Kolmetasandiline materjaliraamistik spiraalsete hammasrataste jaoks
Kõik terasmaterjalid, mida kasutatakse spiraalsed hammasrattad kuuluvad ühte kolmest jõudlustasemest, mis määratakse saavutatava hamba küljepinna kõvaduse ja selle saavutamiseks vajaliku kuumtöötluse järgi. Taseme valik määrab kõik muud materjalivalikud – see on esimene otsus enne konkreetse klassi, kuumtöötlussügavuse või täpsusklassi määramist:
Hammasrattad lõigatakse pärast kuumtöötlust (QT või normaliseerimine). Lõplik pinnakõvadus on piiratud HB 350-ga. Profiili moonutavat järellõikamist ei toimu. DIN klass 7–9 freesimise teel. Madalaim hind ja lühim tarneaeg. Näited: 45#, 40Cr, 35CrMo. Kasutusalad: üldised tööstuslikud käigukastid, kraanad, konveierid, keskmise koormusega pumbaajamid kiirusel alla 15 m/s.
Induktsioonkarastatud pind QT-südamikuga. Järelkarastamine taastab täpsuse. Kontaktväsimuskindlus on oluliselt kõrgem kui Tier 1. Näited: 42CrMo induktsioonkarastatud HRC 50–55. Kasutusalad: valtsimispinkide jämetöötluse aluse hammasrattad, purusti ajamid, keskmise koormusega kaevandusajamid, kus löögikindlus peab olema tasakaalus pinna kõvadusega.
Karbureeritud (või gaasnitriiditud) hammaste lihvimisega vastavalt DIN klassile 4–6. Maksimaalne kontaktväsimustugevus ja kasutusiga. Näited: 20CrMnTi, 20CrNiMo, 17CrNiMo6. Kasutusalad: autotööstus, elektrisõidukid, CNC, merendus, lennundus, kõrge tsükliga tööstus – kõik rakendused, kus väsimuskindlus, müra ja kiirusevahemik on kriitilise tähtsusega.
Täielik materjaliklassi viide
Kõva hamba külg karastatud spiraalne käik — HRC 58–62 pinnakõvaduse, kontrollitud korpuse paksuse ja tugeva QT-südamiku kombinatsioon on saavutatav 20CrMnTi (standardne klass) või 17CrNiMo6 (kõrgeima kvaliteediga mere- ja avamereklass) terasega
| Hinne | DIN-ekvivalent | HT-meetod | Pinna kõvadus | σ_H piirväärtus (MPa) | Charpy temperatuuril −20 °C | Suhteline maksumus | Esmane rakendus |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 45# | C45 / Ck45 | QT (HB 220–280) | HB 220–280 | 490–560 | 20–30 J | 1,0× (lähtetase) | Pehme küljega tööstus: kraanad, konveierid, madala kiirusega pumpajamid |
| 40Cr | 41Cr4 | QT (HB 260–320) | HB 260–320 | 530–600 | 25–35 J | 1,1× | Täiustatud pehme külg: mõõdukad tööstuslikud, võllile kinnitatud ajamid |
| 42CrMo | 42CrMo4 | QT (HB 280–320) või induktsioon-HRC 50–55 | HB 280–320 või HRC 50–55 | 590–680 (QT); 820–950 (induktsioon) | 35–50 J (QT); 25–40 J (induktsioon) | 1,2–1,5× | Valtsimispingid, purusti hammasrattad, kaevandustõstukid, avamere vintsid |
| 20CrMnTi | 20MnCr5 (umbes) | Karboniseerimine + Q + T; HRC 58–62 | HRC 58–62; korpuse sügavus 0,8–1,5 mm | 1500–1650 | 30–50 J (tuum) | 1,8–2,2× | Standardsed autotööstuse seadmed, elektriautode reduktorid, CNC-tööpingid, tööstuslikud täppiskäigukastid |
| 20CrNiMo | 21NiCrMo2 | Karboniseerimine + Q + T; HRC 58–62 | HRC 58–62; korpuse sügavus 0,8–1,8 mm | 1500–1700 | 40–60 J (tuum) | 2,2–2,6× | Kõrge tsükliga tööstus- ja raskete autode jaoks, kus on vaja paremat südamiku sitkust kui 20CrMnTi |
| 17CrNiMo6 | 17CrNiMo6 (sama DIN) | Karboniseerimine + Q + T; HRC 58–62 | HRC 58–62; korpuse sügavus 1,0–2,5 mm | 1600–1800 | 55–80 J temperatuuril −40 °C | 2,8–3,5× | Mereväe (DNV sertifikaadiga), avamere-, arktika-, mereväe- ja kaevandustõstukid, mis nõuavad −40 °C Charpy temperatuuri |
| 38CrMoAl | 41CrAlMo7 | Gaasnitriiditud; HV 700+ (HRC 62+) | HV 700–900; korpuse sügavus 0,1–0,5 mm | 1200–1450 | 25–35 J | 2,5–3,0× | Tööpinkide käigukastid, mis vajavad pärast karastamist mõõtmete stabiilsust |
| SS316L | 1.4404 | Lahusel lõõmutatud + valikuline gaasnitrideerimine | HB 160–200 (lõõmutatud); HV 800+ (nitriiditud) | 520–650 | Suurepärane | 3,5–5,0× | Toiduainete töötlemise otsekontakti tsoon, farmaatsia-, mere- ja abipumbad |
Millal uuendada 20CrMnTi-lt 17CrNiMo6-le
Nii 20CrMnTi kui ka 17CrNiMo6 on karastatud kõvadusega HRC 58–62 ja pakuvad sarnast kontaktväsimustugevust (σ_H lim). Otsus uuendada see 17CrNiMo6-le – 1,5–2 korda materjali maksumusest kõrgema hinnaga – on õigustatud kolme konkreetse nõudega, mida 20CrMnTi ei suuda usaldusväärselt täita:
- Charpy nõue miinustemperatuurile: 17CrNiMo6 annab −40 °C juures Charpy tugevust 55–80 J, mis vastab DNV GL, Lloyd's Registeri ja KR klassiühingu jääklassi sertifitseerimisnõuetele. 20CrMnTi annab −40 °C juures tavaliselt vaid 20–40 J – see on alla Arktika ja polaaralade laevade sertifitseerimispiiri 27 J. Kui Charpy tugevus on −40 °C juures ette nähtud, on 17CrNiMo6 kohustuslik.
- Väga suur sektsiooni suurus: 20CrMnTi-l on piiratud karastatavus – üle 80–100 mm läbimõõduga sektsioonide puhul ei muutu kese karastamise ajal täielikult martensiidiks, mis vähendab südamiku kõvadust ja löögikindlust. 17CrNiMo6 suurem nikli ja kroomi sisaldus tagab piisava karastatavuse kuni 400–500 mm läbimõõduga sektsioonide puhul. Suure mooduliga... spiraalne käik Toorikute (M20+, välisdiameeter 400+ mm) puhul, mille puhul südamiku omadused on kriitilise tähtsusega, on vaja 17CrNiMo6.
- Suur löökkoormus madalal temperatuuril: Kaevanduse tõstuk spiraalsed hammasrattad Külmas kliimas töötavad avamerekraanade hammasrattad vajavad nii suurt pinnakõvadust (kontaktväsimuse vastupidavuse tagamiseks) kui ka madalal temperatuuril tugevat südamikku (löökide neeldumiseks). See kombinatsioon on saavutatav ainult 17CrNiMo6-ga – just nende nõuete ainulaadne koosmõju teeb sellest esmaklassilise mere- ja avamereklassi.
Materjaliklassi valiku maatriks rakenduse järgi
Pehme hambakülg spiraalne käik — 45# või 40Cr QT, DIN klass 7–8 täppisfreesimise teel. Õige materjalivalik enamiku üldiste tööstuslike käigukastide jaoks, mille sammukiirus on alla 15 m/s ja mille puhul väsimuskindlus H1 teenindusteguriga vastab projekteerimisnõuetele.
| Taotlus | Soovitatav klass | HT-valik | DIN-klass | Põhjendus |
|---|---|---|---|---|
| Üldine tööstus (kraana, konveier, pump) <15 m/s | 45# või 40Cr | QT HB 220–320 | 7–9 | Kuluoptimaalne; piisav väsimuskindlus mõõduka koormuse ja kiiruse korral |
| Tööstuslik käigukast >15 m/s, vajalik täpsus | 20CrMnTi | Karboniseerimine + jahvatamine | 5–6 | Müra ja EHL-filmi jaoks suurel kiirusel vajalik maapind |
| Auto käigukast / elektriauto reduktor | 20CrMnTi | Karboniseerimine + lihvimine DIN 4–5 | 4–6 | Maksimaalne väsimuskindlus + NVH kaldenurga kiirusel 35–100 m/s |
| Purusti, valtsimistehase jämetöötlusalus | 42CrMo | Induktsioon HRC 50–55 | 7–8 | QT-südamiku löögikindlus; korpuse ja südamiku piiri sitkus |
| Mereväe peajõuseade / avamere | 17CrNiMo6 | Karboniseerimine + jahvatamine | 5–7 | Charpy sertifikaat −40 °C; suure ristlõike karastatavus |
| Kaevandustõstuk, Arktika teenindus | 17CrNiMo6 | Karboniseerimine + jahvatamine | 5–7 | 27 J temperatuuril −40 °C, mis on regulatiivsete nõuete kohaselt nõutav; šokk + külm koos |
| Tööpingi käigukast (mõõtmete stabiilsus) | 38CrMoAl | Gaasinitriid | 6–7 | Minimaalne moonutus nitrideerimisest säilitab nitrideerimiseelse täpsuse |
| Toiduainete töötlemise otsese kokkupuute tsoon | SS316L | Lõõmutatud või nitriiditud | 7–9 | Vastab EU 1935/2004, FDA 21 CFR nõuetele; CIP korrosioonikindlus |
Rahvusvahelised astme ekvivalendid
Korea Ever-Power ostab materjali, millel on tehasesertifikaadid, mis kinnitavad vastavust määratud kvaliteediklassile. Klientidele, kes täpsustavad spiraalsed hammasrattad Kasutades DIN, ASTM või JIS standardite klasse, on kõige levinumate Korea klasside ligikaudsed vasted järgmised:
| Korea / üldine klass | DIN (Saksamaa) | ASTM / SAE (USA) | JIS (Jaapan) | BS (Suurbritannia) |
|---|---|---|---|---|
| 45# | C45 / Ck45 | AISI 1045 | S45C | 080M46 |
| 40Cr | 41Cr4 | AISI 5140 | SCr440 | 530A40 |
| 42CrMo | 42CrMo4 | AISI 4140 | SCM440 | 708M40 |
| 20CrMnTi | 20MnCr5 (umbes) | SAE 8620 (umbes) | — | — |
| 17CrNiMo6 | 17CrNiMo6 | SAE 9310 (umbes) | SNCM815 (umbes) | — |
| 38CrMoAl | 41CrAlMo7 | AISI 7140 (nitrallsulamist) | SACM645 | 905M39 |
| SS316L | 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2) | AISI 316L | SUS316L | 316S11 |
Korea Ever-Power — täielik materjaliklasside valik kohapeal
Korea Ever-Poweri omatootmine hõlmab kõiki selles juhendis kirjeldatud materjaliklasse – alates 45# pehmete hammastega külghammastega tööstuslikest hammasratastest kuni 17CrNiMo6 karastatud merehammasratasteni –, kusjuures iga tellimusega kaasneb OES-spektromeetri materjali kontroll sissetuleva kontrolli ajal ja täielik materjali sertifitseerimine.
Korea Ever-Power toodab spiraalsed lõigatud hammasrattad kõigi selles juhendis kirjeldatud materjaliklasside puhul, kusjuures materjal on saabumisel kontrollitud OES-spektromeetriga ja iga tellimusega on kaasas tehase sertifikaat. Standardmaterjalidena on saadaval kõik klassid alates 45# kuni 17CrNiMo6; SS316L ja SS304 toiduainetega kokkupuutumiseks; 38CrMoAl nitriiditud tööpinkide hammasrataste jaoks. Otsese materjalina spiraalhammasrataste tootjaKorea Ever-Power pakub insenerikonsultatsiooni, mis on vajalik õige klassi valimiseks konkreetse rakenduse jaoks – kinnitades, et valitud materjal tagab piisava σ_H lim projekteeritud kontaktpinge jaoks, sobivad Charpy väärtused töötemperatuuri jaoks ja ühilduva kuumtöötluse nõutava DIN-täpsusklassiga. Sirvige kogu spiraalkäigukasti tootevalik või võtke materjalisoovituse saamiseks ühendust insenerimeeskonnaga.
Korduma kippuvad küsimused
20CrMnTi töötati välja Koreas ja Jaapanis spetsiaalselt hammasrataste ja laagrite tööstuse jaoks usaldusväärse ja kulutõhusa karastusterasena. Selle hästi iseloomustatud ja hästi kontrollitud karastuskäitumine (järjepidev süsiniku omastamine, prognoositav korpuse sügavus, minimaalne moonutus võrreldes mõnede kõrgema legeersisaldusega klassidega) muudab selle ühtlase tootmise erinevate ahjupartiide puhul lihtsamaks – see on kriitilise tähtsusega autotööstuse PPAP SPC kontrollinõuete jaoks. 20CrNiMo-l on veidi parem südamiku sitkus ja seda eelistatakse siis, kui löögikoormuse nõue on suurem, kuid see maksab umbes 15–25% rohkem kui 20CrMnTi ja sellel on veidi muutlikum karastuskäitumine. Standardsete autotööstuse ja tööstuslike... spiraalne käik rakenduste puhul muudavad 20CrMnTi madalama hinna ja prognoositavama töötlemise tõttu selle vaikimisi valikuks.
Gaasnitrideerimine temperatuuril 490–530 °C on madalatemperatuuriline protsess võrreldes karastamise (880–940 °C) protsessiga. Madalam temperatuur tähendab, et hammasratta mõõtmete moonutus nitrideerimise ajal on tavaliselt vaid 0,01–0,03 mm – palju väiksem kui karastamise ja karastamise käigus tekkiv 0,05–0,15 mm moonutus. spiraalne käik Enne nitrideerimist DIN-klassi 6 järgi täppisfreesitud teras säilitab pärast nitrideerimist tavaliselt DIN-klassi 6–7 ilma edasise hammaste lihvimiseta. See mõõtmete stabiilsus on konkreetne eelis, mis teeb 38CrMoAl-ist eelistatud materjali CNC-tööpinkide käigukastide jaoks, kus hammasratas on täppistöödeldud valmis komplektis, mida ei saa järellihvimiseks hõlpsalt lahti võtta. Kompromissiks on väiksem korpuse sügavus (maksimaalselt 0,1–0,5 mm vs 0,8–2,5 mm karastamise korral) ja mõnevõrra madalam kontaktväsimustugevus kui karastatud klassidel.
σ_H lim on hamba küljel lubatud kontaktpinge (Hertzi rõhk) hammasratta hambumise pulseeriva koormustsükli all, väljendatuna MPa-des vastavalt standardile ISO 6336-5. See esindab materjali kontaktväsimustugevust pinna karastatud olekus – mitte selle tõmbetugevust ega voolavuspiiri. Dramaatiline vahemik 490 MPa-st (45# QT) kuni 1800 MPa-ni (17CrNiMo6 karastatud) peegeldab tohutut erinevust pinna kõvaduses: Hertzi kontaktpinge piir skaleerub ligikaudu pinna kõvadusega astmes 1,5–2. Pinnakõvaduse kahekordistamine HB 280-lt HRC 60-le suurendab σ_H lim-i umbes 3 korda. Seetõttu on investeering karastamisse ja lihvimisse... spiraalne käik See tähendab otseselt lubatud kontaktpinge 3-kordset suurenemist – see tähendab 3 korda väiksemat käiku sama kandevõime juures või 3 korda pikemat kasutusiga sama suurusega käigul.
Jah, eeldusel, et SS316L on 1. taseme (pehmete hammastega külg) materjal – selle σ_H lim 520–650 MPa on sarnane 45# QT-ga. SS316L spiraalne käik Kannab hästi mõõdukaid koormusi, kuid ei suuda saavutada karastatud legeerterase kontaktväsimustugevust. Gaasnitrideerimine SS316L tõstab pinna kõvadust HV 800–1000-ni ja parandab σ_H lim-i umbes 1000–1200 MPa-ni – lähenedes induktsioonkarastatud 42CrMo jõudlusele, säilitades samal ajal täieliku korrosioonikindluse. Toiduainete töötlemise rakenduste jaoks, mis vajavad mõõdukat kuni suurt kandevõimet korrosioonikindlas materjalis. spiraalne käikSS316L gaasnitriiditud on õige spetsifikatsioon. Korea Ever-Power pakub gaasnitriiditud SS316L terast. spiraalsed hammasrattad M2–M12 toidu- ja farmaatsiatööstuse ajamirakenduste jaoks, kus on vaja samaaegselt nii kandevõimet kui ka toiduga kokkupuutumise nõuetele vastavust.
Kas vajate oma spiraalhammasratta materjaliklassi kinnitust?
Korea Ever-Poweri insenerimeeskond vaatab üle teie rakenduse tüübi, töötemperatuuri, löögikoormuse taseme ja kõik sertifitseerimisnõuded ning kinnitab seejärel enne tootmiskulude katmist õige materjaliklassi koos põhjendusega. Esitage päring koos rakenduse kirjeldusega.
45# kuni 17CrNiMo6 · SS316L · 38CrMoAl nitriiditud · OES-i vastavustõendamine · Materjali sertifitseerimise standard
Toimetaja: Cxm
