01 Mechanismen zur Wärmebehandlung des Kerns, die die Lebensdauer der Ausrüstung beeinflussen

• Zahnoberflächenkontakt und Müdigkeit: Widerstandsfähigkeit gegen Schwellungen und Spaltungen unter zyklischer Kontaktbelastung.
• Zahnwurzelbeugung und Müdigkeit: Widerstandsfähigkeit gegen Müdigkeit, Rissbildung und Bruch an der Wurzel bei zyklischer Biegung.
• Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit: Fähigkeit, Materialverlust auf der Zahnoberfläche unter Gleit- und Rollreibung zu widerstehen.
• Zähigkeit und Festigkeit des Kerns: Für die harte Oberflächenschicht eine robuste Stütze, um Zähne unter schweren Belastungen nicht zu zerquetschen oder zu brechen.

1. Verdämpfung und Härtung (Modulationsbehandlung)

• Verfahren: Verdünnen + Hochtemperaturgehärten.
• Mechanismus: richtet sich vor allem an die Kernseigenschaften von Zahnrädern und erzeugt eine gehärteten Sorbitstruktur, die eine hohe Festigkeit und gute Zähigkeit ausgleicht.eine solide Unterstützung für nachfolgende OberflächenhärtungsschichtenEine unzureichende Kernfestigkeit kann zu einer plastischen Verformung der harten Oberflächenschicht unter starken Belastungen führen, was zu Oberflächenriss oder -eindrückungen führt.
• Ein Beitrag zum Leben: Verbessert die Gesamtfestigkeit und Zähigkeit der Zahnräder, insbesondere die Belastungsfestigkeit bei Zahnwurzelbeugung, so dass die Zahnräder erheblichen Aufprallbelastungen standhalten können.Es handelt sich typischerweise um eine Vorwärmebehandlung (auf Leere angewendet) für karburierte und nitrierte Zahnräder.

2. Oberflächenhärtung (z. B. Induktionshärtung, Flamnhärtung)

• Verfahren: Erhitzt die Zahnradoberfläche schnell auf eine austenitisierende Temperatur, gefolgt von einer schnellen Abkühlung, um die Oberfläche zu härten und gleichzeitig die ursprüngliche Kernstruktur und -eigenschaften zu erhalten.
• Mechanismus: bildet eine hochharte Martensit-Schicht auf der Zahnradoberfläche, was die Oberflächenhärte und Verschleißfestigkeit erheblich verbessert.minimale Verformung, und hohe Effizienz.
• Ein Beitrag zum Leben:
  • Verbessert deutlich die Müdigkeit und die Verschleißfestigkeit des Zahnoberflächenkontakts und widersetzt sich effektiv Pitting und Verschleiß.
  • Erhält die Kernzähne robust, so dass die Zahnräder moderaten Aufprall standhalten.
   
• Beschränkung: starker Härteverlauf mit Spannungskonzentration an der Schnittstelle zwischen der gehärteten Schicht und dem Kern, was möglicherweise zu einem Spalten der gehärteten Schicht unter extrem schweren Belastungen führt.

3. Vergasung und Auslöschung

• Verfahren: Erhitzt und hält kohlenstoffarme Stahlräder (z. B. 20CrMnTi) in einem kohlenstoffreichen Medium, um Kohlenstoffatome in die Oberfläche zu diffundieren, gefolgt von Abkühlung und Niedertemperaturgehärtung.
• Mechanismus: Das am weitesten verbreitete und umfassendste Verfahren zur Verstärkung von Zahnrädern, das die perfekte Kombination von "harter Oberfläche und hartem Kern" erreicht:
  • Oberflächenschicht: Hochkohlenstoff-Martensitstruktur mit außergewöhnlicher Härte (HRC 58-62), Verschleißfestigkeit und Kontaktmüdigkeit.
  • Kern: Kohlenstoffarme Martensit- oder Sorbitstruktur mit hoher Festigkeit und guter Zähigkeit.
  • Eine signifikante Restdruckbelastung in der Oberflächenschicht kompensiert die Zugbelastung durch äußere Belastungen und verbessert damit die Biegefestigkeit.
   
• Ein Beitrag zum Leben: Verlängert die Lebensdauer des Getriebes umfassend, besonders geeignet für Anwendungen mit hoher Belastung, hoher Belastung und starker Reibung (z. B. Automobilgetriebe, Hinterachsgetriebe).Es ist eines der zuverlässigsten Verfahren, um eine lange Ganglebensdauer zu gewährleisten.

4. Nitrieren

• Verfahren: Erhitzt Getriebe (500-580°C) in einem stickstoffreichen Medium, um Stickstoffatome in die Oberfläche zu diffundieren und eine extrem harte Nitridschicht zu bilden.
• Mechanismus:
  • Ultrahohe Oberflächenhärte (HV 800-1200) mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit und Anti-Schuffing-Leistung.
  • Minimale thermische Verformung aufgrund der niedrigen Verarbeitungstemperatur und keine Notwendigkeit zur Ablösung.
  • Verbessert die Ermüdungsfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
   
• Ein Beitrag zum Leben: Besonders geeignet für Präzisionszüge, Züge, die bei hohem Verschleiß und moderater Belastung betrieben werden, sowie für Züge in hohen Temperaturen oder korrosiven Umgebungen.
• Beschränkung: Eine dünne nitrierte Schicht (0,1-0,8 mm) führt zu einer geringeren Tragfähigkeit als karburierte Zahnräder, mit schlechter Stoßfestigkeit.

5. Carbonitridation

• Verfahren: Diffundiert gleichzeitig Kohlenstoff- und Stickstoffatome und vereint damit die Vorteile von Vergasung und Nitrierung.
• Mechanismus: Integriert die Vorteile beider Verfahren: höhere Verschleißfestigkeit und Ermüdungsfestigkeit als bei der Vergasung, niedrigere Verarbeitungstemperatur mit minimalem Verformungsgrad;eine tiefere Diffusionsschicht und eine bessere Tragfähigkeit als beim Nitrieren.
• Ein Beitrag zum Leben: Eine ausgezeichnete Alternative zur Vergasung, insbesondere für mittel- und kohlenstoffarme Stahlräder unter moderaten Belastungen, die Verschleißfestigkeit, Müdigkeit und kontrollierte Verformung erfordern.