Распространенные материалы и свойства поковок валов

2024-08-14 15:44:56

Поковки валов являются широко используемым типом поковок, которые также обладают отличными технологическими характеристиками. В практическом применении они не имеют пористости или других дефектов, поэтому они не только имеют хорошую гарантию внешнего вида, но и отличное качество. Ниже мы представим, какие поковки валов, соответствующие требованиям, пользуются популярностью у людей.

Существует много типов материалов для поковок валов шестерен, и обычно используемые материалы для поковок шестерен: 40Cr, 42CrMo, 20CrMnMo, 20CrMnTi и т. д. Кованые шестерни 42CrMo и 40Cr в основном используются в подъемной промышленности для крупногабаритных поковок шестерен, в то время как 20CrMnMo и 20CrMnTi в основном используются для ковки шестерен в трансмиссионном оборудовании, а мелкие детали не имеют владельца (ссылка). Большинство шестерен требуют подъема шестерен, и твердость термической обработки шестерен в диапазоне 38-42HRC может обеспечить оптимальную производительность. 42CrMo имеет гораздо лучшую прочность, чем 40Cr, потому что первый имеет хорошую способность к термической обработке, которая тесно связана с его материалом. Кроме того, прочность при той же твердости очень похожа. Прочность на растяжение 40Cr с превосходными характеристиками составляет 60-75 кг/мм2, а предел текучести составляет 35-55 кг/мм2; Прочность на растяжение 42CrMo составляет 110 кг/мм2, а предел текучести — 95 кг/мм2. Очевидно, что эксплуатационные характеристики 42CrMo намного лучше, чем у 40Cr.

Материал 40Cr обладает хорошей прокаливаемостью, его можно закаливать до диаметра 28-60 мм при закалке в воде и 15-40 мм при закалке в масле. После закалки и отпуска материал обладает хорошими комплексными механическими свойствами, а также хорошей низкой чувствительностью к надрезам и ударной вязкостью при низких температурах. После закалки и отпуска поковки шестерен 40Cr часто подвергаются поверхностной высокочастотной закалке или азотированию. Когда твердость составляет 174-229HSS, производительность резания хорошая, с относительной производительностью резания 60%. Содержание углерода в поковках материала 40Cr поддерживается на уровне около 0,40%, что обеспечивает хорошее сочетание прочности и вязкости стали. Добавление элемента Cr в основном предназначено для улучшения прокаливаемости стали. Во время закалочного нагрева элемент Cr полностью растворяется в аустените, улучшая прокаливаемость стали. После закалки твердый раствор элемента Cr укрепляет структуру матрицы и улучшает ее устойчивость к отпуску. Во время высокотемпературного отпуска часть элементов Cr диффундирует из структуры матрицы в осажденный цементит Fe3C, образуя цементит сплава (Cr, Fe)3C.

Основной химический состав (массовая доля) стали 40Cr, используемой для поковок валов-шестерен, выпускаемых производителями валов-шестерен, составляет: 0,37%~0,44% C, 0,17%~0,37% Si, 0,50%~0,80% Mn, 0,80%~1,10% Cr, ≤ 0,035% P, ≤ 0,035% S.

Его точки фазового перехода: Ac1770 ℃, Ac3805 ℃, Ms328 ℃.

Начальная температура ковки поковок шестерен 40Cr составляет 1100~1150 ℃, а конечная температура ковки составляет 800 ℃. После ковки размер более 60 мм необходимо медленно охлаждать.

Производители валов-шестерен напоминают, что материал поковок валов-шестерен должен в первую очередь соответствовать требованиям условий работы. Требования к условиям работы являются факторами, которые следует учитывать при выборе материалов поковок шестерен. Легированная сталь обычно используется для изготовления поковок шестерен, которые работают на высоких скоростях, больших нагрузках и при ударных нагрузках. Например, шестерни, используемые в самолетах, должны соответствовать требованиям низкого качества, высокой мощности передачи и высокой надежности. Поэтому необходимо выбирать легированную сталь с высокими механическими свойствами. Если требуется, чтобы размер шестерни был как можно меньше, следует использовать высокопрочную легированную сталь с поверхностной закалкой. Зубчатая передача в горнодобывающей технике, как правило, имеет высокую мощность, низкую рабочую скорость и чрезвычайно высокое содержание пыли в окружающей среде, поэтому часто выбирают такие материалы, как литая сталь или чугун. Мощность бытовой и офисной техники очень мала, но она требует плавной передачи, низкого или нулевого шума и может нормально работать в состоянии небольшой или нулевой смазки. Поэтому в качестве материалов для шестерен часто используют конструкционные пластики.

При выборе материалов для ковки вала шестерни следует учитывать размер шестерни, метод формовки заготовки и процесс термообработки. Крупногабаритные шестерни обычно изготавливаются из литых заготовок, а в качестве материалов для шестерен можно использовать литые сталь или чугун. Шестерни с высокими требованиями к среднему или меньшему размеру часто изготавливаются из кованых заготовок и могут быть изготовлены из кованой стали. Если размер небольшой, а требования невысокие, в качестве заготовки можно использовать круглую сталь.