The paper discusses the results of research on the structure and tribological properties of hybrid layers produced on the surface of medium-carbon steel in hybrid treatment, combining gas carburizing process with the next treatment, i.e. diffusion chromizing and PVD treatment. A comparison was made of the structure and tribological properties of the layers obtained as a result of hybrid treatment with the layers produced in a single diffusion chromizing process. The studies of the layers concerned their structure, chemical composition, thickness, and hardness. Linear wear of the layers were performed by means of three-cylinder-cone method. It has been shown that the linear wear of samples with hybrid layers, produced on medium carbon steel, is less than 50% of samples with single carbide layers. This indicates very good anti-wear properties of hybrid layers.
PL
W pracy omówiono wyniki badań dotyczących budowy oraz właściwości tribologicznych warstw hybrydowych, wytwarzanych na powierzchni stali średniowęglowej, w obróbce hybrydowej łączącej nawęglanie gazowe z następną obróbką – chromowaniem dyfuzyjnym oraz obróbką PVD. Przeprowadzono porównanie budowy i właściwości tribologicznych warstw otrzymanych w wyniku obróbki hybrydowej z warstwami, wytworzonymi w pojedynczym procesie chromowania dyfuzyjnego. Badania warstw dotyczyły ich budowy, składu chemicznego, grubości i twardości. Zużycie liniowe warstw oceniano metodą trzy wałeczki-stożek. Wykazano, że zużycie liniowe próbek z warstwami hybrydowymi, wytworzonymi na stali średniowęglowej, jest ponad dwukrotnie mniejsze niż próbek z pojedynczymi warstwami węglikowymi. To świadczy o bardzo dobrych właściwościach przeciwzużyciowych warstw hybrydowych.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This research represents a unique approach in improving the fatigue life of 20MnCr5 (89–91 HR15N hardness) shafts which were surface treated through gas carburizing process in a sealed quench furnace followed by double tempering. Crack initiation on 20MNCr5 transmission shafts always occurs at the end of spline location (Location X), propagates longitudinally and finally ruptures at stem location. This was confirmed through optical microscope and SEM (make:Jeol) images. The fatigue experiments were carried out at room temperature in 11,500 Nm torque test machine (Model – MTS-663-144-01). The torque test was carried-out by applying a fully reversed cyclic load with the frequency of 5 Hz for the torsional load of ±3000 Nm. Effect of double tempering, surface roughness, carbon case depth, Microstructure such as retained austenite and non-martensitic transformation products (NMTP) have been investigated in this research. The outcome of the research shows that increase in case depth (CD) (out of increased gas carburising time) resulting in increased inter-granular oxidation (IGO) and NMTP in its microstructure. The presence of retained austenite on the surface of the shaft has not yielded any remarkable improvement in fatigue life of the shaft. Presence of tempered martensite with lesser percentage of retained austenite on the surface improved the fatigue life drastically from 12,000 cycles to greater than 35,000 cycles at high torque load of ±3000 Nm.
W artykule na przykładzie rolek łożyska tocznego wykazano, że właściwie dobierając proces wykonania technologicznej warstwy wierzchniej (TWW), można wyeliminować niedogodności, którymi charakteryzuje się klasyczna technologia, jak również w znaczny sposób obniżyć koszty produkcji i poprawić jakość wytwarzanych łożysk. Stosując zamiast nawęglania gazowego nowoczesne nawęglanie próżniowe, wytworzono warstwę wierzchnią pozbawioną odwęglenia i utlenienia wewnętrznego. Dzięki temu możliwe było ograniczenie naddatku na niezbędną, kosztowną i czasochłonną obróbkę wykończającą rolek - na szlifowanie. W efekcie uzyskano nie tylko znaczne oszczędności, ale także prawidłowe widmo naprężeń własnych warstwy nawęglanej, co jest szczególnie istotne w elementach maszyn i urządzeń pracujących w warunkach dużych obciążeń stykowych. Dodatkową zaletą tej metody jest także znaczne skrócenie czasu nawęglania i energooszczędność, co niewątpliwie będzie wpływać na zmniejszenie kosztów produkcji.
EN
Presented paper describes an example of the rolling bearing's roll, demonstrating that proper selection of the surface layer technological process can eliminate problems characteristic for classical technology. Moreover, production costs can be significantly reduced and improved quality can be achieved. The surface layer without decarburization and internal oxidation was formed using vacuum carburizing instead of gas carburizing. Limitation of allowance necessary for expensive and time-consuming after-machining was also achieved due to that. The significant cost reduction as well as advantageous internal stresses distribution in case depth were obtained as the effect, what is especially important in machine parts and elements working in conditions of high contact loads. The significant shortening of carburizing time and energy-saving of the process, reducing total production costs, are also an additional advantages.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Purpose: of this paper is modification of the processing procedures of selected components, which would allow one to eliminate the operations of copper plating and copper strip steps. Design/methodology/approach: Along with its technical advantages, helping to satisfy the customers' needs, the technology of copper plating has one major disadvantage, comprised of the necessity to use highly toxic solutions, and a subsequent need to dispose the toxic wastes. The process of galvanic copper plating is, therefore, an operation unjustified both on ecological as well as on economical grounds. Findings: Application of a fully controlled and reproducible protective atmosphere in the hardening procedure as a replacement approach for a disadvantageous measure of inter-operational copper plating in the production of gear wheels and pinions. Research limitations/implications: The energetic development in automotive and aviation industries have played a significant role in development of modern multitooling technologies in the production of gear wheels [11-14]. As discussed in the works of Dowes and Cooksey [1], Drug and Ghelec [2], Edenhofer [3-5], Hoffmann [8], working components of the bevel and hypoid gear systems in aerospace and automotive industries are usually made of low carbon steels with the gas carburizing operation used for their hardening. Practical implications: The requirements of the aerospace industry do not permit any structural alterations of the surface layer of the processed parts (oxidizing, carburizing or decarburization). Originality/value: Thanks to the specific modifications presented in this work the following achievements were made: lowering the production costs of gear wheels, improvement of environment protection and work conditions by a partial elimination of toxic chemicals.
W artykule zbadano wpływ nawęglania w ośrodku gazowym na własności mechaniczne stali konstrukcyjnych: 15HM, 25HM i 10H2M. Przeprowadzana obróbka spowodowała zmiany strukturalne w strefach warstw wierzchnich. Stwierdzono wzrost własności mechanicznych dla wszystkich badanych stali konstrukcyjnych, z których największą wartość posiadała stal 25HM.
EN
In this work was investigated of gas carburizing on mechanical characteristics of the constructional steels: 15HM, 25HM and 10H2M. Applied treatmens caused structural changes in superficial zones mens and as a result changes of stress-strain characteristics have been observed. Experiments show increase of mechanical properties for all investigated constructional steels. The highest parameters have been observed for 25HM steel.
W prezentowanej pracy przedstawiono rezultaty nawęglania gazowego prowadzonego w piecu próżniowym przy obniżonym ciśnieniu. Badano wpływ parametrów nawęglania w niskim ciśnieniu na strukturę, efektywną grubość i stan utwardzenia warstw nawęglonych wybranych stali niskostopowych. Analizowano wpływ obniżonego ciśnienia gazu na przebieg nawęglania w otworach ślepych, przelotowych oraz głębokich rowkach. Stwierdzono dużą jednorodność i powtarzalność uzyskiwanych wyników oraz dużą szybkość wzrostu warstw nawęglanych przedstawioną metodą w porównaniu do nawęglania gazowego metodą konwencjonalną.
EN
The results of low-pressure gas carburizing have been presented. The influence of process's parameters on the case structure, depth and case hardness of chosen low-alloy-steels were investigated. Also the influence of gas low-pressure on carburizing course in blind-holes and through-holes was analysed. The high uniformity and reprodicibility, high rate of case growth obtained by presented method in comparison to conventional gas carburizing were determined.
W niniejszej pracy przedstawiono wpływ nawęglania gazowego na zmiany składu chemicznego i fazowego nawęglanej stali 15 HN. Wykorzystując opracowany model obliczeń oraz otrzymywane profile stężenia węgla w warstwie nawęglonej przeprowadzono obliczenia wpływu całkowitej zawartości węgla na: zawartość chromu, węgla i niklu w osnowie martenzytycznej (austenicie), graniczną rozpuszczalność węgla w austenicie, temperaturę początku przemiany martenzytycznej Ms oraz udział austenitu szczątkowego i cementytu stopowego. Obliczenia wykonano dla temperatur austenityzowania od 800 stopni Celsjusza (1073 K) do 950 stopni Celsjusza (1223 K). Zastosowanie modelu pozwala prognozować optymalny z punktu widzenia właściwości użytkowych skład chemiczny i fazowy warstw nawęglanych otrzymanych w procesie nawęglania gazowego stali chromowo-niklowych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.