Выбор стальных материалов для зубчатых колес: 5 типов в сравнении | MachineMFG

Сравнение 5 лучших материалов для зубчатых колес

0
(0)

При выборе материала шестерни и ее термообработки в основном учитываются условия работы, такие как режим передачи, свойство и размер нагрузки, скорость передачи и требования к точности шестерни.

В то же время необходимо учитывать требования к закаливаемости стали и упрочнению поверхности зубьев, подбирать материал и значение твердости зубчатой пары в соответствии с модулем и размером сечения шестерни.

Шестерни могут быть изготовлены из различных материалов, включая чугун, сталь, материалы порошковой металлургии, цветные сплавы (например, медные сплавы) и неметаллические материалы.

Сталь является наиболее распространенным материалом для изготовления зубчатых колес и может быть низкоуглеродистой и среднеуглеродистой, высокоуглеродистая стальили легированной стали. Правильная термическая обработка, например, нормализация, отжигЗакалка и отпуск, науглероживание, азотирование или поверхностная закалка позволяют повысить производительность и режущую способность материала, а также качество обработки и срок службы шестерен.

Ниже приведены характеристики и условия применения различных стальных материалов и методов термической обработки для зубчатых колес.

1. Закаленная и отпущенная сталь

Марки стали: 45, 35SiMn, 42SiMn, 37SiMn2MoV, 40MnB, 45MnB, 40Cr, 45Cr, 35CrMo, 42CrMo, и т.д.

Процесс 1: Отпуск или нормализация

(1) Закаленные и отпущенные Стальные шестерни обладают хорошей прочностью и вязкостью, обычно их твердость находится в диапазоне 220-300 HBW.

(2) Если твердость закаленной шестерни не может быть повышена из-за ограничений инструмента, можно использовать нормализованную большую шестерню, чтобы сохранить разницу в твердости между большой и малой шестернями. Однако нормализованные шестерни имеют меньшую прочность, чем закаленные.

(3) Тонкая нарезка может использоваться для устранения искажений, вызванных термообработкой, и сохранения точности зубчатых колес.

(4) Нормализованные шестерни не требуют специальной термообработки или оборудования для обработки поверхности зубьев, что делает их производство относительно недорогим.

(5) Нормализованные шестерни имеют меньшую твердость поверхности зубьев, что может ограничить их несущую способность.

Условия применения: Нормализованные шестерни широко используются для общих средне- и низкоскоростных применений с низкими требованиями к прочности и точности, а также для крупных шестерен, которые трудно поддаются термообработке и финишной обработке.

Процесс 2: Закалка поверхности (индукционная закалка, закалка пламенем)

(1) Шестерни с поверхностной закалкой имеют высокую твердость поверхности зубьев, стойкость к точечной коррозии и износостойкость. Закаленная поверхность производит остаточное напряжениечто значительно повышает прочность корня зуба. Общий диапазон твердости поверхности зуба составляет 45-55 HRC для легированная сталь и 40-50 HRC для углеродистой стали.

(2) Закалка и отпуск могут быть проведены перед поверхностной закалкой для дальнейшего повышения прочности сердцевины.

(3) Время индукционной закалки короткое.

(4) Глубина и твердость слоя упрочнения корпуса может варьироваться вдоль поверхности зуба.

(5) Быстрое нагревание и охлаждение может привести к растрескиванию.

Условия применения: Шестерни с поверхностной закалкой широко используются для высоконагруженных и малосерийных применений.

2. Науглероживание стали

Марки стали: 20Cr, 20CrMnTi, 20CrMnMo, 20CrMo, 22CrMo, 20CrNiMo, 18Cr2Ni4W, 20Cr2Ni4A и др.

Процесс: Науглероживание и закалка

(1) Углеродистые и закаленные шестерни обладают высокой твердостью поверхности зубьев, стойкостью к точечной коррозии и износостойкостью. Закаленная поверхность создает остаточное напряжение, значительно повышая прочность корня зуба. Общий диапазон твердости поверхности зубьев составляет 56-63 HRC.

(2) Науглероженные шестерни демонстрируют хорошие режущие свойства.

(3) Науглероживание и закалка вызывают значительные деформации при термической обработке, что требует шлифовки после термической обработки для достижения высокой точности. Это увеличивает время и стоимость обработки.

Условия применения: Углеродистые и закаленные шестерни широко используются для средних и малых передач с высокой несущей способностью, ударопрочностью, точностью и небольшим объемом.

3. Азотирование стали

Марки стали: 38CrMoAlA, 30CrMoSiA, 25Cr2MoV и т.д.

Процесс: азотирование лечение

(1) Азотированные шестерни имеют очень высокую твердость поверхности зубьев, стойкость к точечной коррозии и износостойкость. Сердечник обладает хорошей вязкостью. Среднеуглеродистую сталь часто сначала закаливают и отпускают для повышения прочности сердцевины.

(2) Благодаря низкой температуре нагрева искажения при термообработке минимальны, и зубы после азотирования не требуют шлифовки.

(3) Тонкий закаленный слой делает шестерню менее пригодной для ударных нагрузок и обладает меньшей несущей способностью по сравнению с науглероженными и закаленными шестернями.

(4) Азотирование занимает больше времени и стоит дороже, чем другие виды термообработки.

Условия применения: Азотированные шестерни подходят для больших, стабильных нагрузок и для ситуаций, когда нет возможности использовать оборудование для обработки поверхности зубьев, но требуется твердая поверхность зубьев.

4. Литая сталь

Марки стали: ZG310-570, ZG340-640, ZG42SiMn, ZG50SiMn, ZG40Cr1, ZG35CrMnSi и др.

(1) Этот процесс подходит для изготовления крупных зубчатых колес с сложные формы.

(2) Прочность зубчатых колес, изготовленных по этой технологии, ниже, чем закаленная и отпущенная сталь одинаковой марки и термической обработки.

(3) Этот процесс может привести к дефекты литья.

Применимые условия: Этот процесс подходит для крупных зубчатых колес, которые не могут быть выкованы.

5. Чугун

Марка стали: различные серый чугунковкий чугун, ковкий чугун и т.д.

(1) Чугун имеет низкую стоимость материала.

(2) Чугунные шестерни обладают хорошей износостойкостью.

(3) Этот процесс подходит для изготовления крупных зубчатых колес сложной формы.

(4) Чугун обладает хорошими технологиями литья и резки.

(5) Чугунные шестерни обладают меньшей несущей способностью, чем шестерни из других материалов.

Условия применения: Серый чугун и ковкий чугун подходят для низкоскоростных, малонагруженных и безударных передач. Ковкий чугун можно использовать для передач с большими нагрузками и ударами.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх