Cementácia vs. nitridácia pre trvanlivosť ozubených kolies. Ktoré tepelné spracovanie poskytuje lepší výkon?

Povrchové kalenie je jedným z najrozhodujúcich faktorov určujúcich trvanlivosť a výkon ozubených kolies. Či už sa používajú vo vnútri prevodoviek vozidiel, priemyselných strojov, banských reduktorov alebo vysokorýchlostných kompresorov, povrchová pevnosť zubov ozubených kolies priamo ovplyvňuje nosnosť, odolnosť proti opotrebeniu, deformačnú stabilitu a hlučnosť počas dlhodobej prevádzky. Medzi mnohými možnosťami tepelného spracovania je...cementáciaanitridáciazostávajú dvoma najčastejšie používanými procesmi zušľachťovania povrchu v modernej výrobe ozubených kolies.

Spoločnosť Belon Gear, profesionálny výrobca ozubených kolies pre výrobcov originálnych dielov (OEM), používa technológie cementácie aj nitridácie na optimalizáciu životnosti, tvrdosti povrchu a únavovej pevnosti na základe požiadaviek aplikácie. Pochopenie ich rozdielov umožňuje inžinierom a kupujúcim vybrať si najvhodnejšiu metódu kalenia pre reálne pracovné podmienky.

Čo je cementácia?

Cementácia je termochemický difúzny proces, pri ktorom sa ozubené kolesá zahrievajú v atmosfére bohatej na uhlík, čo umožňuje atómom uhlíka preniknúť do oceľového povrchu. Ozubené kolesá sa potom kalením dosiahne vysoká tvrdosť vonkajšieho plášťa a zároveň si zachová pevnú a tvárnu štruktúru jadra.

Po úprave cementované ozubené kolesá zvyčajne dosahujú povrchovú tvrdosť HRC 58 – 63 (približne 700 – 800+ HV). Tvrdosť jadra zostáva nižšia – okolo HRC 30 – 45 v závislosti od materiálu, ktorý poskytuje vysokú rázovú odolnosť a únavovú pevnosť v ohybe. Vďaka tomu je cementácia obzvlášť vhodná pre prostredie s vysokým krútiacim momentom, vysokým rázovým zaťažením a premenlivými rázovými podmienkami.

Hlavné výhody cementovaných ozubených kolies:

• Vysoká odolnosť proti opotrebovaniu a vynikajúca rázová húževnatosť

• Hrubá hĺbka puzdra vhodná pre stredné až veľké prevody

• Vysoká únavová životnosť v ohybe pre prenos veľkého zaťaženia

• Stabilnejší pri kolísavom alebo náhlom krútiacom momente

• Bežné pre automobilové koncové prevody,ťažbaprevodovky, ozubené kolesá ťažkých strojov

Cementácia je často voľbou pre ozubené kolesá pracujúce pri silnom mechanickom namáhaní.

Čo je nitridácia?

Nitridácia je difúzny proces pri nižšej teplote, pri ktorom dusík preniká do povrchu ocele a vytvára vrstvu odolnú voči opotrebovaniu. Na rozdiel od cementácie, nitridácia...nevyžaduje kalenie, čo výrazne znižuje riziko deformácie a umožňuje komponentom zachovať rozmerovú presnosť.

Nitridované ozubené kolesá vo všeobecnosti dosahujúvyššia povrchová tvrdosť ako cementované ozubené kolesá – typicky HRC 60–70 (900–1200 HV v závislosti od triedy ocele)Pretože jadro nie je kalené, vnútorná tvrdosť zostáva blízka pôvodnej úrovni materiálu, čo zaisťuje predvídateľnú deformačnú stabilitu a vynikajúcu presnosť.

Výhody nitridovaných ozubených kolies:

• Extrémne vysoká povrchová tvrdosť (vyššia ako pri cementácii)

• Veľmi nízka deformácia – ideálna pre diely s prísnymi toleranciami

• Vynikajúci výkon pri opotrebovaní a kontaktnej únave

• Zlepšená odolnosť proti korózii a treniu

• Ideálne pre jemné ozubené kolesá, planétové prevody a vysokorýchlostné pohony

Nitridácia sa často uprednostňuje v podmienkach tichého chodu, vysokých otáčok a presnej kontroly.

Cementácia vs. nitridácia – porovnanie hĺbky, tvrdosti a výkonu

Obidva zlepšujú trvanlivosť, ale líšia sa rozložením tvrdosti a správaním pri deformácii.

Cementácia =hlboká pevnosť + odolnosť voči nárazu
Nitridácia =ultra tvrdý povrch + presná stabilita

Ako vybrať správnu úpravu pre vašu aplikáciu ozubeného kolesa

Výber musí byť založený na zaťažení, mazaní, rýchlosti, projektovanej životnosti a požiadavkách na kontrolu hluku.

Belon Gear — Profesionálne tepelné spracovanie ozubených kolies a OEM výroba

Spoločnosť Belon Gear vyrába ozubené kolesá na mieru s použitím cementovaných alebo nitridovaných kovov podľa technických požiadaviek. Náš sortiment kontroly tvrdosti materiálu, metalurgická kontrola a CNC povrchová úprava zabezpečujú stabilitu vo vysoko zaťažených aplikáciách.

Dodávame:

• Čelné, špirálové a vnútorné ozubené kolesá

• Špirálové skosené a skosené pastorky

• Závitovkové prevody, planétové prevody a hriadele

• Prispôsobené komponenty prevodovky

Každý ozubený prevod je navrhnutý s optimalizovaným rozložením tvrdosti a povrchovou pevnosťou pre maximalizáciu životnosti.

Záver

Cementácia aj nitridácia výrazne zvyšujú odolnosť ozubených kolies, ale ich výhody sa líšia.

• Cementáciaposkytuje hlbokú pevnosť puzdra a odolnosť voči nárazom, ideálne pre prenos sily.

• Nitridáciaposkytuje vyššiu tvrdosť povrchu s minimálnym skreslením, ideálne pre presnosť a vysokorýchlostný pohyb.

Spoločnosť Belon Gear pomáha zákazníkom vyhodnotiť nosnosť, aplikačné namáhanie, rozsah tvrdosti a rozmerovú toleranciu s cieľom vybrať najvhodnejšiu úpravu pre každý projekt ozubeného kolesa.