Paano Mo Ginawa ang Case Harden Steel? Mga Paraan, Hakbang at Tip

Ano nga ba ang Nagagawa ng Case Hardening sa Bakal

Ang case hardening ay isang proseso ng heat treatment na nagpapatigas sa panlabas na ibabaw ng isang bahagi ng bakal habang pinananatiling matigas at ductile ang panloob na core. Ang resulta ay isang sangkap na lumalaban sa pagkasira at pagkapagod sa ibabaw sa labas, ngunit maaaring sumipsip ng shock at stress nang hindi pumuputok sa loob. Ang kumbinasyong ito ay eksakto kung ano ang kinakailangan ng steel forging at machined na mga bahagi sa mga demanding application tulad ng mga gear, camshaft, axle, at cutting tool.

Ang tumigas na panlabas na layer — tinatawag na "case" - ay karaniwang mula sa 0.1 mm hanggang higit sa 3 mm ang lalim , depende sa paraan na ginamit at sa oras ng pagkakalantad. Ang core ay nananatiling medyo malambot, kadalasan sa pagitan ng 20–40 HRC, habang ang kaso ay maaaring umabot 58–65 HRC sa mahusay na kontroladong mga proseso. Ang istraktura ng dual-zone na ito ay hindi makakamit sa pamamagitan lamang ng pagpapatigas, na ginagawang ang pagpapatigas ng kaso ay isang natatanging at lubos na praktikal na pamamaraan sa paggawa ng bakal at pagmamanupaktura.

Ito ay nagkakahalaga ng pag-unawa na hindi lahat ng bakal ay tumutugon nang pantay sa pagpapatigas ng kaso. Ang mga low-carbon steels (0.1%–0.3% carbon) ay ang pinakakaraniwang pinatigas dahil ang mga core ng mga ito ay nananatiling ductile pagkatapos ng paggamot. Ang mga medium-carbon na bakal ay maaari ding gamutin, ngunit ang mga high-carbon na bakal ay karaniwang pinatigas sa halip, dahil ang kanilang mga core ay may kakayahang makamit ang mataas na tigas.

Ang Mga Pangunahing Paraan na Ginamit sa Case Hardden Steel

Mayroong ilang mga itinatag na paraan para sa case hardening steel, bawat isa ay angkop sa iba't ibang materyales, mga kinakailangan sa lalim ng case, at mga kapaligiran ng produksyon. Ang pagpili ng tama ay depende sa base na bakal na haluang metal, ang nais na katigasan ng ibabaw, dimensional tolerances, at magagamit na kagamitan.

Carburizing

Ang carburizing ay ang pinaka-malawak na ginagamit na paraan ng pagpapatigas ng kaso para sa mga bahagi ng pag-forging ng bakal. Ang proseso ay nagsasangkot ng paglalantad ng mababang carbon na bakal sa isang kapaligirang mayaman sa carbon sa mataas na temperatura - karaniwan 850°C hanggang 950°C (1560°F hanggang 1740°F) — sapat na tagal para kumalat ang carbon sa ibabaw. Kapag ang sapat na carbon ay nasipsip, ang bahagi ay papatayin upang mai-lock sa hardened case.

Mayroong tatlong karaniwang variant ng carburizing:

• Gas carburizing: Ang bahagi ay inilalagay sa isang furnace na may carbon-bearing gas atmosphere, kadalasang endothermic gas na pinayaman ng natural na gas o propane. Ito ang pinaka nakokontrol at nasusukat na paraan, malawakang ginagamit sa mga industriya ng automotive at steel forging.
• Pack carburizing: Ang bahagi ng bakal ay nakaimpake sa isang lalagyan na may solidong carbonaceous na materyal (tulad ng uling na hinaluan ng barium carbonate) at pinainit ng ilang oras. Ito ay isang low-tech na pamamaraan na ginagamit pa rin sa mga maliliit na workshop o para sa hindi regular na mga hugis.
• Liquid (salt bath) carburizing: Ang bahagi ay nahuhulog sa isang molten cyanide-based salt bath. Ito ay mabilis at mabisa ngunit nagsasangkot ng mga mapanganib na kemikal, kaya ito ay bumaba sa paggamit dahil sa mga alalahanin sa kapaligiran at kaligtasan.

Isang tipikal na gas carburizing cycle para sa pagkamit ng a 1 mm ang lalim ng case sa isang mababang-carbon na bakal tulad ng AISI 8620 ay tumatagal ng humigit-kumulang 8–10 oras sa 930°C. Pagkatapos ng carburizing, ang bahagi ay pinapatay sa langis o tubig, pagkatapos ay pinalamig sa 150°C–200°C upang mapawi ang mga stress sa pawi habang pinapanatili ang tigas ng ibabaw sa itaas ng 60 HRC.

Nitriding

Ang Nitriding ay nagpapakilala ng nitrogen sa ibabaw ng bakal kaysa sa carbon. Gumagana ito sa makabuluhang mas mababang temperatura - 480°C hanggang 590°C (900°F hanggang 1095°F) — na nangangahulugan na ang pagbaluktot ay minimal at hindi kailangan ng pagsusubo. Ginagawa nitong partikular na angkop ang nitriding para sa mga bahagi ng katumpakan at mga natapos na bahagi kung saan kritikal ang katumpakan ng dimensional.

Ang resultang kaso ay mas mababaw kaysa sa carburizing (karaniwan 0.1 mm hanggang 0.6 mm ), ngunit maaaring lumampas ang mga halaga ng katigasan sa ibabaw katumbas ng 70 HRC (1100 HV) sa mga bakal na haluang metal na naglalaman ng mga elementong bumubuo ng nitride tulad ng chromium, molibdenum, aluminyo, at vanadium. Kasama sa mga karaniwang nitriding grade ang AISI 4140, 4340, at nitralloy steels.

Gumagamit ang gas nitriding ng dissociated ammonia sa isang furnace. Gumagamit ang Plasma (ion) nitriding ng electrical glow discharge para ipakilala ang nitrogen at maaaring gamutin ang mga kumplikadong geometry nang mas pantay. Ang Salt bath nitriding (ferritic nitrocarburizing) ay mas mabilis at nagpapabuti sa parehong wear resistance at corrosion resistance.

Pagpapatigas ng Induction

Ang pagpapatigas ng induction ay hindi nagsasangkot ng pagsasabog ng kemikal. Sa halip, gumagamit ito ng electromagnetic induction upang mabilis na mapainit ang ibabaw ng isang bahagi ng bakal sa itaas ng temperatura ng austenitizing nito, na sinusundan ng agarang pagsusubo. Napakabilis ng proseso — maaaring mangyari ang pag-init sa ibabaw 1 hanggang 10 segundo — at gumagawa ng isang hard martensitic case nang hindi naaapektuhan ang core.

Ang pamamaraang ito ay nangangailangan ng medium-carbon steels (0.35%–0.55% carbon) o alloy steels na mayroon nang sapat na carbon upang bumuo ng martensite sa pagsusubo. Ito ay karaniwang ginagamit para sa mga shaft, gears, crankshafts, at mga bahagi ng riles sa steel forging at automotive sector. Ang lalim ng kaso ay karaniwang mula sa 1 mm hanggang 6 mm depende sa dalas na ginamit at oras ng pag-init.

Ang mas mataas na induction frequency ay gumagawa ng mas mababaw na mga kaso; ang mas mababang mga frequency ay tumagos nang mas malalim. Ang isang 10 kHz frequency ay maaaring makamit ang isang 3-5 mm case, habang ang isang 200 kHz frequency ay maaari lamang umabot sa 0.5-1 mm. Karaniwang umaabot ang katigasan 55–62 HRC sa wastong napiling mga bakal.

Pagpapatigas ng apoy

Ang pagpapatigas ng apoy ay gumagamit ng direktang oxy-acetylene o oxy-propane na apoy upang mabilis na mapainit ang ibabaw ng bakal, na sinusundan ng pagsusubo ng tubig. Ito ay isa sa mga pinakalumang selective surface hardening method at hindi nangangailangan ng espesyal na kagamitan sa furnace. Gumagana ang teknik sa medium-carbon at alloy na bakal at madalas na inilalapat sa malalaki o mahirap gamitin na mga bahagi — gaya ng malalaking forging, machine way, at sprockets — na hindi madaling magkasya sa loob ng mga furnace o induction coil.

Ang lalim ng case na may flame hardening ay malawak na saklaw mula sa 1.5 mm hanggang 6 mm , at ang mga halaga ng tigas na 50–60 HRC ay makakamit. Gayunpaman, ang proseso ay hindi gaanong nakokontrol kaysa sa induction hardening, at ang pagkamit ng pare-parehong case depth sa mga kumplikadong hugis ay nangangailangan ng mga bihasang operator.

Cyaniding at Carbonitriding

Ang carbonitriding ay sabay-sabay na nagpapakilala ng parehong carbon at nitrogen sa ibabaw ng bakal sa mga temperatura ng 700°C hanggang 900°C . Ito ay madalas na itinuturing na isang hybrid ng carburizing at nitriding. Ang pagkakaroon ng nitrogen ay nagpapababa sa kinakailangang kalubhaan ng pawi, binabawasan ang pagbaluktot, at nagpapabuti ng hardenability. Ang mga lalim ng kaso ay karaniwang mas mababaw kaysa sa buong carburizing - 0.07 mm hanggang 0.75 mm — at ito ay malawakang ginagamit para sa mga bahagi ng manipis na seksyon, mga fastener, at maliliit na gear.

Gumagamit ang cyaniding ng likidong sodium cyanide bath upang ipakilala ang carbon at nitrogen nang sabay-sabay. Bagama't epektibo at mabilis, dahil sa nakakalason na katangian ng mga cyanide salts, ang pamamaraang ito ay hindi na ginagamit sa karamihan ng mga bansa dahil sa mga regulasyon sa kapaligiran.

Hakbang-hakbang na Proseso para sa Carburizing Steel sa Bahay o sa Tindahan

Para sa mga nagtatrabaho sa labas ng isang industriyal na setting — sa isang panday na tindahan, maliit na machine shop, o home forge — pack carburizing ay ang pinaka-naa-access na paraan. Narito ang isang praktikal na walkthrough ng proseso.

1. Piliin ang tamang bakal. Gumamit ng low-carbon steel gaya ng 1018, 1020, o A36. Ang mga high-carbon steel ay hindi nakikinabang mula sa carburizing sa parehong paraan. Ang mga steel forging billet na gawa sa mababang carbon grade ay karaniwang panimulang materyales.
2. Linisin nang maigi ang bahagi. Alisin ang lahat ng langis, kaliskis, kalawang, at kontaminasyon mula sa ibabaw. Ang mga contaminant ay nagsisilbing mga hadlang sa carbon diffusion at lumilikha ng hindi pantay na lalim ng kaso.
3. Ihanda ang carburizing compound. Paghaluin ang matigas na kahoy na uling (pinutol sa 6–12 mm na piraso) na may carbonate energizer — ang barium carbonate sa 10–20% ayon sa timbang ay tradisyonal, kahit na ang calcium carbonate (limestone powder) ay gumagana bilang isang mas ligtas na alternatibo. Ang carbonate ay tumutugon sa carbon monoxide sa lalagyan upang makagawa ng CO₂, na umiikot pabalik sa CO at nagpapanatili ng mayaman sa carbon na kapaligiran.
4. I-pack ang lalagyan. Ilagay ang bahagi sa loob ng metal box o selyadong lalagyan (cast iron o makapal na bakal). I-pack ang charcoal compound sa paligid ng bahagi, siguraduhing hindi bababa sa 25 mm ng compound sa lahat ng panig. I-seal ang takip ng refractory cement o fire clay para mabawasan ang paglabas ng gas.
5. Init sa isang pugon. Ilagay ang naka-pack na lalagyan sa isang pugon at dalhin ito sa 900°C–950°C (1650°F–1740°F) . Panatilihin ang temperaturang ito para sa kinakailangang oras ng pagbabad. Bilang isang magaspang na gabay, ang 1 oras sa 900°C ay gumagawa ng humigit-kumulang 0.25 mm ng lalim ng kaso; Ang 8 oras ay gumagawa ng humigit-kumulang 1 mm.
6. Pawiin ang bahagi. Alisin ang bahagi mula sa kahon habang mainit pa at agad na pawiin sa mantika (mantika ng motor o langis ng pagsusubo). Ang pagsusubo ng tubig ay mas mabilis ngunit pinatataas ang panganib ng pag-crack. Ang oil quenching ay angkop para sa karamihan ng mga low-carbon steel at gumagawa ng case hardness na 58–63 HRC.
7. Maginit pagkatapos ng pagsusubo. Painitin muli ang bahagi sa 150°C–200°C (300°F–390°F) sa loob ng 1–2 oras upang mapawi ang panloob na stress mula sa pagsusubo. Binabawasan nito ang brittleness habang pinapanatili ang katigasan ng ibabaw. Ang paglaktaw sa hakbang na ito ay nanganganib sa microcracking.

Ang isang karaniwang ginagamit na field test para sa case hardness ay ang file test: ang isang bago, matalim na file ay dapat mag-skate sa ibabaw nang hindi pinuputol kung ang case ay ganap na tumigas. Para sa mas tumpak na pagsukat, ang Rockwell hardness testing (HRC scale) o Vickers microhardness testing sa isang cross-section ay mga standard approach.

Paghahambing ng Case Hardening Pamamaraans: Isang Praktikal na Pangkalahatang-ideya

Ang talahanayan sa ibaba ay nagbubuod sa mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng mga pinakakaraniwang paraan ng pagpapatigas ng kaso upang makatulong sa pagpili ng tamang proseso para sa isang partikular na aplikasyon.

Steel Grades Pinakamahusay na Naaangkop para sa Case Hardening

Hindi lahat ng grado ng bakal ay tumutugon sa pagpapatigas ng kaso sa parehong paraan. Ang pagpili ng base na materyal ay makabuluhang nakakaapekto sa matamo na lalim ng kaso, tibay ng core, at katatagan ng dimensional pagkatapos ng paggamot. Sa mga aplikasyon ng pag-forging ng bakal, ang pagtutugma ng tamang grado sa proseso ng pagpapatigas ng kaso ay mahalaga sa pagganap ng bahagi.

Low-Carbon Steels para sa Carburizing

• AISI 1018 / 1020: Ang pinaka-karaniwang at matipid na pagpipilian. Ginagamit para sa mga shaft, pin, at pangkalahatang steel forging na bahagi kung saan kailangan ang surface wear resistance ngunit dapat kontrolin ang gastos. Madaling makina bago ang paggamot.
• AISI 8620: Isang nickel-chromium-molybdenum alloy steel na malawakang ginagamit sa paggawa ng gear at shaft. Ito ay mapagkakatiwalaan na nag-carburize at nag-aalok ng mahusay na core toughness pagkatapos ng heat treatment, na ginagawa itong isang benchmark na grado para sa steel forging ng mga bahagi ng drivetrain.
• AISI 9310: Ginagamit sa high-performance aerospace at heavy-duty na mga application ng gear. Nag-aalok ng pambihirang lakas ng core at case hardenability dahil sa mataas na nilalaman ng nickel.
• AISI 4118 / 4320: Mga grado ng Chromium-molybdenum na may mahusay na hardenability. Ginagamit sa transmission gears at forgings na nangangailangan ng mas malalim na case depth at mas mahusay na fatigue resistance.

Alloy Steels para sa Nitriding

• AISI 4140: Isang maraming nalalaman na chromium-molybdenum na bakal na mahusay na tumutugon sa gas nitriding. Madalas na ginagamit para sa mga tool holder, spindle, at precision shaft sa steel forging equipment.
• AISI 4340: Isang high-strength nickel-chromium-molybdenum alloy steel. Pagkatapos ng nitriding, nakakamit nito ang isang mahusay na kumbinasyon ng tigas ng ibabaw at katigasan ng core. Karaniwan sa mga aerospace forging at mga bahagi ng istruktura.
• Nitralloy 135M: Partikular na binuo para sa nitriding, na naglalaman ng aluminyo bilang elementong bumubuo ng nitride. Gumagawa ng ilan sa mga pinakamataas na halaga ng katigasan sa ibabaw na matamo sa pamamagitan ng nitriding, kadalasang lumalampas sa 1000 HV.

Medium-Carbon Steels para sa Induction at Flame Hardening

• AISI 1045: Isang malawak na ginagamit na medium-carbon steel para sa induction hardening. Karaniwan sa mga shaft, axle, at pang-agrikultura na mga forging. Nakakamit ang 55–60 HRC sa ibabaw pagkatapos ng induction treatment.
• AISI 4140 / 4340: Angkop din para sa induction hardening kapag na-quenched mula sa mataas na temperatura sa ibabaw. Ginagamit sa mga crank pin, drill collar forging, at mabibigat na bahagi ng engineering.
• AISI 1060 / 1080: Ang mas mataas na nilalaman ng carbon ay ginagawang angkop ang mga ito para sa mga aplikasyon ng rail at spring kung saan ginagawa ang pagpapatigas ng apoy sa mga ibabaw na may mataas na pagkasuot.

Paano Nakikipag-ugnayan ang Case Hardening sa Steel Forging Proseso

Sa industriyal na pagmamanupaktura, ang case hardening ay halos palaging isang post-forging operation. Steel forging — open die man, closed die (impression die), o roll forging — pinipino ang istraktura ng butil ng bakal at inihanay ang daloy ng butil sa geometry ng bahagi. Ang pagpipino ng butil na ito ay nagpapabuti sa mga mekanikal na katangian ng bakal bago ilapat ang anumang paggamot sa init.

Pagkatapos ng pag-forging ng bakal, ang mga piyesa ay karaniwang na-normalize o na-annealed upang mapawi ang mga forging stress, pagkatapos ay rough machined sa malapit-final na mga sukat. Inilapat ang pagpapatigas ng kaso sa yugtong ito. Ang pagkakasunud-sunod ay mahalaga: kung ang isang bahagi ay tapos na sa makina bago ang case hardening, ang proseso ng hardening ay maaaring magdulot ng mga maliliit na pagbabago sa dimensyon (distortion) na nagtutulak sa bahagi sa labas ng tolerance. Karamihan sa mga tagagawa ay nag-iiwan ng paggiling o tapusin ang machining bilang ang huling hakbang pagkatapos ng hardening.

Sa carburizing ng mga forging, ang pinong istraktura ng butil na ginawa sa panahon ng steel forging ay nakakatulong na limitahan ang pagkakaiba-iba ng carbon diffusion at sumusuporta sa isang mas pare-parehong lalim ng case sa mga kumplikadong geometries. Ang mga forging na may masikip na istraktura ng butil ay nagpapakita rin ng mas mahusay na paglaban sa fatigue sa case-core transition zone, kung saan ang mga fatigue crack ay karaniwang nagsisimula sa ilalim ng cyclic loading.

Halimbawa, ang mga automotive transmission gear na ginawa sa pamamagitan ng closed die steel forging sa 8620 steel ay regular na naka-carburize sa isang case depth ng 0.8–1.2 mm , pinatay, pinainit, at pagkatapos ay tapusin ang lupa. Ang kumbinasyong ito ng forging at carburizing ay gumagawa ng mga sangkap na may kakayahang makayanan ang mga stress ng contact na lumampas 1500 MPa sa paglipas ng milyun-milyong cycle ng paglo-load — pagganap na hindi makakamit ng mag-isa ang proseso.

Pagkontrol sa Lalim ng Kaso at Pagkakatugma ng Katigasan

Ang isa sa mga pinaka-karaniwang problema sa kaso ng hardening ay hindi pare-pareho ang lalim ng kaso. Ito ay maaaring magdulot ng maagang pagkapagod sa ibabaw, spalling, o pag-crack sa serbisyo. Maraming mga variable ang namamahala sa pagkakapare-pareho ng lalim ng kaso, at ang pagkontrol sa mga ito ang naghihiwalay sa kalidad ng paggamot sa init mula sa hindi magandang kasanayan.

Pagkakapareho ng Temperatura sa Pugon

Ang mga gradient ng temperatura sa loob ng furnace ay direktang isinasalin sa pagkakaiba-iba ng lalim ng case sa isang batch. Isang batch ng mga gear na naproseso sa isang pugon na may a ±15°C pagkakaiba-iba ng temperatura makikita ang mga pagkakaiba ng case depth na 10–15% sa kabuuan ng load. Pang-industriya na gas carburizing furnaces ay karaniwang tinukoy upang mapanatili ±5°C pagkakapareho sa buong working zone. Ang pagkakalibrate ng Thermocouple at kwalipikasyon ng furnace (bawat pamantayan tulad ng AMS 2750 o CQI-9) ay karaniwang kasanayan sa mga pasilidad sa paggamot sa init na kinokontrol ng kalidad.

Carbon Potential Control sa Gas Carburizing

Sa gas carburizing, ang potensyal ng carbon ng furnace atmosphere ay dapat na maingat na kinokontrol. Ang masyadong mataas na potensyal ng carbon ay nagiging sanhi ng pagbuo ng mga network ng surface carbide — malutong, mala-plate na iron carbide sa mga hangganan ng butil na makabuluhang nagpapababa ng buhay ng pagkapagod. Masyadong mababa ang isang potensyal na carbon ay nagreresulta sa hindi sapat na carbon sa ibabaw at isang hindi sapat na hard case. Karamihan sa mga furnace system ay gumagamit ng oxygen probes (shim stock probes o lambda probes) para patuloy na subaybayan at isaayos ang potensyal ng carbon, pag-target 0.8%–1.0% carbon sa ibabaw para sa karamihan ng mga application ng gear at shaft.

Pawiin ang Kalubhaan at Disenyo ng Kabit

Ang hindi pantay na pagsusubo ay isa pang pangunahing sanhi ng pagbaluktot at hindi pantay na katigasan. Ang mga bahagi na pumapasok sa quench sa iba't ibang mga oryentasyon, o kung saan ang quench medium ay dumadaloy nang hindi pantay sa paligid ng bahagi, ay lalamig sa iba't ibang mga rate at makagawa ng iba't ibang mga microstructure sa iba't ibang mga zone. Ang mga fixture na maayos na idinisenyo ay nagtataglay ng mga bahagi nang ligtas sa panahon ng pamatay at nagbibigay-daan sa pare-parehong pag-access ng media sa lahat ng mga ibabaw. Ang temperatura ng langis sa panahon ng pagsusubo ay karaniwang pinananatili sa 40°C–80°C (100°F–175°F) para sa karamihan ng mga aplikasyon sa pag-forging ng bakal — ang malamig na langis ay namamatay nang husto, ang mainit na langis ay masyadong mabagal.

Inspeksyon pagkatapos ng Paggamot

Ang pagpapatunay ng mga resulta ng pagpapatigas ng kaso ay ginagawa sa pamamagitan ng mapanirang at hindi mapanirang pagsubok. Ang mapanirang pagsubok ay kinabibilangan ng pagputol ng isang cross-section mula sa isang sample na kupon na naproseso kasama ang production batch, pagkatapos ay pagsukat ng hardness sa incremental depth gamit ang isang Vickers microhardness tester upang makabuo ng hardness profile. Ang epektibong lalim ng kaso ay tinukoy bilang ang lalim kung saan bumaba ang katigasan 550 HV (humigit-kumulang 52 HRC) ayon sa ISO 2639. Kasama sa mga hindi mapanirang pamamaraan ang magnetic Barkhausen noise analysis at eddy current testing, na maaaring makakita ng lalim ng case at mga anomalya sa katigasan ng ibabaw nang hindi pinuputol ang bahagi.

Mga Karaniwang Pagkakamali sa Pagtitigas ng Kaso at Paano Ito Maiiwasan

Karamihan sa mga kaso ng hardening failure sa field ay maaaring masubaybayan pabalik sa isang maliit na bilang ng mga maiiwasang error. Ang pagkilala sa mga error na ito nang maaga — kung nagtatrabaho sa isang production shop o isang maliit na forge — pinipigilan ang magastos na muling paggawa at pagtanggi sa bahagi.

• Maling base na materyal: Ang pagtatangkang i-carburize ang high-carbon steel ay nagdaragdag ng kaunting pakinabang at maaaring makagawa ng mga malutong na carbide network. Palaging kumpirmahin ang nilalaman ng carbon ng base na bakal bago pumili ng paraan ng pagpapatigas ng kaso.
• Nilaktawan ang init ng ulo: Ang napatay na bakal na walang tempering ay nasa ilalim ng napakalaking panloob na stress. Maaaring mag-crack ang mga bahagi ng ilang oras pagkatapos ng pagsusubo kung hindi agad na-temper. Palaging initin ang ulo sa loob ng ilang oras ng pagsusubo, kahit na ito ay isang 1 oras na pagbabad sa 160°C.
• Hindi pantay na pag-init bago pawiin: Ang isang bahagi na wala sa pare-parehong temperatura ng austenitizing kapag na-quench ay magkakaroon ng hindi pare-parehong microstructure. Tiyakin ang sapat na oras ng pagbabad sa temperatura ng pagpoproseso bago pagsusubo. Maaaring kailanganin lamang ng mga manipis na seksyon ng 15–20 minuto ng pagbabad; makapal na forging ay maaaring mangailangan ng isang oras o higit pa.
• Kontaminasyon sa ibabaw: Ang langis, grasa, o oksihenasyon sa ibabaw ng bahagi bago ang carburizing ay lumilikha ng mga patay na lugar kung saan hindi makakalat ang carbon. Ang mga bahagi ay dapat na degreased at bahagyang sandblasted o linisin bago iproseso.
• Maliit na kaso para sa aplikasyon: Ang isang manipis na case (0.2 mm) sa isang heavy load na gear ay makakalagpas sa ilalim ng contact stress, na naglalantad sa malambot na core at nagdudulot ng mabilis na pagkasira o pitting. Itugma ang detalye ng case depth sa contact pressure at i-load ang makikita ng component sa serbisyo.
• Overcarburizing: Ang labis na oras o potensyal ng carbon ay gumagawa ng makapal, malutong na puting layer ng nananatiling austenite at carbide sa ibabaw. Ang layer na ito ay maaaring matuklap, kapansin-pansing binabawasan ang lakas ng pagkapagod sa halip na mapabuti ito.

Mga Aplikasyon Kung Saan Karaniwan ang Mga Bahagi ng Case Hardened Steel Forging

Ang pagpapatigas ng kaso ay hindi isang angkop na paggamot. Ito ay naka-embed sa mga karaniwang proseso ng produksyon sa maraming industriya na umaasa sa steel forging para sa istruktura at mekanikal na mga bahagi.

• Mga pagpapadala at pagkakaiba ng sasakyan: Ang mga ring gear, pinion, at sun gear sa mga awtomatikong pagpapadala ay pineke mula sa 8620 o 4320 na bakal at naka-carburize sa lalim ng case na 0.9–1.4 mm. Ang kumbinasyon ng katigasan ng ibabaw at ang katigasan ng core ay humahawak sa paulit-ulit na stress ng contact at shock loading ng mga drivetrain ng sasakyan sa daan-daang libong kilometro.
• Aerospace structural forgings: Ang mga bahagi ng landing gear, actuator shaft, at bearing journal sa sasakyang panghimpapawid ay kadalasang gawa sa 4340 steel, nitrided o carburized para magbigay ng wear resistance habang pinapanatili ang mataas na lakas at tibay na kinakailangan ng mga detalye ng aerospace gaya ng AMS 6415.
• Mga kagamitan sa pagmimina at konstruksiyon: Ang mga track pin, bushings, bucket teeth, at excavator boom pin ay pineke mula sa alloy steels at pinatigas ang case upang labanan ang abrasive wear mula sa pagkakadikit sa bato at lupa. Ang lalim ng case na 2–4 ​​mm ay karaniwan sa mga application na ito upang magbigay ng tibay sa ilalim ng lubhang malupit na mga kondisyon.
• Mga crankshaft at camshaft: Ang mga automotive crankshaft, kadalasang pineke mula sa 1045 o microalloyed steels, ay pinatigas ang induction sa mga ibabaw ng journal upang makamit ang localized surface hardness habang ang natitirang bahagi ng shaft ay nananatiling tibay. Ang tigas ng journal na 55–60 HRC ay nagpapalawak ng buhay ng tindig kumpara sa mga hindi ginagamot na ibabaw.
• Mga tool sa kamay at mga tool sa paggupit: Ang mga pait, suntok, at dies na gawa sa 1020 na bakal ay maaaring i-pack na naka-carburize sa bahay upang makagawa ng matitigas na dulo. Isa ito sa mga pinakalumang aplikasyon ng pagpapatigas ng kaso at nananatiling may kaugnayan para sa mga smith at gumagawa ng tool na nagtatrabaho sa labas ng mga pang-industriyang setting.