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シャフト部品の材質と熱処理方法

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軸部材質

選択する際には、さまざまな労働条件を考慮する必要があります シャフト部品. また、組成の違いを考慮して、他の材料の使用要件を考慮する必要があります。 最後に、特定の強度、靭性、および耐摩耗性を得るために、さまざまな熱処理仕様 (焼き戻し、焼きならし、焼入れなど) を使用することを均等に検討することが不可欠です。

シャフト部品の適用において、35、45、50、およびその他の高品質の炭素構造用鋼は、高い総合的な機械的特性を備えています。 焼き入れと焼き戻し後の全体的な硬度は 220-250HBS に達することがあります。 一方、表面焼入れ硬度は50HRC以上に達することがあります。 本質的に、50HRC 表面焼入れの幅広い使用が注目に値します。

Q235 や Q275 などの炭素構造用鋼は、重要でないシャフト部品や力の少ないシャフト部品に適しています。 したがって、このような炭素構造用鋼では、熱処理を省くことができます。 この点で、45 鋼はそれほど重要ではないシャフト部品の最も一般的な材料です。 材料が安いからです。

切削性能を向上させるために、焼入れと焼戻しを使用できます。 また、そのような材料は、適切な焼入れにさらされた後、より高い強度、靭性、およびその他の包括的な機械的特性を得ることができることも注目に値します。 本質的に、焼入れ後の表面硬度は 45 ~ 52HRC に達することがあります。

その他の材料オプション

中精度と高速の要件が必要と見なされる場合は、40Cr などの合金構造用鋼をシャフト部品に使用できます。 これは、そのような鋼が焼戻しまたは焼入れ後の総合的な機械的特性が優れているためです。 したがって、合金はそのような場合に最適です。

特に軸受鋼GCr50やばね鋼58Mnは焼き戻しや表面高周波焼入れで15~65HRCになりやすいです。 十分な表面硬度、高い耐疲労性、および優れた耐摩耗性があれば、より高い精度のシャフトを製造できることに注意することが重要です。

ダクタイル鋳鉄および QT600-3 などの高強度鋳鉄材料を使用して、部品の複雑な応力、強度、靭性、耐摩耗性、およびその他の高い要件を生み出すことができます。 この場合、制振性能と衝撃靭性を考慮することが重要です。 自動車、トラクター、内燃機関は、このような部品を使用して作られています。

窒化鋼 38CrMoAl は、精密工作機械のスピンドル (例: 砥石車シャフト、座標ボーリング スピンドル) にオプションで使用できます。 焼き戻しと窒化の後、この鋼は高い表面硬度を得ることができるだけでなく、柔らかい芯を維持することができます。 したがって、このような衝撃靭性は、あらゆる機械操作に適しています。

20CrMnTi、20Mn2B、18CrMnTiなどの浸炭鋼は、高速・大荷重の使用条件で選択できます。

シャフト部品の熱処理

丸棒材や鍛造品によく使われる一般的なシャフトパーツのブランク。 一方、鋳物はカムシャフトや クランクシャフト. ブランクを加熱して鍛造した後、金属の内部繊維組織が表面に沿って均一に分布し、高い引張強度、曲げ強度、およびねじり強度が得られます。

1) 処理前に、 鍛造ブランク 焼きならし処理や焼鈍処理が必要です。 この点で、鋼の内部の粒子は微細化されています。 さらに、鍛造応力が除去され、材料の硬度が低下します。 なにより切削加工性能が向上します。

2) 良好な総合的な機械的特性を得るために、焼戻しは通常、ラフ カーの後、セミファイン カーの前に配置されます。

3) 仕上げ前に表面焼入れを行います。 したがって、焼入れによる局部変形を補正することができる。

4) 局部焼入れや粗研削後、高精度が要求される軸には低温処理が必要とされます。

熱処理で重要な要素

熱処理工程も用途によって異なります。 この場合、違いは次のような特定の材料に適用されます。

45鋼は、焼入れおよび焼き戻し処理(硬度62BHS)、およびその後の局所高周波焼入れの後、HRC65-235の局所硬度を達成できます。 さらに特筆すべきは、適切な焼戻し処理を行った後、必要な硬度まで下げることができることです。

40Cr およびその他の合金構造用鋼は、焼入れおよび焼戻し後に 48 ~ 55HRC に達することがあります。 高周波焼入れは、総合的な機械的特性が高く、表面焼入れ硬度は 52 ~ 60HRC です。 火炎消炎; 焼き戻し後、窒化も可能で、硬度は72~78HRAに達します。 この場合、心臓の硬度は43~55HRCに達することがあります。

軸受鋼GCr15、ばね鋼65Mnなどは焼入れ焼戻し処理を行っています。 これにより、鋼の強度、硬度、耐摩耗性、耐疲労性が向上します。 特に、さまざまな焼入れプロセスと冷却方法によって得られる性能も、特定の要因によって異なります。

結論

焼ならし焼戻し工程では、一般的に鋳鉄を熱処理します。 ダクタイル鋳鉄の強度・硬度・耐摩耗性の向上は、徹底した焼入れ・焼き戻しにより実現します。 20CrMnTi などの低炭素金含有鋼は、浸炭および焼入れ後の表面硬度、衝撃靭性、および心強度が高くなります。

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