Metallhammasrataste materjal

Hammasrataste terased võib jagada kahte üldklassi – tavaline süsinikteras ja legeerteras. Legeerteraseid kasutatakse teatud määral tööstuses, kuid kuumtöödeldud tavaline süsinikteras on palju tavalisem. Töötlemata legeerteraste kasutamine hammasrataste jaoks on harva, kui üldse, õigustatud ja siis ainult siis, kui puuduvad kuumtöötlusseadmed. Kuumtöödeldud tavalise süsinikterase või kuumtöödeldud legeerterase kasutamise üle otsustamisel tuleb arvesse võtta järgmisi punkte: Kas kasutustingimused või disain nõuavad legeerteraste paremaid omadusi või kui legeerterased pole nõutavad, kas saadavad eelised korvavad lisakulud? Enamiku rakenduste jaoks on tavalised süsinikterased, mida on kuumtöödeldud, et saada ettenähtud teenuse jaoks parimad omadused, rahuldavad ja üsna ökonoomsed. Kuumtöödeldud legeerteraste kasutamise eelised kuumtöödeldud tavalise süsinikterase asemel on järgmised:

Suurenenud pinna kõvadus ja kõvaduse läbitungimissügavus sama süsinikusisalduse ja summutuse korral.

Võimalus saavutada sama pinna kõvadus vähem drastilise karastamise ja mõnede sulamite puhul madalama karastustemperatuuriga, andes seega vähem moonutusi.

Suurenenud sitkus, mida näitavad voolavuspiiri, pikenemise ja pindala vähenemise kõrgemad väärtused.

Peenem tera suurus, mille tulemuseks on suurem löögikindlus ja suurem kulumiskindlus.

Mõne sulami puhul paremad töötlusomadused või suurema kõvadusega töötlemise võimalus.

Karastavate teraste kasutamine

Kumbki kahest hammasrataste üldklassist võib täiendavalt jaotada järgmiselt:

Karastavad terased;

täiskarastuvad terased;

3) terased, mis on kuumtöödeldud ja tõmmatud sellise kõvaduseni, mis võimaldab töödelda.

Esimesed kaks – karastav ja täiskarastav teras – on teatud tüüpi teenuste jaoks asendatavad ja valik on sageli isikliku arvamuse küsimus. Kulumiskindluse soovi korral kasutatakse tavaliselt karastavaid teraseid nende ülikõva, peeneteralise (õigesti töödeldud) korpuse ning suhteliselt pehme ja plastilise südamikuga. Karastavatel legeeritud terastel on üsna sitke südamik, kuid mitte nii sitke kui täiskarastuvatel terastel. Südamiku omadustest suurima kasu realiseerimiseks tuleks karastatud terased kahekordselt karastada. See kehtib eriti legeerteraste kohta, sest nende kasutamisest saadav kasu õigustab harva lisakulutusi, välja arvatud juhul, kui südamikku rafineeritakse ja karmistatakse teise karastamise teel. Täiendava viimistlemise eest tuleb maksta trahvi suurenenud moonutus, mis võib olla ülemäärane, kui kuju või kujundus ei sobi korpuse kõvenemise protsessiks.

'Läbikarastavate' teraste kasutamine

Läbikõvastuvaid teraseid kasutatakse siis, kui on vaja suurt tugevust, kõrget vastupidavuspiiri, sitkust ja löögikindlust. Need omadused sõltuvad kasutatavast terasest ja töötlusest. Selles rühmas on saavutatav üsna kõrge pinnakõvadus, kuigi mitte nii kõrge kui karastavatel terastel. Sel põhjusel ei ole kulumiskindlus nii suur, kui võiks saada, kuid kui nõutakse kulumiskindlust koos suure tugevuse ja sitkusega, on see terasetüüp teistest parem. Läbikõvenevad terased moonduvad karastamisel teatud määral, kogus sõltub kasutatavast terasest ja karastusainest. Sel põhjusel ei sobi läbikarastavad terased kiirülekandeks, kus müra on teguriks, või hammasülekandeks, kus täpsus on ülimalt oluline, välja arvatud muidugi juhtudel, kui hammaste lihvimine on teostatav. Keskmise ja suure süsinikusisaldusega protsendid nõuavad õlikustutust, kuid madalama süsinikusisalduse korral võib olla vajalik veekarastamine, et saavutada kõrgeimad füüsikalised omadused ja kõvadus. Moonutused on aga vee kustutamisel suuremad.

Mehaaniline kuumtöötlus

Kui hammasrataste hammaste lihvimine ei ole teostatav ja on vaja suurt täpsust, võib karastatud terasid tõmmata või karastada sellise kõvaduseni, mis võimaldab hammaste lõikamist. See töötlus annab väga rafineeritud struktuuri, suure sitkuse ja vaatamata madalale kõvadusele suurepärased kulumisomadused. Väiksemat tugevust kompenseerib mõnevõrra ebatäpsustest tingitud löökidest tingitud suurenevate koormuste kõrvaldamine. Kui sellisel viisil töödeldakse teraseid, mille kõvadus on pinnast südamikuni madal, ei saa konstruktsioon põhineda pinna kõvadusele vastavatel füüsikalistel omadustel. Kuna füüsikalised omadused määrab kõvadus, annab kõvaduse langus pinnalt südamikuni madalamad füüsikalised omadused hambajuures, kus pinge on suurim. Kustutusaine võib olla kas õli, vesi või soolvesi, olenevalt kasutatavast terasest ja soovitud kõvadusest. Moonutuse suurus on muidugi ebaoluline, sest töötlemine toimub pärast kuumtöötlust.