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行業(yè)新聞

工程師及研發(fā)團隊對大型齒輪淬火脫碳仿真分析

大型齒輪常用作高速運行的傳動部件，因此齒輪表面的嚙合部位必須具有較高的強度和耐磨性，齒根部位的抗彎曲疲勞的強度要求也非常高。工件表層必須具有較高的強度，心部具有較高的韌性。這就需要對齒輪產(chǎn)品進行表面滲碳的淬火處理，提高工件表面強度和耐磨性，同時增加心部的強韌性，只有這樣才能達到工件的性能和使用要求。
在實際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)滲碳后齒輪表面出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，為了分析問題原因采用DANTE建模仿真。
 

工程師及研發(fā)團隊對大型齒輪淬火脫碳仿真分析(圖1)

工程師及研發(fā)團隊對大型齒輪淬火脫碳仿真分析(圖2)

 

一、無脫碳表面應力分布情況

齒輪經(jīng)過滲碳和油淬之后，假定沒有脫碳現(xiàn)象產(chǎn)生，通過DANTE預測淬火后齒輪表面的壓縮殘余應力，顯示出最后輪齒表面拉伸應力的大小不足以導致其表面發(fā)生開裂現(xiàn)象 。
 

工程師及研發(fā)團隊對大型齒輪淬火脫碳仿真分析(圖3)

最小主應力，MPa

工程師及研發(fā)團隊對大型齒輪淬火脫碳仿真分析(圖4)

最大主應力，MPa

 

二、有脫碳表面應力分布情況

假定脫碳層約為0.1mm，其輪齒表面碳分布情況如下圖所示。
 

工程師及研發(fā)團隊對大型齒輪淬火脫碳仿真分析(圖5)

 
預測輪齒表面拉應力很大，但深度很淺。深度受脫碳深度的影響很大，通過仿真結(jié)果來看拉應力的深度約為0.3毫米，足以在實際齒輪中產(chǎn)生表面開裂甚至材質(zhì)剝落的風險。
 

工程師及研發(fā)團隊對大型齒輪淬火脫碳仿真分析(圖6)

 
通過DANTE對有脫碳和無脫碳情況的輪齒表面拉應力情況分析，可以對熱處理過程工藝進行指導，有效預防齒輪脫碳現(xiàn)象產(chǎn)生，節(jié)約實驗成本。 |

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