Autor: Site-Editor Veröffentlichungszeit: 21.10.2020 Herkunft: Thomasnet B2B-Website
Es wird empfohlen, Stahlgussteile für geschnittene Zahnräder auf der Grundlage einer chemischen Analyse zu kaufen und nur zwei Arten der Analyse zu verwenden, eine für einsatzgehärtete Zahnräder und die andere sowohl für unbehandelte als auch für solche, die gehärtet und angelassen werden sollen. Der Stahl soll im offenen Herd-, Tiegel- oder Elektroofenverfahren hergestellt werden. Der Konverterprozess wird nicht erkannt. Es müssen ausreichend Steigleitungen vorhanden sein, um die Stabilität und die Freiheit von unzulässiger Trennung zu gewährleisten. Speiser sollten nicht gewaltsam von den ungeglühten Gussstücken abgebrochen werden. Wenn Steigrohre mit einem Brenner abgeschnitten werden, sollte der Schnitt mindestens einen halben Zoll über der Oberfläche der Gussteile liegen und das verbleibende Metall sollte durch Zerspanen, Schleifen oder eine andere verletzungsfreie Methode entfernt werden.
Stahl zur Verwendung in Zahnrädern sollte den in Tabelle 3 angegebenen Anforderungen an die chemische Zusammensetzung entsprechen. Alle Stahlgussteile für Zahnräder müssen gründlich normalisiert oder geglüht werden, wobei eine solche Temperatur und Zeit verwendet werden muss, dass die charakteristische Struktur ungeglühter Gussteile vollständig beseitigt wird.
Tabelle 3. Zusammensetzungen von Gussstählen für Zahnräder
| Stahlspezifikation |
Chemische Zusammensetzung 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. |
Kann aufgekohlt werden. Härtbar 210-250 |
ein C = Kohlenstoff; Mn = Mangan; und Si = Silizium.
Die Wirkung der verschiedenen Legierungselemente auf Stahl wird hier zusammengefasst, um die Entscheidung für die Art des legierten Stahls zu erleichtern, der für bestimmte Zwecke verwendet werden soll. Die aufgeführten Eigenschaften gelten nur für wärmebehandelte Stähle. Wenn die Wirkung des Zusatzes eines Legierungselements angegeben wird, ist davon auszugehen, dass es sich um legierte Stähle mit einem bestimmten Kohlenstoffgehalt im Vergleich zu einem einfachen Kohlenstoffstahl mit demselben Kohlenstoffgehalt handelt.
Nickel : Der Zusatz von Nickel führt tendenziell zu einer Erhöhung der Härte und Festigkeit, ohne dass dabei die Duktilität beeinträchtigt wird. Die Härteeindringung ist etwas größer als bei einfachen Kohlenstoffstählen. Die Verwendung von Nickel als Legierungselement senkt die kritischen Punkte und führt aufgrund der niedrigeren Abschrecktemperatur zu weniger Verzug. Die Nickelstähle der Einsatzhärtegruppe kohlen langsamer auf, das Kornwachstum ist jedoch geringer.
Chrom : Chrom erhöht die Härte und Festigkeit gegenüber der Verwendung von Nickel, allerdings ist der Verlust an Duktilität größer. Chrom verfeinert die Maserung und verleiht eine größere Härtetiefe. Chromstähle weisen eine hohe Verschleißfestigkeit auf und lassen sich trotz der feinen Körnung gut bearbeiten.
Mangan : Wenn es in ausreichenden Mengen vorhanden ist, um die Verwendung des Begriffs „Legierung“ zu rechtfertigen, ist die Zugabe von Mangan sehr wirksam. Es bietet eine höhere Festigkeit als Nickel und eine höhere Zähigkeit als Chrom. Aufgrund seiner Anfälligkeit für Kaltverformung ist es wahrscheinlich, dass es unter starkem Einheitsdruck fließt. Bisher wurde es bei wärmebehandelten Zahnrädern noch nicht in größerem Umfang eingesetzt, erfährt jedoch zunehmende Aufmerksamkeit.
Vanadium : Vanadium hat eine ähnliche Wirkung wie Mangan – es erhöht die Härte, Festigkeit und Zähigkeit. Der Duktilitätsverlust ist etwas höher als bei Mangan, die Härteeindringung ist jedoch größer als bei allen anderen Legierungselementen. Aufgrund der extrem feinkörnigen Struktur ist die Schlagzähigkeit hoch; Vanadium neigt jedoch dazu, die Bearbeitung zu erschweren.
Molybdän : Molybdän hat die Eigenschaft, die Festigkeit zu erhöhen, ohne die Duktilität zu beeinträchtigen. Bei gleicher Härte sind molybdänhaltige Stähle duktiler als alle anderen legierten Stähle und bei nahezu gleicher Festigkeit zäher; Trotz der erhöhten Zähigkeit erschwert die Anwesenheit von Molybdän die Bearbeitung nicht. Tatsächlich können solche Stähle mit einer höheren Härte bearbeitet werden als alle anderen legierten Stähle. Die Schlagzähigkeit ist nahezu so groß wie die der Vanadiumstähle.
Chrom-Nickel-Stähle : Die Kombination der beiden Legierungselemente Chrom und Nickel vereint die vorteilhaften Eigenschaften beider. Der hohe Grad an Duktilität von Nickelstählen wird durch die hohe Festigkeit, feinere Korngröße, tiefe Härtung und verschleißfeste Eigenschaften ergänzt, die durch die Zugabe von Chrom verliehen werden. Die erhöhte Zähigkeit macht diese Stähle schwieriger zu bearbeiten als die einfachen Kohlenstoffstähle und sie sind schwieriger wärmezubehandeln. Die Verzerrung nimmt mit der Menge an Chrom und Nickel zu.
Chrom-Vanadium-Stähle : Chrom-Vanadium-Stähle haben praktisch die gleichen Zugeigenschaften wie die Chrom-Nickel-Stähle, allerdings werden durch die feinere Korngröße die Härtungsleistung, Schlagzähigkeit und Verschleißfestigkeit erhöht. Sie sind schwer zu bearbeiten und verformen sich leichter als die anderen legierten Stähle.
Chrom-Molybdän-Stähle : Diese Gruppe hat die gleichen Eigenschaften wie die reinen Molybdän-Stähle, jedoch werden die Einhärtetiefe und die Verschleißfestigkeit durch die Zugabe von Chrom erhöht. Dieser Stahl lässt sich sehr leicht wärmebehandeln und bearbeiten.
Nickel-Molybdän-Stähle : Nickel-Molybdän-Stähle haben ähnliche Eigenschaften wie Chrom-Molybdän-Stahl. Die Zähigkeit soll größer sein, allerdings sei der Stahl etwas schwieriger zu bearbeiten.
Bei der hohen Produktion von Zahnrädern mit geringer und mäßiger Belastung können durch die Verwendung eines gesinterten Metallpulvers erhebliche Einsparungen bei den Produktionskosten erzielt werden. Bei diesem Material wird das Zahnrad in einer Matrize unter hohem Druck geformt und anschließend in einem Ofen gesintert. Die primäre Kosteneinsparung ergibt sich aus der erheblichen Reduzierung der Arbeitskosten bei der Bearbeitung der Zahnradzähne und anderer Zahnradrohlingsoberflächen. Das Produktionsvolumen muss hoch genug sein, um die Kosten der Matrize zu amortisieren, und der Zahnradrohling muss eine solche Konfiguration haben, dass er geformt und leicht aus der Matrize ausgeworfen werden kann.
