Oceľové odliatky pre ozubené kolesá

Oceľové odliatky pre ozubené kolesá

Odporúča sa, aby sa oceľové odliatky pre rezané ozubené kolesá nakupovali na základe chemickej analýzy a používali sa len dva typy analýz, jeden pre cementované ozubené kolesá a druhý pre neošetrené ozubené kolesá a ozubené kolesá, ktoré sa majú kaliť a popúšťať. Oceľ sa má vyrábať v otvorenom ohnisku, tégliku alebo v elektrickej peci. Proces prevodníka nie je rozpoznaný. Musí byť zabezpečený dostatočný počet stúpačiek, aby sa zabezpečila bezpečnosť a ochrana pred nenáležitou segregáciou. Stúpačky by sa nemali odlamovať z nevyžíhaných odliatkov násilím. Ak sú stúpačky odrezané horákom, rez by mal byť aspoň pol palca nad povrchom odliatkov a zvyšný kov by sa mal odstrániť sekaním, brúsením alebo inou neškodlivou metódou.

Oceľ na použitie v ozubených kolesách by mala spĺňať požiadavky na chemické zloženie uvedené v tabuľke 3. Všetky oceľové odliatky pre ozubené kolesá musia byť dôkladne normalizované alebo žíhané s použitím takej teploty a času, ktoré úplne eliminujú charakteristickú štruktúru nežíhaných odliatkov.

Tabuľka 3. Zloženie liatych ocelí pre ozubené kolesá

ocele Špecifikácia	Chemické zloženie  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.	Môže byť nauhličovaný Kaliteľný 210-250

a  C = uhlík; Mn = mangán; a Si = kremík.

Vplyv legujúcich kovov na ozubené ocele

Vplyv rôznych legujúcich prvkov na oceľ je tu zhrnutý, aby pomohol pri rozhodovaní o konkrétnom druhu legovanej ocele na použitie na špecifické účely. Uvedené charakteristiky platia len pre tepelne spracované ocele. Keď sa uvádza účinok pridania legujúceho prvku, rozumie sa, že sa odkazuje na legované ocele s daným obsahom uhlíka v porovnaní s obyčajnou uhlíkovou oceľou s rovnakým obsahom uhlíka.

Nikel : Pridanie niklu má tendenciu zvyšovať tvrdosť a pevnosť, ale s malou stratou ťažnosti. Prienik tvrdosti je o niečo väčší ako u obyčajných uhlíkových ocelí. Použitie niklu ako legujúceho prvku znižuje kritické body a spôsobuje menšie skreslenie v dôsledku nižšej teploty kalenia. Niklové ocele zo skupiny cementačnej skupiny sa nauhličujú pomalšie, ale rast zŕn je menší.

Chróm : Chróm zvyšuje tvrdosť a pevnosť v porovnaní s použitím niklu, aj keď strata ťažnosti je väčšia. Chróm zjemňuje zrno a dodáva väčšiu hĺbku tvrdosti. Chrómové ocele majú vysoký stupeň odolnosti proti opotrebeniu a napriek jemnej zrnitosti sa ľahko opracujú.

Mangán : Ak je mangán prítomný v dostatočnom množstve na to, aby bolo možné použiť termín zliatina, pridanie mangánu je veľmi účinné. Poskytuje väčšiu pevnosť ako nikel a vyšší stupeň húževnatosti ako chróm. Vzhľadom na svoju náchylnosť na opracovanie za studena je pravdepodobné, že bude prúdiť pri vysokých jednotkových tlakoch. Doteraz sa nikdy vo väčšej miere nepoužíval na tepelne spracované ozubené kolesá, ale teraz sa mu venuje čoraz väčšia pozornosť.

Vanád : Vanád má podobný účinok ako mangán – zvyšuje tvrdosť, pevnosť a húževnatosť. Strata ťažnosti je o niečo väčšia ako strata v dôsledku mangánu, ale penetrácia tvrdosti je väčšia ako u ktoréhokoľvek z iných legujúcich prvkov. Vďaka extrémne jemnozrnnej štruktúre je rázová húževnatosť vysoká; ale vanád má tendenciu sťažovať obrábanie.

Molybdén : Molybdén má tú vlastnosť, že zvyšuje pevnosť bez ovplyvnenia ťažnosti. Pre rovnakú tvrdosť sú ocele obsahujúce molybdén húževnatejšie ako akékoľvek iné legované ocele a majúce takmer rovnakú pevnosť, sú húževnatejšie; napriek zvýšenej húževnatosti prítomnosť molybdénu nesťažuje obrábanie. V skutočnosti môžu byť takéto ocele obrábané s vyššou tvrdosťou ako ktorákoľvek z iných legovaných ocelí. Rázová húževnatosť je takmer taká veľká ako u vanádových ocelí.

Chrómniklové ocele : Kombinácia dvoch legujúcich prvkov chrómu a niklu pridáva prospešné vlastnosti oboch. Vysoký stupeň ťažnosti prítomný v niklových oceliach je doplnený vysokou pevnosťou, jemnejšou zrnitosťou, hlbokým vytvrdením a odolnosťou proti opotrebeniu, ktoré poskytuje pridanie chrómu. Zvýšená húževnatosť spôsobuje, že tieto ocele sa obrábajú ťažšie ako obyčajné uhlíkové ocele a je ťažšie ich tepelne spracovávať. Skreslenie sa zvyšuje s množstvom chrómu a niklu.

Chróm-vanádiové ocele : Chróm-vanádiové ocele majú prakticky rovnaké vlastnosti v ťahu ako chrómniklové ocele, ale jemnejšia zrnitosť zvyšuje kalenie, rázovú húževnatosť a odolnosť proti opotrebeniu. Je ťažké ich opracovať a ľahšie sa zdeformujú ako iné legované ocele.

Chróm-molybdénové ocele : Táto skupina má rovnaké vlastnosti ako rovné molybdénové ocele, ale hĺbka kalenia a odolnosť proti opotrebeniu sa zvýši pridaním chrómu. Táto oceľ je veľmi ľahko tepelne spracovaná a opracovateľná.

Nikel-molybdénové ocele : Nikel-molybdénové ocele majú vlastnosti podobné chróm-molybdénovej oceli. Húževnatosť je vraj väčšia, ale oceľ sa opracúva o niečo ťažšie.

Spekané materiály

Pre vysokú produkciu nízko a stredne zaťažených ozubených kolies je možné dosiahnuť významné úspory výrobných nákladov použitím spekaného kovového prášku. S týmto materiálom sa ozubené koleso formuje v matrici pod vysokým tlakom a potom sa speká v peci. Primárna úspora nákladov pochádza z veľkého zníženia nákladov na prácu pri obrábaní zubov ozubených kolies a iných povrchov polotovarov ozubených kolies. Objem výroby musí byť dostatočne vysoký na to, aby amortizoval náklady na matricu a polotovar ozubeného kolesa musí mať takú konfiguráciu, aby mohol byť vytvorený a ľahko vysunutý z matrice.