Application d'un nouveau procédé de durcissement de surface d'engrenage par ZZ Bearings
2023-01-25
La fatigue de contact de la surface des engrenages est l'un des principaux facteurs limitant la durée de vie des roulements d'orientation. Cela est particulièrement vrai dans les environnements de fonctionnement des machines lourdes – caractérisés par des démarrages et arrêts fréquents et une exposition à des charges d'impact – où l'écaillage de la surface de l'engrenage conduit souvent à la mise au rebut prématurée de l'ensemble du composant. Pour surmonter ce goulot d'étranglement, le département d'ingénierie des procédés de ZZ Bearings a introduit la dernière technologie de durcissement par induction profonde et a mis en œuvre une refonte complète et axée sur la précision de son flux de travail existant de cémentation et de trempe.
Bien que le procédé traditionnel de cémentation et de trempe soit bien établi, il est sujet à des problèmes tels qu'une profondeur de couche durcie inégale et une distribution de contraintes résiduelles sous-optimale lorsqu'il est appliqué à des composants de bagues de grand diamètre. Le nouveau procédé adopté par ZZ Bearings utilise un chauffage par induction haute fréquence associé à un refroidissement par pulvérisation d'eau contrôlé par ordinateur. Cela permet un contrôle précis à la fois de la zone de chauffage et de la vitesse de refroidissement, résultant en la formation d'une couche durcie sur la surface de l'engrenage caractérisée par une profondeur optimale et un gradient de dureté progressif. L'analyse métallographique révèle que les surfaces d'engrenage traitées avec ce nouveau procédé présentent une microstructure martensitique plus fine et plus uniforme, accompagnée de niveaux significativement élevés de contrainte résiduelle de compression – des facteurs qui, collectivement, améliorent substantiellement la résistance à la fatigue de contact.
Lors d'essais accélérés de durée de vie sur banc menés par un laboratoire tiers indépendant et faisant autorité, les roulements d'orientation ZZ traités avec le nouveau procédé ont démontré une durabilité exceptionnelle. Dans des conditions simulées de charge lourde avec impact, ces roulements ont dépassé 1,5 fois leur durée de vie nominale – mesurée en cycles de fonctionnement – sans présenter de piqûres discernables. En revanche, les produits du groupe témoin ont échoué après avoir effectué le même nombre de cycles. Les données démontrent de manière concluante que ce nouveau procédé prolonge la durée de vie en fatigue de contact du produit de plus de 50 %. Cette mise à niveau technologique améliore non seulement la compétitivité du produit, mais se traduit également par des avantages tangibles pour les utilisateurs finaux, permettant des intervalles de remplacement plus longs et une réduction significative du coût total de possession (TCO). Actuellement, ce procédé avancé a été pleinement intégré dans les lignes de production de nos gammes de roulements d'orientation de milieu à haut de gamme.
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