On suositeltavaa ostaa teräsvalut katkaisuhammaspyörille kemiallisen analyysin perusteella ja käyttää vain kahta analyysityyppiä, toista kotelokarkaistuille hammaspyörille ja toista sekä käsittelemättömille että karkaistettaville ja karkaistettaville hammaspyörille. Teräs valmistetaan avotakka-, upokas- tai sähköuuniprosessilla. Muunninprosessia ei tunnisteta. Riittävät nousuputket on järjestettävä, jotta varmistetaan kunto ja vapaus tarpeettomasta erottelusta. Hehkuttamattomista valukappaleista ei saa katkaista nousuja väkisin. Jos nousuputket leikataan pois polttimella, leikkauksen tulee olla vähintään puoli tuumaa valukappaleiden pinnan yläpuolella, ja jäljelle jäänyt metalli on poistettava lohkeamalla, hiomalla tai muulla vahingoittamattomalla menetelmällä.
Vaihteistossa käytettävän teräksen tulee täyttää taulukossa 3 esitetyt kemiallisen koostumuksen vaatimukset. Kaikki hammaspyörien teräsvalut on normalisoitava tai hehkutettava perusteellisesti käyttäen sellaista lämpötilaa ja aikaa, joka eliminoi kokonaan hehkuttamattomien valukappaleiden ominaisrakenteen.
Taulukko 3. Gearsin valuterästen koostumukset
Teräksen erittely
Kemiallinen koostumus 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.
Voidaan hiilyttää Karkaistuva 210-250
a C = hiili; Mn = mangaani; ja Si = pii.
Metallien seostusvaikutus hammaspyöräteräksiin
Eri seosaineiden vaikutuksista teräkseen on tässä esitetty yhteenveto auttamaan päätettäessä tietyntyyppisestä seosteräksestä, jota käytetään tiettyihin tarkoituksiin. Esitetyt ominaisuudet koskevat vain lämpökäsiteltyjä teräksiä. Kun seosaineen lisäyksen vaikutus esitetään, ymmärretään, että viitataan tietyn hiilipitoisuuden omaaviin seosteräksiin verrattuna tavalliseen hiiliteräkseen, jonka hiilipitoisuus on sama.
Nikkeli : Nikkelin lisäämisellä on taipumus lisätä kovuutta ja lujuutta, mutta sitkeys heikkenee vain vähän. Kovuusläpäisykyky on jonkin verran suurempi kuin tavallisten hiiliterästen. Nikkelin käyttö seosaineena alentaa kriittisiä pisteitä ja tuottaa vähemmän vääristymiä alhaisemman sammutuslämpötilan vuoksi. Kotelokarkaisuryhmän nikkeliteräkset hiilevät hitaammin, mutta rakeiden kasvu on hitaampaa.
Kromi : Kromi lisää kovuutta ja lujuutta verrattuna nikkelillä saatuun, vaikka sitkeyden menetys on suurempi. Kromi jalostaa rakeita ja lisää kovuutta. Kromiteräksillä on korkea kulutuskestävyys ja niitä on helppo työstää hienosta rakeisuudesta huolimatta.
Mangaani : Mangaanin lisääminen on erittäin tehokasta, kun sitä on riittävästi, jotta termin metalliseos käyttö on perusteltua. Se antaa suuremman lujuuden kuin nikkeli ja korkeamman sitkeysasteen kuin kromi. Kylmätyöskentelyalttiuden vuoksi se todennäköisesti virtaa kovissa yksikköpaineissa. Tähän mennessä sitä ei ole koskaan käytetty suuressa määrin lämpökäsitellyissä vaihteissa, mutta nyt se saa yhä enemmän huomiota.
Vanadiini : Vanadiinilla on samanlainen vaikutus kuin mangaanilla – se lisää kovuutta, lujuutta ja sitkeyttä. Mutavuuden menetys on jonkin verran enemmän kuin mangaanin aiheuttama, mutta kovuuden tunkeutuminen on suurempi kuin millään muulla seosainealkuaineella. Erittäin hienorakeisen rakenteen ansiosta iskunkestävyys on korkea; mutta vanadiini tekee koneistuksen vaikeaksi.
Molybdeeni : Molybdeenillä on ominaisuus lisätä lujuutta vaikuttamatta sitkeyteen. Molybdeenia sisältävät teräkset ovat samalla kovuudella sitkeämpiä kuin muut seosteräkset, ja niillä on lähes sama lujuus, ne ovat sitkeämpiä; lisääntyneestä sitkeydestä huolimatta molybdeenin läsnäolo ei vaikeuta koneistusta. Itse asiassa tällaisia teräksiä voidaan työstää korkeammalla kovuudella kuin mitä tahansa muita seosteräksiä. Iskulujuus on lähes yhtä suuri kuin vanadiiniteräksillä.
Kromi-nikkeliteräkset : Kahden seosaineen, kromin ja nikkelin, yhdistelmä lisää molempien hyödyllisiä ominaisuuksia. Nikkeliterästen korkeaa sitkeysastetta täydentävät kromin lisäämisen tuomat korkea lujuus, hienompi raekoko, syväkarkaisu ja kulutusta kestävät ominaisuudet. Lisääntynyt sitkeys tekee näistä teräksistä vaikeammin koneistettavia kuin tavallisia hiiliteräksiä ja niitä on vaikeampi lämpökäsitellä. Vääristymä lisääntyy kromin ja nikkelin määrän myötä.
Kromivanadiumteräkset : Kromi-vanadiumteräksillä on käytännössä samat vetoominaisuudet kuin kromi-nikkeliteräksillä, mutta karkaisukykyä, iskunkestävyyttä ja kulutuskestävyyttä lisää hienompi raekoko. Niitä on vaikea työstää ja ne vääntyvät helpommin kuin muut seosteräkset.
Kromi-molybdeeniteräkset : Tällä ryhmällä on samat ominaisuudet kuin suorilla molybdeeniteräksillä, mutta kromin lisääminen lisää karkaisua ja kulutuskestävyyttä. Tämä teräs on erittäin helposti lämpökäsitelty ja koneistettava.
Nikkelimolybdeeniteräkset : Nikkeli-molybdeeniteräksillä on samanlaisia ominaisuuksia kuin kromi-molybdeeniteräksillä. Sitkeyden sanotaan olevan suurempi, mutta terästä on jonkin verran vaikeampi työstää.
Sintratut materiaalit
Pienien ja kohtalaisesti kuormitettujen hammaspyörien suuressa tuotannossa voidaan saada aikaan merkittäviä tuotantokustannussäästöjä käyttämällä sintrattua metallijauhetta. Tällä materiaalilla hammaspyörä muodostetaan suulakkeessa korkeassa paineessa ja sintrataan sitten uunissa. Ensisijainen kustannussäästö syntyy hammaspyörän hampaiden ja muiden hammaspyörien aihioiden työstämisen työvoimakustannusten huomattavasta alenemisesta. Tuotantovolyymin on oltava riittävän suuri kattamaan muotin kustannukset ja hammaspyöräaihion tulee olla sellainen, että se voidaan muodostaa ja irrottaa helposti muotista.