การหล่อเหล็กสำหรับเกียร์

การหล่อเหล็กสำหรับเกียร์

ขอแนะนำให้ซื้อการหล่อเหล็กกล้าสำหรับเฟืองตัดโดยอาศัยการวิเคราะห์ทางเคมี และใช้การวิเคราะห์เพียงสองประเภทเท่านั้น ประเภทหนึ่งสำหรับเฟืองที่ชุบแข็งด้วยเคส และอีกประเภทหนึ่งสำหรับทั้งเกียร์ที่ไม่ผ่านการบำบัด และประเภทที่ต้องชุบแข็งและปรับอุณหภูมิ เหล็กจะต้องทำโดยกระบวนการเตาแบบเปิด เบ้าหลอมหรือเตาไฟฟ้า ไม่รู้จักกระบวนการแปลง ต้องจัดให้มีไรเซอร์ที่เพียงพอเพื่อรักษาความสมบูรณ์และอิสระจากการแบ่งแยกที่ไม่เหมาะสม ไม่ควรแยกตัวยกออกจากการหล่อที่ยังไม่ผ่านการอบโดยใช้กำลัง ในกรณีที่ไรเซอร์ถูกตัดออกด้วยคบเพลิง การตัดควรอยู่เหนือพื้นผิวของการหล่ออย่างน้อยครึ่งนิ้ว และโลหะที่เหลือจะถูกกำจัดออกโดยการบิ่น เจียร หรือวิธีการอื่นที่ไม่เป็นอันตราย

เหล็กสำหรับใช้ในเกียร์ควรเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับองค์ประกอบทางเคมีที่ระบุไว้ในตารางที่ 3 การหล่อเหล็กสำหรับเกียร์ทั้งหมดจะต้องได้รับการทำให้เป็นมาตรฐานหรืออบอ่อนอย่างทั่วถึง โดยใช้อุณหภูมิและเวลาดังกล่าว ซึ่งจะทำให้โครงสร้างลักษณะเฉพาะของการหล่อที่ไม่มีการอบอ่อนหมดไป

ตารางที่ 3 องค์ประกอบของเหล็กหล่อสำหรับเกียร์

เหล็ก ข้อกำหนด	องค์ประกอบทาง  เคมี
	ค	มน	ศรี
SAE-0022 SAE-0050	0.12-0.22 0.40-0.50	0.50-0.90 0.50-0.90	0.60 สูงสุด 0.80 สูงสุด	อาจใช้คาร์บูไรซ์ ชุบแข็งได้ 210-250

a  C = คาร์บอน; Mn = แมงกานีส; และ Si = ซิลิคอน

ผลกระทบของโลหะผสมต่อเหล็กเกียร์

ผลกระทบขององค์ประกอบโลหะผสมต่างๆ บนเหล็กมีการสรุปไว้ที่นี่เพื่อช่วยในการตัดสินใจเลือกชนิดของโลหะผสมที่จะใช้เพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ คุณลักษณะที่ระบุไว้ใช้กับเหล็กที่ผ่านการอบชุบด้วยความร้อนเท่านั้น เมื่อระบุผลของการเติมธาตุโลหะผสม เป็นที่เข้าใจกันว่ามีการอ้างอิงถึงเหล็กกล้าโลหะผสมที่มีปริมาณคาร์บอนที่กำหนด เปรียบเทียบกับเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดาที่มีปริมาณคาร์บอนเท่ากัน

นิกเกิล : การเติมนิกเกิลมีแนวโน้มที่จะเพิ่มความแข็งและความแข็งแรง โดยสูญเสียความเหนียวเพียงเล็กน้อย การเจาะความแข็งค่อนข้างมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา การใช้นิกเกิลเป็นองค์ประกอบโลหะผสมจะช่วยลดจุดวิกฤติและทำให้เกิดการบิดเบือนน้อยลง เนื่องจากอุณหภูมิในการดับที่ต่ำกว่า เหล็กนิกเกิลของกลุ่มที่ชุบแข็งผิวด้วยคาร์บูไรเซชันช้ากว่า แต่การเติบโตของเกรนจะน้อยกว่า

โครเมียม : โครเมียมจะเพิ่มความแข็งและความแข็งแรงมากกว่าที่ได้จากการใช้นิกเกิล แม้ว่าการสูญเสียความเหนียวจะมากกว่าก็ตาม โครเมียมช่วยขัดเกลาเกรนและให้ความแข็งที่ลึกยิ่งขึ้น เหล็กกล้าโครเมียมมีความทนทานต่อการสึกหรอในระดับสูง และตัดเฉือนได้ง่ายแม้จะมีเกรนละเอียดก็ตาม

แมงกานีส : เมื่อมีปริมาณเพียงพอที่จะรับประกันการใช้คำว่าโลหะผสม การเติมแมงกานีสจะมีประสิทธิภาพมาก ให้ความแข็งแรงมากกว่านิกเกิลและความเหนียวสูงกว่าโครเมียม เนื่องจากมีความอ่อนไหวต่องานเย็น จึงมีแนวโน้มที่จะไหลภายใต้แรงกดดันต่อหน่วยที่รุนแรง จนถึงปัจจุบัน ไม่เคยมีการใช้งานกับเกียร์ที่ผ่านการอบร้อนมากนัก แต่ขณะนี้ได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้น

วานาเดียม : วานาเดียมให้ผลคล้ายกับแมงกานีส โดยเพิ่มความแข็ง ความแข็งแรง และความเหนียว การสูญเสียความเหนียวนั้นค่อนข้างจะมากกว่านั้นเนื่องจากแมงกานีส แต่การทะลุผ่านของความแข็งนั้นมากกว่าองค์ประกอบโลหะผสมอื่นๆ เนื่องจากโครงสร้างที่มีความละเอียดมาก แรงกระแทกจึงสูง แต่วานาเดียมมีแนวโน้มที่จะทำให้การตัดเฉือนยาก

โมลิบดีนัม : โมลิบดีนัมมีคุณสมบัติเพิ่มความแข็งแรงโดยไม่ส่งผลต่อความเหนียว สำหรับความแข็งที่เท่ากัน เหล็กที่มีโมลิบดีนัมจะมีความเหนียวมากกว่าเหล็กโลหะผสมอื่นๆ และมีความแข็งแรงเกือบเท่ากันจะแข็งแกร่งกว่า แม้ว่าความเหนียวจะเพิ่มขึ้น แต่การมีโมลิบดีนัมไม่ได้ทำให้การตัดเฉือนยากขึ้น ในความเป็นจริง เหล็กดังกล่าวสามารถกลึงได้ที่ความแข็งสูงกว่าเหล็กกล้าโลหะผสมอื่นๆ ความต้านทานแรงกระแทกนั้นเกือบจะดีพอๆ กับเหล็กวานาเดียม

เหล็กโครเมียม-นิกเกิล : การผสมผสานระหว่างองค์ประกอบโลหะผสมทั้งสองอย่างโครเมียมและนิกเกิลช่วยเพิ่มคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของทั้งสองอย่าง ความเหนียวในระดับสูงในเหล็กนิกเกิลเสริมด้วยความแข็งแรงสูง ขนาดเกรนที่ละเอียดกว่า การชุบแข็งได้ลึก และคุณสมบัติทนต่อการสึกหรอที่ได้มาจากการเติมโครเมียม ความเหนียวที่เพิ่มขึ้นทำให้เหล็กเหล่านี้ตัดเฉือนยากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา และยากต่อการให้ความร้อนด้วย ความบิดเบี้ยวจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณโครเมียมและนิกเกิล

เหล็กโครเมียม-วานาเดียม : เหล็กโครเมียม-วานาเดียมมีคุณสมบัติในการรับแรงดึงเช่นเดียวกับเหล็กโครเมียม-นิกเกิล แต่พลังในการชุบแข็ง ความต้านทานแรงกระแทก และความต้านทานการสึกหรอจะเพิ่มขึ้นตามขนาดเกรนที่ละเอียดกว่า ยากต่อการตัดเฉือนและบิดเบี้ยวได้ง่ายกว่าเหล็กกล้าโลหะผสมอื่นๆ

เหล็กโครเมียม-โมลิบดีนัม : กลุ่มนี้มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับเหล็กโมลิบดีนัมตรง แต่ความลึกในการชุบแข็งและความต้านทานการสึกหรอจะเพิ่มขึ้นโดยการเติมโครเมียม เหล็กนี้ผ่านกรรมวิธีทางความร้อนและกลึงได้ง่ายมาก

เหล็กนิกเกิล-โมลิบดีนัม : เหล็กนิกเกิล-โมลิบดีนัมมีคุณสมบัติคล้ายกับเหล็กโครเมียม-โมลิบดีนัม กล่าวกันว่ามีความเหนียวมากกว่า แต่เหล็กนั้นค่อนข้างยากกว่าในการตัดเฉือน

วัสดุเผาผนึก

สำหรับการผลิตเกียร์ที่มีโหลดต่ำและโหลดปานกลางสูง การใช้ผงโลหะเผาผนึกอาจช่วยประหยัดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก ด้วยวัสดุนี้ เฟืองจะถูกสร้างขึ้นในแม่พิมพ์ภายใต้แรงดันสูง จากนั้นจึงนำไปเผาในเตาเผา การประหยัดต้นทุนเบื้องต้นมาจากการลดต้นทุนแรงงานอย่างมากในการตัดเฉือนฟันเฟืองและพื้นผิวว่างเฟืองอื่นๆ ปริมาณการผลิตต้องสูงพอที่จะตัดจำหน่ายต้นทุนของแม่พิมพ์ และเฟืองเปล่าต้องมีโครงสร้างที่สามารถขึ้นรูปและดีดออกจากแม่พิมพ์ได้ทันที