VORWORT
Die Wärmebehandlungsmethode der Hochfrequenz-Induktionserwärmung VERWENDET elektrische Energie, und die CO2-Emission ist geringer als bei herkömmlichen Wärmebehandlungen wie Aufkohlen und Abschrecken, sodass es sich um eine saubere Wärmebehandlungsmethode handelt. Die Hochfrequenz-Induktionserwärmung kann für schnelle Kurzzeit verwendet werden Erwärmung, lokale Erwärmung und Oberflächenerwärmung des bearbeiteten Werkstücks, daher wird es zur Oberflächenhärtungsbehandlung verwendet und spielt eine große Rolle bei der Miniaturisierung mechanischer Teile. Hochfrequenz-Wärmebehandlung ist die Online-Behandlung zum Erhitzen und Abkühlen des Werkstücks nacheinander , so dass eine stabile Wärmebehandlungsqualität erzielt werden kann und das Werkstück nach der Wärmebehandlung eine geringe Verformung aufweist, was eine Wärmebehandlungsmethode mit stabilen und kleinen Verformungseigenschaften ist Frequenz-Wärmebehandlungsgerät mit nur 0.5 s kann die Werkstückoberfläche austenitisch machen und abschrecken. SRIQ? Es hat nicht nur die oben genannten Eigenschaften von stabili ty und kleine Verformung, sondern können der Oberfläche des Werkstücks auch eine hohe Druckeigenspannung hinzufügen und die Oberfläche des Werkstücks fein kristallisieren, um die Ermüdungsfestigkeit des Werkstücks zu verbessern.
Die Hochfrequenz-Wärmebehandlung und andere einzelne Wärmebehandlungsverfahren zur Verbesserung der Leistung von Teilen sind jedoch begrenzt. Um die Leistung der Teile weiter zu verbessern, wurden daher die Verbundwärmebehandlungs- und Oberflächenmodifikationsbehandlungstechnologie untersucht.
2. Verbundwärmebehandlungstechnologie, gebildet durch SRIQ, kombiniert mit Oberflächenwärmebehandlung
2.1 „PALNIP“-Verarbeitung
PALNIP (Salzbad-Weichnitrierung SRIQ) ist eine kombinierte Wärmebehandlungstechnik aus Salzbad-Weichnitrierung und Oberflächen-Antioxidationsbehandlung in Kombination mit SRIQ. Am Beispiel des mit PALNIP behandelten gehärteten Stahls SCM440 wurde anhand der Schnittgewebe beobachtet, dass die Wirkung der Oberflächen-Antioxidationsbehandlung und der SRIQ-Behandlung das Werkstück bei hoher Frequenz härtete, aber die Nitridschicht im gleichen Zustand blieb wie die von Salzbad-Weichnitrierbehandlung. SCM440 wird vor SRIQ nitriert, um den Austenit-Übergangspunkt des FE-CN-Systems zu verringern. Daher kann die SRIQ-Behandlung bei einer Temperatur durchgeführt werden, die niedriger ist als die ursprüngliche SRIQ-Erwärmungstemperatur, was eine große Auswirkung auf die Restnitridschicht auf der Oberfläche des Werkstücks hat.
Mit den obigen PALNIP-behandelten Materialien wurden Roll-Denudationstests durchgeführt. Um einen Vergleich anzustellen, wurden die Probe (N-Material) nur mit weicher Nitridbehandlung im Salzbad für SCM440-Stahl und die Probe (VCQ-Material) mit Vakuumaufkohlungs- und Abschreckbehandlung für SCM420-Stahl vorbereitet. Die stickstoffdiffusionsgehärtete Schichtdicke des N-Materials beträgt etwa 0.4 mm und die Oberflächenhärte beträgt etwa 600 HV. Mit dem Antioxidans SRIQ behandeltes PALNIP-Material erhöhte seine Oberflächenhärte aufgrund der Abschreck- und Härtungswirkung von diffusem Stickstoff auf 800 HV. Das PALNIP-Material bildete eine Uniform Verbindungsschicht und gehärtete Schicht an der Oberfläche durch Weichnitrieren im Salzbad, und die gehärtete Schichtdicke wurde durch SRIQ-Behandlung erhöht. Außerdem hat die PALNIP-Oberfläche eine höhere Druckeigenspannung als andere wärmebehandelte Materialien.
Testergebnisse der Rollendenudation verschiedener Materialien (Testbedingungen: Drehzahl 1500 U / min; Die Gleitrate beträgt 40%; Die Öltemperatur 80 ℃; Öl für Nissan ATF D – Ⅲ; Das Material der großen Rolle ist SCM420 aufgekohlt und mit abgeschreckter Oberfläche Schleifen. Die große Walze wird um 300 mm angehoben. Unter dem Druck jeder Oberfläche ist die Denudationslebensdauer von N-Material geringer als die anderer wärmebehandelter Materialien. Der Grund für die kurze Denudationslebensdauer von N-Materialien ist, dass N-Materialien zwar Verbundschichten aufweisen , die Härtungsschicht ist sehr dünn.PALNIP-Material hat eine dicke Härtungsschicht, daher wird die Festigkeit und Lebensdauer des Materials stark verbessert, was gleich oder besser als VCQ-Material ist.Darüber hinaus der Querschnitt des PALNIP-Materials Probe, die 107 Mal gewalzt wurde und der maximale Oberflächendruck 2950 MPa betrug, wurde getestet, um das Vorhandensein von Verbindungsschichten auf der gesamten Oberfläche der Probe zu bestätigen, was die Gründe für die erhöhte Festigkeit und Lebensdauer istdes PALNIP-Materials sind wie folgt: 1) Die Verbindungsschicht bewirkt eine Verringerung des Reibungskoeffizienten während des Walzendrucktests; 2) Wenn die Temperatur beim Walzendrucktest ansteigt, werden die -Fe2n- und -Fe3n-Eisennitride aus dem entfernt gehärtete FE-CN Martensitschicht, die das Erweichen des Materials durch Anlassen verhindern kann.
Die PALNIP-Behandlungstechnologie erhöht die Dicke der gehärteten Schicht und sorgt gleichzeitig für eine homogene Verbindungsschicht auf der Oberfläche des behandelten Materials, wodurch eine gute Beständigkeit gegen Abtragung erreicht wird. Aufgrund der SRIQ-Behandlung wird eine gehärtete Schicht mit großer Dicke erhalten, so dass das behandelte Material eine hervorragende Ermüdungsbeständigkeit aufweist. Das PALNIP-Verfahren wird bereits in einigen Automobilkomponenten eingesetzt und bewegt sich in Richtung weiterer Anwendung.
2.2 Superverarbeitung SRIQ
Die SRIQ-Verarbeitung ist eine Wärmebehandlungstechnologie für Verbundwerkstoffe, bei der das verarbeitete Material mithilfe einer Reibungsverarbeitungsmethode mit superstarker Verarbeitung und anschließender SRIQ-Verarbeitung verarbeitet wird. Die Reibungsbearbeitung ist ein Oberflächenmodifizierungsverfahren, das das Bearbeitungswerkzeug auf die Oberfläche des bearbeiteten Materials drückt, Reibung ausführt und eine nanokristalline Ultrastruktur auf der Oberfläche des bearbeiteten Materials bildet. Die superstarke SRIQ-Verarbeitungsmethode ist ein neues Verbundverarbeitungsverfahren, bei dem die Ultrastruktur von Nanometerkörnern nach der SRIQ-Behandlung erhalten bleibt und aufgrund der SRIQ-Behandlung eine tiefe Härtungsschicht unter der Ultrastruktur gebildet wird. Die Rotationsermüdungslebensdauer der behandelten Materialien kann mit diesem Verfahren verbessert werden. S45C-Stahl wurde mit einer CNC-Drehmaschine für eine superstarke Bearbeitung bearbeitet (Drehzahl der Drehmaschine 1600 U / min, Drucklast 1500 N) und dann wurde eine SRIQ-Bearbeitung durchgeführt. Obwohl austenitisches Abschrecken mit SRIQ-Behandlung, wird die ultrafeine nanokristalline Struktur, die durch superstarke Verarbeitung gebildet wird, immer noch vererbt. Obwohl der behandelte Stahl S45C ist, erreicht seine Härte aufgrund der Existenz einer ultrafeinen nanokristallinen Struktur 900 HV. Das mit SRIQ behandelte Material hat eine effektive gehärtete Schichtdicke von bis zu 0.9 mm, die nicht nur durch ultrahochfeste Verarbeitung erreicht werden kann. Aus den Ergebnissen des Rollen-Denudationstests ist ersichtlich, dass die Rotationsermüdungslebensdauer von S45C, das durch SRIQ-Verbundstoffbehandlung mit Ultrahochfestigkeitsverarbeitung verarbeitet wurde, signifikant höher ist als die von S45C, das nur mit SRIQ behandelt wurde.
2.3 SRIQ DLC-Verarbeitung
Die SRIQ-DLC-Behandlung ist eine zusammengesetzte Wärmebehandlungstechnologie der DLC-Behandlung (diamantartiger Beschichtungsfilm) nach der SRIQ-Behandlung. Das Zahnrad kann durch DLC unter Verwendung des UBMS (Non-Equilibrium Magnetron Sputtering) behandelt werden, das bei niedriger Temperatur behandelt werden kann. Der gehärtete Stahl S45C wurde zu der Probe für die Ermüdung des dynamisch umlaufenden Zahnrads verarbeitet (flaches Zahnrad mit Modul 3 und einem Teilkreisdurchmesser von 99 mm), und die Probe wurde SRIQ-behandelt, um die effektive Härtungsschichttiefe am Zahngrund der Zahnradprobe auf 0.6 mm zu bringen . Die Zahnradproben wurden dann UBMS-behandelt, um einen DLC-Beschichtungsfilm mit einer Dicke von 3 &mgr;m zu bilden. Die Bildungsbedingungen des DLC-Beschichtungsfilms wurden so gesteuert, dass die Struktur des DLC-Beschichtungsfilms eine Verbundschicht aus me-DLC-reinem DLC mit einem Zusammensetzungsgradienten von Watte in 2 m Dicke und einer Verbundschicht aus ME-DLC-reinem DLC mit war eine Dicke von 10 % W in 1 m Dicke. Das im Ermüdungstest verwendete Kontrastzahnrad ist die Probe aus S45C, die nach der Behandlung mit SRIQ bei der gleichen niedrigen Temperatur wie die DLC-Beschichtungstemperatur (150 ° C) getempert wurde. Die DLC-Beschichtungstemperatur von 150 ℃ entspricht der Anlasstemperatur im Ofen nach dem Hochfrequenzabschrecken, sodass die durch die SRIQ-Behandlung erzielte hohe Härte, die hohe Druckeigenspannung und die mikrofeine Struktur nach der DLC-Behandlung erhalten bleiben. Daher weist das behandelte Material sowohl eine hohe Ermüdungsfestigkeit nach der SRIQ-Behandlung als auch hervorragende Reibungseigenschaften des SRIQ-Beschichtungsfilms auf. Die Ermüdungstestergebnisse von dynamisch umlaufenden Getrieben zeigen, dass die DLC-Behandlung die Ermüdungsbeständigkeit von Getrieben verbessert. Darüber hinaus beweist der Roller Denudation Test, dass die DLC-Behandlung die Widerstandsfähigkeit des Materials gegen Denudation verbessern kann. Die Ergebnisse der Schnittbeobachtung und der FEM-Analyse zeigen, dass die DLC-Behandlung die obige Wirkung aufgrund des niedrigen Reibungskoeffizienten der Beschichtung hat, was die Spannungsbelastung auf der mit DLC behandelten Materialoberfläche verringert und das Auftreten von mikroskopischer Oberflächenabtragung verhindert.