Os métodos comuns de têmpera de superfície para engrenagens incluem têmpera por chama, têmpera por indução, têmpera por aquecimento por resistência de contato e têmpera por laser avançada.
Ao realizar aquecimento e têmpera da superfície, uma camada de endurecimento pode ser criada na superfície, mantendo a microestrutura e as propriedades originais do núcleo da engrenagem. Isto aumenta a resistência à fadiga e ao desgaste, preservando a excelente tenacidade do núcleo. Além disso, este processo é energeticamente eficiente e reduz a distorção durante a têmpera das engrenagens.
1. Classificação do endurecimento superficial
Consulte a Tabela 1.
Tabela 1 Classificação do endurecimento superficial
| Classificação | Tecnologia | |
| Separação aproximada | Subdivisão | |
| Método de aquecimento para aquecimento | – | Têmpera por indução, têmpera por chama, têmpera por aquecimento em banho de sal, têmpera por eletrólito, têmpera por aquecimento por resistência de contato, têmpera por laser, têmpera por feixe de elétrons, têmpera por feixe de íons, têmpera por indução de corrente de pulso de alta frequência, têmpera por aquecimento solar, etc. |
| densidade de energia | Aquecimento com menor densidade energética | Têmpera por indução, têmpera por chama, têmpera por aquecimento em banho de sal, têmpera por eletrólito, etc. |
| Aquecimento de alta densidade energética | Têmpera a laser, têmpera por feixe de elétrons, têmpera por feixe de íons, têmpera por aquecimento por resistência de contato, têmpera por aquecimento solar, etc. | |
| fonte de energia | Aquecimento interno da fonte de calor | Incêndio por indução, extinção por indução de corrente de pulso, etc. |
| Aquecimento de fonte de calor externa | Têmpera de chama, têmpera de aquecimento por banho de sal, têmpera de eletrólito, têmpera de aquecimento por resistência de contato, têmpera de laser, têmpera de feixe de elétrons, têmpera de feixe de íons, têmpera de aquecimento solar, etc. | |
2. Requisitos técnicos gerais para engrenagens com superfície endurecida
1) Consulte a Tabela 2 para os requisitos técnicos das engrenagens com superfície endurecida.
Tabela 2 Requisitos técnicos para engrenagens com superfície endurecida
| Projeto | Pinhão | Roda dentada grande | Instrução |
| Profundidade da camada endurecida/mm | （0,2-0,4）m① | Profundidade efetiva da camada endurecida, conforme GB/T5617-2005 | |
| Dureza da superfície do dente (HRC) | 50~55 | 45~50 ou 300~400HW | Se a relação de transmissão for 1:1, a dureza da superfície do dente de engrenagens grandes e pequenas pode ser igual. |
| Organização de superfície | Martensita de agulha fina | Ferrite não é permitida nos dentes | |
| Dureza cardíaca (HBW) | Têmpera e revenido:Aço carbono 265 ~ 280Liga de aço 270 ~ 300 | Para algumas engrenagens com requisitos baixos, a normalização pode ser usada como tratamento térmico preliminar. | |
① m é o módulo da engrenagem (mm).
2) Forma de distribuição, efeito de fortalecimento e faixa de aplicação da camada endurecida na superfície da engrenagem
a. A raiz do dente não está endurecida
Método de processo:
Método de têmpera por aquecimento rotativo.
Efeito de aprimoramento:
A resistência ao desgaste da superfície do dente é melhorada;
A resistência à fadiga por flexão tem pouca influência e a tensão de flexão admissível é inferior ao nível do aço após o revenido.
| Extinção de alta frequência (incluindo ultra frequência de áudio) | Extinção de média frequência (2,5 KHz, 8 kHz) | Extinção de chama |
| O diâmetro da engrenagem de processamento de indução é determinado pela potência do equipamento;Largura da engrenagem 10 ~ 100mm;m≤5mm。 | O diâmetro da engrenagem de processamento é determinado pela potência do equipamento e a largura da engrenagem é de 35 ~ 150 mm; Individualmente até 400 mm; | O diâmetro da engrenagem pode chegar a 450 mm; Máquina de têmpera especial; m ≤ 6 mm, m ≤ 12 mm em alguns casos |
Nota: m – módulo de engrenagem (mm)
b. Endurecimento da raiz do dente
Método de processo:
Método de têmpera por aquecimento rotativo.
Efeito de aprimoramento:
A resistência ao desgaste superficial dos dentes e a resistência à fadiga por flexão das raízes dos dentes são melhoradas. A tensão de flexão permitida é 30% a 50% maior em comparação com um estado temperado e revenido. Este processo pode substituir parcialmente engrenagens carburadas.
| Extinção de alta frequência (incluindo ultra frequência de áudio) | Extinção de média frequência (2,5 KHz, 8 kHz) | Extinção de chama |
| O diâmetro da engrenagem de processamento de indução é determinado pela potência do equipamento; Largura da engrenagem 10 ~ 100 mm; | O diâmetro da engrenagem de processamento é determinado pela potência do equipamento e a largura da engrenagem é de 35 ~ 150 mm; Individualmente até 400 mm; | O diâmetro da engrenagem pode chegar a 450 mm; Máquina de têmpera especial; m ≤ 6 mm, m ≤ 10 mm em alguns casos |
c. Endurecimento da raiz do dente
Método de processo:
Método de têmpera por aquecimento contínuo de dente único.
Efeito de aprimoramento:
A resistência ao desgaste da superfície do dente é melhorada, mas a resistência à fadiga por flexão pode ser afetada até certo ponto (geralmente, a camada de endurecimento termina a 2 a 3 mm da raiz do dente). A tensão de flexão permitida é inferior à do aço após o revenido.
| Extinção de alta frequência (incluindo ultra frequência de áudio) | Extinção de média frequência (2,5 KHz, 8 kHz) | Extinção de chama |
| O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 5mm | O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 8mm | O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 6mm |
d. Endurecimento da raiz do dente
Método de processo:
Aquecimento e têmpera contínuos ao longo da ranhura do dente.
Efeito de aprimoramento:
A resistência ao desgaste superficial dos dentes e a resistência à fadiga por flexão das raízes dos dentes são melhoradas. A tensão de flexão permitida é 30% a 50% maior em comparação com um estado temperado e revenido. Este processo pode substituir parcialmente engrenagens carburizadas.
| Extinção de alta frequência (incluindo ultra frequência de áudio) | Extinção de média frequência (2,5 KHz, 8 kHz) | Extinção de chama |
| O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 5mm | O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 8mm | O diâmetro da engrenagem não é limitado, m ≥ 10mm |
3) Processo de usinagem típico de engrenagens com superfície endurecida: blank → normalização (ou recozimento) do material de forjamento → usinagem de desbaste mecânico → têmpera e revenido → semiacabamento mecânico (fabricação de blanks) e fabricação de engrenagens → têmpera de superfície → revenido em baixa temperatura → acabamento mecânico → produtos finalizados.
