi brzo zagrijavanje za zagrijavanje radnog predmeta iznad tačke fazne transformacije unutar ograničenog raspona dubine na površini, a zatim ga brzo hladi kako bi se dobio martenzit samo unutar određenog raspona dubine na površini obratka. postići svrhu jačanja površine obratka.
Zupčanici, bregovi, radilice i razni dijelovi vratila rade pod naizmjeničnim opterećenjima kao što su torzija i savijanje, i podložni su trenju i udaru. Njihove površine doživljavaju veća naprezanja nego njihova jezgra. Svrha površinskog kaljenja je da se dobije martenzitna struktura unutar određenog raspona dubine površine obratka, dok jezgro ostaje površinski kaljeno (kaljenje i kaljenje ili normalizirano stanje), čime se postiže potrebna veća tvrdoća i otpornost na habanje površine dijela. svojstva, dok jezgro zadržava određenu čvrstoću, dovoljnu plastičnost i žilavost, odnosno površina je tvrda, a jezgro žilava.
Samo da bi se brzo postigla temperatura austenitizacije unutar ograničenog raspona dubine površine obratka, dok je temperatura jezgre još uvijek vrlo niska, na površinu obratka mora biti osigurana ekstremno visoka gustina toplotne energije (generalno gustina toplotne energije mora biti veća veća ili jednaka 102W/cm2) da bi se napravila Površina se brzo zagreva do temperature austenitizacije, a toplota na površini se prvo ohladi pre nego što se može preneti na jezgro, održavajući temperaturu jezgra na nižoj temperaturi.

Nema promene faze u ovom delu srca. Postoji mnogo načina da se ispuni ovaj zahtjev brzog grijanja. Ovisno o izvoru topline, površinsko gašenje čelika uglavnom uključuje indukcijsko grijanje površine, gašenje površine laserskim grijanjem, gašenje površine zagrijanom plamenom, itd. Osim toga, postoji grijanje elektronskim snopom, električno kontaktno grijanje, zagrijavanje elektrolita itd. Površinsko gašenje koristi razne metode grijanja, kao što su grijanje, plazma snop i izo-infracrveno fokusirano grijanje.

Budući da svaki od navedenih načina grijanja ima svoje karakteristike i ograničenja, svi se primjenjuju pod određenim uvjetima. Najčešće se koriste površinsko gašenje indukcijske grijanja i površinsko gašenje plamena. Lasersko grijanje i zagrijavanje elektronskim snopom trenutno su nove metode grijanja i gašenja visoke gustine energije. Budući da imaju neke prednosti koje druge metode nemaju, dobile su neke primjene.

Surface quenching is widely used in mechanical parts made of medium-carbon quenched and tempered steel or ductile iron with a carbon content of 0.4% to 0.5%. Since medium carbon quenched and tempered steel is surface quenched after quenching and tempering or normalizing pretreatment, it can not only maintain high comprehensive mechanical properties in the core, but also make the surface have high hardness (>50HRC) i otpornost na habanje. Performanse, kao što su vretena alatnih mašina, zupčanici, radilice dizel motora, bregaste osovine, itd. U principu, postoje sivi liv, nodularno gvožđe, kovno gvožđe, legirano liveno gvožđe, itd. Matrica je ekvivalentna srednjem ugljeničnom čeliku sa perlitom i ferit kao matrica, i može se površinski galiti. Međutim, nodularno gvožđe ima najbolje procesne performanse i ima visoka sveobuhvatna mehanička svojstva nakon površinskog gašenja, tako da se najviše koristi.
Nakon površinskog gašenja čelika s visokim udjelom ugljika, iako su površinska tvrdoća i otpornost na habanje poboljšane, plastičnost i žilavost jezgre su niske. Stoga se površinsko kaljenje visokougljičnog čelika uglavnom koristi za alate koji mogu izdržati manje udare i naizmjenična opterećenja. Merni alati i visoko hlađeni valjci.
Učinak jačanja nakon površinskog gašenja niskougljičnog čelika nije značajan, pa se rijetko koristi.