Как да подобрим повърхностната твърдост на машинните стоманени части?

Ей там! Аз съм доставчик на машини, обработени от стомана и днес искам да си поговоря как да подобря твърдостта на повърхността на тези части. Това е решаващ аспект в индустрията за производство на двигатели, тъй като по -добрата твърдост на повърхността може значително да подобри производителността и живота на компонентите на двигателя.

Разбиране

Първо, нека се захванем каква е твърдостта на повърхността. Казано по -просто, това е способността на повърхността на материала да устои на деформация, износване и вдлъбнатина. За части, обработени от стомана, висока твърдост на повърхността означава по -добра устойчивост на абразия, корозия и умора. Това е супер важно, тъй като частите на двигателя често се подлагат на висок стрес, високи температури и сурови химически среди.

Има няколко фактора, които могат да повлияят на твърдостта на повърхността на обработените от стомана на двигателя. Типът на използваната стомана е голям. Различните стомани имат различни композиции и микроструктури, които влияят пряко върху тяхната твърдост. Например,Неръждаема стоманае известен със своята корозионна устойчивост, но повърхностната му твърдост може да варира в зависимост от специфичната сплав и топлинна обработка.

Процесът на обработка също играе ключова роля. Параметрите за рязане, като скорост на рязане, скорост на подаване и дълбочина на рязане, могат да повлияят на целостта на повърхността и твърдостта на обработените части. Неправилната обработка може да доведе до повърхностни дефекти, като микропукнатини и остатъчни напрежения, което може да намали твърдостта на повърхността.

Методи на топлинна обработка

Един от най -често срещаните начини за подобряване на твърдостта на повърхността на обработените от стомана на двигателя е чрез термична обработка. Топлинната обработка включва отопление и охлаждане на стоманата контролиран начин, за да се промени микроструктурата и свойствата му.

Гасене и закаляване

Усечването е процес, при който стоманата се нагрява до висока температура и след това бързо се охлажда. Това причинява образуването на твърда и чуплива микроструктура, наречена Martensite. Martensite обаче е твърде крехък, за да се използва директно в повечето приложения, така че трябва да бъде закален. Темпорането включва нагряване на гасената стомана до по -ниска температура и задържане там за определен период от време. Това намалява мрачността и подобрява здравината на стоманата, като същевременно поддържа сравнително висока повърхностна твърдост.

Втвърдяване на случая

Втвърдяването на случая е друг метод на обработка на топлината, който обикновено се използва за части, обработени с стомана на двигателя. Тя включва добавяне на въглерод или азот към повърхностния слой на стоманата, за да се увеличи неговата твърдост. Има няколко вида процеси на втвърдяване на случаи, като карбуриране, азот и карбонитриране.

• Карбуризиране: В карбуризацията стоманата се нагрява в богата на въглерод среда, като газ или течност, съдържаща въглерод. Въглеродът се дифундира в повърхностния слой на стоманата, образувайки високовъглероден повърхностен слой. След карбуризацията частта се гаси и се закалява, за да се постигне желаната повърхностна твърдост.
• Азот: Азотирането е подобно на карбуризацията, но вместо въглерод, азотът се добавя към повърхностния слой на стоманата. Азотирането може да се извърши с помощта на газови, течни или плазмени методи. Той образува твърд и устойчив на износване нитриден слой върху повърхността на стоманата.
• Карбонитриране: Carbonitriding е комбинация от карбуриране и азот. Тя включва добавяне както на въглерод, така и азот към повърхностния слой на стоманата. Този процес може да осигури добър баланс между повърхностната твърдост, устойчивостта на износване и устойчивостта на умора.

Технологии за покритие

Друг ефективен начин за подобряване на повърхностната твърдост на машинните части, обработени от стомана, е чрез технологии за покритие. Покритията могат да осигурят твърд и устойчив на износване слой върху повърхността на стоманата, предпазвайки я от абразия, корозия и други форми на повреда.

Физическо отлагане на пари (PVD)

PVD е процес на покритие, който включва депозиране на тънък филм от материал върху повърхността на стоманата, използвайки физически методи, като изпаряване или разпръскване. PVD покритията могат да бъдат направени от различни материали, като титанов нитрид (TIN), титанов карбид (TIC) и хром нитрид (CRN). Тези покрития са известни със своята висока твърдост, устойчивост на износване и нисък коефициент на триене.

Химическо отлагане на пари (CVD)

CVD е друг процес на покритие, който включва отлагане на тънък филм от материал върху повърхността на стоманата, като се използва химически реакции. CVD покритията могат да бъдат направени от материали като диамантен въглерод (DLC) и силициев карбид (SIC). Тези покрития имат отлична твърдост, устойчивост на износване и химическа стабилност.

Термични спрей покрития

Термичните спрей покрития включват пръскане на разтопен или полу-разтотелен материал върху повърхността на стоманата с помощта на струя с висока скорост. Напръсканият материал се втвърдява върху повърхността на стоманата, образувайки твърдо и устойчиво на износване покритие. Термичните спрей покрития могат да се правят от различни материали, като керамика, метали и полимери.

Оптимизация на обработката

Както споменах по -рано, процесът на обработка може да окаже значително влияние върху повърхностната твърдост на машинните части, обработени от стомана. Чрез оптимизиране на параметрите на обработка можем да сведем до минимум дефектите на повърхността и да подобрим целостта на повърхността и твърдостта на частите.

Избор на режещ инструмент

Изборът на инструмент за рязане е от решаващо значение за постигане на висококачествени обработени повърхности. Високоскоростната стомана (HSS) и инструментите за рязане на карбиди обикновено се използват за обработка на стоманени части на двигателя. Инструментите за рязане на карбиди обикновено се предпочитат, тъй като имат по -висока твърдост и устойчивост на износване от HSS инструментите.

Оптимизация на параметрите на рязане

Параметрите за рязане, като скорост на рязане, скорост на подаване и дълбочина на рязане, трябва да бъдат внимателно подбрани, за да се осигури оптимална производителност на обработка. Високата скорост на рязане може да намали силата на рязане и да подобри повърхностното покритие, но също така може да увеличи износването на инструмента. Ниската скорост на подаване може да подобри повърхностния завършек, но може също да намали ефективността на обработката. Следователно трябва да се постигне баланс между тези параметри, за да се постигнат най -добри резултати.

Контрол и тестване на качеството

За да се гарантира, че обработваните части на двигателя отговарят на необходимите спецификации на твърдостта на повърхността, контролът на качеството и тестването са от съществено значение. Налични са няколко метода за тестване на повърхностната твърдост на стоманените части, като теста за твърдост на Рокуел, теста за твърдост на Бринел и теста за твърдост на Викерс.

Тези тестове включват прилагане на специфичен товар върху повърхността на стоманата с помощта на индентор и измерване на размера на вдлъбнатината. След това стойността на твърдостта се изчислява въз основа на размера на вдлъбнатината. Чрез редовно тестване на повърхностната твърдост на обработените части можем да открием всички проблеми в началото и да предприемаме коригиращи действия, за да гарантираме качеството на продуктите.

Заключение

Подобряването на твърдостта на повърхността на обработените стоманени части на двигателя е сложна, но постижима задача. Използвайки комбинация от методи за обработка на топлина, технологии за покритие, оптимизация на обработката и мерки за контрол на качеството, можем значително да подобрим производителността и живота на тези части.

Като доставчик на машини, обработени от стомана на двигателя, аз се ангажирам да предоставя висококачествени продукти, които отговарят на най-строгите индустриални стандарти. Ако сте на пазара за обработени части от стомана на двигателя или имате някакви въпроси относно подобряването на твърдостта на повърхността на тези части, не се колебайте да се свържете с мен за чат. Ще се радвам да обсъдя вашите специфични нужди и да ви помогна да намерите най -добрите решения за вашето приложение.

ЛИТЕРАТУРА

• Наръчник на ASM, том 4: Топлинно третиране, ASM International
• Обработка на метали: Въведение в теорията и практиката на рязане и смилане, Стивънсън и Агапиуу
• Повърхностно инженерство за корозия и устойчивост на износване, Невил и Томпсън