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2022
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Welche Wärmebehandlungsverfahren gibt es für Zahnradschmiedeteile?
Im Bearbeitungsprozess von Zahnradschmiedeteilen ist eine Wärmebehandlung erforderlich. Durch künstliches Erhitzen, Warmhalten und Abkühlen werden die gewünschten Leistungsanforderungen erfüllt. Die Wärmebehandlungsverfahren für Zahnradschmiedeteile sind üblicherweise wie folgt:
1. Oberflächenhärtung von Zahnradschmiedeteilen: Dieses Verfahren wird häufig bei mittelgekohltem Stahl wie 45.40Cr und mittelgekohltem legiertem Stahl angewendet. Die Zahnoberflächenhärte liegt nach der Oberflächenhärtung üblicherweise zwischen 40 und 55 HRC. Das Zahnrad weist Beständigkeit gegen Lochfraß, eine hohe Antihaftwirkung und Verschleißfestigkeit auf. Da der Zahnmittelpunkt gehärtet ist, besitzt das Zahnradschmiedeteil ausreichend Zähigkeit, um geringen Stoßbelastungen standzuhalten.
2. Aufkohlen und Abschrecken von Zahnradschmiedeteilen: Dieses Verfahren wird häufig bei niedriggekohltem Stahl und niedriggekohltem legiertem Stahl wie 20.20Cr angewendet. Bei wichtigen Zahnradgetrieben kann die Härte der Zahnoberfläche nach dem Aufkohlen und Härten 56 bis 62 HRC erreichen, wobei die Zähigkeit weiterhin hoch ist. Die Biegefestigkeit des Zahnradschmiedestücks und die Kontaktfestigkeit der Zahnoberfläche sind hoch, und es weist eine gute Verschleißfestigkeit auf. Es wird häufig in wichtigen Getrieben eingesetzt. Nach dem Aufkohlen und Härten weisen die Zähne der Zahnradschmiedestücke eine starke Verformung auf und müssen geschliffen werden.
3. Nitrieren von Zahnradschmiedestücken: Nitrieren ist eine chemische Oberflächenwärmebehandlung. Die Härte der Zahnoberfläche kann nach der Nitrierbehandlung 700–900 HV erreichen. Aufgrund der hohen Härte, der niedrigen Verarbeitungstemperatur und der geringen Verformung eignet sich die Nitrierbehandlung von Zahnrädern für Innenverzahnungen und schwer zu schleifende Zahnräder. Sie wird häufig zum Nitrieren von Stählen mit Chrom, Kupfer, Blei und anderen Legierungselementen wie z. B. 38CrMoAlA verwendet.
4. Qualität der Zahnradschmiedeteile anpassen: Üblicherweise werden mittelgekohlte Stähle und mittelgekohlte legierte Stähle wie z. B. 45,40Cr,35SiMn usw. verwendet. Die Härte der vergüteten Zahnoberfläche beträgt in der Regel 220–280 HBS. Aufgrund der geringen Härte können die Zahnradschmiedeteile nach der Wärmebehandlung fertiggestellt werden.
5. Zahnradschmiedeteile normalisieren: Durch Normalisieren werden innere Spannungen abgebaut, das Gefüge verfeinert, die mechanischen Eigenschaften verbessert und die Zerspanbarkeit erhöht. Mittelgekohlter Stahl eignet sich zum Normalisieren, und für große Zahnradschmiedeteile kann Gussstahl verwendet werden.
Um die Bindungskräfte zu reduzieren und die Lebensdauer der Zahnräder zu gewährleisten, ist die Härte der Zahnoberfläche kleiner Zahnräder üblicherweise 30–50 Mal höher als die großer Zahnräder. Für die Übertragung von schnelllaufenden, stark belasteten oder wichtigen Zahnradschmiedeteilen können Zahnradkombinationen mit harter Zahnoberfläche verwendet werden, wobei die Härte der Zahnoberfläche ähnlich ist.
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