Coran Baja untuk Roda Gigi
Direkomendasikan agar pengecoran baja untuk roda gigi potong dibeli berdasarkan analisis kimia dan hanya dua jenis analisis yang digunakan, satu untuk roda gigi yang diperkeras dan yang lainnya untuk roda gigi yang tidak diolah dan roda gigi yang akan dikeraskan dan ditempa. Baja harus dibuat dengan proses perapian terbuka, wadah, atau tungku listrik. Proses konverter tidak dikenali. Anak tangga yang memadai harus disediakan untuk menjamin kesehatan dan kebebasan dari segregasi yang tidak semestinya. Riser tidak boleh mematahkan coran yang tidak dianil dengan paksa. Jika anak tangga dipotong dengan obor, potongan harus setidaknya satu setengah inci di atas permukaan coran, dan sisa logam dihilangkan dengan cara chipping, grinding, atau metode tidak merugikan lainnya.
Baja yang digunakan pada roda gigi harus sesuai dengan persyaratan komposisi kimia yang ditunjukkan pada Tabel 3. Semua baja tuang untuk roda gigi harus dinormalisasi atau dianil secara menyeluruh, menggunakan suhu dan waktu yang akan menghilangkan seluruh karakteristik struktur tuang yang tidak dianil.
Tabel 3. Komposisi Baja Cor untuk Roda Gigi
Baja Spesifikasi |
Komposisi Kimia a |
| C |
M N |
Ya |
|
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. |
Dapat dikarburasi Hardenable 210-250 |
a C = karbon; Mn = mangan; dan Si = silikon.
Pengaruh Logam Paduan pada Baja Roda Gigi
Pengaruh berbagai elemen paduan pada baja dirangkum di sini untuk membantu dalam menentukan jenis baja paduan tertentu yang akan digunakan untuk tujuan tertentu. Karakteristik yang diuraikan hanya berlaku untuk baja yang diberi perlakuan panas. Ketika pengaruh penambahan unsur paduan dinyatakan, maka dapat dipahami bahwa acuan dibuat pada baja paduan dengan kandungan karbon tertentu, dibandingkan dengan baja karbon biasa dengan kandungan karbon yang sama.
Nikel : Penambahan nikel cenderung meningkatkan kekerasan dan kekuatan, dengan sedikit mengorbankan keuletan. Penetrasi kekerasannya agak lebih besar dibandingkan baja karbon biasa. Penggunaan nikel sebagai elemen paduan menurunkan titik kritis dan menghasilkan lebih sedikit distorsi, karena suhu quenching yang lebih rendah. Baja nikel dari kelompok case-hardening mengalami karburasi lebih lambat, namun pertumbuhan butirnya lebih kecil.
Kromium : Kromium meningkatkan kekerasan dan kekuatan dibandingkan dengan penggunaan nikel, meskipun kehilangan keuletannya lebih besar. Kromium memurnikan butiran dan memberikan kekerasan yang lebih dalam. Baja kromium memiliki tingkat ketahanan aus yang tinggi dan mudah dikerjakan meskipun butirannya halus.
Mangan : Jika terdapat dalam jumlah yang cukup sehingga memerlukan penggunaan istilah paduan, penambahan mangan akan sangat efektif. Ini memberikan kekuatan yang lebih besar dari nikel dan tingkat ketangguhan yang lebih tinggi dari kromium. Karena kerentanannya terhadap pengerjaan dingin, maka kemungkinan besar akan mengalir di bawah tekanan satuan yang parah. Hingga saat ini, bahan ini belum pernah digunakan secara luas untuk roda gigi yang diberi perlakuan panas, namun kini semakin mendapat perhatian.
Vanadium : Vanadium memiliki efek yang mirip dengan mangan—meningkatkan kekerasan, kekuatan, dan ketangguhan. Hilangnya keuletan lebih besar dibandingkan dengan mangan, namun penetrasi kekerasannya lebih besar dibandingkan elemen paduan lainnya. Karena strukturnya yang sangat halus, kekuatan benturannya tinggi; tetapi vanadium cenderung menyulitkan pemesinan.
Molibdenum : Molibdenum memiliki sifat meningkatkan kekuatan tanpa mempengaruhi keuletan. Untuk kekerasan yang sama, baja yang mengandung molibdenum lebih ulet dibandingkan baja paduan lainnya, dan memiliki kekuatan yang hampir sama, lebih tangguh; meskipun ketangguhannya meningkat, kehadiran molibdenum tidak membuat pemesinan menjadi lebih sulit. Faktanya, baja tersebut dapat dikerjakan dengan kekerasan yang lebih tinggi dibandingkan baja paduan lainnya. Kekuatan benturannya hampir sama besarnya dengan baja vanadium.
Baja Krom-Nikel : Kombinasi dua elemen paduan kromium dan nikel menambah kualitas menguntungkan keduanya. Tingkat keuletan yang tinggi pada baja nikel dilengkapi dengan kekuatan tinggi, ukuran butiran yang lebih halus, pengerasan yang dalam, dan sifat tahan aus yang dihasilkan oleh penambahan kromium. Peningkatan ketangguhan membuat baja ini lebih sulit untuk dikerjakan dibandingkan baja karbon biasa, dan lebih sulit untuk diberi perlakuan panas. Distorsi meningkat seiring dengan jumlah kromium dan nikel.
Baja Krom-Vanadium : Baja krom-vanadium memiliki sifat tarik yang hampir sama dengan baja krom-nikel, namun kekuatan pengerasan, kekuatan benturan, dan ketahanan aus meningkat seiring dengan semakin halusnya ukuran butir. Baja paduan ini sulit dikerjakan dan lebih mudah terdistorsi dibandingkan baja paduan lainnya.
Baja Krom-Molibdenum : Kelompok ini memiliki kualitas yang sama dengan baja molibdenum lurus, namun kedalaman pengerasan dan ketahanan aus ditingkatkan dengan penambahan kromium. Baja ini sangat mudah diberi perlakuan panas dan dikerjakan.
Baja Nikel-Molibdenum : Baja nikel-molibdenum memiliki kualitas yang mirip dengan baja krom-molibdenum. Ketangguhannya dikatakan lebih besar, namun bajanya agak lebih sulit untuk dikerjakan.
Bahan Sinter
Untuk produksi tinggi pada roda gigi dengan beban rendah dan sedang, penghematan biaya produksi yang signifikan dapat dipengaruhi oleh penggunaan bubuk logam sinter. Dengan bahan ini, roda gigi dibentuk dalam cetakan bertekanan tinggi dan kemudian disinter dalam tungku. Penghematan biaya utama berasal dari pengurangan besar biaya tenaga kerja dalam pengerjaan mesin gigi roda gigi dan permukaan kosong roda gigi lainnya. Volume produksi harus cukup tinggi untuk mengamortisasi biaya cetakan dan gear blank harus memiliki konfigurasi sedemikian rupa sehingga dapat dibentuk dan mudah dikeluarkan dari cetakan.