عمود عجلة القيادة IE1671 (انظر الشكل 1) عبارة عن عمود دوران منخفض السرعة وعزم دوران مرتفع. إنه يلعب دورًا مهمًا في نقل عزم الدوران إلى دوران عجلة القيادة في مجموعة ناقل الحركة بالمركبة وهو جزء أساسي وأمان في السيارة. نظرًا لخصائص المعالجة الحرارية التعريفي (تسخين السطح المحلي) ، فإن هذا الجزء عرضة لارتفاع درجة الحرارة عند تطبيق التسخين التعريفي في نهاية الشريحة والزاوية الحادة من الخطوة ، مما ينتج عنه حبيبات خشنة. علاوة على ذلك ، نظرًا للهيكل الخاص لعمود عجلة القيادة (يلزم أن تكون طبقة التصلب ذات الزاوية المستديرة R أعمق من 7 مم ؛ صلابة Acuity 47 HRC ، عمق طبقة التصلب 3 ~ 16 مم ، هناك خمسة مواصفات وحجم الحبوب ومحتوى مارتينسيت 90 ٪ أو أعلى من المستوى 5 أو أعلى من المتطلبات الفنية المتعددة) ، في نفس الوقت تأكد من أن عمق طبقة التصلب سهلة التسخين المفرط ، يؤدي إلى R الجزء المستدير الحبيبات الخشنة ، الطرف على ثقب الترباس بعيدًا عن جذر 0.6 مم للتصلب ، من السهل أيضًا جعل البرودة على سرعة التبريد أسرع ، وإجهاد تحول الطور ، والضغط الحراري أكبر ، بالإضافة إلى الصلابة والمواد الجيدة ، لذلك عند إخماد التشوه وميل التكسير أكبر.
الشكل 1 هو رسم تخطيطي لعمود عجلة القيادة IE1671
لحل هذه المشكلة ، تمت دراسة هذا النوع من محور القيادة لعملية تصلب الحث بالتردد المتوسط ، من خلال معلمات تحسين عملية التبريد بالحث الكهربائي ، وتصميم الأدوات والتجهيزات ، وسلسلة من الأعمال التجريبية ، تم تطوير مجموعة مناسبة لمحور القيادة أفضل عملية إنتاج ، وتقليل معدل الرفض ، وفي نفس الوقت لتحقيق جودة عالية ، وتكلفة منخفضة ، واستهلاك منخفض للطاقة لأهداف التصنيع الأخضر.
1. المتطلبات الفنية
المواد والعملية: IE1671 يكافئ 30CrMnMoB في الصين ، ويظهر تحليل التركيب الكيميائي في الجدول 1. قياس الصلابة والهيكل المعدني في أعماق مختلفة من موقع أخذ العينات والمواقع المختلفة موضحة في الشكل. 2 و FIG. 3 على التوالي.
الجدول 1 التركيب الكيميائي لعمود عجلة القيادة (جزء الكتلة) (٪)
تين. 2 مخطط موضع أخذ العينات لأجزاء عمود دوران عجلة القيادة
المتطلبات الفنية: DB4.0.H1، H2، H3 ≥47HRC. عمق طبقة التصلب ، مقطع H1: 7 ~ 16 مم ؛ القسم H2: 7 ~ 12 مم ؛ القسم H3: 3 مم ؛ الموضع A ≥7 مم.
(أ) قياس الصلابة على أعماق مختلفة في الموضع 1
(ب) قياس الصلابة في الموضع 2 على أعماق مختلفة
(ج) قياس الصلابة في الموضع 3 على أعماق مختلفة
(د) قياس الصلابة في الموضع 4 على أعماق مختلفة
(هـ) الهيكل المعدني القياسي في الموضع 1 (100 ×)
(و) الهيكل المعدني القياسي عند 7 مم من الموضع 1 (100 ×)
(ز) الهيكل المعدني القياسي في الموضع 2 (100 ×)
(ح) الهيكل المعدني القياسي عند 7 مم من الموضع 2 (100 ×)
(I) الهيكل المعدني القياسي في الموضع 3 (100 ×)
(ي) الهيكل المعدني القياسي عند 7 مم من الموضع 3 (100 ×)
(ك) الهيكل المعدني القياسي في الموضع 4 (100 ×)
(ل) الهيكل المعدني القياسي عند 7 مم من الموضع 4 (100 ×)
(م) الهيكل المعدني القياسي في الموضع 5 (100 ×)
(ن) الهيكل المعدني القياسي عند 7 مم من الموضع 5 (100 ×)
الشكل 3
2. معلمات عملية التبريد التعريفي
أ. تحديد خطة العملية
المحرِّض المستخدم هو الحث الحلقي ، الذي يظهر هيكله في الشكل 4. قطر المستشعر 178 مم ، المستشعر بحلقة رش الماء.
الشكل 4: عمود عجلة القيادة IE1671 إذا كان مستشعر التبريد بالحث التردد
(1) عمق طبقة التصلب
يرتبط عمق طبقة التصلب للأجزاء بحجم تردد الطاقة ، وسرعة تحرك الأجزاء ، وقوة الشفاء ، وحجم فجوة المستشعر ، وما إذا كان المستشعر مُسخنًا ، وما إلى ذلك. المعدات المستخدمة في التبريد الوسيط لعمود عجلة القيادة IE1671 هي 8000 هرتز ، 160 كيلو واط. عمق طبقة تصلب قطعة العمل بالحث بالتردد المتوسط يكون بشكل عام في 2 ~ 4 مم ، وبالتالي فإن استخدام الحث بالتردد المتوسط لإخماد عمود عجلة القيادة ، لتحقيق عمق طبقة تصلب 7 ~ 16 مم ، مع عملية التبريد التقليدية أمر صعب للغاية. لذلك ، يمكن اعتبار عملية التبريد فقط لحل المعدات والأجزاء نفسها لا يمكن أن تحل المشكلة.
(2) سرعة التحرك للأجزاء
في ظل ظروف أخرى دون تغيير ، تتناسب سرعة الحركة للجزء عكسًا مع عمق طبقة التصلب ، أي كلما زادت سرعة تحرك الجزء ، كلما كان عمق طبقة التصلب أقل عمقًا ؛ كلما كانت سرعة الحركة أبطأ ، كلما كانت طبقة التصلب أعمق. بالنسبة لهذه الأجزاء ، إذا كان يجب أن تبطئ أجزاء إخماد الحث ذات التردد المتوسط من سرعة الحركة ، وسرعة الحركة بطيئة للغاية ، ولكن يمكن أن تتسبب الأجزاء في ارتفاع درجة حرارة تبريد الأجزاء ، وتنظيم تبريد الأجزاء ضخم ، ومن السهل إخماد مشكلة الكراك ، يجب أن يكون السبب من خلال اختبار ، تصحيح سرعة حركة الأجزاء المناسبة ، لتلبية عمق طبقة تصلب 7 ~ 16 مم من المتطلبات الفنية.
(3) طاقة التسخين
في ظل ظروف أخرى غير متغيرة ، كلما زادت قوة تسخين الجزء ، زاد عمق طبقة التصلب ؛ على العكس من ذلك ، كلما كانت قوة التسخين للجزء أصغر (تحت فرضية أن الجزء يمكن أن يصل إلى درجة حرارة التبريد) ، كان عمق طبقة التصلب أقل عمقًا.
(4) حجم فجوة المستشعر
كلما كانت خلوص المستشعر أكبر ، كانت سرعة التسخين أبطأ ، وزاد الوقت الذي يستغرقه الجزء للوصول إلى درجة حرارة انتقال الطور ، وبالتالي تكون طبقة التصلب أعمق. على العكس من ذلك ، فإن عمق طبقة التصلب أقل عمقًا.
(5) أخرى
يتم الحصول على تسخين الأجزاء عن طريق نقل الحرارة من السطح إلى المركز عند التبريد ، بينما يتم الحصول على التبريد بالحث على التردد المتوسط عن طريق نقل الحرارة من السطح الثانوي إلى السطح الخارجي عند التبريد. إذا كان التسخين المسبق الأول ثم تنفيذ التبريد المستمر بالتسخين ، فقد يؤدي ذلك إلى تمديد الأجزاء خلال وقت الاحتراق ، وستكون طبقة التصلب أعمق ، ولن تكون درجة حرارة السطح مرتفعة للغاية.
ب. تحديد المعلمات الكهربائية
(1) نسبة المحولات
وفقًا للهيكل والخبرة العملية للمحث ، تم اختيار 20: 1 بعد اختبار تحسين العملية.
(2) المعلمات الكهربائية
بعد اختبار تحسين العملية ، جهد إمداد الطاقة: U = 500 ~ 600V ؛ التيار: I = 100 ~ 120A ؛ السعة C تم ضبطها على الترس 1 و 3 و 6 (من اليسار) ؛ عامل الطاقة: cos Ф = 1. الطاقة الحجم: P spline set 60kW ؛ P المحور البصري 65kW ؛ مؤشر عداد الطاقة: 9:40.ضغط الماء: قراءة العداد هي 10 بار ، القاعدة (صفر): -534 (80kW).
(3) طريقة التبريد
اختر التبريد المستمر بالتسخين ، طريقة التبريد بالتبريد بالرش ، تم استخدام 1٪ من كحول البولي فينيل كوسيط تبريد.
(4) بعد تحسين عمود عجلة القيادة ، تكون برمجة العملية على النحو التالي (رقم برمجة الاختبار هو 1001 ، والتفاصيل كما يلي):
ن10 س7
N20 G0 X-86
ن30 س2
N40 G4 F3.2
N50 G1 X-152 F300
N60 G1 X-196 F400
N70 G1 X-293 F300
N80 G1 X-485 F400
N90 G4 F0.7
N100 G1 X-534 F500
ن110 س2
N120 G4 F19
ن130 س4
N140 G4 F16
ن150 س2
N160 G4 F19
ن170 س4
N180 G4 F16
ن190 س2
N200 G4 F24
N210 G1 X-479 F400
N220 G4 F1
N230 G1 X-472 F185
ن240 س5
N250 G1 X-337 F185
N260 G4 F0.5
N270 G1 X-293 F185
N280 G4 F1.5
N290 G1 X-152 F185
N300 G4 F2
N310 G1 X-128 F270
N320 G1 X-86 F250
N330 G4 F1.2
ن340 س4
N350 G1 X-50 F500
N360 G4 F13
N370 G1 X-80 F500
N380 G4 F28
ن390 س6
ن400 س8
نسنومكس غنومكس زسنومكس
نسنومكس مسنومك
3. الكشف عن الهيكل المعدني بعد التبريد
بعد إخماد الأجزاء بواسطة اختبار مسحوق مغناطيسي غير تدميري ، لم يتم العثور على عيوب. يتم عرض نتائج الكشف عن عمق طبقة تصلب الأجزاء الصلبة في الجدول 2 والشكل 5.
الجدول 2 عمق طبقة تصلب عمود الإدارة
(أ) المركز 1
(ب) المركز 2
(ج) المركز 3
(د) المركز 4
الشكل 5
يتم عرض نتائج اختبار الصلابة للأجزاء الصلبة في الجدول 3.
الجدول 3 قيمة صلابة عمود عجلة القيادة:
بعد التبريد ، يظهر الهيكل المعدني للأجزاء في الجدول 4 والشكل 6.
الجدول 4 الهيكل المعدني للأجزاء المروية من عمود عجلة القيادة:
(أ) الهيكل المعدني الفعلي في الموضع 1
(ب) الهيكل المعدني الفعلي عند 7 مم من الموضع 1
(ج) الهيكل المعدني الفعلي في الموضع 2
(د) الهيكل المعدني الفعلي عند 7 مم من الموضع 2
(هـ) الهيكل المعدني الفعلي في الموضع 3
(و) الهيكل المعدني الفعلي عند 7 مم من الموضع 3
(ز) الهيكل المعدني الفعلي في الموضع 4
(ح) الهيكل المعدني الفعلي عند 7 مم من الموضع 4
(I) الهيكل المعدني الفعلي في الموضع 5
(ي) الهيكل المعدني الفعلي عند 7 مم من الموضع 5
الرقم 6.
4. اختتام
(1) تم أخذ عينات عشوائية من 85 قطعة من قطع التبريد بالحث من 425 قطعة من أجزاء عمود عجلة القيادة ، وتم قياس صلابة التبريد على أنها 51 ~ 54 HRC ؛ عمق الطبقة المتصلبة هو 3 ~ 16 مم (متطلبات نطاق 5 أجزاء) ، وحجم الحبوب ≥5 درجة ، ومحتوى مارتينسيت ≥90٪ ، بما يتماشى مع رسم المنتج للمعالجة الحرارية للمتطلبات الفنية للأجزاء.
(2) يمكن تطبيق نجاح عملية التبريد والمعدات والمجموعات الكاملة من أجهزة التبريد في محور القيادة المماثل لتصلب الحث بالتردد المتوسط ، والبرمجة ، والتشغيل المريح والعملي ، وعملية التبريد بسيطة وموثوقة ، بمجرد العملية ، تتميز عملية التبريد بإمكانية إعادة إنتاج موثوقة ، ويمكن أن تضمن نتائج التبريد واستقرار جودة التبريد ، وفي نفس الوقت ، اكتسب التطبيق الموسع لمعدات الحث مزيدًا من التحسين.
(3) من خلال البحث حول عملية التبريد بالحث لعمود عجلة القيادة ، وجد أنه عندما تكون المادة ماركة أجنبية IE1671 (ما يعادل 30CrMnMoB) ، تكون الصلابة قوية عندما تكون wCr = 0.5٪ ، مما يؤثر بشكل مباشر على عمق طبقة التصلب ، أي الصلابة تتناسب مع عمق طبقة التصلب ؛ في ظل حالة نفس المادة مع نفس عمق الطبقة ، فإن وقت التخليص للتدفئة والتبريد القصير سوف يتسبب في أن تكون الصلابة عالية جدًا ويكون الهيكل سميكًا. وفقًا لاختبار التركيب الكيميائي ، تبلغ نسبة الماء في هذه العينة 0.31٪. وفقًا لانحراف محتوى الكربون على دفعات مختلفة من عمود محرك الكارتر 3309 و 3310 في هذا المشروع ، تتأثر صلابة التبريد بشكل مباشر ، أي أن محتوى الكربون في نفس الحالة والعملية يتناسب مع الصلابة.
(4) يمكن أن تعزى نتائج البحث إلى أن مجال التبريد التعريفي كان طفرة في العمل التجريبي. في عملية إنتاج المعالجة الحرارية ، يتم استخدام أداة آلة التبريد على نطاق واسع بشكل متزايد ، مما يمكننا من إنتاج أجزاء عالية الجودة تلبي متطلبات حماية البيئة والسلامة في ظل مراقبة جودة أكثر كفاءة ودقة.
