بررسي تأثير عمليات هاي حرارتي سطحي مختلف بر خواص سايشي فولاد 16MnCr5مورد استفاده در محور فرعي اسپيندل ماشين افزار

The effect of Various Surface Heat Treatments on Wear Behavior of 16MnCr5 Steel used in Spindles Axis of Machine Tools

درگيري سطوح اسپيندل مورد استفاده در ماشين­ افزار با تكيه­ گاه، باعث ايجاد سايش در سطح اسپيندل شده و در نتيجه عدم كارايي اسپيندل و افت كيفيت محصول خروجي را در پي خواهد داشت. مطابق اطلاعات به دست آمده از كارخانجات فعال در حوزه ماشين­ افزار، محور فرعي اسپيندل ­ها از جنس فولاد 16MnCr5 تهيه مي­ شوند. در تحقيق حاضر، تأثير عمليات­ هاي حرارتي سطحي كربن ­دهي، كربونيتروژن­ دهي، نيتروكربن­ دهي و ابتدا نيتروژن­ دهي سپس كربن ­دهي (به عنوان يك روش تجربي) روي خواص سايشي فولاد 16MnCr5، به منظور افزايش عمر كاري اسپيندل مورد بررسي قرار گرفته است. آزمايش سايش مورد استفاده در اين تحقيق، از نوع بلوك روي رينگ مي ­باشد. از ميكروسكوپ الكتروني روبشي، آزمون ريزسختي­ سنجي و متالوگرافي جهت تجزيه و تحليل نتايج استفاده شده است. نتايج به دست آمده نشان مي ­دهد نمونه­ هايي كه تحت عمليات سطحي حرارتي كربونيتروژن­ دهي قرار گرفته ­اند؛ از خواص سايشي بهتري در مقايسه با ساير نمونه ­ها برخوردار هستند. همچنين، تصاوير به دست از ميكروسكوپ الكتروني، حاكي از عدم تاثير نه چندان زياد، عمليات­ هاي سطحي بر نحوه شكست نمونه ­ها بوده است.

The wear, as a result of contacting of spindle surface with bearings, can be caused the inefficiency of spindle and drop quality of produced parts. According to obtained information from factories operating in the field of machine tools, the axis of spindles made from 16MnCr5 steel. In the current work, the effects of different surface heat treatments involving; carburizing, carbonitriding, nitrocarburizing and first carburizing then nitriding (as an empirical method) on wear behavior of 16MnCr5 have been investigated to increase the spindle service life. The used wear test type was block on ring. In addition, Scanning Electron Microscopy (SEM), microhardness test and metallography have been used for further analysis of results. The wear results showed that, the samples treated by carbonitriding, has a good wear resistance compared with the other samples. Also, the analysis images from the SEM show that surface treatments has not had significant effect on the fracture mode of the samples.