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レンジギアシンクロギアシート WG2210100007

レンジギアシンクロナイザーのギアシートは、ギアボックスのハイギアとローギアを切り替えるための重要な部品です。 20CrMnTiH材料で作られています。この部品の外径はΦ200mm、全高は30.5mmしかないため、この部品の熱処理プロセスは変形の激しい浸炭直接焼き入れ法には適していません。当社の熱処理工程は浸炭・空冷→二次加熱→加圧焼入れ→洗浄・焼戻しとなります。この部品で制御する必要がある主なサイズパラメータは、外歯車のピッチ直径値と内歯スプラインの M 値です。圧力焼入れ後、これら 2 つのサイズパラメータは、通常、ほとんどの場合効果的に制御できます。ただし、説明できない大きな変形や許容範囲外の状況がバッチで発生し、製品が廃棄される場合があります。{10}{11}}当社ではこの問題について解析・研究を行い、過度な変形の主な原因を特定し改善策を講じ、変形を許容範囲内に抑えることを目指しました。

シンクロギアシートの断面の厚みが不均一です。-焼入れと冷却の初期段階では、薄肉部品はより早く冷却され、より大きな熱収縮が起こりますが、厚肉部品はゆっくりと冷却され、熱収縮は小さくなります。-したがって、発生する熱応力の大きさが異なり、ワークピースのさまざまな部分で異なる塑性変形が発生します。ギヤシートの外径を検査したところ、Φ200サイズは焼入れ後にラッパ状になることが分かりました。したがって、当社の浸炭・空冷後、二次加熱・加圧焼入れする熱処理方法では、通常、焼入れ金型による応力の違いによる塑性変形を補償し、ワークの変形を規定範囲内に制御することが可能です。しかし、このバッチのワークピースは浸炭空冷後に大きな変形を示し、加圧焼入れ後には変形を効果的に制御できず、変形度が焼入れ金型で制御できる寸法範囲を超えていることがわかりました。分析と議論の結果、ブランクの等温焼ならし処理が適切でなく、組織に過度のストレスが生じたことが予備的に疑われます。熱処理後、この応力は加工応力とともに解放され、部品が制御不能に変形する原因となります。弊社の外部協力メーカーから提供されたギヤシートのブランクに焼きならし処理を施しております。この部品バッチの 1 つのブランクの金属組織検査後、ブランクの正規化微細構造を 100 倍の金属組織顕微鏡で観察しました。