Сталеві відливки для шестерень

Сталеві відливки для шестерень

Рекомендується закуповувати сталеві відливки для нарізних зубчастих коліс на основі хімічного аналізу та використовувати лише два типи аналізу: один для загартованих зубчастих коліс, а інший – як для необроблених зубчастих коліс, так і для тих, які мають бути загартовані та відпущені. Сталь виготовляють мартенівським, тигельним або електропечним процесами. Процес конвертера не розпізнається. Необхідно передбачити достатню кількість стояків, щоб забезпечити надійність і захист від надмірної сегрегації. Не можна силою відламувати стояки від невідпалених виливків. Якщо стояки відрізають пальником, розріз має бути принаймні на півдюйма вище поверхні виливків, а залишок металу видаляється шляхом сколювання, шліфування або іншим нешкідливим методом.

Сталь, яка використовується в зубчастих передачах, повинна відповідати вимогам до хімічного складу, зазначеним у таблиці 3. Усі сталеві виливки для зубчастих передач мають бути ретельно нормалізовані або відпалені з використанням такої температури та часу, щоб повністю усунути характерну структуру невідпалених виливків.

Таблиця 3. Композиції сталей для зубчастих передач

сталі Специфікація	Хімічний склад  а
	C	Мн	Si
SAE-0022 SAE-0050	0,12-0,22 0,40-0,50	0,50-0,90 0,50-0,90	0,60 Макс. 0,80 Макс.	Може бути навуглеваний Гартується 210-250

a  C = вуглець; Mn = марганець; і Si = кремній.

Вплив легуючих металів на зубчасті сталі

Тут узагальнено вплив різних легуючих елементів на сталь, щоб допомогти прийняти рішення про конкретний тип легованої сталі для використання в конкретних цілях. Наведені характеристики стосуються лише термічно оброблених сталей. Коли зазначається вплив додавання легуючого елемента, мається на увазі, що йдеться про леговані сталі з певним вмістом вуглецю в порівнянні з простою вуглецевою сталлю з таким же вмістом вуглецю.

Нікель : додавання нікелю має тенденцію до збільшення твердості та міцності, але незначно втрачаючи пластичність. Твердість пенетрації дещо вище, ніж у простих вуглецевих сталей. Використання нікелю як легуючого елемента знижує критичні точки та створює меншу деформацію завдяки нижчій температурі загартування. Нікелеві сталі групи цементування цементуються повільніше, але зростання зерна менше.

Хром : хром підвищує твердість і міцність порівняно з тими, які отримують при використанні нікелю, хоча втрата пластичності є більшою. Хром покращує зернистість і надає більшої глибини твердості. Хромисті сталі мають високу зносостійкість і легко піддаються механічній обробці, незважаючи на дрібну зернистість.

Марганець : додавання марганцю дуже ефективне, якщо він присутній у достатніх кількостях, щоб виправдати використання терміну сплав. Він забезпечує більшу міцність, ніж нікель, і більш високий ступінь міцності, ніж хром. Через його схильність до холодної обробки він, імовірно, буде текти під сильним одиничним тиском. До теперішнього часу він ніколи не використовувався значною мірою для термічно оброблених передач, але зараз йому приділяється все більше уваги.

Ванадій : ванадій має подібну дію до марганцю — підвищує твердість, міцність і міцність. Втрата пластичності дещо більше, ніж через марганець, але проникнення твердості більше, ніж для будь-якого іншого легуючого елемента. Завдяки надзвичайно дрібнозернистій структурі висока ударна міцність; але ванадій має тенденцію ускладнювати механічну обробку.

Молібден : Молібден має властивість підвищувати міцність, не впливаючи на пластичність. За такої ж твердості сталі, що містять молібден, більш пластичні, ніж будь-які інші леговані сталі, і, маючи майже таку ж міцність, є більш жорсткими; незважаючи на підвищену в'язкість, наявність молібдену не ускладнює механічну обробку. Насправді такі сталі можна обробляти з вищою твердістю, ніж будь-які інші леговані сталі. Ударна міцність майже така ж, як у ванадієвих сталей.

Хромо-нікелеві сталі : поєднання двох легуючих елементів хрому та нікелю додає корисні якості обох. Високий ступінь пластичності, наявний у нікелевих сталей, доповнюється високою міцністю, більш дрібним розміром зерна, глибоким загартуванням і зносостійкими властивостями, які надаються завдяки додаванню хрому. Підвищена в'язкість робить ці сталі важче піддавати обробці, ніж звичайні вуглецеві сталі, і їх важче термічно обробляти. Спотворення зростає зі збільшенням кількості хрому та нікелю.

Хромованадієві сталі : Хромованадієві сталі мають практично такі ж властивості розтягування, як і хромонікелеві сталі, але міцність на зміцнення, ударна міцність і зносостійкість збільшуються завдяки більш дрібному розміру зерна. Їх важко обробляти, і вони деформуються легше, ніж інші леговані сталі.

Хромомолібденові сталі : ця група має ті самі якості, що й прямі молібденові сталі, але глибина загартування та зносостійкість збільшуються завдяки додаванню хрому. Ця сталь дуже легко піддається термічній обробці та механічній обробці.

Нікель-молібденові сталі : нікель-молібденові сталі мають якості, подібні до хромомолібденової сталі. Кажуть, що в’язкість вища, але сталь дещо складніше обробляти.

Спечені матеріали

Для високого виробництва низьких і помірно навантажених шестерень значну економію виробничих витрат можна досягти за рахунок використання спеченого металевого порошку. З цього матеріалу шестерня формується в матриці під високим тиском, а потім спікається в печі. Основна економія коштів відбувається завдяки значному зниженню витрат на оплату праці при обробці зубів шестерень та інших поверхонь заготовок шестерень. Обсяг виробництва повинен бути достатньо високим, щоб амортизувати вартість матриці, а заготовка зубчастого колеса повинна мати таку конфігурацію, щоб її можна було сформувати та легко викинути з матриці.