Čelični odljevci za zupčanike

Čelični odljevci za zupčanike

Preporuča se da se čelični odljevci za brušene zupčanike kupuju na temelju kemijske analize i da se koriste samo dvije vrste analiza, jedna za kaljene zupčanike, a druga za netretirane i one koje treba kaliti i popustiti. Čelik se izrađuje postupkom otvorenog ložišta, lončića ili električne peći. Proces pretvarača nije prepoznat. Mora se osigurati dovoljno uspona kako bi se osigurala čvrstoća i spriječilo nepotrebno razdvajanje. Nežarenih odljevaka ne treba silom lomiti uzlazne cijevi. Tamo gdje se usponi odsijecaju plamenikom, rez bi trebao biti najmanje pola inča iznad površine odljevaka, a preostali metal ukloniti usitnjavanjem, brušenjem ili drugom neškodljivom metodom.

Čelik koji se koristi u zupčanicima treba biti u skladu sa zahtjevima za kemijski sastav navedenim u tablici 3. Svi čelični odljevci za zupčanike moraju biti temeljito normalizirani ili žareni, korištenjem takve temperature i vremena koji će u potpunosti eliminirati karakterističnu strukturu nežarenih odljevaka.

Tablica 3. Sastav lijevanog čelika za zupčanike

čelika Specifikacija	Kemijski sastav  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 maks. 0,80 maks.	Može se naugljičiti, kaliti 210-250

a  C = ugljik; Mn = mangan; i Si = silicij.

Učinak legiranja metala na čelike za zupčanike

Ovdje su sažeti učinci različitih legiranih elemenata na čelik kako bi se pomoglo u odlučivanju o određenoj vrsti legiranog čelika za korištenje u posebne svrhe. Navedene karakteristike odnose se samo na toplinski obrađene čelike. Kada se navodi učinak dodatka legirajućeg elementa, podrazumijeva se da se misli na legirane čelike s određenim sadržajem ugljika, u usporedbi s običnim ugljičnim čelikom s istim sadržajem ugljika.

Nikal : Dodavanje nikla ima tendenciju povećanja tvrdoće i čvrstoće, uz malu žrtvu duktilnosti. Penetracija tvrdoće je nešto veća nego kod običnog ugljičnog čelika. Upotreba nikla kao legirajućeg elementa snižava kritične točke i proizvodi manje izobličenja, zbog niže temperature kaljenja. Nikalni čelici iz skupine za kaljenje sporije se karburiziraju, ali je rast zrna manji.

Krom : Krom povećava tvrdoću i čvrstoću u odnosu na one dobivene upotrebom nikla, iako je gubitak duktilnosti veći. Krom pročišćava zrnatost i daje veću dubinu tvrdoće. Kromirani čelici imaju visok stupanj otpornosti na habanje i lako se obrađuju usprkos finom zrnu.

Mangan : Kada je prisutan u dovoljnim količinama da opravda upotrebu izraza legura, dodatak mangana je vrlo učinkovit. Daje veću čvrstoću od nikla i veći stupanj žilavosti od kroma. Zbog svoje osjetljivosti na hladnu obradu, vjerojatno će teći pod jakim jediničnim pritiscima. Do danas se nikada nije u većoj mjeri koristio za toplinski obrađene zupčanike, ali sada dobiva sve veću pozornost.

Vanadij : Vanadij ima sličan učinak kao i mangan—povećava tvrdoću, snagu i žilavost. Gubitak duktilnosti je nešto veći od onog zbog mangana, ali je prodor tvrdoće veći nego za bilo koji drugi legirajući element. Zbog izrazito sitnozrnate strukture, udarna čvrstoća je visoka; ali vanadij ima tendenciju da otežava strojnu obradu.

Molibden : Molibden ima svojstvo povećanja čvrstoće bez utjecaja na duktilnost. Za istu tvrdoću, čelici koji sadrže molibden su duktilniji od bilo kojeg drugog legiranog čelika, a imaju gotovo istu čvrstoću i čvršći su; usprkos povećanoj žilavosti, prisutnost molibdena ne otežava strojnu obradu. U stvari, takvi se čelici mogu strojno obrađivati ​​s većom tvrdoćom od bilo kojeg drugog legiranog čelika. Udarna čvrstoća je gotovo jednaka onoj vanadijevih čelika.

Krom-nikal čelici : Kombinacija dva legirajuća elementa kroma i nikla dodaje korisna svojstva oba. Visok stupanj duktilnosti prisutan u nikal čelicima nadopunjuje se visokom čvrstoćom, finijom veličinom zrna, dubokim kaljenjem i svojstvima otpornosti na habanje koja se daju dodatkom kroma. Povećana žilavost čini ove čelike težima za strojnu obradu nego obične ugljične čelike, a teže ih je toplinski obraditi. Izobličenje se povećava s količinom kroma i nikla.

Krom-vanadij čelici : Krom-vanadij čelici imaju praktički ista vlačna svojstva kao krom-nikal čelici, ali se snaga otvrdnjavanja, udarna čvrstoća i otpornost na habanje povećavaju finijom veličinom zrna. Teško ih je strojno obraditi i lakše se deformiraju od ostalih legiranih čelika.

Krom-molibden čelici : Ova skupina ima iste kvalitete kao ravni molibden čelici, ali su dubina otvrdnjavanja i otpornost na trošenje povećani dodatkom kroma. Ovaj se čelik vrlo lako toplinski obrađuje i strojno obrađuje.

Nikal-molibden čelici : Nikal-molibden čelici imaju kvalitete slične krom-molibden čelicima. Kaže se da je žilavost veća, ali čelik je nešto teže obrađivati.

Sinterirani materijali

Za visoku proizvodnju nisko i umjereno opterećenih zupčanika, značajne uštede troškova proizvodnje mogu se postići korištenjem sinteriranog metalnog praha. S ovim materijalom, zupčanik se oblikuje u matrici pod visokim pritiskom, a zatim se sinteruje u peći. Primarna ušteda troškova dolazi od velikog smanjenja troškova rada za strojnu obradu zuba zupčanika i drugih praznih površina zupčanika. Obujam proizvodnje mora biti dovoljno velik da amortizira trošak matrice, a prazan zupčanik mora biti takve konfiguracije da se može oblikovati i lako izbaciti iz matrice.