Breve introducción al Shot Peening de refuerzo de engranajes

   El granallado de refuerzo de engranajes utiliza principalmente el proceso de golpear continuamente la superficie del diente con perdigones de alta velocidad, al igual que innumerables martillos pequeños que golpean la superficie del diente, lo que provoca una deformación plástica extremadamente fuerte de la superficie del diente y un endurecimiento por trabajo en frío de cierto espesor. de la superficie del diente. La capa endurecida es la capa de refuerzo de la superficie del diente, que refuerza la superficie de la raíz del diente y genera tensión de compresión residual en la superficie de la raíz del diente, logrando una tecnología de fortalecimiento de tratamiento en frío superficial que mejora la resistencia a la fatiga del engranaje y aumenta la vida útil.

1. Propósito y partes clave
   A través del granallado de refuerzo de engranajes, se mejora el estado de tensión de la superficie de la raíz del diente para lograr el objetivo de antifatiga y larga vida útil del engranaje. Debido al par de transmisión, la raíz del diente está sujeta a una gran tensión de flexión alterna, especialmente la raíz del diente debe tener suficiente resistencia. Por lo tanto, el enfoque del granallado de refuerzo de engranajes es fortalecer la superficie de la raíz del diente.

2. Efecto del shot peening de refuerzo de engranajes
    (1) El shot peening mejorado puede mejorar significativamente la resistencia a la fatiga de los engranajes

   Después de que el engranaje se refuerza mediante granallado, debido a la transformación de la austenita retenida en martensita y el efecto combinado de una alta tensión de compresión residual, el endurecimiento por trabajo de la superficie y el refinamiento de la microestructura y la dureza de la superficie del diente se mejoran significativamente.

   Después de que el engranaje es tratado térmicamente, la superficie del diente es continuamente impactada por el chorro de proyectiles de alta velocidad, que puede transformar la austenita retenida en martensita. Las agujas de martensita son obviamente más pequeñas y más densas que el engranaje pelado sin disparar, que puede refinar la martensita. El papel de la subestructura corporal es propicio para el aumento de la tensión de compresión residual.

  Después de que el engranaje está reforzado y granallado, el valor máximo de tensión de compresión residual es de aproximadamente 0.05 ～ 0.10 (mm) debajo de la superficie del diente, y la tensión de compresión residual puede ser tan alta como -800 ～ -1200MPa. Cuando hay microgrietas en la raíz del diente, la tensión de compresión residual puede inhibir la propagación de la grieta. Cuando la profundidad de la capa de tensión de compresión residual es aproximadamente 5 veces la profundidad de la grieta, se puede eliminar el efecto de la grieta. La tensión de compresión residual tiene una gran influencia en la resistencia a la fatiga por flexión del engranaje, y la tensión de compresión residual de la superficie del diente puede reducir el valor máximo de la tensión de tracción por flexión.

   (2) El granallado puede aumentar significativamente la vida útil de los engranajes.

   Según los datos relevantes, el reforzamiento del granallado de engranajes sometidos a flexión cíclica y cargas alternas puede aumentar eficazmente su límite de fatiga. El reforzamiento del shot peening puede aumentar de forma especialmente eficaz la resistencia a la fatiga de las piezas de concentración de tensión. Puede eliminar el proceso de mecanizado (como el rectificado de la superficie del diente del engranaje y el tratamiento de modelado del engranaje del eje). Al mismo tiempo, puede mejorar la concentración de tensión causada por marcas de corte o ranuras continuas, agujeros y filetes de transición y otros factores estructurales. Después de fortalecer el granallado, la dispersión de la vida útil del engranaje se puede reducir significativamente y la vida útil del engranaje se puede prolongar varias veces, decenas de veces o incluso cientos de veces.

3. Precauciones en el reforzamiento del granallado de engranajes
   (1) La prueba no destructiva (prueba de partículas magnéticas y prueba de color) del engranaje debe llevarse a cabo antes del granallado de refuerzo del engranaje, porque el flujo de plástico de la superficie durante el granallado de refuerzo cubrirá las grietas finas.

   (2) Una temperatura más alta (por encima de 232 ° C) liberará la tensión de compresión residual y debilitará el efecto de granallado. Según datos relevantes, el profesor He Jiawen de la Universidad Xi'an Jiaotong ha realizado un estudio especial sobre este esfuerzo compresivo. La presión se atenúa gradualmente con el aumento de temperatura, generalmente en torno a los 400º. Por lo tanto, todos los procesos de tratamiento térmico deben completarse antes de fortalecer el granallado.

   (3) En términos generales, todo el procesamiento mecánico también debe completarse antes de fortalecer el granallado. Antes del granallado de refuerzo de engranajes, todos los elementos de procesamiento deben verificarse para ver si cumplen con los requisitos de los dibujos, incluidas las dimensiones, las tolerancias de forma y posición, la rugosidad de la superficie y otros requisitos (incluidos los requisitos de pulido y fileteado interno y externo, etc.).

   (4) Antes del reforzamiento del engranaje, se debe eliminar el polvo, el aceite, la corrosión, etc. de la superficie de la pieza; a menos que se especifique lo contrario, también se debe quitar la capa protectora de la pieza.

   (5) En la actualidad, en países extranjeros se requiere que la tensión de compresión residual superficial de los engranajes de servicio pesado con superficies de dientes duros sea de -800 ～ -1200MPa, lo cual es difícil de lograr solo con carburación y temple. Este requisito puede cumplirse mediante granallado secundario. El valor de la tensión de compresión residual formada al fortalecer el granallado se mide con un difractómetro de rayos X.