Tiêu chuẩn TCVN 7578-5:2017 Độ bền và chất liệu vật liệu làm bánh răng thẳng,bánh răng nghiêng

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7578-5:2017

ISO 6336-5:2016

TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG TẢI CỦA BÁNH RĂNG THẲNG VÀ BÁNH RĂNG NGHIÊNG - PHẦN 5: ĐỘ BỀN VÀ CHẤT LIỆU CỦA VẬT LIỆU

Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 5: Strength and quality of materials

Lời nói đầu

TCVN 7578-5:2017 hoàn toàn tương đương với ISO 6336-5:2016.

TCVN 7578-5:2017 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 60 Bánh răng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 7578 (ISO 6336) Tính toán khả năng tải của bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng bao gồm các phần sau:

- TCVN 7578-1:2017 (ISO 6336-1:2006), Phần 1: Nguyên lý cơ bản, giới thiệu và các hệ số ảnh hưởng chung;

- TCVN 7578-2:2006 (ISO 6336-2:1996), Phần 2: Tính toán độ bền bề mặt (tiếp xúc);

- TCVN 7578-3:2006 (ISO 6336-3:1996), Phần 3: Tính toán độ bền uốn của răng;

- TCVN 7578-5:2017 (ISO 6336-5:2016), Phần 5: Độ bền và chất lượng của vật liệu;

- TCVN 7578-6:2007 (ISO 6336-6:2006), Phần 6: Tính toán tuổi thọ dưới tác dụng của tải trọng biến thiên.

 

TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG TẢI CỦA BÁNH RĂNG THẲNG VÀ BÁNH RĂNG NGHIÊNG - PHẦN 5: ĐỘ BỀN VÀ CHẤT LƯỢNG CỦA VẬT LIỆU

Calculation of load capacity of spur and helical gears - Part 5: Strength and quality of materials

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này trình bày các ứng suất tiếp xúc và ở chân răng và đưa ra các giá trị bằng số cho cả hai trị số ứng suất giới hạn. Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu đối với chất lượng vật liệu và nhiệt luyện và đánh giá về ảnh hưởng của chúng đối với cả hai trị số ứng suất giới hạn.

Các giá trị phù hợp với tiêu chuẩn này thích hợp cho sử dụng với các quy trình tính toán được cho trong TCVN 7578-2 (ISO 6336-2), TCVN 7578-3 (ISO 6336-3) và TCVN 7578-6 (ISO 6336-6) và trong các tiêu chuẩn áp dụng cho các bánh răng dùng trong công nghiệp, tốc độ cao và dùng trong hàng hải. Các giá trị này có thể áp dụng được cho các quy trình tính toán cho trong ISO 10300 để đánh giá khả năng tải của các bánh răng côn. Tiêu chuẩn này áp dụng được cho tất cả các ăn khớp răng, các biên dạng thanh răng cơ sở, các kích thước biên dạng răng, thiết kế, v.v, được đề cập đến trong các tiêu chuẩn trên. Các kết quả phù hợp với các phương pháp khác đối với dải được chỉ ra trong phạm vi áp dụng của TCVN 7578-1 (ISO 6336-1) và ISO 10300-1.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 5717 (ISO 2639), Thép - Xác định và kiểm tra chiều sâu lớp thấm cacbon và biến cứng;

TCVN 7446-2 (ISO 4948-2), Thép - Phân loại - Phần 2: Phân loại thép không hợp kim và hợp kim;

TCVN 7578-1 (ISO 6336-1), Tính toán khả năng tải của bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng - Phần 1: Nguyên lý cơ bản, giới thiệu và các hệ số ảnh hưởng chung;

TCVN 7578-2 (ISO 6336-2), Tính toán khả năng tải của bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng - Phần 2: Tính toán độ bền bề mặt (tiếp xúc);

TCVN 7578-3 (ISO 6336-3), Tính toán khả năng tải của bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng - Phần 3: Tính toán độ bền uốn của răng;

TCVN 7585 (ISO 53), Bánh răng trụ trong công nghiệp và công nghiệp nặng - Prôfin răng tiêu chuẩn của thanh răng cơ sở;

TCVN 7693 (ISO 14104), Bánh răng - Kiểm tra màu bề mặt tẩm thực sau khi đánh bóng;

TCVN 8992 (ISO 9443), Thép có thể xử lý nhiệt và thép hợp kim - Các cấp chất lượng bề mặt cho các thanh tròn các nóng và các thanh dây - Điều kiện kỹ thuật khi cung cấp;

TCVN 11236 (ISO 10474), Thép và sản phẩm thép - Tài liệu kiểm tra;

TCVN 12142-1 (ISO 683-1), Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 1: Thép không hợp kim dùng cho tôi và ram;

TCVN 12142-2 (ISO 683-2), Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 2: Thép hợp kim dùng cho tôi và ram;

TCVN 12142-3 (ISO 683-3), Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 3: Thép tôi bề mặt;

TCVN 12142-4 (ISO 683-4), Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 4: Thép dễ cắt;

TCVN 12142-5 (ISO 683-5), Thép nhiệt luyện, thép hợp kim và thép dễ cắt - Phần 5: Thép thấm nitơ;

ISO 642, Steel - Hardenability test by end quenching (Jominy test) (Thép - Thử độ thấm tôi bằng tôi đầu mút) (Thử Jominy);

ISO 643:2012 1), Steel - Micrographic determination of the apparent grain size (Thép - Xác định độ lớn hạt bằng phương pháp kim tương);

ISO 1328-1, Cylindrical gears - ISO system of flank tolerance classification - Part 1: Definitions and allowable values of deviations relevant to flanks of gear teeth (Bánh răng trụ - Hệ thống ISO về phân loại theo dung sai - Phần 1: Định nghĩa và các giá trị cho phép của các sai lệch liên quan đến mặt bên của răng bánh răng);

ISO 3754, Steels - Determination of effective depth of hardening after flame or induction hardening (Thép - Xác định chiều sâu hiệu dụng biến cứng sau khi tôi bằng ngọn lửa hoặc bằng cảm ứng);

ISO 4967, Steels - Determination of content of non-metallic inclusions - Micrographic method using standard diagrams (Thép - Xác định hàm lượng của các tạp chất phi kim loại - Phương pháp ảnh tế vi sử dụng các sơ đồ chuẩn);

ISO 18265, Metallic materials - Conversion of hardness values (Vật liệu kim loại - Chuyển đổi các giá trị độ cứng);

EN 10204, Metallic products - Types of inspection documents (Sản phẩm kim loại - Các loại tài liệu kiểm tra);

EN 10228-1, Non-destructive testing of steel forgings - Magnetic particle inspection (Thử không phá hủy thép rèn - Kiểm tra hạt từ);

EN 10228-3, Non-destructive testing of steel forgings - Ultrasonic testing of ferritic or martensitic steel forgings (Thử không phá hủy thép rèn - Thử siêu âm các thép rèn ferit hoặc mactenxit);

EN 10308, Non-destructive testing of steel forgings - Ultrasonic testing of steel bars (Thử không phá hủy thép rèn - Thử siêu âm các thanh thép);

ASTM2) A 388-01, Standard practice for ultrasonic examination of heavy steel forgings (Phương pháp tiêu chuẩn đối với kiểm tra siêu âm các thép rèn nặng);

ASTM A 609-91, Standard practice for castings, carbon, low alloy and martensitic stainless steel, ultrasonic examination thereof (Phương pháp tiêu chuẩn đối với kiểm tra siêu âm thép đúc, thép cácbon, thép hợp kim thấp và thép không gỉ mactenxit);

ASTM E428-00, Standard Practice for fabrication and control of steel reference blocks used in ultrasonic examination (Phương pháp tiêu chuẩn đối với chế tạo và kiểm soát các tấm thép chuẩn sử dụng trong kiểm tra siêu âm);

ASTM E 1444-01, Standard practice for magnetic particle examination (Phương pháp tiêu chuẩn đối với kiểm tra hạt từ).

3  Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa cho trong ISO 1122-1 và các ký hiệu, đơn vị cho trong TCVN 7578-1 (ISO 6336-1).

4  Phương pháp xác định các trị số ứng suất cho phép

4.1  Quy định chung

Trị số ứng suất cho phép nên được xác định cho từng vật liệu và điều kiện vật liệu, tốt nhất là bằng các phép thử chạy vận hành bánh răng. Các điều kiện thử và các kích thước bộ phận nên tương đương, gần như có thể thực hiện được, với các điều kiện vận hành và kích thước của các bánh răng sẽ đánh giá.

Khi đánh giá các kết quả thử hoặc các dữ liệu nhận được từ hiện trường, luôn cần thiết biết chắc dù có hay không các tác động riêng đối với các ứng suất cho phép đã được tính đến cùng với dữ liệu đã đánh giá, ví dụ trong trường hợp độ bền lâu bề mặt, các ảnh hưởng của chất bôi trơn, nhám bề mặt và dạng hình học bánh răng: trong trường hợp độ bền uốn chân răng, bán kính góc lượn, nhám bề mặt và dạng hình học bánh răng. Nếu một tác động riêng được tính đến trong ứng suất cho phép nhận được từ các phép thử hoặc từ dữ liệu phục vụ hiện trường, thì hệ số tác động tương ứng nên được đặt bằng 1,0 trong quy trình tính toán của TCVN 7578-2 (ISO 6336-2) và TCVN 7578-3 (ISO 6336-3).

4.2  Phương pháp A

Trị số ứng suất cho phép đối với tiếp xúc và uốn nhận được từ các thử nghiệm độ bền lâu các bánh răng có các kích thước gần tương tự với các kích thước của các bánh răng được đánh giá, trong các điều kiện thử gần tương tự với các điều kiện hoạt động dự kiến.

4.3  Phương pháp B

Trị số ứng suất cho phép đối với tiếp xúc và uốn được nhận được từ các thử nghiệm độ bền lâu các bánh răng thử chuẩn trong các điều kiện thử chuẩn. Trị số ứng suất cho phép chân răng cũng nhận được từ các thử nghiệm trên máy tạo xung. Nên tính đến các kinh nghiệm thực tiễn. Trị số ứng suất cho phép tiêu chuẩn quy định trong 5.2 và 5.3 dựa trên các thử nghiệm và kinh nghiệm đó.

Ba cấp khác nhau, ME, MQ và ML được đưa ra cho trị số ứng suất cho phép. Việc lựa chọn cấp thích hợp sẽ phụ thuộc vào loại sản xuất và kiểm soát chất lượng đã áp dụng như mô tả ở Điều 6.

4.4  Phương pháp B_r

Trị số ứng suất tiếp xúc nhận được từ thử nghiệm mỏi tiếp xúc lăn phải được sử dụng với cảnh báo do chúng có xu hướng ước tính quá cao các trị số ứng suất tiếp xúc cho phép đối với các chân răng.

4.5  Phương pháp B_k

Trị số ứng suất cho phép đối với uốn nhận được từ các kết quả thử nghiệm các mẫu thử được tạo rãnh. Tốt nhất là tỉ số của bán kính rãnh mẫu thử với chiều dày nên tương tự với tỉ số của bán kính góc lượn với dây cung chân răng trong mặt cắt tới hạn và điều kiện bề mặt nên tương tự với điều kiện của chân răng. Khi đánh giá dữ liệu thử, cần hiểu là các mẫu thử thường chịu ứng suất uốn lặp lại, trong khi trong trường hợp của chân răng, các góc lượn của chân răng chịu các ứng suất uốn, cắt và nén kết hợp. Dữ liệu đối với các vật liệu khác nhau có thể nhận được từ thử nghiệm nội bộ, kinh nghiệm hoặc từ tài liệu khoa học.

4.6  Phương pháp B_p

Trị số ứng suất cho phép đối với uốn nhận được từ các kết quả thử nghiệm các mẫu thử không được tạo rãnh. Xem 4.5 đối với các nhận xét về đánh giá của kết quả thử. Để tính đến các ảnh hưởng của độ nhạy rãnh khía, cần thiết đưa vào trong các tính toán dạng rãnh thực tế và các hệ số rãnh; do đó, các kết quả của chúng sẽ bị tác động bởi sự không tin cậy rất lớn của các hệ số này. Dữ liệu về các vật liệu khác nhau có thể nhận được từ các phương tiện thử đã biết hoặc từ các tài liệu khoa học.

5  Trị số ứng suất cho phép tiêu chuẩn - Phương pháp B

5.1  Áp dụng

Trị số ứng suất cho phép phải nhận được từ các Hình 1 đến Hình 16 hoặc được tính toán theo công thức 2 và Bảng 1.

Trị số ứng suất cho phép thể hiện trên các Hình 1 đến Hình 16 dựa trên giả thiết là thành phần vật liệu, nhiệt luyện và các phương pháp kiểm tra được lựa chọn một cách phù hợp với kích thước của bánh răng.

Nếu các giá trị thử nghiệm cho các vật liệu cụ thể là có sẵn, chúng có thể được sử dụng thay cho các giá trị trong các Hình 1 đến Hình 16.

Các dữ liệu được cung cấp trong tiêu chuẩn này được chứng minh bằng các thử nghiệm và kinh nghiệm thực tế.

Các giá trị được chọn đối với xác suất hư hỏng 1 %. Phân tích thống kê cho phép điều chỉnh các giá trị này để tương đương với các xác suất hư hỏng khác nhưng việc điều chỉnh như vậy cần được xem xét rất cẩn thận và có thể đòi hỏi các thử nghiệm riêng bổ sung hoặc tài liệu chi tiết của các nguồn thông tin sử dụng để nhận được mức độ tin cậy của các xác suất sai hỏng.

Khi các xác suất hư hỏng khác (độ tin cậy) được kỳ vọng, các giá trị s_{H lim}, s_{F lim} và s_FE được điều chỉnh bằng một “hệ số độ tin cậy” thích hợp. Khi thực hiện việc điều chỉnh này, phải bổ sung một chỉ số để biểu thị phần trăm tương ứng (ví dụ, s_{H lim 10} đối với xác suất hư hỏng 10 %). Đối với phân tích thống kê các kết quả thử mỏi, xem tài liệu tham khảo [6].

Trị số ứng suất cho phép biểu thị trên các Hình 9 và Hình 10 đã nhận được đối với các chiều sâu thấm lớp bề mặt hiệu dụng khoảng 0,15m_n đến 0,2m_n đối với các bánh răng được gia công tinh.

Phạm vi mà mức độ độ cứng bề mặt tác động đến độ bền của bánh răng được tăng cứng công tua, thấm nitơ, thấm cácbon-nitơ và thấm nitơ-các bon không thể quy định một cách tin cậy. Các hệ số liên quan đến bề mặt khác của vật liệu và nhiệt luyện có một tác động được thông báo hơn nhiều.

Trong một số trường hợp, toàn bộ dải độ cứng không được bao phủ hết. Các dải bao phủ được biểu thị bằng chiều dài của các đường trên các Hình 1 đến Hình 16.

Đối với các thép biến cứng bề mặt (các Hình 9 đến Hình 16), thang HV được chọn làm trục tham chiếu. Thang HRC để so sánh. Để xác định mối quan hệ giữa các bảng chuyển đổi số độ cứng Vicker và Rockwell, xem ISO 18265.

5.2  Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), s_{H lim}

Trị số ứng suất cho phép, s_{H lim} nhận được từ một áp suất tiếp xúc mà có thể được duy trì cho một số lượng chu kỳ quy định không có sự xuất hiện của sự tróc rỗ dần dần. Đối với sự bắt đầu của vùng tuổi thọ dài tham chiếu đến hệ số tuổi thọ Z_NT cho các vật liệu khác nhau trong TCVN 7578-2 (ISO 6336-2) (ví dụ vật liệu thấm cácbon bề mặt, tôi thể tích, và tôi cảm ứng, 5 x 10⁷ chu kỳ ứng suất được xem xét để làm bắt đầu vùng tuổi thọ dài).

Các giá trị s_{H lim} biểu thị trên các Hình 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 và 15 là thích hợp đối với các điều kiện và kích thước vận hành chuẩn của các bánh răng thử nghiệm chuẩn, như sau3):

- Khoảng cách tâm	a = 100 mm
- Góc nghiêng	β = 0 (ZB = 1)
- Mô đun	m = 3 mm đến 5 mm (Zx = 1)
- Độ nhám trung bình từ đỉnh đến đáy của mặt bên răng	Rz = 3 mm (ZR = 1)
- Vận tốc tiếp tuyến	n = 10 m/s (Zv = 1)
- Độ nhớt chất bôi trơn	n50 = 50 mm2/s (ZL = 1)
- Bánh răng ăn khớp của cùng một vật liệu	(Zw = 1)
- Cấp độ chính xác ăn khớp	4 đến 6 theo ISO 1328-1
- Chiều rộng răng	b = 10 mm đến 20 mm
- Hệ số ảnh hưởng của tải trọng	KA = Kv = KHß - KHα = 1

Các bánh răng thử nghiệm đã cho thấy có sai hỏng do sự tróc rỗ khi các điều kiện sau được đáp ứng: khi 2 % của tổng diện tích mặt bên răng làm việc của bánh răng được tôi thể tích, hoặc 5 % của tổng diện tích mặt bên răng làm việc của bánh răng được tăng cứng bề mặt, hoặc 0,4 % của tổng diện tích mặt bên răng làm việc của một răng, bị hư hỏng do sự tróc rỗ. Các tỷ lệ phần trăm tham khảo cho các đánh giá thử nghiệm; chúng không dùng để làm các giới hạn cho các bánh răng thành phẩm.

5.3  Giá trị ứng suất uốn đối với s_{F lim} và s_FE

5.3.1  Trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), s_{F lim}

Trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), s_{F lim} được xác định bằng thử nghiệm các bánh răng thử chuẩn (xem TCVN 7578-3 (ISO 6336-3)). Đó là giá trị giới hạn ứng suất uốn liên quan đến các ảnh hưởng của vật liệu, nhiệt luyện và độ nhám bề mặt của các góc lượn chân răng thử nghiệm.

5.3.2  Trị số ứng suất cho phép (uốn), s_FE

Trị số ứng suất cho phép đối với uốn, s_FE (định nghĩa s_FE, xem TCVN 7578-3 (ISO 6336-3)). là độ bền uốn cơ bản của mẫu thử không được tạo rãnh, với giả thiết là điều kiện vật liệu (bao gồm nhiệt luyện) là đàn hồi hoàn toàn:

s_FE = s_{F lim} · Y_ST                                                                         (1)

Đối với bánh răng thử chuẩn, hệ số hiệu chỉnh ứng suất Y_ST = 2,0. Đối với tất cả các vật liệu được nêu trong tiêu chuẩn này, 3 x 10⁶ chu kỳ ứng suất được xem xét làm bắt đầu của dải độ bền tuổi thọ dài (xem hệ số tuổi thọ Y_NT trong TCVN 7578-3 (ISO 6336-3)).

Các giá trị của s_{F lim} và s_FE biểu thị trên các Hình 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 và 16 là thích hợp cho các điều kiện vận hành và các kích thước chuẩn của các bánh răng thử nghiệm chuẩn, như thể hiện dưới đây (xem 5.2):

- Góc nghiêng	β = 0 (YB = 1)
- Mô đun	m = 3 mm đến 5 mm (Yx = 1)
- Hệ số hiệu chỉnh ứng suất	YST = 2,0
- Thông số rãnh	qST = 2,5 (Yδrel-T = 1)
- Độ nhám trung bình từ đỉnh đến đáy của các góc lượn răng	Rz = 10 mm (YRrel-T = 1)
- Cấp độ chính xác ăn khớp	4 đến 7 theo ISO 1328-1
- Thanh răng cơ sở	theo TCVN 7585 (ISO 53)
- Chiều rộng răng	b = 10 mm đến 50 mm
- Hệ số tải trọng	KA = KV = KFß = KFα = 1

5.3.3  Uốn đảo chiều

Trị số ứng suất cho phép biểu thị trên các Hình 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 và 16 là thích hợp đối với đặt tải lặp lại, một chiều, đặt trên răng. Khi xuất hiện các sự đảo chiều của toàn tải, yêu cầu giá trị s_FE giảm. Trong hầu hết các trường hợp khắc nghiệt (ví dụ, một bánh răng trung gian ở vị trí mà sự đảo chiều toàn tải xuất hiện ở mỗi chu kỳ tải), các giá trị s_{F lim}, và s_FE nên giảm còn 0,7 lần giá trị một chiều. Nếu số lần đảo chiều tải trọng nhỏ hơn giá trị này, thì có thể chọn một hệ số chênh lệch phụ thuộc vào số lần đảo chiều mong muốn trong suốt tuổi thọ của bánh răng. Hướng dẫn về vấn đề này, xem TCVN 7578-3 (ISO 6336-3), Phụ lục B.

5.4  Đồ thị của s_{H lim}, s_{F lim} và s_FE

Trị số ứng suất cho phép đối với các giá trị độ cứng vượt quá các giá trị độ cứng nhỏ nhất và lớn nhất trên các Hình 1 đến 16 theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người mua trên cơ sở kinh nghiệm có trước.

5.5  Tính toán s_{H lim} và s_{F lim}

Trị số ứng suất cho phép, s_{H lim}, và trị số ứng suất danh nghĩa, s_{F lim} dựa trên các Hình 1 đến 16, có thể được tính toán bằng công thức sau:

                                                                      (2)

Trong đó

x  là độ cứng bề mặt HBW hoặc HV trên bề mặt làm việc hoàn thiện;

A, B  là các hằng số (xem Bảng 1).

Các dải độ cứng được giới hạn bởi các giá trị độ cứng nhỏ nhất và lớn nhất cho trong Bảng 1. Chúng phải được sử dụng cùng với các Hình 1 đến 16.

Bảng 1 - Tính toán s_{H lim} và s_{F lim}

Số	Vật liệu	Ứng suất	Kiểu	Viết tắt	Hình	Chất lượng	A	B	Độ cứng	Độ cứng Min	Độ cứng Max
1	Thép các bon thấp thường hóa/thép đúca	Tiếp xúc	Thép các bon tháp rèn và thường hóa	St	1 a)	ML/MQ	1,000	190	HBW	110	210
2						ME	1,520	250		110	210
3			Thép đúc	St	1b)	ML/MQ	0,986	131	HBW	140	210
4				(đúc)		ME	1,143	237		140	210
5		Uốn	Thép các bon thấp rèn và thường hóa	St	2a)	ML/MQ	0,455	69	HBW	110	210
6						ME	0386	147		110	210
7			Thép đúc	St	2b)	ML/MQ	0,313	62	HBW	140	210
8				(đúc)		ME	0,254	137		140	210
9	Các vật liệu gang	Tiếp xúc	Gang dẻo tâm đen	GTS (perl.)	3 a)	ML/MQ ME	1,371 1,333	143 267	HBW	135 175	250 250
10
11			Gang cầu	GGG	3 b)	ML/MQ ME	1,434 1,500	211 250	HBW	175 200	300 300
12
13			Gang xám	GG	3 c)	ML/MQ	1,033	132	HBW	150	240
14						ME	1,465	122		175	275
15		Uốn	Gang dẻo tâm đen	GTS	4 a)	ML/MQ	0,345	77	HBW	135	250
16				(perl.)		ME	0,403	128		175	250
17			Gang cầu	GGG	4 b)	ML/MQ	0,350	119	HBW	175	300
18						ME	0,380	134		200	300
19			Gang xám	GG	4 c)	ML/MQ	0,256	8	HBW	150	240
20						ME	0,200	53		175	275
21	Thép rèn tôi thể tích (tôi thấu)b	Tiếp xúc	Thép các bon	V	5	ML	0,963	283	HV	135	210
22						MQ	0,925	360		135	210
23						ME	0,838	432		135	210
24			Thép hợp kim	V	5	ML	1,313	188	HV	200	360
25						MQ	1,313	373		200	360
26						ME	2,213	260		200	390
27		Uốn	Thép các bon	V	6	ML	0,250	108	HV	115	215
28						MQ	0,240	163		115	215
29						ME	0,283	202		115	215
30			Thép hợp kim	V	6	ML	0,423	104	HV	200	360
31						MQ	0,425	187		200	360
32						ME	0,358	231		200	390
33	Thép đúc tôi thể tích	Tiếp xúc	Thép các bon	V	7	ML/MQ	0,831	300	HV	130	215
34				(đúc)		ME	0,951	345		130	215
35			Thép hợp kim	V	7	ML/MQ	1,276	298	HV	200	360
36				(đúc)		ME	1,350	356		200	360
37		Uốn	Thép các bon	V	8	ML/MQ	0,224	117	HV	130	215
38				(đúc)		ME	0,286	167		130	215
39			Thép hợp kim	V	8	ML/MQ	0,364	161	HV	200	360
40				(đúc)		ME	0,356	186		200	360
41	Thép rèn được tăng cứng bề mặtc	Tiếp xúc		Eh	9	ML	0,000	1300	HV	600	800
42						MQ	0,000	1500		660	800
43						ME	0,000	1650		660	800
44		Uốn	Độ cứng lõi:	Eh	10	ML	0,000	312	HV	600	800
45			≥ 25 HRC, thấp hơn			MQ	0,000	425		660	800
46			≥ 25 HRC, cao hơn				0,000	461		660	800
47			≥ 30 HRC				0,000	500		660	800
48						ME	0,000	525		660	800
49	Thép đúc và thép rèn được tải bằng ngọn lửa hoắc cảm ứng	Tiếp xúc		IF	11	ML	0,740	602	HV	485	615
50						MQ	0,541	882		500	615
51						ME	0,505	1013		500	615
52		Uốn		IF	12	ML	0,305	76	HV	485	615
53						MQ	0,138	290		500	570
54							0,000	369		570	615
55						ME	0,271	237		500	615
56	Thép rèn thấm nitơ/thép thấm nitơd/thép tôi thể tích thấm nitơ	Tiếp xúc	Thép thấm nitơ	NT	13a)	ML	0,000	1125	HV	650	900
57				(nitr).		MQ	0,000	1250		650	900
58						ME	0,000	1450		650	900
59			Thép tôi thể tích	NV	13b)	ML	0,000	788	HV	450	650
60				(nitr)		MQ	0,000	998		450	650
61						ME	0,000	1217		450	650
62		Uốn	Thép thấm nitơ	NT	14a)	ML	0,000	270	HV	650	900
63				(nitr)		MQ	0,000	420		650	900
64						ME	0,000	468		650	900
65			Thép tôi thể tích	NV	14b)	ML	0,000	258	HV	450	650
66				(nitr)		MQ	0,000	363		450	650
67						ME	0,000	432		450	650
68	Thép rèn thấm nitơ-các bon	Tiếp xúc	Thép tôi thể tích	NV	15	ML	0,000	650	HV	300	650
69				(nitro-		MQ/ME	1,167	425		300	450
70				car.)			0,000	950		450	650
71		Uốn	Thép tôi thể tích	NV	16	ML	0,000	224	HV	300	650
72				(nitro-		MQ/ME	0,653	94		300	450
73				car.)			0,000	388		450	650
CHÚ THÍCH: Bảng 1 phải được sử dụng cùng với các chú thích từ các Hình 1 đến Hình 16 tương ứng. a Phù hợp với TCVN 7446-2 (ISO 4948-2). b Phù hợp với TCVN 12142-1 (ISO 683-1) và TCVN 12142-2 (ISO 683-2). c Phù hợp với TCVN 12142-3 (ISO 683-3). d Phù hợp với TCVN 12142-5 (ISO 683-5). e Phù hợp với TCVN 12142-1 (ISO 683-1), TCVN 12142-2 (ISO 683-2), TCVN 12142-3 (ISO 683-3) hoặc TCVN 12142-5 (ISO 683-5).

a) Thép các bon thấp rèn và thường hóa

b) Thép đúc

CHÚ DẪN:

s_{H lim} trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), N/mm²

HBW độ cứng bề mặt

CHÚ THÍCH: 1 N/mm² = 1 MPa

Hình 1 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với thép các bon thấp rèn và thường hóa và thép đúc (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của 6.2)

a) Thép các bon thấp rèn và thường hóa

b) Thép đúc

CHÚ DẪN:

s_{F lim}  trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm²

s_FE  trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm²

HBW  độ cứng bề mặt

Hình 2 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với thép các bon thấp rèn và thường hóa và thép đúc (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của 6.2)

a) Gang dẻo tâm đen (xem 6.3)

b) Gang cầu (xem Bảng 2)

c) Gang xám (xem Bảng 2)

CHÚ DẪN:

s_{H lim}  trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), N/mm²

HBW độ cứng bề mặt

CHÚ THÍCH: Độ cứng Brinell <180 hbw="" chỉ="" ra="" sự="" có="" mặt="" của="" thành="" phần="" ferit="" cao="" trong="" cấu="" trúc.="" đối="" với="" các="" bánh="" răng,="" trạng="" thái="" này="" không="" được="" khuyến="">

Hình 3 - Vật liệu gang - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với các vật liệu gang (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của 6.3 và Bảng 2)

a) Gang dẻo tâm đen (xem 6.3)

b) Gang cầu (xem Bảng 2)

c) Gang xám (xem Bảng 2)

CHÚ DẪN:

s_{F lim}  trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm²

s_FE  trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm²

HBW  độ cứng bề mặt

CHÚ THÍCH: Độ cứng Brinell <180 hbw="">ỉ ra sự có mặt của thành phần ferit cao trong cấu trúc. Đối với các bánh răng, trạng thái này không được khuyến nghị.

Hình 4 - Vật liệu gang - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với các vật liệu gang

(chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của 6.3 và Bảng 2)

CHÚ DẪN:

s_{H lim}  trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), N/mm²

HV  độ cứng bề mặt

1  thép các bon

2  thép hợp kim

CHÚ THÍCH 1: Hàm lượng các bon danh nghĩa ≥ 0,20 %.

CHÚ THÍCH 2: Đường MX của thép hợp kim từ phiên bản trước của tiêu chuẩn này đã được thay bằng đường ME.

CHÚ THÍCH 3: Việc sử dụng trị số ứng suất đường ME cho các thép hợp kim dựa nhiều vào kinh nghiệm của nhà sản xuất. Đường này không được hỗ trợ bởi thử nghiệm chuẩn hóa thực hiện gần đây (2011). Các kết quả nhận được không có sự ổn định hóa tróc rỗ.

Hình 5 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với các thép rèn tôi thể tích (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 3)

CHÚ DẪN:

s_{F lim}  trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm²

s_FE  trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm²

HV  độ cứng bề mặt

1  thép các bon

2  thép hợp kim

CHÚ THÍCH: Hàm lượng các bon danh nghĩa ≥ 0,20 %.

Hình 6 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với các thép rèn tôi thể tích (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 3)

CHÚ DẪN:

s_{H lim}  trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), N/mm²

HV  độ cứng bề mặt

1  thép các bon

2  thép hợp kim

Hình 7 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với các thép đúc tôi thể tích (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 4)

CHÚ DẪN:

s_{H lim}  trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm²

s_FE  trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm²

HV  độ cứng bề mặt

1  thép các bon

2  thép hợp kim

Hình 8 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với các thép đúc tôi thể tích (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 4)

CHÚ DẪN:

s_{H lim}  trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), N/mm²

HRC  độ cứng bề mặt

HV  độ cứng bề mặt

CHÚ THÍCH: Yêu cầu chiều sâu lớp tôi bề mặt thích hợp (xem 5.6.1).

Hình 9 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với các thép rèn được tăng cứng bề mặt (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 5)

CHÚ DẪN:

s_{F lim}  trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm²

s_FE  trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm²

HRC  độ cứng bề mặt

HV  độ cứng bề mặt

a  độ cứng lõi ≥ 30 HRC

b  độ cứng lõi ≥ 25 HRC độ thấm tôi Jominy tại J = 12 mm ≥ 28 HRC

c  độ cứng lõi ≥ 25 HRC độ thấm tôi Jominy tại J = 12 mm < 28="">

CHÚ THÍCH 1: Yêu cầu chiều sâu lớp tôi bề mặt thích hợp (xem 5.6.2).

CHÚ THÍCH 2: Xem 6.6.

Hình 10 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với các thép rèn được tăng cứng bề mặt (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 5)

CHÚ DẪN:

s_{H lim}  trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), N/mm²

HRC  độ cứng bề mặt

HV  độ cứng bề mặt

CHÚ THÍCH: Yêu cầu chiều sâu tăng cứng bề mặt thích hợp. Chiều sâu lớp tôi có thể được xác định cho từng phần bằng kinh nghiệm.

Hình 11 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với các thép rèn và thép đúc được tôi bằng ngọn lửa hoặc bằng cảm ứng (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 6)

CHÚ DẪN:

s_{F lim}  trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm²

s_FE  trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm²

HRC  độ cứng bề mặt

HV  độ cứng bề mặt

CHÚ THÍCH: Chỉ các góc lượn được tăng cứng. Các giá trị cho các góc lượn không được tăng cứng không được cung cấp. Yêu cầu chiều sâu lớp tối bề mặt thích hợp.

Hình 12 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với các thép rèn và thép đúc được tôi bằng ngọn lửa hoặc bằng cảm ứng (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 6)

a) Thép thấm nitơ: tôi, ram và thấm nitơ thể khí

b) Thép tôi thể tích: tôi, ram và thấm nitơ thể khí

CHÚ DẪN:

s_{H lim}  trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), N/mm²

HRC  độ cứng bề mặt

HV  độ cứng bề mặt

CHÚ THÍCH: Yêu cầu chiều sâu thấm nitơ thích hợp (xem 5.6.3).

Hình 13 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với thép dập vuốt được thấm nitơ/thép thấm nitơ/thép tôi thể tích và thấm nitơ (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 7)

a) Thép thấm nitơ: tôi, ram và thấm nitơ thể khí

b) Thép tôi thể tích: tôi, ram và thấm nitơ thể khí

CHÚ DẪN:

s_{F lim}  trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm²

s_FE  trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm²

HRC  độ cứng bề mặt

HV  độ cứng bề mặt

CHÚ THÍCH 1: Chỉ thích hợp áp dụng đối với Hình a): đối với độ cứng mặt bên răng > 750 HV1, trị số ứng suất cho phép có thể được giảm xuống bởi sự hóa giòn khi độ dày lớp trắng vượt quá 10 mm. Yêu cầu chiều sâu thấm nitơ thích hợp, xem 5.6.3.

CHÚ THÍCH 2: Chỉ thích hợp áp dụng đối với Hình a): nhôm chứa thép thấm nitơ hợp kim ni tơ rát (Nitralloy) N, hợp kim ni tơ rát 135 và tương tự bị giới hạn các cấp ML và MQ. Trị số ứng suất chân răng s_{F lim} đối với các vật liệu này bị giới hạn đến giá trị 250 N/mm² cho ML và 340 N/mm² cho MQ.

CHÚ THÍCH 3: Chỉ thích hợp áp dụng đối với Hình b): Yêu cầu chiều sâu thấm nitơ thích hợp, xem 5.6.3.

Hình 14 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với thép dập vuốt được thấm nitơ/thép thấm nitơ/thép tôi thể tích thấm nitơ (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 7)

CHÚ DẪN:

s_{h lim}  trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc), N/mm²

HRC  độ cứng bề mặt

HV  độ cứng bề mặt

CHÚ THÍCH: Yêu cầu chiều sâu thấm nitơ thích hợp (xem 5.6.3).

Hình 15 - Trị số ứng suất cho phép (tiếp xúc) đối với thép dập vuốt (gia công áp lực) được thấm nitơ-các bon (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 8)

CHÚ DẪN:

s_{F lim}  trị số ứng suất danh nghĩa (uốn), N/mm²

s_FE  trị số ứng suất cho phép (uốn), N/mm²

HRC  độ cứng bề mặt

HV  độ cứng bề mặt

CHÚ THÍCH: Yêu cầu chiều sâu thấm nitơ thích hợp, xem 5.6.3.

Hình 16 - Trị số ứng suất danh nghĩa và cho phép (uốn) đối với thép dập vuốt được thấm nito-các bon (chú ý được rút ra cho các yêu cầu chất lượng của Bảng 8)

5.6  Chiều sâu biến cứng của các bánh răng được tăng cứng bề mặt trong điều kiện hoàn thiện

5.6.1  Quy định chung

Các răng được tăng cứng bề mặt đòi hỏi chiều sâu biến cứng thích hợp để chống lại trạng thái ứng suất trong răng chịu tải. Các giá trị chiều sâu tăng cứng nhỏ nhất và lớn nhất phải được thể hiện trên bản vẽ. Nếu quy định chiều sâu tôi nhỏ nhất, chú ý là các giá trị “tối ưu” đối với khả năng tải uốn và bề mặt được tính toán một cách riêng biệt và không nhất thiết giống nhau. Không nên vượt quá các chiều sâu biến cứng lớn nhất đã quy định, vì như vậy sẽ làm tăng rủi ro của sự hóa giòn các đỉnh răng và trị số ứng suất cho phép thấp hơn.4)

5.6.2 Chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt của bánh răng thấm các bon và tăng cứng5)

a) Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt để đạt được các giá trị độ bền quy định đối với tróc rỗ (CHD_{H opt}) được thể hiện trên Hình 17. CHD_{H opt} là chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt hiệu dụng tối ưu liên quan đến ứng suất tiếp xúc cho phép đối với tuổi thọ dài tại vòng tròn chuẩn sau khi hoàn thiện răng:

CHÚ DẪN:

CHD  chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt, mm

m_n  mô đun pháp, mm

Hình 17 - Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt tối ưu CHD_{H opt} liên quan đến khả năng tải của bề mặt và chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt lớn nhất CHD_max liên quan đến khả năng uốn và tải của bề mặt

b) Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt để đạt được các giá trị độ bền quy định liên quan đến uốn chân răng (CHD_{F opt}): CHD_{F opt} là chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt hiệu dụng tối ưu liên quan đến ứng suất uốn cho phép đối với tuổi thọ dài tại góc lượn chân răng trên đường pháp tuyến đến đường tiếp tuyến 30° (bánh răng có răng ngoài), đường tiếp tuyến 60° (bánh răng răng trong) sau khi hoàn thiện răng:

0,1 m_n ≤ CHD_{F opt} ≤ 0,2 m_n                                                                       (3)

c) Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt liên quan đến sự nghiền lớp bề mặt (CHD_c): CHD_c là chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt hiệu dụng nhỏ nhất tại vòng tròn chuẩn sau khi hoàn thiện răng dựa trên chiều sâu của ứng suất cắt lớn nhất tính từ tải trọng tiếp xúc.

CHÚ THÍCH: Liên quan đến sự nghiền lớp bề mặt, hiện tại chưa có phương pháp tính toán được chuẩn hóa.

Một hướng dẫn để tránh sự nghiền lớp bề mặt, giá trị CHD_c được cho bởi công thức sau. Chú ý là công thức này không có hiệu lực đối với trị số ứng suất tiếp xúc s_H > 1400 N/mm².

                                                             (4)

với

U_H = 66 000 N/mm² đối với các cấp chất lượng MQ/ME;

U_H = 44 000 N/mm² đối với các cấp chất lượng ML.

d) Các giới hạn khuyến nghị của chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt hiệu dụng nhỏ nhất và lớn nhất: CHD_min/max là chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt hiệu dụng tại vòng tròn chuẩn/reference circle sau khi hoàn thiện răng (các giá trị cũng được thể hiện trên Hình 17): CHD_min ≥ 0,3 mm và CHD_max ≤ 0,4 · mn (≤ 6 mm).

5.6.3  Chiều sâu thấm nitơ của bánh răng thấm nito6)

a) Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu thấm nitơ hiệu dụng (NHD): xem Hình 18.

 

CHÚ DẪN:

NHD  chiều sâu thấm nitơ, mm

m  mô đun, mm

CHÚ THÍCH: Mác thép nên phù hợp cho NHD khuyến nghị, các giá trị này không nên vượt quá một giá trị lớn nhất 0,8 mm.

Hình 18 - Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu thấm nitơ, NHD

b) Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu thấm nitơ liên quan đến sự nghiền lớp bề mặt (NHD_c): NHD_C là chiều sâu thấm nitơ hiệu dụng nhỏ nhất cho các bánh răng thấm nitơ và dựa trên chiều sâu của ứng suất cắt lớn nhất tính từ tải trọng tiếp xúc. Nếu giá trị NHD_c nhỏ hơn giá trị của chiều sâu thấm nitơ NHD từ Hình 18, thì cần sử dụng giá trị nhỏ nhất từ Hình 18.

CHÚ THÍCH: Liên quan đến sự nghiền lớp bề mặt, hiện tại chưa có phương pháp tính toán được chuẩn hóa.

                                                                     (5)

trong đó U_c là hệ số độ cứng lõi:

U_c = a + b·s_H + c·s_H² + d·s_H³                                                                              (6)

CHÚ DẪN:

U_c  hệ số độ cứng lõi

s_H  ứng suất tiếp xúc, N/mm²

1 đến 6 các số đường cong, xem Bảng B.1 đối với các giá trị hệ số a, b, c và d

CHÚ THÍCH: Sử dụng phần trên của dải độ cứng lõi (phần các chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt dày hơn) cho mục đích thiết kế chung và phần dưới cho vật liệu chất lượng cao.

Hình 19 - Hệ số độ cứng lỗi đối với răng thấm nitơ, U_c

6  Yêu cầu đối với chất lượng vật liệu và nhiệt luyện

6.1  Vấn đề chung

Ba cấp chất lượng vật liệu ML, MQ và ME đặt trong mối quan hệ ở các Hình 1 đến 16, có nghĩa là chúng tham chiếu đến các trị số ứng suất cho phép được xác định bằng sử dụng Phương pháp B. 7) Xem 4.3, 5.2 và 5.3.

- ML đại diện cho mức khiêm tốn phụ thuộc vào chất lượng vật liệu và quá trình nhiệt luyện cho vật liệu trong khi chế tạo bánh răng.

- MQ đại diện cho các yêu cầu mà có thể đáp ứng được bởi nhà sản xuất có kinh nghiệm ở chi phí vừa phải.

- ME thể hiện các yêu cầu mà phải được thực hiện khi có yêu cầu mức độ độ tin cậy vận hành cao.

CHÚ THÍCH: Tiêu chuẩn này không cho phép sự ngoại suy các đường ứng suất cho phép.

Vật liệu có chất lượng đặc biệt như được nấu chảy bằng cảm ứng trong chân không/được nấu chảy lại bằng hồ quang trong chân không (VIM/VAR) thường xuyên được sử dụng để đạt được độ tin cậy cao hoặc khả năng tải.

Các bánh răng lớn được chế tạo bằng cách gia công các vành răng định tâm sử dụng các quy trình hàn thông thường cần được giảm bớt ứng suất theo quy trình gia công.

Các quy định cho trong 6.2 đến 6.4 đã được xác nhận bởi kinh nghiệm thực tiễn và có thể được sử dụng làm nguyên tắc hướng dẫn. Tất cả các yêu cầu đối với một cấp vật liệu phải được đáp ứng nếu áp dụng các Trị số ứng suất cho phép. 8) Trong trường hợp không được quy định trong các bảng, việc này có thể được thực hiện bằng việc chứng nhận riêng từng yêu cầu trong trường hợp cần thiết, hoặc bằng việc thiết lập các thực nghiệm và các quy trình để đạt được các yêu cầu đối với một cơ sở sản xuất. Không phải ý định của tiêu chuẩn này là tất cả các yêu cầu đối với các cấp chất lượng sẽ được chứng nhận, nhưng các thực nghiệm và các quy trình đó sẽ được thiết lập đối với sự tuân thủ của chúng về một cơ sở sản xuất. Các giá trị trung gian không được phân loại do ảnh hưởng của các sai lệch so với các chuẩn chất lượng không thể đánh giá được một cách dễ dàng. Các yêu cầu này tham chiếu đến các phần đó của vật liệu bánh răng trong trường hợp các răng sẽ được định vị trí và tại một khoảng cách bên dưới đường kính đỉnh đã gia công tinh như định nghĩa trong các bảng áp dụng được từ Bảng 2 đến Bảng 7. Tuy nhiên, phụ thuộc vào kinh nghiệm, các nhà sản xuất có thể chấp nhận các phương pháp hoặc các giá trị khác so với giá trị được liệt kê ở đây. Nhà sản xuất và khách hàng cần thỏa thuận một cách chi tiết, đặc biệt là đối với các bánh răng lớn. Nhà sản xuất bánh răng và người mua cũng phải thỏa thuận với nhau về sự chấp thuận hoặc các hiệu chỉnh của các bộ phận không xác nhận mà chúng không đáp ứng tất cả các yêu cầu.

6.2  Thép các bon thấp thường hóa hoặc thép đúc, thép các bon hạt mịn, không hợp kim (xem các Hình 1 và Hình 2)

Do thành phần của các loại này không được quy định và thường không biết phương pháp nấu chảy, đường MQ được định vị trí ở giới hạn dưới (ML). Thép các bon thấp thường hóa chỉ được sử dụng cho các bánh răng chịu tải nhẹ và các ứng dụng thứ yếu. Nếu chất lượng cao của sản phẩm thép đạt được và khi được chứng minh bằng thực nghiệm, có thể sử dụng các mức của ME.

6.3  Gang dẻo tâm đen [xem Hình 3a) và 4a)]

Chất lượng cao có thể đạt được thông qua nhiệt luyện có kiểm soát. Tuy nhiên, do thường được sử dụng cho các bánh răng nhỏ, chịu tải nhẹ, đường MQ được định vị trí ở giới hạn dưới (ML) nằm về phía an toàn. Khi được chứng minh bằng thực nghiệm, có thể sử dụng các mức của ME.

6.4  Vật liệu khác [xem các Hình 3b), 3c), 4b), 4c), 5 đến Hình 16]

Chất lượng vật liệu và nhiệt luyện đối với các vật liệu khác phải phù hợp với các Bảng 2 đến Bảng 8.

Bảng 2 - Các vật liệu gang (gang xám và cầu - gang graphit cầu)

Hạng mục	Yêu cầu	Gang xám (xem Hình 3 và 4)		Gang cầu (xem Hình 3 và 4)
		ML MQ	ME	ML MQ	ME
1	Phân tích hóa học	Không xác nhận	100 % được xác nhận Chứng nhận của xưởng đúc	Không xác nhận	100 % được xác nhận Chứng nhận của xưởng đúc
2	Kỹ thuật nấu chảy	Không quy định kỹ thuật	Lò điện hoặc tương đương	Không quy định kỹ thuật	Lò điện hoặc tương đương
3	Đánh giá các đặc tính cơ học	Chỉ HBW	Rm Báo cáo thử nghiệm riêng về một mẫu thử riêng biệt lấy từ cùng một mẻ đúc	Chỉ HBW	sS(s0,2) sbdSψ Báo cáo thử nghiệm riêng theo TCVN 11236 (ISO 10474) của thử nghiệm về vật lý trên một mẫu đại diện, mẫu này là một bộ phận liền khối trên từng mẫu thử, xử lý nhiệt các bộ phận này trước khi được cắt. Kiểm tra xác nhận HBW trên các răng hoặc gần như có thể thực hiện được.
4	Cấu trúc: dạng graphit	Được quy định nhưng không được xác nhận	Giới hạn	Không xác nhận	Giới hạn
	Cấu trúc cơ bảna	Không quy định kỹ thuật (gang xám không hợp kim, ferit lớn nhất: 5 %)	Ferit lớn nhất: 5%)	Không quy định kỹ thuật
5	Các thử nghiệm đối với các chia tách bên trong (nứt). Khả năng chấp nhận theo thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp.	Không thử nghiệm	Được thử (rỗ, nứt, rỗ khí), các vết hỏng bị giới hạn	Không thử nghiệm	Được thử (rỗ, nứt, rỗ khí), các vết hỏng bị giới hạn
6	Sự giảm ứng suất	Khống yêu cầu	Khuyến nghị: 2h ở 500 °C đến 530 °C. Gang xám, không hợp kim 2 h ở 530 °C đến 560 °C	Không yêu cầu	Khuyến nghị: 2 h ở 500 °C đến 560 °C
7	Hàn sửa chữa	Không cho phép gần vùng chân răng; ở nơi khác, chỉ cho phép dùng với các quá trình đã được chấp nhận		Không cho phép gần vùng chân răng; ở nơi khác, chỉ cho phép dùng với các quá trình đã được chấp nhận
8	Phát hiện nứt bề mặt	Không thử nghiệm	Yêu cầu kiểm tra bằng mắt, thử thẩm thấu thuốc nhuộm theo thỏa thuận giữa người mua và nhà sản xuất	Không thử nghiệm	Không cho phép các nứt. Kiểm tra hạt từ, thẩm thấu hạt từ huỳnh quang hoặc thẩm thấu thuốc nhuộm 100 %. Cho phép lấy mẫu thống kê đối với các lô sản phẩm lớn.
a Có thể được kiểm tra trên một mẫu đại diện lấy từ cùng một mẻ đúc.

Bảng 3 - Thép rèn được tôi thể tích, không tôi bề mặt (thép rèn hoặc cán) (xem Hình 5 và 6)

Hạng mục	Yêu cầu	ML	MQ	MEa
1	Phân tích hóa họca,b	Không xác nhận	Báo cáo thử nghiệm riêng theo TCVN 11236 (ISO 10474) với 100 % khả năng truy xuất tới mẻ đúc ban đầu
2	Đặc tính cơ học sau nhiệt luyện	HBW	Khuyến nghị: HBW và các thử nghiệm cơ khí hoặc thử nghiệm độ thấm tôi	sS(s0,2) sbδSψ Báo cáo thử nghiệm riêng theo TCVN 11236 (ISO 10474) của thử nghiệm về vật lý trên một mẫu đại diện từ cùng một mẻ đúc, xử lý nhiệt các bộ phận này, đối với các thanh rèn hoặc các thanh cán có đường kính lớn hơn 250 mm và kiểm tra xác nhận độ cứng bề mặt (HBW) cho tất cả các bộ phận. Các ví dụ tiết diện kiểm tra được trình bày trong Phụ lục A.
3	Ghi nhãn mác thép	Không quy định kỹ thuật	Thép phải được khử ôxyt và tinh luyện trong gầu múc. Thép phải được khử khí trong chân không để đạt được thành phần hyđrô tối đa là 2,5 ppm. Thép phải được bảo vệ khỏi sự tái oxy hóa trong quá trình đúc. Được phép cho thêm canxi khi nấu chảy thép (giá trị tối đa xem hạng mục 3.3) đối với tính đúc và phải được ghi trong hồ sơ.
3.1	Độ sạchc	Không quy định kỹ thuật	Độ sạch phù hợp với ISO 4967, quy trình phù hợp với Phương pháp A, diện tích kiểm tra xấp xỉ 200 mm2 và theo bảng chấp nhận dưới. Các quy định kỹ thuật khác để đảm bảo các độ sạch tương tương là cho phép. Báo cáo thử phù hợp với TCVN 11236 (ISO 10474). Hàm lượng lớn nhất của lưu huỳnh đối với chất lượng MQ, ME là 0,04 % S.   A B C D DS Mịn Dày Mịn Dày Mịn Dày Mịn Dày   MQ 3,0 3,0 2,5 1,5 2,5 1,5 2,0 1,5   ME 2,5 1,5 2,0 1,0 0,5 0,5 1,0 1,0 2,0
3.2	Thành phần oxy	Không quy định kỹ thuật	Max. 25ppm (= 25 mg/g)	Max. 25 ppm (=25 mg/g)
3.3	Thành phần canxi tổng	Không quy định kỹ thuật	Max. 25 ppm	Max. 10 ppm
4	Cỡ hạt phù hợp với ISO 643:2012, Bảng C1f	Không quy định kỹ thuật	Hạt mịn, với 90 % diện tích có cỡ hạt 5 và mịn hơn, và không có hạt thô hơn cỡ 3. Báo cáo thử phù hợp với TCVN 11236 (ISO 10474).
5	Thử không phá hủy
5.1	Thử siêu âmc trong điều kiện gia công thô	Không quy định kỹ thuật	Yêu cầu, cho phép lấy mẫu thống kê. Kiểm tra sau khi rèn. Khuyến nghị báo cáo thử nghiệm riêng phù hợp với TCVN 11236 (ISO 10474). Đưa ra đề xuất đối với các chi tiết có đường kính lớn để phát hiện các khuyết tật trước khi tính phí cắt răng. Kiểm tra theo ASTM A388, EN 10228-3 hoặc EN 10308, sử dụng sự phản xạ ngược hoặc tấm chuẩn 8-0400, lỗ đáy phẳng 3,2 mm theo kỹ thuật trong ASTM E428. Một đường cong hiệu chỉnh khoảng cách - biên độ không được dự định. Các quy định kỹ thuật khác để đảm bảo cùng mức chất lượng là được phép. Kiểm tra theo các giới hạn sau: Các mức chỉ thị như theo EN 10228-3 cấp chất lượng 4 và EN 10308:2001 cấp chất lượng 4. Yêu cầu một giá trị ngưỡng FBH bằng 3 mm, với độ nhạy mức ghi tối thiểu 2,0 mm theo các tiêu chuẩn EN được đề cập ở đây.
5.2	Phát hiện các nứt bề mặt (trong điều kiện đã gia công tinh), trước khi tiến hành bất kỳ xử lý phun bi nào)	Không cho phép các nứt. Các bánh răng đã mài nên được kiểm tra các nứt bề mặt. Kiểm tra theo ASTM E1444 bao gồm hạt từ, huỳnh quang hoặc theo ASTM E1417 đối với kiểm tra thẩm thấu thuốc nhuộm.		Không cho phép các nứt. Các bánh răng đã mài phải được kiểm tra các nứt bề mặt. Kiểm tra theo ASTM E1444 bao gồm hạt từ, huỳnh quang hoặc theo ASTM E1417 đối với kiểm tra thẩm thấu thuốc nhuộm. Phương pháp ưu tiên là kiểm tra băng hạt từ, huỳnh quang.
6	Mức độ giảm kích thước của quá trình rèn	Không quy định kỹ thuật	Tỷ lệ giảm diện tíchd: Ít nhất là 3:1 đối với đúc thỏi và ít nhất là 5:1 đối với đúc liên tục. Tỷ lệ giảm tối thiểu phải đạt được bằng quá trình gia công nóng trên cả tiết diện.
7	Tổ chức tế vi	Không quy định kỹ thuật	Không quy định kỹ thuật Đối với các vật liệu có độ bền lớn hơn 800 N/mm2 (240 HBW) thì bánh răng nên được tôi và ram.	Nhiệt độ ram tối thiểu là 480 °C. Độ cứng chân răng phải đáp ứng các yêu cầu thiết kế. Tổ chức tế vi trong vành bánh răng phần lớn được tôi mactenxit.e
CHÚ THÍCH: Để sử dụng các giá trị trong Bảng 1, khuyến nghị chênh lệch độ cứng tối thiểu giữa bánh răng bé và bánh răng lớn là 40 HV.
a Cấp chất lượng vật liệu MX ở phiên bản trước đã được thay thế bằng đường ME. b LƯU Ý: Đối với hoạt động ở nơi nhiệt độ thấp, dưới 0 °C: - xem xét đặc tính kỹ thuật charpy nhiệt độ thấp; - xem xét sự chuyển tiếp xuất hiện đứt gãy hoặc đặc tính kỹ thuật nhiệt điểm không (zero). - xem xét sử dụng các thép hợp kim niken cao; - xem xét thành phần các bon giảm xuống dưới 0,4 %; - xem xét sử dụng các chi tiết gia nhiệt để tăng nhiệt độ chất bôi trơn. c Cấp độ sạch và các yêu cầu UT chỉ áp dụng cho các phần này của vật liệu bánh răng trong trường hợp các răng sẽ được định vị trí tại một khoảng cách dưới đường kính đỉnh đã gia công tinh của ít nhất hai lần chiều sâu răng. Nhà sản xuất bánh răng phải quy định vùng kiểm tra cho nhà cung cấp thép hoặc xưởng rèn. d Độ giảm diện tích là độ giảm tổng không kể theo phương pháp nào. Áp dụng cho rèn vật liệu đúc dạng thỏi. Tỷ lệ độ giảm có thể nhỏ hơn 5:1 nhưng không nhỏ hơn 3:1 khi 1) thanh cán chịu thêm làm việc nóng 2) phần tâm của phôi đúc được loại bỏ, và 3) tỷ lệ độ giảm nhỏ nhất 5:1 là không thể đạt được về mặt vật lý do cỡ kích thước cuối cùng của bánh răng. e Tổ chức tế vi của phần bánh răng đến chiều sâu bằng 1,2 lần chiều cao răng chủ yếu bao gồm mactenxit ram với các sản phẩm biến đổi giới hạn phía trên (ferit trước cùng tích, bainit phía trên và peclit mịn). Cho phép không có ferit khối lớn, do sự auxtenit hóa không đầy đủ. Giới hạn lớn nhất đối với các sản phẩm biến đổi phía trên là 10 % cho các phần kiểm soát của bánh răng ≤ 250 mm, và bằng 20 % cho các phần kiểm soát của bánh răng > 250 mm. f Cỡ hạt nên được xác định tại vị trí liên quan nhiều nhất đến cơ cấu sai hỏng đã được thấy trước của chi tiết. Các thử nghiệm có thể được xác định trên một mẫu lấy từ cùng một mẻ đúc với tỷ lệ độ giảm và nhiệt luyện tương tự nhau. Diện tích bề mặt chuẩn là 3,0 mm2.

Bảng 4 - Thép đúc được tôi thể tích, không tôi bề mặt (xem Hình 7 và 8)

Hạng mục	Yêu cầu	ML-MQ	ME
1	Phân tích hóa học	Không xác nhận	Báo cáo thử nghiệm riêng theo TCVN 11236 (ISO 10474) với 100 % khả năng truy xuất tới mẻ đúc ban đầu
2	Đặc tính cơ học sau nhiệt luyện	HBW	sS(s0,2)sbδSψ HBW Báo cáo thử nghiệm riêng theo TCVN 11236 (ISO 10474) với 100 % khả năng truy xuất tới mẻ đúc ban đầu. Kiểm tra xác nhận HBW. Yêu cầu kiểm tra thống kê.
3	Cỡ hạt phù hợp với ISO 643a	Không quy định kỹ thuật	Hạt mịn, với 90 % diện tích có cỡ hạt 5 và mịn hơn, và không có hạt thô hơn cỡ 3. Báo cáo thử phù hợp với TCVN 11236 (ISO 10474).
4	Thử không phá hủy
4.1	Thử siêu âm (trong điều kiện gia công thô) phù hợp với TCVN 8992 (ISO 9443)	Không quy định kỹ thuật	Chỉ kiểm tra răng và các vùng chân răng. Báo cáo thử nghiệm riêng theo TCVN 11236 (ISO 10474). Khuyến nghị nhưng không bắt buộc. Đưa ra đề xuất đối với các chi tiết có đường kính lớn để phát hiện các khuyết tật trước khi cắt răng. Tiêu chí chấp nhận theo ASTM A609 mức 1 trong vùng 1 (đường kính ngoài đến 25 mm dưới các chân răng) và mức 2 trong vùng 2 (phần còn lại của vành răng) sử dụng lỗ đáy phẳng 3,2 mm; hoặc tiêu chuẩn tương đương được chấp nhận sử dụng kỹ thuật phản xạ ngược.
4.2	Phát hiện các nứt bề mặt (trong điều kiện đã gia công tinh nhưng trước khi tiến hành bất kỳ xử lý phun bi nào)	Không cho phép các nứt. Kiểm tra 100 % theo ASTM E 1444 bao gồm kiểm tra hạt từ, huỳnh quang hoặc kiểm tra thẩm thấu thuốc nhuộm. Cho phép lấy mẫu thống kê đối với các lô sản phẩm lớn.
5	Hàn sửa chữa	Được phép với quy trình đã được chấp nhận theo thỏa thuận với khách hàng	Chỉ được phép trong điều kiện thô nếu thực hiện trước khi nhiệt luyện bằng quy trình đã được chấp nhận theo thỏa thuận với khách hàng. Không được phép sau khi cắt răng.
CHÚ THÍCH: Khi chất lượng đúc đáp ứng các tiêu chí chất lượng đối với thép dập vuốt (rèn hoặc cán), trị số ứng suất cho phép của thép dập vuốt có thể được sử dụng trong các tính toán đánh giá bánh răng cho các bánh răng thép đúc đang làm việc cùng với các bánh răng bé bằng thép dập vuốt. Sự thích hợp của việc sử dụng trị số ứng suất cho phép của thép dập vuốt đối với các tính toán đặc tính đúc phải được hỗ trợ bằng thử nghiệm và kinh nghiệm vận hành. Đối với đúc, các tiêu chí độ sạch thép dập vuốt và tỷ lệ độ giảm rèn được loại trừ. Thành phần và kiểm soát hình dạng được yêu cầu để tạo ra các thành phần sunfide mangan chủ yếu tròn (Loại I). Không cho phép các thành phần sunfide mangan biên hạt (Loại II).
a Cỡ hạt nên được xác định tại vị trí liên quan nhiều nhất đến cơ cấu sai hỏng đã được thấy trước của chi tiết. Diện tích bề mặt chuẩn là 3,0 mm2. Các thử nghiệm có thể được xác định trên một mẫu lấy từ cùng một mẻ đúc với tỷ lệ độ giảm và nhiệt luyện tương tự nhau.

Bảng 5 - Thép dập vuốt được tôi bề mặt (thép rèn hoặc thép cán) (xem Hình 9 và 10)

Hạng mục

Yêu cầu

ML

MQ

ME

1

Phân tích hóa họca

Không xác nhận

Báo cáo thử nghiệm riêng theo TCVN 11236 (ISO 10474) với 100 % khả năng truy xuất tới mẻ đúc ban đầu.

Báo cáo thử nghiệm riêng theo TCVN 11236 (ISO 10474) của thử nghiệm trên một mẫu đại diện lấy từ cùng một thỏi đúc hoặc phôi đúc.

2

Độ thấm tôi bằng thử độ thấm tối (xem ISO 642)

Không xác nhận

Báo cáo thử nghiệm riêng theo TCVN 11236 (ISO 10474) với 100 % khả năng truy xuất tới mẻ đúc ban đầu. Các giá trị độ thấm tôi tính toán là cho phép. Phương pháp nhận các giá trị phải được lập tài liệu. Các giá trị nhận được bằng các thử nghiệm phải chiếm ưu thế trên các giá trị được tính toán.

Báo cáo thử nghiệm riêng theo TCVN 11236 (ISO 10474) của thử nghiệm trên một mẫu đại diện lấy từ cùng một thỏi đúc hoặc phôi đúc.

3

Ghi nhãn mác thép

Không quy định kỹ thuật

Thép phải được khử ôxyt và tinh luyện trong gầu múc. Thép phải được khử khí trong chân không để đạt được thành phần hyđrô tối đa là 2,5 ppm. Thép phải được bảo vệ khỏi sự tái oxy hóa trong quá trình đúc. Được phép cho thêm canxi khi nấu chảy thép (giá trị tối đa xem hạng mục 3.3) đối với tính đúc và phải được ghi trong hồ sơ.

3.1

Độ sạchb

Không quy định kỹ thuật

Độ sạch phù hợp với ISO 4967, quy trình phù hợp với Phương pháp A, diện tích kiểm tra xấp xỉ 200 mm2 và theo bảng chấp nhận dưới. Các quy định kỹ thuật khác để đảm bảo các độ sạch tương đương là cho phép. Báo cáo thử phù hợp với TCVN 11236 (ISO 10474). Hàm lượng lớn nhất của lưu huỳnh đối với chất lượng MQ, ME là 0.04 % S.

A

B

C

D

DS

Mịn

Dày

Mịn

Dày

Mịn

Dày

Mịn

Dày

MQ

3,0

3,0

2,5

1,5

2,5

1,5

2,0

1,5

ME

2,5

1,5

2,0

1,0

0,5

0,5

1,0

1,0

2,0

3.2

Thành phần oxy

Không quy định kỹ thuật

Max. 25 ppm (= 25 mg/g)

Max. 25 ppm (= 25 mg/g)

3.3

Thành phần canxi tổng

Không quy định kỹ thuật

Max. 25 ppm

Max. 10 ppm

4

Tỷ lệ giảm diện tíchc

Không quy định kỹ thuật

Ít nhất là 3:1 đối với đúc thỏi và ít nhất là 5:1 đối với đúc liên tục. Tỷ lệ giảm tối thiểu phải đạt được bằng quá trình gia công nóng trên cả tiết diện.

5

Cỡ hạt phù hợp với ISO 643:2012, Bảng C.1 trước khi nhiệt luyệnk

Không quy định kỹ thuật

Hạt mịn, với 90 % diện tích có cỡ hạt 5 và mịn hơn, và không có hạt thô hơn cỡ 3. Báo cáo thử phù hợp với TCVN 11236 (ISO 10474) (xem hạng mục 10.6).

6

Thử không phá hủy trước khi nhiệt luyện

6.1

Thử siêu âm trong điều kiện gia công thô

Không quy định kỹ thuật

Yêu cầu. cho phép lấy mẫu thòng kê. Kiểm tra theo ASTM A388, EN 10228-3 hoặc EN 10308, sử dụng sự phản xạ ngược hoặc tấm chuẩn 8-0400, lỗ đáy phẳng 3,2 mm theo kỹ thuật trong ASTM E428. Một đường cong hiệu chỉnh khoảng cách - biên độ không được dự định. Các quy định kỹ thuật UT khác để đảm bảo cùng mức chất lượng là được phép. Kiểm tra theo các giới hạn sau: Các mức chỉ thị như theo EN 10228-3 cấp chất lượng 4 và EN 10308:2001 cấp chất lượng 4. Yêu cầu một giá trị ngưỡng FBH bằng 3 mm, với độ nhạy mức ghi tối thiểu 2,0 mm theo các tiêu chuẩn EN được đề cập ở đây.

7

Độ cứng bề mặt

7.1

Độ cứng bề mặt trên một bề mặt đại diện của phôid (xem bảng chuyển đổi độ cứng Vicker - Rockwell trong ISO 18265)

Tối thiểu là 600 HV hoặc 55 HRC Thử mẫu lấy thống kê.

660 HV đến 800 HV hoặc 58 HRC đến 64 HRC. Thử mẫu lấy thống kê.

660 HV đến 800 HV hoặc 58 HRC đến 64 HRC. Thử nghiệm 100 % nếu cỡ lô nhiệt luyện ≤ 5, nếu không thì cho phép lấy mẫu thống kê. Phương pháp thử thích hợp cho cỡ kích thước của chi tiết.

7.2

Độ cứng bề mặt ở vùng chân răng, giữa mặt răng, đối với các mô đun ≥ 12d

Không quy định kỹ thuật

Đáp ứng quy định kỹ thuật bản vẽ. Lấy mẫu thống kê hoặc trên mẫu thử đại diện.

Đáp ứng quy định kỹ thuật bản vẽ. Thử nghiệm 100 % bất kỳ bánh răng bé và bánh răng lớn nào hoặc trên mẫu thử đại diện.

8

Độ cứng lõi ở giữa mặt răng trên một góc vuông đến góc tiếp tuyến 30° tại khoảng cách bằng 5 x chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt nhưng không nhỏ hơn 1 x mô đun hoặc được đo trên một thanh thử đại diện phù hợp với 6.5.

21 HRC hoặc lớn hơn. Quy định nhưng không cần xác nhận.

25 HRC hoặc lớn hơn, đo trên một thanh thử đại diện theo 6.5 b) hoặc được tính toán dựa trên sự hiểu biết về tốc độ ram và đường cong độ thấm tôi.

30 HRC hoặc lớn hơn, đo trên chi tiết mẫu hoặc thanh thử đại diện phù hợp với 6.5.

9

Chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt trong điều kiện đã gia công tinh phù hợp với TCVN 5717 (ISO 2639). Đo trên thanh thử đại diện theo 6.5 hoặc đo tại giữa bề rộng mặt và giữa chiều cao của răng.

Chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt được định nghĩa là khoảng cách từ bề mặt đến một điểm tại đó giá trị độ cứng bằng 550 HV hoặc 52 HRC. Các giới hạn nhỏ nhất và lớn nhất phải được thể hiện trên bản vẽ. Nếu quy định chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt thì chú ý là các giá trị “tối ưu” đối với khả năng tải uốn và bề mặt là không giống nhau. Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt được cho trong 5.6e.

10

Việc kiểm tra các yêu cầu về tổ chức tế vi có thể được thực hiện trên một thanh thử theo 6.5 ở một độ sâu tương ứng với điều kiện gia công tinh. Việc kiểm tra này là không bắt buộc đối với MQ nhưng là yêu cầu đối với ME. (không yêu cầu đối với ML).

10.1

Các giới hạn hàm lượng các bon bề mặt

Không quy định kỹ thuật

Thép hợp kim danh nghĩa thấp với tổng thành phần hợp kim ≤ 1,5 %: 0,65 % đến 1,0 %. Thép hợp kim danh nghĩa cao với tổng thành phần hợp kim > 1,5 %: 0,60 % đến 0,90 %. Khuyến nghị.

10.2

Cấu trúc bề mặt: Cấu trúc mong muốn có ít hơn 10 % bainit được xác định bằng kiểm tra kim tương

Không quy định kỹ thuật

Khuyến nghị. Mactenxit, về cơ bản là hình kim mịn, như thể hiện bởi một thanh thử đại diện.

Yêu Cầu. Mactenxit, hình kim mịn, như thể hiện bởi một thanh thử đại diện.

10.3

Sự kết tủa cácbit

Mạng lưới cacbit bán liên tục cho phép phù hợp với Hình 20 a). Trên thanh thử đại diện.

Cho phép cacbit mất liên tục phù hợp với Hình 20 b). Cacbit mất liên tục khác với mạng lưới cacbit bán liên tục về mặt chúng không vạch ra tổ chức hạt. Chiều dài tối đa của bất kỳ cacbit nào là 0,02 mm. (trên thanh thử đại diện, nếu sử dụng)

Cho phép cacbit bị phân tán phù hợp với Hình 20 c). Cỡ kích thước tối đa của bất kỳ cacbit nào là 0,01 mm. Kiểm tra thanh thử đại diện theo 6.5.

10.4

Auxtenit dư. Được xác định bằng kiểm tra kim tương. h

Không quy định kỹ thuật

Đến 30 % đối với kiểm tra mẫu thử mẻ nhiệt luyện đi kèm.

Đến 30 %, phân tán một cách tinh vi. Kiểm tra thanh thử đại diện phù hợp với 6.5.

Nếu nằm ngoài quy định kỹ thuật, có khả năng khắc phục bằng sự phun; bi có kiểm soát phù hợp với 6.7 hoặc bằng các quy trình thích hợp khác.

10.5

Sự ôxi hóa giữa các hạt (tinh thể) (IGO), thích hợp áp dụng cho bề mặt không mài. Được xác định bằng kiểm tra kim tương của mẫu thí nghiệm không bị khắc axít, nếu sử dụng. Các giới hạn trong vi kế phải được dựa trên chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt đạt được thực e. Không nhìn thấy IGO hoặc sản phẩm phi mactenxit trên bề mặt được màil

Không quy định kỹ thuật

Chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt e mm IGO μm Chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt e mm IGO μm e <> 17 e <> 12 0,75 ≤ e <>,50 25 0,75 ≤ e <> 20 1,50 ≤ e <> 35 1,50 ≤ e <> 20 2,25 ≤ e <> 45 2,25 ≤ e <> 25 3,00 ≤ e <> 50 3,00 ≤ e <>,00 30 e ≥ 5,00 60 e ≥ 5,00 35 Nếu nằm ngoài quy định kỹ thuật, có khả năng khắc phục bằng sự phun bi có kiểm soát phù hợp với 6.7 hoặc bằng các quy trình thích hợp khác, theo thỏa thuận với khách hàng.

10.6

Cỡ hạt trong điều kiện nhiệt luyện cuối cùng phù hợp với ISO 643k

Không quy định kỹ thuật

Hạt mịn, với 90 % diện tích có cỡ hạt 5 và mịn hơn, và không có hạt thô hơn cỡ 3. Khuyến nghị báo cáo thử phù hợp với TCVN 11236 (ISO 10474).

Hạt mịn, với 90 % diện tích có cỡ hạt 5 và mịn hơn, và không có hạt thô hơn cỡ 3. Yêu cầu báo cáo thử phù hợp với TCVN 11236 (ISO 10474).

10.7

Tổ chức lõi tại cùng vị trị giống như hạng mục 8

Không quy định kỹ thuật

Mactenxit, ferit hình kim và bainit. Không có ferit khối lớn (xem hạng mục 8)

Mactenxit, ferit hình kim và bainit. Không có ferit khối lớn. Áp dụng cho thanh thử đại diện phù hợp với 6.5

12

Nứt bề mặti

Không cho phép các nứt. Kiểm tra mẫu lấy thống kê bằng kiểm tra hạt từ, phương pháp thẩm thấu hạt từ huỳnh quang hoặc phương pháp thẩm thấu thuốc nhuộm.

Không cho phép các nứt. Kiểm tra 50 % bằng ASTM E1444 hoặc EN 10228-1 (phương pháp kiểm tra hạt từ). Cho phép kiểm tra thống kê phụ thuộc vào cỡ lô.

Không cho phép các nứt. Kiểm tra 100 % bằng ASTM E1444 hoặc EN 10228-1 (phương pháp kiểm tra hạt từ).

13

Kiểm soát tôi khi mài sử dụng khắc axit nital phù hợp với TCVN 7693 (ISO 14104)j

Cho phép ram cấp B trên 100 % diện tích làm việc (FB3), khuyến nghị kiểm tra thống kê nhưng không yêu cầu.

Cho phép ram cấp B trên 10 % diện tích làm việc (FBI), yêu cầu kiểm tra thống kê.

Không cho phép ram trên diện tích làm việc (FA), kiểm tra 100 % theo TCVN 7693 (ISO 14104).

Nếu nằm ngoài quy định kỹ thuật, có khả năng khắc phục bằng sự phun bi có kiểm soát như mô tả trong 6.7. Có thể yêu cầu gia công tinh lại để đạt được sự hoàn thiện và hình học bề mặt riêng.

CHÚ THÍCH: Cũng xem 6.6 và 6.7. Các yêu cầu đối với thép thấm các bon nitơ hiện tại không được cho trong tiêu chuẩn này. a Vật liệu được chọn là loại được trích dẫn trong cấp liên quan theo TCVN 12142-1 (ISO 683-1). TCVN 12142-2 (ISO 683-2), TCVN 12142-3 (ISO 683-3), TCVN 12142-4 (ISO 683-4) hoặc TCVN 12142-5 (ISO 683-5) (khuyến nghị) hoặc theo tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế thích hợp. b Các yêu cầu độ sạch cấp chỉ áp dụng cho các phần này của vật liệu bánh răng chỗ mà các răng sẽ được định vị trí tại một khoảng cách nằm bên dưới đường kính đỉnh răng đã gia công tinh ít nhất hai lần chiều sâu răng. Với các bánh răng ngoài, phần này của phôi bánh răng thường sẽ nhỏ hơn 25 % bán kính của phôi bánh răng. c Tỷ lệ độ giảm tổng có thể đạt được như là một kết quả của số lượng các thao tác làm việc nóng. Tỷ lệ độ giảm có thể nhỏ hơn 5:1 nhưng không nhỏ hơn 3:1 khi 1) thanh cán chịu thêm làm việc nóng, 2) phần tâm của phôi đúc hoặc tao cáp được loại bỏ, và 3) tỷ lệ độ giảm nhỏ nhất 5:1 là không thể đạt được về mặt vật lý do cỡ kích thước cuối cùng của bánh răng. d Độ cứng chân răng có thể hơi nhỏ hơn độ cứng mặt bên răng, phụ thuộc vào cỡ kích thước của bánh răng và phương pháp chế tạo. Các giá trị được phép có thể theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và người mua, nhưng yêu cầu giá trị tối thiểu tà 55 HRC. e Đối với các giá trị chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt khác, xem ví dụ như tài liệu tham khảo [10]. h Phân tích bằng chùm tia X có thể được sử dụng làm phương pháp thay thế. Các giá trị giới hạn nên theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất bánh răng và người mua. i Không cho phép có các nứt, tách, sẹo hoặc vết chồng trong các vùng răng của bánh răng đã gia công tinh, không quan tâm đến cấp. Các giới hạn: tối đa một chỉ thị mỗi 25 mm của chiều rộng răng và tối đa năm chỉ thị trong một mặt bên răng. Không cho phép có các chỉ thị bên dưới 1/2 chiều sâu làm việc của răng. Việc loại bỏ các vết hỏng vượt quá các giới hạn đã nêu là được chấp nhận, với sự cho phép của khách hàng, với điều kiện là không tổn hại đến tình trạng nguyên vẹn của bánh răng. j Các phương pháp khác là sẵn có đối với kiểm soát ram khi mài và có thể được sử dụng theo thỏa thuận giữa người mua và nhà sản xuất. k Cỡ hạt nên được xác định tại các vị trí liên quan nhiều nhất đến cơ cấu sai hỏng đã được thấy trước của chi tiết. Diện tích bề mặt chuẩn là 3.0 mm2. l Do chiều sâu IGO tương quan mạnh mẽ với chiều sâu của sản phẩm biến đổi phi mactenxit và có khả năng khử sự thấm các bon, việc đo chiều sâu IGO kết hợp với các yêu cầu đã quy định đối với độ cứng bề mặt (hạng mục 7.2) và tổ chức tế vi (hạng mục 10.2) thì đủ.

a) Mạng lưới cácbit bán liên tục: cho phép đối với cấp ML

b) Cácbit mất liên tục: cho phép đối với ML và MQ

c) Cácbit bị phân tán: cho phép đối với ML, MQ và ME

Hình 20 - Các ảnh chụp hiển vi của các tổ chức cácbit cho phép đối với các bánh răng thấm các bon lớp bề mặt (tẩm thực nital 5 %. độ phóng đại x 400)

Bảng 6 - Thép dập vuốt và thép đúc được tôi bằng cảm ứng hoặc bằng ngọn lửa (xem Hình 11 và 12)

Hạng mục	Yêu cầu	ML	MQ	ME
1	Phân tích hóa học	Không quy định kỹ thuật	Như trong Bảng 3 (các thép dập vuốt tôi thể tích: các hạng mục từ 1 đến 6) hoặc như trong Bảng 4 (các thép đúc tôi thể tích: các hạng mục từ 1 đến 3)
2	Đặc tính cơ học - sau khi nhiệt luyện
3	Độ sạch
4	Cỡ hạt
5	Thử siêu âm
6	Mức độ của việc giảm rèn
7	Độ cứng bề mặt	Tất cả các bánh răng được tôi cảm ứng nên được ram trong lò.a 485 HV đến 615 HV hoặc 48 HRC đến 56 HRC	Tất cả các bánh răng được tôi cảm ứng nên được ram trong lò. 500 HV đến 615 HV hoặc 50 HRC đến 56 HRC	Tất cả các bánh răng được tôi cảm ứng phải được ram trong lò.a 500 HV đến 615 HV hoặc 50 HRC đến 56 HRC
8	Chiều sâu tôib, phù hợp với ISO 3754	Chiều sâu tôi được định nghĩa là khoảng cách đến bề mặt tính từ một điểm tại đó độ cứng bằng 80 % độ cứng bề mặt yêu cầu. Chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt sẽ được xác định cho từng chi tiết bằng kinh nghiệm. Vị trí phép đo SHD sẽ được xác định trên bản vẽ.
9	Tổ chức bề mặt	Không quy định kỹ thuật	Kiểm tra các mẫu lấy thống kê, chủ yếu là mactenxit hình kim mịn	Kiểm tra nghiêm ngặt hơn các mẫu lấy thống kê, mactenxit hình kim mịn, ≤ 10 % tổ chức phi mactenxit; cho phép không có ferit tự do.
10	Thử không phá hủy
10.1	Nứt bề mặt - không cho phép (ASTM E1444)	Kiểm tra mẻ đầu tiên (phương pháp hạt từ, thẩm thấu hạt từ huỳnh quang hoặc thẩm thấu thuốc nhuộm).	Kiểm tra mẻ đầu tiên (phương pháp hạt từ, thẩm thấu hạt từ huỳnh quang hoặc thẩm thấu thuốc nhuộm).	Kiểm tra 100 % (phương pháp hạt từ, thẩm thấu hạt từ huỳnh quang hoặc thẩm thấu thuốc nhuộm).
10.2	Kiểm tra hạt từ (chỉ khu vực các răng) ASTM E1444c	Không quy định kỹ thuật		Mô đun	Chỉ thị max. mm
				≤ 2,5	1,6
				> 2,5 đến 8	2,4
				> 8	3,0
11	Tổ chức ưu tiên	Tôi và ram
12	Sự quá nhiệt, đặc biệt là tại các đỉnh răng	Cần tránh	Tránh một cách nghiêm ngặt (< 1000="">
CHÚ THÍCH: Bảng này áp dụng cho tôi bằng ngọn lửa kiểu quay hoặc tôi cảm ứng kiểu quay và răng-đến-răng với các chân được tôi, các mẫu độ cứng tương tự các Hình 21 và 22.
a Phương pháp ưu tiên là ram trong lò. Cảnh báo: không ram và ram cảm ứng mang đến một số rủi ro. b Mẫu độ cứng, chiều sâu, các phương tiện và phương pháp xử lý phải được thiết lập, lập tài liệu và kiểm tra để có thể lặp lại được. Phải sử dụng một mẫu đại diện, với cùng một hình học và vật liệu như mẫu làm việc để xác định quá trình. Dụng cụ và các phương pháp xử lý phải đủ chính xác để sao chép lại các kết quả quy định. Mẫu độ cứng phải mở rộng toàn bộ chiều dài của các răng bao phù trên toàn bộ profin, cả các mặt bên, các chân răng và các góc lượn chân răng. c Không cho phép có các nứt, tách, sạo hoặc vết chồng trong các vùng răng của bánh răng đã gia công tinh, không quan tâm đến cấp. Các giới hạn: tối đa một chỉ thị mỗi 25 mm của chiều rộng răng và tối đa năm chỉ thị trong một mặt bên răng. Không cho phép có các chỉ thị bên dưới 1/2 chiều sâu làm việc của răng. Việc loại bỏ các vết hỏng vượt quá các giới hạn đã nêu là được chấp nhận, với sự cho phép của khách hàng, với điều kiện là không tổn hại đến tình trạng nguyên vẹn của bánh răng.

CHÚ DẪN:

1  cuộn cảm ứng hoặc đầu ngọn lửa

Hình 21 - Ví dụ cho tôi kiểu quay không theo công tua

CHÚ DẪN:

1  đầu cảm ứng hoặc ngọn lửa

Hình 22 - Ví dụ cho tôi theo công tua

Bảng 7 - Thép dập vuốt thấm nitơ, thép thấm nitơ và tôi thể tích, thấm nitơ (xem các Hình 13 và 14)

Hạng mục	Yêu cầu	ML	MQ	ME
1	Phân tích hóa học	Như trong Bảng 3 (các thép dập vuốt tôi thể tích: các hạng mục 1 đến 6)
2	Đặc tính cơ học - sau khi nhiệt luyện
3	Độ sạch
4	Cỡ hạt
5	Thử siêu âm
6	Mức độ giảm kích thước của quá trình rèn
7	Chiều sâu tôi nitơ	Quy định giá trị tối thiểu Chiều sâu tôi nitơ hiệu dụng được định nghĩa là khoảng cách từ bề mặt đến một điểm tại đó giá trị độ cứng bằng 400 HV hoặc 40,8 HRC. Nếu độ cứng ở lõi vượt quá 380 HV, có thể áp dụng bằng độ cứng lõi +50 HV. Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu tôi nitơ NHD được thể hiện trong 5.6.
8	Độ cứng bề mặt
8.1	Thép nitơa b c	Tối thiểu 650 HV Tối đa 900 HV d
8.2	Thép tôi thể tícha	Tối thiểu 450 HV
9	Xử lý nhiệt trướce	Tôi và ram mà không có sự khử cácbon các bề mặt đã hoàn thiện. Nhiệt độ ram phải lớn hơn nhiệt độ thấm nitơ một lượng đủ để tránh sự hóa mềm trong chu trình thấm nitơ.
10	Vùng bề mặt; (lớp trắng)	≤ 25 μm	Lớp trắng ≤ 25 μm	Lớp trắng dày ≤ 25 μm; tỷ lệ nitride γ'/ε > 8
11	Lõi	Rm không xác nhận	Rm > 900 N/mm2 (thông thường, phần trăm của ferit nhỏ hơn 5 %)
12	Điều kiện gia công tinh sau khi thấm nitơ/nitriding		Chỉ mài trong các trường hợp đặc biệt; phòng ngừa có thể giảm khả năng tải bề mặt. Nếu mài răng thì khuyến nghị kiểm tra bằng hạt từ theo ASTM E1444 hoặc EN 10228-1.	Chỉ mài trong các trường hợp đặc biệt; phòng ngừa có thể giảm khả năng tải mặt bên răng. Nếu mài răng thì yêu cầu kiểm tra bằng hạt từ theo ASTM E1444 hoặc EN 10228-1.
Khả năng quá tải của nhiều bánh răng thấm nitơ là thấp. Do hình dạng của đường cong S-N là phẳng, độ nhậy với chấn động nên được nghiên cứu trước khi bắt đầu thiết kế. a Độ cứng bề mặt được đo theo phương vuông góc với bề mặt; các giá trị đo được trên một tiết diện có thể cao hơn. Tải trọng thử nên thích hợp với chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt và độ cứng. b Trong thép hợp kim nhôm, có một rủi ro của sự hình thành mạng lưới nitơ biên hạt liên tục, là kết quả của một chu trình thấm nitơ kéo dài. Việc sử dụng các thép này đòi hỏi các biện pháp phòng ngừa đặc biệt trong nhiệt luyện. c Nhôm chứa thép thấm nitơ Nitralloy N, Nitralloy 135 và loại tương tự bị giới hạn đối với các cấp ML và MQ. Đối với các giá trị độ bền, xem chú thích ở Hình 14. d Khi các giá trị lớn hơn, do chiều dày lớp trắng (> 10 μm). các giá trị độ bền lâu bị giảm do sự hóa mòn. e Điều kiện xử lý nhiệt trước cũng sẽ áp dụng cho mẫu thí nghiệm.

Bảng 8 - Thép đập vuốt, thấm nitơ cácbon (xem các Hình 15 và 16)

Hạng mục	Yêu cầu	ML	MQ	ME
1	Phân tích hóa học	Như trong Bảng 3 (các thép dập vuốt tôi thể tích: các hạng mục 1 đến 6)
2	Đặc tính cơ học - sau khi nhiệt luyện
3	Độ sạch
4	Cỡ hạt
5	Thử siêu âm
6	Mức độ giảm kích thước của quá trình rèn
7	Chiều sâu thấm nitơ	Quy định giá trị tối thiểu Chiều sâu tôi nitơ hiệu dụng được định nghĩa là khoảng cách từ bề mặt đến một điểm tại đó giá trị độ cứng bằng 400 HV hoặc 40,8 HRC. Nếu độ cứng ở lõi vượt quá 380 HV, có thể áp dụng bằng độ cứng lõi +50 HV. Các giá trị khuyến nghị của chiều sâu tôi nitơ NHD được thể hiện trong 5.6.
8	Độ cứng bề mặt
8.1	Thép hợp kim a	> 500 HV
8.2	Thép không hợp kima,b	> 300 HV
9	Xử lý nhiệt trước	Tôi và ram mà không có sự khử cácbon các bề mặt. Nhiệt độ ram phải lớn hơn nhiệt độ thấm nitơ.
10	Vùng bề mặt: (lớp trắng)	Kiểm tra chi tiết là không bắt buộc	Lớp trắng, dày 5 μm đến 30 μm. Hầu hết nitride ε
11	Dụng cụ thấm nitơ cácbon: như bể thấm nitơ cácbon	Thùng hợp kim chịu nhiệt titan có thông hơi hoặc một ống lót trơ. Sắt tan chảy trong muối nóng chảy làm kiềm chế quá trình thấm nitơ. Sự thấm nitơ cacbon khí không có vấn đề này.
a Độ cứng bề mặt được đo theo phương vuông góc với bề mặt; các giá trị do được trên một tiết diện có thể cao hơn. Tải trọng thử nên thích hợp với chiều sâu tăng cứng lớp bề mặt và độ cứng. b Do thép không hợp kim có độ cứng thấp nên sự thấm nitơ cácbon sẽ chỉ có tác dụng bảo vệ bề mặt chống lại mòn.

6.5  Mẫu thí nghiệm

Mẫu thí nghiệm là một mẫu thử được làm từ một cấp vật liệu đại diện. Việc chọn một mẫu thử dập vuốt hoặc đúc dựa trên bánh răng hoặc phương pháp đang đại diện. Mẫu thí nghiệm phải đi kèm với sản phẩm bánh răng qua tất cả các giai đoạn nhiệt luyện được trình bày trong các Bảng 2, 3, 4, 5, 6 hoặc Bảng 7. Mẫu thí nghiệm nên được chọn để giám sát các tương tác của các quá trình nhiệt luyện. Cũng có thể thực hiện các phương án lựa chọn để sử dụng một mẫu thí nghiệm đại diện, được dự định để miêu tả các đặc tính của phôi gia công. Các đặc tính của mẫu thí nghiệm đã chuẩn hóa có thể được ngoại suy bằng thực nghiệm để ước lượng các đặc tính của phôi gia công liên quan đến tổ chức tế vi và các đặc tính đã gia công tinh.

Các chi tiết về chế tạo mẫu thí nghiệm có thể được thỏa thuận giữa nhà cung cấp và người mua.

Có hai kiểu mẫu thí nghiệm được công nhận.

a) Các thanh thử kiểm soát quá trình: có thể là hợp kim và hình dạng bất kỳ. Chúng được sử dụng để kiểm tra xác nhận tính nhất quán của quá trình nhiệt luyện. Tổ chức tế vi của chúng không đại diện cho tổ chức tế vi của bánh răng hoàn thiện, nhưng nó có thể được ngoại suy để ước lượng trạng thái của bánh răng hoàn thiện. Sự ngoại suy đó phải được lập tài liệu.

b) Các thanh thử đại diện: được thiết kế để đại diện cho tốc độ tôi ram chi tiết hoàn thiện. Độ cứng và tổ chức tế vi ở tâm của mẫu thí nghiệm xấp xỉ bằng độ cứng và tổ chức tế vi của lõi như được chỉ rõ trong Bảng 5, hạng mục 8 và 11. Các tỷ lệ khuyến nghị là

1) đường kính tối thiểu: 3 x mô đun, và

2) chiều dài tối thiểu: 6 x mô đun.

Đường kính và/hoặc hình dạng khác của mẫu thử là được phép theo thỏa thuận với khách hàng.

Có thể sử dụng một mẫu thử có kích thước cố định nếu đã biết mối tương quan giữa mẫu thử và chi tiết.

Vật liệu mẫu thí nghiệm phải tương đương với chi tiết về thành phần hóa học và độ thấm tôi, nhưng không cần thiết phải từ cùng một mẻ đúc.

6.6  Làm sạch cơ học bằng thổi bi

Làm sạch cơ học là một kỹ thuật được sử dụng để loại bỏ các mảnh vẩy hoặc các lớp phủ sau nguyên công nhiệt luyện. Phương pháp công nghiệp gồm có sử dụng bi, dây cắt, lưới, oxyt nhôm, cát và các hạt thủy tinh. Các loại này ngoài để làm sạch bề mặt, sẽ ảnh hưởng đến ứng suất dư - một số (bi, dây cắt) ảnh hưởng đáng kể hơn các loại khác (lưới, oxyt nhôm, cát và các hạt thủy tinh). Sự thay đổi ứng suất dư này sẽ ảnh hưởng đến độ bền uốn và ảnh hưởng của các nguyên công tiếp sau đó. Trên Hình 10, các giá trị ứng suất uốn MQ đạt được bằng các kỹ thuật làm sạch công nghiệp phù hợp đã áp dụng và do đó không thể nhất thiết đạt được chỉ sau khi nhiệt luyện.

Các quá trình sau phun bi như loại bỏ kim loại, nhiệt luyện và điều chỉnh co ngót là được phép, tuy nhiên, chúng có thể làm thay đổi ứng suất nén dư và độ bền uốn.

6.7  Phun bi tăng bền

6.7.1  Quy định chung

Phun bi tăng bền là phương pháp gia công nguội được thực hiện bằng sự bắn phá bề mặt của chi tiết bởi bi cầu nhỏ dẫn đến kết quả ứng suất nén dư có độ lớn cao trong một lớp mỏng trên bề mặt. Các ứng dụng điển hình của phun bi tăng bền được thảo luận trong 6.7.2 và 6.7.3. Không nên nhầm lẫn phun bi tăng bền với các thao tác làm sạch cơ học đã thảo luận ở 6.6.

Nguyên công phun bi tăng bền phải được kiểm soát. Sự kiểm soát tối thiểu khuyến nghị nên dựa trên SAE AMS 2430,^[7] SAE AMS 2432,^[8] hoặc SAE J 2241^[9]. Bề mặt đã được mài phải được bảo vệ chống lại sự va đập của phun bi, trừ khi bề mặt được gia công tinh lại sau hoạt động phun bi tăng bền.

6.7.2  Sự tăng bền

Sự tăng các ứng suất nén dư bằng phun bi tăng bền cải thiện độ bền uốn ở các chân răng. Với các bánh răng biến cứng bề mặt được thấm cácbon, các giá trị tối thiểu sau được quy cho phun bi tăng bền.

- Đối với cấp chất lượng ML, mong muốn không tăng trị số ứng suất cho phép đối với uốn s_FE.

- Đối với cấp chất lượng MQ, trị số ứng suất cho phép đối với uốn s_FE có thể tăng 10 %.

- Đối với cáp chất lượng ME, trị số ứng suất cho phép đối với uốn s_FE có thể tăng 5 %.

Phun bi tăng bền có thể có hại đến độ bền lâu bề mặt (chống lại tróc rỗ) do làm tăng nhám bề mặt. Do đó có thể đòi hỏi gia công tinh lại mặt bên răng để đạt được sự hoàn thiện bề mặt và kết cấu bề mặt đã quy định.

Các quá trình sau phun bi như loại bỏ kim loại, nhiệt luyện và điều chỉnh co ngót là được phép. Tuy nhiên, chúng có thể làm thay đổi ứng suất nén dư và độ bền uốn.

6.7.3  Sự khắc phục

Theo thỏa thuận với khách hàng, phun bi tăng bền có thể được sử dụng như là sự khắc phục cho các sai lệch auxtenit dư, sự ôxy hóa giữa các hạt (tinh thể) và sự tôi do mài trên các bánh răng biến cứng bề mặt (xem Bảng 5). Nếu các bề mặt đã mài bị phơi ra với sự phun bị, rủi ro của việc mài mòn phải được đánh giá dưới sự xem xét về độ nhám bề mặt và độ cứng bề mặt, cũng như gradient chênh lệch độ nhám và độ cứng giữa bánh răng chủ động và bánh dẫn động. Có thể đòi hỏi gia công tinh lại để đạt được sự hoàn thiện bề mặt, kết cấu bề mặt và hình học như đã quy định.

 

Phụ lục A

(Tham khảo)

Các xem xét về cỡ kích thước của phần kiểm soát cho ăn khớp bánh răng tôi thể tích

Phụ lục này trình bày các xem xét cỡ kích thước gần đúng của phần kiểm soát lớn nhất cho ăn khớp bánh răng tôi thể tích (tôi và ram). Phụ lục cũng trình bày các hệ số ảnh hưởng đến cỡ kích thước kiểm soát lớn nhất, các minh họa cách xác định cỡ kích thước phần kiểm soát lớn nhất cho bộ bánh răng, và các cỡ kích thước phần kiểm soát lớn nhất khuyến nghị cho một số thép hợp kim thấp.

Phần kiểm soát của một chi tiết được định nghĩa là phần có ảnh hưởng lớn nhất trong việc xác định tốc độ làm nguội trong khi tôi tại vị trí (phần) mà các đặc tính cơ học quy định được yêu cầu. Cỡ kích thước phần kiểm soát tối đa đối với thép chủ yếu dựa trên các xem xét về độ thấm tôi, độ cứng quy định, chiều sâu của độ cứng mong muốn, nhiệt độ tôi và ram.

Hình A.1 thể hiện các phần kiểm soát cho các dạng bánh răng được tôi mà các răng của nó được gia công sau khi nhiệt luyện.

Việc đánh giá cỡ kích thước phần kiểm soát để lựa chọn một loại thép thích hợp và/hoặc độ cứng quy định không cần bao gồm việc xem xét các lượng dư gia công thô tiêu chuẩn. Các lượng dư đặc biệt khác như các lượng dư sử dụng để giảm thiểu sự biến dạng trong khi nhiệt luyện phải được tính đến.

Hình A.2 cung cấp các cỡ kích thước gần đúng của phần kiểm soát lớn nhất khuyến nghị cho tạo hình bánh răng được tôi và ram bằng dầu (H = 0,5) của các thép hợp kim thấp, dựa trên dải độ cứng quy định, lượng dư gia công thông thường trước khi tăng cứng, và nhiệt độ ram tối thiểu 480 °C, để đạt được độ cứng tối thiểu tại các chân răng.

Các cỡ kích thước phần kiểm soát lớn nhất dựa trên độ cứng quy định đối với các mặt cắt có kích thước phần đường kính 200 mm cũng có thể được lấy xấp xỉ bằng sử dụng “Sơ đồ dự đoán gần đúng độ cứng mặt cắt ngang của các thanh tròn đã tôi”^[11] và dữ liệu đặc trưng ram/dữ liệu độ thấm tôi đã được công bố.

Các cỡ kích thước phần kiểm soát lớn nhất cho các chi tiết trục có đường kính ngoài lớn hơn 200 mm thường đòi hỏi các kinh nghiệm nhiệt luyện nội bộ trên các tiết diện lớn, sau đó bằng thử độ cứng mặt cắt và phương ngang.

Ăn khớp bánh răng có đoạn lớn (nặng) được tôi và thường hóa cũng có thể yêu cầu các xem xét cỡ kích thước phần kiểm soát tối đa nếu thiết kế không cho phép tôi trong chất lỏng. Độ cứng quy định có khả năng đạt được với cùng một loại thép (độ thấm tôi) được xem xét thấp hơn, tuy nhiên có thể yêu cầu thép có độ thấm tôi cao hơn. Yêu cầu các kinh nghiệm về thường hóa và tôi/thử độ cứng nội bộ.

a) Phần kiểm soát: đường kính 200 mm

b) Phần kiểm soát: chiều rộng răng 50 mm

c) Phần kiểm soát: chiều dày thành 50 mm (nếu đường kính lỗ nhỏ hơn 20 % chiều dài của lỗ thì đường kính ngoài là phần kiểm soát)

d) Phần kiểm soát: chiều dày vành răng 50 mm

CHÚ DẪN:

1  các răng

Hình A.1 - Ví dụ cỡ kích thước của phần kiểm soát

CHÚ DẪN:

HBW  độ cứng Brinell tối thiểu

X  cỡ kích thước phần kiểm soát khuyến nghị

Y  vết ấn Brinell, mm

1  HRC44 đến J50 (AISI E4340H) với khoảng cách Jominy tính bằng mm

2  HRC40 tại J18 (AISI 4140H) với khoảng cách Jominy tính bằng mm

^a  nhiệt độ ram tối thiểu 480 °C có thể được yêu cầu để đáp ứng các quy định kỹ thuật về độ cứng này

^b các độ cứng quy định cao hơn (ví dụ 375 HBW đến 415 HBW, 388 HBW đến 421 HBW và 401 HBW đến 444 HBW) được sử dụng cho các bộ bánh răng đặc biệt, nhưng nên đánh giá giá thành do khả năng cắt được bị giảm.

CHÚ THÍCH: Các cỡ kích thước phần kiểm soát tối đa lớn hơn các cỡ kích thước trên có thể được khuyến nghị khi được chứng minh bằng các dữ liệu thử nghiệm (kỹ thuật nhiệt luyện).

Hình A.2 - Cỡ kích thước của phần kiểm soát đối với hai loại thép hợp kim các bon 0,40 %

 

Phụ lục B

(Tham khảo)

Hệ số độ cứng lõi

Bảng B.1 - Các giá trị hệ số đường cong U_c được thể hiện trên Hình 19

	Uc = a + b·sH + c·sH2 + d·sH2
Đường cong số	a	b	c	d
1	-4,599 297	1,315 640 · 10-2	-8,291 160 · 10-6	2,169 010 · 10-9
2	-5,542 507	1,425 472 · 10-2	-8,658 576 · 10-6	2,080 616 · 10-9
3	-7,598 668	1,773 498 · 10-2	-1,104 475 · 10-6	2,577 360 · 10-9
4	-9,391 585	2,009 680 · 10-2	-1,230 944 · 10-6	2,766 216 · 10-9
5	-16,021 320	3,247 710 · 10-2	-2,035 296 · 10-6	4,474 037 · 10-9
6	-40,644 860	8,094 566 · 10-2	-5,221 782 · 10-6	1,139 691 · 10-9

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO 1122-1, Vocabulary of gear terms - Part 1: Definitions related to geometry (Từ vựng về thuật ngữ bánh răng - Phần 1: Định nghĩa liên quan đến hình học)

[2] TCVN 7578-6 (ISO 6336-6) Tính toán khả năng tải của bánh răng thẳng và bánh răng nghiêng - Phần 6: Tính toán tuổi thọ dưới tác dụng của tải trọng biến thiên

[3] TCVN 256-1 (ISO 6506-1), Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Brinell - Phần 1: Phương pháp thử

[4] TCVN 258-1 (ISO 6507-1), Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Vicker - Phần 1: Phương pháp thử

[5] TCVN 257-1 (ISO 6508-1), Vật liệu kim loại - Thử độ cứng Rockwell - Phần 1: Phương pháp thử

[6] ISO 12107, Metallic materials - Fatigue testing - Statistical planning and analysis of data (Vật liệu kim loại - Thử mỏi - Kế hoạch thống kê và phân tích dữ liệu)

[7] SAE AMS 2430S, Shot Peening, Automatic, July 2012

[8] SAE AMS 2432D, Shot Peening, Computer Monitored, Jute 2013

[9] SAE J 2441, Shot Peening, November 2008

[10] FVA-Arbeitsblatt Nr.8/1: Hartetiefe, Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V., Dezember 1976

[11] Practical data for metallurgists. The Timken Steel Co. Canton: Seventeenth Edition, 2011