Chất liệu của bánh răng kim loại

Thép bánh răng có thể được chia thành hai loại chung - thép carbon trơn và thép hợp kim. Thép hợp kim được sử dụng ở một mức độ nào đó trong lĩnh vực công nghiệp, nhưng thép cacbon trơn được xử lý nhiệt phổ biến hơn nhiều. Việc sử dụng thép hợp kim chưa qua xử lý cho bánh răng hiếm khi được biện minh, và chỉ khi thiếu các thiết bị xử lý nhiệt. Các điểm cần được xem xét khi xác định nên sử dụng thép cacbon trơn hay thép hợp kim được xử lý nhiệt là: Điều kiện sử dụng hoặc thiết kế có yêu cầu các đặc tính vượt trội của thép hợp kim hay không, hoặc nếu không yêu cầu thép hợp kim, liệu những lợi thế có được có bù đắp được chi phí bổ sung không? Đối với hầu hết các ứng dụng, thép cacbon trơn, được xử lý nhiệt để đạt được chất lượng tốt nhất cho mục đích sử dụng, đều đạt yêu cầu và khá kinh tế. Những lợi ích thu được từ việc sử dụng thép hợp kim được xử lý nhiệt thay cho thép cacbon trơn được xử lý nhiệt như sau:

Tăng độ cứng bề mặt và độ sâu thâm nhập độ cứng cho cùng hàm lượng cacbon và làm nguội.

Khả năng đạt được độ cứng bề mặt tương tự với quá trình tôi ít mạnh hơn và trong trường hợp một số hợp kim, nhiệt độ tôi thấp hơn, do đó tạo ra ít biến dạng hơn.

Độ dẻo dai tăng lên, được biểu thị bằng các giá trị cao hơn của điểm chảy dẻo, độ giãn dài và giảm diện tích.

Kích thước hạt mịn hơn, mang lại độ bền va đập cao hơn và tăng khả năng chống mài mòn.

Trong trường hợp một số hợp kim, chất lượng gia công tốt hơn hoặc khả năng gia công ở độ cứng cao hơn.

Sử dụng thép làm cứng

Mỗi loại trong số hai loại thép bánh răng chung có thể được chia nhỏ hơn như sau:

Thép làm cứng vỏ;

thép cứng hoàn toàn;

3) thép được xử lý nhiệt và được kéo đến độ cứng cho phép gia công.

Hai loại đầu tiên - thép làm cứng hoàn toàn và thép cứng hoàn toàn - có thể thay thế cho nhau đối với một số loại dịch vụ và sự lựa chọn thường là vấn đề quan điểm cá nhân. Thép cứng với vỏ cực kỳ cứng, hạt mịn (khi được xử lý đúng cách) và lõi tương đối mềm và dẻo thường được sử dụng khi muốn có khả năng chống mài mòn. Thép hợp kim cứng hóa có lõi khá cứng nhưng không cứng bằng thép cứng hoàn toàn. Để nhận ra những lợi ích lớn nhất từ ​​các đặc tính cốt lõi, thép được tôi cứng phải được tôi kép. Điều này đặc biệt đúng với thép hợp kim, bởi vì lợi ích thu được từ việc sử dụng chúng hiếm khi bù đắp được chi phí bổ sung, trừ khi lõi được tinh chế và làm cứng bằng tôi lần thứ hai. Hình phạt phải trả cho việc sàng lọc bổ sung là độ biến dạng tăng lên, điều này có thể quá mức nếu hình dạng hoặc thiết kế không phù hợp với quá trình làm cứng vỏ.

Sử dụng thép 'Thru-Hardening'

Thép tôi cứng được sử dụng khi cần có độ bền cao, giới hạn độ bền cao, độ dẻo dai và khả năng chống sốc. Những phẩm chất này bị chi phối bởi loại thép và cách xử lý được sử dụng. Độ cứng bề mặt khá cao có thể đạt được trong nhóm này, mặc dù không cao bằng độ cứng bề mặt của thép tôi. Vì lý do đó, khả năng chống mài mòn không lớn như có thể đạt được, nhưng khi cần khả năng chống mài mòn kết hợp với độ bền và độ bền cao thì loại thép này vượt trội hơn các loại thép khác. Thép được tôi cứng sẽ bị biến dạng ở một mức độ nào đó khi được làm cứng, số lượng tùy thuộc vào loại thép và môi trường tôi được sử dụng. Vì lý do đó, thép tôi không thích hợp cho truyền động tốc độ cao trong đó tiếng ồn là một yếu tố hoặc để truyền động trong đó độ chính xác là hết sức quan trọng, tất nhiên, ngoại trừ trong trường hợp có thể mài răng. Tỷ lệ phần trăm carbon trung bình và cao đòi hỏi phải làm nguội bằng dầu, nhưng việc làm nguội bằng nước có thể cần thiết đối với hàm lượng carbon thấp hơn, để đạt được các tính chất vật lý và độ cứng cao nhất. Tuy nhiên, độ biến dạng sẽ lớn hơn khi làm nguội bằng nước.

Xử lý nhiệt cho phép gia công

Khi việc mài răng bánh răng không thể thực hiện được và cần độ chính xác cao, thép cứng có thể được kéo hoặc ram đến độ cứng cho phép cắt răng. Việc xử lý này mang lại cấu trúc tinh tế cao, độ bền cao và mặc dù độ cứng thấp nhưng chất lượng mài mòn tuyệt vời. Cường độ thấp hơn được bù đắp phần nào bằng cách loại bỏ tải trọng gia tăng do các tác động gây ra bởi sự thiếu chính xác. Khi thép có mức độ xuyên thấu độ cứng thấp từ bề mặt đến lõi được xử lý theo cách này, thiết kế không thể dựa trên các tính chất vật lý tương ứng với độ cứng ở bề mặt. Vì các đặc tính vật lý được quyết định bởi độ cứng nên sự giảm độ cứng từ bề mặt đến lõi sẽ làm cho các đặc tính vật lý thấp hơn ở chân răng, nơi chịu lực lớn nhất. Môi trường làm nguội có thể là dầu, nước hoặc nước muối, tùy thuộc vào loại thép được sử dụng và độ cứng mong muốn. Tất nhiên, mức độ biến dạng là không đáng kể vì quá trình gia công được thực hiện sau khi xử lý nhiệt.