اهمیت سخت‌کاری القایی و کربورایزینگ در افزایش طول عمر شفت‌های گیربکس سنگین
مقدمه و چالش‌های مکانیکی شفت‌های انتقال قدرت
در سیستم‌های انتقال قدرت ماشین‌آلات سنگین کشاورزی، شفت‌های گیربکس و هزارخارهای دیفرانسیل به طور پیوسته تحت تاثیر تنش‌های پیچشی متناوب (Cyclic Torsional Stresses) و بارهای ناگهانی ناشی از درگیر شدن کلاچ یا موانع خاکی سنگین قرار دارند. در صورتی که ساختار متالورژیکی شفت یکنواخت و سخت باشد، قطعه دچار شکست ترد (Brittle Fracture) می‌شود؛ و چنانچه شفت بیش از حد نرم باشد، دندانه‌های هزارخار دچار سایش و دفرماسیون پلاستیک خواهند شد.
اصول سخت‌کاری سطحی: کربورایزینگ در برابر سخت‌کاری القایی
برای دستیابی به عملکرد بهینه، مهندسی متالورژی از ترکیب دو ویژگی به ظاهر متناقض استفاده می‌نماید: پوسته خارجی فوق‌سخت با مقاومت سایشی بالا و مغز چقرمه با قابلیت جذب انرژی ضربه.
- سخت‌کاری القایی (Induction Hardening): با استفاده از سیم‌پیچ‌های الکترومغناطیسی با فرکانس متغیر (۱۰ تا ۵۰ کیلوهرتز)، لایه سطحی فولاد در عرض چند ثانیه به دمای آستنیته (حدود ۸۵۰ تا ۹۰۰ درجه سانتی‌گراد) رسیده و بلافاصله با پاشش آب/پلیمر کوئنچ می‌شود تا فاز سخت مارتنزیت سوزنی تشکیل گردد.
- کربورایزینگ (Carburizing): نفوذ اتم‌های کربن در فاز آستنیت در کوره اتمسفر کنترل‌شده تا عمق ۱.۵ میلی‌متر، که سختی سطحی معادل
58 الی 62 HRCایجاد می‌کند.
پروفیل متالورژیکی در فرآیندهای تولیدی PSNT
در خطوط تولید شرکت پیشتاز صنعت نوین تبریز، کلیه پارامترهای توان، سرعت حرکت سلف القایی و دبی مایع خنک‌کننده توسط کنترلرهای CNC مانیتور می‌گردند تا عمق نفوذ مؤثر (Effective Case Depth) دقیقا در محدوده استاندارد DIN ISO 15787 حفظ شود.
نتیجه‌گیری و توصیه‌های نگهداری
استفاده از شفت‌های با عملیات حرارتی استاندارد، طول عمر مفید جعبه‌دنده را تا بیش از ۴ برابر افزایش داده و ریسک توقف ناگهانی ماشین‌آلات در فصول حساس زراعی را به صفر می‌رساند.