Materiale af metalgear

Gearstål kan opdeles i to generelle klasser - almindeligt kulstof og legeret stål. Legeret stål bruges til en vis grad i det industrielle område, men varmebehandlet almindeligt kulstofstål er langt mere almindeligt. Anvendelsen af ​​ubehandlet legeret stål til tandhjul er sjældent eller aldrig berettiget, og da kun når varmebehandlingsfaciliteter mangler. De punkter, der skal tages i betragtning ved afgørelsen af, om der skal anvendes varmebehandlet almindeligt kulstofstål eller varmebehandlet legeret stål, er: Kræver servicetilstanden eller designet de legerede ståls overlegne egenskaber, eller, hvis legeret stål ikke er påkrævet, vil de fordele, der kan opnås, opveje de ekstra omkostninger? Til de fleste anvendelser er almindeligt kulstofstål, varmebehandlet for at opnå de bedste kvaliteter til den påtænkte service, tilfredsstillende og ganske økonomisk. Fordelene ved at bruge varmebehandlet legeret stål i stedet for varmebehandlet almindeligt kulstofstål er som følger:

Øget overfladehårdhed og dybde af hårdhedsgennemtrængning for samme kulstofindhold og bratkøling.

Evne til at opnå samme overfladehårdhed med en mindre drastisk bratkøling og, for nogle af legeringerne, en lavere bratkølingstemperatur, hvilket giver mindre forvrængning.

Øget sejhed, som indikeret af de højere værdier for flydegrænse, forlængelse og reduktion af areal.

Finere kornstørrelse, med den resulterende højere slagstyrke og øget slidstyrke.

For nogle af legeringerne, bedre bearbejdningsegenskaber eller mulighed for bearbejdning ved højere hårdhed.

Brug af kassehærdende stål

Hver af de to generelle klasser af gearstål kan yderligere opdeles som følger:

Case-hærdende stål;

fuldhærdende stål;

3) stål, der er varmebehandlet og trukket til en hårdhed, der tillader bearbejdning.

De to første - case-hærdende og fuld-hærdende stål - er udskiftelige for nogle former for service, og valget er ofte et spørgsmål om personlig mening. Case-hærdende stål med deres ekstremt hårde, finkornede (når korrekt behandlet) kappe og forholdsvis bløde og duktile kerne bruges generelt, når modstand mod slid ønskes. Case-hærdende legeret stål har en temmelig sej kerne, men ikke så sej som den af ​​fuld-hærdende stål. For at opnå de største fordele ved kerneegenskaberne bør kassehærdet stål være dobbelthærdet. Dette gælder især for legeret stål, fordi fordelene ved deres anvendelse sjældent retfærdiggør den ekstra udgift, medmindre kernen raffineres og hærdes ved en anden bratkøling. Bøden, der skal betales for den yderligere forfining, er øget forvrængning, som kan være for stor, hvis formen eller designet ikke egner sig til saghærdningsprocessen.

Brug af 'Thru-Hardening' stål

Gennemhærdende stål anvendes, når der kræves stor styrke, høj udholdenhedsgrænse, sejhed og modstand mod stød. Disse kvaliteter er styret af den anvendte type stål og behandling. Ret høj overfladehårdhed kan opnås i denne gruppe, dog ikke så høj som for de kassehærdende stål. Af den grund er slidstyrken ikke så stor, som man kunne opnå, men når der kræves slidstyrke kombineret med stor styrke og sejhed, er denne type stål de andre overlegen. Gennemhærdende stål bliver til en vis grad forvrænget, når de hærdes, mængden afhænger af det anvendte stål og bratkølingsmediet. Af den grund er gennemhærdende stål ikke egnet til højhastighedsgear, hvor støj er en faktor, eller til gearing, hvor nøjagtighed er af afgørende betydning, undtagen naturligvis i tilfælde, hvor slibning af tænderne er praktisk mulig. De mellemstore og høje kulstofprocenter kræver en oliequench, men en vandquench kan være nødvendig for det lavere kulstofindhold, for at opnå de højeste fysiske egenskaber og hårdhed. Forvrængningen vil dog være større med vandslukningen.

Varmebehandling, der tillader bearbejdning

Når slibning af tandhjulstænder ikke er praktisk mulig, og der kræves en høj grad af nøjagtighed, kan hærdet stål trækkes eller hærdes til en hårdhed, der tillader skæring af tænderne. Denne behandling giver en meget raffineret struktur, stor sejhed og på trods af den lave hårdhed fremragende slidegenskaber. Den lavere styrke kompenseres i nogen grad ved at eliminere de inkrementelle belastninger på grund af de påvirkninger, som er forårsaget af unøjagtigheder. Når stål, der har en lav grad af hårdhedsgennemtrængning fra overflade til kerne, behandles på denne måde, kan designet ikke baseres på de fysiske egenskaber svarende til hårdheden ved overfladen. Da de fysiske egenskaber er bestemt af hårdheden, vil faldet i hårdhed fra overflade til kerne give lavere fysiske egenskaber ved tandroden, hvor belastningen er størst. Bratkølingsmediet kan være enten olie, vand eller saltvand, afhængigt af det anvendte stål og den ønskede hårdhedsgennemtrængning. Mængden af ​​forvrængning er selvfølgelig ligegyldig, fordi bearbejdningen sker efter varmebehandling.