Υλικό Μεταλλικών Γραναζιών

Οι χάλυβες με γρανάζια μπορούν να χωριστούν σε δύο γενικές κατηγορίες — τους απλούς άνθρακα και τους κραματοποιημένους χάλυβες. Οι κραματοποιημένοι χάλυβες χρησιμοποιούνται σε κάποιο βαθμό στον βιομηχανικό τομέα, αλλά οι θερμικά επεξεργασμένοι απλοί χάλυβες άνθρακα είναι πολύ πιο συνηθισμένοι. Η χρήση μη επεξεργασμένων κραματοποιημένων χάλυβων για γρανάζια είναι σπάνια, έως ποτέ, δικαιολογημένη και μόνο όταν λείπουν εγκαταστάσεις θερμικής επεξεργασίας. Τα σημεία που πρέπει να ληφθούν υπόψη για τον καθορισμό του εάν θα χρησιμοποιηθούν θερμικά επεξεργασμένοι απλοί ανθρακούχοι χάλυβες ή θερμικά επεξεργασμένοι κραματοποιημένοι χάλυβες είναι: Η κατάσταση λειτουργίας ή ο σχεδιασμός απαιτεί τα ανώτερα χαρακτηριστικά των κραματοποιημένων χάλυβων ή, εάν δεν απαιτούνται κραματοποιημένοι χάλυβες, τα πλεονεκτήματα που θα προκύψουν θα αντισταθμίσουν το πρόσθετο κόστος; Για τις περισσότερες εφαρμογές, οι απλοί ανθρακούχοι χάλυβες, οι οποίοι έχουν υποστεί θερμική επεξεργασία για την απόκτηση των καλύτερων ιδιοτήτων τους για την προβλεπόμενη υπηρεσία, είναι ικανοποιητικοί και αρκετά οικονομικοί. Τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από τη χρήση θερμικά επεξεργασμένων κραματοποιημένων χάλυβων στη θέση των θερμικά επεξεργασμένων απλών ανθρακούχων χάλυβων είναι τα εξής:

Αυξημένη επιφανειακή σκληρότητα και βάθος διείσδυσης σκληρότητας για την ίδια περιεκτικότητα σε άνθρακα και σβήσιμο.

Δυνατότητα λήψης της ίδιας επιφανειακής σκληρότητας με λιγότερο δραστικό σβήσιμο και, στην περίπτωση ορισμένων κραμάτων, χαμηλότερη θερμοκρασία σβέσης, δίνοντας έτσι λιγότερη παραμόρφωση.

Αυξημένη σκληρότητα, όπως υποδεικνύεται από τις υψηλότερες τιμές του σημείου διαρροής, την επιμήκυνση και τη μείωση της επιφάνειας.

Λεπτότερο μέγεθος κόκκου, με την προκύπτουσα μεγαλύτερη αντοχή σε κρούση και αυξημένη αντοχή στη φθορά.

Στην περίπτωση ορισμένων από τα κράματα, καλύτερες ιδιότητες κατεργασίας ή δυνατότητα κατεργασίας σε υψηλότερη σκληρότητα.

Χρήση χάλυβων σκληρύνσεως με κασέρι

Κάθε μία από τις δύο γενικές κατηγορίες χάλυβων με γρανάζια μπορεί να υποδιαιρεθεί περαιτέρω ως εξής:

Χάλυβες σκλήρυνσης.

πλήρης σκλήρυνση χάλυβες?

3) χάλυβες που υποβάλλονται σε θερμική επεξεργασία και έλκονται σε σκληρότητα που θα επιτρέψει τη μηχανική κατεργασία.

Οι δύο πρώτοι — οι χάλυβες σκλήρυνσης και πλήρους σκλήρυνσης — είναι εναλλάξιμοι για ορισμένα είδη υπηρεσιών και η επιλογή είναι συχνά θέμα προσωπικής γνώμης. Οι χάλυβες σκλήρυνσης με κιβώτια με την εξαιρετικά σκληρή, λεπτόκοκκη (όταν έχει υποστεί κατάλληλη επεξεργασία) περίβλημά τους και τον σχετικά μαλακό και όλκιμο πυρήνα τους χρησιμοποιούνται γενικά όταν είναι επιθυμητή η αντοχή στη φθορά. Οι κραματοποιημένοι χάλυβες έχουν έναν αρκετά σκληρό πυρήνα, αλλά όχι τόσο σκληρό όσο αυτός των χαλύβων πλήρους σκλήρυνσης. Προκειμένου να επιτευχθούν τα μεγαλύτερα οφέλη από τις ιδιότητες του πυρήνα, οι σκληρυμένοι χάλυβες θα πρέπει να σβήσουν διπλά. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για τους κραματοποιημένους χάλυβες, επειδή τα οφέλη που προκύπτουν από τη χρήση τους σπάνια δικαιολογούν την πρόσθετη δαπάνη, εκτός εάν ο πυρήνας καθαριστεί και σκληρυνθεί με μια δεύτερη απόσβεση. Η ποινή που πρέπει να καταβληθεί για την πρόσθετη βελτίωση είναι η αυξημένη παραμόρφωση, η οποία μπορεί να είναι υπερβολική εάν το σχήμα ή το σχέδιο δεν προσφέρεται για τη διαδικασία σκλήρυνσης.

Χρήση χάλυβων 'Thru-Hardening'

Οι σκληρυνόμενοι χάλυβες χρησιμοποιούνται όταν απαιτούνται μεγάλη αντοχή, υψηλό όριο αντοχής, σκληρότητα και αντοχή σε κραδασμούς. Αυτές οι ιδιότητες διέπονται από το είδος του χάλυβα και την επεξεργασία που χρησιμοποιείται. Αρκετά υψηλή επιφανειακή σκληρότητα επιτυγχάνεται σε αυτήν την ομάδα, αν και όχι τόσο υψηλή όσο αυτές των χάλυβων σκληρύνσεως. Για το λόγο αυτό, η αντίσταση στη φθορά δεν είναι τόσο μεγάλη όσο θα μπορούσε να επιτευχθεί, αλλά όταν απαιτείται αντίσταση στη φθορά σε συνδυασμό με μεγάλη αντοχή και σκληρότητα, αυτός ο τύπος χάλυβα είναι ανώτερος από τους άλλους. Οι σκληρυνόμενοι χάλυβες παραμορφώνονται σε κάποιο βαθμό όταν σκληρυνθούν, η ποσότητα εξαρτάται από τον χάλυβα και το μέσο σβέσης που χρησιμοποιείται. Για το λόγο αυτό, οι χάλυβες που σκληραίνουν μέσω της διέλευσης δεν είναι κατάλληλοι για γρανάζια υψηλής ταχύτητας όπου ο θόρυβος είναι παράγοντας ή για γρανάζια όπου η ακρίβεια είναι υψίστης σημασίας, εκτός φυσικά από περιπτώσεις όπου το τρίξιμο των δοντιών είναι πρακτικό. Τα ποσοστά μεσαίου και υψηλού άνθρακα απαιτούν απόσβεση λαδιού, αλλά μπορεί να είναι απαραίτητη η απόσβεση νερού για τη χαμηλότερη περιεκτικότητα σε άνθρακα, προκειμένου να επιτευχθούν οι υψηλότερες φυσικές ιδιότητες και σκληρότητα. Η παραμόρφωση όμως θα είναι μεγαλύτερη με το σβήσιμο του νερού.

Θερμική επεξεργασία που επιτρέπει τη μηχανική κατεργασία

Όταν το τρίξιμο των δοντιών του γραναζιού δεν είναι πρακτικό και απαιτείται υψηλός βαθμός ακρίβειας, οι σκληρυμένοι χάλυβες μπορούν να τραβήξουν ή να μετριαστούν σε σκληρότητα που θα επιτρέψει την κοπή των δοντιών. Αυτή η επεξεργασία δίνει μια εξαιρετικά εκλεπτυσμένη δομή, μεγάλη σκληρότητα και, παρά τη χαμηλή σκληρότητα, εξαιρετικές ιδιότητες χρήσης. Η χαμηλότερη αντοχή αντισταθμίζεται κάπως με την εξάλειψη των αυξανόμενων φορτίων λόγω των κρούσεων που προκαλούνται από ανακρίβειες. Όταν οι χάλυβες που έχουν χαμηλό βαθμό διείσδυσης σκληρότητας από επιφάνεια σε πυρήνα αντιμετωπίζονται με αυτόν τον τρόπο, ο σχεδιασμός δεν μπορεί να βασίζεται στις φυσικές ιδιότητες που αντιστοιχούν στη σκληρότητα στην επιφάνεια. Δεδομένου ότι οι φυσικές ιδιότητες καθορίζονται από τη σκληρότητα, η πτώση της σκληρότητας από επιφάνεια σε πυρήνα θα δώσει χαμηλότερες φυσικές ιδιότητες στη ρίζα του δοντιού, όπου η πίεση είναι μεγαλύτερη. Το μέσο σβέσης μπορεί να είναι είτε λάδι, νερό ή άλμη, ανάλογα με τον χρησιμοποιούμενο χάλυβα και την επιθυμητή διείσδυση σκληρότητας. Το μέγεθος της παραμόρφωσης, φυσικά, δεν έχει σημασία, γιατί η κατεργασία γίνεται μετά από θερμική επεξεργασία.