Materiale av metallgir

Gear stål kan deles inn i to generelle klasser - vanlig karbon og legert stål. Legert stål brukes til en viss grad i industrifeltet, men varmebehandlet vanlig karbonstål er langt mer vanlig. Bruk av ubehandlet legert stål til tannhjul er sjelden, eller aldri, berettiget, og da kun når varmebehandlingsanlegg mangler. Punktene som skal vurderes ved avgjørelsen av om det skal brukes varmebehandlet vanlig karbonstål eller varmebehandlet legert stål er: Krever servicetilstanden eller designen de overlegne egenskapene til de legerte stålene, eller, hvis legert stål ikke er nødvendig, vil fordelene som kan oppnås oppveie tilleggskostnadene? For de fleste bruksområder er vanlig karbonstål, varmebehandlet for å oppnå de beste kvalitetene for den tiltenkte tjenesten, tilfredsstillende og ganske økonomisk. Fordelene som oppnås ved å bruke varmebehandlet legert stål i stedet for varmebehandlet vanlig karbonstål er som følger:

Økt overflatehardhet og dybde av hardhetsinntrengning for samme karboninnhold og bråkjøling.

Evne til å oppnå samme overflatehardhet med en mindre drastisk bråkjøling og, for noen av legeringene, en lavere bråkjølingstemperatur, noe som gir mindre forvrengning.

Økt seighet, som indikert av de høyere verdiene for flytegrense, forlengelse og reduksjon av areal.

Finere kornstørrelse, med den resulterende høyere slagfasthet og økt slitestyrke.

Når det gjelder noen av legeringene, bedre maskineringskvaliteter eller mulighet for maskinering med høyere hardhet.

Bruk av kasseherdende stål

Hver av de to generelle klassene av girstål kan deles videre inn som følger:

Casehardening stål;

full-herding stål;

3) stål som er varmebehandlet og trukket til en hardhet som tillater maskinering.

De to første - case-herding og full-herding stål - er utskiftbare for noen typer tjenester, og valget er ofte et spørsmål om personlig mening. Case-herding stål med sin ekstremt harde, finkornede (når riktig behandlet) kappe og relativt myk og duktil kjerne brukes vanligvis når motstand mot slitasje er ønsket. Kassherdende legeringsstål har en ganske tøff kjerne, men ikke så tøff som de fullherdende stålene. For å oppnå de største fordelene med kjerneegenskapene, bør kasseherdet stål doble bråkjøles. Dette gjelder spesielt for legert stål, fordi fordelene av deres bruk sjelden rettferdiggjør tilleggsutgiftene, med mindre kjernen er raffinert og herdet med en andre bråkjøling. Straffen som må betales for ytterligere foredling er økt forvrengning, som kan være overdreven dersom formen eller designet ikke egner seg til saksherdingsprosessen.

Bruk av 'gjennomherdende' stål

Gjennomherdende stål brukes når det kreves stor styrke, høy utholdenhetsgrense, seighet og motstand mot støt. Disse egenskapene styres av typen stål og behandling som brukes. Ganske høy overflatehardhet er oppnåelig i denne gruppen, men ikke så høy som de for kasseherdende stål. Av den grunn er ikke slitasjemotstanden så stor som man kan oppnå, men når det kreves slitestyrke kombinert med stor styrke og seighet, er denne typen stål overlegen de andre. Gjennomherdende stål blir til en viss grad forvrengt når det er herdet, mengden avhenger av stålet og bråkjølingsmediet som brukes. Av den grunn er gjennomherdende stål ikke egnet for høyhastighetsgir der støy er en faktor, eller for giring der nøyaktighet er av største betydning, bortsett fra selvfølgelig i tilfeller der sliping av tennene er praktisk mulig. Middels og høy karbonprosent krever en oljekjøling, men en vannkjøling kan være nødvendig for lavere karboninnhold, for å oppnå de høyeste fysiske egenskapene og hardheten. Forvrengningen vil imidlertid være større med vannkjølingen.

Varmebehandling som tillater maskinering

Når sliping av tannhjulstenner ikke er praktisk mulig og en høy grad av nøyaktighet kreves, kan herdet stål trekkes eller herdes til en hardhet som tillater skjæring av tennene. Denne behandlingen gir en svært raffinert struktur, stor seighet og, til tross for lav hardhet, utmerkede sliteegenskaper. Den lavere styrken kompenseres noe for ved eliminering av inkrementbelastningene på grunn av støtene som er forårsaket av unøyaktigheter. Når stål som har lav hardhetsgjennomtrengning fra overflate til kjerne behandles på denne måten, kan ikke utformingen baseres på de fysiske egenskapene som tilsvarer hardheten ved overflaten. Siden de fysiske egenskapene bestemmes av hardheten, vil fallet i hardhet fra overflate til kjerne gi lavere fysiske egenskaper ved tannroten, der påkjenningen er størst. Bråkjølingsmediet kan være enten olje, vann eller saltvann, avhengig av stålet som brukes og hardhetsinntrengning som ønskes. Mengden forvrengning er selvfølgelig uvesentlig, fordi bearbeidingen gjøres etter varmebehandling.