Стоманени отливки за зъбни колела

Стоманени отливки за зъбни колела

Препоръчително е стоманените отливки за нарязани зъбни колела да се закупуват на базата на химичен анализ и да се използват само два вида анализ, единият за цементирани зъбни колела, а другият както за необработени зъбни колела, така и за тези, които трябва да бъдат закалени и темперирани. Стоманата трябва да се произвежда чрез процеси с отворена пещ, тигел или електрическа пещ. Процесът на преобразуване не е разпознат. Трябва да се осигурят достатъчно щрангове, за да се осигури здравина и свобода от ненужно разделяне. Щранговете не трябва да се отчупват насила от неотгрите отливки. Когато щранговете се отрязват с горелка, разрезът трябва да е най-малко половин инч над повърхността на отливките, а останалият метал се отстранява чрез отрязване, шлайфане или друг невредим метод.

Стоманата за използване в зъбни колела трябва да отговаря на изискванията за химичен състав, посочени в таблица 3. Всички стоманени отливки за зъбни колела трябва да бъдат напълно нормализирани или закалени, като се използва такава температура и време, които напълно ще елиминират характерната структура на неотгрите отливки.

Таблица 3. Състави на ляти стомани за зъбни колела

на стоманата Спецификация	Химичен състав  а
	В	Мн	Si
SAE-0022 SAE-0050	0,12-0,22 0,40-0,50	0,50-0,90 0,50-0,90	0,60 Макс. 0,80 Макс.	Може да бъде карбуризиран Закаляем 210-250

а  С = въглерод; Mn = манган; и Si = силиций.

Ефект на легиращи метали върху зъбни стомани

Ефектът на различните легиращи елементи върху стоманата е обобщен тук, за да помогне при вземането на решение за конкретния вид легирана стомана, която да се използва за конкретни цели. Посочените характеристики се отнасят само за топлинно обработени стомани. Когато се посочва ефектът от добавянето на легиращ елемент, се разбира, че се прави позоваване на легирани стомани с дадено въглеродно съдържание в сравнение с обикновена въглеродна стомана със същото въглеродно съдържание.

Никел : Добавянето на никел води до увеличаване на твърдостта и здравината, но с малка жертва на пластичността. Твърдостта на проникване е малко по-голяма от тази на обикновените въглеродни стомани. Използването на никел като легиращ елемент намалява критичните точки и води до по-малко изкривяване, поради по-ниската температура на охлаждане. Никеловите стомани от групата за цементиране се въглеродизират по-бавно, но растежът на зърното е по-слаб.

Хром : Хромът увеличава твърдостта и здравината в сравнение с тези, получени от използването на никел, въпреки че загубата на пластичност е по-голяма. Хромът пречиства зърното и придава по-голяма твърдост. Хромните стомани имат висока степен на устойчивост на износване и лесно се обработват въпреки финото си зърно.

Манган : Когато присъства в достатъчни количества, за да оправдае използването на термина сплав, добавянето на манган е много ефективно. Придава по-голяма якост от никела и по-висока степен на якост от хрома. Поради своята чувствителност към студена обработка е вероятно да тече при тежки единични налягания. Досега никога не е бил използван в голяма степен за термично обработени зъбни колела, но сега получава все по-голямо внимание.

Ванадий : Ванадият има подобен ефект на този на мангана - повишава твърдостта, здравината и издръжливостта. Загубата на пластичност е малко по-голяма от тази, дължаща се на манган, но проникването на твърдост е по-голямо, отколкото за всеки от другите легиращи елементи. Благодарение на изключително финозърнеста структура, якостта на удар е висока; но ванадият има тенденция да затруднява обработката.

Молибден : Молибденът има свойството да увеличава якостта, без да засяга пластичността. При същата твърдост стоманите, съдържащи молибден, са по-пластични от всички други легирани стомани и имайки почти същата якост, са по-здрави; въпреки повишената якост, наличието на молибден не прави обработката по-трудна. Всъщност такива стомани могат да се обработват при по-висока твърдост от всяка друга легирана стомана. Ударната якост е почти толкова голяма, колкото тази на ванадиевите стомани.

Хром-никелови стомани : Комбинацията от двата легиращи елемента хром и никел добавя полезните качества и на двата. Високата степен на пластичност, присъстваща в никеловите стомани, се допълва от висока якост, по-фин размер на зърното, дълбоко закаляване и устойчивост на износване, придадени от добавянето на хром. Повишената якост прави тези стомани по-трудни за обработка от обикновените въглеродни стомани и те са по-трудни за термична обработка. Изкривяването се увеличава с количеството хром и никел.

Хром-ванадиеви стомани : Хром-ванадиевите стомани имат практически същите свойства на опън като хром-никеловите стомани, но силата на втвърдяване, якостта на удар и устойчивостта на износване се увеличават от по-финия размер на зърното. Те са трудни за обработка и се изкривяват по-лесно от другите легирани стомани.

Хром-молибденови стомани : Тази група има същите качества като правите молибденови стомани, но дълбочината на втвърдяване и устойчивостта на износване се увеличават чрез добавяне на хром. Тази стомана се обработва много лесно термично и машинно.

Никел-молибденови стомани : Никел-молибденовите стомани имат качества, подобни на хром-молибденовата стомана. Твърди се, че якостта е по-голяма, но стоманата е малко по-трудна за обработка.

Спечени материали

За високо производство на ниско и умерено натоварени зъбни колела, значителни икономии на производствени разходи могат да бъдат постигнати чрез използването на синтерован метален прах. С този материал зъбното колело се формира в матрица под високо налягане и след това се синтерова в пещ. Основното спестяване на разходи идва от голямото намаляване на разходите за труд за обработка на зъбите на зъбните колела и други повърхности на заготовките на зъбните колела. Обемът на производство трябва да бъде достатъчно висок, за да амортизира цената на матрицата, а заготовката на зъбното колело трябва да бъде с такава конфигурация, че да може да се формира и лесно да се извади от матрицата.