วัสดุของเฟืองโลหะ

เหล็กเกียร์อาจแบ่งออกเป็นสองประเภททั่วไป ได้แก่ เหล็กคาร์บอนธรรมดาและเหล็กโลหะผสม โลหะผสมเหล็กถูกนำมาใช้บ้างในอุตสาหกรรม แต่เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนนั้นพบได้ทั่วไปมากกว่ามาก การใช้เหล็กกล้าโลหะผสมที่ไม่ผ่านการบำบัดสำหรับเกียร์นั้นแทบจะไม่เหมาะสมเลย หากจะเป็นเช่นนั้น และจากนั้นก็จะเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อขาดสิ่งอำนวยความสะดวกในการอบชุบความร้อนเท่านั้น ประเด็นที่ต้องพิจารณาในการพิจารณาว่าจะใช้เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนหรือเหล็กกล้าโลหะผสมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อน ได้แก่: เงื่อนไขการบริการหรือการออกแบบจำเป็นต้องมีคุณลักษณะที่เหนือกว่าของโลหะผสมเหล็ก หรือหากไม่จำเป็นต้องใช้โลหะผสมเหล็ก ข้อดีที่จะได้รับจะชดเชยต้นทุนเพิ่มเติมหรือไม่ สำหรับการใช้งานส่วนใหญ่ เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อให้ได้คุณภาพที่ดีที่สุดสำหรับการบริการที่ต้องการ ถือว่าน่าพอใจและค่อนข้างประหยัด ข้อดีที่ได้รับจากการใช้เหล็กโลหะผสมที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนแทนเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาที่ผ่านการอบด้วยความร้อนมีดังนี้

เพิ่มความแข็งของพื้นผิวและความลึกของการเจาะความแข็งเพื่อให้ได้ปริมาณคาร์บอนและการดับที่เท่าเดิม

ความสามารถในการรับความแข็งพื้นผิวเท่าเดิมโดยให้การชุบแข็งน้อยลง และในกรณีของโลหะผสมบางชนิด อุณหภูมิการชุบแข็งจะต่ำกว่า จึงทำให้เกิดการบิดเบือนน้อยลง

ความเหนียวที่เพิ่มขึ้น ตามที่ระบุโดยค่าจุดคราก การยืดตัว และการลดลงของพื้นที่ที่สูงขึ้น

ขนาดเกรนที่ละเอียดยิ่งขึ้น ส่งผลให้มีความทนทานต่อแรงกระแทกสูงขึ้นและทนทานต่อการสึกหรอเพิ่มขึ้น

ในกรณีของโลหะผสมบางชนิด คุณภาพการตัดเฉือนที่ดีขึ้น หรือความเป็นไปได้ของการตัดเฉือนที่ความแข็งสูงกว่า

การใช้เหล็กชุบแข็ง

เหล็กเฟืองทั่วไปแต่ละประเภทอาจแบ่งย่อยเพิ่มเติมได้ดังนี้:

เหล็กชุบแข็ง

เหล็กชุบแข็งเต็ม;

3) เหล็กที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนและดึงให้มีความแข็งเพื่อให้สามารถตัดเฉือนได้

สองรายการแรก — เหล็กชุบแข็งทั้งตัวและเหล็กชุบแข็งทั้งชิ้น — สามารถใช้แทนกันได้สำหรับบริการบางประเภท และตัวเลือกมักขึ้นอยู่กับความคิดเห็นส่วนตัว โดยทั่วไปแล้ว เหล็กชุบแข็งที่มีผิวหยาบละเอียด (เมื่อได้รับการปฏิบัติอย่างเหมาะสม) และมีแกนที่ค่อนข้างอ่อนและเหนียว มักใช้เมื่อต้องการความต้านทานต่อการสึกหรอ เหล็กโลหะผสมที่ชุบแข็งผิวมีแกนที่ค่อนข้างแข็ง แต่ไม่แข็งเท่ากับเหล็กชุบแข็งทั้งชิ้น เพื่อให้ได้รับประโยชน์สูงสุดจากคุณสมบัติแกนกลาง เหล็กชุบแข็งควรผ่านการชุบแข็งสองชั้น นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งกับโลหะผสมเหล็ก เนื่องจากประโยชน์ที่ได้รับจากการใช้งานแทบจะไม่สมเหตุสมผลกับค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม เว้นแต่ว่าแกนจะได้รับการขัดเกลาและเสริมความแข็งแกร่งด้วยการดับครั้งที่สอง บทลงโทษที่ต้องชำระสำหรับการปรับแต่งเพิ่มเติมคือความผิดเพี้ยนที่เพิ่มขึ้น ซึ่งอาจมากเกินไปหากรูปร่างหรือการออกแบบไม่เอื้อต่อกระบวนการชุบแข็งตัวเคส

การใช้เหล็ก 'ชุบแข็งทะลุผ่าน'

เหล็กที่ผ่านการชุบแข็งจะใช้เมื่อต้องการความแข็งแรงสูง ขีดจำกัดความทนทานสูง ความเหนียว และความต้านทานต่อแรงกระแทก คุณสมบัติเหล่านี้ขึ้นอยู่กับชนิดของเหล็กและการบำบัดที่ใช้ กลุ่มนี้สามารถรับความแข็งผิวได้ค่อนข้างสูง แม้ว่าจะไม่สูงเท่ากับเหล็กกล้าชุบแข็งผิวก็ตาม ด้วยเหตุนี้ ความต้านทานต่อการสึกหรอจึงไม่ดีเท่าที่ควร แต่เมื่อต้องการความต้านทานต่อการสึกหรอรวมกับความแข็งแรงและความเหนียวที่ยอดเยี่ยม เหล็กประเภทนี้จึงเหนือกว่าเหล็กชนิดอื่น เหล็กที่ผ่านการชุบแข็งจะบิดเบี้ยวไปบ้างเมื่อชุบแข็ง ปริมาณขึ้นอยู่กับเหล็กและตัวกลางในการชุบแข็งที่ใช้ ด้วยเหตุผลดังกล่าว เหล็กชุบแข็งจึงไม่เหมาะสำหรับการเปลี่ยนเกียร์ความเร็วสูงซึ่งมีเสียงรบกวนเป็นปัจจัย หรือสำหรับการเปลี่ยนเกียร์ที่ความแม่นยำเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง ยกเว้นในกรณีที่สามารถเจียรฟันได้ เปอร์เซ็นต์คาร์บอนปานกลางและคาร์บอนสูงจำเป็นต้องมีการดับน้ำมัน แต่การดับด้วยน้ำอาจจำเป็นสำหรับปริมาณคาร์บอนที่ต่ำกว่า เพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกายภาพและความแข็งสูงสุด อย่างไรก็ตามความบิดเบี้ยวจะมากขึ้นด้วยการดับน้ำ

การรักษาความร้อนที่อนุญาตให้ใช้เครื่องจักรได้

เมื่อการเจียรฟันเฟืองไม่สามารถทำได้และต้องใช้ความแม่นยำสูง เหล็กชุบแข็งอาจถูกดึงหรือปรับอุณหภูมิให้มีความแข็งจนสามารถตัดฟันได้ การรักษานี้ทำให้มีโครงสร้างที่ประณีตสูง มีความทนทานสูง และถึงแม้จะมีความแข็งต่ำ แต่ก็มีคุณสมบัติในการสวมใส่ที่ดีเยี่ยม ความแข็งแรงที่ต่ำกว่าจะได้รับการชดเชยบ้างโดยการกำจัดภาระที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการกระแทกที่เกิดจากความไม่ถูกต้อง เมื่อเหล็กที่มีความแข็งต่ำทะลุผ่านจากพื้นผิวหนึ่งไปยังอีกแกนได้รับการปฏิบัติในลักษณะนี้ การออกแบบไม่สามารถขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพที่สอดคล้องกับความแข็งที่พื้นผิวได้ เนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพถูกกำหนดโดยความแข็ง ความแข็งที่ลดลงจากพื้นผิวหนึ่งไปยังอีกแกนหนึ่งจะทำให้คุณสมบัติทางกายภาพที่รากฟันลดลง ซึ่งเป็นจุดที่ความเครียดมากที่สุด สารดับอาจเป็นน้ำมัน น้ำ หรือน้ำเกลือ ขึ้นอยู่กับเหล็กที่ใช้และการเจาะความแข็งที่ต้องการ แน่นอนว่าปริมาณการบิดเบือนนั้นไม่มีสาระสำคัญ เนื่องจากการตัดเฉือนเสร็จสิ้นหลังจากการอบชุบด้วยความร้อน