Como fazer rodas de engrenagem forjadas DIN nível 5 com diferentes requisitos de dureza

Criar rodas de engrenagem forjadas DIN nível 5 com diferentes requisitos de dureza em todo o orifício central, costela e dentes é um processo complexo que envolve seleção precisa de material, forjamento e tratamento térmico. Aqui está um esboço geral das etapas envolvidas:

1. Seleção material

· Escolha uma liga de aço de alta qualidade com boa temperabilidade, tenacidade e resistência ao desgaste. Os materiais comuns para tais aplicações incluem AISI 4140, 4340 ou outros aços de liga que são adequados para tratamentos de dureza diferencial.

· Certifique-se de que o material atende aos padrões de qualidade da engrenagem DIN nível 5, que se referem à alta precisão em termos de dimensões, alinhamento do dente e acabamento da superfície.

2. processo de forjamento de precisão

· Forjamento da pré-forma: Forja a forma inicial da roda dentada usando técnicas de forjamento a quente para refinar a estrutura do grão, aumentar a densidade do material e melhorar as propriedades mecânicas. Isso é crucial para aplicações de alta resistência e cria uma base sólida para alcançar a qualidade DIN nível 5.

· Forjamento e aparamento finais: Ferramentas de forjamento projetadas para atingir dimensões quase finais devem ser usadas para produzir a roda dentada com necessidade mínima de usinagem. O forjamento final pode melhorar o acabamento da superfície e permitir tolerâncias precisas, cruciais para alcançar a qualidade DIN nível 5.

3. tratamento térmico da dureza diferencial

Para atingir diferentes níveis de dureza no orifício central, costela e dentes, você precisará empregar métodos seletivos de tratamento térmico. Aqui estão algumas opções:

· Endurecimento por indução para dentes de engrenagem: O endurecimento por indução pode ser usado para endurecer os dentes, criando uma superfície resistente ao desgaste, mantendo a tenacidade no núcleo. Este processo envolve o aquecimento apenas dos dentes a uma temperatura específica e, em seguida, a têmpera, resultando em uma camada externa endurecida.

· Têmpera local ou carburação para buraco central e costelas: use têmpera localizada ou um processo de cementação controlado para endurecer apenas certas áreas, como a seção da nervura, se for necessária maior dureza. A carburação introduz carbono na camada superficial do metal, que é então tratado termicamente para aumentar a dureza, mantendo o núcleo mais macio para tenacidade.

· Ausempering ou têmpera isotérmica: Para o orifício central onde é necessária uma dureza mais suave, considere um processo como a austempering, que produz uma microestrutura bainítica, proporcionando um bom equilíbrio entre dureza e tenacidade. Isto pode ser conseguido por aquecimento e arrefecimento de uma maneira controlada sem requerer um endurecimento intensivo.

4. superfície de moagem e acabamento

· Após o tratamento térmico diferencial, a moagem de precisão é frequentemente necessária nos dentes da engrenagem para atingir a qualidade de nível DIN 5 necessária. Este processo refinará as dimensões, reduzirá a rugosidade da superfície e garantirá a engrenagem adequada.

· Processos de acabamento especiais, como shot peening, podem ser aplicados para aumentar a resistência à fadiga superficial dos dentes e costelas, aumentando ainda mais a durabilidade.

5. teste de qualidade e inspeção

· Teste de dureza: Realize testes de dureza (Rockwell ou Vickers) no orifício central, costelas e dentes para verificar se cada área atende aos requisitos de dureza específicos.

· Teste dimensional e de perfil: Use máquinas de medição de coordenadas (CMM) ou ferramentas de inspeção óptica para verificar se as dimensões da engrenagem, o alinhamento e o perfil do dente atendem aos padrões DIN nível 5.

· Análise de microestrutura: Realizar testes metalúrgicos para confirmar que o tratamento térmico produziu a microestrutura correta em cada área, garantindo o equilíbrio desejado entre dureza e tenacidade.

Resumo dos pontos-chave:

· Seleção de material: aço de liga de alta qualidade com boa temperabilidade.

· Processo de forjamento: Forjamento de precisão para atingir os padrões DIN nível 5.

· Dureza diferencial: Use tratamentos térmicos seletivos como endurecimento por indução para os dentes, têmpera local para costelas e austempering para o centro.

· Acabamento e inspeção: moagem de precisão e inspeção para atender aos requisitos dimensionais e de dureza de nível DIN 5.

Cada uma dessas etapas requer controle preciso e equipamento para garantir as propriedades desejadas em cada seção da engrenagem, bem como para atender aos padrões de qualidade de engrenagem DIN nível 5 para aplicações de alto desempenho.