Pengerasan api keluli – proses, mikrostruktur, sifat dan aplikasi

Pengerasan api ialah kaedah rawatan haba permukaan di mana permukaan komponen keluli yang dipilih dipanaskan dengan cepat dengan api ke suhu yang membolehkan austenitisasi, dan kemudian disejukkan secara intensif. Jika komposisi kimia dan kebolehkerasan keluli adalah sesuai, struktur yang dikeraskan, yang paling kerap mengandungi martensit, terbentuk dalam lapisan yang dipanaskan selepas penyejukan.
Proses ini membolehkan anda mendapatkan lapisan atas yang keras dan tahan haus sambil mengekalkan sifat terasnya, yang tidak dipanaskan pada suhu austenitisasi sepanjang keseluruhan keratan rentasnya. Ini membolehkan pengerasan api digunakan pada aci, gandar, gear, penggelek, panduan, laluan perlumbaan, roda besar, komponen mesin dan bahagian lain yang tertakluk kepada haus permukaan.
Dari segi tujuan teknologinya, pengerasan api adalah serupa dengan pengerasan induksi. Perbezaan asasnya terletak pada kaedah penghantaran tenaga: semasa pengerasan api, permukaan dipanaskan oleh api, manakala semasa pengerasan induksi, tenaga dijana dalam bahan melalui tindakan medan elektromagnet berselang-seli.

Apakah pengerasan api?

Pengerasan nyalaan menggunakan sumber haba yang kuat dalam bentuk nyalaan pembakar. Tenaga haba dipindahkan dari permukaan ke bahan dan kemudian merebak ke dalam komponen melalui pengaliran terma.
Matlamat proses ini bukanlah untuk memanaskan keseluruhan keratan rentas bahagian tersebut, tetapi untuk membawa lapisan permukaan tertentu ke keadaan yang membolehkan austenit terbentuk. Sebaik sahaja keadaan terma yang sesuai dicapai, penyejukan pantas berlaku.
Proses ini boleh digambarkan secara skematik sebagai:

API → PEMANASAN PERMUKAAN YANG PANTAS → AUSTENITISASI LAPISAN → PENYEJUKAN PANTAS → LAPISAN KERAS MARTENSITIK

Teras komponen boleh kekal di bawah suhu austenitisasi, justeru mengekalkan sebahagian besar mikrostruktur dan sifat mekanikalnya yang sebelumnya.

Peringkat pengerasan api

Proses ini merangkumi beberapa langkah teknologi yang saling berkaitan:

1. Menyediakan elemen – pemeriksaan bahan, keadaan permukaan, geometri dan rawatan haba sebelumnya.
2. Tetapan pembakar – pemilihan jenis pembakar, jarak, sudut dan kawasan pemanasan.
3. Pemanasan permukaan – bekalan tenaga yang intensif kepada bahagian elemen yang dipilih.
4. Austenitisasi lapisan – mendapatkan keadaan dalam zon yang diperlukan yang membolehkan pembentukan austenit.
5. Penyejukan pantas – menyingkirkan haba pada kadar yang membolehkan mikrostruktur yang diperlukan diperoleh.
6. Pembentukan lapisan yang mengeras – dalam keluli yang dipilih dengan betul, struktur pengerasan keras dicipta.
7. Kawalan kualiti – pengukuran kekerasan, kedalaman lapisan, mikrostruktur dan kawalan retakan dan ubah bentuk.

Penyediaan permukaan sebelum pengerasan api

Keadaan permukaan adalah penting untuk pemanasan yang seragam. Pencemaran, lapisan kerak yang tebal, minyak atau sisa proses lain boleh merumitkan kawalan proses dan menjejaskan pemindahan haba.
Sebelum pengerasan, permukaan mungkin memerlukan:

• penyahgris,
• penyingkiran karat dan kerak yang longgar,
• pembersihan mekanikal,
• pemeriksaan permukaan untuk retakan dan kerosakan yang sedia ada,
• memeriksa geometri kawasan yang hendak dikeraskan.

Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna setiap bahagian perlu disapu pasir atau digilap. Penyediaan permukaan hendaklah berdasarkan keadaan sebenar dan keperluan teknologinya.

Pemanasan dengan api

Pembakar gas yang dikonfigurasikan dengan betul digunakan untuk pemanasan. Reka bentuk pembakar dan bilangan muncung boleh disesuaikan dengan geometri permukaan yang sedang diproses.
Bergantung pada pemasangan, pelbagai bahan api gas digunakan bersama-sama dengan oksigen. Matlamat sistem ini adalah untuk mencapai fluks haba yang kuat dan seragam yang mungkin di kawasan yang diperlukan.
Kelajuan pemanasan dipengaruhi oleh, antara lain:

• jenis bahan api dan keadaan pembakaran,
• kuasa haba pembakar,
• bilangan dan susunan muncung,
• jarak pembakar dari permukaan,
• sudut pembakar,
• kelajuan perjalanan obor atau elemen,
• geometri bahagian,
• ketebalan elemen,
• kekonduksian terma bahan,
• suhu awal elemen.

Austenitisasi semasa pengerasan api

Syarat untuk mendapatkan lapisan keras klasik adalah untuk membawa kawasan keluli yang dipilih ke suhu di mana jumlah austenit yang sesuai boleh dibentuk.
Dalam keluli hipoeutektoid, suhu merupakan titik rujukan yang penting. Ac3, berkaitan dengan penyiapan transformasi austenit semasa pemanasan. Walau bagaimanapun, suhu proses sebenar mesti dipilih untuk gred tertentu, kadar pemanasan dan mikrostruktur yang diperlukan.
Oleh itu, satu suhu pengerasan nyalaan universal tidak boleh digunakan untuk semua keluli.
Suhu terlalu rendah boleh mengakibatkan austenitisasi yang tidak lengkap dan kekerasan yang tidak mencukupi selepas penyejukan. Suhu terlalu tinggi atau pemanasan terlalu lama walau bagaimanapun, ia boleh menyebabkan lapisan menjadi terlalu panas, perubahan saiz butiran yang tidak menguntungkan, peningkatan kedalaman zon yang terjejas haba dan risiko ubah bentuk yang lebih besar.

Mengapakah masa pemanasan badan begitu penting?

Semasa pengerasan api, haba dihantar ke permukaan dan kemudian dialirkan ke dalam bahan. Ini bermakna tempoh pendedahan api secara langsung mempengaruhi kedalaman lapisan yang dipanaskan.
Masa yang terlalu singkat mungkin tidak menjamin austenitisasi yang mencukupi. Walau bagaimanapun, masa pemanasan yang terlalu lama menyebabkan haba menembusi lebih dalam ke dalam teras dan boleh menyebabkan pembentukan lapisan yang lebih dalam daripada yang diperlukan.
Oleh itu, kesan proses ditentukan oleh gabungan:

SUHU + INTENSITI PEMANASAN + MASA + GEOMETRI + PENYEJUKAN

Penyejukan selepas pemanasan api

Selepas austenitisasi, lapisan yang dipanaskan mesti disejukkan pada kadar yang mencukupi untuk mendapatkan struktur pengerasan yang diperlukan.
Bergantung pada gred keluli, dimensi komponen dan teknologi, sistem penyejukan yang berbeza boleh digunakan. Dalam praktiknya, sistem semburan amat penting, membolehkan penyejukan bermula sebaik sahaja selepas melalui zon pemanasan.
Bahan-bahan berikut boleh digunakan sebagai media penyejukan:

• air,
• larutan polimer akueus,
• media lain yang dipilih untuk bahan dan proses tertentu.

Bukan setiap medium sesuai untuk setiap spesies. Keamatan penyejukan mesti memastikan transformasi yang diperlukan di samping mengehadkan risiko keretakan, tekanan berlebihan dan ubah bentuk.

Apakah yang berlaku dalam lapisan semasa penyejukan?

Selepas austenitisasi yang betul dan penyejukan yang cukup pantas, austenit dalam lapisan permukaan boleh diubah terutamanya menjadi martensit.
Martensit dicirikan oleh kekerasan yang tinggi, yang memberikan permukaan rintangan yang meningkat terhadap banyak mekanisme haus.
Bergantung pada bahan dan parameter, mikrostruktur juga mungkin mengandungi komponen lain dan austenit yang tersimpan. Oleh itu, struktur sebenar tidak boleh ditentukan semata-mata berdasarkan maklumat bahawa sesuatu komponen telah dikeraskan dengan api.

Struktur keratan rentas selepas pengerasan api

Untuk memudahkan, keratan rentas elemen yang dimesin dengan betul boleh dibahagikan kepada tiga bahagian:

LAPISAN KERAS → ZON PERALIHAN → TERAS

Kedalaman lapisan yang dikeraskan

Kedalaman lapisan yang diperoleh semasa pengerasan api bukanlah ciri tetap kaedah ini. Ia adalah hasil daripada keseluruhan kitaran terma.

Ia dipengaruhi terutamanya oleh:

• kuasa dan ciri-ciri pembakar,
• masa pemanasan badan,
• kelajuan perjalanan,
• jarak pembakar dari permukaan,
• geometri dan saiz elemen,
• pengaliran haba dalam bahan,
• suhu awal,
• komposisi kimia keluli,
• perangai,
• keadaan mikrostruktur sebelum proses,
• keamatan penyejukan.

Atas sebab ini, pengerasan api tidak boleh diberikan kedalaman lapisan universal tunggal.

Profil kekerasan selepas pengerasan api

Kekerasan tidak berubah secara tiba-tiba pada sempadan antara lapisan dan teras. Dalam elemen sebenar, terdapat profil kekerasan bergantung pada suhu maksimum yang dicapai pada kedalaman tertentu dan pada kadar penyejukan berikutnya.
Kekerasan tertinggi biasanya dicapai pada bahagian lapisan permukaan yang dikeraskan dengan betul. Ini diikuti dengan zon peralihan, selepas itu sifat-sifat yang menjadi ciri teras dicapai.
Oleh itu, apabila menilai kualiti proses, adalah penting bukan sahaja untuk mengukur kekerasan pada permukaan itu sendiri, tetapi juga untuk menentukan profil kekerasan jauh ke dalam bahan.

Keluli apakah yang boleh dikeraskan dengan api?

Pengerasan api tidak memperkayakan permukaan dengan karbon. Ini bermakna bahan tersebut mesti mempunyai komposisi kimia sebelum proses yang membolehkannya mencapai kekerasan yang diperlukan selepas pengerasan.
Kandungan adalah sangat penting arang batuDalam praktiknya, keluli karbon sederhana dan keluli aloi yang bertujuan untuk pengerasan dan rawatan haba sering digunakan untuk pengerasan nyalaan permukaan.
Walau bagaimanapun, julat 0,3–0,6% C tidak boleh dianggap sebagai had teknologi mutlak. Keupayaan untuk mencapai lapisan yang diperlukan juga bergantung pada elemen pengaloi, kebolehkerasan, geometri komponen, keamatan penyejukan dan kekerasan yang diperlukan.

Kepentingan kandungan karbon

Zawartość arang batu sangat mempengaruhi kekerasan martensit yang boleh dicapai. Keluli dengan kandungan karbon yang sangat rendah tidak akan mencapai kekerasan permukaan yang tinggi semata-mata melalui pemanasan dan penyejukan yang cepat.
Ini merupakan perbezaan yang asas berbanding pengkarburisasian, di mana kandungan karbon dalam lapisan permukaan sengaja ditingkatkan sebelum pengerasan berikutnya.

Pengaruh unsur pengaloian

Selain karbon, kelakuan keluli semasa pengerasan dipengaruhi oleh unsur pengaloian yang mengubah, antara lain, kebolehkerasan dan kinetik transformasi austenit.
Antara lain, perkara berikut mungkin penting: chrome, mangan, molibdenum, nikel, vanadium i silikon.
Walau bagaimanapun, pengaruh unsur tidak boleh dikurangkan kepada pernyataan mudah bahawa setiap penambahan pengaloian meningkatkan kekerasan permukaan. Unsur individu mempengaruhi sifat bahan yang berbeza dan proses rawatan haba.

Contoh keluli untuk pengerasan api

Pelbagai keluli boleh digunakan untuk pengerasan permukaan api, yang mampu mencapai struktur yang diperlukan selepas austenitisasi dan penyejukan pantas. Pemilihan hendaklah sentiasa berdasarkan dokumentasi bahan dan keperluan komponen tertentu.

Senarai ini hanyalah untuk tujuan ilustrasi sahaja. Hakikat bahawa keluli tergolong dalam kumpulan tertentu tidak bermakna pengerasan api adalah kaedah optimum untuk setiap komponen yang diperbuat daripada bahan tersebut.

Pengerasan api keluli C45

C45 (1.0503) merupakan salah satu contoh klasik keluli struktur karbon sederhana yang boleh dikeraskan permukaannya. Kandungan karbonnya membolehkan lapisan martensitik menjadi keras dengan ketara, manakala terasnya mengekalkan sifat-sifat yang terhasil daripada rawatan terdahulu.
Keluli C45 digunakan untuk aci, gandar, pin, roda dan bahagian mesin yang lain. Kekerasan sebenar dan kedalaman lapisan selepas pengerasan api bergantung pada keadaan bahan awal, parameter pemanasan, dimensi komponen dan keadaan penyejukan.

Pengerasan api keluli aloi

Keluli aloi boleh mempamerkan kebolehkerasan yang lebih besar daripada keluli karbon lurus. Ini membolehkan, di bawah keadaan yang sesuai, struktur yang diingini dicapai dengan kadar penyejukan yang berbeza atau pada kedalaman yang lebih tinggi.
Walau bagaimanapun, ini tidak bermakna setiap keluli aloi adalah calon yang baik untuk pengerasan api. Bagi bahan yang direka terutamanya untuk pengkarbonan, nitridasi atau teknologi khusus lain, keseluruhan kitaran rawatan haba yang dimaksudkan harus dipertimbangkan.
Satu contoh bahan yang digunakan dalam kitaran rawatan permukaan yang kompleks ialah 38HMJWalau bagaimanapun, ini terutamanya keluli yang berkaitan dengan nitriding, jadi ia tidak boleh dibentangkan sebagai gred rujukan universal untuk pengerasan api.

Pengerasan nyalaan unsur yang telah dirawat haba sebelum ini

Pengerasan permukaan boleh dilakukan pada komponen yang terasnya sebelum ini telah memperoleh sifat yang diperlukan dalam proses tersebut. penambahbaikan terma.
Ini membolehkan anda mencapai pengaturan yang menguntungkan:

• teras yang kuat dan agak mulur,
• lapisan permukaan keras,
• peningkatan rintangan permukaan terhadap haus,
• keupayaan sesuatu elemen untuk menahan beban mekanikal yang ketara.

Susunan sifat ini amat berguna untuk aci, gandar, jurnal, roda besar dan komponen mesin yang lain.

Kaedah pengerasan api

Proses ini boleh dijalankan dengan cara yang berbeza bergantung pada geometri dan saiz elemen.

Pengerasan pegun

Pembakar memanaskan kawasan permukaan tertentu tanpa menggerakkan zon pemanasan secara berterusan di sepanjang keseluruhan komponen. Sebaik sahaja suhu yang sesuai dicapai, penyejukan berlaku.
Kaedah ini boleh digunakan untuk pengerasan setempat pada permukaan atau bahagian elemen tertentu.

Pengerasan progresif

Pembakar bergerak relatif kepada elemen, atau elemen bergerak relatif kepada pembakar. Di belakang zon pemanasan ialah zon penyejukan.
Proses ini berguna untuk mengeraskan permukaan panjang seperti:

• tanggul,
• pemandu,
• treadmill,
• permukaan kerja yang panjang.

Pengerasan putar

Elemen berputar relatif terhadap sistem pembakar, membolehkan pemanasan seragam permukaan periferi. Penyelesaian ini boleh digunakan untuk aci, penggelek dan bahagian paksisimetri lain, antara lain.

Pengerasan kontur

Untuk komponen yang lebih kompleks, susun atur pembakar boleh disesuaikan dengan bentuk permukaan. Proses ini memerlukan kawalan taburan suhu yang teliti, kerana sudut, tepi dan perubahan keratan rentas boleh memanaskan secara berbeza daripada permukaan rata atau silinder.

Pengerasan api gear

Gear terdedah kepada tekanan sentuhan tinggi, geseran dan beban yang berubah-ubah. Meningkatkan kekerasan permukaan gigi dapat meningkatkan rintangan hausnya.
Walau bagaimanapun, pengerasan nyalaan gear memerlukan kawalan proses yang tepat. Hujung gigi, sisi dan tapak mempunyai geometri dan keadaan pelesapan haba yang berbeza, yang boleh menyebabkan pemanasan yang tidak sekata.
Oleh itu, pemilihan pembakar, kaedah mengalirkan api, masa pemanasan dan penyejukan adalah sangat penting untuk mendapatkan profil lapisan yang sesuai.

Pengerasan api pada aci, gandar dan jurnal

Aci dan gandar merupakan komponen tipikal yang mana pengerasan permukaannya boleh memberi manfaat secara teknologi. Permukaan jurnal dan kawasan yang sepadan dengan galas atau komponen lain mungkin memerlukan rintangan haus yang tinggi, manakala teras mesti mengekalkan keupayaan untuk menahan beban lenturan dan kilasan.
Bergantung pada panjang dan diameter elemen, pemanasan putaran, pemanasan progresif atau kombinasi pergerakan obor dan elemen yang direka bentuk dengan sesuai boleh digunakan.

Pengerasan api komponen besar

Salah satu kelebihan penting teknologi nyalaan api ialah kemungkinan pemesinan tempatan komponen besar yang mana pemanasan keseluruhan isipadu akan menjadi sukar, intensif tenaga atau tidak perlu.
Ini termasuk, antara lain:

• gear besar,
• treadmill,
• penggelek,
• pemandu,
• aci bersaiz besar,
• permukaan kerja setempat bagi bahagian mesin yang besar.

Kekerasan selepas pengerasan api

Tiada nilai kekerasan ciri tunggal selepas pengerasan api. Kekerasan bergantung terutamanya pada komposisi kimia keluli dan struktur yang dicapai semasa penyejukan.
Ia dipengaruhi oleh:

• kandungan karbon,
• komposisi aloi,
• mikrostruktur output,
• suhu dan masa pemanasan,
• tahap austenitisasi,
• kadar penyejukan,
• kedalaman pengukuran,
• sebarang berikutnya melepaskan.

Oleh itu, nilai seperti "50-62 HRC" mungkin sesuai untuk bahan dan proses tertentu, tetapi tidak boleh dibentangkan sebagai sifat umum bagi setiap komponen yang dikeraskan api.

Penyesuaian selepas pengerasan api

Selepas pengerasan permukaan, ia boleh digunakan melepaskanTujuannya mungkin untuk mengurangkan tekanan dan melaraskan kekerasan dan rintangan patah kepada keadaan operasi komponen.
Walau bagaimanapun, julat suhu tunggal, contohnya, 150–250°C, tidak boleh diandaikan secara automatik untuk semua keluli. Suhu dan masa pembajaan hendaklah ditentukan oleh jenis bahan, kekerasan lapisan yang diperlukan dan keadaan operasi.

Tegasan dan regangan sisa

Pengerasan nyalaan mengurangkan isipadu bahan yang tertakluk kepada austenitisasi, tetapi tidak menghapuskan tegasan pengerasan. Perkara berikut berlaku secara serentak di zon lapisan dan peralihan:

• kecerunan suhu yang besar,
• pengembangan dan pengecutan haba,
• perubahan isipadu yang berkaitan dengan perubahan fasa,
• perbezaan antara kelakuan lapisan dan teras.

Pelaksanaan proses yang tidak betul boleh menyebabkan ubah bentuk atau keretakan. Risiko ini amat ketara berhampiran perubahan keratan rentas yang tajam, lubang, alur, sudut dan penumpu tegasan yang lain.

Kesan pengerasan api terhadap rintangan haus

Peningkatan kekerasan permukaan boleh meningkatkan rintangan terhadap mekanisme haus tertentu dengan ketara, terutamanya apabila permukaan terlibat secara geseran dengan komponen lain.
Walau bagaimanapun, ketahanan sebenar bukan sahaja bergantung pada kekerasan. Faktor-faktor berikut juga memainkan peranan:

• mikrostruktur lapisan,
• kedalaman pengerasan,
• kekasaran permukaan,
• jenis hubungan,
• tekanan unit,
• pelinciran,
• suhu operasi,
• keadaan tegasan baki.

Oleh itu, kekerasan yang lebih tinggi tidak secara automatik bermaksud ketahanan yang lebih tinggi secara berkadaran di bawah semua keadaan operasi.

Kesan terhadap keletihan hidup

Pengerasan permukaan yang dilakukan dengan betul boleh memberi kesan positif kepada prestasi komponen di bawah beban yang berubah-ubah. Walau bagaimanapun, hasilnya bergantung pada kualiti lapisan, kedalamannya, keadaan permukaan, taburan tegasan baki dan geometri komponen.
Keretakan, terlalu panas, ketakselanjaran lapisan atau zon peralihan yang salah boleh memberi kesan sebaliknya dan mengurangkan jangka hayat lesu.

Pengerasan api dan pengerasan induksi

Pengerasan api dan pengerasan isipadu

semasa pengerasan isipadu Tujuannya adalah untuk memanaskan sebahagian besar atau keseluruhan keratan rentas elemen kepada julat austenitisasi yang sesuai dan kemudian menyejukkannya.
Pengerasan api terutamanya mengaustenitkan lapisan permukaan. Ini mengekalkan sifat teras lain dan mengurangkan jumlah bahan yang tertakluk kepada kitaran haba yang cepat.

Pengerasan api dan pengkarbonan

Pengkarbonan adalah proses termokimia. Semasa pengkarbonan, lapisan permukaan diperkaya dengan karbon dan kemudian tertakluk kepada rawatan haba yang sesuai.
Pengerasan api tidak sengaja memperkayakan permukaan dengan karbon. Oleh itu, bahan tersebut mestilah mempunyai komposisi yang membolehkannya mencapai kekerasan yang diperlukan sebelum proses tersebut.

Pengerasan api dan nitriding

Nitriding menggunakan resapan nitrogen ke dalam permukaan bahan dan membawa kepada pembentukan lapisan yang berbeza sifatnya daripada lapisan martensitik selepas pengerasan api.
Nitriding tidak memerlukan pengerasan klasik lapisan sejurus selepas tepu nitrogen, manakala pengerasan api adalah berdasarkan austenitisasi dan penyejukan permukaan yang cepat.

Perbandingan kaedah pengerasan permukaan

Kelebihan pengerasan api

• Kemungkinan pemprosesan tempatan – hanya permukaan yang memerlukan kekerasan yang lebih tinggi akan dikeraskan.
• Mengekalkan sifat teras – teras tidak perlu menjalani austenitisasi sepenuhnya.
• Kemungkinan memproses elemen besar – kaedah ini boleh digunakan jika pemanasan penuh bahagian tersebut sukar atau tidak wajar.
• Prinsip proses yang agak mudah – sumber haba ialah pembakar, tanpa perlu mengaruh arus dalam bahan.
• Kemungkinan pengerasan permukaan pelbagai bentuk – dengan pemilihan pembakar yang sesuai dan kaedah menjalankan proses tersebut.
• Kekerasan permukaan yang tinggi – mungkin dalam keluli yang dipilih dengan sewajarnya.
• Peningkatan rintangan haus – terhasil daripada pembentukan lapisan permukaan keras.

Had pengerasan api

• lebih sukar untuk mengawal taburan suhu yang sangat tepat berbanding dalam proses induksi yang direka bentuk dengan baik,
• risiko permukaan dan tepi terlalu panas,
• kemungkinan mewujudkan kedalaman lapisan heterogen,
• risiko retakan dan ubah bentuk pengerasan,
• keperluan untuk pemilihan keluli yang betul,
• pengaruh besar kelajuan obor dan jaraknya dari permukaan,
• kemungkinan pengoksidaan permukaan semasa pemanasan,
• keperluan untuk penyegerakan pemanasan dan penyejukan yang tepat.

Kesilapan yang paling biasa semasa pengerasan api

• Suhu permukaan terlalu rendah – austenitisasi yang tidak lengkap dan kekerasan yang terlalu rendah.
• Terlalu panas – kemungkinan kemerosotan mikrostruktur dan peningkatan ubah bentuk.
• Pergerakan pembakar terlalu perlahan – pemanasan berlebihan dan zon terjejas haba yang terlalu dalam.
• Bergerak terlalu pantas – austenitisasi yang tidak mencukupi.
• Jarak pembakar yang tidak sekata – perbezaan suhu dan kedalaman lapisan.
• Penyejukan yang tidak betul – kekurangan struktur yang diperlukan atau tegasan dan retakan yang berlebihan.
• Pengerasan keluli dengan komposisi yang salah – ketidakupayaan untuk mencapai kekerasan yang dijangkakan.
• Kegagalan untuk mengambil kira geometri – terlalu panas setempat pada sudut, tepi dan perubahan keratan rentas.

Kawalan kualiti selepas pengerasan api

Pemeriksaan barang siap mungkin termasuk:

• pengukuran kekerasan permukaan,
• menentukan profil kekerasan jauh ke dalam bahan,
• penilaian kedalaman lapisan yang telah dikeraskan,
• kajian mikrostruktur,
• kawalan keseragaman lapisan,
• menguji kehadiran retakan permukaan,
• kawalan dimensi dan penilaian ubah bentuk,
• kawalan keadaan permukaan.

Dalam elemen kritikal, adalah penting untuk memeriksa bukan sahaja kekerasan maksimum, tetapi juga peralihan antara lapisan yang dikeraskan dan teras.

Penggunaan pengerasan api

Kaedah ini digunakan terutamanya apabila permukaan elemen memerlukan peningkatan kekerasan dan rintangan haus, tetapi pengerasan penuh keseluruhan keratan rentas tidak diperlukan atau akan merugikan.

Industri mesin

• aci dan gandar,
• pangsi,
• gear,
• kamera,
• pemandu,
• gulungan,
• treadmill,
• elemen gelongsor.

Industri automotif

• permukaan tambak yang dipilih,
• komponen transmisi pemacu,
• pin dan sesendal,
• komponen mekanisme yang terdedah kepada haus.

Pembinaan landasan kereta api dan jentera berat

• permukaan roda dan elemen penggelek yang dipilih,
• gear besar,
• pemandu,
• elemen mesin besar yang memerlukan pengerasan setempat.

Maszyny rolnicze

• pin,
• tanggul,
• gulungan,
• bahagian kerja terpilih yang terdedah kepada haus.

Pengerasan api – parameter proses yang paling penting

Pengerasan api – maklumat yang paling penting

Pengerasan api ialah kaedah rawatan haba permukaan yang membolehkan peningkatan kekerasan keluli secara setempat tanpa perlu mengaustenisasi keseluruhan keratan rentas komponen. Permukaan dipanaskan dengan cepat menggunakan api dan kemudian disejukkan pada kadar yang mencukupi untuk menghasilkan struktur pengerasan yang diperlukan.
Dalam keluli yang dipilih dengan betul, ini membolehkan lapisan permukaan yang keras dan tahan haus diperoleh sambil mengekalkan sifat teras yang terhasil daripada komposisi dan rawatan haba sebelumnya.
Hasil proses tidak ditentukan oleh suhu universal atau kandungan karbon tunggal. Komposisi kimia, kebolehkerasan, mikrostruktur awal, kuasa pembakar, masa pemanasan, kadar suapan, geometri komponen dan keamatan penyejukan semuanya memainkan peranan.
Berbanding dengan pengerasan induksi, pengerasan api menggunakan sumber tenaga yang berbeza dan menawarkan ciri kawalan proses yang berbeza, tetapi kedua-dua teknologi menghasilkan lapisan pengerasan setempat tanpa sengaja memperkayakan permukaan dengan unsur kimia. Pengerasan api kekal berguna terutamanya untuk pemesinan komponen dan permukaan yang besar, di mana pemanasan setempat adalah lebih berfaedah secara teknologi daripada pengerasan keseluruhan keratan rentas.

Kaedah rawatan haba dan termokimia keluli

Pengerasan nyalaan hanyalah salah satu proses yang digunakan untuk mengubah suai mikrostruktur dan sifat keluli. Bergantung pada kesan yang diingini, proses penormalan, pengurangan tekanan, pengerasan, pembajaan dan termokimia seperti pengkarbonan, nitridasi dan lain-lain juga digunakan.

Kaedah rawatan haba keluli

• Menormalkan keluli – penghalusan butiran dan penyatuan mikrostruktur.
• Penyepuhlindapan melegakan tekanan – pengurangan tegasan baki.
• Pelembutan keluli – mengurangkan kekerasan dan meningkatkan kerentanan terhadap pemprosesan selanjutnya.
• Penyepuhlindapan penuh – austenitisasi dan penyejukan perlahan.
• Penyepuhlindapan isoterma – transformasi dijalankan semasa mengekalkan pada suhu yang dipilih dengan betul.
• Penyepuhlindapan bebola – pembentukan sferoid – perubahan dalam morfologi simentit atau karbida lain.
• Penyepuhlindapan penghabluran semula – penyingkiran kesan penghancuran dan pemulihan keplastikan.
• Penyepuhlindapan homogenisasi – mengurangkan pengasingan dan menyeragamkan komposisi bahan.
• Pengerasan dan rawatan haba – membentuk mikrostruktur dan sifat-sifatnya melalui pengerasan dan pembajaan.
• Keluli pembajaan – pengubahsuaian terkawal sifat keluli selepas pengerasan.
• Pengerasan induksi – pemanasan aruhan permukaan dan penyejukan pantas.
• Pengerasan api – pengerasan permukaan selepas pemanasan setempat dengan nyalaan api.
• Terlalu tepu – memperoleh larutan pepejal lampau tepu melalui kitaran haba yang sesuai.
• Penuaan – pemisahan fasa terkawal yang membawa kepada pengukuhan bahan.

Kaedah rawatan termokimia keluli

• Nitriding keluli – pengayaan resapan lapisan permukaan dengan nitrogen.
• Keluli pengkarbonan – pengayaan resapan permukaan dengan karbon.
• Karbonitriding – pengayaan serentak lapisan permukaan dengan karbon dan nitrogen.
• Nitrokarburisasi / nitrokarburisasi – pengayaan lapisan terutamanya dengan nitrogen dan karbon.
• Penggerudian – ketepuan resapan permukaan dengan boron.
• Penyaduran krom penyebaran – pengayaan resapan lapisan dengan kromium.
• Aluminisasi penyebaran – pengayaan resapan lapisan dalam aluminium.