Bahan Roda Gigi Logam

Baja roda gigi dapat dibagi menjadi dua kelas umum — baja karbon biasa dan baja paduan. Baja paduan sampai batas tertentu digunakan dalam bidang industri, tetapi baja karbon biasa yang diberi perlakuan panas jauh lebih umum. Penggunaan baja paduan yang tidak diolah untuk roda gigi jarang, jikapun pernah, dibenarkan, dan hanya jika fasilitas perlakuan panas tidak tersedia. Hal-hal yang harus dipertimbangkan dalam menentukan apakah akan menggunakan baja karbon biasa yang diberi perlakuan panas atau baja paduan yang diberi perlakuan panas adalah: Apakah kondisi atau desain layanan memerlukan karakteristik baja paduan yang unggul, atau, jika baja paduan tidak diperlukan, akankah keuntungan yang diperoleh mengimbangi biaya tambahan? Untuk sebagian besar aplikasi, baja karbon biasa, yang diberi perlakuan panas untuk mendapatkan kualitas terbaik untuk layanan yang diinginkan, memuaskan dan cukup ekonomis. Keuntungan yang diperoleh dari penggunaan baja paduan yang diberi perlakuan panas dibandingkan baja karbon biasa yang diberi perlakuan panas adalah sebagai berikut:

Peningkatan kekerasan permukaan dan kedalaman penetrasi kekerasan untuk kandungan karbon dan quench yang sama.

Kemampuan untuk memperoleh kekerasan permukaan yang sama dengan pendinginan yang tidak terlalu drastis dan, dalam kasus beberapa paduan, suhu pendinginan yang lebih rendah, sehingga memberikan distorsi yang lebih sedikit.

Peningkatan ketangguhan yang ditunjukkan dengan semakin tingginya nilai titik luluh, perpanjangan, dan pengurangan luas.

Ukuran butir lebih halus, sehingga menghasilkan ketangguhan impak yang lebih tinggi dan ketahanan aus yang meningkat.

Dalam kasus beberapa paduan, kualitas pemesinan lebih baik atau kemungkinan pemesinan pada kekerasan lebih tinggi.

Penggunaan Baja Casehardening

Masing-masing dari dua kelas umum baja roda gigi dapat dibagi lagi sebagai berikut:

Baja pengerasan kasus;

baja yang mengeras penuh;

3) baja yang diberi perlakuan panas dan ditarik hingga mencapai kekerasan yang memungkinkan pemesinan.

Dua baja pertama — baja casehardening dan full-hardening — dapat dipertukarkan untuk beberapa jenis servis, dan pilihan sering kali bergantung pada pendapat pribadi. Baja casehardening dengan case yang sangat keras, berbutir halus (bila dirawat dengan benar) dan inti yang relatif lunak dan ulet umumnya digunakan jika diinginkan ketahanan terhadap keausan. Baja paduan casehardening memiliki inti yang cukup kuat, namun tidak sekuat baja full-hardening. Untuk mendapatkan manfaat terbesar dari sifat inti, baja yang dikeraskan harus dilakukan pendinginan ganda. Hal ini terutama berlaku untuk baja paduan, karena manfaat yang diperoleh dari penggunaannya jarang sebanding dengan biaya tambahannya, kecuali jika inti dimurnikan dan dikuatkan dengan pendinginan kedua. Hukuman yang harus dibayar untuk penyempurnaan tambahan adalah peningkatan distorsi, yang mungkin berlebihan jika bentuk atau desainnya tidak sesuai dengan proses pengerasan kasus.

Penggunaan Baja 'Thru-Hardening'.

Baja pengerasan tembus digunakan ketika diperlukan kekuatan besar, batas ketahanan tinggi, ketangguhan, dan ketahanan terhadap guncangan. Kualitas ini ditentukan oleh jenis baja dan perlakuan yang digunakan. Kekerasan permukaan yang cukup tinggi dapat diperoleh pada kelompok ini, meskipun tidak setinggi baja casehardening. Oleh karena itu, ketahanan terhadap keausan tidak terlalu besar seperti yang mungkin diperoleh, namun jika diperlukan ketahanan aus yang dikombinasikan dengan kekuatan dan ketangguhan yang besar, maka baja jenis ini lebih unggul dari yang lain. Baja yang melalui pengerasan menjadi terdistorsi sampai batas tertentu ketika dikeraskan, jumlahnya tergantung pada baja dan media pendinginan yang digunakan. Oleh karena itu, baja yang dikeraskan secara tembus (thru-hardening) tidak cocok untuk pengerjaan roda gigi berkecepatan tinggi dimana kebisingan merupakan salah satu faktornya, atau untuk roda gigi yang keakuratannya sangat penting, kecuali, tentu saja, dalam kasus di mana penggerindaan gigi dapat dilakukan. Persentase karbon sedang dan tinggi memerlukan pendinginan minyak, namun pendinginan air mungkin diperlukan untuk kandungan karbon yang lebih rendah, untuk mendapatkan sifat fisik dan kekerasan tertinggi. Namun distorsinya akan lebih besar dengan pendinginan air.

Perlakuan Panas yang Memungkinkan Pemesinan

Jika penggilingan gigi roda gigi tidak dapat dilakukan dan diperlukan tingkat ketelitian yang tinggi, baja yang telah diperkeras dapat ditarik atau ditempa hingga mencapai kekerasan yang memungkinkan pemotongan gigi. Perawatan ini memberikan struktur yang sangat halus, ketangguhan yang tinggi, dan, meskipun kekerasannya rendah, kualitas pemakaiannya sangat baik. Kekuatan yang lebih rendah diimbangi dengan penghapusan penambahan beban akibat dampak yang disebabkan oleh ketidakakuratan. Ketika baja yang mempunyai tingkat kekerasan penetrasi yang rendah dari permukaan ke inti diperlakukan dengan cara ini, desainnya tidak dapat didasarkan pada sifat fisik yang berhubungan dengan kekerasan pada permukaan. Karena sifat fisik ditentukan oleh kekerasan, penurunan kekerasan dari permukaan ke inti akan memberikan sifat fisik yang lebih rendah pada akar gigi, dimana tegangan paling besar. Media quenching dapat berupa minyak, air, atau air garam, tergantung pada baja yang digunakan dan penetrasi kekerasan yang diinginkan. Besarnya distorsi, tentu saja, tidak penting, karena pemesinan dilakukan setelah perlakuan panas.