Ocelové odlitky pro ozubená kola

Ocelové odlitky pro ozubená kola

Ocelové odlitky pro řezaná ozubená kola se doporučuje nakupovat na základě chemické analýzy a používat pouze dva typy analýz, jeden pro cementovaná ozubená kola a druhý jak pro neošetřená ozubená kola, tak pro ta, která se mají kalit a popouštět. Ocel má být vyrobena procesy v otevřené nístěji, kelímku nebo elektrické peci. Proces převodníku nebyl rozpoznán. Musí být zajištěno dostatečné množství stoupaček, aby byla zajištěna bezpečnost a ochrana před nepřiměřenou segregací. Nálevky by se neměly odlamovat z nevyžíhaných odlitků násilím. Tam, kde jsou nálitky odřezávány hořákem, by měl být řez alespoň půl palce nad povrchem odlitků a zbývající kov by měl být odstraněn sekáním, broušením nebo jinou neškodlivou metodou.

Ocel pro použití v ozubených kolech by měla splňovat požadavky na chemické složení uvedené v tabulce 3. Všechny ocelové odlitky pro ozubená kola musí být důkladně normalizovány nebo žíhány za použití takové teploty a času, které zcela eliminují charakteristickou strukturu nežíhaných odlitků.

Tabulka 3. Složení litých ocelí pro ozubená kola

oceli Specifikace	Chemické složení  a
	C	Mn	Si
SAE-0022 SAE-0050	0,12-0,22 0,40-0,50	0,50-0,90 0,50-0,90	0,60 Max. 0,80 Max.	Může být nauhličován Kalitelný 210-250

a  C = uhlík; Mn = mangan; a Si = křemík.

Vliv legujících kovů na ozubené oceli

Vliv různých legujících prvků na ocel je zde shrnut, aby pomohl při rozhodování o konkrétním druhu legované oceli pro použití pro specifické účely. Uvedené charakteristiky platí pouze pro tepelně zpracované oceli. Když je uveden účinek přidání legujícího prvku, rozumí se, že se odkazuje na legované oceli s daným obsahem uhlíku ve srovnání s obyčejnou uhlíkovou ocelí se stejným obsahem uhlíku.

Nikl : Přídavek niklu má tendenci zvyšovat tvrdost a pevnost, ale s malou obětí tažnosti. Průnik tvrdosti je poněkud větší než u obyčejných uhlíkových ocelí. Použití niklu jako legujícího prvku snižuje kritické body a vytváří menší zkreslení v důsledku nižší kalicí teploty. Niklové oceli skupiny cementování se nauhličují pomaleji, ale růst zrn je menší.

Chrom : Chrom zvyšuje tvrdost a pevnost oproti tvrdosti získané použitím niklu, i když ztráta tažnosti je větší. Chrom zjemňuje zrno a dodává větší hloubku tvrdosti. Chromové oceli mají vysoký stupeň odolnosti proti opotřebení a lze je snadno obrábět i přes jemné zrno.

Mangan : Pokud je přítomen v dostatečném množství, aby bylo možné používat termín slitina, je přidání manganu velmi účinné. Poskytuje větší pevnost než nikl a vyšší stupeň houževnatosti než chrom. Vzhledem ke své náchylnosti k opracování za studena pravděpodobně proudí pod vysokým tlakem jednotky. Až do současnosti nebyl nikdy ve větší míře používán pro tepelně zpracovaná ozubená kola, ale nyní je mu věnována stále větší pozornost.

Vanad : Vanad má podobný účinek jako mangan – zvyšuje tvrdost, pevnost a houževnatost. Ztráta tažnosti je o něco větší než ztráta způsobená manganem, ale průnik tvrdosti je větší než u kteréhokoli jiného legujícího prvku. Díky extrémně jemnozrnné struktuře je rázová houževnatost vysoká; ale vanad má tendenci ztěžovat obrábění.

Molybden : Molybden má tu vlastnost, že zvyšuje pevnost bez ovlivnění tažnosti. Pro stejnou tvrdost jsou oceli obsahující molybden tažnější než jakékoli jiné legované oceli a mají téměř stejnou pevnost, jsou houževnatější; i přes zvýšenou houževnatost přítomnost molybdenu neztěžuje obrábění. Ve skutečnosti lze takové oceli obrábět s vyšší tvrdostí než kterákoli z jiných legovaných ocelí. Rázová houževnatost je téměř stejně velká jako u vanadových ocelí.

Chrom-niklové oceli : Kombinace dvou legujících prvků chrómu a niklu dodává příznivé vlastnosti obou. Vysoký stupeň tažnosti přítomný v niklových ocelích je doplněn vysokou pevností, jemnější velikostí zrna, hlubokým vytvrzením a odolností proti opotřebení, které poskytuje přídavek chrómu. Zvýšená houževnatost činí tyto oceli obtížněji obrobitelnými než obyčejné uhlíkové oceli a obtížněji se tepelně zpracovávají. Zkreslení se zvyšuje s množstvím chrómu a niklu.

Chrom-vanadové oceli : Chrom-vanadové oceli mají prakticky stejné vlastnosti v tahu jako chrom-niklové oceli, ale jemnější zrnitost zvyšuje schopnost kalení, rázovou houževnatost a odolnost proti opotřebení. Jsou obtížně obrobitelné a snadněji se deformují než jiné legované oceli.

Chrom-molybdenové oceli : Tato skupina má stejné kvality jako rovné molybdenové oceli, ale hloubka kalení a odolnost proti opotřebení se zvyšují přidáním chrómu. Tato ocel se velmi snadno tepelně zpracovává a obrábí.

Nikl-molybdenové oceli : Nikl-molybdenové oceli mají vlastnosti podobné jako chrom-molybdenová ocel. Houževnatost je prý větší, ale ocel se opracovává poněkud hůře.

Slinuté materiály

Pro vysokou výrobu nízko a středně zatížených ozubených kol lze dosáhnout významných úspor výrobních nákladů použitím slinutého kovového prášku. S tímto materiálem se ozubené kolo vytvaruje v matrici pod vysokým tlakem a poté se slinuje v peci. Primární úspora nákladů pochází z velkého snížení mzdových nákladů na obrábění zubů ozubených kol a dalších povrchů polotovarů ozubených kol. Objem výroby musí být dostatečně vysoký, aby amortizoval náklady na matrici a polotovar ozubeného kola musí mít takovou konfiguraci, aby mohl být vytvořen a snadno vyhozen z matrice.