Lựa chọn vật liệu chế tạo trục: 40Cr so với CK45

Bắt đầu với điều kiện làm việc trục và loại bỏ nhãn CK45 mơ hồ

Trước tiên, kỹ sư mua sắm phải mô tả những gì trục phải tồn tại: mô-men xoắn ổn định, mô-men xoắn đảo chiều, độ uốn, tải trọng dọc trục, chu kỳ khởi động-dừng, sốc, nhiệt độ, bảo vệ chống ăn mòn, lắp vòng bi và hậu quả của sự cố. Sau đó, xác định hình học nhạy cảm với độ mỏi—chuyển tiếp đường kính, lỗ dầu, lỗ chéo, ren, rãnh then, chốt, rãnh vòng kẹp, mối hàn và các góc phi lê nhỏ. Lựa chọn vật liệu không có bản đồ đó có thể tối ưu hóa mẫu thử trong khi không kiểm soát được vị trí lỗi thực tế.

CK45 là ngôn ngữ đặt hàng không đủ chính xác. Nó có thể được sử dụng không chính thức cho phương án cacbon trung bình liên quan đến C45, C45E hoặc SAE 1045, nhưng những chỉ định đó thuộc về các tiêu chuẩn khác nhau. ISO 683-1 cung cấp các đặc tính về sản phẩm, điều kiện, dải kích thước và khung hóa học cho C45/C45E. SAE J403 xác định các quy tắc phân tích và hóa học SAE 1045 nhưng không xác định một cường độ thanh phổ quát. Bên mua phải chọn phương án mà bản vẽ, thông số kỹ thuật của khách hàng hoặc phê duyệt kỹ thuật thực sự yêu cầu.

40Cr là mác thép kết cấu hợp kim crôm theo GB/T 3077-2015. Giá trị nhiệt luyện tham chiếu và cơ tính của mác này có thể phù hợp khi tiết diện trục đã được phê duyệt đòi hỏi phương án khác về độ thấm tôi hoặc độ bền. Điều đó không có nghĩa mọi trục 40Cr đều dai hơn, bền mỏi hơn hoặc ít biến dạng hơn mọi trục C45 hay 1045. Đáp ứng nhiệt luyện, độ sạch, kiểm soát cỡ hạt, trạng thái bề mặt, hình học, hư hỏng do gia công và ứng suất dư vẫn góp phần quyết định kết quả của thành phẩm.

Tạo hệ thống phân cấp thông số kỹ thuật trước khi so sánh báo giá: đơn đặt hàng được chấp nhận và độ lệch; bản vẽ và đặc điểm kỹ thuật của khách hàng; tiêu chuẩn vật liệu/sản phẩm; tiêu chuẩn thử nghiệm và xử lý nhiệt; sau đó là thủ tục của nhà cung cấp. Nếu trên bản vẽ ghi CK45 không có tiêu chuẩn thì đưa ra giải thích rõ ràng thay vì để mỗi người đấu giá chọn một cách hiểu khác nhau.

Nguồn:[1][2][3]

So sánh cơ sở thành phần hóa học và cơ tính theo tiêu chuẩn trước khi xem xét tính tương đương

Bảng hóa học giải thích lý do tại sao các phương án có thể trùng nhau trong một số ứng dụng nhưng không thể được chứng nhận thay thế cho nhau theo tên. 40Cr có phạm vi crom từ 0,80–1,10% khối lượng, trong khi C45 và SAE 1045 là các phương án cacbon trung bình có giới hạn nguyên tố dư thay vì việc bổ sung crom có ​​chủ ý tương tự. C45E giữ nguyên phạm vi chính của C45 nhưng sử dụng giới hạn phốt pho và lưu huỳnh chặt chẽ hơn; một bản vẽ yêu cầu hậu tố E sẽ không nhận được C45 đơn giản nếu không được phê duyệt.

Cách quy định cơ tính cũng khác nhau đáng kể. GB/T 3077 công bố các giá trị cho mẫu thử tham chiếu 40Cr được nhiệt luyện theo quy định. ISO 683-1 công bố các giá trị tôi và ram (+QT) gắn với dạng sản phẩm C45 và dải tiết diện chi phối. SAE J403 không đưa ra một dải chung về độ bền kéo, giới hạn chảy, độ dai va đập, độ giãn dài hoặc độ cứng của thanh SAE 1045 ở trạng thái giao hàng. Vì vậy, báo giá có thể đúng về thành phần hóa học nhưng vẫn chưa đầy đủ về mặt kỹ thuật đối với trạng thái, kích thước, lấy mẫu hoặc cơ tính.

Chỉ sử dụng ISO 6892-1 hoặc phương pháp thay thế được chấp nhận làm phương pháp thử nghiệm sau khi thông số kỹ thuật và thứ tự của sản phẩm có hình dạng mẫu thử, hướng, vị trí, điều kiện, tần suất, sự chấp nhận và quy tắc thử lại cố định. Kết quả từ một mẫu thử được xử lý nhiệt riêng biệt hoặc phần kéo dài nhỏ không được thể hiện dưới dạng cơ tính trung tâm cho phôi trục lớn hơn trừ khi việc thể hiện đó được thỏa thuận rõ ràng.

Các giá trị được tóm lược để sàng lọc RFQ. Hãy kiểm tra ấn bản được kiểm soát của bên mua, dạng sản phẩm, quy tắc phân tích mẻ luyện và phân tích sản phẩm, trạng thái giao hàng, tiết diện chi phối, vị trí và hướng mẫu, cơ sở thử va đập cùng các lựa chọn trong đơn hàng. Thành phần hóa học tương tự không xác lập khả năng thay thế hoặc tính năng của trục thành phẩm. Chỉ các điều khoản của đơn hàng đã được chấp nhận mới xác định yêu cầu cho một lô cung ứng cụ thể.

Nguồn:[1][2][3][5]

Nguồn:[1][2][3][5]

Sử dụng bằng chứng về kích thước tiết diện và độ thấm tôi mà không nhầm với phê duyệt về độ mỏi

Đường kính làm thay đổi cơ sở đánh giá. Một mẫu thử nhỏ có thể có tốc độ nguội và tổ chức tế vi khác với tâm của phôi trục lớn. Hãy yêu cầu định nghĩa tiết diện chi phối theo tiêu chuẩn áp dụng, mối quan hệ giữa tiết diện đó với hình học hoàn thiện, vị trí mẫu thử theo hướng kính và hướng trục, đồng thời xác định kết quả được lấy từ thanh giao hàng, phần kéo dài lấy mẫu hay mẫu được nhiệt luyện riêng. Nếu phôi sẽ được gia công thô trước công đoạn tôi và ram cuối cùng, phải nêu rõ tiết diện nào làm căn cứ đánh giá.

ISO 642:2024 xác định phép thử độ thấm tôi cuối cùng của Jominy. Dữ liệu Jominy có thể giúp so sánh mẻ luyện và ước tính phản ứng độ sâu tương đối, nhưng nó không dự đoán trực tiếp toàn bộ lịch sử nhiệt, tính chất lõi, độ biến dạng, ứng suất dư hoặc độ bền mỏi của trục sản xuất. Nếu độ thấm tôi là mối quan tâm trong thiết kế, hãy xác định dải Jominy có thể chấp nhận được hoặc phương án bằng chứng khác và sau đó yêu cầu xác nhận tiết diện sản phẩm theo đường kính đặt hàng.

Rủi ro mỏi không được khép lại chỉ bằng cách chọn 40Cr hoặc quy định Rm cao hơn. Độ hoàn thiện bề mặt cục bộ, thoát cacbon, cháy mài, tạp chất, vết nắn thẳng, công đoạn tạo ren hoặc then hoa, bán kính rãnh then, mối lắp ép, mài mòn tiếp xúc, chuẩn bị mạ và ứng suất kéo dư có thể chi phối quá trình khởi phát nứt. Hồ sơ mua hàng phải liên kết đơn đặt vật liệu với các yêu cầu kiểm soát bề mặt và hình học trên bản vẽ, thay vì dùng lựa chọn mác thép để thay thế cho công việc kỹ thuật đối với chi tiết hoàn thiện.

Khi độ dai va đập là yêu cầu quan trọng, hãy nêu phương pháp, loại mẫu, rãnh khía, hướng và vị trí lấy mẫu, nhiệt độ thử, tần suất, quy tắc đối với giá trị riêng lẻ tối thiểu/giá trị trung bình và cách xử lý sau thử lại. Không so sánh giá trị KV2 tham chiếu theo GB với kết quả ISO nếu loại mẫu, nhiệt độ và định nghĩa chấp nhận chưa được đồng nhất.

Nguồn:[1][2][4][5]

Phối hợp gia công, xử lý nhiệt, loại bỏ bề mặt và làm thẳng theo một phương án

RFQ cho trục phải nêu cả kích thước mua vào và kích thước hoàn thiện. Hãy ghi kích thước sau rèn hoặc cán, kích thước gia công thô, đường kính lắp ổ trục và phớt khi hoàn thiện, chiều dài, lượng dư phôi và tiết diện tại thời điểm nhiệt luyện. Nếu nhà cung cấp chào thanh tiện bóc hoặc thanh mài, phải xác định bề mặt đó được giữ lại trên chi tiết hay sẽ bị bóc bỏ. Quy trình bề mặt ảnh hưởng đến mức lộ lớp thoát cacbon, khả năng phát hiện khuyết tật, lượng dư gia công, độ thẳng và bằng chứng có sẵn trước công đoạn hoàn thiện cuối.

Trình tự công đoạn rất quan trọng. Tôi và ram, khử ứng suất, tôi cảm ứng, thấm nitơ, mạ crôm, mài, đánh bóng và nắn thẳng có thể thay đổi độ cứng, ứng suất dư, kích thước và tính toàn vẹn bề mặt. Xác định đơn vị chịu trách nhiệm cho từng công đoạn, trạng thái vật liệu mà mỗi phép thử đại diện và việc chứng thư vật liệu mô tả thép thanh giao hàng hay trục thành phẩm. Nếu bên mua nhiệt luyện sau khi nhận hàng, độ cứng đầu vào là một kiểm soát công nghệ—không phải bằng chứng về cơ tính cuối cùng.

Chỉ định độ thẳng là thước đo chứ không phải tính từ. Nêu rõ phương pháp đọc hoặc khe hở tổng chỉ báo, bố trí hỗ trợ/nhịp, nhiệt độ đo, bề mặt được sử dụng, giá trị cho phép và liệu các uốn cong cục bộ có được đánh giá hay không. Xác định giai đoạn làm thẳng và liệu có cần giảm ứng suất sau khi làm thẳng hay kiểm tra lại hay không. Một trục dài mảnh có thể đáp ứng các yêu cầu về độ bền và hóa học nhưng vẫn không thể sử dụng được vì cơ sở về độ thẳng chưa bao giờ được chia sẻ.

Phạm vi kiểm tra nên được xác định theo rủi ro: phân tích mẻ luyện và phân tích sản phẩm khi cần; thử cơ tính tại các vị trí xác định; lập bản đồ độ cứng hoặc đo biên dạng lớp tôi bề mặt; kiểm tra thoát cacbon và tổ chức tế vi khi liên quan; kiểm tra kích thước và bề mặt; kiểm tra siêu âm hoặc hạt từ theo phương pháp và tiêu chí chấp nhận được nêu rõ; cùng truy xuất từ mẻ luyện đến chi tiết hoặc lô. ISO 10474 có thể xác định loại tài liệu kiểm tra, nhưng chỉ đơn hàng mới xác định những kết quả thực tế phải có.

Nguồn:[6]

Viết RFQ sao cho một phương án bắt buộc và mọi phương án thay thế vẫn có thể kiểm tra được

Nêu rõ chỉ định được yêu cầu chính xác như nó sẽ xuất hiện trên giấy chứng nhận. Nếu các lựa chọn thay thế được cho phép, hãy yêu cầu ma trận theo từng mệnh đề thay vì 'có thể chấp nhận được tương đương'. Ma trận phải hiển thị hóa học, phạm vi sản phẩm, điều kiện giao hàng, đặc tính dải kích thước, xử lý nhiệt, lấy mẫu, bề mặt, kích thước, NDT, giấy chứng nhận, giá cả và sự khác biệt về thời gian sản xuất. Nêu tên cơ quan kỹ thuật hoặc khách hàng có thể phê duyệt việc thay thế và cấm sản xuất trước khi phê duyệt.

Dòng làm việc bên dưới giữ các phần giữ chỗ cơ tính vì chủ sở hữu bản vẽ phải đặt các giá trị dành riêng cho trục. Nó cũng tách biệt việc chấp nhận vật liệu với hiệu suất của trục hoàn thiện, ngăn mẫu thử tham chiếu của nhà cung cấp thanh trở thành một bảo đảm thành phần ngoài ý muốn.

Hạng mục: Phôi trục gia công thô, [bản vẽ / lần sửa đổi], [số lượng] Phương án bắt buộc: 40Cr theo GB/T 3077-2015 hoặc C45E theo ISO 683-1:2016 [chọn một phương án và phiên bản bắt buộc]; chỉ ghi CK45 theo cách gọi không chính thức là không chấp nhận được Phương án thay thế: SAE 1045 theo SAE J403_202402 cùng [tiêu chuẩn sản phẩm] chỉ có thể được đề xuất trong bảng sai lệch theo từng điều khoản và phải được bên mua phê duyệt bằng văn bản trước khi sản xuất Trục thành phẩm: [đường kính cuối / chiều dài], vai trục, bán kính lượn, rãnh then, then hoa, ren, độ nhẵn bề mặt, phương pháp và tiêu chí chấp nhận độ thẳng theo bản vẽ Nhiệt luyện: [điều kiện giao hàng / nhà cung cấp tôi và ram / bên mua xử lý tiếp], tiết diện chi phối [định nghĩa], giá trị cơ tính [nêu rõ], cơ sở thử va đập [nêu nếu bắt buộc], trình tự tôi cảm ứng hoặc mạ [nêu rõ] Lượng dư gia công: [lượng dư hướng kính / đầu], quy tắc loại bỏ khuyết tật, giới hạn thoát cacbon, quy trình bề mặt và công đoạn được đại diện khi kiểm tra Kiểm tra: Phân tích thành phần hóa học mẻ luyện, các phép thử cơ tính và vị trí đã thỏa thuận, độ cứng [phương pháp / biểu đồ], kích thước, độ thẳng, bề mặt, [phương pháp và tiêu chí chấp nhận UT / MT], truy xuất mẻ luyện đến phôi Chứng thư: ISO 10474 loại [nêu loại] với kết quả thực tế theo đơn hàng, nhận dạng mẫu thử, điều kiện và lần sửa đổi bản vẽ Đóng gói / điểm đến: [bảo vệ, giá đỡ, giới hạn bó, cảng, Incoterm] Chỉ các điều khoản đặt hàng đã được chấp nhận mới xác định yêu cầu cho một lô cung cấp cụ thể.

Nguồn:[1][2][3][6]