Los métodos comunes de endurecimiento de superficies para engranajes incluyen el endurecimiento por llama, el endurecimiento por inducción, el endurecimiento por calentamiento por resistencia de contacto y el endurecimiento por láser avanzado.
Al calentar y enfriar la superficie, se puede crear una capa de endurecimiento en la superficie, manteniendo la microestructura y las propiedades originales del núcleo del engranaje. Esto aumenta la resistencia a la fatiga y al desgaste preservando al mismo tiempo la excelente tenacidad del núcleo. Además, este proceso es energéticamente eficiente y reduce la distorsión durante el endurecimiento de los engranajes.
1. Clasificación del endurecimiento superficial.
Ver Tabla 1.
Tabla 1 Clasificación de endurecimiento superficial
| Clasificación | Tecnología | |
| Separación aproximada | Subdivisión | |
| Método de calentamiento para calentar. | – | Endurecimiento por inducción, endurecimiento por llama, endurecimiento por calentamiento por baño de sal, endurecimiento por electrolito, endurecimiento por calentamiento por resistencia de contacto, endurecimiento por láser, endurecimiento por haz de electrones, endurecimiento por haz de iones, endurecimiento por inducción de corriente por pulsos de alta frecuencia, enfriamiento por calentamiento solar, etc. |
| Densidad de energia | Calefacción con menor densidad energética | Endurecimiento por inducción, endurecimiento por llama, endurecimiento por calentamiento en baño de sal, endurecimiento por electrolito, etc. |
| Calefacción de alta densidad energética | Enfriamiento por láser, enfriamiento por haz de electrones, enfriamiento por haz de iones, enfriamiento por calentamiento por resistencia de contacto, enfriamiento por calentamiento solar, etc. | |
| fuente de energía | Calefacción con fuente de calor interna | Fuego por inducción, extinción por inducción de corriente pulsada, etc. |
| Calefacción con fuente de calor externa | Enfriamiento por llama, enfriamiento por calentamiento por baño de sal, enfriamiento por electrolitos, enfriamiento por calentamiento por resistencia de contacto, enfriamiento por láser, enfriamiento por haz de electrones, enfriamiento por haz de iones, enfriamiento por calentamiento solar, etc. | |
2. Requisitos técnicos generales para engranajes con superficie templada.
1) Consulte la Tabla 2 para conocer los requisitos técnicos de los engranajes con superficie endurecida.
Tabla 2 Requisitos técnicos para engranajes con superficie templada
| Proyecto | Piñón | Piñón grande | Instrucción |
| Profundidad de capa endurecida/mm | (0,2-0,4) m① | Profundidad efectiva de la capa endurecida según GB/T5617-2005 | |
| Dureza de la superficie del diente (HRC) | 50~55 | 45~50 o 300~400HW | Si la relación de transmisión es 1:1, la dureza de la superficie de los dientes de los engranajes grandes y pequeños puede ser la misma. |
| Organización de la superficie | Martensita de aguja fina | No se permite ferrita en los dientes. | |
| Dureza del corazón (HBW) | Temple y revenido:Acero al carbono 265~280Acero aleado 270~300 | Para algunos engranajes con requisitos bajos, se puede utilizar la normalización como tratamiento térmico preliminar. | |
① m es el módulo de engranaje (mm).
2) Forma de distribución, efecto de fortalecimiento y rango de aplicación de la capa endurecida sobre la superficie del engranaje
El. La raíz del diente no está endurecida.
Método de proceso:
Método de enfriamiento por calentamiento rotativo.
Efecto de mejora:
Se mejora la resistencia al desgaste de la superficie del diente;
La resistencia a la fatiga por flexión tiene poca influencia y la tensión de flexión permitida es menor que el nivel del acero después del templado.
| Extinción de alta frecuencia (incluida la ultra frecuencia de audio) | Extinción de frecuencia media (2,5 KHz, 8 kHz) | Extinción de llama |
| El diámetro del engranaje de procesamiento por inducción está determinado por la potencia del equipo; ancho del engranaje 10 ~ 100 mm; m≤5 mm。 | El diámetro del engranaje de procesamiento está determinado por la potencia del equipo y el ancho del engranaje es de 35 ~ 150 mm; Individualmente hasta 400 mm; | El diámetro del engranaje puede alcanzar los 450 mm; Templadora especial; m ≤ 6 mm, m ≤ 12 mm en algunos casos |
Nota: m – módulo de engranaje (mm)
B. Endurecimiento de la raíz del diente
Método de proceso:
Método de enfriamiento por calentamiento rotativo.
Efecto de mejora:
Se mejora la resistencia al desgaste superficial de los dientes y la resistencia a la fatiga por flexión de las raíces de los dientes. La tensión de flexión permitida es entre un 30% y un 50% mayor en comparación con un estado templado y revenido. Este proceso puede reemplazar parcialmente los engranajes carburados.
| Extinción de alta frecuencia (incluida la ultra frecuencia de audio) | Extinción de frecuencia media (2,5 KHz, 8 kHz) | Extinción de llama |
| El diámetro del engranaje de procesamiento por inducción está determinado por la potencia del equipo; Ancho del engranaje 10~100 mm; | El diámetro del engranaje de procesamiento está determinado por la potencia del equipo y el ancho del engranaje es de 35 ~ 150 mm; Individualmente hasta 400 mm; | El diámetro del engranaje puede alcanzar los 450 mm; Templadora especial; m ≤ 6 mm, m ≤ 10 mm en algunos casos |
w. Endurecimiento de la raíz del diente
Método de proceso:
Método de endurecimiento por calentamiento continuo de un solo diente.
Efecto de mejora:
La resistencia al desgaste de la superficie del diente mejora, pero la resistencia a la fatiga por flexión puede verse afectada hasta cierto punto (generalmente, la capa endurecida termina a 2 o 3 mm de la raíz del diente). La tensión de flexión permitida es menor que la del acero después del templado.
| Extinción de alta frecuencia (incluida la ultra frecuencia de audio) | Extinción de frecuencia media (2,5 KHz, 8 kHz) | Extinción de llama |
| El diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 5 mm | El diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 8 mm | El diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 6 mm |
d. Endurecimiento de la raíz del diente
Método de proceso:
Calentamiento y enfriamiento continuo a lo largo de la ranura del diente.
Efecto de mejora:
Se mejora la resistencia al desgaste superficial de los dientes y la resistencia a la fatiga por flexión de las raíces de los dientes. La tensión de flexión permitida es entre un 30% y un 50% mayor en comparación con un estado templado y revenido. Este proceso puede reemplazar parcialmente los engranajes carburados.
| Extinción de alta frecuencia (incluida la ultra frecuencia de audio) | Extinción de frecuencia media (2,5 KHz, 8 kHz) | Extinción de llama |
| El diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 5 mm | El diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 8 mm | El diámetro del engranaje no está limitado, m ≥ 10 mm |
3) Proceso de mecanizado típico de engranajes endurecidos superficialmente: pieza en bruto → normalización (o recocido) del material de forja → mecanizado de desbaste mecánico → templado y revenido → semiacabado mecánico (fabricación en bruto) y fabricación de engranajes → templado superficial → templado a baja temperatura → mecánico acabado → productos terminados.
