Comment faire des roues dentées forgées de niveau DIN 5 avec des exigences de dureté différentes

La création de roues dentées forgées de niveau DIN 5 avec des exigences de dureté différentes à travers le trou central, la nervure et les dents est un processus complexe qui implique une sélection précise du matériau, un forgeage et un traitement thermique. Voici un aperçu général des étapes impliquées:

1. Sélection du matériel

· Choisissez un acier allié de haute qualité avec une bonne trempabilité, une bonne ténacité et une bonne résistance à l'usure. Les matériaux courants pour de telles applications comprennent les 4140 AISI, les 4340 ou d'autres aciers alliés qui conviennent aux traitements de dureté différentielle.

· S'assurer que le matériau répond aux normes de qualité des engrenages de niveau DIN 5, qui se réfèrent à une haute précision en termes de dimensions, d'alignement des dents et de finition de surface.

2. processus de forgeage de précision

· Forgeage de préforme: forger la forme initiale de la roue dentée en utilisant des techniques de forgeage à chaud pour affiner la structure du grain, augmenter la densité du matériau et améliorer les propriétés mécaniques. Ceci est crucial pour les applications à haute résistance et crée une base solide pour atteindre la qualité DIN de niveau 5.

· Forgeage et découpage final: des outils de forgeage conçus pour atteindre des dimensions presque finales doivent être utilisés pour produire la roue dentée avec un besoin minimal d'usinage. Le forgeage final peut améliorer la finition de la surface et permettre des tolérances précises, cruciales pour atteindre la qualité DIN de niveau 5.

3. traitement thermique différentiel de dureté

Pour atteindre différents niveaux de dureté au niveau du trou central, de la nervure et des dents, vous devrez utiliser des méthodes de traitement thermique sélectif. Voici quelques options:

· Durcissement par induction pour les dents d'engrenage: le durcissement par induction peut être utilisé pour durcir les dents, créant une surface résistante à l'usure tout en maintenant la ténacité au cœur. Ce processus consiste à chauffer uniquement les dents à une température spécifique, puis à les tremper, ce qui donne une couche externe durcie.

· Trempe ou carburation locale pour les trous centraux et les côtes: utilisez une trempe localisée ou un processus de carburation contrôlé pour ne durcir que certaines zones, comme la section des côtes, si une dureté plus élevée est requise. La carburation introduit du carbone dans la couche superficielle du métal, qui est ensuite traité thermiquement pour améliorer la dureté tout en maintenant le noyau plus doux pour la ténacité.

· Trempe austempering ou isotherme: pour le trou central où une dureté plus douce est requise, pensez à un processus comme l'austempering, qui produit une microstructure bainitique, donnant un bon équilibre entre dureté et ténacité. Ceci peut être réalisé par chauffage et refroidissement de manière contrôlée sans nécessiter de durcissement intensif.

4. meulage et finition de surface

· Après le traitement thermique différentiel, un meulage de précision est souvent nécessaire sur les dents d'engrenage pour atteindre la qualité DIN de niveau 5 requise. Ce processus affinera les dimensions, réduira la rugosité de la surface et assurera un engrenage adéquat.

· Des procédés de finition spéciaux, tels que le grenaillage, peuvent être appliqués pour augmenter la résistance à la fatigue de surface des dents et des nervures, améliorant ainsi la durabilité.

5. Test de qualité et inspection

· Test de dureté: Effectuer des tests de dureté (Rockwell ou Vickers) sur le trou central, les nervures et les dents pour vérifier que chaque zone répond à son exigence de dureté spécifique.

· Test dimensionnel et profilé: utilisez des machines de mesure de coordonnées (CMM) ou des outils d'inspection optique pour vérifier que les dimensions des engrenages, l'alignement et le profil des dents répondent aux normes DIN de niveau 5.

· Analyse de microstructure: effectuer des tests métallurgiques pour confirmer que le traitement thermique a produit la microstructure correcte dans chaque zone, assurant l'équilibre souhaité entre la dureté et la ténacité.

Résumé des points clés:

· Sélection des matériaux: Acier allié de haute qualité avec une bonne trempabilité.

· Processus de forgeage: forgeage de précision pour atteindre les normes DIN de niveau 5.

· Dureté différentielle: utilisez des traitements thermiques sélectifs comme le durcissement par induction pour les dents, la trempe locale pour les nervures et l'austempering pour le centre.

· Finition et inspection: meulage et inspection de précision pour répondre aux exigences dimensionnelles et de dureté du niveau DIN 5.

Chacune de ces étapes nécessite un contrôle et un équipement précis pour garantir les propriétés souhaitées dans chaque section de l'engrenage, ainsi que pour répondre aux normes de qualité des engrenages de niveau 5 DIN pour les applications hautes performances.